Co to jest turbosprężarka silnika

Jeszcze kilkadziesiąt lat temu silniki turbo postrzegane były jako element fantastycznych samochodów z przyszłości lub pięknych gier komputerowych. I nawet po wdrożeniu genialnego pomysłu prostego sposobu na zwiększenie mocy silnika, możliwość ta od dawna pozostaje prerogatywą urządzeń benzynowych. Obecnie prawie każdy samochód schodzący z linii montażowej wyposażony jest w system turbo, niezależnie od tego, na jakim paliwie jeździ.

Przy dużych prędkościach lub stromych podjazdach normalny silnik samochodu jest poważnie przeciążony. Aby ułatwić jego pracę, wymyślono system, który mógł zwiększyć moc silnika bez ingerencji w wewnętrzną strukturę.

Oprócz wpływu na potencjał silnika zasada „turbo” przyczynia się do znacznego oczyszczenia spalin poprzez ich ponowne wykorzystanie i recykling. A to jest ważne dla poprawy ekologii, która spełnia wymagania wielu międzynarodowych organizacji walczących o ochronę środowiska.

Turbodoładowanie ma pewne wady związane z przedwczesnym zapłonem palnej mieszanki. Ale ten efekt uboczny - przyczyna szybkiego zużycia tłoków w cylindrach - jest skutecznie obsługiwany przez odpowiednio dobrany olej, który jest niezbędny do smarowania części podczas pracy silnika turbo.  

Co to jest turbina lub turbosprężarka w samochodzie?

Sprawność samochodu wyposażonego w „turbo” wzrasta o 30 - 50%, a nawet 100% jego standardowych możliwości. I to pomimo faktu, że samo urządzenie jest stosunkowo niedrogie, ma znikomą masę i objętość oraz działa niezawodnie zgodnie z genialnie prostą zasadą.

Urządzenie wytwarza zwiększone ciśnienie w silniku spalinowym na skutek sztucznego wtrysku dodatkowej dawki powietrza, które tworzy zwiększoną objętość mieszanki paliwowo-gazowej, a podczas spalania moc silnika wzrasta o 40 - 60%.

Mechanizm wyposażony w turbo staje się znacznie bardziej wydajny bez zmiany jego konstrukcji. Po zainstalowaniu bezpretensjonalnego urządzenia 4-cylindrowy silnik małej mocy może oddać potencjał roboczy 8 cylindrów.

Mówiąc prościej, turbina jest dyskretną, ale wysoce wydajną częścią silnika samochodowego, która pomaga zwiększyć osiągi „serca” samochodu bez zbędnego zużycia paliwa poprzez recykling energii spalin.

W jakich silnikach są zainstalowane turbosprężarki

Obecne wyposażenie maszyn w mechanizmy turbinowe jest znacznie szybsze niż ich początkowe wprowadzenie do silników benzynowych. Aby określić optymalny tryb pracy, urządzenia początkowo zastosowano w samochodach wyścigowych, dzięki czemu zaczęto stosować:

· Sterowanie elektroniczne;

· Płynne chłodzenie ścian urządzenia;

· Bardziej zaawansowane rodzaje olejów;

· Materiały żaroodporne korpusu.

Bardziej wyrafinowane rozwiązania umożliwiły zastosowanie systemu „turbo” w prawie każdym silniku, czy to na gaz, benzynę czy olej napędowy. Ponadto nie ma znaczenia cykl pracy wału korbowego (w dwóch lub czterech suwach) oraz metoda chłodzenia: powietrzem lub cieczą.

Oprócz samochodów ciężarowych i osobowych o mocy silnika przekraczającej 80 kW system znalazł zastosowanie w lokomotywach spalinowych, sprzęcie drogowym oraz silnikach okrętowych o zwiększonej mocy roboczej do 150 kW.

Zasada działania turbiny samochodowej

Istotą turbosprężarki jest zwiększenie osiągów silnika małej mocy przy minimalnej liczbie cylindrów i niewielkiej ilości paliwa poprzez recykling spalin. Wyniki mogą być niesamowite: na przykład trzycylindrowy silnik o pojemności litra jest w stanie dostarczyć 90 koni mechanicznych bez dodatkowego paliwa i ze wskaźnikiem wysokiej przyjazności dla środowiska.

System działa bardzo prosto: wypalone paliwo - gazy - nie wydostaje się natychmiast do atmosfery, ale wchodzi do wirnika turbiny przymocowanej do rury wydechowej, która z kolei znajduje się na tej samej osi co dmuchawa powietrza. Gorący gaz obraca łopatki systemu turbo i wprawia w ruch wał, który przyczynia się do przepływu powietrza do zimnej spirali. Powietrze sprężane przez koło, wchodzące do jednostki, działa na moment obrotowy silnika i pod ciśnieniem, zwiększając objętość cieczy gazowo-paliwowej, przyczynia się do wzrostu mocy jednostki.

Okazuje się, że do efektywnej pracy silnika nie potrzeba więcej benzyny, ale dostateczną ilość zagęszczonego powietrza (które jest całkowicie wolne), które zmieszane z paliwem zwiększa jego sprawność (sprawność).

Konstrukcja turbosprężarki

Przetwornik energii to mechanizm składający się z dwóch elementów: turbiny i sprężarki, które pełnią równie ważną rolę w zwiększaniu mocy silnika każdej maszyny. Oba urządzenia umieszczone są na jednej sztywnej osi (wale), która razem z łopatkami (kołami) tworzy dwa identyczne wirniki: turbinę i kompresor, umieszczone w obudowach podobnych do ślimaków.

Schemat struktury:

· Gorący korpus turbiny (korpus). Przejmuje spaliny napędzające wirnik. Do produkcji stosuje się żeliwo sferoidalne, które wytrzymuje silne nagrzewanie.

· Wirnik (koło) turbiny, sztywno zamocowany na wspólnej osi. Zwykle wyrównany, aby zapobiec korozji.

· Środkowa obudowa wkładu z łożyskami między kołami wirnika.

· Obudowa spiralna zimnej sprężarki. Po rozwinięciu wału wypalone paliwo (gazy) zasysa dodatkową objętość powietrza. Często jest wykonany z aluminium.

· Wirnik (koło) sprężarki, które spręża powietrze i dostarcza je do układu dolotowego pod wysokim ciśnieniem.

· Kanały doprowadzające i odprowadzające olej do częściowego chłodzenia części, zapobieganie LSPI (zapłonowi przed niskimi obrotami), zmniejszenie zużycia paliwa.

Konstrukcja pomaga wykorzystać energię kinetyczną spalin do zwiększenia mocy silnika bez dodatkowego zużycia paliwa.

Funkcje turbiny (turbosprężarki)

Działanie układu turbo opiera się na wzroście momentu obrotowego, co przyczynia się do zwiększenia sprawności silnika maszyny. Ponadto zastosowanie urządzenia nie ogranicza się tylko do samochodów osobowych i użytkowych. Obecnie turbosprężarki o wielkości kół od 220 mm do 500 mm są stosowane w wielu maszynach przemysłowych, statkach i lokomotywach spalinowych. Wynika to z niektórych korzyści, jakie daje ta technika:

· Urządzenie turbo, o ile jest używane prawidłowo, pomoże zmaksymalizować wykorzystanie mocy silnika w trybie stabilnym;

· Wydajna praca silnika zwróci się w ciągu sześciu miesięcy;

· Instalacja specjalnej jednostki pozwoli zaoszczędzić pieniądze na zakupie przewymiarowanego silnika, który „zjada” więcej paliwa;

· Zużycie paliwa staje się bardziej racjonalne przy stałej objętości silnika;

· Wydajność silnika prawie się podwaja.

 I co ważne - spaliny po wtórnym wykorzystaniu stają się dużo czystsze, co oznacza, że ​​nie mają tak szkodliwego wpływu na środowisko.

Rodzaje i charakterystyka turbosprężarki

Jednostka zainstalowana na konstrukcjach benzynowych - osobna - wyposażona jest w dwa ślimaki, co pomaga zachować energię kinetyczną spalin i zapobiega ich ponownemu wejściu do silnika. Konstrukcja benzyny wymaga komory chłodzącej, która obniża temperaturę wtryskiwanej mieszanki (do 1050 stopni) w celu uniknięcia nagłego przedwczesnego zapłonu.

W przypadku silników wysokoprężnych chłodzenie na ogół nie jest wymagane, a sterowanie temperaturą i ciśnieniem powietrza zapewniają dysze, które zmieniają geometrię dzięki ruchomym łopatkom, które mogą zmieniać kąt nachylenia. Zawór obejściowy z napędem pneumatycznym lub elektrycznym w silnikach wysokoprężnych średniej mocy (50-130 KM) reguluje ustawienia turbosprężarki. A mocniejsze mechanizmy (od 130 do 350 KM) są wyposażone w urządzenie, które reguluje płynny (dwustopniowy) wtrysk paliwa ściśle według objętości powietrza wpływającego do cylindrów.

Wszystkie turbosprężarki są klasyfikowane według wielu podstawowych cech:

· Przez wartość wzrostu wydajności;

· Maksymalna temperatura pracy spalin;

· Moment obrotowy wirnika turbiny;

· Różnica ciśnień wymuszonego powietrza na wlocie i wylocie z układu;

· Na zasadzie urządzenia wewnętrznego (zmiana geometrii dyszy lub podwójna konstrukcja);

· Według rodzaju pracy: osiowa (posuw wzdłuż wału do środka i wyjście z obrzeża) lub promieniowa (działanie w odwrotnej kolejności);

· Według grup, z podziałem na silniki wysokoprężne, gazowe, benzynowe, a także moc jednostek;

· W jednostopniowym lub dwustopniowym układzie doładowania.

W zależności od wymienionych cech turbosprężarki mogą mieć znaczną różnicę wielkości, dodatkowe wyposażenie i być instalowane na różne sposoby.

Co to jest Turbo Lag (Turbo Pit)?

Efektywna praca turbosprężarki rozpoczyna się przy średniej prędkości pojazdu, ponieważ przy niskich prędkościach jednostka nie otrzymuje wystarczającej ilości spalin, aby zapewnić wysoki moment obrotowy wirnika.

Kiedy samochód rusza gwałtownie z postoju, obserwuje się dokładnie to samo zjawisko: samochód nie może uzyskać natychmiastowego przyspieszenia, ponieważ silnik początkowo nie ma niezbędnego ciśnienia powietrza. Utworzenie średnio-wysokich obrotów powinno zająć trochę czasu, zwykle kilka sekund. W tym momencie pojawia się opóźnienie startu, tak zwane turbo pit lub turbo lag.

Aby rozwiązać ten problem, nie jedna, ale dwie lub trzy turbiny są instalowane w nowoczesnych modelach pojazdów, pracujących w różnych trybach. Z wgłębieniami turbo można również skutecznie radzić sobie za pomocą ruchomych ostrzy, które zmieniają geometrię dyszy. Regulacja kąta nachylenia łopatek koła jest w stanie wytworzyć wymagane ciśnienie w silniku.

Jaka jest różnica między turbosprężarką a turbosprężarką (turbodoładowaniem)?

Zadaniem turbiny jest generowanie momentu obrotowego dla wirnika, który ma wspólną oś z kołem sprężarki. A ta z kolei wytwarza zwiększone ciśnienie powietrza wymagane do produktywnego spalania mieszanki paliwowej. Pomimo podobieństwa konstrukcji oba mechanizmy mają kilka istotnych różnic:

· Instalacja turbosprężarki wymaga specjalnych warunków i umiejętności, dlatego jest ona instalowana w fabryce lub w specjalistycznym serwisie. Każdy kierowca może samodzielnie zainstalować kompresor.

· Koszt systemu turbo jest znacznie wyższy.

· Konserwacja sprężarki jest łatwiejsza i tańsza.

· Turbiny są często używane w mocniejszych silnikach, podczas gdy sprężarka o małej pojemności jest wystarczająca.

· Układ turbo stale potrzebuje oleju do chłodzenia przegrzanych części. Sprężarka nie potrzebuje oleju.

· Turbosprężarka przyczynia się do ekonomicznego zużycia paliwa, podczas gdy kompresor przeciwnie, zwiększa jego zużycie.

· Turbo działa w oparciu o czystą mechanikę, podczas gdy sprężarka potrzebuje mocy.

· Gdy sprężarka pracuje, nie występuje zjawisko "turbo lag", opóźnienie pracy napędu (jednostki) jest obserwowane tylko w trybie turbo.

· Turbodoładowanie jest aktywowane przez spaliny, a sprężarka jest uruchamiana przez obrót wału korbowego.

Nie można powiedzieć, który system jest lepszy lub gorszy, zależy to od tego, do jakiego rodzaju jazdy kierowca jest przyzwyczajony: w przypadku agresywnego wystarczy mocniejsze urządzenie; na cichy - wystarczy zwykły kompresor, chociaż teraz praktycznie nie są produkowane w oddzielnej formie.

Żywotność turbosprężarki

Pierwsze urządzenia zasilające odznaczały się częstymi awariami i cieszyły się niezbyt wiarygodną reputacją. Teraz sytuacja znacznie się poprawiła, dzięki nowoczesnym innowacyjnym rozwiązaniom konstrukcyjnym, zastosowaniu materiałów żaroodpornych do ciała, pojawieniu się nowych rodzajów oleju, co wymaga szczególnie starannej selekcji.

Obecnie żywotność dodatkowej jednostki może trwać do wyczerpania zasobów silnika. Najważniejsze jest terminowe przeprowadzanie przeglądów technicznych, które pomogą zidentyfikować najmniejsze usterki na początkowym etapie. Pozwoli to znacznie zaoszczędzić czas na drobne rozwiązywanie problemów i pieniądze na naprawy.

Na płynne działanie układu i wydłużenie jego żywotności pozytywnie wpływa terminowa i systematyczna wymiana filtra powietrza i oleju silnikowego.

Eksploatacja i konserwacja turbin samochodowych

Sama jednostka zwiększająca moc nie wymaga oddzielnej konserwacji, ale jej sprawność zależy bezpośrednio od aktualnego stanu silnika. Na pojawienie się pierwszych problemów wskazują:

· Pojawienie się obcego hałasu;

· Zauważalne zużycie oleju silnikowego;

• niebieskawy lub nawet czarny dym wydobywający się z dyszy;

· Gwałtowny spadek mocy silnika.

Często skutki uboczne są bezpośrednio związane ze stosowaniem olejku niskiej jakości lub jego ciągłym brakiem. Aby nie martwić się przedwczesną awarią „głównego narządu” i jego „stymulatora”, należy postępować zgodnie z radą eksperta:

· Oczyścić tłumik, filtr i terminowo sprawdzić stan katalizatora;

· Stale utrzymywać wymagany poziom oleju;

· Regularnie sprawdzać stan uszczelnionych połączeń;

· Rozgrzać silnik przed uruchomieniem;

· Po 3-4 minutach agresywnej jazdy użyj biegu jałowego do schłodzenia turbiny;

· Przestrzegać zaleceń producenta dotyczących stosowania odpowiedniego filtra i gatunku oleju;

· Regularnie poddawać się konserwacji i monitorować stan układu paliwowego.

Jeśli jednak pojawi się kwestia poważnych napraw, należy ją przeprowadzić tylko w specjalistycznym warsztacie. Usługa musi mieć idealne warunki do utrzymania czystości, gdyż przedostawanie się pyłu do układu jest niedopuszczalne. Ponadto do naprawy będzie wymagane specjalne wyposażenie.

Jak wydłużyć żywotność turbosprężarki?

Trzy główne punkty zapewniają dokładną i długotrwałą pracę turbiny:

1. Terminowa wymiana filtra powietrza i utrzymanie wymaganej ilości oleju w silniku. Ponadto należy używać tylko tych materiałów, które są zalecane przez producenta. Możesz kupić oryginalne produkty u autoryzowanych dealerów / przedstawicieli firmy, aby uniknąć kupowania podróbek.

2. Gwałtowne zatrzymanie po jeździe z dużą prędkością powoduje, że układ działa bez smarowania, ponieważ koło turbiny obraca się nadal na zasadzie bezwładności, a olej z wyłączonego silnika już nie płynie. Nie trwa to długo, około pół minuty, ale ta stała praktyka prowadzi do szybkiego zużycia kompleksu łożysk kulkowych. Musisz więc albo stopniowo zmniejszać prędkość, albo pozwolić silnikowi popracować trochę na biegu jałowym.

3. Nie naciskaj gwałtownie gazu. Lepiej jest stopniowo zwiększać prędkość, aby olej silnikowy miał czas na dobre nasmarowanie mechanizmu obrotowego.

Zasady są bardzo proste, ale przestrzeganie ich wraz z zaleceniami producenta znacznie wydłuży żywotność auta. Jak pokazują statystyki, tylko około 30% kierowców stosuje się do przydatnych wskazówek, więc narzekań na nieefektywność urządzenia jest sporo.

Co może się zepsuć w turbosprężarce samochodu?

Najczęstsze awarie są związane ze złą jakością oleju silnikowego i zatkanym filtrem powietrza.

W pierwszym przypadku zaleca się terminową wymianę zanieczyszczonej części, a nie jej czyszczenie. Takie „oszczędności” mogą doprowadzić do przedostania się zanieczyszczeń do środka układu, co niekorzystnie wpłynie na jakość smarowania łożysk.

Ten sam efekt daje olej wątpliwej produkcji. Słabe smarowanie prowadzi do szybkiego zużycia części wewnętrznych, a ucierpieć może nie tylko dodatkowy zespół, ale także cały silnik.

W przypadku wykrycia pierwszych oznak awarii: pojawienia się wycieku smaru, niepożądanych wibracji, podejrzanie głośnych dźwięków, należy natychmiast skontaktować się z serwisem w celu pełnej diagnozy silnika.

Czy można naprawić turbinę w samochodzie

Zakupowi każdej nowej rzeczy, a tym bardziej związanej z mechanizmami, towarzyszy wydanie karty gwarancyjnej, w której producent deklaruje określony okres bezawaryjnej eksploatacji urządzenia. Ale kierowcy przeglądający często dzielą się swoimi rozczarowaniami związanymi z rozbieżnością między deklarowanym okresem gwarancji. Najprawdopodobniej wina nie leży po stronie producenta, ale samego właściciela, który po prostu nie przestrzegał zalecanych zasad działania.

Jeśli wcześniej awaria turbiny oznaczała koszt nowego urządzenia, to w tej chwili jednostka podlega częściowej renowacji. Najważniejsze jest, aby zwrócić się do profesjonalistów na czas z odpowiednim wyposażeniem i certyfikowanymi oryginalnymi komponentami. W żadnym wypadku nie powinieneś sam naprawiać, w przeciwnym razie nie będziesz musiał zmieniać kilku części, ale cały silnik, a to już będzie kosztować znacznie więcej.

Pytania i odpowiedzi:

Jaka jest różnica między turbiną a turbosprężarką? Mechanizmy te mają inny rodzaj napędu. Turbina jest rozpędzana przez strumień spalin. Sprężarka jest bezpośrednio połączona z wałem silnika.

Jak działa turbosprężarka? Napęd turbosprężarki uruchamia się natychmiast po uruchomieniu silnika, dzięki czemu siła doładowania jest bezpośrednio zależna od prędkości obrotowej silnika. Wirnik jest w stanie pokonać duży opór.

Jaka jest różnica między turbodoładowaniem a turbosprężarką? Turbodoładowanie to nic innego jak konwencjonalna turbina napędzana siłą strumienia spalin. Turbosprężarka to turbosprężarka. Chociaż jest łatwiejszy w instalacji, jest droższy.

Do czego służy turbosprężarka? Mechanizm ten, podobnie jak klasyczna turbina, wykorzystuje energię samego silnika (tylko w tym przypadku energię kinetyczną wału, a nie spalin) do zwiększenia przepływu napływającego świeżego powietrza.