Načelo rada turbine na dizelskom motoru

Turbochargedv mora biti pojava zloglasne njemačke geografske širine i praktičnosti u svemu. Više Rudolf Diesel i Gottlip Daimler, na kraju XIX stoljeća, nije dao mir takvom pitanju. Kako je tako: ispušni plinovi su samo bačeni u cijev, a energija koju posjeduju ne donosi nikakvu korist? Olakšava ... U dobi od dvadeset i dvadeset i motora opremljena turbinom dugo je prestala biti egzotična i koristi se svugdje, na najrazličitijoj tehnici. Zašto su turbine distribuirane prvenstveno na dizelskim motorima i što načelo rada ovih korisnih agregata, radovat ćemo se u strogo popularno popularnom, ali vizualnom i razumljivo svakom obrascu.

Dakle, ideja "staviti u poslovanje" energija ispušnih plinova ispušnih plinova pojavila se ubrzo nakon izuma i uspješnih eksperimenata korištenja motora s unutarnjim izgaranjem. Njemački inženjeri i pioniri automobila i traktore, na čelu s dizelom i Daimlerom, proveli su prvi eksperimenti za povećanje snage motora i smanjenje potrošnje goriva pomoću ispuštanja komprimiranog zraka iz ispuha.

Gotdib Daimler je proizveo takve automobile i već je razmišljao o uvođenju turbopunjača sustava

Ali prvi koji je izgradio prvi učinkovito radio turbopunjač, \u200b\u200boni su postali, a drugi inženjer je Alfred Bughts. Godine 1911. dobio je patent za svoj izum. Prve turbine bile su kako slijedi da ih je bilo moguće koristiti i prikladno samo na velikim motorima (na primjer, brod).

Nadalje, turbopunjač se počeo koristiti u zrakoplovnoj industriji. Budući da su 30-i dvadesetog stoljeća, u Sjedinjenim Državama, vojni zrakoplovi (i borci i bombarderi) redovito pokrenuti u Sjedinjenim Američkim Državama (i borci i bombarderi), benzinski motori bili su opremljeni turbopunjačem. I prvi teretni automobil s dizelskim motorom turbopunjača napravljen je 1938. godine.

U 60-ima, General Motors Corporation objavio je prvi putnik "Chevrolet" i "Oldsmobili" s benzinskim karburatorskim motorima opremljenim turbopunjanjem. Pouzdanost tih turbina bila je mala i brzo su nestali s tržišta.

Oldsmobile Jetfire 1962 - prvi serijski automobil s turbopunjačem

Moda na turbohaniziranim motorima vratila se na prijelazu 70-ih / 80-ih, kada je turbopunjavanje počeo biti široko korišteno u stvaranju sportskih i trkaćih automobila. Prefiks "Turbo" postao je iznimno popularan i pretvoren u neobičnu oznaku. U hollywoodskim filmovima tih godina, superheroji su propisani na panelima njihovih superčara "magic" turbo "gumbe, a automobil je odnio u daljinu. U pravoj stvarnosti, turbopunjači tih godina opipljivi "sušeni", izdavanje značajne reakcije kašnjenja. I, usput, ne samo da nije doprinijelo spašavanju goriva, već naprotiv, povećao potrošnju.

Dupleks sovjetskih polja - s turbopunjačem

Prvi doista uspješni pokušaji uvođenja turbopunitiranja u proizvodnju motora za proizvodnju automobila motori su provedeni u ranim 80-ima "Saab" i "Mercedes". Ova napredna iskustva nisu usporile da iskoriste druge globalne inženjerske tvrtke.

U Sovjetskom Savezu, razvoj i provedba turbopunjača u "seriji" bio je povezan, prvenstveno s razvojem teških industrijskih i poljoprivrednih traktora -, "Kiroveta"; Supersumes "Belaz" itd. Moćna tehnologija.

Zašto, kao rezultat toga, turbina je distribuirana točno na dizelu, a ne benzinskim motorima? Budući da dizelski motori imaju mnogo veći stupanj kompresije zraka, a njihovi ispušni plinovi su niže temperature. Prema tome, zahtjevi za turbina otpornu na toplinu su mnogo manje, a njegova vrijednost i učinkovitost korištenja su mnogo više.

Sustav turbonja koji se sastoji od dva dijela: od turbine i turbopunjača. Turbina se koristi za pretvaranje otpadnih plinova, a kompresor je izravno za opskrbu više puta komprimiranog atmosferskog zraka u radnike cilindara. Glavni dijelovi sustava su dva oštrica, turbina i kompresor (tzv. "Prtljima"). Turbopunjač je tehnološka pumpa za zrak, što rezultira rotacijom rotora turbine. Njegov jedini zadatak je ispuštanje komprimiranog zraka u cilindre pod pritiskom.

Što je zrak ući u komoru za izgaranje, više dizel dizel može biti spaljen za određenu jedinicu vremena. Rezultat je značajno povećanje snage motora, bez potrebe za izgradnjom volumena svojih cilindara.

Kompozitni dijelovi uređaja turbopunjača:

• kućište kompresora;
• kotač kompresora;
• osovina rotora ili os;
• slučaj turbine;
• turbinski kotač;
• kućište ležaja.

Temelj sustava turbohanizira je rotor, fiksiran na posebnoj osi i zatvoren u posebnoj zgradi otporno na toplinu. Kontinuirani kontakt svih komponenti turbine s iznimno vrućim plinovima određuje potrebu za stvaranjem rotora i kućišta turbine iz posebnih metala otpornih na toplinu.

Rolor i os rotiraju se s vrlo visokom frekvencijom iu suprotnim smjerovima. Pruža gustu stezaljku jednog elementa u drugu. Protok ispušnih plinova prvo prodire u ispušni kolektor, odakle je u pitanju poseban kanal, koji se nalazi u turbo-supergolargeru kućištu. Oblik njegovog tijela podsjeća na ljusku. Nakon prolaska ovog "puž", potrošeni plinovi s ubrzanjem poslužuju se na rotoru. To osigurava translacijsku rotaciju turbine.

Os turbopunjača je fiksirana na posebnim kliznim ležajevima; Podmazivanje se provodi opskrbom ulja iz sustava podmazivanja motora. Brtvene prstenove i brtve sprječavaju propuštanje ulja, kao i zračni proboj i ispušni plinovi, kao i pomiješani. Naravno, nije moguće u potpunosti isključiti posljedicu u komprimiranom atmosferskom zraku, ali u tome nema velike potrebe ...

Snaga bilo kojeg motora i izvedba njegovog rada ovisi o više razloga. Naime: od radnog volumena cilindara, na količini kompletne smjese goriva, od učinkovitosti njegovog izgaranja, kao i od energetskog dijela goriva. Snaga motora se povećava razmjerno povećanju broja spaljenih u njoj za određenu jedinicu vremena goriva. Ali ubrzati izgaranje goriva, potrebno je povećanje rezerve komprimiranog zraka u radnim šupljinama motora.

To jest, što je jedinica vremena gori gorivo, više će se zrak morati biti "guranje" u motor (ne baš lijepa riječ "guranje" ovdje, međutim, to je vrlo dobro, jer se sama motor ne može nositi Napuštanje prekomjernog zraka i filtera s nultom otpornošću u to neće mu pomoći).

U tome, ponovite i sastoji se od glavne svrhe turbopunjača - u povećanju opskrbe mješavina goriva u komori za izgaranje. To se osigurava injekcijom komprimiranog zraka u cilindre, koji se javlja pod konstantnim tlakom. Pojavljuje se zbog transformacije energije ispušnih plinova, jednostavno govoreći, od lijevanog i izgubljenog - do korisnog. Za to, prije nego ispušni plinovi treba ukloniti u ispušnu cijev, a zatim, i, prema tome, u atmosferu, njihov tok se šalje kroz turbopunjač.

Ovaj proces osigurava predenje turbinskog kotača ("rotor"), opremljen posebnim oštricama, do 100-150 tisuća revolucija u minuti. Na jednoj osovini s rotorom, noževi kompresora su fiksne, koji se ubrizgava komprimirani zrak u cilindre motora. Sila dobivena iz energetske konverzije ispušnih plinova koristi se za značajno povećanje tlaka zraka. Zbog mogućnosti injekcije u radnim šupljinama cilindara mnogo veća količina goriva za određeno vrijeme. To daje značajno povećanje snage i učinkovitosti dizela.

Dizel turbine u rezanju

Jednostavno rečeno, turbosustav sadrži dva oštrica "napet" fiksirana na jednoj zajedničkoj osovini. Ali u isto vrijeme u pojedinačnim fotoaparatima, hermetički odvojeni jedan od drugoga. Jedan od impelera prisiljen je rotirati iz ispušnih plinova motora koji stalno ulažu njegove oštrice. Budući da je drugi rotor s njom je težak spojen, također počinje rotirati, hvatanje atmosferskog zraka i hraniti ga u komprimiranom obliku na cilindre motora.

Više od desetak godina uzeo je inženjere kako bi stvorio istinski učinkovito radno turbopunjač. Uostalom, to je samo u teoriji, sve izgleda glatko: od pretvaranja energije ispušnog plina, možete "vratiti" izgubljeni postotak učinkovitosti i značajno povećati snagu motora (na primjer, od stotinjak do sto šezdeset konjskih snaga). Ali u praksi, iz nekog razloga, to nije uspjelo.

Osim toga, s oštrim preše na akceleratoru, bilo je potrebno čekati povećanje okretaja motora. Došlo je samo kroz neka stanka. Povećanje tlaka ispušnih plinova, promocija turbine i kontagona komprimiranog zraka nije se odmah dogodilo odmah, već postupno. Ovaj fenomen, nazvan "turbolag" ("Turbians") ne može se ukrotiti. I pokazalo se da se nosi s njom, primjenjujući dva dodatna ventila: jedan - prijeći prekomjernog zraka u kompresor kroz cjevovod s kolektora motora. I još jedan ventil - za ispušne plinove. Općenito, suvremene turbine s promjenjivom geometrijom oštrica čak se značajno razlikuju od klasičnih turbina u drugoj polovici dvadesetog stoljeća.

Dizel turbopunjač "Bosch"

Drugi problem koji je morao riješiti razvoj tehnologija dizelskih turbina, sastojao se od viška detonacije. Ta se detonacija dogodila zbog naglog povećanja temperature u radnim šupljinama cilindara u injekciji dodatne mase komprimiranog zraka, posebno u završnoj fazi takta. Odlučujući ovaj problem u sustavu naziva se sredstvom za hlađenje zraka za međuprostor (intercooler).

Intercooler nije ništa više od radijatora za hlađenje zraka prema gore. Osim pada detonacije, smanjuje temperaturu zraka također kako ne bi se smanjila njegova gustoća. I to je neizbježno tijekom procesa grijanja od kompresije, a to je u velikoj mjeri učinkovitost cijelog sustava.

Osim toga, moderni sustav turbopunjavanja motora ne radi bez:

• podešavanje ventila (otpad). On služi za održavanje optimalnog tlaka u sustavu, a za njegovo pražnjenje, ako je potrebno, u prihvatnoj cijevi;
• zaobilazan ventil (vinspass-ventil). Njegovo odredište je prikladno uklanjanje zraka natrag u usisne mlaznice na turbinu, ako trebate smanjiti moć i prigušivač se zatvara;
• i / ili "blow-off-ventil). Koji spaja adekvatan zrak u atmosferu ako je prigušnica zatvorena i senzor protoka zraka nedostaje;
• ispušni kolektor kompatibilan s turbopunjačem;
• zatvorene cijevi: Zrak za dovod zraka u ulazu i uljasti - za hlađenje i podmazivanje turbopunjača.

Na dvorištu dvadeset prvog stoljeća, a nitko ne juri ime svog automobila moderno u kapcima XX-M prefiks "Turbo". Nitko ne vjeruje više od "magične sile turbine" za oštro ubrzanje automobila. Značenje uporabe i učinkovitosti turbopunjačkog sustava još uvijek nije u tome.

Ovo je "puž"!

Naravno, najučinkovitije turbopunjavanje kada se koristi na traktorima i teškim kamionskim motorima. To vam omogućuje dodavanje snage i okretnog momenta bez pojave preračunavanja goriva, što je vrlo važno za ekonomske pokazatelje opreme. Koristi se tamo. Također su pronašli svoju raširenu uporabu turbosustava i na dizelskim i brodskim dizelskim motorima. A to su najsnažnija turbina koja je stvorena turbina za dizelski motor.