Om die krag van binnebrandenjins te verhoog, word spesiale eenhede - turbo-aanjaers - wyd gebruik.Lees in die artikel oor wat 'n turboaanjaer is, watter tipe eenhede is, hoe hulle gerangskik is en op watter beginsels hul werk gebaseer is, asook oor hul instandhouding en herstel.
Wat is 'n turboaanjaer?
Die turboaanjaer is die hoofkomponent van die totale drukstelsel van binnebrandenjins, 'n eenheid om die druk in die inlaatkanaal van die enjin te verhoog as gevolg van die energie van die uitlaatgasse.
Die turboaanjaer word gebruik om die krag van 'n binnebrandenjin te verhoog sonder radikale inmenging in sy ontwerp.Hierdie eenheid verhoog die druk in die inlaatkanaal van die enjin, wat 'n groter hoeveelheid brandstof-lugmengsel aan die verbrandingskamers verskaf.In hierdie geval vind verbranding by 'n hoër temperatuur plaas met die vorming van 'n groter volume gasse, wat lei tot 'n toename in druk op die suier en as gevolg daarvan 'n toename in wringkrag en enjinkrag eienskappe.
Die gebruik van 'n turbo-aanjaer laat jou toe om enjinkrag met 20-50% te verhoog met 'n minimale verhoging in die koste daarvan (en met meer beduidende wysigings kan kraggroei 100-120% bereik).As gevolg van hul eenvoud, betroubaarheid en doeltreffendheid, word turbo-aanjaer-gebaseerde drukstelsels wyd gebruik op alle soorte binnebrandenjin voertuie.
Tipes en kenmerke van turbo-aanjaers
Vandag is daar 'n wye verskeidenheid turbo-aanjaers, maar hulle kan in groepe verdeel word volgens hul doel en toepaslikheid, die tipe turbine wat gebruik word en bykomende funksionaliteit.
Volgens die doel kan turbo-aanjaers in verskeie tipes verdeel word:
• Vir enkelfase-drukstelsels - een turboaanjaer per enjin, of twee of meer eenhede wat op verskeie silinders werk;
•Vir serie- en serie-parallelle opblaasstelsels (verskeie variante van Twin Turbo) - twee identiese of verskillende eenhede wat op 'n gemeenskaplike groep silinders werk;
• Vir tweefase-drukstelsels is daar twee turbo-aanjaers met verskillende eienskappe, wat in pare (opeenvolgend een na die ander) vir een groep silinders werk.
Die mees gebruikte is enkelfase-drukstelsels wat op die basis van 'n enkele turbo-aanjaer gebou is.So 'n stelsel kan egter twee of vier identiese eenhede hê - byvoorbeeld, in V-vormige enjins word aparte turbo-aanjaers vir elke ry silinders gebruik, in veelsilinder-enjins (meer as 8) kan vier turbo-aanjaers gebruik word, elk van wat op 2, 4 of meer silinders werk.Minder algemeen is twee-stadium drukstelsels en verskeie variasies van Twin-Turbo, hulle gebruik twee turbo-aanjaers met verskillende eienskappe wat net in pare kan werk.
Volgens toepaslikheid kan turbo-aanjaers in verskeie groepe verdeel word:
• Volgens enjintipe - vir petrol-, diesel- en gaskrageenhede;
• In terme van enjinvolume en krag - vir krageenhede van klein, medium en hoë krag;vir hoëspoed-enjins, ens.
Turbo-aanjaers kan toegerus word met een van twee tipes turbines:
• Radiaal (radiaal-aksiaal, sentripetaal) - die vloei van uitlaatgasse word na die omtrek van die turbinewaaier gevoer, beweeg na sy middel en word in die aksiale rigting ontslaan;
• Aksiaal - die vloei van uitlaatgasse word langs die as (na die middel) van die turbinewaaier voorsien en word vanaf die omtrek daarvan afgevoer.
Vandag word albei skemas gebruik, maar op klein enjins kan jy dikwels turbo-aanjaers met 'n radiaal-aksiale turbine vind, en op kragtige krageenhede word aksiale turbines verkies (hoewel dit nie die reël is nie).Ongeag die tipe turbine, is alle turbo-aanjaers toegerus met 'n sentrifugale kompressor - daarin word lug na die middel van die stuwer voorsien en van sy omtrek verwyder.
Moderne turbo-aanjaers kan verskillende funksies hê:
• Dubbele inlaat - die turbine het twee insette, elkeen van hulle ontvang uitlaatgasse van een groep silinders, hierdie oplossing verminder drukval in die stelsel en verbeter hupstootstabiliteit;
• Veranderlike meetkunde - die turbine het beweegbare lemme of 'n glyring, waardeur jy die vloei van uitlaatgasse na die waaier kan verander, dit laat jou toe om die eienskappe van die turbo-aanjaer te verander na gelang van die enjin se bedryfsmodus.
Ten slotte verskil turbo-aanjaers in hul basiese werkverrigting-eienskappe en -vermoëns.Van die hoofkenmerke van hierdie eenhede moet uitgelig word:
• Die mate van drukverhoging - die verhouding van lugdruk by die uitlaat van die kompressor tot die lugdruk by die inlaat, lê in die reeks van 1,5-3;
• Kompressortoevoer (lugvloei deur die kompressor) - die massa lug wat deur die kompressor gaan per tydseenheid (sekonde) lê in die reeks van 0,5-2 kg / s;
• Die bedryfspoedreeks wissel van etlike honderde (vir kragtige diesellokomotiewe, industriële en ander dieselenjins) tot tienduisende (vir moderne gedwonge enjins) omwentelinge per sekonde. Die maksimum spoed word beperk deur die sterkte van die turbine- en kompressorwaaiers, as die rotasiespoed te hoog is as gevolg van sentrifugale kragte, kan die wiel ineenstort.In moderne turbo-aanjaers kan die randpunte van die wiele teen spoed van 500-600 of meer m / s draai, dit wil sê 1,5-2 keer vinniger as die spoed van klank, dit veroorsaak die voorkoms van die kenmerkende fluit van die turbine;
• Die bedryfs- / maksimum temperatuur van die uitlaatgasse by die inlaat na die turbine lê in die reeks van 650-700 ° C, bereik in sommige gevalle 1000 ° C;
• Die doeltreffendheid van die turbine / kompressor is gewoonlik 0.7-0.8, in een eenheid is die doeltreffendheid van die turbine gewoonlik minder as die doeltreffendheid van die kompressor.
Die eenhede verskil ook in grootte, tipe installasie, die behoefte om hulpkomponente te gebruik, ens.
Turbo-aanjaer ontwerp
Oor die algemeen bestaan die turbo-aanjaer uit drie hoofkomponente:
1.Turbine;
2.Kompressor;
3.Draerbehuising (sentrale behuising).
Tipiese diagram van die binnebrandenjin se totale lugdrukstelsel
’n Turbine is ’n eenheid wat die kinetiese energie van die uitlaatgasse omskakel in meganiese energie (in die wringkrag van die wiel), wat die werking van die kompressor verseker.'n Kompressor is 'n eenheid vir die pomp van lug.Die laerhuis verbind beide eenhede in 'n enkele struktuur, en die rotoras wat daarin geleë is, verseker die oordrag van wringkrag van die turbinewiel na die kompressorwiel.
Turboaanjaer afdeling
Die turbine en kompressor het 'n soortgelyke ontwerp.Die basis van elk van hierdie eenhede is die kogleêre liggaam, in die perifere en sentrale dele waarvan daar pype is vir verbinding met die drukstelsel.In die kompressor is die inlaatpyp altyd in die middel, die uitlaat (afvoer) is aan die omtrek.Dieselfde rangskikking van pype vir aksiale turbines, vir radiaal-aksiale turbines, die ligging van die pype is die teenoorgestelde (op die omtrek - inlaat, in die middel - uitlaat).
Binne die kas is daar 'n wiel met lemme van 'n spesiale vorm.Albei wiele - turbine en kompressor - word vasgehou deur 'n gemeenskaplike as wat deur die laerhuis beweeg.Die wiele is solied gegote of saamgestelde, die vorm van die turbine wiel lemme verseker die mees doeltreffende gebruik van uitlaatgas energie, die vorm van die kompressor wiel lemme bied die maksimum sentrifugale effek.Moderne hoë-end-turbines kan saamgestelde wiele met keramieklemme gebruik, wat 'n lae gewig het en beter werkverrigting het.Die grootte van die wiele van turbo-aanjaers van motorenjins is 50-180 mm, kragtige lokomotief-, industriële en ander dieselenjins is 220-500 mm of meer.
Albei omhulsels is op die laerhuis gemonteer met boute deur seëls.Gewone laers (minder dikwels rollaers van 'n spesiale ontwerp) en O-ringe is hier geleë.Ook in die sentrale behuising is daar oliekanale vir die smering van die laers en as, en in sommige turbo-aanjaers en die holte van die waterverkoelingsbaadjie.Tydens installasie word die eenheid aan die enjinsmeer- en verkoelingstelsels gekoppel.
Verskeie hulpkomponente kan ook in die ontwerp van die turbo-aanjaer voorsien word, insluitend dele van die uitlaatgashersirkulasiestelsel, oliekleppe, elemente vir die verbetering van die smering van onderdele en hul verkoeling, beheerkleppe, ens.
Turbo-aanjaeronderdele word van spesiale staalgrade gemaak, hittebestande staal word vir die turbinewiel gebruik.Materiale word noukeurig gekies volgens die koëffisiënt van termiese uitsetting, wat die betroubaarheid van die ontwerp in verskillende bedryfsmodusse verseker.
Die turboaanjaer is ingesluit in die lugdrukstelsel, wat ook inlaat- en uitlaatspruitstukke insluit, en in meer komplekse stelsels - 'n tussenverkoeler (laailugverkoeler), verskeie kleppe, sensors, dempers en pyplyne.
Die beginsel van werking van die turbo-aanjaer
Die werking van die turbo-aanjaer kom neer op eenvoudige beginsels.Die turbine van die eenheid word in die uitlaatstelsel van die enjin ingevoer, die kompressor - in die inlaatkanaal.Tydens die werking van die enjin gaan die uitlaatgasse die turbine binne, tref die wiellemme, gee dit van sy kinetiese energie en laat dit draai.Die wringkrag van die turbine word direk deur die as na die kompressorwiele oorgedra.Wanneer dit draai, gooi die kompressorwiel lug na die omtrek, wat die druk daarvan verhoog - hierdie lug word aan die inlaatspruitstuk voorsien.
'n Enkele turbo-aanjaer het 'n aantal nadele, waarvan die belangrikste turbo-vertraging of turbo-put is.Die wiele van die eenheid het massa en 'n mate van traagheid, sodat hulle nie dadelik kan draai wanneer die spoed van die krageenheid toeneem nie.Daarom, wanneer jy die petrolpedaal skerp druk, versnel die turbo-aangejaagde enjin nie dadelik nie – daar is ’n kort pouse, ’n kragonderbreking.Die oplossing vir hierdie probleem is spesiale turbinebeheerstelsels, turbo-aanjaers met veranderlike geometrie, serie-parallelle en twee-stadium drukstelsels, en ander.
Die beginsel van werking van die turbo-aanjaer
Kwessies van instandhouding en herstel van turbo-aanjaers
Die turboaanjaer benodig minimale onderhoud.Die belangrikste ding is om die enjinolie en oliefilter betyds te verander.As die enjin nog vir 'n geruime tyd op ou olie kan loop, dan kan dit dodelik word vir die turbo-aanjaer - selfs 'n effense verswakking in die kwaliteit van die smeermiddel by hoë vragte kan lei tot vassit en vernietiging van die eenheid.Dit word ook aanbeveel om die turbine-onderdele periodiek skoon te maak van koolstofafsettings, wat die demontage daarvan vereis, maar hierdie werk moet slegs met die gebruik van spesiale gereedskap en toerusting uitgevoer word.
’n Foutiewe turboaanjaer is in die meeste gevalle makliker om te vervang as om te herstel.Vir vervanging is dit nodig om 'n eenheid van dieselfde tipe en model te gebruik wat vroeër op die enjin geïnstalleer is.Die installering van 'n turbo-aanjaer met ander kenmerke kan die werking van die krageenheid ontwrig.Dit is beter om die keuse, installering en aanpassing van die eenheid aan spesialiste te vertrou - dit waarborg die korrekte uitvoering van werk en die normale werking van die enjin.Met die korrekte vervanging van die turboaanjaer sal die enjin hoë krag herwin en die moeilikste take kan oplos.
Postyd: 21 Aug. 2023