Turbinos vakuumo reguliavimas ir veikimo principai

Turbinos revoliucionavo automobilių rinką, suteikiant didžiulį potencialą gaminti gerokai našesnius variklius. Kadangi turbina leidžia išgauti daugiau galios nedidinant variklio ir nesiremiant kitais drastiškais pokyčiais, turbinos yra naudojamos daugelyje modernių automobilių su vidaus degimo varikliais. Šiame straipsnyje gilinsimės į turbokompresoriaus veikimo principus, jo privalumus, tipus ir priežiūrą, taip pat aptarsime turbinos vakuumo reguliavimą.

Kas yra turbokompresorius ir kaip jis veikia?

Turbina yra unikalus variklis, kuris padidina vidaus degimo variklio našumą, įpūsdamas daugiau oro į degimo kamerą, todėl automobilio variklis gali sudeginti daugiau degalų ir generuoti daugiau galios. Turbina veikia pagal išmetamųjų dujų panaudojimo principą varant turbiną, kuri yra prijungta prie oro kompresoriaus. Šis kompresorius įsiurbia ir suspaudžia įsiurbiamą orą prieš tiekdamas jį į variklį.

Turbokompresoriaus veikimo procesas prasideda nuo variklio išmetamųjų dujų. Variklis, degindamas kurą, dideliu greičiu paleidžia išmetamąsias dujas, kurios nukreipiamos per išmetimo kolektorių į turbinos korpusą. Išmetamosios dujos eina per turbinos sparnuotę, priverčiant ją greitai suktis. Ši sparnuotė velenu sujungta su oro kompresoriumi kitoje turbinos pusėje, todėl, turbinai besisukant, siurbiamas oras.

Turbinos sparnuotė įtraukia aplinkos orą ir jį suspaudžia. Tada šis suslėgtas oras į variklio įsiurbimo kolektorių patenka didesniu slėgiu ir tankiu nei atmosferiniuose varikliuose (varikliuose, kuriuose nėra turbinos). Padidėjęs oro tankis leidžia varikliui sudeginti daugiau degalų, todėl degimas efektyvesnis, o galia yra didesnė. Viena iš svarbiausių turbinos funkcijų yra temperatūros, kuri susidaro suspaudžiant orą, reguliavimas. Daugumoje variklių, kuriuose naudojama turbina, yra tarpinis aušintuvas, kuris atvėsina suslėgtą orą prieš jam patenkant į variklį. Tai užtikrina didesnį oro tankį ir deguonies kiekį, kas dar labiau padidina degimo efektyvumą.

Pagrindiniai turbokompresoriaus komponentai ir jų vaidmuo

Turbokompresorių sudaro dvi pagrindinės dalys: turbina ir kompresorius, sujungtos bendru velenėliu.

Turbina

Turbina yra variklio išmetamųjų dujų energijos panaudojimo elementas. Išmetamosios dujos iš variklio išleidžiamojo kolektoriaus patenka į turbokompresoriaus priimamąjį atvamzdį ir suka turbinos rotorių. Turbinos sukimosi greitis priklauso nuo jos korpuse esančio kanalo dydžio ir formos, kuris veikia panašiai kaip vandens srovė iš žarnos, kai pirštu uždengiama anga. Turbinų korpusai smarkiai skiriasi priklausomai nuo naudojimo srities. Didelių matmenų turbokompresoriuose dažnai įmontuojamas papildomas žiedas su nukreipiamosiomis mentėmis, palengvinantis nuolatinės dujų srovės sukūrimą turbinos rotoriuje ir leidžiantis reguliuoti srovę. Turbinos korpusas liejamas iš temperatūrai atsparaus lydinio.

Turbinos rotorius ir ašis

Turbinos rotorius gaminamas iš aukštos kokybės, aukštai temperatūrai atsparių medžiagų ir tvirtai pritvirtinamas prie ašies. Ašies medžiaga gali skirtis nuo rotoriaus medžiagos. Ašis ir rotorius, sukdamiesi dideliu greičiu, spaudžiasi vienas į kitą, dėl trinties išsiskirianti šiluma juos sulieja, suformuodama neišardomą vienetą. Iš turbinos pusės ašyje yra įdubimas su sandarinimo žiedu.

Kompresorius

Kompresorius, esantis ant plonesnio ašies galo, susideda iš korpuso ir rotoriaus. Kompresoriaus dydis priklauso nuo varikliui reikalingo oro kiekio ir turbinos sukimosi greičio. Kompresoriaus rotorius tvirtai pritvirtintas prie turbinos ašies, todėl sukasi tokiu pat greičiu kaip ir turbinos rotorius. Oras, siurbiamas per oro filtrą, nukreipiamas į rotoriaus periferiją ir menčių nubloškiamas link kompresoriaus korpuso sienelės. Dėl to oras suslegiamas ir per įleidžiamąjį kolektorių patenka į variklį.

Ašies korpusas

Ašies korpusas yra centrinė turbokompresoriaus dalis, esanti tarp turbinos ir kompresoriaus. Ašis sukasi slydimo guoliuose. Variklio alyva kanalais nuteka tarp korpuso ir guolių, taip pat tarp guolių ir ašies. Kompresorius sandarinamas iš abiejų pusių alyvą sulaikančiomis tarpinėmis ir sandarinimo žiedais, kurie apsunkina oro nuotėkį tarp turbinos, kompresoriaus ir ašies korpuso. Sandarinimo žiedai atlieka svarbiausią hermetiškumo užtikrinimo vaidmenį.

Turbokompresorių tipai

Turbokompresoriai būna kelių tipų, skirstomi pagal mentelių konstrukciją:

• Fiksuotos geometrijos mentės: Tai seniausias ir paprasčiausias turbokompresorių tipas. Jie yra pigiausi remonto atžvilgiu, tačiau jų efektyvumas yra ribotas ir pasiekiamas tik nedideliame variklio sūkių diapazone.
• Kintamos geometrijos mentės (VTG): Šio tipo turbokompresoriai veikia platesniame sūkių diapazone, tačiau techniškai yra sudėtingesni ir brangesni remontuoti. Jų mentelės gali keisti savo kampą, optimizuodamos oro srautą esant skirtingiems variklio darbiniams režimams.
• Dvigubi (Twin Scroll): Šio tipo turbokompresorius apjungia pirmuosius principus. Mažo diametro turbina veikia esant žemiems variklio apsisukimams, o didelio - aukštiems. Tai leidžia pasiekti optimalų efektyvumą visame variklio sūkių diapazone.

Privalumai ir nauda

Bene pagrindinis ir visada pabrėžiamas turbokompresoriaus ypatumas - varikliui suteikiama didžiulė galia. Joks atmosferinis variklis, gaunantis orą natūraliu būdu, nebus galingesnis už tokio paties darbinio tūrio variklį, kuriam orą įpučia turbokompresorius. Šiuolaikiniai 1,6 l varikliai su priverstiniu oro įpūtimu, montuojami į serijinius automobilius, gali išvystyti apie 300 AG.

Nors daugiau oro reiškia ir didesnį degalų poreikį, bendra degalų ekonomija turbokompresorius naudojančiuose varikliuose yra kur kas geresnė nei motoruose be jo. Tai pasiekiama dėl efektyvesnio degimo proceso ir galimybės naudoti mažesnius variklius, kurie pasiekia didesnę galią.

Turbokompresoriaus dėka variklio lyginamoji masė (kg/kW) žymiai mažesnė, palyginti su įprastu varikliu. Turbokompresorinis variklis yra tylesnis už paprastą. Turbodyzeliniai varikliai gali dirbti su didesniu oro pertekliaus koeficientu. Šiuolaikiniai turbodyzeliniai varikliai lengviesiems automobiliams nenusileidžia galia benzininiams, o kai kur ir juos pralenkia, turi geresnę sukimo momento charakteristiką, išmeta mažai teršalų ir sunaudoja žymiai mažiau degalų.

Turbinos kintamos geometrijos reguliavimas

Visi turbokompresoriai su kintama geometrija (VNT/VGT) turi būti reguliuojami geometrijos reguliavimo stende. Pavyzdžiui, TURBO TEST PRO yra pažangios turbinos geometrijos reguliavimo staklės, sukurtos tiksliai ir efektyviai nustatyti bei reguliuoti kintamos geometrijos turbinų sistemų veikimą. Šios staklės užtikrina nepriekaištingą turbokompresoriaus našumą, padidindamos variklio efektyvumą ir ilgaamžiškumą. Naudojant šias stakles, turbinos geometrijos reguliavimas tampa paprastas ir tikslus procesas, leidžiantis greitai atlikti reguliavimus, sutrumpinant remonto laiką ir didinant darbo našumą.

Elektroninis turbinų valdymas ir programavimas

Šiuolaikiniai turbokompresoriniai varikliai vis dažniau yra valdomi elektroniniu būdu. Nors mechaninės turbinos savaime neturi programinės įrangos, jų darbo parametrai gali būti reguliuojami per variklio valdymo bloką (ECU - Engine Control Unit). Tai reiškia, kad turbinos veikimą galima keisti perprogramuojant variklio valdymo sistemą, keičiant boost slėgio kreives, kuro/oro santykį ir wastegate bei VGT (Variable Geometry Turbocharger) vožtuvų veikimą. Tradiciniai fiksuotos geometrijos turbokompresoriai nėra programuojami, nes jie veikia mechaniškai, reguliuojami tik wastegate vožtuvo arba solenoidinio slėgio reguliatoriaus pagalba.

Modernūs turbokompresoriai, tokie kaip kintamos geometrijos turbinos, dažnai turi elektroninius aktuatorius, kuriuos valdo ECU. ECU tuningas yra efektyvus būdas optimizuoti turbokompresoriaus veikimą, tačiau jis reikalauja profesionalumo ir tinkamos įrangos. Elektroniniu būdu galima valdyti boost slėgį, VGT aktuatorius, kuro/oro santykį bei turbinos reakciją į apkrovas. Tačiau netinkamai atliktas perprogramavimas gali sukelti mechaninius gedimus, variklio perkaitimą ar net visišką turbokompresoriaus gedimą.

Blow-Off Valve (BOV) - nauda ir trūkumai

BOV (Blow-Off Valve) yra įtaisas, montuojamas tarp kompresoriaus ir droselio sklendės. Jis yra būtinas, kad apsaugotų turbokompresorių nuo pažeidimų, kai staiga atleidžiamas akceleratoriaus pedalas ir droselio sklendė užsidaro. Suspaustas oras, vietoje to, kad nuolatiniu srautu tekėtų į variklį, atsitrenkia į uždarytą sklendę. Turbina dėl savo inercijos toliau sukasi ir pumpuoja orą, ir oro, patekusio tarp turbinos ir droselio sklendės, slėgis greitai kyla. Gaunama aukšto slėgio banga, kuri keliauja nuo droselio sklendės atgal į kompresorių ir trenkiasi į kompresoriaus sparnelius. Nuo pasikartojančių smūgių kenčia kompresoriaus mentės ir veleno guoliai, be to sumažėja turbinos apsisukimai ir vėliau tenka gaišti laiką pakartotiniam jos įsukimui.

Jei BOV pastebi smūgio bangą, išleidžia ją kur nors - atgal į atmosferą arba į kompresoriaus įėjimą. BOV valdymo vamzdelis yra sujungtas su įsiurbimo kolektoriumi ir užtikrina tai, kad kolektoriuje susidarius vakuumui BOV būtų atidaromas. Varikliui dirbant laisvomis apsukomis įsiurbimo kolektoriuje susidaro pakankamai žymus vakuumas (~0.5-0.7bar), kuris atidaro vožtuvą.

BOV problemos sprendimo būdai

Yra keletas būdų, kaip spręsti BOV problemas:

1. Adatinis vožtuvas (Bleed'eris): Šis metodas naudojamas susilpninti į BOV iš įsiurbimo kolektoriaus ateinantį signalą. Tačiau dėl susilpnėjusio signalo BOV bus mažiau jautrus.
2. Solenoidinis vožtuvas: Įterpiamas į BOV valdymo žarnelę ir aktyvuojamas tik tada, kai reikia išleisti perteklinį suspaustą orą - staigiai atleidus akceleratoriaus pedalą. Papildomai naudojamas nedidelis vienpusis vožtuvas, aplenkiantis solenoidą, kai įsiurbimo kolektoriuje yra slėgis.
3. Solenoidas su slėgio jungikliu: Solenoidas valdomas specialiu jungikliu, kuris įjungia elektros grandinę pasiekus tam tikrą slėgį.
4. Vienpusis vožtuvas: Panaudojamas didelis vienpusis vožtuvas, kuris leidžia pertekliniam orui išeiti per BOV, tačiau neleidžia jo įsiurbti.

Turbokompresoriaus priežiūra ir remontas

Dėl ekstremalių sąlygų, kurias turi atlaikyti turbinos, tinkama jų priežiūra yra labai svarbi. Nepakankamas tepimas, prastas aušinimas bei kiti veiksniai gali sugadinti turbiną. Tačiau tinkamai prižiūrima turbina žymiai padidina variklio galią, kartu išlaikant gana gerą kuro ekonomiją, todėl tai yra populiarus pasirinkimas įvairių rūšių transporto priemonėse.

Turbinos priežiūros rekomendacijos

Didelė nauda niekada neateina be sąnaudų. Turbokompresoriaus atveju, didžiausios sąnaudos yra eksploatacija - turbina patiria dideles apkrovas ir gali suktis net iki 200 000 kartų per minutę greičiu. Štai keletas svarbių priežiūros priemonių:

• Reguliarus variklio alyvos ir filtrų keitimas: Tai viena svarbiausių procedūrų. Dažnai keičiant variklio alyvą, iš jos pašalinami visi pašaliniai objektai, kurie gali pakenkti turbinai. Naudokite tik aukštos kokybės ir tinkamą alyvą bei tepalo ir oro filtrus.
• Variklio pašildymas: Ypač šaltuoju metų periodu pašildykite variklį prieš važiuodami. Per tą laiką alyva sušils, įkaitins turbiną ir ji nepatirs staigių temperatūros pokyčių.
• Variklio atvėsinimas po vairavimo: Po vairavimo sustojus, negesinkite variklio, leiskite kelias minutes jam atvėsti. Tai itin svarbu turbinoms su neaušinamu guolių korpusu, kuriose aušinimo funkciją atlieka alyva. Dėl staigaus variklio užgesinimo, dingsta alyvos slėgis, alyvos tiekimas į karštą turbokompresorių sumažėja, todėl turbina perkaista, oksiduojasi ir užsikoksuoja.
• Tinkami kuro priedai: Naudokite tinkamus kuro priedus, kurie padeda palaikyti turbinos švarą, pvz., JLM Diesel Turbo valiklis. Tai yra priežiūros priemonė, o ne esamo gedimo sprendimo būdas. Ją reikia naudoti prevenciškai norint sumažinti apnašų kaupimąsi.

Dažniausios turbinos gedimo priežastys ir požymiai

Turbinos yra sudėtingi mechaniniai komponentai, kurie gali sugesti dėl įvairių priežasčių. Kone dažniausia priežastis yra netinkamas tepimas ir alyvos užterštumas, dėl kurio greičiau nusidėvi ir pažeidžiami guoliai bei velenai. Kitos priežastys:

• Per didelis karštis: Dėl netinkamo aušinimo ar alyvos tiekimo turbinos komponentai gali deformuotis, atsiranda ašelės klibėjimas, sutrinka turbinos geometrija.
• Nepakankama priežiūra: Alyvos ir filtrų keitimo nepaisymas prisideda prie nuosėdų susidarymo ir teršalų kaupimosi.
• Išoriniai veiksniai: Montavimo klaidos, netinkamas balansavimas ir įvairių detalių pažeidimas gali pakenkti turbinos geometrijai. Smulkūs pašaliniai objektai, patekę į turbiną, gali sugadinti mentes ar guolius.
• Agresyvus vairavimo stilius: Aukšti variklio sūkiai bei ilgas veikimas tuščiąja eiga gali prisidėti prie turbinos apkrovos ir gedimų.

Sugedęs turbokompresorius gali stipriai paveikti variklio efektyvumą ir patikimumą. Mokėdami atpažinti turbinos gedimus galėsite išvengti tolimesnių problemų ir užtikrinti saugią automobilio eksploataciją. Štai keletas dažniausiai pasitaikančių turbinos gedimo požymių:

• Sumažėjusi galia ir lėtesnis įsibėgėjimas: Vienas iš lengviausiai pastebimų požymių.
• Padidėjęs dūmingumas: Mėlyni arba juodi dūmai gali reikšti alyvos sunaudojimą arba oro ir degalų mišinio disbalansą.
• Turbinos klibėjimas: Tai gali reikšti susidėvėjusias įvores ir galimą turbinos korpuso ar sparnuotės pažeidimą.
• Pašaliniai variklio garsai: Cypimas, metalo trinties arba barškėjimo garsas gali įspėti apie turbinos guolių arba sparnuotės problemas.
• Degėsių kvapas: Gali signalizuoti apie alyvos nuotėkį ir sąlytį su įkaitusiais variklio komponentais.
• Variklio alyvos trūkumas: Neveikianti turbina gali praleisti alyvą į degimo kamerą.
• „Check engine“ lemputė: Gali aktyvuotis dėl įvairių variklio darbo neatitikimų, kuriuos sukelia turbinos gedimas.
• Sumažėjęs slėgis: Staigus turbinos slėgio sumažėjimas gali reikšti pažeidimą.
• Padidėjusios kuro sąnaudos: Dėl netinkamai veikiančios turbinos kuro degimas gali būti neefektyvus.

Turbinos remontas ar keitimas?

Nustačius, kad turbina sugedo, realiai turite du variantus. Pirma, galite įsigyti visiškai naują turbiną ir ją sumontuoti - tai nebus pigus „malonumas“. Arba, jei norite sumažinti išlaidas, turite galimybę atnaujinti, t.y. restauruoti turimą turbokompresorių. Natūralu, kad pirmenybė turėtų būti teikiama naujai turbinai, nes jai bus suteikta ilgesnė garantija ir ji tarnaus ilgiau nei atnaujinta. Restauruojant turbiną, paliekamas senasis korpusas, tačiau pakeičiami guoliai, tarpinės, turbinos ir kompresoriaus sparnuotės. Svarbiausias restauravimo procesas - turbinos balansavimas, kuriam reikalingos specialios technologijos.

Remonto darbams naudojamos tik kokybiškos, pasaulyje pripažintų gamintojų bei tiekėjų detalės. Dviejų metų garantija suteikiama tiems, kurie turbiną (turbokompresorių) keičia specializuotame autoservise. Turbinos sukimosi dažnis siekia 200 000 apsukų per minutę. Visos detalės gaminamos su mažiausiomis užlaidomis ir surenkamos paliekant mikroskopinius konstrukcinius tarpelius. Todėl turbinos priežiūrą ir keitimą reikia patikėti specialiai mokytiems ir patyrusiems automobilių meistrams.

Turbinos vožtuvo reguliavimas ir priežiūra

UAB „Turbobaltic“ teikia aukščiausios kokybės turbinos remonto paslaugas, įskaitant aktuatorių patikrą, turbinos šerdžių balansavimą, turbinos geometrijos reguliavimą ir daug kitų susijusių paslaugų. Jų patyrusių specialistų komanda ir moderni įranga užtikrina patikimą ir ilgalaikį turbokompresoriaus veikimą. Be minėtų paslaugų, UAB „Turbobaltic“ taip pat teikia įvairias kitas susijusias paslaugas, įskaitant diagnostiką, techninę priežiūrą ir konsultacijas.

• Atliekame elektroninių turbokompresorių pavarų (aktuatorių) diagnostiką, programavimą bei remontą.
• Teikiame sunkvežimių, autobusų ir specialiosios technikos turbinų remonto paslaugas.
• Hibridinių turbinų gamyba autosportui: turbinos, skirtos automobilių sportui, pasižymi tuo, kad slėgio kreivė kyla tolygiai iki pat apsukų diapazono galo.

Kiekvienos turbinos remontą servisas suderins su Jumis. Remonto kokybė ir garantija yra svarbios. Pavyzdžiui, UAB „Turbobaltic“ remonto darbams naudoja tik kokybiškas, pasaulyje pripažintų gamintojų bei tiekėjų detales. Dviejų metų garantija suteikiama tiems, kurie turbiną (turbokompresorių) keičia jų specializuotame autoservise.

Turbomolekulinis siurblys: vakuuminis reguliavimas

Turbomolekulinis siurblys yra tipo vakuuminis siurblys, išoriškai panašus į turbopump, naudojamas siekiant gauti ir išlaikyti didelį vakuumą. Šie siurbliai veikia tuo principu, kad dujų molekulės gali būti skiriama pagreitį į reikiamą pusę pakartotinio susidūrimo su judančio kieto paviršiaus. Turbomolekulinis siurblys, greitai verpiantis ventiliatoriaus rotorius, „hitina“ dujų molekulių nuo įleidimo angos link išmetimo, siekiant sukurti ar išlaikyti vakuumą.

Turbomolekulinio siurblio veikimo principai

Dauguma turbomolekulinių siurblių dirba keletą etapų, kurių kiekvienas susideda iš greitai besisukančio rotoriaus ašmenų ir stacionarių statoriaus ašmenų poros. Dujos, perimtos viršutiniuose etapuose, yra stumiamos į mažesnius etapus ir paeiliui suspaustos prog-vakuumo slėgio lygį. Kaip dujų molekulės patenka per įleidimo angą, rotorius, kuris turi nemažai kampuotų menčių, „hitina“ molekules. Todėl mechaninė energija menčių perkeliamas į dujų molekules. Šios naujai įgytos pagreitį, dujų molekulės sudaro statoriaus dujų perdavimo skyles. Tai veda jas į kitą etapą, kur jos vėl susiduria su rotoriaus paviršiumi, ir šis procesas tęsiamas, galiausiai vedantis jas į išorę per išmetimo vamzdį.

Dėl santykinio rotoriaus ir statoriaus judėjimo, molekulės pagrinde paspaudžia apatines peiliukus. Nes disko paviršiaus atrodo, dauguma išsibarsčiusių molekulių paliks jį žemyn. Paviršius yra šiurkštus, todėl atspindys neįvyks. Diskas turi būti storas ir stabilus aukšto slėgio darbui ir plonas, kiek įmanoma, bei šiek tiek išlenktas maksimaliam efektyvumui. Turbomolekulinio siurblio efektyvumas yra glaudžiai susijęs su rotoriaus dažnumu. Didėjant aps./min., rotoriaus mentės atitraukia daugiau. Siekiant padidinti greitį ir sumažinti deformaciją, buvo siūloma naudoti griežtesnes medžiagas ir skirtingus dizainus.

Turbomolekuliniai siurbliai turi labai didelį greitį, ir trinties šilumos didėjimas riboja dizainą. Kai kurie turbomolekuliniai siurbliai naudoja magnetinius guolius sumažinti trintį ir naftos užteršimą. Siurblys gali būti aušinamas, siekiant pagerinti suspaudimą, tačiau neturėtų būti taip šalta, kad suspausti ledas ant menčių. Sustabdžius turbopump, iš pagrindo dulkių aliejus gali „backstream“ per turbopump ir užteršti kamerą. Vienas iš būdų to išvengti - įdiegti laminarinio srauto azoto per siurblį.

Maksimalus slėgis

Esant atmosferos slėgiui, vidutinis laisvas kelias oro yra apie 70 nm. Turbomolekulinis siurblys gali dirbti tik tada, jei šios molekulės, judančios menčių nukentėjo pasiekti stacionarūs peiliai iki susidūrimo su kitų molekulių pakeliui. Pasiekti, kad tarpas tarp judančių menčių ir stacionarūs peiliai turi būti arti, arba mažiau nei vidutinis Laisvas kelias. Nuo praktinės statybos, įmanoma atotrūkis tarp ašmenų rinkiniai yra 1 mm, todėl yra turbopump bus kioske (be neto siurbimo) jei išnaudotos tiesiai į atmosferą. Kadangi vidutinis Laisvas kelias yra atvirkščiai proporcingas slėgis, yra turbopump siurblys kai išmetamųjų dujų slėgis yra mažesnis nei maždaug 10 Pa (0,10 mbar) kur vidutinis Laisvas kelias yra maždaug 0,7 mm.

Dauguma turbopumpų turi Holweck siurblį (arba molekulinės vilkite siurblį) kaip savo paskutiniame etape padidinti didžiausią viršutinį spaudimą (išmetimo slėgį) maždaug 1-10 mbar. Daugeliu atveju išmetamosios dujos yra prijungtos prie mechaninės pagrindo siurblio (paprastai vadinamo „roughing siurblys“), kuris gamina spaudimą žemą pakankamai turbomolekuliniam siurbliui efektyviai dirbti. Paprastai šis viršutinis spaudimas yra žemiau 0,1 mbar ir dažniausiai apie 0,01 mbar.

Turbomolekulinis siurblys gali būti labai universalus siurblys. Tai gali generuoti daug įskaudinimo dulkių nuo tarpinių dulkių (~ 10−2 Pa) iki itin aukšto lygio vakuumą (~ 10−8 Pa).

Turbokompresorių ir mechaninių kompresorių palyginimas

Oro, paduodamo į degimo kamerą, suspaudimas leidžia padidinti jo masę cilindre. O tai savo ruožtu iš esmės praplečia galimybes ištobulinti darbo procesą padidinti kuro ekonomiškumą ir galingumą, sumažinti kenksmingų teršalų arba šilumos apkrovas. Šios srities pirmieji eksperimentai pirmąkart vykdyti XIX amžiaus pabaigoje. Nepaisant garbaus amžiaus, tokie įpūtimo agregatai naudojami ir nūdien.

Tačiau dar populiaresni įrenginiai, kuriuose kompresorius dirba ne nuo alkūninio veleno, o dėl turbinos ratą sukančių išmetamųjų dujų energijos. Alternatyva turbokompresoriams su mechaniniu kompresoriumi - impulsinis firmos „Siemens“ įpūtimas. Iš konstrukcijų, kurios turėjo pasisekimą pirmąjį praėjusio amžiaus trečdalį, šiandien labiausiai paplitę „Rutz“ tipo rotoriniai kompresoriai. Mechaninių įrenginių pranašumai ir trūkumai sąlygojami jų stipraus ryšio su variklio velenu.

Anksčiau mechaninius kompresorius dažniausiai montuodavo didelio tūrio varikliuose siekiant padidinti jų galingumą. Šiandien atvirkščiai juos dažniau montuoja į sąlyginai nedidelius variklius ir suderina taip, kad jie gerintų cilindrų prapūtimą, sumažindami išmetamųjų dujų toksiškumą ir padidindami stūmoklinės dalies NVK (naudingo veikimo koeficientą).

Su turboįpūtimu situacija panaši, tik visiškai atvirkščia. Pagrindinės variklio charakteristikos, tokios kaip galingumas, sukimo momentas ir kuro sąnaudos, smarkiai pagerėja įmontavus turbokompresorių. Turbokompresoriai ypač efektyvūs dyzeliuose, nes juose didesnis suspaudimo laipsnis ir išmetamųjų dujų slėgis.

Šiuolaikinės technologijos leidžia gaminti „klasikinius kompresorius“ laikrodinių mechanizmų tikslumu. Turboįpūtimo rezervai juo labiau neišsemti. Turbinos revoliucionavo automobilių rinką, suteikiant didžiulį potencialą gaminti gerokai našesnius variklius. Kadangi turbina leidžia išgauti daugiau galios nedidinant variklio ir nesiremiant kitais drastiškais pokyčiais, turbinos yra naudojamos daugelyje modernių automobilių su vidaus degimo varikliais.

tags: #turbinos #vakuumo #reguliavimas