Работа и устройство турбокомпрессора

Работа и устройство турбокомпрессора

Рассмотрим устройство турбокомпрессора, его особенности и перспективы в разработке новых типов устройств.

Газотурбинный компрессор использует энергию выхлопных газов и повышает мощность даже небольшого двигателя. Он является частью относящегося к тепловым газотурбинного двигателя.

Современные компрессоры изготовлены из легких материалов и позволяют нарастить мощность двигателя без перерасхода газа. Гораздо менее эффективен используемый в морально устаревших моделях механический компрессор. Однако в обоих случаях на двигатель приходится нагрузка по очистке цилиндра, однако, небольшая сравнительно с выигрышем до сорока процентов в мощности.

Проблемой после установки компрессора может стать турбо-лаг. Клапан, осуществляющий сброс части отработанных газов (чтобы избежать чрезмерного «разгона», слишком большой скорости вращения лопастей и, как следствие, повреждения двигателя), приводит к некоторому запаздыванию турбины. Автомобилист пытается разогнаться, жмет на педаль, однако некоторое время эффекта нет.

Турбокомпрессор: устройство и принцип действия

Турбокомпрессор «накачивает» воздух в двигатель, убыстряя процессы и увеличивая КПД. Состоит он из собственно турбины и компрессора, соединенных роторным валом, как и следует из названия. К основным частям устройства турбокомпрессора относятся:

• Корпус турбины.
• Лопасти.
• Роторный вал, снабженный подшипниками.
• Корпус компрессора.
• Колесо компрессора.

Турбина приводится в движение выхлопными газами, покидающими двигатель. Газы попадают в канал, выполненный в форме улитки, и движутся по нему. Их напор раскручивает лопасти, в дальнейшем газы выводятся через надлежащие отверстия, нагреваясь при этом почти до тысячи градусов – именно поэтому особое внимание уделяется жаропрочности всех деталей устройства. С увеличением скорости вращения, растет и давление в компрессоре.

Вращение лопастей находится в зависимости от оборотов двигателя. Больше выхлопных газов – больше скорость (до четверти миллиона оборотов за 60 секунд!) и наоборот.

Наддув в турбине регулируется клапаном с пневматическим приводом – иначе чрезмерная закачка газа в небольшую турбину могла бы вызвать взрыв.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: клапан, как и другие детали, можно заменить! Но важно при этом соблюдать стандарты производителя!

Процент прироста мощности двигателя зависит от размеров устройства турбокомпрессора. Крупные устройства используются не только в автомобилях, но в авиации, военной технике и пр. Однако компактные турбины быстрее разгоняются, минимализируя турбо-лаг.

Роторный вал в центральном корпусе соединяет турбину и компрессор, он вращается благодаря подшипникам – крайне важно сделать трение наименьшим из возможных. Этой деталью устройства определяется и работа турбокомпрессора.Она используется в устройстве турбокомпрессора для уменьшения трения используется масло из системы смазки двигателя, попутно снижая температуру деталей. Масло подается под давлением в каналы подшипников, но не должно попадать в компрессор и турбину.

Дополнительное давление обеспечивается компрессором.

В этой части устройство турбокомпрессора автомобиля в общем и целом схоже с механическими аналогами, главная деталь – компрессорное колесо. Оно закачивает воздух в камеру благодаря высокой скорости вращения. Специальная форма камеры позволяет снизить скорость газа при одновременном росте давления и нагреве до двухсот градусов – это приводит к тому, что воздух пропускают через радиатор.

Перспективы в разработке турбокомпрессоров

Производители уделяют повышенное внимание совершенствованию устройства.

В частности, производители делают ставки на:

• турбину с переменным соплом;
• более прочные, стойкие к воздействию больших температур, легкие материалы деталей;
• минимализацию уровня трения вала;
• конструкционные изменения – разделение турбокомпрессора.

Турбина с изменяемой геометрией (переменным соплом) входит в устройство турбокомпрессора двигателя. Лопасти ее подвижны, угол наклона девяти из десяти штук регулирует поток газов. Таким образом вращение их точнее соотносится с оборотами двигателя и уменьшается турбо-яма.

Конструкция раздельного турбокомпрессора предусматривает парные входные отверстия и сопла – это страхует устройство от перекрытия каналов.

Для экстремального увеличения мощности двигателя используются несколько (2 – 4) турбокомпрессора. Они могут быть подключены как параллельно, так и последовательно.

Подлежат ли турбокомпрессоры починке?

Высокая температура и давление, интенсивность работы приводят к тому, что может потребоваться ремонт турбокомпрессора с заменой деталей. Произвести его под силу только квалифицированному специалисту знающему устройство турбокомпрессора.

• Сначала ремонтный турбокомпрессор разбирают.
• Детали осматривают и выявляют дефектные. Их нужно заменить.
• Остальные составляющие нужно промыть и почистить, желательно ультразвуковым методом.
• При необходимости производится расточка корпуса.
• Затем следует добалансировка на специализированном стенде.
• После турбокомпрессор собирается с использованием новых деталей и старых, прошедших очистку.

Сами работы занимают от четырех до восьми часов, однако скорость выполнения зависит от загруженности мастера и конкретной мастерской.