Турбонаддув. Немного теории :)

Ну просто таки "Королева бензоколонки" !! Снимаю шляпы......

 

Интеркулер имеет место и на бензиновых двигателях, остальные проблемы решает турботаймер.
За статью респект.

 

немного о самом устройстве турбокомпрессоров

Турбокомпрессор - это компрессор, или воздушный насос, который приводится от турбины. Турбина вращается за счет использования энергии потока отработавших газов. Частота вращения рабочих колес турбокомпрессора дизельного двигателя находится в пределах от 1000 до 200 000 об/мин (это значит, что лопатки турбины разгоняются почти до линейной скорости звука).
Турбина непосредственно соединяется с компрессором жестким валом. Компрессор засасывает через воздушный фильтр свежий воздух, сжимает его и затем под давлением подает во впускной коллектор двигателя. Чем большую энергию имеют отработавшие газы, тем быстрее будет вращаться турбина, а значит вал компрессора тоже будет вращаться быстрее. Чем больше воздуха попадает в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, а это повышает мощность двигателя.

1. Турбина
Турбинная часть состоит из корпуса турбины и рабочего колеса турбины. Отработавшие газы из выпускного коллектора двигателя попадают в приемный патрубок турбокомпрессора. Проходя по постепенно сужающемуся внутреннему каналу корпуса турбины, они ускоряются и приводят в движение рабочее колесо турбины.
Скорость вращения колеса турбины определяется размером и формой канала корпуса. Это напоминает поливочный шланг: чем больше вы перекрываете пальцем выходное отверстие, тем дальше бьет струя воды. Размеры корпуса турбины зависят от конкретного двигателя.
Корпуса турбин значительно различаются в зависимости от сферы применения.
Корпус турбины отливается из сплава с высокой термостойкостью. Колесо турбины также изготавливается из высококачественных материалов, имеющих высокую температурную стойкость. Ту часть, через которую входят отработавшие газы, называют впуском, а часть идущую к выхлопной трубе - выпуском.
Колесо турбины жестко соединено с валом посредством сварки трением. Материал вала отличается от материала, используемого для колеса турбины.
Вал в месте соединения пустотелый. Эта пустота затрудняет передачу тепла от колеса турбины к валу.
На вале ротора со стороны турбины имеются канавки, в которых располагаются уплотнительные кольца. Рабочая поверхность радиальных подшипников упрочняется и полируется.
После того, как ротор изготовлен, он должен быть отбалансирован с максимально возможной точностью, прежде чем он будет установлен в корпус подшипников.

2. Компрессор
Компрессорная часть состоит из корпуса компрессора и рабочего колеса компрессора. Размеры корпуса компрессора определяются количеством воздуха, требуемого для двигателя, и скоростью вращения колеса компрессора.
Колесо компрессора закреплено на валу ротора и, следовательно, вращается с той же скоростью, что и колесо турбины.
Лопатки колеса компрессора, изготавливаемые из специального сплава на основе алюминия и имеют такую форму, что воздух засасывается через центр ротора. Всасываемый таким образом воздух направляется к периферии колеса и при помощи лопаток отбрасывается на стенку корпуса компрессора. В результате воздух сжимается и через впускной коллектор попадает в двигатель. Корпус компрессора также изготовлен из алюминия.

3. Корпус подшипников
Смазка турбокомпрессора производится от системы смазки двигателя. Корпус подшипников является средней частью турбокомпрессора и расположенную между колесом турбины и колесом компрессора. Ротор вращается в подшипниках скольжения. Моторное масло по каналам проходит между корпусом и подшипниками, а также между подшипниками и ротором. В большинстве турбокомпрессоров радиальные подшипники вращаются со скоростью, равной половине скорости ротора.
В современных конструкциях, в которых подшипник неподвижен, а ротор вращается в масляной ванне. Масло не только служит для смазки ротора, но и охлаждает его, подшипники и корпус.
Для герметичности корпуса компрессора и колеса компрессора в месте пристыковки со средней частью устанавливаются маслоотражательные прокладки. С двух сторон устанавливаются также уплотнительные кольца.
Но, несмотря на то, что эти кольца помогают избежать утечек масла, они в действительности не являются уплотнительными прокладками. Их нужно рассматривать как элемент, затрудняющий утечку масла и газов между турбиной, компрессором и корпусом подшипника. В обычном режиме работы турбокомпрессора давление в турбине и компрессоре больше давления в корпусе подшипника. Часть газов из турбины и часть воздуха, сжатого в компрессоре, попадают в корпус подшипника и вместе с моторным маслом по сливному маслопроводу проходят в масляный картер двигателя.

1. Разница в диаметрах вала из-за действия центробежных сил образует разность давлений, что затрудняет просачивание масла к турбине.
2. Со стороны турбины уплотнительные кольца расположены в канавках ротора. Этот же принцип установки колец применен и со стороны компрессора. Уплотнительные кольца являются элементом, играющим главную роль в обеспечении герметичности.
3. Внутренняя часть корпуса подшипников имеет своеобразную форму с целью предотвращения просачивания масла к компрессору.
Когда обороты двигателя низкие или он работает без нагрузки, давление в корпусе подшипников больше, чем в компрессоре.
В компрессоре воздух отводится от центра на периферию и сжимается. Воздух в компрессоре завихряется и отбрасывается на стенки компрессора, после чего этот сжатый воздух поступает в двигатель. Поэтому становится ясно, почему в случае слабого наддува в двигателе с турбокомпрессором (т.е. когда давление турбокомпрессора близко к нулю) за ротором компрессора образуется небольшое разрежение.
Естественно, при работе турбокомпрессора могут иметь место утечки масла из корпуса подшипников в компрессор. Скорость вращения ротора турбокомпрессора может быть настолько высокой, что избежать утечек масла невозможно.
Поэтому в корпус подшипников устанавливают несколько уплотнительных колец, используя разные методы для наиболее качественного уплотнения мест возможной утечки масла.
*Механический сливной маслопровод турбокомпрессора Garrett. В этом компрессоре главную роль при уплотнении играет уплонительное кольцо. Когда двигатель работает на малых оборотах либо без нагрузки, за ротором компрессора образуется область пониженного давления (разрежения). Масло и газы, которые находятся в корпусе подшипников, устремляются между задней стенкой и уплотнительным кольцом к компрессору.
Когда эта смесь проходит через динамическое уплотнение, масло, более тяжелое, чем газы, отбрасывается к наружной стороне кольца, но остается в корпусе подшипника, в то время как газы продолжают свое движение в компрессоре.
Таким образом, маслоотражатель (динамическое уплотнение), который вращается на большой скорости вместе с ротором турбокомпрессора, действует как центробежный сепаратор масла.
Со стороны турбины проблема отвода масла не так важна, если принять во внимание, что в нормальных условиях давление в турбине всегда выше, чем в корпусе компрессора.
Любая конструкция корпуса подшипника подразумевает также необходимость максимального снижения теплообмена между турбиной с уплотнительными кольцами и компрессором. С этой целью со стороны турбины устанавливается термоизоляционная прокладка, а в корпусе подшипников имеется множество элементов для теплообмена. Например, в турбокомпрессорах Garrett для дизельных двигателей используется корпус подшипников, имеющий ребра охлаждения.

Турбины с изменяемой геометрией сопла (VTG)

В сопле турбины несколько лопаток расположены по кругу корпуса турбины, и соединены с механизмом, регулирующим углы. При низких оборотах двигателя и маленьком потоке газа турбокомпрессор уменьшает сечение, увеличивая мощность турбины и давление наддува. На полной скорости работы двигателя и при высоком уровне газового потока турбокомпрессор увеличивает площадь сечения, защищая себя от превышения оборотов и поддерживая давление наддува на уровне необходимом двигателю. Изменение площади сечения может управляться непосредственно давлением компрессора с помощью привода или системой управления двигателем с помощью вакуумного привода. К сожалению, такие турбины достаточно дорогие и не очень надежны.

Результатом использования является улучшение отклика двигателя, производство большей мощности и крутящего момента, потребление меньшего количества топлива и обеспечение снижения вредных выбросов по сравнению с двигателем, связанным с турбокомпрессором традиционным байпасом. Благодаря короткому времени отклика и плавному ускорению улучшается управляемость машиной и срок ее службы. По сравнению с турбокомпрессором, оборудованным байпасом, турбокомпрессор с изменяемой геометрией сопла, более эффективен в широком диапазоне величин потока, и, имеет 2 основных преимущества:

Более высокая мощность - при определенной скорости двигателя и для заданного давления наддува модели с изменяемой геометрией сопла обеспечивают большую разность давлений и снижают температуру газов на выходе из двигателя.
Больший крутящий момент - при низких оборотах двигателя модели с изменяемой геометрией сопла обеспечивают повышенное давление наддува.

 

Турбокомпрессор работает в тяжелых условиях - высокая температура отработавших газов (до 1050С) и большая частота вращения вала (в среднем 200 000 об. мин). Масло, подаваемое в турбокомпрессор для смазки и охлаждения, забирается из масляной системы двигателя, при этом необходимо, чтобы оно было всегда чистым и соответствовало требованиям, предъявляемым изготовителем двигателя. После запуска необходимо дать поработать двигателю в режиме холостых оборотов примерно 1 минуту. Это необходимо для того, чтобы давление масла в системе смазки поднялось до рабочего, и масло попало в подшипники турбокомпрессора.

Большинство турбокомпрессоров выходит из строя из-за «глушения двигателя на горячую». Это происходит, когда после продолжительной поездки резко выключается двигатель, при этом не дается времени, чтобы вал турбокомпрессора смог замедлиться. Вал турбокомпрессора вращается с частотой более 200.000об. мин, чем быстрее вы едете или чем больше нагрузка на двигатель, тем больше частота вращения вала турбокомпрессора. Если резко заглушить двигатель, то вал будет вращаться без масла. Каждый раз, когда это происходит, срок службы турбокомпрессора существенно уменьшается потому, что без масла существенно увеличивается износ подшипников, который приводит к тому, что какое-нибудь колесо ТКР начнет цепляться за свой корпус, а это приведет к дисбалансу. Дисбаланс, только появившись, растет и приводит к тому, что «контакт» колеса с корпусом становиться все «больше», что и вызывает поломку турбокомпрессора. Чтобы избежать преждевременного выхода турбокомпрессора из строя, необходимо перед «глушением» дать поработать двигателю несколько минут на холостых оборотах.

Производители дизельных двигателей представляют сегодня на рынке моторы, эксплуатация и обслуживание которых не представляют большого труда. Но такие аспекты, как интервалы замены масла и качество топлива, стали очень важными при эксплуатации и обслуживании. Если вы хотите, чтобы ваш двигатель, топливная система и турбокомпрессор работали долго, то этим аспектам эксплуатации и обслуживания необходимо уделять больше внимания.

Регулярная замена масла критична для нормальной работы двигателя. При выборе масла следует всегда руководствоваться рекомендациями производителя авто.

 

Nastik, alex black-Большое спасибо за науку!!! Многого не знал.

 

предлагаю админам данную темы вынести в раздел ВЕЧНЫХ

Nastik, respect за поднятую тему

 

Nastik и alex_black. Вы эти статьи сами написали? Если да-молодцы. Если нет-где ссылки на источник?

 

Nastik и alex_black - well done!
Молодцы!

 

Nastik, искренне рад за Вас. Значит Вы-персонаж с ником AudiS6, который выложил статью здесь намного раньше.
А вот с alex_black ещё непонятней. Если alex_black автор статьи в журнале "Автосервис"-зачем делать компиляцию своей же статьи? Если не автор, то это банальный плагиат. Прошу извинить меня за некоторую резкость тона, но...объяснения-в студию.

 

эт фигня, вот когда я свою "Войну и мир" допечатаю и выложу...вы удивитесь, как много букавок

 

Справедливости ради хочу заметить, что alex_black не высказывал ничего об авторстве на статью, а вот по поваду Nastik - ууупппсссс.... Как говориться - бывает...

 

Согласен. Тогда пусть объяснит ЗАЧЕМ переписывать чужой материал своими словами? Или это его статья? Я считал,что при использовании чужих материалов ссылка обязательна. Самое забавное то, что технические ошибки и неточности сохранены без изменений, одна "линейная скорость звука" чего стоит...Но...подождём alex_black

 

А почему Вы решили, что Nastik не может на другом форуме зваться AudiS6 или Бесёнком? Не надо делать выводы раньше времени

 

и вообще, народ, вы существенно отклонились от темы!
или по существу заданных вопросов, или смените раздел. ... куда-нибудь в курилку или в юр. вопросы.

 

2-Nastik Я лишь выразил предположение,что Nastik и AudiS6-одно лицо не так ли? Искренне рад, если авторство пренадлежит Вам. ПисАть здесь или нет-дело Ваше.

 

но яндекс-то Вы у нас не отнимете...

 

А Вы Nastik определитесь со своим творческим псевдонимом и пишите только под ним; в противном случае неуважение будет усугубляться.

светить белорусские ники - сильно

 

оригинал статьи http://www.kamturbo.ru/okompanii/turbokomp/statya1.htm
на авторские права не притендую. и вообще смысл корячиться излагать, то что написано. тема открыта для тех кто не слишком вникал в теорию и физику процесса. так сказать пояснялово.
касаемо употребленного термина "линейная скорость звука", согласен некоректна постановка. авторы имели ввиду, что линейная скорость вращения колеса примерно равна скорости звука. жути нагоняли на читателя. если вспомнить, что линейная скорость в пересчете из угловой есть V=w*r=f*2Pi*r, то при радиусе колеса порядка 20мм и получим примерно типа "скорость звука"

Тема все же открыта не для обсуждения статей, а для разъяснения как живет турбокомпрессор

 

Статья хорошая, только мне всегда казалось, что причина преждевременного выхода из строя турбины не в том, что она крутится после остановки без масла, а в том, что она перестает крутится практически сразу после остановки двигателя и, как следствие перестает охлаждаться. Ведь единственное, чем охлаждается крыльчатка - это воздух и выхлопные газы, которые она прокачивает. И масленное голодание подшипников здесь, на мой взгляд, вторично, если вообще значимо. Ведь давление в масленных магистралях не падает мгновенно до "0" и на пару секунд работы турбины после остановки его, давления, должно хватить.

 

Нась. ты чо ? забей, дуешся как маленькая, ну засветили твои ники , я вот например где эта Белоруссия - даже пальцем на карте непокажу Так что давай ! пишы исчо !!!

 

Взяли девушку обидили незачто... Неправильно это.