Kifaa cha Turbocharger: maelezo, kanuni ya uendeshaji, vipengele vikuu

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Kabla ya kuendelea na uzingatiaji wa kifaa cha turbocharger yenyewe, unapaswa kujua kwamba nguvu ya injini ya mwako wa ndani inategemea kabisa ni kiasi gani cha hewa na mafuta huingia ndani yake. Kwa hivyo, ukiongeza viashirio hivi, pia utaongeza nguvu ya injini ya mwako wa ndani.

Maelezo ya Turbine

Kifaa cha turbocharger na mwonekano wake ni matokeo ya mbio za mara kwa mara za watu kuongeza nguvu ya injini. Ni muhimu kuongeza hapa kwamba turbine hiyo imekuwa suluhisho la ufanisi si tu kwa injini za petroli, bali pia kwa mifano ya dizeli. Mara nyingi, vifaa vile vimewekwa kwenye injini hizo ambazo zina kiasi kidogo cha hewa hutolewa. Hapa ni muhimu kuelewa yafuatayo: injini kubwa yenyewe, zaidi ya hewa na mafuta hutumia na nguvu zaidi ina. Ili kupata nguvu sawa kutoka kwa injini ndogo, unahitaji kuongeza kiwango cha hewa kinachotoshea kwenye mitungi.

Turbocharger ni kifaa ambacho kimeundwa ilikulazimisha kiasi kikubwa cha hewa ndani ya injini kwa kutumia gesi za kutolea nje. Turbocharger ina vitu viwili kuu - turbine na pampu ya centrifugal. Kati yao wenyewe, sehemu hizi mbili zimeunganishwa na mhimili mgumu. Vipengele huzungushwa kwa kasi ya hadi mizunguko 100,000 kwa dakika, na pia huendesha kibandiko.

Sehemu za turbine

Kifaa cha turbocharger kina sehemu 8. Kuna gurudumu la turbine ambalo huzunguka katika nyumba yenye sura maalum. Kusudi kuu ni kuhamisha nishati ya gesi za kutolea nje kwa compressor. Nyenzo za kuanzia kwa kuunganisha vipengele hivi ni nyenzo zinazostahimili joto, kama vile keramik.

Kifaa cha turbocharger pia kinajumuisha gurudumu la kushinikiza linalonyonya hewa. Pia inahusika na ukandamizaji wake na sindano kwenye mitungi ya injini. Gurudumu iko katika nyumba maalum, kama turbine. Magurudumu haya yote mawili yamewekwa kwenye shimoni la rotor, ambayo mzunguko wake unafanywa kwenye fani za wazi.

Muundo na uendeshaji wa turbocharger, hasa katika injini za petroli, unahitaji upoaji zaidi. Kawaida hii ni mfumo wa baridi wa kioevu. Mbali na baridi ya mfumo yenyewe, hewa iliyoshinikizwa pia imepozwa. Kwa hili, turbine ina intercooler hewa au kioevu-aina. Kupoza hewa ni muhimu kwani huongeza msongamano wake na hivyo basi shinikizo.

Mfumo huu unadhibitiwa na kidhibiti shinikizo. Valve hii ya bypass ina uwezo wakuzuia mtiririko wa gesi za kutolea nje. Kwa njia hii, baadhi yatapita karibu na gurudumu la turbine.

Kiini cha kazi

Kifaa cha turbocharger na kanuni ya uendeshaji wake inategemea matumizi ya gesi za kutolea nje. Nishati ya gesi hizi itaendesha gurudumu la turbine. Ili kuhamisha nishati hii, gurudumu la turbine linaunganishwa na shimoni la rotor, likizunguka. Kwa njia hii, nishati huhamishiwa kwenye gurudumu la compressor. Kipengele hiki kinahusika katika kulazimisha hewa ndani ya mfumo, na pia kuifunga. Hewa iliyoshinikizwa hupitia kwenye kipoza baridi, ambacho huipunguza. Baada ya hapo, dutu hii huingia moja kwa moja kwenye mitungi ya injini.

Taarifa zaidi

Kifaa cha turbocharger na kanuni ya utendakazi kwa njia fulani hujitegemea, kwa upande mmoja, kutoka kwa injini ya mwako wa ndani, kwa kuwa hakuna muunganisho mgumu na shimoni la injini. Kwa upande mwingine, kasi ya mzunguko bado kwa namna fulani huathiri ufanisi wa turbine. Imeunganishwa kwa njia ifuatayo. Mapinduzi zaidi ya injini hufanya, nguvu zaidi ya mtiririko wa gesi za kutolea nje itakuwa. Kwa sababu ya hili, kasi ya mzunguko wa shimoni ya turbine itaongezeka, ambayo ina maana kwamba kiasi cha hewa ambacho kitaingia kwenye mitungi kitaongezeka.

Muundo na uendeshaji wa turbocharger una pande kadhaa hasi. Moja ya vikwazo inaitwa "turbo lag". Kwa vyombo vya habari vikali kwenye kanyagio cha gesi, ongezeko la haraka la nguvu litacheleweshwa. Baada ya kupitia "turbojam" kuna kuruka mkali kwa shinikizo,ambayo inaitwa "turbo lift".

Kurekebisha mapungufu

Mwonekano wa kikwazo cha kwanza ni kutokana na ukweli kwamba mfumo ni inertial. Kwa sababu ya jambo hili, kuna tofauti kati ya utendaji wa turbine na nguvu ambayo inahitajika kutoka kwa injini. Kuna njia tatu za kutatua tatizo hili. Kwa kuwa kifaa cha turbocharger ya dizeli ni sawa na petroli, pia yanafaa kwa ajili yake. Hivi ndivyo unaweza kufanya:

1. Tumia turbine ya jiometri inayobadilika.
2. Tumia vibandiko viwili au viwili sambamba katika mfululizo.
3. Tumia mfumo wa pamoja wa kuongeza kasi.

Kuhusu turbine ya jiometri inayobadilika, ina uwezo kabisa wa kutatua tatizo kwa kubadilisha eneo la vali ya ingizo. Mfumo kama huo hutumiwa mara nyingi sana katika injini za dizeli.

Maelezo ya mifumo tofauti

Kusudi, kifaa cha turbocharger ni sawa na kile cha turbine ya kawaida. Tofauti kuu ni kwamba chombo kina sehemu kuu 5 tu, sio 8.

Mfumo wa turbine zilizounganishwa sambamba hutumiwa. Mfumo kama huo unafaa zaidi kwa injini za V zenye nguvu za kutosha. Katika kesi hii, turbocharger moja ndogo imewekwa kwa kila safu ya mitungi. Faida ni kwamba hali ya hewa ya vifaa kadhaa vidogo ni chini ya ile ya turbine moja kubwa.

Kifaa na kanuni ya uendeshaji wa compressor haina tofauti kulingana nakutoka kwa kiasi chake, hata hivyo, hii ina jukumu muhimu, kwa mfano, wakati wa kutumia uunganisho wa serial wa turbines mbili. Katika hali hii, kila kifaa kitawashwa kwa kasi fulani.

Mfumo wa kuongeza kasi pia hutumiwa, ambao hutumia mitambo na turbocharger. Ikiwa kasi ya injini ni ya chini, basi kifaa cha mitambo cha kusukuma hewa kinawashwa. Ikiwa kizingiti fulani kimepitwa, kifaa cha mitambo kitazimwa, na turbocharger itaanza kufanya kazi.

Je, ni faida gani za turbine

Faida zifuatazo hujitokeza unapotumia compressor:

1. Matumizi mengi ya kifaa hiki yamewezekana kutokana na urahisi na kutegemewa kwa muundo wake. Kwa kuongezea, kuanzishwa kwa kifaa hiki kwenye mfumo wa injini ya mwako wa ndani huongeza nguvu ya injini kwa takriban 20-35%.
2. Compressor yenyewe haiwezi kusababisha kuvunjika, kwa kuwa utendaji wake unategemea moja kwa moja mifumo mingine, kwa mfano, usambazaji wa gesi.
3. Inawezekana kuokoa kutoka 5 hadi 20% ya mafuta. Ukiweka turbine kwenye injini ndogo, mchakato wa mwako wa mafuta utakuwa na ufanisi zaidi, ambayo ina maana kwamba ufanisi utaongezeka.
4. Faida nzuri ya injini kama hizo huzingatiwa kwenye barabara zinazopita, kwa mfano, milimani. Hili linaonekana haswa linapolinganishwa na linganishi za angahewa.
5. Muundo na kanuni ya utendakazi wa turbocharger huiruhusu kufanya kazi kama kifaa cha ziada cha kuzuia sauti katika mfumo wa moshi.

Vipengele vya programu

Licha ya ukweli kwamba compressor yenyewe haishindwi, mara kwa mara hali hutokea wakati utendakazi wake unapokoma.

Leo, sababu kuu ya kuzimwa kwa turbocharger ni kwamba cartridge ya kati ya turbine imefungwa na mafuta. Mara nyingi, shida kama hiyo hutokea kutokana na ukweli kwamba baada ya mizigo ya muda mrefu na kubwa kwenye turbocharging, kazi yake huacha ghafla. Ili kuondokana na shida hii, ni muhimu kufunga mfumo wa baridi wa maji. Mistari ya mfumo huu itaunda athari ya kunyonya joto, ambayo itapunguza joto kwenye cartridge ya kati. Inafaa kumbuka kuwa athari hii itatokea kwa muda baada ya injini kusimama kabisa, na vile vile baada ya kukomesha kabisa kwa mzunguko wa kupoeza.

Aina za mitambo

Kuhusu aina za turbocharger, kuna aina ya mikono na aina ya kubeba mpira.

Tukizungumzia kuhusu chaja za bush, zimetumika kwa muda mrefu sana. Hata hivyo, walikuwa na idadi ya mapungufu, ambayo yalihusishwa na vipengele vyao vya kubuni. Hii haikuruhusu kutumia uwezo wa mfumo huo kwa 100%. Vitengo vya kubeba mpira ni vipya zaidi, ambavyo vimezingatia mapungufu, na kwa hivyo hatua kwa hatua vinachukua nafasi ya vibandizi vya msituni.

Unapolinganisha aina hizi mbili za turbines, ubebaji mpira unachukuliwa kuwa wa kiuchumi zaidi, kwani hutumia kwa kiasi kikubwa.mafuta kidogo kuliko aina ya sleeve. Pia, compressors ina kiashiria ambacho kinawajibika kwa majibu ya turbine kwa kushinikiza kanyagio cha gesi. Kwa aina za turbine zinazobeba mpira, kiashirio hiki ni bora zaidi, kinachoruhusu uboreshaji wa majibu kwa takriban 15% ikilinganishwa na mikono.

Hitilafu za kifaa

Hapa inapaswa kusemwa kuwa turbocharger ndio kiambatisho pekee cha injini, ambayo imeunganishwa kwa karibu wakati wa operesheni na karibu mifumo mingine yote ya gari. Kulingana na hili, inakuwa dhahiri kabisa kwamba upungufu mdogo katika uendeshaji wa mfumo wowote utasababisha ukweli kwamba kuvaa compressor itaongezeka kwa kiasi kikubwa. Hadi sasa, kuna sababu kadhaa ambazo mara nyingi huwa kikwazo katika uendeshaji wa turbine:

• Inawezekana kwa vitu vya kigeni kuingia kwenye utaratibu. Kwa sababu ya kasi kubwa ya mzunguko wa injini, hii inaweza kusababisha uharibifu, kwa mfano, kwa visukuku.
• Ukosefu wa vilainishi. Ya juu ya mizigo ya nguvu, juu ya nafasi ya kuwa uharibifu wa "filamu" ya mafuta itatokea. Hii, kwa upande wake, itasababisha msuguano "kavu", unaoathiri mfumo kwa njia mbaya zaidi. Sababu ya malfunction hii inaweza kuwa sababu yoyote kutokana na ambayo mafuta haina kufikia kikamilifu. Kwa mfano, mitungi ya mafuta iliyoziba, vichungi, uvaaji wa pampu za mafuta, n.k.