Per aumentà a putenza di i mutori di combustione interna, unità speciale - turbochargers - sò largamente usate.Leghjite ciò chì hè un turbocompressore, chì tippi sò sti unità, cumu sò disposti è nantu à quali principii sò basati u so travagliu, è ancu nantu à u so mantenimentu è a riparazione, in l'articulu.
Cosa hè un turbocharger?
U turbocharger hè u cumpunente principale di u sistema di pressurizazione aggregatu di i motori di combustione interna, una unità per aumentà a pressione in u trattu di ingressu di u mutore per via di l'energia di i gasi di scarico.
U turbocharger hè adupratu per aumentà a putenza di un mutore di combustione interna senza interferenza radicali in u so disignu.Sta unità aumenta a prissioni in u trattu di ingressu di u mutore, furnisce una quantità aumentata di mistura di carburante-aria à e camere di combustione.In questu casu, a combustione si trova à una temperatura più altu cù a furmazione di un voluminu più grande di gasi, chì porta à un aumentu di pressione nantu à u pistone è, in u risultatu, à un aumentu di e caratteristiche di torque è di putenza di u mutore.
L'usu di un turbocharger permette di aumentà a putenza di u mutore da 20-50% cù un incrementu minimu di u so costu (è cù mudificazioni più significativu, a crescita di putenza pò ghjunghje à 100-120%).A causa di a so simplicità, affidabilità è efficienza, i sistemi di pressurizazione basati in turbocompressori sò largamente usati in tutti i tipi di veiculi di mutore di combustione interna.
Tipi è caratteristiche di turbochargers
Oghje, ci hè una larga varietà di turbochargers, ma ponu esse divisu in gruppi secondu u so scopu è l'applicabilità, u tipu di turbina utilizata è e funziunalità supplementari.
Sicondu u scopu, i turbocompressori ponu esse divisu in parechji tipi:
• Per i sistemi di pressurizazione in una sola fase - un turbocharger per mutore, o duie o più unità chì operanu nantu à parechji cilindri;
•Per i sistemi di inflazione di serie è serie-paralleli (vari varianti di Twin Turbo) - duie unità identiche o diverse chì operanu nantu à un gruppu cumuni di cilindri;
• Per i sistemi di pressurizazione in dui fasi, ci sò dui turbochargers cù caratteristiche diffirenti, chì travaglianu in parechje (sequentially unu dopu à l'altru) per un gruppu di cilindri.
I più utilizati sò i sistemi di pressurizazione in una sola fase custruiti nantu à a basa di un turbocompressore unicu.In ogni casu, un tali sistema pò avè duie o quattru unità identiche - per esempiu, in i motori in forma di V, turbochargers separati sò usati per ogni fila di cilindri, in motori multi-cilindri (più di 8) ponu esse usatu quattru turbochargers, ognunu di i cilindri. chì travaglia nantu à 2, 4 o più cilindri.Meno cumuni sò sistemi di pressurizazione in dui fasi è diverse variazioni di Twin-Turbo, usanu dui turbocompressori cù caratteristiche diffirenti chì ponu travaglià solu in coppie.
Sicondu l'applicabilità, i turbocompressori ponu esse divisi in parechji gruppi:
• Per tipu di mutore - per unità di gasoline, diesel è gas;
• In quantu à u vulume di u mutore è a putenza - per unità di putenza di putenza chjuca, media è alta;per i mutori d'alta velocità, etc.
I turbocompressori ponu esse equipati cù unu di dui tipi di turbine:
• Radial (radial-axial, centripetal) - u flussu di gasi di scarico hè alimentatu à a periferia di l'impeller di a turbina, si move à u so centru è hè scaricatu in a direzzione axial;
• Axial - u flussu di gasi di scarico hè furnitu longu l'assi (à u centru) di l'impeller di turbine è hè scaricatu da a so periferia.
Oghje, i dui schemi sò usati, ma nantu à i picculi mutori pudete truvà spessu turbochargers cù una turbina radiale-axial, è in unità di putenza putenti, i turbine axial sò preferiti (ancu se questu ùn hè micca a regula).Indipendentemente da u tipu di turbina, tutti i turbocompressori sò furnuti cù un compressore centrifugu - in questu l'aria hè furnita à u centru di l'impeller è eliminata da a so periferia.
I turbocompressori muderni ponu avè diverse funziunalità:
• Doppia entrata - a turbina hà dui ingressi, ognunu riceve gasi di scarico da un gruppu di cilindri, sta suluzione riduce a caduta di pressione in u sistema è migliurà a stabilità di spinta;
• Geometria Variable - a turbina hà pale mobile o un anellu sliding, attraversu quale pudete cambià u flussu di gasi di scarico à l'impeller, questu permette di cambià e caratteristiche di u turbocharger secondu u modu di funziunamentu di u mutore.
Infine, i turbocompressori differiscenu in e so caratteristiche di rendiment basi è capacità.Di e caratteristiche principali di sti unità deve esse evidenziate:
• U gradu di crescita di pressione - u rapportu di a pressione di l'aire à l'outlet di u compressore à a pressione di l'aire à l'inlet, si trova in a gamma di 1,5-3;
• Fornitura di compressore (flussu d'aria attraversu u compressore) - a massa di l'aria chì passa per u compressore per unità di tempu (seconda) si trova in a gamma di 0,5-2 kg / s;
• A gamma di velocità di u funziunamentu varieghja da parechji cintunari (per locomotive diesel putenti, industriali è altri motori diesel) à decine di millaie (per i mutori furzati muderni) rivoluzioni per seconda. A velocità massima hè limitata da a forza di l'impellers di turbine è compressore, se a vitezza di rotazione hè troppu alta per via di e forze centrifughe, a rota pò colapsà.In i turbochargers muderni, i punti periferichi di e roti ponu rotà à una velocità di 500-600 o più m / s, vale à dì 1,5-2 volte più veloce di a velocità di u sonu, questu provoca l'occurrence di u fischiu caratteristicu di a turbina;
• A temperatura operativa / massima di i gasi di scarico à l'inlet à a turbina si trova in a gamma di 650-700 ° C, in certi casi righjunghji 1000 ° C;
• L'efficienza di a turbina / compressore hè di solitu 0,7-0,8, in una unità l'efficienza di a turbina hè di solitu menu di l'efficienza di u compressore.
Inoltre, l'unità sò diffirenti in grandezza, tipu d'installazione, a necessità di utilizà cumpunenti ausiliari, etc.
Disegnu di turbocompressore
In generale, u turbocharger hè custituitu di trè cumpunenti principali:
1.Turbina;
2.Compressore;
3.Bearing housing (case centrale).
Schema tipicu di u sistema di pressurizazione di l'aria aggregata di u mutore di combustione interna
Una turbina hè una unità chì cunverta l'energia cinetica di i gasi di scarico in energia meccanica (in u torque di a rota), chì assicura u funziunamentu di u compressore.Un compressore hè una unità per pumping air.U cuscinettu di cuscinetti cunnetta e duie unità in una struttura unica, è l'arbre di rotore situatu in questu assicura u trasferimentu di torque da a rota di turbina à a rota di compressore.
Sezione Turbocharger
A turbina è u compressore anu un disignu simili.A basa di ognuna di sti unità hè u corpu cochlear, in i parti periferichi è cintrali di quale ci sò tubi per a cunnessione à u sistema di pressurizazione.In u compressore, u tubu di ingressu hè sempre in u centru, l'exhaust (discharge) hè in a periferia.A listessa dispusizione di tubi per turbine axial, per turbine radial-axial, u locu di i tubi hè u cuntrariu (nantu à a periferia - intake, in u centru - exhaust).
Dentru u casu ci hè una rota cù pale di una forma speciale.E duie roti - turbina è compressore - sò tenute da un arbre cumunu chì passa per l'alloghji di cuscinetti.I roti sò solidi o cumposti, a forma di e pale di turbina assicura l'usu più efficiente di l'energia di gas di scarico, a forma di e pale di rota di compressore furnisce u massimu effettu centrifugu.I turbine muderni high-end ponu utilizà roti cumposti cù pale di ceramica, chì anu un pesu pocu è un rendimentu megliu.A dimensione di i roti di turbochargers di i motori di l'automobile hè 50-180 mm, locomotive putenti, industriali è altri motori diesel sò 220-500 mm o più.
E duie case sò muntate nantu à u cuscinettu di cuscinetti cù bulloni attraversu sigilli.I cuscinetti pianu (menu spessu cuscinetti rotulanti di un disignu speciale) è O-rings sò situati quì.Ancu in l'abitazione cintrali ci sò canali d'oliu per lubricating the bearings and shaft, è in certi turbochargers è a cavità di a giacca di rinfrescante d'acqua.Durante a stallazione, l'unità hè cunnessa à i sistemi di lubricazione è di raffreddamentu di u mutore.
Diversi cumpunenti ausiliarii ponu ancu esse furniti in u disignu di u turbocompressore, cumprese parti di u sistema di recirculazione di gas di scarico, valvole d'oliu, elementi per migliurà a lubricazione di e parti è u so rinfrescante, valvole di cuntrollu, etc.
I pezzi di Turbocharger sò fatti di qualità d'acciaio speciale, acciai resistenti à u calore sò usati per a rota di turbina.I materiali sò selezziunati currettamente secondu u coefficient di espansione termale, chì assicura l'affidabilità di u disignu in diversi modi operativi.
U turbocharger hè inclusu in u sistema di pressurizazione di l'aria, chì include ancu i manifolds d'admission è di scarico, è in sistemi più cumplessi - un intercooler (radiatore di rinfrescante di l'aria di carica), diverse valvole, sensori, dampers è pipelines.
U principiu di funziunamentu di u turbocharger
U funziunamentu di u turbocharger vene à principii simplici.A turbina di l'unità hè introduttu in u sistema di scarico di u mutore, u compressore - in u trattu di ingressu.Duranti u funziunamentu di u mutore, i gasi d'escapamentu entranu in a turbina, chjappà i pale di rota, dendu una parte di a so energia cinetica è facendu a rotazione.U torque da a turbina hè direttamente trasmessa à i roti di u compressore via l'arbulu.Quandu a rotazione, a rota di u compressore tira l'aria à a periferia, aumentendu a so pressione - questu aria hè furnita à u manifold d'admission.
Un unicu turbocharger hà una quantità di disadvantages, u principale di quale hè turbo delay o turbo pit.I roti di l'unità anu massa è una certa inerzia, cusì ùn ponu micca spin up istantaneamente quandu a vitezza di l'unità di putenza aumenta.Dunque, quandu appughjà u pedale di gasu bruscamente, u mutore turbocharged ùn accelerà micca immediatamente - ci hè una breve pausa, una mancanza di energia.A suluzione à stu prublema hè sistemi di cuntrollu di turbine speciale, turbochargers cù geometria variabile, sistemi di pressurizazione in serie-paralleli è in dui fasi, è altri.
U principiu di funziunamentu di u turbocharger
Problemi di mantenimentu è riparazione di turbocompressori
U turbocharger hà bisognu di mantenimentu minimu.A cosa principal hè di cambià l'oliu di u mutore è u filtru d'oliu à tempu.Se u mutore pò ancu funziunà annantu à l'oliu vechju per qualchì tempu, allora pò diventà mortale per u turbocompressore - ancu una ligera deteriorazione di a qualità di u lubrificante à carichi elevati pò purtari a jamming è a distruzzioni di l'unità.Hè ricumandemu ancu di pulisce periodicamente e parti di a turbina da i dipositi di carbone, chì deve esse disassemblatu, ma questu travagliu deve esse realizatu solu cù l'usu di arnesi è equipaggiu speciale.
Un turbocompressore difettu hè in a maiò parte di i casi più faciule da rimpiazzà chè di riparà.Per rimpiazzà, hè necessariu di utilizà una unità di u listessu tipu è mudellu chì hè stata installata in u mutore prima.L'installazione di un turbocompressore cù altre caratteristiche pò disturbà u funziunamentu di l'unità di putenza.Hè megliu cunfidendu a selezzione, a stallazione è l'ajustamentu di l'unità à i specialisti - questu guarantisci l'esekzione curretta di u travagliu è u funziunamentu normale di u mutore.Cù a sustituzione curretta di u turbocompressore, u mutore ripiglià una putenza alta è puderà risolve i travaglii più difficiuli.
Tempu di Postu: Aug-21-2023