Principen för driften av turboladdaren och dess design

En turboladdare (turbin) är en mekanism som används i bilar för att tvinga in luft i cylindrarna på en förbränningsmotor. I detta fall drivs turbinen enbart av flödet av avgaser. Användningen av en turboladdare gör att du kan öka motoreffekten med upp till 40 % samtidigt som den behåller sin kompakta storlek och låga bränsleförbrukning.

Hur turbinen är anordnad, principen för dess funktion

Standardturboladdaren består av:

1. Housing. Tillverkad av värmebeständigt stål. Den har en spiralform med två olika riktade rör försedda med flänsar för installation i ett trycksystem.
2. Turbinhjul. Den omvandlar energin från avgaserna till rotation av axeln på vilken den är fast fixerad. Tillverkad av värmebeständiga material.
3. Kompressorhjul. Den tar emot rotation från turbinhjulet och pumpar luft in i motorcylindrarna. Kompressorhjulet är ofta tillverkat av aluminium, vilket minskar energiförlusterna. Temperaturregimen i denna zon är nära normal och användning av värmebeständiga material krävs inte.
4. Turbinaxel. Kopplar samman turbinhjulen (kompressor och turbin).
5. Glidlager eller kullager. Behövs för att koppla ihop axeln i huset. Designen kan utrustas med ett eller två stöd (lager). De senare smörjs av det allmänna motorsmörjsystemet.
6. bypass ventil. PDesignad för att reglera flödet av avgaser som verkar på turbinhjulet. Detta låter dig styra boosteffekten. Ventil med pneumatiskt ställdon. Dess position styrs av motorns ECU, som tar emot en signal från hastighetssensorn.

Den grundläggande principen för turbinens drift i bensin- och dieselmotorer är följande:

• Avgaserna leds till turboladdarhuset där de verkar på turbinbladen.
• Turbinhjulet börjar rotera och accelerera. Turbinens rotationshastighet vid höga varvtal kan nå 250 000 rpm.
• Efter att ha passerat genom turbinhjulet släpps avgaserna ut i avgassystemet.
• Kompressorns pumphjul roterar synk (eftersom det sitter på samma axel som turbinen) och riktar tryckluftsflödet till intercoolern och sedan till motorns insugningsrör.

Turbinens egenskaper

Jämfört med en mekanisk kompressor som drivs av en vevaxel är fördelen med en turbin att den inte drar energi från motorn, utan använder energi från sina biprodukter. Det är billigare att tillverka och billigare att använda.

Även om turbinen för en dieselmotor tekniskt sett är i huvudsak densamma som för en bensinmotor, är den vanligare i en dieselmotor. Huvudfunktionen är driftsätten. Därför kan mindre värmebeständiga material användas för en dieselmotor, eftersom avgastemperaturen är i genomsnitt från 700 °C i dieselmotorer och från 1000 °C i bensinmotorer. Det betyder att det inte går att installera en dieselturbin på en bensinmotor.

Å andra sidan har dessa system också olika nivåer av laddtryck. I detta fall bör det beaktas att turbinens effektivitet beror på dess geometriska dimensioner. Trycket av luften som blåses in i cylindrarna är summan av två delar: 1 atmosfärstryck plus det övertryck som skapas av turboladdaren. Det kan vara från 0,4 till 2,2 atmosfärer eller mer. Eftersom principen för turbinens drift i en dieselmotor tillåter att mer avgas tas in, kan konstruktionen av en bensinmotor inte installeras ens i dieselmotorer.

Typer och livslängd för turboladdare

Den största nackdelen med turbinen är "turbolag"-effekten som uppstår vid låga motorvarvtal. Det representerar en tidsfördröjning som svar på en förändring i motorvarvtalet. För att övervinna denna brist har olika typer av turboladdare utvecklats:

• Twin-scroll-system. Konstruktionen ger två kanaler som separerar turbinkammaren och, som ett resultat, avgasflödet. Detta säkerställer snabbare svarstider, maximal turbineffektivitet och förhindrar igensättning av avgasportarna.
• Turbin med variabel geometri (munstycke med variabel geometri). Denna design används oftast i dieselmotorer. Det ger en förändring i tvärsnittet av inloppet till turbinen på grund av dess blads rörlighet. Genom att ändra rotationsvinkeln kan du justera flödet av avgaser och därigenom justera hastigheten på avgaserna och motorns hastighet. I bensinmotorer finns turbiner med variabel geometri ofta i sportbilar.

Nackdelen med turboladdare är turbinens bräcklighet. För bensinmotorer är detta i genomsnitt 150 000 kilometer. Å andra sidan är turbinresursen för en dieselmotor något längre och är i genomsnitt 250 000 kilometer. Vid långvarig körning i hög hastighet, samt med fel val av olja, kan livslängden minskas med två eller till och med tre gånger.

Beroende på hur turbinen fungerar i en bensin- eller dieselmotor kan prestanda bedömas. Signalen att kontrollera är utseendet på blå eller svart rök, en minskning av motoreffekten, såväl som utseendet på en visselpipa och skallra. För att undvika haverier är det nödvändigt att byta olja, luftfilter och utföra regelbundet underhåll i tid.