Upang madagdagan ang lakas ng mga panloob na engine ng pagkasunog, ang mga espesyal na yunit - turbocharger - ay malawakang ginagamit.Basahin ang tungkol sa kung ano ang turbocharger, kung anong mga uri ang mga yunit na ito, kung paano inayos ang mga ito at kung anong mga prinsipyo ang batay sa kanilang trabaho, pati na rin ang tungkol sa kanilang pagpapanatili at pagkumpuni, sa artikulo.
Ano ang turbocharger?
Ang turbocharger ay ang pangunahing bahagi ng pinagsama-samang sistema ng presyon ng mga panloob na combustion engine, isang yunit para sa pagtaas ng presyon sa intake tract ng makina dahil sa enerhiya ng mga maubos na gas.
Ang turbocharger ay ginagamit upang madagdagan ang kapangyarihan ng isang panloob na combustion engine nang walang radikal na pagkagambala sa disenyo nito.Ang yunit na ito ay nagpapataas ng presyon sa intake tract ng makina, na nagbibigay ng mas mataas na dami ng fuel-air mixture sa mga combustion chamber.Sa kasong ito, ang pagkasunog ay nangyayari sa isang mas mataas na temperatura na may pagbuo ng isang mas malaking dami ng mga gas, na humahantong sa isang pagtaas sa presyon sa piston at, bilang isang resulta, sa isang pagtaas sa metalikang kuwintas at mga katangian ng kapangyarihan ng engine.
Ang paggamit ng isang turbocharger ay nagbibigay-daan sa iyo upang madagdagan ang lakas ng engine ng 20-50% na may kaunting pagtaas sa gastos nito (at may mas makabuluhang pagbabago, ang paglago ng kuryente ay maaaring umabot sa 100-120%).Dahil sa kanilang pagiging simple, pagiging maaasahan at kahusayan, ang mga turbocharger-based pressure system ay malawakang ginagamit sa lahat ng uri ng panloob na combustion engine na mga sasakyan.
Mga uri at katangian ng turbocharger
Ngayon, mayroong isang malawak na pagkakaiba-iba ng mga turbocharger, ngunit maaari silang hatiin sa mga grupo ayon sa kanilang layunin at kakayahang magamit, ang uri ng turbine na ginamit at karagdagang pag-andar.
Ayon sa layunin, ang mga turbocharger ay maaaring nahahati sa maraming uri:
• Para sa single-stage pressure system - isang turbocharger bawat engine, o dalawa o higit pang mga unit na tumatakbo sa ilang mga cylinder;
•Para sa mga series at series-parallel inflation system (iba't ibang variant ng Twin Turbo) - dalawang magkapareho o magkaibang unit na gumagana sa isang karaniwang grupo ng mga cylinder;
• Para sa dalawang yugto ng mga sistema ng presyon, mayroong dalawang turbocharger na may magkakaibang katangian, na gumagana nang magkapares (sunod-sunod) para sa isang grupo ng mga cylinder.
Ang pinakamalawak na ginagamit ay ang mga single-stage pressure system na binuo batay sa isang solong turbocharger.Gayunpaman, ang naturang sistema ay maaaring magkaroon ng dalawa o apat na magkaparehong mga yunit - halimbawa, sa mga hugis-V na makina, ang mga hiwalay na turbocharger ay ginagamit para sa bawat hilera ng mga cylinder, sa mga multi-cylinder engine (higit sa 8) apat na turbocharger ang maaaring gamitin, bawat isa na gumagana sa 2, 4 o higit pang mga cylinder.Hindi gaanong karaniwan ang mga two-stage pressure system at iba't ibang variation ng Twin-Turbo, gumagamit sila ng dalawang turbocharger na may iba't ibang katangian na maaari lamang gumana nang magkapares.
Ayon sa kakayahang magamit, ang mga turbocharger ay maaaring nahahati sa ilang mga grupo:
• Ayon sa uri ng makina - para sa gasolina, diesel at gas power units;
• Sa mga tuntunin ng dami ng engine at kapangyarihan - para sa mga yunit ng kapangyarihan ng maliit, katamtaman at mataas na kapangyarihan;para sa mga high-speed engine, atbp.
Ang mga turbine ay maaaring nilagyan ng isa sa dalawang uri ng turbine:
• Radial (radial-axial, centripetal) - ang daloy ng mga tambutso na gas ay ipinapadala sa paligid ng turbine impeller, lumilipat sa gitna nito at pinalabas sa direksyon ng ehe;
• Axial - ang daloy ng mga gas na tambutso ay ibinibigay sa kahabaan ng axis (sa gitna) ng turbine impeller at pinalalabas mula sa paligid nito.
Ngayon, ang parehong mga scheme ay ginagamit, ngunit sa mga maliliit na makina ay madalas kang makahanap ng mga turbocharger na may radial-axial turbine, at sa mga makapangyarihang yunit ng kuryente, ang mga axial turbine ay ginustong (bagaman hindi ito ang panuntunan).Anuman ang uri ng turbine, ang lahat ng mga turbocharger ay nilagyan ng isang centrifugal compressor - sa loob nito ang hangin ay ibinibigay sa gitna ng impeller at inalis mula sa paligid nito.
Ang mga modernong turbocharger ay maaaring magkaroon ng iba't ibang pag-andar:
• Double inlet - ang turbine ay may dalawang input, ang bawat isa sa kanila ay tumatanggap ng mga maubos na gas mula sa isang grupo ng mga cylinder, ang solusyon na ito ay binabawasan ang mga patak ng presyon sa system at nagpapabuti ng pagpapalakas ng katatagan;
• Variable geometry - ang turbine ay may mga movable blades o isang sliding ring, kung saan maaari mong baguhin ang daloy ng mga exhaust gas sa impeller, ito ay nagpapahintulot sa iyo na baguhin ang mga katangian ng turbocharger depende sa engine operating mode.
Sa wakas, ang mga turbocharger ay naiiba sa kanilang mga pangunahing katangian at kakayahan sa pagganap.Sa mga pangunahing katangian ng mga yunit na ito ay dapat i-highlight:
• Ang antas ng pagtaas ng presyon - ang ratio ng presyon ng hangin sa labasan ng compressor sa presyon ng hangin sa pumapasok, ay nasa hanay na 1.5-3;
• Supply ng compressor (daloy ng hangin sa pamamagitan ng compressor) - ang masa ng hangin na dumadaan sa compressor bawat yunit ng oras (segundo) ay nasa hanay na 0.5-2 kg / s;
• Ang hanay ng bilis ng pagpapatakbo ay mula sa ilang daang (para sa makapangyarihang mga makina ng diesel, pang-industriya at iba pang makinang diesel) hanggang sa libu-libo (para sa mga modernong sapilitang makina) na mga rebolusyon bawat segundo. Ang pinakamataas na bilis ay nalilimitahan ng lakas ng turbine at mga impeller ng compressor, kung ang bilis ng pag-ikot ay masyadong mataas dahil sa mga puwersang sentripugal, maaaring bumagsak ang gulong.Sa modernong turbocharger, ang mga peripheral point ng mga gulong ay maaaring umikot sa bilis na 500-600 o higit pang m / s, iyon ay, 1.5-2 beses na mas mabilis kaysa sa bilis ng tunog, ito ay nagiging sanhi ng paglitaw ng katangian ng sipol ng turbine;
• Ang operating / maximum na temperatura ng mga maubos na gas sa pasukan sa turbine ay nasa hanay na 650-700 ° C, sa ilang mga kaso ay umabot sa 1000 ° C;
• Ang kahusayan ng turbine / compressor ay karaniwang 0.7-0.8, sa isang yunit ang kahusayan ng turbine ay karaniwang mas mababa kaysa sa kahusayan ng compressor.
Gayundin, ang mga yunit ay naiiba sa laki, uri ng pag-install, ang pangangailangan na gumamit ng mga pantulong na bahagi, atbp.
Disenyo ng turbocharger
Sa pangkalahatan, ang turbocharger ay binubuo ng tatlong pangunahing bahagi:
1. Turbine;
2.Compressor;
3.Bearing housing (central housing).
Karaniwang diagram ng internal combustion engine aggregate air pressure system
Ang turbine ay isang yunit na nagko-convert ng kinetic energy ng mga maubos na gas sa mekanikal na enerhiya (sa metalikang kuwintas ng gulong), na nagsisiguro sa pagpapatakbo ng compressor.Ang compressor ay isang yunit para sa pumping air.Ang bearing housing ay nagkokonekta sa parehong mga yunit sa isang solong istraktura, at ang rotor shaft na matatagpuan dito ay nagsisiguro sa paglipat ng metalikang kuwintas mula sa turbine wheel patungo sa compressor wheel.
Seksyon ng turbocharger
Ang turbine at compressor ay may katulad na disenyo.Ang batayan ng bawat isa sa mga yunit na ito ay ang cochlear body, sa paligid at gitnang bahagi kung saan mayroong mga tubo para sa koneksyon sa sistema ng presyon.Sa compressor, ang inlet pipe ay palaging nasa gitna, ang tambutso (discharge) ay nasa periphery.Ang parehong pag-aayos ng mga tubo para sa axial turbines, para sa radial-axial turbines, ang lokasyon ng mga tubo ay kabaligtaran (sa paligid - paggamit, sa gitna - tambutso).
Sa loob ng kaso ay may isang gulong na may mga blades ng isang espesyal na hugis.Ang parehong mga gulong - turbine at compressor - ay hawak ng isang karaniwang baras na dumadaan sa pabahay ng tindig.Ang mga gulong ay solid-cast o composite, ang hugis ng mga blades ng turbine wheel ay nagsisiguro ng pinakamabisang paggamit ng enerhiya ng tambutso ng gas, ang hugis ng mga compressor wheel blades ay nagbibigay ng maximum na sentripugal na epekto.Ang mga modernong high-end na turbine ay maaaring gumamit ng mga composite wheel na may ceramic blades, na may mababang timbang at may mas mahusay na pagganap.Ang laki ng mga gulong ng turbocharger ng mga makina ng sasakyan ay 50-180 mm, ang makapangyarihang lokomotibo, pang-industriya at iba pang mga makina ng diesel ay 220-500 mm o higit pa.
Ang parehong mga housing ay naka-mount sa bearing housing na may mga bolts sa pamamagitan ng mga seal.Ang mga plain bearings (mas madalas na rolling bearings ng isang espesyal na disenyo) at O-rings ay matatagpuan dito.Gayundin sa gitnang pabahay ay may mga channel ng langis para sa pagpapadulas ng mga bearings at baras, at sa ilang mga turbocharger at ang lukab ng water cooling jacket.Sa panahon ng pag-install, ang yunit ay konektado sa engine lubrication at cooling system.
Ang iba't ibang mga pandiwang pantulong na bahagi ay maaari ding ibigay sa disenyo ng turbocharger, kabilang ang mga bahagi ng sistema ng recirculation ng tambutso ng gas, mga balbula ng langis, mga elemento para sa pagpapabuti ng pagpapadulas ng mga bahagi at ang kanilang paglamig, mga control valve, atbp.
Ang mga bahagi ng Turbocharger ay gawa sa mga espesyal na grado ng bakal, ang mga bakal na lumalaban sa init ay ginagamit para sa gulong ng turbine.Ang mga materyales ay maingat na pinili ayon sa koepisyent ng thermal expansion, na nagsisiguro sa pagiging maaasahan ng disenyo sa iba't ibang mga operating mode.
Ang turbocharger ay kasama sa air pressure system, na kinabibilangan din ng mga intake at exhaust manifold, at sa mas kumplikadong mga sistema - isang intercooler (charge air cooling radiator), iba't ibang mga valve, sensor, damper at pipelines.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng turbocharger
Ang paggana ng turbocharger ay bumaba sa mga simpleng prinsipyo.Ang turbine ng yunit ay ipinakilala sa sistema ng tambutso ng makina, ang compressor - sa intake tract.Sa panahon ng pagpapatakbo ng makina, ang mga gas na tambutso ay pumapasok sa turbine, tumama sa mga blades ng gulong, nagbibigay ito ng ilan sa kinetic energy nito at nagiging sanhi ng pag-ikot nito.Ang metalikang kuwintas mula sa turbine ay direktang ipinapadala sa mga gulong ng compressor sa pamamagitan ng baras.Kapag umiikot, ang gulong ng compressor ay nagtatapon ng hangin sa paligid, pinatataas ang presyon nito - ang hangin na ito ay ibinibigay sa intake manifold.
Ang isang solong turbocharger ay may isang bilang ng mga disadvantages, ang pangunahing nito ay turbo delay o turbo pit.Ang mga gulong ng yunit ay may mass at ilang pagkawalang-galaw, kaya hindi sila maaaring agad na paikutin kapag tumaas ang bilis ng power unit.Samakatuwid, kapag pinindot mo nang husto ang pedal ng gas, ang turbocharged na makina ay hindi agad bumilis - mayroong isang maikling pag-pause, isang pagkabigo ng kuryente.Ang solusyon sa problemang ito ay mga espesyal na sistema ng kontrol ng turbine, mga turbocharger na may variable na geometry, serye-parallel at dalawang yugto na mga sistema ng presyon, at iba pa.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng turbocharger
Mga isyu sa pagpapanatili at pagkumpuni ng mga turbocharger
Ang turbocharger ay nangangailangan ng kaunting pagpapanatili.Ang pangunahing bagay ay ang pagbabago ng langis ng makina at filter ng langis sa oras.Kung ang makina ay maaari pa ring tumakbo sa lumang langis sa loob ng ilang panahon, maaari itong maging nakamamatay para sa turbocharger - kahit na ang isang bahagyang pagkasira sa kalidad ng pampadulas sa mataas na pagkarga ay maaaring humantong sa jamming at pagkasira ng yunit.Inirerekomenda din na pana-panahong linisin ang mga bahagi ng turbine mula sa mga deposito ng carbon, na nangangailangan ng disassembly nito, ngunit ang gawaing ito ay dapat gawin lamang sa paggamit ng mga espesyal na tool at kagamitan.
Ang isang may sira na turbocharger sa karamihan ng mga kaso ay mas madaling palitan kaysa ayusin.Para sa kapalit, kinakailangan na gumamit ng isang yunit ng parehong uri at modelo na na-install sa makina nang mas maaga.Ang pag-install ng turbocharger na may iba pang mga katangian ay maaaring makagambala sa pagpapatakbo ng power unit.Mas mainam na magtiwala sa pagpili, pag-install at pagsasaayos ng yunit sa mga espesyalista - ginagarantiyahan nito ang tamang pagpapatupad ng trabaho at ang normal na operasyon ng makina.Sa tamang pagpapalit ng turbocharger, mababawi ng makina ang mataas na kapangyarihan at magagawang lutasin ang pinakamahirap na gawain.
Oras ng post: Ago-21-2023