Automobilové turbodmychadlo

Popis principu fungování turbodmychadla na automobilu: schémata, foto a video materiály. Základy automechaniky.

Obsah článku:

Turbína v motoru nebo jak se tomu říká turbodmychadlo dodává jednotce více energie. Abychom pochopili, jak systém funguje a jak systém funguje, zvážíme to všechno podrobně.

Trochu o turbodmychadle

Turbodmychadlo nebo se mu také říká „turbodmychadlo s plynovou turbínou“ ( odstředivé kompresory nebo velmi populárně nazývané „turbodmychadlo“ ) je axiální nebo odstředivý kompresor, který funguje ve spojení s turbínou. Jedná se o základní konstrukční prvek ve vozidlech s motory s plynovou turbínou.

Tlak v sacím systému lze zvýšit instalací turbodmychadla, které využívá energii z výfukových plynů. Při jeho použití se zvyšuje množství vzduchu dostupného ve spalovacích komorách. Mechanické přeplňování není tak efektivní jako přeplňovaný plynový kompresor, protože k jeho pohonu není využíván výkon motoru.

Po instalaci odstředivé turbíny je však nevyhnutelná určitá ztráta výkonu. Výfukové plyny z válců nenajdou výstup, protože turbína blokuje jejich cestu ven. Motor má velké zatížení při čištění válců, protože ve výfukovém traktu je vytvářen obrovský tlak. Tento úkol tráví část výkonu motoru automobilu. Tato ztráta je samozřejmě zanedbatelná ve srovnání se zvýšením výkonu motoru o 30-40%.

Po instalaci odstředivé turbíny můžete čelit dalšímu problému, který se běžně nazývá turbo lag. Výkon motoru se mění se změnou tlaku výfukových plynů. Hlavními faktory, kvůli kterým se vytváří turbo zpoždění, jsou třecí síly, setrvačnost a zatížení turbíny.

Provoz turbodmychadla (turbodmychadlo motoru)

Automobilové turbodmychadlo

Uspořádání turbodmychadla
Tři hlavní prvky turbodmychadla jsou odstředivý kompresor, turbína a střední skříň. Kinetická energie výfukových plynů je turbínou přeměněna na rotační pohyb kompresoru. Turbína také spojuje turbínové kolo, které je umístěno ve speciálním pouzdře ve formě šneka.

Vstupem do svitku se výfukové plyny pohybují kanálem a poté padají na lopatky kola turbíny. Pak načte rychlost do 250 000 ot / min. Hřídel, ke které je turbínové kolo přivařeno, přenáší energii na kompresorové kolo, které mu dává rotaci. Lopatky kola turbíny se stávají kanály pro výfukové plyny, které poté opouštějí turbínu otvorem ve středu turbodmychadla a do výfukového systému.

Komponenty turbíny jsou vyrobeny z tepelně odolných kovů, protože teplota uvnitř turbodmychadla je neuvěřitelná. Turbínové kolo obsahuje slitinu železa a niklu a střední část těla obsahuje žáruvzdornou ocel.

Výkon turbodmychadla přímo závisí na tvaru a velikosti turbíny. Větší velikost turbíny zvyšuje výkon kompresoru. Významné zvýšení výkonu je patrné u větších turbín, protože mohou využívat větší tlak výfukových plynů. U takových turbodmychadel je však při nízkých otáčkách značná pravděpodobnost zpoždění turba. Jmenovité rychlosti je dosaženo mnohem rychleji s menšími turbodmychadly, ale vykazují nižší výkon.

Automobilové turbodmychadlo

V krytu turbíny je nainstalován obtokový ventil k řízení úrovně plnicího tlaku. Ventil se nastavuje pomocí systému řízení motoru. Ventil je vybaven pneumatickým pohonem.

Hřídel je umístěna ve středovém krytu. To mu umožňuje dosáhnout maximální rychlosti otáčení s minimálním třením. Otáčení probíhá v jednom nebo dvou ložiscích. Pro tento účel jsou vhodná různá provedení kluzných ložisek. Kuličková ložiska se používají zřídka.

Systém mazání motoru zajišťuje úplné mazání ložisek a hřídele. Mezi pouzdrem a ložiskem je mnoho průchodů, kterými protéká olej. Kromě své mazací funkce má olej chladicí účinek na vyhřívané součásti. Chlazení probíhá nejlépe u zážehových motorů, ve kterých je středové pouzdro turbíny součástí chladicího systému motoru.

Automobilové turbodmychadlo

Další objem tlaku v sacím systému je vytvořen působením odstředivého kompresoru . Jeho konstrukce je podobná jako u mechanických kompresorů. Odstředivý kompresor se skládá z pláště a kola kompresoru. V CC (odstředivý kompresor) proudí vzduch ze středu kola do skříně. Prudké snížení rychlosti proudění vzduchu vám umožní převést jeho kinetickou energii na tlak. Sací potrubí umožňuje proudění stlačeného vzduchu do motoru. Při výrobě kola a skříně kompresoru se používá hliník.

Aby se snížily účinky zpoždění turbodmychadla a zvýšila produktivita, neustále se vylepšuje design turbodmychadla. Nejžádanějšími technickými řešeními jsou – neustálá modernizace konstrukce turbodmychadla umožňuje snížit účinky zpoždění turbodmychadla a zvýšit jeho výkon. Níže vidíte seznam nejúčinnějších způsobů upgradu:

  1. Použitím pevných a lehkých materiálů je dosaženo významného snížení hmotnosti turbíny. Například keramika.
  2. Montáž nových ložisek se sníženým třením.
  3. Samostatné turbodmychadlo
  4. Turbína s proměnnou geometrií

Promluvme si více o posledních dvou položkách na tomto seznamu.

Automobilové turbodmychadlo

Je také známá jako trubka s proměnnou tryskou. Tento typ turbíny se používá v dieselových motorech. Devět pohyblivých lopatek instalovaných v turbodmychadle reguluje tok plynů do turbíny. Zvýšení a zablokování toku plynu je dosaženo pomocí pohonu, který reguluje úhel sklonu devíti lopatek. Průtok plynu a tlak plnicího vzduchu jsou v souladu s počtem otáček motoru při změně úhlu lopatky.

Je třeba připomenout, že některé motory používají více turbodmychadel. Je možné použít dva (Twin Turbo), tři nebo čtyři. V takových provedeních jsou instalovány v sérii. První se používá při nízkých otáčkách a druhý při vysokých otáčkách. Existuje také schéma pro instalaci kompresorů, ve kterém jsou umístěny paralelně k sobě. Používá se na V-motory. Pro každou řadu válců je k dispozici kompresor. Předpokládá se, že jedno velké turbodmychadlo je méně účinné než dvě malé.

Video o principu fungování turbodmychadla: