Turboladerenhed: beskrivelse, funktionsprincip, hovedelementer

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Før du går videre til overvejelserne om selve turboladerenheden, bør du vide, at effekten af en forbrændingsmotor afhænger helt af, hvor meget luft og brændstof der kommer ind i den. Derfor, hvis du øger disse indikatorer, vil du også øge styrken af forbrændingsmotoren.

Turbinebeskrivelse

Turboladerenheden og dens udseende er resultatet af en konstant race af mennesker for at øge motorkraften. Det er vigtigt at tilføje her, at en sådan turbine er blevet en effektiv løsning ikke kun for benzinmotorer, men også for dieselmodeller. Oftest er sådanne enheder installeret på de motorer, der har en lille mængde luft tilført. Her er det vigtigt at forstå følgende: Jo større selve motoren er, jo mere luft og brændstof forbruger den, og jo mere kraft har den. For at opnå samme effekt fra en mindre motor, er det nødvendigt at øge mængden af luft, der passer i cylindrene.

Turbolader er en enhed, der er designet tilat tvinge en stor mængde luft ind i motoren ved hjælp af udstødningsgasserne. En turbolader har to hovedelementer - en turbine og en centrifugalpumpe. Indbyrdes er disse to dele forbundet med en stiv akse. Elementerne roterer med hastigheder op til 100.000 omdrejninger i minuttet, og de driver også kompressoren.

Turbinedele

Turboladerenheden inkluderer 8 dele. Der er et turbinehjul, der roterer i et hus med en speciel form. Hovedformålet er at overføre energien fra udstødningsgasserne til kompressoren. Udgangsmaterialet til samlingen af disse elementer er varmebestandige materialer, såsom keramik.

Turboladerenheden inkluderer også et kompressorhjul, der suger luft ind. Det beskæftiger sig også med dets kompression og indsprøjtning i motorcylindrene. Hjulet er placeret i et specielt hus, som en turbine. Begge disse hjul er monteret på rotorakslen, hvis rotation udføres på glidelejer.

Designet og driften af en turbolader, især i benzinmotorer, kræver yderligere køling. Norm alt er dette et flydende kølesystem. Udover at køle selve systemet afkøles trykluften også. Til dette har turbinen en luft- eller væsketype intercooler. Det er vigtigt at afkøle luften, da den øger dens massefylde og dermed trykket.

Dette system styres af en trykregulator. Denne bypassventil er i stand tilbegrænse strømmen af udstødningsgasser. På denne måde vil nogle komme forbi turbinehjulet.

Værkets essens

Turboladerens enhed og princippet om dens drift er baseret på brugen af udstødningsgas. Energien fra disse gasser vil drive turbinehjulet. For at overføre denne energi er turbinehjulet fastgjort til rotorakslen og roterer den. På denne måde overføres energi til kompressorhjulet. Dette element er engageret i at tvinge luft ind i systemet, såvel som at komprimere det. Trykluften passerer gennem intercooleren, som køler den ned. Derefter trænger stoffet direkte ind i motorcylindrene.

Flere oplysninger

Turboladeren og funktionsprincippet er på en eller anden måde uafhængige på den ene side af forbrændingsmotoren, da der ikke er nogen stiv forbindelse med motorakslen. På den anden side påvirker rotationshastigheden stadig på en eller anden måde turbinens effektivitet. Den er forbundet på følgende måde. Jo flere omdrejninger motoren laver, jo kraftigere vil strømmen af udstødningsgasser være. På grund af dette vil turbineakslens rotationshastighed stige, hvilket betyder, at mængden af luft, der kommer ind i cylindrene, vil stige.

Turboladerens design og betjening har flere negative sider. En af ulemperne kaldes "turbo lag". Med et skarpt tryk på gaspedalen vil den hurtige stigning i kraften blive noget forsinket. Efter at have passeret gennem "turbojam" er der et skarpt spring i tryk,som kaldes "turboliften".

Løsning af mangler

Udseendet af den første ulempe skyldes, at systemet er inerti. På grund af dette fænomen er der en uoverensstemmelse mellem ydelsen af turbinen og den effekt, der kræves fra motoren. Der er tre måder at løse dette problem på. Da enheden til en dieselturbolader ligner en benzin, er de også egnede til den. Her er hvad du kan gøre:

1. Brug turbine med variabel geometri.
2. Brug to parallelle eller to kompressorer i serie.
3. Brug et kombineret boost-system.

Hvad angår turbinen med variabel geometri, er den ganske i stand til at løse problemet ved at ændre arealet af indløbsventilen. Sådan et system bruges meget ofte i dieselmotorer.

Beskrivelse af forskellige systemer

Formål, turboladerens enhed er den samme som en konventionel turbine. Den største forskel er, at instrumentet kun har 5 hoveddele, ikke 8.

Der bruges et system af møller forbundet parallelt. Et sådant system er bedst egnet til tilstrækkeligt kraftige V-motorer. I dette tilfælde er der installeret en lille turbolader for hver række af cylindre. Fordelen er, at inertien af flere små enheder er mindre end for en stor turbine.

Enheden og funktionsprincippet for kompressoren adskiller sig ikke afhængigt affra dens volumen spiller dette dog en vigtig rolle, for eksempel ved brug af en seriel forbindelse af to turbiner. I dette tilfælde vil hver enhed blive aktiveret med en bestemt hastighed.

Der bruges også et boost-system, som både bruger en mekanisk og en turbolader. Hvis motorhastigheden er lav, tændes den mekaniske anordning til pumpning af luft. Hvis en vis tærskel overskrides, slukker den mekaniske enhed, og turboladeren begynder at virke.

Hvad er fordelene ved en turbine

Følgende fordele skiller sig ud ved brug af en kompressor:

1. Den udbredte brug af denne enhed er blevet mulig på grund af dens enkelhed og pålidelighed. Derudover øger introduktionen af denne enhed i forbrændingsmotorsystemet motoreffekten med omkring 20-35%.
2. Kompressoren i sig selv kan ikke forårsage nedbrud, da dens ydeevne afhænger direkte af andre systemer, f.eks. gasdistribution.
3. Det er muligt at spare fra 5 til 20 % brændstof. Hvis du installerer en turbine i en lille motor, vil brændstofforbrændingsprocessen blive mere effektiv, hvilket betyder, at effektiviteten øges.
4. En god fordel ved sådanne motorer ses på veje, der passerer for eksempel i bjergene. Dette er især bemærkelsesværdigt sammenlignet med atmosfæriske modstykker.
5. Turboladerens design og funktionsprincip gør det muligt at fungere som en ekstra lyddæmper i udstødningssystemet.

Applikationsfunktioner

På trods af at selve kompressoren praktisk t alt ikke fejler, opstår der lejlighedsvis situationer, hvor dens drift stopper.

I dag er den mest almindelige årsag til nedlukning af turbolader, at turbinens centrale patron er tilstoppet med olie. Oftest opstår et sådant problem på grund af det faktum, at dets arbejde stopper brat efter langvarige og alvorlige belastninger på turboopladningen. For at slippe af med disse problemer er det nødvendigt at installere et vandkølesystem. Linjerne i dette system vil skabe en varmeabsorberende effekt, som vil reducere temperaturen i den centrale patron. Det er værd at bemærke, at denne effekt vil opstå i nogen tid efter, at motoren er helt standset, såvel som efter fuldstændig ophør af kølevæskecirkulationen.

Sorts af turbiner

Med hensyn til typerne af turboladere, er der hylstertype og kuglelejetype.

Hvis vi taler om bush type turboladere, har de været brugt i ret lang tid. De havde dog en række mangler, som var forbundet med deres designfunktioner. Dette tillod ikke at udnytte potentialet i et sådant system med 100 %. Kuglelejeenheder er nyere, som har taget højde for manglerne, og derfor erstatter de gradvist bøsningskompressorer.

Når man sammenligner disse to typer af turbiner, anses kuglelejet for at være mere økonomisk, da det forbruger betydeligtmindre olie end ærmetype. Kompressorer har også en indikator, der er ansvarlig for turbinens reaktion på at trykke på gaspedalen. For kuglelejetyper af turbiner er denne indikator bedre, hvilket giver mulighed for en forbedring af responsen med omkring 15 % sammenlignet med muffe.

Enhedsfejl

Her skal det siges, at turboladeren er det eneste tilbehør til motoren, som under drift er tæt forbundet med næsten alle andre køretøjssystemer. Baseret på dette bliver det ret indlysende, at minimale afvigelser i driften af ethvert system vil føre til, at kompressorslid vil stige betydeligt. Til dato er der flere årsager, der oftest bliver en hindring i driften af møllen:

• Det er muligt for fremmedlegemer at komme ind i mekanismen. På grund af motorens enorme rotationshastighed kan dette meget vel føre til beskadigelse af f.eks. pumpehjulene.
• Mangel på smøremidler. Jo højere dynamiske belastninger er, jo større er chancen for, at ødelæggelsen af olie-"filmen" vil ske. Dette vil igen føre til "tør" friktion, som påvirker systemet på den mest negative måde. Årsagen til denne funktionsfejl kan være en hvilken som helst årsag, som skyldes, at olien ikke når helt. For eksempel tilstoppede oliecylindre, filtre, slid på oliepumper osv.