Untuk meningkatkan kuasa enjin pembakaran dalaman, unit khas - pengecas turbo - digunakan secara meluas.Baca tentang apa itu pengecas turbo, jenis unit ini, cara ia disusun dan berdasarkan prinsip kerja mereka, serta penyelenggaraan dan pembaikan, dalam artikel.
Apakah pengecas turbo?
Pengecas turbo adalah komponen utama sistem tekanan agregat enjin pembakaran dalaman, unit untuk meningkatkan tekanan dalam saluran masuk enjin disebabkan tenaga gas ekzos.
Pengecas turbo digunakan untuk meningkatkan kuasa enjin pembakaran dalaman tanpa gangguan radikal dalam reka bentuknya.Unit ini meningkatkan tekanan dalam saluran masuk enjin, memberikan peningkatan jumlah campuran bahan api-udara ke ruang pembakaran.Dalam kes ini, pembakaran berlaku pada suhu yang lebih tinggi dengan pembentukan isipadu gas yang lebih besar, yang membawa kepada peningkatan tekanan pada omboh dan, akibatnya, kepada peningkatan dalam tork dan ciri kuasa enjin.
Penggunaan pengecas turbo membolehkan anda meningkatkan kuasa enjin sebanyak 20-50% dengan peningkatan minimum dalam kosnya (dan dengan pengubahsuaian yang lebih ketara, pertumbuhan kuasa boleh mencapai 100-120%).Disebabkan kesederhanaan, kebolehpercayaan dan kecekapannya, sistem tekanan berasaskan pengecas turbo digunakan secara meluas pada semua jenis kenderaan enjin pembakaran dalaman.
Jenis dan ciri pengecas turbo
Hari ini, terdapat pelbagai jenis pengecas turbo, tetapi ia boleh dibahagikan kepada kumpulan mengikut tujuan dan kebolehgunaannya, jenis turbin yang digunakan dan fungsi tambahan.
Mengikut tujuannya, pengecas turbo boleh dibahagikan kepada beberapa jenis:
• Untuk sistem tekanan satu peringkat - satu pengecas turbo bagi setiap enjin, atau dua atau lebih unit yang beroperasi pada beberapa silinder;
•Untuk sistem inflasi siri dan siri-selari (pelbagai varian Twin Turbo) - dua unit yang serupa atau berbeza yang beroperasi pada kumpulan silinder yang sama;
• Untuk sistem tekanan dua peringkat, terdapat dua pengecas turbo dengan ciri yang berbeza, yang berfungsi secara berpasangan (berturut-turut satu demi satu) untuk satu kumpulan silinder.
Yang paling banyak digunakan ialah sistem tekanan satu peringkat yang dibina berdasarkan pengecas turbo tunggal.Walau bagaimanapun, sistem sedemikian mungkin mempunyai dua atau empat unit yang sama - contohnya, dalam enjin berbentuk V, pengecas turbo berasingan digunakan untuk setiap baris silinder, dalam enjin berbilang silinder (lebih daripada 8) empat pengecas turbo boleh digunakan, setiap satu yang berfungsi pada 2, 4 atau lebih silinder.Kurang biasa ialah sistem tekanan dua peringkat dan pelbagai variasi Twin-Turbo, mereka menggunakan dua pengecas turbo dengan ciri berbeza yang hanya boleh berfungsi secara berpasangan.
Mengikut kebolehgunaan, pengecas turbo boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan:
• Mengikut jenis enjin - untuk unit kuasa petrol, diesel dan gas;
• Dari segi isipadu enjin dan kuasa - untuk unit kuasa kuasa kecil, sederhana dan tinggi;untuk enjin berkelajuan tinggi, dsb.
Pengecas turbo boleh dilengkapi dengan salah satu daripada dua jenis turbin:
• Jejari (jejarian-paksi, sentripetal) - aliran gas ekzos disalurkan ke pinggir pendesak turbin, bergerak ke pusatnya dan dinyahcas ke arah paksi;
• Paksi - aliran gas ekzos dibekalkan sepanjang paksi (ke tengah) pendesak turbin dan dinyahcas dari pinggirnya.
Hari ini, kedua-dua skema digunakan, tetapi pada enjin kecil anda sering dapat mencari pengecas turbo dengan turbin paksi jejari, dan pada unit kuasa berkuasa, turbin paksi lebih disukai (walaupun ini bukan peraturan).Terlepas dari jenis turbin, semua pengecas turbo dilengkapi dengan pemampat emparan - di dalamnya udara dibekalkan ke tengah pendesak dan dikeluarkan dari pinggirannya.
Pengecas turbo moden boleh mempunyai fungsi yang berbeza:
• Salur masuk berganda - turbin mempunyai dua input, setiap daripadanya menerima gas ekzos daripada satu kumpulan silinder, penyelesaian ini mengurangkan penurunan tekanan dalam sistem dan meningkatkan kestabilan;
• Geometri boleh ubah - turbin mempunyai bilah boleh alih atau gelang gelongsor, di mana anda boleh menukar aliran gas ekzos ke pendesak, ini membolehkan anda menukar ciri pengecas turbo bergantung pada mod operasi enjin.
Akhir sekali, pengecas turbo berbeza dalam ciri prestasi asas dan keupayaannya.Daripada ciri utama unit ini harus diserlahkan:
• Tahap peningkatan tekanan - nisbah tekanan udara di alur keluar pemampat kepada tekanan udara di salur masuk, terletak dalam julat 1.5-3;
• Bekalan pemampat (aliran udara melalui pemampat) - jisim udara yang melalui pemampat per unit masa (saat) terletak dalam julat 0.5-2 kg / s;
• Julat kelajuan operasi adalah daripada beberapa ratus (untuk lokomotif diesel berkuasa, enjin perindustrian dan enjin diesel lain) hingga puluhan ribu (untuk enjin paksa moden) putaran sesaat. Kelajuan maksimum dihadkan oleh kekuatan pendesak turbin dan pemampat, jika kelajuan putaran terlalu tinggi disebabkan oleh daya emparan, roda boleh runtuh.Dalam pengecas turbo moden, titik periferi roda boleh berputar pada kelajuan 500-600 atau lebih m / s, iaitu, 1.5-2 kali lebih cepat daripada kelajuan bunyi, ini menyebabkan berlakunya wisel ciri turbin;
• Suhu operasi / maksimum gas ekzos di salur masuk ke turbin terletak dalam julat 650-700 ° C, dalam beberapa kes mencapai 1000 ° C;
• Kecekapan turbin / pemampat biasanya 0.7-0.8, dalam satu unit kecekapan turbin biasanya kurang daripada kecekapan pemampat.
Juga, unit berbeza dalam saiz, jenis pemasangan, keperluan untuk menggunakan komponen tambahan, dsb.
Reka bentuk pengecas turbo
Secara umum, pengecas turbo terdiri daripada tiga komponen utama:
1. Turbin;
2. Pemampat;
3.Bearing housing (perumahan pusat).
Gambarajah biasa sistem tekanan udara agregat enjin pembakaran dalaman
Turbin ialah unit yang menukarkan tenaga kinetik gas ekzos kepada tenaga mekanikal (dalam tork roda), yang memastikan operasi pemampat.Pemampat ialah unit untuk mengepam udara.Perumahan galas menghubungkan kedua-dua unit ke dalam struktur tunggal, dan aci pemutar yang terletak di dalamnya memastikan pemindahan tork dari roda turbin ke roda pemampat.
Bahagian pengecas turbo
Turbin dan pemampat mempunyai reka bentuk yang serupa.Asas setiap unit ini adalah badan koklea, di bahagian persisian dan pusat yang terdapat paip untuk sambungan ke sistem tekanan.Dalam pemampat, paip masuk sentiasa berada di tengah, ekzos (pelepasan) berada di pinggir.Susunan paip yang sama untuk turbin paksi, untuk turbin radial-axial, lokasi paip adalah sebaliknya (di pinggir - pengambilan, di tengah - ekzos).
Di dalam kes itu terdapat roda dengan bilah bentuk khas.Kedua-dua roda - turbin dan pemampat - dipegang oleh aci biasa yang melalui perumahan galas.Rodanya berbentuk pepejal atau komposit, bentuk bilah roda turbin memastikan penggunaan tenaga gas ekzos yang paling cekap, bentuk bilah roda pemampat memberikan kesan emparan maksimum.Turbin mewah moden boleh menggunakan roda komposit dengan bilah seramik, yang mempunyai berat yang rendah dan mempunyai prestasi yang lebih baik.Saiz roda pengecas turbo enjin kereta ialah 50-180 mm, lokomotif berkuasa, enjin perindustrian dan enjin diesel lain adalah 220-500 mm atau lebih.
Kedua-dua perumah dipasang pada perumah galas dengan bolt melalui pengedap.Galas biasa (kurang kerap galas rolling reka bentuk khas) dan O-ring terletak di sini.Juga di perumahan pusat terdapat saluran minyak untuk pelinciran galas dan aci, dan dalam beberapa pengecas turbo dan rongga jaket penyejuk air.Semasa pemasangan, unit disambungkan kepada sistem pelinciran dan penyejukan enjin.
Pelbagai komponen tambahan juga boleh disediakan dalam reka bentuk pengecas turbo, termasuk bahagian sistem peredaran semula gas ekzos, injap minyak, elemen untuk menambah baik pelinciran bahagian dan penyejukannya, injap kawalan, dsb.
Bahagian pengecas turbo diperbuat daripada gred keluli khas, keluli tahan haba digunakan untuk roda turbin.Bahan dipilih dengan teliti mengikut pekali pengembangan haba, yang memastikan kebolehpercayaan reka bentuk dalam pelbagai mod operasi.
Pengecas turbo termasuk dalam sistem tekanan udara, yang juga termasuk manifold pengambilan dan ekzos, dan dalam sistem yang lebih kompleks - intercooler (radiator penyejuk udara cas), pelbagai injap, sensor, peredam dan saluran paip.
Prinsip operasi pengecas turbo
Fungsi pengecas turbo adalah berdasarkan prinsip mudah.Turbin unit dimasukkan ke dalam sistem ekzos enjin, pemampat - ke dalam saluran pengambilan.Semasa operasi enjin, gas ekzos memasuki turbin, terkena bilah roda, memberikannya sedikit tenaga kinetik dan menyebabkannya berputar.Tork dari turbin dihantar terus ke roda pemampat melalui aci.Apabila berputar, roda pemampat membuang udara ke pinggir, meningkatkan tekanannya - udara ini dibekalkan ke manifold pengambilan.
Pengecas turbo tunggal mempunyai beberapa kelemahan, yang utama adalah kelewatan turbo atau lubang turbo.Roda unit mempunyai jisim dan sedikit inersia, jadi ia tidak boleh berputar serta-merta apabila kelajuan unit kuasa meningkat.Oleh itu, apabila anda menekan pedal gas secara mendadak, enjin pengecas turbo tidak memecut serta-merta - terdapat jeda pendek, kegagalan kuasa.Penyelesaian kepada masalah ini ialah sistem kawalan turbin khas, pengecas turbo dengan geometri berubah-ubah, sistem tekanan siri-selari dan dua peringkat, dan lain-lain.
Prinsip operasi pengecas turbo
Isu penyelenggaraan dan pembaikan pengecas turbo
Pengecas turbo memerlukan penyelenggaraan yang minimum.Perkara utama ialah menukar minyak enjin dan penapis minyak dalam masa.Jika enjin masih boleh berjalan pada minyak lama untuk beberapa waktu, maka ia boleh membawa maut kepada pengecas turbo - walaupun sedikit kemerosotan dalam kualiti pelincir pada beban tinggi boleh menyebabkan kesesakan dan kemusnahan unit.Ia juga disyorkan untuk membersihkan bahagian turbin secara berkala dari deposit karbon, yang memerlukan pembongkarannya, tetapi kerja ini harus dilakukan hanya dengan menggunakan alat dan peralatan khas.
Pengecas turbo yang rosak dalam kebanyakan kes lebih mudah untuk diganti daripada dibaiki.Untuk penggantian, perlu menggunakan unit jenis dan model yang sama yang dipasang pada enjin sebelum ini.Pemasangan pengecas turbo dengan ciri-ciri lain boleh mengganggu operasi unit kuasa.Adalah lebih baik untuk mempercayai pemilihan, pemasangan dan pelarasan unit kepada pakar - ini menjamin pelaksanaan kerja yang betul dan operasi normal enjin.Dengan penggantian pengecas turbo yang betul, enjin akan memperoleh semula kuasa tinggi dan akan dapat menyelesaikan tugas yang paling sukar.
Masa siaran: Ogos-21-2023