Për të rritur fuqinë e motorëve me djegie të brendshme, përdoren gjerësisht njësi speciale - turbochargers.Lexoni se çfarë është një turbocharger, cilat lloje janë këto njësi, si janë rregulluar dhe në cilat parime bazohet puna e tyre, si dhe për mirëmbajtjen dhe riparimin e tyre, në artikull.
Çfarë është një turbocharger?
Turbongarkuesi është përbërësi kryesor i sistemit të presionit të agregatit të motorëve me djegie të brendshme, një njësi për rritjen e presionit në traktin e marrjes së motorit për shkak të energjisë së gazrave të shkarkimit.
Turbongarkuesi përdoret për të rritur fuqinë e një motori me djegie të brendshme pa ndërhyrje radikale në dizajnin e tij.Kjo njësi rrit presionin në traktin e marrjes së motorit, duke siguruar një sasi të shtuar të përzierjes karburant-ajër në dhomat e djegies.Në këtë rast, djegia ndodh në një temperaturë më të lartë me formimin e një vëllimi më të madh të gazrave, gjë që çon në një rritje të presionit në piston dhe, si rezultat, në një rritje të karakteristikave të çift rrotullimit dhe fuqisë së motorit.
Përdorimi i një turbocharger ju lejon të rritni fuqinë e motorit me 20-50% me një rritje minimale të kostos së tij (dhe me modifikime më të rëndësishme, rritja e fuqisë mund të arrijë 100-120%).Për shkak të thjeshtësisë, besueshmërisë dhe efikasitetit të tyre, sistemet e presionit të bazuara në turbocharger përdoren gjerësisht në të gjitha llojet e automjeteve me motor me djegie të brendshme.
Llojet dhe karakteristikat e turbochargers
Sot, ekziston një gamë e gjerë turbochargerësh, por ato mund të ndahen në grupe sipas qëllimit dhe zbatueshmërisë së tyre, llojit të turbinës së përdorur dhe funksionalitetit shtesë.
Sipas qëllimit, turbochargerët mund të ndahen në disa lloje:
• Për sistemet e presionit me një shkallë - një turbongarkues për motor, ose dy ose më shumë njësi që funksionojnë në disa cilindra;
•Për sistemet e fryrjes serike dhe seri-paralele (variante të ndryshme të Twin Turbo) - dy njësi identike ose të ndryshme që veprojnë në një grup të përbashkët cilindrash;
• Për sistemet e presionit me dy faza, ekzistojnë dy turbongarkues me karakteristika të ndryshme, të cilët punojnë në çifte (në mënyrë sekuenciale njëri pas tjetrit) për një grup cilindrash.
Më të përdorurat janë sistemet e presionit me një shkallë të ndërtuar mbi bazën e një turbocharger të vetëm.Sidoqoftë, një sistem i tillë mund të ketë dy ose katër njësi identike - për shembull, në motorët në formë V, përdoren turbongarkues të veçantë për secilën rresht cilindrash, në motorët me shumë cilindra (më shumë se 8) mund të përdoren katër turbongarkues, secili prej i cili punon në 2, 4 ose më shumë cilindra.Më pak të zakonshme janë sistemet e presionit me dy faza dhe variacione të ndryshme të Twin-Turbo, ata përdorin dy turbochargers me karakteristika të ndryshme që mund të punojnë vetëm në çifte.
Sipas zbatueshmërisë, turbongarkuesit mund të ndahen në disa grupe:
• Sipas llojit të motorit - për njësitë e fuqisë me benzinë, naftë dhe gaz;
• Për sa i përket vëllimit dhe fuqisë së motorit - për njësitë e fuqisë me fuqi të vogël, të mesme dhe të lartë;për motorë me shpejtësi të lartë etj.
Turbongarkuesit mund të pajisen me një nga dy llojet e turbinave:
• Radiale (radiale-aksiale, centripetale) - rrjedha e gazrave të shkarkimit futet në periferi të shtytësit të turbinës, lëviz në qendrën e saj dhe shkarkohet në drejtim aksial;
• Aksial - rrjedha e gazrave të shkarkimit furnizohet përgjatë boshtit (në qendër) të shtytësit të turbinës dhe shkarkohet nga periferia e saj.
Sot, përdoren të dyja skemat, por në motorët e vegjël shpesh mund të gjeni turbochargers me një turbinë radiale-aksiale, dhe në njësitë e fuqishme të energjisë preferohen turbinat boshtore (megjithëse ky nuk është rregull).Pavarësisht nga lloji i turbinës, të gjithë turbongarkuesit janë të pajisur me një kompresor centrifugal - në të ajri furnizohet në qendër të shtytësit dhe hiqet nga periferia e tij.
Turbongarkuesit modern mund të kenë funksione të ndryshme:
• Hyrja e dyfishtë - turbina ka dy hyrje, secila prej tyre merr gazrat e shkarkimit nga një grup cilindrash, kjo zgjidhje redukton rëniet e presionit në sistem dhe përmirëson qëndrueshmërinë e rritjes;
• Gjeometri e ndryshueshme - turbina ka tehe të lëvizshme ose një unazë rrëshqitëse, përmes së cilës mund të ndryshoni rrjedhën e gazrave të shkarkimit në shtytës, kjo ju lejon të ndryshoni karakteristikat e turbongarkuesit në varësi të mënyrës së funksionimit të motorit.
Së fundi, turbochargerët ndryshojnë në karakteristikat dhe aftësitë e tyre bazë të performancës.Nga karakteristikat kryesore të këtyre njësive duhet të theksohen:
• Shkalla e rritjes së presionit - raporti i presionit të ajrit në dalje të kompresorit me presionin e ajrit në hyrje, qëndron në intervalin 1,5-3;
• Furnizimi me kompresor (rrjedhja e ajrit nëpër kompresor) - masa e ajrit që kalon nëpër kompresor për njësi të kohës (sekondë) qëndron në intervalin 0,5-2 kg/s;
• Gama e shpejtësisë së funksionimit varion nga disa qindra (për lokomotivat e fuqishme me naftë, industriale dhe motorë të tjerë me naftë) deri në dhjetëra mijëra (për motorët modernë të detyruar) rrotullime në sekondë. Shpejtësia maksimale kufizohet nga forca e shtytësve të turbinës dhe kompresorit, nëse shpejtësia e rrotullimit është shumë e lartë për shkak të forcave centrifugale, rrota mund të shembet.Në turbochargerët modernë, pikat periferike të rrotave mund të rrotullohen me shpejtësi 500-600 ose më shumë m / s, domethënë 1,5-2 herë më shpejt se shpejtësia e zërit, kjo shkakton shfaqjen e bilbilit karakteristik të turbinës;
• Temperatura e funksionimit / maksimale e gazrave të shkarkimit në hyrje të turbinës është në intervalin 650-700 ° C, në disa raste arrin 1000 ° C;
• Efikasiteti i turbinës/kompresorit është zakonisht 0.7-0.8, në një njësi rendimenti i turbinës është zakonisht më i vogël se rendimenti i kompresorit.
Gjithashtu, njësitë ndryshojnë në madhësi, llojin e instalimit, nevojën për të përdorur komponentë ndihmës, etj.
Dizajni i turbochargerit
Në përgjithësi, turbocharger përbëhet nga tre komponentë kryesorë:
1.Turbinë;
2.Kompresor;
3.Strehimi mbajtës (strehim qendror).
Diagrami tipik i sistemit të presionit të ajrit të agregatit të motorit me djegie të brendshme
Një turbinë është një njësi që konverton energjinë kinetike të gazrave të shkarkimit në energji mekanike (në çift rrotullues të rrotës), e cila siguron funksionimin e kompresorit.Një kompresor është një njësi për pompimin e ajrit.Strehimi i kushinetave lidh të dy njësitë në një strukturë të vetme, dhe boshti i rotorit i vendosur në të siguron transferimin e çift rrotullues nga rrota e turbinës në rrotën e kompresorit.
Seksioni i turbombushësit
Turbina dhe kompresori kanë një dizajn të ngjashëm.Baza e secilës prej këtyre njësive është trupi koklear, në pjesët periferike dhe qendrore të të cilit ka gypa për lidhjen me sistemin e presionit.Në kompresor, tubi i hyrjes është gjithmonë në qendër, shkarkimi (shkarkimi) është në periferi.Rregullimi i njëjtë i tubave për turbinat boshtore, për turbinat radiale-aksiale, vendndodhja e tubave është e kundërta (në periferi - marrje, në qendër - shkarkim).
Brenda kasës ka një rrotë me tehe të një forme të veçantë.Të dy rrotat - turbina dhe kompresori - mbahen nga një bosht i përbashkët që kalon nëpër kushineta.Rrotat janë të derdhura të ngurta ose të përbëra, forma e teheve të rrotave të turbinës siguron përdorimin më efikas të energjisë së gazit të shkarkimit, forma e teheve të rrotave të kompresorit siguron efektin maksimal centrifugal.Turbinat moderne të nivelit të lartë mund të përdorin rrota të përbëra me tehe qeramike, të cilat kanë një peshë të ulët dhe kanë performancë më të mirë.Madhësia e rrotave të turbongarkuesve të motorëve të automobilave është 50-180 mm, lokomotiva e fuqishme, motorët industrialë dhe motorët e tjerë me naftë janë 220-500 mm ose më shumë.
Të dy strehët janë montuar në kushinetën e kushinetave me bulona përmes vulave.Kushinetat e thjeshta (më rrallë kushinetat rrotulluese të një dizajni të veçantë) dhe unazat O janë të vendosura këtu.Gjithashtu në strehimin qendror ka kanale vaji për lubrifikimin e kushinetave dhe boshtit, dhe në disa turbochargers dhe zgavrën e xhaketës së ftohjes së ujit.Gjatë instalimit, njësia lidhet me sistemet e lubrifikimit dhe ftohjes së motorit.
Komponentë të ndryshëm ndihmës mund të sigurohen gjithashtu në hartimin e turbocharger, duke përfshirë pjesë të sistemit të riciklimit të gazit të shkarkimit, valvulat e vajit, elementë për përmirësimin e lubrifikimit të pjesëve dhe ftohjes së tyre, valvulat e kontrollit, etj.
Pjesët e turbochargerit janë bërë nga klasa të veçanta çeliku, çeliqet rezistente ndaj nxehtësisë përdoren për rrotën e turbinës.Materialet zgjidhen me kujdes sipas koeficientit të zgjerimit termik, i cili siguron besueshmërinë e dizajnit në mënyra të ndryshme funksionimi.
Turbongarkuesi përfshihet në sistemin e presionit të ajrit, i cili gjithashtu përfshin kolektorët e marrjes dhe shkarkimit, dhe në sistemet më komplekse - një ndërftohës (radiatori i ftohjes së ajrit të ngarkuar), valvola të ndryshme, sensorë, dampers dhe tubacione.
Parimi i funksionimit të turbocharger
Funksionimi i turbocharger zbret në parime të thjeshta.Turbina e njësisë futet në sistemin e shkarkimit të motorit, kompresori - në traktin e marrjes.Gjatë funksionimit të motorit, gazrat e shkarkimit hyjnë në turbinë, godasin tehet e rrotave, duke i dhënë asaj një pjesë të energjisë kinetike dhe duke bërë që ajo të rrotullohet.Çift rrotullues nga turbina transmetohet drejtpërdrejt në rrotat e kompresorit nëpërmjet boshtit.Kur rrotullohet, rrota e kompresorit hedh ajrin në periferi, duke rritur presionin e tij - ky ajër furnizohet në kolektorin e marrjes.
Një turbongarkues i vetëm ka një sërë disavantazhesh, kryesore prej të cilave është vonesa turbo ose gropa turbo.Rrotat e njësisë kanë masë dhe pak inerci, kështu që ato nuk mund të rrotullohen menjëherë kur rritet shpejtësia e njësisë së fuqisë.Prandaj, kur shtypni ashpër pedalin e gazit, motori me turbocharged nuk përshpejtohet menjëherë - ka një pauzë të shkurtër, një ndërprerje të energjisë.Zgjidhja e këtij problemi është sistemet speciale të kontrollit të turbinave, turbochargers me gjeometri të ndryshueshme, sistemet e presionit në seri paralele dhe dy faza, e të tjera.
Parimi i funksionimit të turbocharger
Çështjet e mirëmbajtjes dhe riparimit të turbochargers
Turbongarkuesi ka nevojë për mirëmbajtje minimale.Gjëja kryesore është të ndryshoni vajin e motorit dhe filtrin e vajit në kohë.Nëse motori mund të funksionojë akoma me vaj të vjetër për ca kohë, atëherë mund të bëhet vdekjeprurës për turbocharger - edhe një përkeqësim i lehtë i cilësisë së lubrifikantit me ngarkesa të larta mund të çojë në bllokim dhe shkatërrim të njësisë.Rekomandohet gjithashtu pastrimi periodik i pjesëve të turbinës nga depozitat e karbonit, gjë që kërkon çmontimin e saj, por kjo punë duhet të kryhet vetëm me përdorimin e mjeteve dhe pajisjeve speciale.
Një turbongarkues me defekt në shumicën e rasteve është më i lehtë për t'u zëvendësuar sesa për të riparuar.Për zëvendësim, është e nevojshme të përdorni një njësi të të njëjtit lloj dhe model që ishte instaluar në motor më herët.Instalimi i një turbongarkuesi me karakteristika të tjera mund të prishë funksionimin e njësisë së fuqisë.Është më mirë t'i besoni specialistëve zgjedhjen, instalimin dhe rregullimin e njësisë - kjo garanton ekzekutimin e saktë të punës dhe funksionimin normal të motorit.Me zëvendësimin e saktë të turbocharger, motori do të rifitojë fuqi të lartë dhe do të jetë në gjendje të zgjidhë detyrat më të vështira.
Koha e postimit: 21 gusht 2023