Prinsippet for drift av turboladeren og dens design

En turbolader (turbin) er en mekanisme som brukes i biler for å tvinge luft inn i sylindrene til en forbrenningsmotor. I dette tilfellet drives turbinen utelukkende av strømmen av eksosgasser. Bruken av en turbolader lar deg øke motoreffekten med opptil 40 % samtidig som dens kompakte størrelse og lave drivstofforbruk opprettholdes.

Hvordan turbinen er ordnet, prinsippet for dens drift

Standard turbolader består av:

1. Housing. Laget av varmebestandig stål. Den har en spiralformet form med to forskjellig rettede rør utstyrt med flenser for installasjon i et trykksystem.
2. Turbinhjul. Den konverterer energien til eksosen til rotasjon av akselen som den er stivt festet på. Laget av varmebestandige materialer.
3. Kompressorhjul. Den mottar rotasjon fra turbinhjulet og pumper luft inn i motorsylindrene. Kompressorhjulet er ofte laget av aluminium, noe som reduserer energitapet. Temperaturregimet i denne sonen er nær normalt og bruk av varmebestandige materialer er ikke nødvendig.
4. Turbinaksel. Kobler sammen turbinhjulene (kompressor og turbin).
5. Glattlager eller kulelager. Nødvendig for å koble akselen i huset. Designet kan utstyres med en eller to støtter (lager). Sistnevnte smøres av det generelle motorsmøringssystemet.
6. bypass ventil. PDesignet for å regulere strømmen av eksosgasser som virker på turbinhjulet. Dette lar deg kontrollere boostkraften. Ventil med pneumatisk aktuator. Dens posisjon styres av motorens ECU, som mottar et signal fra hastighetssensoren.

Det grunnleggende prinsippet for drift av turbinen i bensin- og dieselmotorer er som følger:

• Eksosgassene ledes til turboladerhuset hvor de virker på turbinbladene.
• Turbinhjulet begynner å rotere og akselerere. Turbinrotasjonshastighet ved høye hastigheter kan nå 250 000 rpm.
• Etter å ha gått gjennom turbinhjulet, slippes eksosgassene ut i eksossystemet.
• Kompressorhjulet roterer synkront (fordi det er på samme aksel som turbinen) og leder trykkluftstrømmen til mellomkjøleren og deretter til motorens inntaksmanifold.

Turbinegenskaper

Sammenlignet med en mekanisk kompressor drevet av en veivaksel, er fordelen med en turbin at den ikke henter energi fra motoren, men bruker energien fra biproduktene. Det er billigere å produsere og billigere å bruke.

Selv om turbinen for en dieselmotor i hovedsak er den samme som for en bensinmotor, er den mer vanlig i en dieselmotor. Hovedfunksjonen er driftsmodusene. Derfor kan mindre varmebestandige materialer brukes til en dieselmotor, siden eksostemperaturen i gjennomsnitt er fra 700 °C i dieselmotorer og fra 1000 °C i bensinmotorer. Dette betyr at det ikke er mulig å installere en dieselturbin på en bensinmotor.

På den annen side har disse systemene også ulike nivåer av ladetrykk. I dette tilfellet bør det tas i betraktning at effektiviteten til turbinen avhenger av dens geometriske dimensjoner. Trykket til luften som blåses inn i sylindrene er summen av to deler: 1 atmosfærisk trykk pluss overtrykket skapt av turboladeren. Det kan være fra 0,4 til 2,2 atmosfærer eller mer. Siden prinsippet om drift av turbinen i en dieselmotor gjør at mer eksosgass kan tas inn, kan ikke utformingen av en bensinmotor installeres selv i dieselmotorer.

Typer og levetid for turboladere

Den største ulempen med turbinen er "turbolag"-effekten som oppstår ved lave motorhastigheter. Det representerer en tidsforsinkelse som svar på en endring i motorhastighet. For å overvinne denne mangelen er det utviklet ulike typer turboladere:

• Twin-scroll system. Designet sørger for to kanaler som skiller turbinkammeret og, som et resultat, avgasstrømmen. Dette gir raskere responstider, maksimal turbineffektivitet og forhindrer tilstopping av eksosportene.
• Turbin med variabel geometri (dyse med variabel geometri). Denne designen er mest brukt i dieselmotorer. Det gir en endring i tverrsnittet av innløpet til turbinen på grunn av mobiliteten til bladene. Endring av rotasjonsvinkelen lar deg justere strømmen av eksosgasser, og dermed justere hastigheten på eksosgassene og hastigheten til motoren. I bensinmotorer finnes turbiner med variabel geometri ofte i sportsbiler.

Ulempen med turboladere er skjørheten til turbinen. For bensinmotorer er dette et gjennomsnitt på 150 000 kilometer. På den annen side er turbinlevetiden til en dieselmotor litt lengre og er i gjennomsnitt 250 000 kilometer. Ved langvarig kjøring i høy hastighet, samt ved feil valg av olje, kan levetiden reduseres med to eller til og med tre ganger.

Avhengig av hvordan turbinen fungerer i en bensin- eller dieselmotor, kan ytelsen vurderes. Signalet for å sjekke er utseendet på blå eller svart røyk, en reduksjon i motorkraft, samt utseendet til en fløyte og rangling. For å unngå havari er det nødvendig å skifte olje, luftfiltre og utføre regelmessig vedlikehold i tide.