Automobilių variklių našumas nuolat tobulėja, o viena iš svarbiausių technologijų, leidžiančių padidinti variklio galią ir efektyvumą, yra turbokompresoriai (arba tiesiog - turbinos). Tai vienintelis mechaninis įtaisas, galintis padidinti variklio išėjimo galią, išlaikant darbo efektyvumą. Turbina suspaudžia į cilindrą patenkančias dujas, taip padidindama jų tankį ir sumažindama tūrį, o tai leidžia sudeginti daugiau degalų ir gauti daugiau galios.
Pagrindiniai turbokompresoriaus komponentai
Pačią paprasčiausią sistemą sudaro turbokompresorius, įpučiamo oro slėgio reguliatorius ir tarpinis oro aušintuvas (intercooler). Turbokompresoriaus pagrindą sudaro velenas, kurio viename gale sumontuota „karštoji“ turbinos sparnuotė, o kitame - „šaltoji“ kompresoriaus sparnuotė.
| Komponentas | Funkcija |
|---|---|
| Turbinos sparnuotė | Naudoja išmetamųjų dujų inercinį impulsą velenui sukti. |
| Kompresoriaus sparnuotė | Suspaudžia iš filtro gaunamą orą ir siunčia jį į cilindrus. |
| Centrinis korpusas | Turi guolius (riedėjimo arba slydimo), kurie užtikrina veleno sukimąsi. |
| Wastegate (sklendė) | Reguliuoja įpūtimo slėgį nukreipdama dujų srautą pro šalį. |
Veikimo principas ir fizikiniai aspektai
Turbokompresoriaus technologija išnaudoja energiją, kuri paprastai prarandama per išmetimo sistemą. Išmetamosios dujos patenka į turbinos kamerą, kur plečiasi ir atiduoda energiją sparneliams, priversdamos suktis visą veleną. Šis procesas remiasi idealių dujų dėsniu: dujų temperatūra, slėgis ir tūris yra tarpusavyje susiję.
Didėjant variklio sūkiams, išmetamųjų dujų greitis ir turbinos sukimosi dažnis sinchroniškai didėja. Tai leidžia kompresoriui suspausti daugiau oro, didinant oro slėgį ir tankį degimo kameroje.
VNT turbocharger cutaway animation
Svarbūs valdymo ir pagalbiniai elementai
Turbinos valdymo aktuatoriai
Tai įrenginiai, kontroliuojantys turbinos slėgį ir užtikrinantys optimalų darbą. Jie susideda iš:
- Membranos: reaguoja į išmetamųjų dujų slėgį.
- Stūmoklio arba strypo: perduoda membranos judesį į wastegate vožtuvą.
- Spyruoklės: atsako už slėgio reguliavimą, priešindamasi membranos judėjimui.
Šiuolaikiniuose automobiliuose naudojami elektroniniai aktuatoriai su ECU (elektroniniu valdymo bloku), kurie suteikia didesnį tikslumą ir greitesnę reakciją nei mechaninės sistemos.
BOV (Blow-Off Valve)
Montuojamas tarp kompresoriaus ir droselinės sklendės. Jis apsaugo turbiną nuo surge (slėgio bangų) reiškinio, kuris atsiranda staiga užsidarius droselinei sklendei.
Interkūleris (Intercooler)
Kadangi spaudžiamas oras įkaista ir jo tankis mažėja, naudojamas specialus radiatorius - interkūleris. Jis atvėsina orą prieš jam patenkant į variklį, taip padidindamas degimo efektyvumą ir sumažindamas detonacijos riziką.
Techninė priežiūra ir ilgaamžiškumas
Turbokompresoriai yra itin tikslūs mechanizmai, galintys suktis 50-200 tūkst. aps./min. dažniu. Ekspertai rekomenduoja po intensyvaus važiavimo leisti varikliui dirbti tuščiąja eiga 60-90 sekundžių - tai leidžia alyvai cirkuliuoti ir ataušinti veleną, saugant nuo oil coking (alyvos virimo į anglies nuosėdas) reiškinio.
Taip pat būtina periodiškai tikrinti ašinį ir radialinį veleno laisvumą, nes net menkas nukrypimas gali sukelti kompresoriaus rato sąlytį su korpusu, kas veda prie katastrofinio sistemos gedimo.
tags: #turbinos #detaliu #pavadinimai