Принцип на работа на турбокомпресор
Събота, 13 април
Последна актуализация 08:30:58 ч. GMT
Принцип на работа на турбокомпресор
Терминът "турбина", често използван за обозначаване на турбокомпресор (наричан по-нататък t / n), не е напълно верен, тъй като турбината е само един от компонентите на t / n. T / n се състои от корпус, вал с работни колела, два опорни и един аксиален лагер, уплътнителна система, две спирали, в които се въртят работните колела. На цялата тази конструкция е окачен пневматичен задвижващ механизъм, който задейства байпасен (байпасен) клапан (няма го при някои модели).
Предназначението на байпасния клапан е да регулира скоростта на турбината и съответно производителността на компресора. Когато налягането на въздуха на изхода на компресора започне да надвишава оптималното, пневматичният задвижващ механизъм се задейства, отваряйки клапана. В резултат на това част от отработените газове отиват директно в изпускателната система и скоростта на турбината се намалява. Самата турбина представлява работно колело, което е монтирано интегрално на вал и върти друго работно колело - компресор. Турбината е изработена от термоустойчива сплав, компресорът е алуминиев, валът е обикновена среднолегирана стомана. Тези части не могат да бъдат ремонтирани, те могат само да бъдат заменени. Изключение прави износен вал, който понякога може да се шлайфа и да се направят нови лагери до получения размер.
Тялото на t / n е твърда отливка от чугун, в която валът се върти на лагери. Леглото за лагерите и гнездото за уплътнителния пръстен обикновено се износват. Можете да го поправите, като пробиете до нов размер. Турбинният охлюв е чугунена част със сложна форма. Именно тя образува газовия поток, който върти турбината. Scroll Compressor представяалуминиева отливка с обработено място за компресора. Ротационният компресор засмуква въздух през централния отвор, компресира го и го доставя към двигателя през пръстеновидния канал.
На пръв поглед дизайнът е прост. Но високопрецизното производство на всички части без изключение, сложните повърхности, прецизното леене могат да създадат много проблеми дори в добре оборудвана работилница. Освен това не всеки конкретен t / n може да бъде ремонтиран, понякога е по-лесно да се сглоби друг от наличните части.
Фиг.1. Разрез на турбокомпресора
t / n започва работата си с първите обороти на двигателя и я завършва след спиране на двигателя. При първите мигания в цилиндрите на двигателя изгорелите газове от колектора веднага навлизат в охлюва на турбината и започват да въртят вала с работните колела. Докато оборотите на двигателя са ниски, налягането и скоростта на изгорелите газове са недостатъчни, така че компресорът се върти на празен ход, без да създава прекомерно съпротивление на засмукване, той просто смесва въздуха. Натискаме педала на газта. Двигателят набира обороти, на таблото светва зелена лампичка "ТУРБО" (ако има такава) и се усеща осезаемо натискане отзад. Запомнете: „Турбината се включи.“ Тя току-що отиде на работната си скорост, между другото, много висока: 110-115 хиляди оборота в минута. Сега компресорът не просто омесва въздуха, но ефективно го компресира и го изпраща към двигателя. В същото време се задейства съответната сервизна система в карбуратора (независимо дали е горивна помпа с високо налягане, EFI, няма значение), двигателят получава по-голямо тегло на горивната смес в цилиндрите, мощността му се увеличава рязко (с 50-70%) и съответно разходът на гориво.
Турбокомпресорът трябва да работи в далеч не лесни условия: високи температури, високи периферни скорости(скоростта в краищата на остриетата, в зависимост от модела на t / n, е приблизително същата като тази на куршума на пистолет - около 300 m / s). Скоростите на въртене на лагерите също са близки до максимално допустимите, за да ги намалите, трябва да отидете на различни трикове. Какво прави възможно работата на t / n в такива условия за дълго време и надеждно?
Веднага щом запалите двигателя, маслената помпа започва да работи. Маслото през система от канали под налягане навлиза в лагерите t / n и валът започва да се върти върху масления клин. В същото време опорният лагер също получава своята порция масло. Колкото по-високи са оборотите на двигателя, толкова повече масло влиза във вала на турбината и нейните лагери. Тези лагери са изработени от специално подбрани материали, за тях са избрани оптимални хлабини: при по-малки хлабини има риск от заклиняване на лагерите по време на термично разширение, при по-големи хлабини съществува риск от повреда на масления клин и работа в условия на полутечно триене, освен това възниква несъосност на вала и се получава интензивно износване на уплътнителния пръстен. Тъй като празнините в двойките вал - лагер, лагер - корпус са много малки и съизмерими с размера на клетките на масления филтър, трябва да помните за чистотата на маслото и състоянието на масления филтър.
Издръжливостта на плъзгащите лагери, за разлика от търкалящите лагери, не зависи в такава степен от скоростта на въртене. Коефициентът на триене за правилно изчислени и работещи в плъзгащи лагери с течно смазване е 0,001-0,005. Въпреки това, при неблагоприятни условия на работа (висок вискозитет на маслото, високи периферни скорости, малки луфтове), коефициентът на триене достига 0,1-0,2, което води до намаляване на скоростта на t / n и, следователно, намаляване на неговата ефективност и увеличаване на образуването на въглерод поради увеличаване на отделянето на топлина. Плъзгащи лагери надеждноработят при температури не по-високи от 150 градуса C. При по-високи температури съществува риск от разкъсване на масления слой в резултат на разреждане на маслото. Освен това при високи температури конвенционалните минерални масла бързо се окисляват и губят своите смазочни свойства.
При полутечно смазване непрекъснатостта на масления слой се нарушава и повърхностите на вала и лагера в по-голяма или по-малка степен са в контакт с техните микронеравности. При система за гранично смазване повърхностите на вала и лагерите са в контакт изцяло или в зони с голяма дължина, тук изобщо няма разделителен маслен слой.
Докато двигателят се върти и маслената помпа е под налягане, добър t/n работи добре. Но рано или късно изключите двигателя, той ще спре, маслената помпа също ще спре, налягането на маслото в системата моментално ще падне до нула, а валът на работното колело, който има прилично тегло и се върти с много висока скорост, не може да спре моментално. Но петролният клин го няма. Появява се полутечно смазване, преминаващо в границата. При силно натоварени лагери се получава прегряване, разтопяване, заклинване и задръстване на лагера. Плюс мръсно масло и в резултат на това има интензивно износване. И допустимото износване на лагерите е 0,03-0,06 mm, в зависимост от модела на t / n. Направете си изводите.
Това е един от проблемите, които възникват в хода на работата на t / n. За да не се превърне в основен, първо сменете маслото и масления филтър навреме. Второ, използвайте само масло, предназначено за двигатели с турбокомпресор, което е лесно да изберете сред големия брой налични добри масла. Но всичко може да се случи на пътя и ако трябва да налеете неизвестно масло, тогава не шофирайте, движете се бавно.Двигателят ще издържи това масло, но не е необходимо турбокомпресор. Когато се приберете, веднага сменете маслото и масления филтър.
И накрая, третото, най-важно условие за нормалната работа на t / n. Както вече отбелязахме, има два най-важни момента в живота на t / n: стартиране на двигателя и спирането му. При стартиране на студен двигател маслото в него има висок вискозитет, трудно се изпомпва през пролуките; топлинните хлабини все още не са установени; нагряването на различни части на t / n и следователно термичното разширение протичат с различни скорости. Затова не бързайте, оставете двигателя и t / n да се загреят. Ако трябва да спрете, никога не изключвайте двигателя веднага. В зависимост от режима на шофиране, оставете го да работи на празен ход за 2-5 минути (по-дълго през зимата). През това време валът на турбината ще намали скоростта до минимум, а частите, които са в пряк контакт с изгорелите газове, ще се охладят плавно. По време на работа работното колело на турбината и валът стават много горещи. Маслото, подадено за смазване на лагерите, се изпомпва с голяма интензивност и успява да отнеме топлината от вала, без да има време да се прегрее. Когато двигателят спре внезапно, изпомпването на масло спира, работното колело на горещата турбина отдава по-голямата част от топлината на вала и масленият филм, покриващ частите, се нагрява до температурата на горене. Има интензивно образуване на въглерод в областта на уплътнителния пръстен и малко по-малко - в областта на лагерите и по вътрешните повърхности на корпуса t / n. Спестява само, че маслото, предназначено за такива двигатели, първоначално е предназначено за по-високи температури от обичайните. Но и това си има граници. Собствениците на автомобили Nissan трябва да знаят, че в тези превозни средства t / n работят в по-интензивен термичен режим, отколкото например в превозните средства Toyota. Прави живота много по-лесен иудължава експлоатационния живот на t / n турбо таймера. Не е инсталиран на всички автомобили, но много аларми за крадец имат тази функция.
По този начин експлоатационният живот на турбокомпресора зависи главно от това как се справяте с него. Следвайки горните препоръки, можете да се спасите от ненужни проблеми. Но ако има някакви проблеми с t / n, не отлагайте ремонта, тъй като понякога отнема няколко дни, за да направи ремонта на вашето турбо невъзможен. Ако t / n не подлежи на ремонт и няма с какво да го замените, можете да опитате да го замените с турбокомпресор от друг модел, от двигател с приблизително същите характеристики, въпреки че това също не винаги е възможно и е свързано с големи промени. Такъв t / n ще работи, макар и по-лош от обикновения, при условие че намерите човек, който ще поеме такава работа, и това ще струва повече от просто ремонт на t / n. Но този начин все пак е по-добър от щепсел вместо турбокомпресор, тъй като двигателят първоначално е направен да работи с турбокомпресор и е много различен от същия двигател без t / n (например двигатели 2L и 2LT). Двигателят с турбокомпресор има подсилени втулки, по-мощен колянов вал, напълно различно време на клапана, горивно оборудване, система за запалване и т.н. са регулирани и конфигурирани по различен начин. В допълнение, машина със заглушен турбокомпресор по отношение на динамиката прилича на желязо. И ако същият Nissan Largo, дори и с работещ t / n, не се отличава с особена пъргавина, тогава няма какво да се каже за кола със заглушен. Но ако все пак трябва да изключите турбото, опитайте се да го направите интелигентно, без да създавате ненужно съпротивление във всмукателния и изпускателния тракт, това отслабва и без това отслабения двигател. И е по-добре да обиколите демонтажа и да се опитате да намерите вашето устройство,въпреки че не работи, но подлежи на възстановяване. Това ще се отплати със спестените нерви по време на шофиране и възможността да не попаднете отново в аварийна ситуация.