Як влаштований послідовний наддув

Відео: Робота ДВС як працює турбонаддув

як влаштований послідовний наддув?

Відео: Теорія ДВС: Принцип роботи двигуна з наддувом, Частина 1 - основи

У двигуні внутрішнього згоряння, як відомо, спалюється горюча суміш - бензин і повітря (по суті кисень). Ідеальне співвідношення: 14,8 кг повітря на 1 кг бензину. Залити бензину можна більше за допомогою настройки паливної системи.
А що робити з повітрям? Ось і придумав народ 2 способи: збільшення обсягу камер згоряння і примусове нагнітання повітря за допомогою механізмів. Механічний нагнітач з ремінним приводом від коленвала і турбокомпресор, що перетворює енергію вихлопних газів в обертальний рух.

механічний нагнітач (Super Charger Kompressor) - отримав велике поширення в Америці, пізніше в Європі. В основі своїй має роторний (Roots) або відцентровий компресор. Не має ефекту "турбоями" і починає "качати" з холостих обертів. Мінус таких систем в тому, що компресор в силу законів фізики не може бути розкручений до більших обертів, а так же забирає частину ККД на привід. Сучасні компресора не вимагають підведення мастила, тому до якості масла не категоричні.

турбокомпресор (Турбіна). Досить простий механізм, який дозволяє енергію газів перетворити в обертальний рух крильчаток. Але в той же час тонкий і технологічно трудомісткий при складанні. Турбіна дозволяє знімати з малооб`ємного двигуна космічні табуни. Але не без шкоди ресурсу двигуна внутрішнього згоряння.

Відео: Теорія ДВС: Принцип роботи двигуна з наддувом, Частина 4 - системи оптимізації (BiTurbo, Twin Turbo)

Принцип роботи турбокомпресора вельми простий. Відпрацьовані гази через випускний колектор потрапляють під тиском в корпус турбінного колеса, де приводять в обертання турбінне колесо. На вал турбінного колеса жорстко встановлено компресорне колесо, яке при обертанні стискає повітря і подає його у впускний колектор двигуна. Відповідно, чим більша кількість вихлопних газів проходить через компресорне колесо, тим швидше воно обертається. Частота обертання валу може доходити до 150.000 об / хв і більше.

послідовні турбокомпресори
Деякі двигуни використовують два турбокомпресори різних розмірів. Менший працює в зоні низьких частот обертання двигуна, а великий - в зоні високих частот, де перший не настільки ефективний.

Найбільша проблема турбін - це "турбояма". Тобто вихлопні гази не встигають розкручувати інертну турбіну паралельно зі збільшенням оборотів двигуна. На сьогоднішній день поріг "турбоями" змогли знизити завдяки використанню сучасних матеріалів (кераміка) та рішень (дві маленькі турбіни замість однієї).

Так само існують тандеми, чарджер + турбо. З низів качає чарджера, а потім включається в роботу турбіна. Великого поширення такі системи не отримали, але використовуються по сьогоднішній день на вантажівках Volvo.

До відома
пристрій турбокомпресора

Турбокомпресори складаються з турбіни, що приводиться в рух вихлопними газами, і відцентрового компресора, закріплених на протилежних кінцях загального валу і укладених в литі корпусу. Сам вал укладений в середній корпус, який з`єднаний з корпусами турбіни і компресора. Турбокомпресор без корпусів турбіни і компресора називається картриджем (CHRA). Стандартний турбокомпресор має швидкість обертання від 100,000 об / хв.

Секція турбіни складається з литого колеса турбіни, теплового кожуха колеса і корпусу турбіни з впускним каналом в центрі. Це відцентрове пристрій, в яке вихлопні гази надходять, пройшовши через лопатки колеса, і з якого вони виходять в центрі корпусного отвори. Вихлопної газ в розширеному стані направляється в корпус турбіни через випускний колектор. Тиск вихлопного газу і його теплова енергія розкручують колесо турбіни, що потім призводить в рух колесо компресора.

Секція компресора складається з литого колеса компресора, задньої стінки і корпусу компресора з вхідним отвором в центрі. Це відцентрове або радіально-випускне пристрій, з зовнішнього вхідного отвору якого повітря виходить, пройшовши через лопатки колеса. Колесо, що обертається компресора направляє повітря на систему фільтрації двигуна. Лопаті колеса розганяють повітря і виштовхують його в корпус компресора, де він стискається і через систему каналів прямує у впускний колектор двигуна.

Середній корпус (корпус підшипника) в складі CHRA підтримує положення вала, на який посаджені колеса турбіни і компресора, в системі підшипників. Система підшипників, розрахована на високі швидкості, не відчуває великих навантажень як у випадку з подшіпнкамі клонували. Вона покликана підтримувати точне і якомога ближче до корпусу положення коліс. Ключовим моментом для ефективної роботи і терміну служби турбокомпресора є масляне заповнення зазорів між отвором середнього корпусу, підшипниками і валом.

Система прокладок відокремлює середній корпус від секцій турбіни і компресора. Прокладки запобігають потраплянню масла в корпусу турбіни і компресора і мінімізують приплив газу з цих корпусів в середній корпус. Така система додатково може включати кільцеві поршневі і графітові ущільнення, Маслоотражатель і лабіринтові (різьбові) ущільнення. Масляні прокладки задіюються, коли при обертанні вала створюється тиск в корпусі.

Різні фіксують шайби і болти фіксують положення обертових компонентів. Осьові компоненти підтримують осьову цілісність. Гайка на валі або колесо з різьбленням пов`язують колеса турбіни і компресора. Корпуси турбіни і компресора кріпляться до середнього корпусу і обертається збірці болтами і зажимами.

Поворотні клапани пристроїв управління вихлопними газами, дискові і перепускні клапани допомагають керувати швидкістю турбіни (що, в свою чергу, дозволяє контролювати наддув), послаблюючи надлишковий тиск вихлопу на корпус турбіни. Вони можуть бути вбудовані в корпус турбіни або монтуються окремо. Вони активуються або від діафрагм, або від циліндрів, заповнених повітрям або маслом. При їх відкритті надлишковий тиск з корпусу турбіни відводиться через систему вихлопу в атмосферу.

Двигун будь-якого обсягу і його вихідна потужність повинні бути ретельно узгоджені з турбокомпресором. Вихідна потужність повинна бути узгоджена з тиском, необхідним для подачі потрібного об`єму повітря в двигун. Потім слід підбір комбінації розмірів колеса, швидкості його обертання і розміру корпусу.

Відео: Audi V6 3.0 TDI Biturbo