Princip rada turbopunjača i njegov dizajn

Turbopunjač (turbina) je mehanizam koji se koristi u automobilima za tjeranje zraka u cilindre motora s unutarnjim izgaranjem. U ovom slučaju turbina se pokreće isključivo strujanjem ispušnih plinova. Korištenje turbopunjača omogućuje vam povećanje snage motora do 40% uz zadržavanje njegove kompaktne veličine i niske potrošnje goriva.

Kako je turbina uređena, princip njezina rada

Standardni turbopunjač se sastoji od:

1. Kućište. Izrađen od čelika otpornog na toplinu. Ima zavojni oblik s dvije različito usmjerene cijevi s prirubnicama za ugradnju u sustav pod tlakom.
2. Turbinsko kolo. Pretvara energiju ispuha u rotaciju osovine na kojoj je kruto fiksiran. Izrađen od materijala otpornih na toplinu.
3. Kotač kompresora. Prima rotaciju od turbinskog kotača i pumpa zrak u cilindre motora. Rotor kompresora često je izrađen od aluminija, što smanjuje gubitke energije. Temperaturni režim u ovoj zoni je blizu normalnog i nije potrebna upotreba materijala otpornih na toplinu.
4. Osovina turbine. Spaja turbinske kotače (kompresor i turbina).
5. Klizni ležajevi ili kuglični ležajevi. Potreban za spajanje osovine u kućište. Dizajn može biti opremljen s jednim ili dva nosača (ležajevi). Potonji se podmazuju općim sustavom podmazivanja motora.
6. premosni ventil. PDizajniran za regulaciju protoka ispušnih plinova koji djeluju na kotač turbine. To vam omogućuje kontrolu snage pojačanja. Ventil s pneumatskim pogonom. Njegov položaj kontrolira ECU motora, koji prima signal od senzora brzine.

Osnovni princip rada turbine kod benzinskih i dizel motora je sljedeći:

• Ispušni plinovi se usmjeravaju prema kućištu turbopunjača gdje djeluju na lopatice turbine.
• Turbinski kotač počinje se okretati i ubrzavati. Brzina rotacije turbine pri velikim brzinama može doseći 250 000 okretaja u minuti.
• Nakon prolaska kroz turbinski kotač, ispušni plinovi se ispuštaju u ispušni sustav.
• Impeler kompresora rotira sinkronizirano (jer se nalazi na istoj osovini kao i turbina) i usmjerava struju komprimiranog zraka u međuhladnjak, a zatim na usisnu granu motora.

Karakteristike turbine

U usporedbi s mehaničkim kompresorom pogonjenim radilicom, prednost turbine je u tome što ne crpi energiju iz motora, već koristi energiju iz njegovih nusproizvoda. Jeftiniji je za proizvodnju i jeftiniji za korištenje.

Iako je tehnički turbina za diesel motor u biti ista kao i za benzinski motor, ona je češća u diesel motoru. Glavna značajka su načini rada. Stoga se za dizelski motor mogu koristiti materijali manje otporni na toplinu, budući da je temperatura ispušnih plinova u prosjeku od 700 °C kod dizelskih motora i od 1000 °C kod benzinskih motora. To znači da nije moguće ugraditi dizelsku turbinu na benzinski motor.

S druge strane, ovi sustavi također imaju različite razine tlaka prednabijanja. U ovom slučaju treba uzeti u obzir da učinkovitost turbine ovisi o njezinim geometrijskim dimenzijama. Tlak zraka koji se upuhuje u cilindre zbroj je dva dijela: 1 atmosferski tlak plus prekomjerni tlak koji stvara turbopunjač. Može biti od 0,4 do 2,2 atmosfere ili više. Budući da princip rada turbine u dizelskom motoru omogućuje usis više ispušnih plinova, konstrukcija benzinskog motora ne može se ugraditi čak ni u dizelske motore.

Vrste i vijek trajanja turbopunjača

Glavni nedostatak turbine je "turbo lag" efekt koji se javlja pri malim okretajima motora. Predstavlja vremensko kašnjenje kao odgovor na promjenu brzine motora. Kako bi se prevladao ovaj nedostatak, razvijene su različite vrste turbopunjača:

• Twin-scroll sustav. Dizajn predviđa dva kanala koji odvajaju komoru turbine i, kao rezultat, protok ispušnih plinova. To osigurava brže vrijeme odziva, maksimalnu učinkovitost turbine i sprječava začepljenje ispušnih otvora.
• Turbina s promjenjivom geometrijom (mlaznica s promjenjivom geometrijom). Ovaj dizajn se najčešće koristi u dizelskim motorima. Omogućuje promjenu poprečnog presjeka ulaza u turbinu zbog pokretljivosti njegovih lopatica. Promjena kuta rotacije omogućuje podešavanje protoka ispušnih plinova, čime se prilagođava brzina ispušnih plinova i brzina motora. U benzinskim motorima, turbine varijabilne geometrije često se nalaze u sportskim automobilima.

Nedostatak turbopunjača je krhkost turbine. Za benzinske motore to je prosječno 150 kilometara. S druge strane, resurs turbine dizel motora nešto je duži i prosječno iznosi 000 kilometara. S dugotrajnom vožnjom velikom brzinom, kao i s pogrešnim odabirom ulja, životni vijek može se smanjiti dva ili čak tri puta.

Ovisno o tome kako radi turbina u benzinskom ili dizelskom motoru, može se procijeniti učinak. Signal za provjeru je pojava plavog ili crnog dima, smanjenje snage motora, kao i pojava zvižduka i zveckanja. Da biste izbjegli kvarove, potrebno je na vrijeme promijeniti ulje, filtre zraka i redovito održavati.