0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Турбина что это такое

Любой двигатель внутреннего сгорания, дизельный или бензиновый, работает на принципе получения энергии, образующейся от воспламенения топливовоздушной смеси в камерах сгорания. Через впускные клапаны в цилиндр подается отфильтрованный внешний воздух и впрыскивается топливо, причем при пассивной подаче воздуха, в цилиндр подается дозированное количество топлива. Именно эта смесь сгорает в цилиндре и заставляет двигаться поршень, который передает свою кинетическую энергию на ходовую систему автомобиля. Чем больше такой смеси подается и сгорает в цилиндрах, тем больше выходной крутящий момент и соответственно выше общая мощность мотора.

Для увеличения подачи воздуха в цилиндр, без изменения объема самого цилиндра, используют турбокомпрессор. При работе турбины используются продукты сгорания топливной смеси, которые приводят в действие роторный механизм турбокомпрессора, с помощью которого атмосферный воздух принудительно нагнетается в цилиндры (турбонаддув). И, благодаря этому, в цилиндр подается и большая дозировка топлива. Во время нагнетания, воздух может нагреваться, из-за чего уменьшается его плотность и масса в цилиндрах. Для подачи большего количества воздуха, его необходимо охладить. Для лучшего охлаждения используется радиаторное устройство, называемое интеркулером, который устанавливается на выходе из холодной части турбокомпрессора и через который проходит воздух перед попаданием в цилиндры. На следующем этапе поршень всасывает этот охлажденный воздух через впускные клапаны и одновременно в камеру сгорания подается топливо, образуется топливовоздушная смесь. Возгорание топливной смеси происходит от искры (бензиновые двигатели), либо от сжатия (дизельные двигатели). После того, как произошло сгорание порции смеси, продукты горения выбрасываются через выпускной клапан и попадают снова в турбину, на ее ротор. Таким образом, она работает без участия движущих частей двигателя, используя энергию потока выхлопных газов.

Для каждого двигателя турбокомпрессор подбирается индивидуально, исходя из его собственной мощности и объема. Причем величина наддува зависит от геометрических параметров (размеров) улиток, компрессорного колеса, ротора турбины. Некоторые конструкции двигателей оборудуют не одной турбиной, а двумя: одинакового размера – би-турбо, разного размера – твин-турбо. В последнее время широкое распространение получили турбокомпрессоры с механизмом изменяемой геометрии. Стоит отметить, что сложность, а соответственно и стоимость ремонта турбины зависит от ее конструктивных особенностей и модификации.

Что такое турбояма

Следует отметить, что крыльчатка может развивать до 200 000 оборотов в минуту. Вследствие этого, у турбокомпрессора имеется большая инерционность, которая получила в народе название «турбояма».

Суть турбоямы в следующем. При резком нажатии на педаль газа, крыльчатка очень медленно набирает обороты и оттого приходиться ждать несколько секунд, когда начнет поступать воздух в двигатель. Благо, производители в той или иной степени избавились от данного эффекта, а именно стали устанавливать два перепускных клапана или ставить турбины с изменяемой геометрией.

Первый перепускной клапан предназначен для отработавших газов, а второй, чтобы перепускать излишний воздух из впускного коллектора в трубопровод до турбокомпрессора двигателя.

Что получается? При сбросе газа обороты крыльчатки турбо уменьшаются очень медленно. А если будет резко нажата педаль газа, то воздух в двигатель поступит в полном объеме. Эффект турбоямы равен времени открытия перепускного клапана.

Также применяется механизм изменения геометрии турбины. Дополнительное кольцо с управляемыми лопатками позволяет поддерживать поток выхлопных газов не только постоянным, но и управлять им. На низких оборотах, когда поток невелик, поперечное сечение турбины уменьшается, что увеличивает скорость газов, поступающих на колесо, повышая ее мощность. На высоких оборотах лопасти полностью открывают вход газам, увеличивая пропускную способность турбины.

Теплофикационные паровые турбины

Теплофикационные паровые турбины служат для одновременного получения электрической и тепловой энергии. Но основной конечный продукт таких турбин — тепло. Тепловые электростанции, на которых установлены теплофикационные паровые турбины, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). К теплофикационным паровым турбинам относятся турбины с противодавлением, с регулируемым отбором пара, а также с отбором и противодавлением.

У турбин с противодавлением весь отработавший пар используется для технологических целей (варка, сушка, отопление). Электрическая мощность, развиваемая турбоагрегатом с такой паровой турбиной, зависит от потребности производства или отопительной системы в греющем паре и меняется вместе с ней. Поэтому турбоагрегат с противодавлением обычно работает параллельно с конденсационной турбиной или электросетью, которые покрывают возникающий дефицит в электроэнергии.

В турбинах с регулируемым отбором часть пара отводится из 1 или 2 промежуточных ступеней, а остальной пар идёт в конденсатор. Давление отбираемого пара поддерживается в заданных пределах системой регулирования. Место отбора (ступень турбины) выбирают в зависимости от нужных параметров пара.

У турбин с отбором и противодавлением часть пара отводится из 1 или 2 промежуточных ступеней, а весь отработавший пар направляется из выпускного патрубка в отопительную систему или к сетевым подогревателям.

Схема работы теплофикационной турбины: Свежий (острый) пар из котельного агрегата (1) по паропроводу (2) направляется на рабочие лопатки цилиндра высокого давления (ЦВД) паровой турбины (3). При расширении, кинетическая энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины, который соединен с валом (4) электрического генератора (5). В процессе расширения пара из цилиндров среднего давления производятся теплофикационные отборы, и из них пар направляется в подогреватели (6) сетевой воды (7). Отработанный пар из последней ступени попадает в конденсатор, где и происходит его конденсация, а затем по трубопроводу (8) направляется обратно в котельный агрегат при помощи насоса (9). Большая часть тепла, полученного в котле используется для подогрева сетевой воды.

Где приобрести турбокомпрессор? – Продажа турбин

За оптимальным решением по выбору турбокомпрессора, смело обращайтесь в компанию ЗАО «Турбоцентрас». Специалисты нашей компании всегда помогут вам в вопросах выбора и приобретения турбокомпрессора. Наши сотрудники предоставят вам профессиональную, исчерпывающую все вопросы консультацию, дадут полезные рекомендации по вопросам последующей эксплуатации приобретённой турбины.

Приобрести турбокомпрессор, можно в нашем интернет-магазине или просто связавшись с нами по телефону либо по электронной почте.

Как работает турбина на машине?

Главными элементами в турбоагрегате являются турбина и центробежный насос. Они вращаются в одном направлении, на одной скорости. Энергия выхлопных газов постепенно начинает приводить в работу компрессор. В ходе этого процесса выходящие из цилиндров выхлопные газы воздействуют на турбинную крыльчатку, где они преобразуются в крутящий момент. Втянутый компрессором воздух пропускается через воздушный фильтр, сжимается и снова попадает в цилиндры движка. На фоне этого развивается большая мощность.

В чем принципиальное отличие работы турбин бензиновых от дизельных двигателей?

Бензиновые и дизельные движки конструктивно схожи, но все же имеют несколько отличий. Максимальная температура выхлопа дизеля может достигать 600 градусов, в то время как бензинового двигателя – 1000 градусов. Именно поэтому для изготовления последних применяется жаропрочная, никелевая сталь. Бензиновые и дизельные моторы имеют один и тот же принцип работы, однако возгорание топлива дизеля происходит не за счет искры, а за счет высокой температуры, которая получается при помощи сжатия.

Делая вывод можно сказать, что чрезвычайно рискованно эксплуатировать дизельный турбокомпрессор при наддуве движка, который на бензине. Соответственно, не рекомендуется использовать дизельный мотор с бензиновой турбиной.

Чем отличается ремонт грузовых турбин от ремонта турбин на легковых автомобилях?

Принципиальных отличий ремонт агрегатов на грузовых и легковых авто не имеет. В обоих случаях изначально проводится диагностика, в ходе которой устанавливаются причины неисправностей, и определяются объемы работ. Далее турбокомпрессор разбирается, все его узлы и детали тщательно очищаются, после чего выполняется замена изношенных запчастей (если таковые имеются). Важным этапом является балансировка ротора и проверка уплотнений на герметичность. Для этого используется специальное оборудование. Собранный агрегат проходит тестирование на специальном стенде, на котором создаются условия, максимально приближенные к рабочим.

Стоит отметить, что ремонт турбин на грузовых и легковых автомобилях может быть базовым, средним и капитальным. Каждый из них имеет свои особенности, в зависимости от типа поломки.

Как мне выбрать турбокомпрессор на свой автомобиль?

Первое, что нужно учитывать при выборе – это объём движка. Экземпляры с объемом более 2 л позволяют устанавливать агрегаты больших размеров, которые обеспечивают высокую мощность мотора и предотвращают лишний расход энергии. Для движков с объёмом больше чем 3 л рекомендуется устанавливать сдвоенные агрегаты. Второй критерий выбора – тип мотора. Он может быть бензиновым или дизельным. Каждый из них имеет разный температурный режим эксплуатации. Кроме того, турбонагнетатель для бензинового движка изготовлен из более жаропрочных материалов. Также следует учитывать мощность мотора, стиль поездок и местность, где чаще всего вы перемещаетесь. Для обычной городской езды не требуется установка слишком мощной системы.

Стоит отметить, что правильно подобранный силовой агрегат обеспечивает оптимальное давление на впускном коллекторе, уверенные обороты порога наддува, и как следствие – долгую и бесперебойную работу.

Как проверить работает ли турбина на машине?

Чтобы определить работоспособность силового агрегата, следует изначально провести диагностику без демонтажа. О наличии неполадок говорят такие признаки:

  • потеря мощности;
  • синий или черный цвет отработавших газов;
  • повышенная токсичность газов (характерно для бензиновых моторов);
  • шумная работа турбоагрегата;
  • утечка масла из корпуса агрегата.

Если вы заметили один из этих признаков, следует обратиться за профессиональной диагностикой. Также вы можете самостоятельно проверить турбокомпрессор, только делать это лучше при наличии определенных знаний и навыков. Первое, что нужно сделать – отсоединить патрубки и осмотреть их. Они должны быть сухими и чистыми (допускаются незначительные следы масла). Наличие обильного количества масла на патрубках говорит о его повышенном расходе. Также можно осмотреть лопасти компрессора и колеса турбины. На них не должно быть забоин и зазубрин.

К чему приводит игнорирование проблем с турбинным агрегатом?

Специалисты не рекомендуют эксплуатировать неисправный турбонагнетатель, поскольку это может привести к ряду негативных последствий. Турбомотор с поломкой не может обеспечить полное сгорание топлива. На бензиновых двигателях на фоне этого появляются проблемы с горелыми клапанами и катализаторами. Таким образом, в выхлопную трубу очень часто попадает масло, вперемешку с горючим. На фоне неисправного силового агрегата отмечается большой расход топлива. Кроме того, очень быстро изнашиваются форсунки двигателя. Несвоевременный ремонт может привести к тому, что движок заглохнет в самый ненужный момент.

При наличии каких-либо проблем следует сразу же обратиться к специалистам и определить характер повреждений. Таким образом, вы в будущем сможете сэкономить на более дорогостоящем ремонте, который в любом случае понадобится при игнорировании неисправностей.

Что нужно делать владельцу турбированного двигателя для профилактики проблем?

Чтобы продлить работоспособность турбонагнетателя, следует придерживаться нескольких несложных правил. При запуске движка необходимо дать ему поработать на холостом ходу на протяжении одной минуты, после чего уже можно плавно прибавлять газ. Это позволяет трущимся элементам агрегата получить достаточное количество смазки для того, чтобы предотвратить ранний износ. Стоит отметить, если эксплуатировать турбоагрегат на холостых оборотах более получаса, будет создаваться низкое давление в двигателе, в результате чего он будет пропускать пары масла. Не забывайте перед глушением мотора дать ему немного остыть, поскольку при резком выключении в системе создастся резкий температурный перепад, что чревато быстрым износом.

В холодный период года движок часто подвергается воздействию низких температур, поэтому перед запуском системы следует запускать мотор на холостом ходу. Это позволяет наладить оптимальную циркуляцию смазочных материалов и заполнить компрессор рабочей жидкостью.

Чтобы не допустить преждевременный выход из строя турбоагрегата, следует не только придерживаться вышеуказанных рекомендаций, но и регулярно осуществлять профессиональную диагностику. Обслуживание турбомотора лучше доверить специалистам, поскольку самостоятельное вмешательство может привести к негативным последствиям. Мастера компании «Centr Turbin» сделают все работы по обслуживанию и ремонту на высшем уровне. Наличие инновационного оборудования и оригинальных запчастей позволяет нам выполнять ремонт любой сложности.

Первая машина с турбиной в истории

В 1962 году компания General Motors выпустила два автомобиля с турбонаддувом: Corvair Monza Spyder и Oldsmobile Jetfire. Первая модель была оснащена плоским движком (6 цилиндров), мощностью 150 л.с., а вторая – алюминиевым мотором на 215 л.с.

Еще один возможный способ повышения производительности двигателя заключается в увеличении числа оборотов коленчатого вала. Это достигается путем увеличения количества ходов поршня за единицу времени. Но использование такого способа имеет жесткие ограничения, которые обусловлены техническими возможностями двигателя. Кроме этого, такая модернизация приводит к падению эффективности работы силового агрегата из-за потерь при впуске и других операциях.

Турбонаддув

В двух предыдущих способах двигатель использует воздух, который поступает благодаря собственному нагнетанию. При использовании турбокомпрессора в цилиндр поступает тот же объем воздуха но с предварительным его сжатием. Это дает возможность поступлению большего количества воздуха в цилиндр, благодаря чему появляется возможность сжигания большего объема топлива. При использовании такой технологии, мощность двигателя возрастает по отношению к количеству потребляемого топлива и объему двигателя.

Охлаждение воздуха

В процессе компрессии воздух может нагреваться вплоть до 180 С. Однако воздух имеет свойство увеличения плотности при охлаждении, что дает возможность значительно увеличить объем воздуха, попадающего в цилиндр. Кроме этого, увеличение плотности воздуха существенно снижает расход топлива и количество выбросов продуктов сгорания.

Также существует два разных типа турбонаддува: турбокомпрессор, основанный на использовании энергии выхлопных газов и турбонагнетатель с механическим приводом.

Турбонагнетатель с механическим приводом

В случае использования такого типа компрессии, воздух сжимается благодаря специальному компрессору, который работает от привода двигателя. Но такой метод имеет один большой недостаток. Все дело в том, что при использовании механического турбокомпрессора часть мощность двигателя уходит на обеспечение работы самого компрессора, по этому двигатель, оборудован таким нагнетателем, имеет больший расход топлива чем обычный двигатель такой же мощности.

Турбокомпрессор основанный на использовании энергии выхлопных газов

Такой метод основан на использовании энергии выхлопных газов, которая направлена на привод турбины. При использовании такого способа отсутствует механическое соединение с двигателем, благодаря чему потери мощности не происходит.

Основные преимущества двигателей с турбонаддувом

1) Турбодвигатель имеет меньшее показатели по расходу топлива нежели двигатель без турбины той же мощности и при прочих равных условиях.

2) Силовой агрегат с с турбонаддувом имеет заметно лучшие показатели соотношения веса двигателя к развиваемой им мощности.

3) Использование турбокомпрессора открывает новые возможности по оптимизации других параметров и характеристик двигателя, а также улучшения крутящего момента, что позволит избежать очень часто переключения передач при езде в пробках или гористой местности.

4) Турбодвигатели работают тише чем агрегаты такой же мощности без турбонаддува.

Как устроена турбина и как она работает

Турбина с измененной геометрией отличается от классических турбокомпрессоров тем, что имеет в своей конструкции кольцо и специальные лопасти с аэродинамической формой, которая способствует увеличению эффективности наддува. В автомобилях с двигателями небольшой мощности сечение регулируется посредством изменения ориентации этих лопастей. В двигателях большой мощности лопасти не вращаются, а покрываются специальным кожухом или перемещаются вдоль оси камеры.

Особенностью VNT турбины являются поворотные лопасти, механизм управления и вакуумный привод. Принцип работы основывается на регулировке потока отработавших газов, которые направляются на колесо турбины. Точная регулировка позволяет настроить проходное сечение для потока газов под режим работы двигателя. Если автомобиль двигается на небольшой скорости, то и турбина крутится медленнее, но при этом лепестки устанавливаются в такое положение, чтобы расстояние между ними было минимальным. Газу в малом объеме сложно преодолеть небольшое отверстие, поэтому он будет передвигаться с большей скоростью, за счет чего обороты турбины увеличиваются, увеличивая при этом давление наддува.

При помощи данных лопастей можно существенно увеличить скорость вращения турбины, не меняя объемы поступающих газов. На большой скорости компрессор раздвигает лопасти – это обеспечивает поддержание безопасного давления внутри системы и исключает перегревы. Принцип изменяемой геометрии позволяет не использовать перепускной клапан, так как весь объём выхлопных газов выходит через горячую часть крыльчатки. Изменение положения поворотных предотвращает избыточный наддув.

Преимущества турбины с изменяемой геометрией

  • Автомобили с такими турбинами развивают большую скорость с самых низких оборотов.
  • Существенно снижается объем необходимого топлива, а также количество вредных выбросов в атмосферу.
  • Улучшается прохождение газов через турбину из-за отсутствия клапана Wastegate и уменьшения количества разнонаправленных потоков газа.
  • Улучшается эластичность двигателя.

Возможные неисправности

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией представляет собой сложный механизм, поэтому он больше подвержен различным поломкам. Однако, такие турбины сталкиваются лишь с несколькими проблемами:

  • Подклинивание лопастей в движении. Такая ситуация может сложиться из-за сильного износа трущихся пар и образовании нагара. Масляные, а также углеродистые отложения мешают плавному движению регулировочного кольца.
  • Заклинивание лопаток в одном положении. Это может происходить по причине критического нагарообразования, когда силы вакуума не хватает для движения регулировочного кольца.
  • Поломки вакуумного привода поворотных лопастей или клапана управления давлением.

Симптомами поломок считаются подергивание при разгонах, потеря мощности двигателя, увеличение расхода топлива, а также срабатывание индикатора на приборной панели Check Engine.

Двигатель внутреннего сгорания – атмосферный

Принцип давно уже изучен и я бы сказал «избит»! Большинство моторов имеют четырехтактный цикл, конечно есть и двухтактные, но они на автомобилях применяются редко. Как мы можем знать, работа основана на компрессии, вот почему это такой важный показатель, и он должен быть всегда в норме.

1 такт – поршень идет вниз, открываются впускные клапана и в цилиндры поступает воздушно-топливная смесь.

2 такт — сжатие – поршень идет «максимально» вверх, сжимая смесь.

3 такт – воспламенение – сжатая смесь воспламеняется от свечей зажигания, происходит мини взрыв, который толкает поршень вниз.

4 такт — выход отработанных газов – открываются другие клапана, которые выводят эти газы, выталкивает их поршень, который также идет наверх.

Эта «классика» работает вот уже много лет, с момента основания двигателя внутреннего сгорания. Сразу хочется отметить мощность у такого классического строения – повышается за счет увеличения объема цилиндров. ТО есть двигатель объемом в 1,4 литра будет заведомо слабее, чем вариант в 2,0 литра. Но относительно недавно (если брать историю моторостроения), появились первые турбины, которые устанавливаются на этот классический двигатель, и меняют расклад сил.

Турбокомпрессор – непростая и интересная деталь в автомобиле. У человека, который не сталкивался с турбосистемами, но имеет долю любопытства и пытливый ум, агрегат порождает множество различных вопросов. Ответы, да и сами возникающие вопросы достаточно любопытны.

Например, вопрос следующего характера: почему специалисты называют устройство таким чудным словом – турбокомпрессор? Это вопрос, достойный внимания. Правильный ответ на данный вопрос может казаться бредовым, но только в начале. Установка, в обиходе зовущаяся турбиной, как таковой ею не является. По своей сути это компрессор, который нагнетает смесь газов в камеры сгорания под давлением.

Правильное название турбины – турбокомпрессор (от английского – turbocharger, что в дословном переводе значит турбонагнетатель).

Знакомство с устройством и работой турбонагнетателя

Установка состоит из 2 модулей – турбины и компрессора. В соответствии с основами русского языка главной частью является «компрессор», а «турбина» указывает на какую-либо особенность главного элемента. Но это с точки зрения филологии. В техническом плане приставка «турбо» говорит о том, что главный узел выполняет свою работу благодаря вспомогательному. Узел состоит из двух элементов, соединенных общим валом, – нагнетателя и турбины. В центральном корпусе турбокомпрессора на линии оси вала установлены подшипники, на которых вращается вал.

Нагнетатель выполняет главную работу, которая возложена на турбосистему – подает воздух под высоким давлением, тем самым повышая массу воздушной смеси, подаваемой в силовую установку при других постоянных характеристиках (объем мотора, частота вращения коленчатого вала и прочие). Энергию, требующуюся для совершения работы нагнетателя, производит вспомогательный модуль. Раскручивается он «дармовыми» газами, которые образуются в результате сгорания горючей смеси в камерах сгорания. Получившийся крутящий момент в дальнейшем передается на устройство нагнетания воздушной смеси в мотор.

Выражаясь фигурально, турбокомпрессор – это сказочное существо «тяни-толкай». Турбина – «тяни», компрессор – «толкай». Несмотря на то, что турбина и нагнетатель представляют собой единую установку, они имеют ряд противоположностей (турбина – горячая, а нагнетатель – холодный). Вспомогательный элемент работает по принципу центростремительной, а основной – по принципу центробежной системы. Помимо соединяющего общего вала, оба модуля относятся к лопаточным машинам. В этом заключена вся «техническая правда» об этом агрегате.

Итоги знакомства с турбонагнетателем

На основании приведенной выше информации фраза «турбина не дует», которую очень часто можно услышать в разговоре огорченного автолюбителя или слабо подкованного автослесаря, имеет смысл исключительно на сленге, а под турбиной имеется в виду вся установка – турбонагнетатель.

Отремонтируйте Вашу турбину у НАС

С точки зрения технически образованного специалиста это словосочетание не имеет смысла. Второстепенный узел являет собой привод компрессора, который, раскручиваясь за счет отработавших газов, передает на главную часть крутящий момент, тем самым приводя его в действие. Поэтому она «дуть» и не должна, ее миссия – «крутить».

Если вдаваться в нюансы, то следует уточнить, что силовые агрегаты автомобилей оснащены не турбонагнетателями, а системами турбонаддува. В ее состав кроме агрегата, входят датчики, патрубки, устройства регулирования и другие элементы.

Дочитав статью до конца, вы повысили свою грамотность относительно турбосистем автомобиля и в будущем не попадете впросак, используя народный сленг.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector