Uvod u turbo punjače
Turbopunjač je zapravo zračni kompresor koji komprimira zrak kako bi povećao usis zraka. Koristi inercijski moment izduvnih gasova koji se ispuštaju iz motora za pokretanje turbine u komori turbine. Turbina zauzvrat pokreće koaksijalno radno kolo. Radno kolo vrši pritisak na vazduh koji se šalje iz cevi filtera za vazduh da bi ga gurnuo u cilindar. Kada se broj obrtaja motora povećava, brzina pražnjenja izduvnih gasova i brzina turbine takođe se povećavaju istovremeno. Radno kolo komprimira više zraka u cilindar. Povećani pritisak i gustina vazduha mogu sagoreti više goriva, što povećava količinu goriva i shodno tome prilagođava brzinu motora. Možete povećati izlaznu snagu motora.
Strukturni principi
Prvo, hajde da razgovaramo o opštem strukturnom principu turbopunjača. Turbopunjač izduvnih gasova se uglavnom sastoji od točka pumpe i turbine, a naravno postoje i druge komponente upravljanja. Radno kolo pumpe i turbina su povezani osovinom, koja je rotor. Izduvni gas koji se ispušta iz motora pokreće radno kolo pumpe, koje pokreće turbinu da se okreće. Nakon što se turbina okrene, ona stvara pritisak u usisnom sistemu. Kompresor je ugrađen na izduvnoj strani motora, tako da je radna temperatura kompresora veoma visoka, a brzina rotora kompresora je veoma velika kada radi, koja može dostići stotine hiljada obrtaja u minuti. Ovako velika brzina i temperatura Uobičajeni mehanički igličasti valjci ili kuglični ležajevi ne mogu raditi za rotor, tako da turbo punjači uglavnom koriste potpuno plutajuće ležajeve, koji su podmazani motornim uljem, a rashladno sredstvo se koristi za hlađenje kompresora. U prošlosti su se turbo punjači uglavnom koristili na dizel motorima. Budući da su metode sagorijevanja benzina i dizela različite, oblik turbo punjača koji se koristi u motoru je također različit.
Benzinski motor se razlikuje od dizel motora po tome što u cilindar ne ulazi zrak, već mješavina benzina i zraka. Ako je pritisak previsok, lako će eksplodirati. Stoga, ugradnja turbopunjača mora izbjeći kucanje. Ovdje su uključena dva povezana pitanja, jedno je kontrola visoke temperature, a drugo kontrola vremena paljenja.
Nakon prisilnog nadopunjavanja, temperatura i tlak tijekom kompresije i sagorijevanja benzinskog motora će se povećati, a tendencija kucanja će se povećati. Osim toga, temperatura izduvnih gasova kod benzinskih motora je viša od one kod dizel motora i nije prikladno povećati kut preklapanja ventila (vrijeme kada se usisni i izduvni ventili istovremeno otvaraju) kako bi se poboljšalo hlađenje izduvnih gasova. Smanjenje stepena kompresije će uzrokovati nedovoljno sagorevanje. Osim toga, brzina rotacije benzinskog motora je veća od brzine rotacije dizel motora, a protok zraka se jako mijenja, što može lako uzrokovati zaostajanje u reakciji turbopunjača. Kao odgovor na niz problema koji nastaju kada benzinski motori koriste turbo punjače, inženjeri su napravili ciljana poboljšanja jedno po jedno, tako da benzinski motori mogu koristiti i turbo punjače izduvnih gasova.
Intercooler
Temperatura raste, što ne samo da utiče na efikasnost naduvavanja, već i lako izaziva deflagraciju. Stoga je potrebno ugraditi uređaj koji smanjuje temperaturu usisnog zraka, a to je intercooler. Postavlja se između izlaza turbopunjača i usisne cijevi za hlađenje zraka koji ulazi u cilindar. Intercooler je poput radijatora, hlađen vjetrom ili vodom. Toplota vazduha hlađenjem izlazi u atmosferu. Prema testovima, intercooler sa dobrim performansama ne samo da može održavati omjer kompresije motora na određenoj vrijednosti bez izazivanja kucanja, već i smanjiti temperaturu i povećati usisni tlak, dodatno povećavajući efektivnu snagu motora.
impeler
Budući da je raspon broja okretaja benzinskog motora širok i protok zraka se značajno mijenja, oblik kompresijskog radnog kola turbopunjača je složena trodimenzionalna zakrivljena ultra-lopatica rotora sa tankim zidom. Obično postoji 12 do 30 lopatica raspoređenih u radijalnoj krivini. Debljina oštrice je ispod 0,5 mm, izrađena je od aluminijuma posebnom metodom livenja. Kvaliteta oblika lopatice direktno utječe na performanse motora s turbopunjačem. Što je razumniji oblik i ugao impelera, to je lakša masa, to je pokretač propelera osetljiviji i manji je "reakcioni zaostatak" koji je inherentan nedostatak turbo punjača.
Senzor deflagracije
Osim snižavanja temperature kako bi se smanjila mogućnost deflagracije, potrebno je koristiti senzor deflagracije. Njegova funkcija je da kada dođe do deflagacije, senzor će odmah poslati informaciju upravljačkom sistemu ECU motora (elektronske kontrolne jedinice) kada osjeti abnormalne vibracije i zapalit će motor. Odgodite malo mjerenje vremena, a zatim nastavite normalno vrijeme paljenja kada ne dođe do deflagacije.
ostalo
Budući da je brzina automobilskog benzinskog motora veća od brzine dizel motora, brzina strujanja zraka je velika, a raspon promjena je velik, pa njegov turbopunjač ima veće zahtjeve. Moderni automobilski motori su uglavnom usvojili elektronske sisteme ubrizgavanja. Uz suradnju tehnologije elektroničkog upravljanja i novih materijala, primjena turbo punjača na benzinskim motorima će postati sve češća.
Svi turbo punjači izduvnih gasova koji se koriste u automobilima koriste jedno-ulazno kućište turbine, što znači da se koristi samo energija pritiska izduvnog gasa bez upotrebe druge pomoćne energije. Budući da je raspon brzina motora automobila velik, turbopunjač izduvnih plinova mora imati uređaj za podešavanje tako da motor može postići relativno konstantan pritisak prednapona unutar određenog raspona brzina. Osim toga, benzinski motor koristi svjećicu{3}}paljenje, a njegov omjer kompresije je ograničen na određeni raspon. Ako je previsok, to će uzrokovati deflagraciju. Zbog toga je potreban mehanizam za detekciju i kontrolu deflagacije za podešavanje ugla napredovanja paljenja u bilo kom trenutku.
Turbo punjač izduvnih gasova automobila obično se postavlja blizu izduvne cevi. Turbina i radno kolo su ugrađeni u komoru turbine, odnosno u kompresor. Dva su koaksijalno kruto povezana i rotiraju se sinhrono.
Kada punjenje nije potrebno, na primjer u praznom hodu ili kada postoji znak kucanja, dio izduvnih plinova će izaći kroz premosni ventil i neće ući u turbopunjač. Kada brzina motora dostigne 2000 o/min, elektromagnetni ventil zatvara premosni ventil kako bi usmjerio izduvni tok na stranu turbine, uzrokujući rotaciju turbine. Tu je i dizajn koji prilagođava ugao lopatica turbine kako bi se prilagodila brzina turbine kroz promjene otpora, čime se mijenja količina pojačanja.
Hlađenje vazduha može smanjiti vazduh i povećati njegovu gustinu, omogućavajući da se više vazduha ugura u isti volumen i sprečavajući deflagraciju. Stoga su turbo punjači automobila opremljeni interkulerom. Ovaj interkuler se generalno hladi zrakom-i instalira se ispred, pored ili u odvojenom položaju hladnjaka motora, koristeći nadolazeći tok zraka automobila ili vlastiti ventilator za hlađenje.
Ključni dio turbopunjača je ležaj. Ovaj tip ležaja, koji je nazvan prema svom obliku podmazivanja, naziva se "puno plutajući ležaj". Ima izuzetno veliku radnu brzinu i teško radno okruženje. Stoga je vrlo važno osigurati podmazivanje. Ako je dovod ulja spor zbog niskog tlaka ulja, to može oštetiti ležajeve i uzrokovati kvar turbopunjača. Ova vrsta kvara se neće dogoditi tokom normalnog pokretanja motora, ali ako se motor pokrene prvi put nakon zamjene ulja i filtera za ulje, doći će do sporog dovoda ulja, što će uzrokovati da ležajevi nemaju podmazivanje uljem. U tom slučaju je potrebno raditi u praznom hodu oko 3 minute nakon pokretanja, a brzina se ne može direktno povećati na početnu brzinu turbopunjača. Slično tome, nemojte gasiti motor odmah nakon vožnje velikom brzinom ili uzbrdo. Ostavite motor da radi na praznom hodu oko 1 minutu kako ležajevi turbopunjača koji i dalje rade u praznom hodu ne bi imali nedostatak ulja. Stoga, vozači koji koriste automobile s turbopunjačem moraju slijediti upute proizvođača i obratiti veliku pažnju na kvalitet motornog ulja. Nije preporučljivo upravljati automobilima s turbo punjačem kao običnim automobilima.
Klasifikacija kompresora
Da bi automobil brzo trčao, potrebna mu je jaka snaga. Trenutno, sistem napajanja automobila može se grubo podijeliti u dvije kategorije: prirodni sistem za usis zraka i sistem za usisavanje zraka sa napunjenim punjenjem. Među evropskim sportskim automobilima, osim BMW-a, koji i dalje insistira na korišćenju atmosferskih motora, druge automobilske kompanije usvojile su sisteme punjenja kako bi poboljšale snagu svojih vozila. Na primjer, sportski automobili Mercedes-Benz koriste sisteme za punjenje, a Shenbao Automobile koristi sisteme za punjenje. Začetnik turbo punjenja. Poslednjih godina, japanski automobili su takođe počeli da koriste tehnologiju turbo punjenja u velikoj meri. Sistem sa prirodnim usisavanjem ne ugrađuje nikakav oblik kompresora, već samo koristi negativni pritisak koji nastaje kretanjem klipa naniže za usisavanje smeše. Iako sistem sa prirodnim usisavanjem može postići veću izlaznu snagu kroz sistem varijabilnog vremena ventila, poboljšanje snage je vrlo ograničeno. Kako bi se efektivno povećala izlazna snaga motora, može se reći da je korištenje sistema supercharginga efikasan način.
Uobičajeni sistemi za punjenje motora uključuju mehaničko punjenje i turbo punjenje izduvnih gasova.
Supercharged
Motor mehanički pokreće supercharger do supercharging, što se naziva supercharging. Kada je motor napunjen, radilica motora obično pokreće kompresor kroz zupčanik. Superpunjači uglavnom koriste centrifugalne ili Roots kompresore, a neki koriste vijčane kompresore. Posljednjih godina novi mehanički scroll kompresori su također počeli da se koriste u inostranstvu. Budući da pogon kompresora troši određenu količinu snage motora, termička efikasnost motora s kompresorom nije nužno poboljšana, a ponekad je čak niža od one kod motora s unutrašnjim sagorijevanjem bez{4}}supercharge. Prilikom odabira pritiska prednapona, prije svega, potrebno je osigurati da se može postići traženi prosječni efektivni tlak, a drugo, postići najmanju moguću stopu potrošnje goriva. Ova dva zahtjeva su često kontradiktorna za punjenje. Ako se teži prosječnom efektivnom pritisku, to će neizbježno dovesti do smanjenja mehaničke efikasnosti i povećanja potrošnje goriva. Stoga bi odabir vrijednosti tlaka prednabijanja trebao tražiti dobar kompromis između snage i potrošnje goriva. Sistemi kompresora se trenutno najčešće koriste u evropskim automobilima. Budući da kompresor kompresora kontinuirano radi pogonjen radilicom, ne uzrokuje turbo zaostajanje kao turbopunjač. Iako kompresor može povećati izlaznu snagu samo za oko 10% do 20%, glatkoća i kontinuitet su izvan dosega motora s turbopunjačem.
turbo punjenje izduvnih gasova
Upotreba energije izduvnih gasova motora za pogon turbo punjača naziva se turbo punjenje izduvnim gasovima (koji se naziva turbo punjenje). Kao što je prikazano na slici, prikazan je sistem turbo punjenja izduvnih gasova. Karakteristika turbo punjenja izduvnih gasova je da nema mehaničke veze između turbopunjača i motora. Povezani su vazdušnim putem. Budući da je rad koji troši kompresor dio energije koju turbina povrati iz izduvnih plinova, motor s turbopunjačem ne samo da može povećati snagu motora, već i poboljšati njegovu toplinsku efikasnost i smanjiti potrošnju goriva. Ako vidite Turbo ili T logo na stražnjoj strani automobila, to znači da je motor koji se koristi u automobilu s turbo punjenjem. Turbopunjač je zapravo vazdušni kompresor. Koristi inerciju izduvnih gasova koji se ispuštaju iz motora za pogon turbine. Turbina zauzvrat pokreće koaksijalni impeler da komprimuje vazduh koji se šalje iz cevi filtera za vazduh, tako da je vazduh pod pritiskom i ulazi u cilindar. Kada se broj obrtaja motora povećava, brzina pražnjenja izduvnih gasova i brzina turbine takođe se povećavaju istovremeno. Radno kolo komprimira više zraka u cilindar. Povećani pritisak i gustina vazduha mogu sagoreti više goriva. U skladu s tim, povećajte količinu ulja i prilagodite brzinu motora. Može povećati izlaznu snagu motora.
