Турбонагнетатель. Устройство и принцип работы

      Комментарии к записи Турбонагнетатель. Устройство и принцип работы отключены

Турбонагнетатель. Устройство и принцип работы

Что такое турбонагнетатель? Это компрессор, призванный нагнетать воздушное пространство, но его привод осуществляется не от коленвала через ременную передачу, а применяя энергию отработавших газов. Разглядим устройство и принцип работы турбонагнетателей.

Принцип работы турбонагнетателя

Работа турбонагнетателя предельно несложна. Выхлопные газы, проходя в турбину, приводят во вращение ротор. Колесо центробежного компрессора жестко закреплено на оси ротора и вращается с той же скоростью.
Чем большей энергией владеют выхлопные газы, тем стремительнее вращаются колеса турбины и компрессоры. Чем больше воздуха подается в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, тем выше мощность. Наряду с этим частота вращения турбокомпрессора возможно весьма и высокой – 150 тыс. об/мин.
Большая часть турбонагнетателей имеют механизм трансформации геометрии турбины. Дополнительное кольцо с управляемыми направляющими лопатками разрешает поддерживать поток выхлопных газов не только постоянным, но и руководить им. Так, на низких оборотах, в то время, когда поток мал, поперечное сечение турбины значительно уменьшается, что увеличивает скорость газов, поступающих на колесо, повышая ее мощность.

На высоких же оборотах лопасти всецело открывают вход газам, увеличивая пропускную свойство турбины.
Такое эластичное управление разрешает не только увеличить диапазон действенной работы турбонагнетателя, но и значительно снизить вредные выбросы и потребление топлива. Турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины снабжает действенную работу не только на высоких, но и на низких оборотах двигателя.

минусы и Плюсы турбонагнетателей

Преимущество в том, что, в отличие от механических нагнетателей, приводимых от коленчатого вала и отнимающих мощность конкретно у двигателя, турбонагнетатели применяют практически бесплатную энергию, которая в простом двигателе попросту выбрасывается из выхлопной трубы. Это делает турбонагнетатели более действенными, нежели механические.
В один момент турбонаддув дает возможность приобрести высокие мощности – более чем 300 л. с. с одного литра количества. Двигатель с турбонагнетателем имеет мощность на 40% выше, чем без него. Как ни необычно, но турбированные двигатели более экономичны.

Низкое КПД двигателя внутреннего сгорание обусловливается утратами на трение и низкой тепловой эффективностью. С повышением размеров мотора эти утраты быстро возрастают. Маленькие турбированные моторы в данной связи более предпочтительны.
Турбонагнетатели несовершенны и владеют рядом проблемных мест. Самое заметное – эффект «турбоямы». Отсутствие механической связи между двигателем и компрессором ведет к несоответствию между требуемой мощностью, задаваемой водителем педалью "газа" и производительностью компрессора.
Недочётом турбокомпрессоров считается низкая эффективность работы на малых оборотах двигателя. Но и эта неприятность находит собственные решения. Турбины с переменной геометрией, установка двух и более турбин, трудящихся параллельно (совокупности bi-turbo), разрешают повысить отдачу совокупности.
Турбокомпрессоры имеют те же недочёты, что и центробежные нагнетатели. Для действенной работы они должны вращаться с весьма высокой скоростью. Плюс большой нагрев (порядка 1000 °С), сложности в смазке, отводе тепла. Повышенные температуры сказываются не только на смазке подробностей турбонагнетателя, но и на нагнетаемом воздухе: его охлаждение оказывается важным вопросом.

Для действенного охлаждения интеркулер рассчитывается и подбирается с особенной тщательностью.
Как и в любом нагнетательном устройстве, в турбонагнетателе нужен клапан, спускающий излишнее давление. С турбиной еще сложнее. Тут необходимо не только смотреть за давлением наддува, но и перепускать выхлопные газы, дабы снизить избыток давления в выпускном коллекторе, и исключить чрезмерно высокую скорость вращения ротора на высоких оборотах двигателя.
Необходимо заявить, что по окончании работы на повышенных оборотах турбина обязана «отдохнуть» на холостых оборотах. Поработав так пара мин., турбина остывает, и ее возможно остановить. Устройство, именуемое турботаймером, разрешает при выключении зажигания глушить двигатель через время, которое возможно запрограммировать, или оно определяется машинально, исходя из температуры мотора.

В отсутствие для того чтобы прибора шофер обязан обеспечить «режим остывания» самостоятельно.

Механические нагнетатели либо турбонагнетатели?

Сравнивая нагнетатели с механическим приводом и турбоприводом, нужно отметить один факт. Массовое производство разрешает автопрома значительно снижать себестоимость моторов с турбонагнетателями. Применение же в тюнинге сопряжено с большими трудностями, в первую очередь в установке.
Подобные центробежные механические нагнетатели более эргономичны и несложны в установке и в эксплуатации. Но преимущества турбонагнетателей приводят к тому, что их чаще применяют при тюнинге двигателя. Существуют готовые наборы для разных авто.
Напоследок направляться сообщить: турбонагнетатели без сомнений увлекательны, не напрасно большая часть спортивных автомобилей оснащаются турбинами. Большой КПД и другие хорошие факторы делают их привлекательными как для простых машин, так и для тюнинга.

Как трудится турбина, принцип работы турбины — просто о сложном


Подобранные для Вас, статьи:

Кроме этого весьма интересно: