Принцип работы турбокомпрессора: Принцип работы турбокомпрессора (турбины) его конструкция и типы

Принцип работы турбокомпрессора | robals.ru

Для получения более четкого представления о принципе работы турбокомпрессора, необходимо ознакомиться с системой функционирования двигателя внутреннего сгорания. На сегодняшний день, большинство дизельных легковых и грузовых автомобилей оснащаются 4-х тактными поршневыми двигателями, работа контролируется при помощи впускных и выпускных клапанов. Каждый рабочий цикл состоит из 4 тактов при 2 полных оборотах коленвала. 

• Впуск – при движении поршня вниз, воздух (в дизельном двигателе) или смесь топлива и воздуха (в бензиновом двигателе) проходит через открытый впускной клапан.
• Компрессия – происходит сжатие горючей массы.
• Расширение – смесь воздуха и топлива воспламеняется при помощи свечей (бензиновый двигатель), дизельное топливо впрыскивается под давлением и воспламенение происходит произвольно.
• Выпуск – при движении поршня вверх, выпускаются выхлопные газы.

Данные принципы работы предоставляют следующие пути увеличения эффективности работы двигателя:

1. Увеличение объема
2. Увеличение скорости работы двигателя
3. Турбокомпрессия

Увеличение объема

Увеличение объема обеспечивает увеличение мощности двигателя, так как увеличение камеры сгорания позволяет нагнетание большего объема воздуха и большее колличество сжигаемого топлива. Увеличение объема может быть достигнуто путем увеличения колличества цилиндров или увеличения объема каждого цилиндра. В целом, увеличения объема приводит к увеличению массы двигателя. Этот способ не обеспечивает значительных преимушеств по уровню выбросов и потреблению топлива.

Увеличение скорости работы двигателя

Другим способом увеличения мощности двигателя является увеличение скорости работы двигателя. Увеличение скорости проводится путем увеличения колличества ходов поршня на единицу времени. Однако, по техническим причинам этот способ имеет жесткие ограничения. Увеличение скорости работы двигателя приводит к увеличению потерь при накачивании и других операциях, что вызывает падение эффективности работы.

Турбокомпрессия

При применении двух первых способов, двигатель обеспечивается только собственным нагнетанием. Воздух для сгорания проходит прямо в цилиндр во время впускного такта. При использовании турбокомпрессора, воздух, поступающий в камеру сгорания предварительно сжимается. В двигатель поступает тот же объем воздуха, однако, более высокое давление обеспечивает прохождение большего колличества воздушной массы, что позволяет увеличить объем сжигаемого топлива. Таким образом, при использовании турбокомпрессора, мощность двигателя увеличивается по отношению к его объему и колличеству потребляемого топлива.

Охлаждение нагнетаемого воздуха

В ходе компрессии, нагнетаемый воздух нагревается до 180 С. При охлаждении, плотность воздуха увеличивается,что позволяет увеличить объем нагнетаемого воздуха.

Охлаждение нагнетаемого воздуха является одной из немногих мер по увеличению мощности двигателей внутреннего сгорания, которые положительно влияют на уровень потребления топлива и уровень выброса вредных веществ. Снижение температуры входящего воздуха обеспечивает снижение температуры сгорания и, таким образом, снижение колличества вырабатываемого NO (x). Увеличение плотности воздуха снижает расход топлива и уровень загрязнения окружающей среды.

Существуют два типа турбокомпрессии – механическая турбокомпрессия и компрессия выхлопных газов.

Механическая турбокомпрессия

При механической турбокомпрессии, воздух сжимается при помощи компрессора, приводимого от двигателя. Однако, часть получаемого увеличения мощности уходит на привод компрессора. В зависимости от размера двигателя, мощность, необходимая для привода компрессора составляет от 10 до 15% от общей выработки двигателя. Таким образом, при сравнении с обычным двигателем такой же мощности, двигатель с механической турбокомпрессией имеет повышенный расход топлива.

Турбокомпрессия выхлопных газов

При использовании компрессии выхлопных газов, энергия газа, которая не используется в обычных условиях, направлена на привод турбины. Компрессор находится на одном валу с турбиной и обеспечивает забор, сжатие и подачу воздуха в камеру сгорания. В этом случае механичекие соединения с двигателем отсутствуют.

Преимущества турбокомпрессии выхлопных газов

• По сравнению с обычным двигателем такой же мощности, турбодвигатель имеет меньший расход топлива, так как часть энергии выхлопных газов способствует увеличению мощности двигателя. Меньший объем двигателя сокращает термические и др. потери.
• Турбодвигатель имеет значительно лучшее соотношение веса к мощности, т.е. Kw / кг.
• Необходимая площадь двигательного отсека турбодвигателя меньше, чем у обычного двигателя.
• При использовании турбодвигателя, возможно дальнейшее улучшение характеристик крутящего момента для поддержания мощности, близкой к максимальной при очень низкой скорости двигателя, что позволяет избежать частого переключения скоростей при езде в гористой местности.
• Турбодвигатели имеют значительно лучшие характеристики работы в условиях высокогорья. В условиях пониженного давления обычный двигатель теряет значительную часть мощности. В противоположность, рабочие характеристики турбодвигателя улучшаются вследствие увеличения разницы между постоянным давлением вверх по соединениям турбины и пониженным внешним давлением у входа турбины. Низкая плотность воздуха у входа компенсируется, обеспечивая почти нулевую потерю мощности.
• Так как турбодвигатель имеет меньшие размеры, а соответственно и площадь шумовыделяющей поверхности, его шумовые характеристики лучше, чем у обычных двигателей.
• В данном случае, турбокомпрессор действует как добавочный глушитель.

Вас может заинтересовать наша продукция

Возврат к списку

Поделиться:

Автомобильный турбокомпрессор: принцип работы и назначение

С момента появления двигателя внутреннего сгорания и использования его на автомобильном транспорте, конструкторы бились обеспечением максимально возможно выхода мощности при минимальных переработках силовой установки.

Назначение автомобильного турбокомпрессора

Принцип работы турбокомпрессора

На данный момент решением данной проблемы является использование турбокомпрессора, он же турбонаддув, турбонагнетатель. Суть работы данного устройства – обеспечение повышенного давления воздуха, подаваемого в цилиндры силовой установки. Благодаря применению турбокомпрессора конструкторам удалось повысить выходную мощность без надобности в конструктивном изменении двигателя, увеличении объема камер сгорания и оборотов коленчатого вала. При этом потребление топлива у турбированного мотора будет ниже за счет более полного его сгорания в цилиндрах.

Турбокомпрессор на данный момент устанавливается и на бензиновые, и на дизельные моторы. Но при этом установка нагнетателя более эффективна на дизельных установках. Связано это с особенностями работы такого мотора – у дизеля степень сжатия в цилиндрах почти вдвое больше, чем у бензиновых, а скорость вращения коленчатого вала – меньше.

Риск использования нагнетателя на бензиновом моторе связан с возможным образованием детонационного сгорания в цилиндрах из-за резкого возрастания количества оборотов коленчатого вала. При этом в бензиновом моторе наддув работает в более жестких температурных условиях. Температура отработавших газов в бензиновом моторе выше, чем у дизеля, а поскольку наддув использует энергию отработанных газов, то у бензинового агрегата нагнетатель больше разогревается.

Существующие турбонаддувы могут конструктивно отличаться, но все они включают в себя определенные составные части.

Конструкция турбокомпрессора

Принцип работы системы турбонаддува

Турбонаддув включает в свою конструкцию воздухозаборник с воздушным фильтром, дроссельную заслонку, турбокомпрессор, интеркулер (охладитель наддувочного воздуха), впускной коллектор и элементы управления. Все эти элементы связаны между собой патрубками и напорными шлангами.

Основным элементом всей этой системы является турбокомпрессор, поскольку он обеспечивает нагнетание воздуха под давлением в систему. Состоит он из двух колес, посаженных на один ротор. Корпус компрессора состоит из двух камер, в каждую из которых помещено свое колесо.

Автомобильный турбокомпрессор в разрезе

Первое колесо компрессора – турбинное. Оно воспринимает на себя энергию отработавших газов и через ротор передает его на другое колесо. То есть, турбинное колесо является ведущим. Поскольку оно работает с разогретыми газами, то изготавливается это колесо, и также его камера из жаропрочных материалов.

Второе колесо – компрессорное. Оно получает вращение от ведущего колеса и является ведомым. Данное колесо засасывает через воздухозаборник воздух, сжимает его, повышая давление, и перепускает его дальше.

Свободное вращение ротора обеспечивается наличием подшипников скольжения. Данные подшипники – плавающие, то есть между ними, ротором и корпусом обеспечивается зазор. Смазка этих подшипников производится от системы смазки мотора. Чтобы масло не вытекало наружу, и не попадало в воздух или обработанные газы, в конструкции используются уплотнительные кольца.

1 – крыльчатка турбины; 2 – крыльчатка компрессора; 3 – вал; 4 – подшипниковый узел; 5 – штуцер подачи масла; 6 –регулятор. давления наддува.

В большинстве турбонаддувов используется воздушная система охлаждения, но на некоторых бензиновых двигателях встречается и жидкостная система охлаждения компрессора, входящая с состав системы охлаждения двигателя.

Интеркулер включен в систему турбонаддува для обеспечения охлаждения сжатого воздуха. Во время работы турбокомпрессора воздух разогревается, что приводит к снижению его плотности. При охлаждении плотность снова возрастает и повышается давление. Интеркулер представляет собой обычный радиатор. Он может охлаждать воздух как при помощи воздушного, так и жидкостного охлаждения. После интеркулера воздух подается во впускной коллектор, а затем уже – в цилиндры.

В турбонаддув входят элементы управления, которые обеспечивают правильное функционирование. Главным элементом управления является регулятор давления. Данный регулятор представляет собой перепускной клапан. Этот клапан регулирует количество подаваемых отработанных газов на турбинное колесо. Данный клапан работает на основе показаний датчика давления наддува, входящий в систему управления двигателем. Этот клапан обеспечивает подачу только необходимого количества отработанных газов, остальные пуская в обход турбокомпрессора.

Также в систему управления турбонаддува могут входить еще один клапан– предохранительный, который устанавливается за компрессором. Он обеспечивает защиту от возможных скачков давления в системе при резком закрытии дросселя. Этот клапан может либо стравливать избыток давления, либо перегонять лишний воздух на вход в турбокомпрессор.

Принцип работы турбокомпрессора и его недостатки

Видео: Принцип работы турбокомпрессора (турбины)

Принцип работы турбонаддува достаточно прост: выхлопные газы поступают в камеру турбинного колеса и заставляет его вращаться. Вращаясь, он чрез ротор приводит в движение турбокомпрессор. Тот в свою очередь засасывает воздух, сжимает его и подает в интеркулер для охлаждения. После прохождения интеркулера воздух под давлением подается во впускной коллектор. Работа наддува контролируется и регулируется регулятором давления, который дозирует количество отработанных газов, поступающих в камеру турбинного колеса. Благодаря этому осуществляется возможность изменения производительности турбонаддува в зависимости от вращения коленчатого вала.

Но такая конструкция имеет один существенный недостаток – при резком открытии дроссельной заслонки турбонаддув не успевает обеспечить необходимое количество воздуха для подачи в цилиндры. Для этого ему требуется определенное время. Выливается это в образование негативного эффекта, который получил название «турбояма». То есть, водитель резко нажимает на педаль газа, рассчитывая резко ускориться, но из-за нехватки воздуха ускорения сразу не происходит. Автомобиль начнет набирать обороты только после того, как наддув обеспечит необходимое количество воздуха. Вслед за «турбоямой» возникает еще один негативный эффект – «турбоподхват». Происходит он после «турбоямы» и сопровождается увеличенным давлением в турбонаддуве из-за интенсивной работы компрессора.

Для решения проблемы появления существует несколько способов. Первый из них – использование комбинированного наддува (состоящего из механического нагнетателя и турбонагнетателя). На начальном этапе при резком нажатии на педаль газа давление в выпускном коллекторе обеспечивает механический нагнетатель, работа которого не зависит от выхлопных газов, после в работу вступает турбонагнетатель, а механический отключается.

Видео: Устройство и неисправности турбины

Вторым способом преодоления «турбоямы» является использование двойного турбонаддува, так называемого «twin-turbo». Двойной турбонаддув обычно применяется на V-образных двигателях.

И третий способ – использование турбонаддува с изменяемой геометрией. В такой турбине воздушный поток оптимизируется за счет изменения площади канала, по которому подается воздух.

Неисправности и их диагностика

При своей достаточно простой конструкции, у турбокомпрессора может возникнуть большое количество неисправностей. Основными из них являются:

• Утечка масла через уплотнительные кольца и попадание его в воздух, подаваемый в цилиндры;
• Утечка воздуха в местах соединения патрубков;
• Засорение канала отвода масла из компрессора;
• Засорение подающего масляного канала;
• Неисправности системы управления;
• Трещины и деформация корпуса компрессора;
• Засорение воздушного фильтра;

О многих возникших проблемах с работой турбонаддува могут просигнализировать выхлопные газы. Синий дым из трубы будет указывать на попадание масла в воздух, черный – на утечку воздуха, а белый – на засорение отводного масляного канала.

Также о неисправностях может рассказать сам двигатель и турбонаддув. Потеря динами разгона будет указывать на проблемы с управлением турбиной, свист при работе мотора будет сигнализировать об утечке воздуха между компрессором и двигателем, а деформация корпуса будет сопровождаться скрежетом.

Несмотря на свои недостатки и неисправности все больше автомобилей оснащаются турбокомпрессорами, поскольку данное устройство – действительно полезное.

Принцип работы турбокомпрессора дизельного генератора

Как всем известно, турбокомпрессор является важной частью дизельного генератора. Но знаете ли вы принцип работы турбокомпрессора? Сегодня Guangxi Dingbo Power делится с вами.

Во-первых, давайте посмотрим на функцию турбокомпрессора в дизельном генераторе.

Турбокомпрессор может увеличить потребление кислорода, чтобы дизельное топливо сгорало более полно, что увеличивает мощность дизельного двигателя. Без турбонагнетателя или промежуточного охладителя мощность дизельного двигателя снизится. В то же время из-за разной подачи масла масляного насоса высокого давления различных моделей это приведет к большому повреждению генератора и перерасходу топлива.

Основной функцией турбокомпрессора дизель-генераторной установки является увеличение давления воздуха в цилиндре, что называется наддувом. Турбонагнетатель выхлопных газов часто используется для наддува четырехтактных дизельных двигателей, чтобы в полной мере использовать энергию выхлопных газов. Это связано с тем, что энергия, отводимая от выхлопных газов после сгорания масла в большой дизель-генераторной установке, эквивалентна 35% ~ 40% тепловой энергии, вырабатываемой мазутом. Так что эта энергия может быть дополнительно расширена и использована в турбине, что эквивалентно восстановлению тепловой энергии сгорания дизельного топлива и реализации цели наддува.

Во-вторых, давайте посмотрим на устройство турбокомпрессора дизель-генератора.

Турбокомпрессор дизель-генератора в основном состоит из компрессора и турбины. Компрессорная часть в основном включает рабочее колесо одноступенчатого центробежного компрессора, диффузор, корпус турбины, уплотнительное устройство и другие детали. Часть турбины в основном включает улитку, одноступенчатое рабочее колесо турбины с радиальным потоком, вал турбины и другие компоненты. Вал турбины и турбина сварены между собой сваркой трением. Рабочее колесо компрессора установлено на валу турбины с зазором и закреплено гайками.

После соединения турбины и вала турбины с рабочим колесом компрессора необходимо провести точное испытание на динамическую балансировку, чтобы обеспечить нормальную работу при высокой скорости вращения.

Опора ротора нагнетателя имеет форму внутренней опоры, полностью плавающий плавающий подшипник расположен в среднем корпусе между двумя рабочими колесами, а осевая тяга ротора воспринимается торцом тяги звенеть. Конец турбины и конец компрессора оснащены уплотнительными кольцами, а конец компрессора также оснащен маслоудерживающим кольцом для предотвращения утечки масла.

Корпус компрессора, корпус турбины и промежуточное крепление являются основными креплениями. Корпус турбины и промежуточный, корпус компрессора и промежуточный соединены болтами и прижимными пластинами; Корпус компрессора может быть установлен под любым углом вокруг оси.

Нагнетатель смазывается под давлением. Смазочное масло поступает из основного масляного канала дизельного двигателя, а затем возвращается в масляный поддон дизельного двигателя через трубу возврата масла.

Турбокомпрессор является неотъемлемой частью дизель-генератора. Это значительно улучшает мощность и крутящий момент двигателя при том же рабочем объеме и улучшает экономию топлива. В то же время он удовлетворяет спрос людей на дизельный двигатель с высокой мощностью и высоким крутящим моментом. Более того, за счет снижения расхода топлива на единицу мощности легче соблюдать нормы выбросов, чем у безнаддувных двигателей.

Развитие технологии турбонаддува также привело к революции в технологии двигателей. Мы надеемся, что в будущем к традиционным двигателям будет применяться больше новых технологий. Как далеко могут зайти традиционные двигатели сегодня, при сильном росте новых источников энергии? Давайте подождем и посмотрим.

Guangxi Dingbo Power является одним из ведущих производителей дизельных генераторов большой мощности в Китае, который занимается производством высококачественных дизельных генераторов более 14 лет. Если вы планируете приобрести генераторную установку, отправьте электронное письмо по адресу [email protected]. Guangxi Dingbo Power поставит высококачественный дизельный генератор и безупречный послепродажный сервис. Guangxi Dingbo Power является ответственной фабрикой, всегда оказывающей техническую поддержку после продажи.

Что такое турбонагнетатель? | Типы турбокомпрессора

Важный момент

Что такое турбонагнетатель?

Турбокомпрессоры представляют собой воздушный насос с приводом от выхлопа, состоящий из пары турбинных колес, мало чем отличающихся от вертушки, на одном валу. Турбина расположена в потоке выхлопных газов; Когда двигатель вращается, выхлоп заставляет его вращаться. Вращает вторую турбину, являющуюся частью впускной системы, которая направляет воздух в двигатель и действует как насос. Чтобы развить наддув, двигатель должен работать достаточно усердно, чтобы создать значительное давление выхлопных газов, необходимое для вращения турбонагнетателя.

Это приводит к «турбо-задержке» — двигатель не получает прибавки мощности на низких оборотах, и кажется, что автомобиль колеблется, а не ускоряется. Новые, более технологически продвинутые автомобили, как правило, имеют меньше турбо-задержек, чем старые автомобили. Преимущество использования турбонаддува для увеличения мощности заключается в том, что при активации турбодвигателя двигатель использует топливо, будь то бензин или дизель.

Преимущество турбонаддува заключается в том, что автопроизводители могут использовать двигатели меньшего размера, потребляющие газ, для достижения той же мощности и ускорения, что и более крупный двигатель, потребляющий газ. Автомобили с двигателями с турбонаддувом включают модели Volkswagen GTI, VW Passat и Jetta, Hyundai Sonata (в качестве опции), Kia Optima, Buick Regal, Chevy Cruze 1.4 и Sonic 1.4, а вскоре и Hyundai Veloster в качестве опции.

Турбокомпрессоры — это небольшие турбины, которые находятся между двигателем и выхлопом. Как для впуска воздуха автомобиля, так и для впуска воздуха турбокомпрессор использует выхлопные газы для вращения турбины, которая затем нагнетает больше воздуха в двигатель вашего автомобиля и увеличивает его мощность. Есть четыре части, которые позволяют работать турбонагнетателям. Это:

№1. Турбокомпрессор

Сам турбокомпрессор напоминает улитку и состоит из воздухозаборника, воздухозаборника, двух отдельных крыльчаток (турбины сзади и компрессора спереди) и патрубка нагнетаемого воздуха, который идет в промежуточный охладитель. Также имеется шланг для масла.

#2. ECU Tune

Электронный мозг двигателя с турбонаддувом требует другой калибровки для смешивания топлива с воздухом и опережения зажигания, чем для автомобиля с безнаддувным двигателем. Таким образом, если кто-то добавляет турбокомпрессор к двигателю, у которого его никогда не было, он должен перезапустить электронный блок управления двигателем (ECU), чтобы он работал правильно.

№3. Промежуточный охладитель

Для снижения температуры нагнетаемого турбонагнетателем воздуха вторичный радиатор или промежуточный охладитель блокирует воздух до того, как он попадет в двигатель. В качестве охлаждающей жидкости используется охлаждающая жидкость.

#4. Вестгейт

Между выпускным патрубком вестгейта и турбонагнетателем находится клапан, который обходит турбину и регулирует давление наддува.

Читайте также: Что такое центробежный нагнетатель? | Центробежные нагнетатели | Работа центробежного нагнетателя | Основные части центробежного нагнетателя

Типы турбонагнетателей:

Существует большое разнообразие турбонагнетателей и двигателей с турбонаддувом. Вот краткое изложение общих настроек.

#1.

Одинарный турбокомпрессор

Одиночные турбокомпрессоры большинство людей считают турбонагнетателями. Варьируя размер элементов внутри турбокомпрессора, можно получить совершенно разные характеристики крутящего момента. Большие турбины обеспечивают более высокий уровень максимальной мощности, в то время как меньшие турбины могут вращаться быстрее и обеспечивать лучшую мощность на низких оборотах.

Это экономически эффективные способы увеличения мощности и эффективности двигателя, которые становятся все более популярными, позволяя двигателям меньшего размера повышать эффективность за счет производства той же мощности, что и более крупные двигатели без наддува, но с меньшим весом. Тем не менее, они лучше всего работают в узком диапазоне оборотов, и водители часто будут испытывать «турбо-лаг», пока турбо не начнет работать в своем пиковом диапазоне оборотов. Одинарные турбокомпрессоры являются наиболее распространенными типами установок с турбонаддувом.

У него одна турбина, и на массовом потребительском рынке он обычно используется в более простых автомобилях, которым не требуется много лошадиных сил или крутящего момента. На вторичном рынке это одно из самых популярных обновлений тюнера.

#2. С двойным турбонаддувом

Добавление второго турбонагнетателя увеличивает количество воздуха, которое может быть нагнетено в двигатель для создания более надежной мощности и крутящего момента, если только у вас нет ступенчатой ​​системы с двойным турбонагнетателем, которая сочетает меньший турбонагнетатель с большим турбонагнетателем для устранения отставание Твин-турбо, как следует из названия, означает добавление к двигателю второго турбокомпрессора.

В случае двигателя V6 или V8 это можно сделать, назначив турбонаддув для работы с каждым рядом цилиндров. В качестве альтернативы, меньший турбонагнетатель на более низких оборотах можно использовать с большим турбонаддувом на более высоких оборотах. Эта вторая конфигурация, известная как двойной последовательный турбонаддув, обеспечивает более широкий диапазон рабочих оборотов и обеспечивает лучший крутящий момент на более низких оборотах, уменьшая турбозадержку, а также мощность на более высоких оборотах. Неудивительно, что наличие двух турбокомпрессоров значительно увеличивает сложность и связанные с этим затраты.

#3. Электрический турбокомпрессор

Электрические турбокомпрессоры используются для устранения турбонаддува и помощи обычному турбонагнетателю на низких оборотах двигателя, когда обычный турбокомпрессор не самый эффективный. Это достигается за счет добавления электродвигателей, которые вращают компрессор турбокомпрессора от начала до конца и на более низких оборотах, пока мощность выхлопного газа не станет достаточной для работы турбонагнетателя.

Такой подход позволяет оставить турбо лаги в прошлом и значительно увеличить диапазон оборотов, в котором турбо работает эффективно. Все идет нормально. Казалось бы, электронные турбокомпрессоры — это ответ на все негативные черты обычных турбокомпрессоров; однако есть и некоторые недостатки.

Большинство из них связаны со стоимостью и сложностью, так как электродвигатель необходимо регулировать и эксплуатировать, а также охлаждать, чтобы предотвратить проблемы с надежностью. Идея электрического турбокомпрессора обсуждалась уже некоторое время, но потребовались силы Формулы-1 и миллиарды долларов на исследования и разработки, чтобы создать продукт, достойный производства. Электронный турбокомпрессор добавляет мощности, чтобы устранить турбояму, а его конструкция взята из нынешних автомобилей Формулы-1.

Небольшой электродвигатель установлен между корпусом турбины и компрессором и приводит в действие электрическую систему 48 В. Электродвигатель может вращать компрессор перед выхлопными газами, тем самым устраняя время между отсутствием наддува и наддувом. Audi говорит, что добавление электродвигателя к его агрегату «сокращает время отклика [турбокомпрессора] до менее чем 250 миллисекунд, что быстрее, чем среднее время реакции человека».

#4. Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT)

Как правило, VGT включает в себя кольцо корпуса турбины с лопастями аэродинамической формы на входе в турбину. В турбинах для легковых и легких коммерческих автомобилей эти лопасти вращаются, чтобы изменить угол поворота газа и площадь поперечного сечения. Эти внутренние лопасти изменяют отношение площади к радиусу (A/R) турбокомпрессора, чтобы соответствовать оборотам двигателя и, следовательно, обеспечивают максимальную производительность.

При более низких оборотах меньшее соотношение A/R позволяет турбонагнетателю вращаться быстрее, увеличивая скорость выхлопных газов. При более высоких оборотах соотношение A/R увеличивается, что приводит к увеличению воздушного потока. Полученный в результате более низкий порог наддува уменьшает турбозадержку и обеспечивает более широкий и плавный диапазон крутящего момента.

Возможно, одна из самых экстравагантных форм турбонаддува, VGT ограничена в производстве, хотя довольно распространена в дизельных двигателях из-за стоимости и требований к экзотическим материалам. Внутренние лопасти внутри турбонагнетателя изменяют отношение площади к радиусу (A/R) в соответствии с частотой вращения. При низких оборотах используется более низкое отношение A/R, чтобы увеличить скорость выхлопных газов и быстрее запустить турбонагнетатель. По мере увеличения оборотов отношение A/R увеличивается, что позволяет увеличить воздушный поток.

В то время как VGT чаще используются в дизельных двигателях, где выхлопные газы имеют более низкую температуру, применение VGT в бензиновых двигателях до сих пор ограничено из-за их стоимости и потребности в компонентах, изготовленных из экзотических материалов. Высокая температура выхлопных газов означает, что лопасти должны быть изготовлены из экзотических термостойких материалов, чтобы предотвратить их повреждение. Это ограничило их использование роскошными высокопроизводительными двигателями.

#5. Турбокомпрессор с регулируемой двойной спиралью (VTS)

Как следует из названия, турбокомпрессор VTS сочетает в себе преимущества турбонагнетателя с двойной спиралью и турбокомпрессора с изменяемой геометрией. Это достигается за счет использования клапанов, которые могут перенаправлять поток отработанного воздуха только на одну спираль, или путем изменения объема отверстия клапана, позволяющего разделять выхлопные газы на обе спирали. Конструкция турбокомпрессора VTS представляет собой более дешевую и надежную альтернативу VGT Turbo, а это означает, что этот вариант подходит для бензиновых двигателей.

#6. Турбокомпрессор Hot-V

Настройка «горячего V» происходит, когда турбонагнетатель или турбокомпрессор размещается внутри «V» двигателя. Это уменьшает не только пространство, необходимое для двигателя, но и расстояние, которое наддувному воздуху приходится проходить между компрессором и двигателем. Это означает, что турбокомпрессор или турбокомпрессор могут вращаться быстрее и уменьшать запаздывание. Установка «горячего V» также разделяет турбины и компрессоры и размещает их на противоположных сторонах двигателя.

Это сводит к минимуму накопление тепла в наддувочном воздухе и значительно снижает охлаждающую нагрузку промежуточного охладителя. Mercedes-Benz был первым автопроизводителем, запустившим установку «Hot-V» в производство.

#7. Четырехцилиндровый турбонаддув

Bugatti Chiron — единственный серийный автомобиль, в котором используется четырехцилиндровый турбонаддув. Bugatti сочетает в себе две большие турбины и две маленькие турбины с 8,0-литровым двигателем W16, который производит в общей сложности 1500 лошадиных сил. По словам человека, который разогнал его до 304 миль в час, это спешка.

Также прочтите: Молоток и его применение | Части молота | 51 Типы гидромолотов

Работа турбокомпрессора:

Газы от двигателя проходят по выпускному коллектору и через сопловой узел и поступают на лопатки газовой турбины, где механическая работа выполняется газовой турбиной. ™ Поскольку турбина вращается с высокой скоростью, это заставляет компрессор сжимать атмосферный воздух дизельного двигателя или воздушно-топливную смесь в случае бензинового двигателя и поступать в цилиндр двигателя.

В обеих системах воздух поступает через воздухозаборники, проходит через воздухоочиститель и проходит по каналу, обычно имеющему форму воронки, к входной части компрессора турбокомпрессора. Оттуда воздух направляется через диффузор к отдельным цилиндрам во впускном коллекторе. Наиболее важной проблемой является контроль коллектора или давления наддува.

Это величина дополнительного наддува или давления, создаваемого турбокомпрессором. Наддув должен контролироваться, иначе двигатели начнут взрываться и, в конце концов, прожгут поршни и самоуничтожатся. Решение заключается в вестгейтах или предохранительных клапанах, которые имеют решающее значение для давления в коллекторе, давления выхлопных газов или их комбинации.

При заданном давлении открывается перепускной клапан, позволяя части выхлопных газов миновать турбокомпрессор и попадать прямо в выхлопную систему. Это удерживает давление во впускном коллекторе на максимальном заданном уровне. Сами турбокомпрессоры вращаются с максимальной скоростью примерно 110 000 об / мин на скоростях шоссе и способны обеспечивать давление наддува до 60–70 фунтов на квадратный дюйм (413–483 кПа) на профессиональных гоночных двигателях.

Читайте также: Что такое главный цилиндр? | Типы главных цилиндров | Принцип работы главных цилиндров | Детали главных цилиндров

Преимущества турбонагнетателя:

Различные преимущества турбонагнетателя заключаются в следующем.

• Лучший крутящий момент на низких оборотах в случае дизельного двигателя и на максимальной скорости в случае бензинового двигателя.
• Улучшенное смешивание воздуха и бензина в случае бензинового двигателя обеспечивает эффективную защиту от загрязнения.
• Двигатель работает ровно и тихо
• Уменьшает детонацию дизельного топлива.
• Легкость холодного пуска.
• Меньше дыма при низкоскоростном разгоне.
• Повышенная мощность как для бензиновых, так и для дизельных двигателей.

Недостатки турбокомпрессора:

Различные недостатки турбокомпрессора заключаются в следующем.

• Износ происходит с большой скоростью.
• Требуется лучшая система охлаждения.
• Проектирование обычно дорогое и сложное.

Также прочтите: Батарея дистанционного управления без ключа разряжена | Когда замена батареи брелока замена? | Как заменить батарею пульта без ключа

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Типы турбин

• Одиночная турбина.
• Твин-турбо.
• Турбина Twin-Scroll.
• Турбо с изменяемой геометрией.
• Регулируемая турбина Twin Scroll.
• Электрическая турбина.

Что такое турбонагнетатель?

Двигатель с турбонаддувом по существу использует мощность турбины и принудительную индукцию для подачи дополнительного сжатого воздуха в камеру сгорания вашего двигателя.

Работа турбокомпрессора

Турбокомпрессор автомобиля работает по тому же принципу, что и поршневой двигатель. Он использует выхлопные газы для привода турбины. Это вращает воздушный компрессор, который нагнетает дополнительный воздух (и кислород) в цилиндры, позволяя им сжигать больше топлива каждую секунду.

Как работает турбокомпрессор?

Турбокомпрессор — это система, которая помогает двигателю развивать большую мощность и крутящий момент за счет принудительной индукции.