Avtoargon.ru

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

Что охлаждает турбину в двигателе

Что охлаждает турбину в двигателе

Господа, со всем уважением к Вам. но реплики похожи на сумасшествие.

Подшипники турбокомпрессора нуждаются в интенсивной смазке, и осуществляется это той же жидкостью что и внутренние узлы двигателя, т.е. моторным маслом. Масло подается от масляного насоса в общую систему смазки, а оттуда, через жиклер, регулирующий давление, поступает на узел подшипников скольжения (без шариков и роликов в конструкции, рабочий зазор в

0,04 мм обеспечивается масляным клином) турбины. Это значит, что как только вы ЗАГЛУШИТЕ ДВИГАТЕЛЬ — ПОДАЧА МАСЛА ПРЕКРАТИТСЯ, а турбина продолжит вращение замедляясь. Именно поэтому все стараются не выключатель мотор после интенсивной езды, чтобы не оставлять бешено вращающуюся турбину без смазки. Рабочие обороты турбины — десятки тысяч в минуту, и поэтому, ей необходимо качественное, синтетическое масло.

Охлаждение подшипникового узла турбины осуществляется тем же антифризом что и двигатель, контур совместный. Основная цель — снизить рабочую температуру подшипников турбокомпрессора для увеличения их ресурса.

Господа, со всем уважением к Вам. но реплики похожи на сумасшествие.

Подшипники турбокомпрессора нуждаются в интенсивной смазке, и осуществляется это той же жидкостью что и внутренние узлы двигателя, т.е. моторным маслом. Масло подается от масляного насоса в общую систему смазки, а оттуда, через жиклер, регулирующий давление, поступает на узел подшипников скольжения (без шариков и роликов в конструкции, рабочий зазор в

0,04 мм обеспечивается масляным клином) турбины. Это значит, что как только вы ЗАГЛУШИТЕ ДВИГАТЕЛЬ — ПОДАЧА МАСЛА ПРЕКРАТИТСЯ, а турбина продолжит вращение замедляясь. Именно поэтому все стараются не выключатель мотор после интенсивной езды, чтобы не оставлять бешено вращающуюся турбину без смазки. Рабочие обороты турбины — десятки тысяч в минуту, и поэтому, ей необходимо качественное, синтетическое масло.

Охлаждение подшипникового узла турбины осуществляется тем же антифризом что и двигатель, контур совместный. Основная цель — снизить рабочую температуру подшипников турбокомпрессора для увеличения их ресурса.

Почему же дураки? Просто никто не полез в подробности. Да и дело не только и не столько в смазке. Там много чего влияет но факт один. Н оборотах свыше 2500 турбина сильно греется и ей надо дать остыть перед выключением. Вот.

А больше всего убивает, что некоторые действительно верят, что подшипник нагревается от вращения. Цитата не моя — . скорость вращения ротора турбины оч большая, подш греется и если не остудить холостыми он могет залипнуть.
А ничего, что лопатки турбокомпрессора приводятся в движение потоком выхлопных газов, а? Или вы всерьёз считаете, что температура выхлопных газов в турбине такая же, как и на выходе из выхлопной трубы?
Если есть желание узнать подробности,тогда надо учить матчасть и физику. А не задавать вопрос на уровне детей ясли-сада («Папа, а если в бензобак залить воду — машина поедет?»)

Во-первых и на выходе из выхлопной они довольно горячие чтобы обжечься, а во-вторых трение тоже никто не отменял. От чего греется турбина — вообщем то не особо важно. Важно то что греется и остужать надо.

Масло, фильтры, перепад температур: почему турбина теряет мощность

Первый сигнал о неисправности турбины, который водитель может описать по ощущения: машина не тянет. Тупит. Не едет и все. Двигатель работает так же, топливо, масло — все то же самое. А резвости нет.

Как правило, если “сломалась турбина”, причина совсем не в ней. Практика показывает: в большинстве случаев турбина выходит из строя, если неисправен двигатель и его системы. Ну и если владелец неправильно эксплуатирует и некорректно обслуживает агрегат.

Почему падает производительность турбины

Турбина работает без нареканий только в идеальной чистоте. Грязь на турбину попадает тремя путями: с маслом, через подачу воздуха, с отработавшими газами:

  • Если вы заливаете некачественное топливо, термопроцессы в двигателе нестабильны, а в отработавших газах, которые раскручивают крыльчатку, накапливаются частицы нагара. Со временем эти мелкие частицы разрушают элементы турбокомпрессора.
  • Плохое моторное масло. Грязное масло густеет, от высокой температуры превращается в нагар и оседает на подвижных деталях, замедляя их работу. К тому же, старая смазка, содержащая частицы пыли, гари, не выполняет свои функции и разрушает элементы турбины: “съедаются” шатунные вкладыши, опорный подшипник, нарушается геометрия подшипников. В результате турбина разбалансируется.
    Масляный фильтр должен быть качественным и чистым.

Разрушенные лопасти турбокомпрессора как причина дисбаланса

  • Грязный воздушный фильтр. Топливо хорошее, с самой турбиной все ок, а не тянет. Мастер заглядывает в фильтр, а там деревья сажать можно.
    Пыль шлифует и стачивает лопасти крыльчатки, постепенно приводя в дисбаланс компрессорное колесо. Со временем паразитная вибрация от него разобьет подшипники. Фракции мусора покрупнее, например, камешки или обломки деталей агрегата просто ломают компрессорное колесо.
  • Недостаточно масла. Масляное голодание не доводило до добра ни один агрегат, и турбина не исключение. При недостатке масла элементы узла перегреваются, коксуются уплотнительные кольца, деформируются и разрушаются подшипники, ротор.

Турбинная часть турбокомпрессора работает с отработавшими газами, температура которых около 1000 градусов. Одновременно температура компрессорной части примерно в два раза ниже. Добавьте сюда динамические нагрузки, и мы получим предельно нагруженный узел. К тому же, турбины работают на стыке некоторых систем двигателя: смазки и охлаждения, впуска/выпуска отработавших газов, вентиляции и управления двигателем. Поэтому турбокомпрессоры очень чувствительны к характеристикам работы двигателя и других узлов и могут выйти из строя даже при незначительных изменениях.

Читать еще:  Двигатели лифан на мотособаке не заводится

Производительность турбины также снижают: изношенный распредвал и ГРМ, неисправные форсунки, разгерметизация впускной системы воздуха, некачественное топливо, закисший шток геометрии.

Как правильно эксплуатировать турбированный автомобиль

Кроме неисправностей взаимосвязанных систем, на мощность турбины влияет и эксплуатация. Вообще, турбированный автомобиль дисциплинирует водителя: чтобы турбокомпрессор прослужил хотя бы столько же, сколько мотор, нужно соблюдать определенные правила:

  1. Больше всего турбина боится перегрева. Если вы постоянно “топите” на высоких оборотах с резкими ускорениями, элементы турбины сильно нагреваются, не успевают хорошо смазываться и начинают разрушаться.
    Поэтому важно правильно охлаждать турбину. Достаточно просто постоять несколько минут на холостом ходу — за это время масло хорошо разбежится по всем уголкам агрегата, заберет лишнее тепло и хорошо смажет все детали. Кроме того, резкая остановка двигателя провоцирует закоксовку подшипника турбины. В общем, возьмите за правило: сбрасывать скорость и обороты (где-то до 1500) перед парковкой.
  2. Не стартуйте сразу, как завели мотор. Насосу нужно примерно 30-60 секунд, чтобы разогнать масло по системе, в том числе, и к турбине. Если поддать оборотов раньше, увеличится нагрузка на компрессор, до которого масло еще не дошло, и он постепенно начнет разрушаться.
  1. Долго прогревать турбированный двигатель на холостых оборотах тоже не стоит, особенно зимой. Электроника сама сбросит обороты, когда двигатель прогреется до нужной температуры. Здесь важно проехать первый километр не спеша, без перегазовок, чтобы система прогревалась дальше без скачков. То же самое касается и старта из плена пробки: если вы долго тянулись в заторе, не стоит сразу давить педаль в пол — на холостых система и так достаточно нагрелась, а при резком ускорении перегреется.
  2. Иногда очень хочется погазовать, стоя на светофоре. Хочется, но не стоит делать этого часто. Дело в том, что обороты ротора турбины не успевают увеличиваться и падать вслед за оборотами коленвала. Соответственно, в определенный момент возникает масляное голодание в подшипниках.
  3. Турбина боится резкого охлаждения не меньше, чем перегрева. Экстремальные перепады температуры в принципе вредны для любого механизма. Поэтому старайтесь проезжать лужи аккуратно, чтобы вода не заливала подкапотное пространство.
  1. Следите за качеством и количеством моторного масла — оно лучший друг подшипника турбины да и всего агрегата в целом.
  2. Своевременно обслуживайте двигатель и проверяйте турбину, заправляйтесь качественным топливом, используйте хорошие подходящие масла.

Турбокомпрессоры не выходят из строя внезапно, хотя в момент “смерти” турбины это так и выглядит. Первый признак неисправной турбины — увеличившийся расход масла. Конечно, машина может подъедать масло и по другим причинам, но на всякий случай турбину проверить стоит. Все-таки отремонтировать агрегат дешевле, чем купить новый.

Как турбина влияет на мощность двигателя. Система турбонаддува и как она работает

Опубликовано Master в 7 марта, 2019

Выбор правильного автомобиля как средства передвижения является важным решением. Здесь необходимо учитывать цену, потребление, комфорт, но есть и другие незаменимые факторы. Одним из таких факторов, который привлекает внимание к авто, является двигатель с турбонаддувом (турбина). Данная система помогает повысить мощность двигателя и предлагает экономию потребления топлива. Что такое турбонаддув, как турбина влияет мощность двигателя и общую производительность автомобиля – об этом расскажем в данном посте.

Содержание

Что такое турбонаддув

Тот, кто работает за рулем, даже если он не очень осведомлен в механике, имеет острое представление о том, как работает машина. Мощность, измеряемая в лошадиных силах, является способностью двигателя превращать топливо в движение и скорость. А это и есть тот значимый элемент, когда речь идет об эффективной, качественной и экономичной работе автомобиля.

На практике это выглядит так: каждая быстрая машина – мощная, но не всякая мощная – быстрая. Это связано с тем, что чем тяжелее транспортное средство, тем больше силы оно использует для движения.

Турбонаддув (система двигателя внутреннего сгорания на основе турбокомпрессора, или турбины) – это способ повысить мощность двигателя, используя компрессор для вытягивания и сжатия большего количества воздуха в камеру сгорания, увеличивая мощность сгорания топлива и, следовательно, увеличивая скорость передвижения авто, вне зависимости от его веса.

Как работает турбонаддув в машине

Двигатель с турбонаддувом состоит из двух частей – выпускного коллектора и турбокомпрессора. Первый отвечает за сбор газов из каждого цилиндра, которые будут поступать в выхлопную систему и выбрасываться в атмосферу.

Турбина собирает воздух, который, в свою очередь, приводит в движение винт, производя прохладный, чистый воздух. Этот воздух передается в компрессор, который уплотняет его и направляет в радиатор промежуточного охладителя, тем самым, охлаждая воздух. Таким образом, большее количество воздуха проходит через цилиндры и попадает в зону сгорания.

Схема работы турбонаддува

Двигатель работает на взрыве, а это значит, что ему нужен огонь, верно? То есть: тепло + топливо + кислород (газы, собираемые из выхлопных газов). Чем больше воздуха в системе, тем больше возможностей сжигать бензин и вырабатывать больше энергии. Прелесть в том, что он создает действенный круг, в котором тот самый газ, генерируемый двигателем (посредством взрывов), становится силой, приводящей в движение турбо систему.

Как турбина влияет на производительность автомобиля

После теоретической части следует объяснить, как турбина влияет на мощность двигателя и производительность автомобиля. Самым большим преимуществом турбины является экономный расход топлива. Но чтобы добиться такой экономии, водителю также необходимо внести свой вклад, научившись управлять своим транспортным средством безопасно, с наименьшим количеством тормозов и внезапным ускорением.

Читать еще:  Быстрый старт для двигателя для чего нужен

Помимо экономного расхода топлива, турбина помогает снизить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. И, конечно же, с турбиной производительность авто будет на высоте (из-за нехватки кислорода транспортные средства теряют около 25% своей мощности). Двигатели с турбонаддувом повторно используют выхлопные газы.

Турбонаддув сегодня признан самым действенным механизмом усиления мощности двигателя внутреннего сгорания без увеличения частоты оборота его коленчатого вала и рабочего объема цилиндров. Система с турбонаддувом используется на бензиновых и дизельных двигателях, однако её максимальная действенность доказана на дизельных двигателях за счет высокой степени сжатия в двигателе и относительно невысокой частоты оборота коленчатого вала. В бензиновом двигателе турбонаддув может вызвать эффект детонации по причине резкого увеличения частоты оборотов двигателя, а также высокой температуры отработанных газов и сильного нагрева турбины.

Принцип работы турбины на бензиновом двигателе

Количество выпускаемых автомобилей с турбированными двигателями постоянно растет, поскольку подобные авто пользуются спросом на рынке. Однако далеко не все автовладельцы знают, как работает турбина на бензиновом двигателе, хотя и проявляют интерес к этой тематике. Дело тут вовсе не в лени, а в чрезмерно сложной подаче материала, делающей его недоступным для понимания большинства автомобилистов.

Для начала необходимо понять, для чего нужна турбина: она позволяет увеличить мощность небольшого по объему мотора без вреда для него и без увеличения расхода горючего. Но существуют определенные особенности эксплуатации, соблюдение которых даст возможность повысить эффективность, и продлить общее время работы силового агрегата.

Устройство турбонаддува

Турбина двигателя, работающего на бензине, состоит из таких элементов:

  1. Корпус подшипников, размещающий в себе ротор с валом и кольцами с лопастями. Вращаясь, они перенаправляют воздух в цилиндры.
  2. Каналы, проходящие через весь корпус. Их функция заключается в доставке масла к вращающимся и трущимся друг о друга элементам, что способствует увеличению срока их службы.
  3. Подшипник скольжения, гарантирующий плавную работу ротора, смазываемого и охлаждаемого маслом.
  4. Корпус, по форме чем-то напоминающий улитку, защищающий составные элементы механизма от механических повреждений.

Турбонаддув: принцип работы

Задача турбины – нагнетать воздух в цилиндры, что осуществляется при помощи компрессора. Благодаря этому, смесь из топлива и воздуха насыщается кислородом, что приводит к увеличению КПД и улучшению сгораемости топлива. Таким образом, движок начинает работать эффективнее при прежнем объеме.

Чтобы понять принцип работы турбины на двигателе, сначала стоит разобраться с тем, как именно работает обычный двигатель. Его функционирование обеспечивается четырьмя последовательными тактами:

  1. Впуск – движение поршня обеспечивает попадание в камеру сгорания топливно-воздушной смеси.
  2. Компрессия – горючая смесь сжимается.
  3. Расширение – выработанная свечами искра приводит к возгоранию смеси.
  4. Выпуск – поршень перемещается вверх, освобождаются и выводятся выхлопные газы.

Чтобы повысить эффективность работы мотора, идти можно по одному из трех путей:

  1. установить турбонаддув;
  2. увеличить объем двигателя;
  3. повысить количество оборотов коленвала.

Увеличение объема, безусловно, приведет к повышению эффективности, но это неизбежно повлечет за собой повышенный расход горючего. Повышение оборотов коленчатого вала не всегда возможно по техническим причинам, к тому же, не избежать снижения эффективности из-за потерь энергии во время каждого из тактов.

Как работает турбонаддув? Он нагнетает в цилиндр предварительно сжатый воздух, вследствие чего количество поступаемого воздуха повышается, а мощность силового агрегата растет без увеличения его объема.

Когда бензиновый двигатель запускается, газы поступают в турбину, приводя с помощью своей энергии в движение ротор, раскручивающий колесо компрессора, захватывающее воздух, подаваемый в цилиндры. Компрессор увеличивает давление воздуха примерно на 80%.

Турбина на бензиновом двигателе позволяет повысить мощность примерно на 30%.

Эксплуатация турбины

Устройство турбокомпрессора делает его зависимым от качества масла, поэтому пытаться сэкономить на нем не стоит. Несвоевременно поменянное масло может стать причиной нарушений в работе механизма.

Автомобиль, оснащенный турбиной, нуждается после покупки в замене масла и тщательной прочистке топливной системы, при этом смешивать разные масла нельзя.

После продолжительной поездки сразу глушить двигатель не рекомендуется, дав ему немного поработать и охладиться. Резкое выключение может сказать на снижении прочности элементов конструкции, вызванном перепадом температуры.

Турбированный мотор: достоинства и недостатки

Популярность турбодвигателей вызвана их преимуществами перед обычными, заключающимися в:

  • увеличении мощности до 30% и уменьшении расхода топлива (турбомотор будет потреблять меньше горючего, нежели ДВС аналогичной мощности, но без турбины);
  • уменьшении загрязнения окружающей среды;
  • лучшем соотношении веса агрегата к развиваемой мощности;
  • более тихой работе механизма;
  • возможности оптимизировать другие параметры двигателя.

Однако есть и свои минусы:

  • требовательность к качеству масла и бензина, что в конечном итоге повышает расходы на эксплуатацию авто;
  • сложный ремонт, требующий применения специального оборудования, выполнить который своими силами маловероятно. Нередко турбина и вовсе оказывается непригодной к ремонту, а её полная замена заметно ударяет по кошельку автовладельца.

Принцип работы турбины: видео

Принцип работы турбины. Как работает турбонаддув

Турбонаддув — вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.

В настоящее время турбонаддув является наиболее эффективной системой повышения мощности двигателя без увеличения частоты вращения коленчатого вала и объема цилиндров. Помимо повышения мощности турбонаддув обеспечивает экономию топлива в расчете на единицу мощности и снижение токсичности отработавших газов за счет более полного сгорания топлива.

Читать еще:  Что такое компрессорный двигатель на машине

Система турбонаддува применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. Вместе с тем, наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой степени сжатия двигателя и относительно невысокой частоты вращения коленчатого вала. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов (1000°С против 600°С у дизелей) и соответствующий нагрев турбонагнетателя.

Несмотря на различия в конструкции отдельных систем, можно выделить следующее общее устройство турбонаддува — воздухозаборник и далее последовательно воздушный фильтр, дроссельная заслонка, турбокомпрессор, интеркулер, впускной коллектор. Все элементы объединяют соединительные патрубки и напорные шланги.

Большинство элементов турбонаддува являются типовыми элементами впускной системы. Отличительной особенностью турбонаддува является наличие турбокомпрессора, интеркулера и новых конструктивных элементов управления.

Турбокомпрессор (другое наименование – турбонагнетатель, газотурбинный нагнетатель) является основным конструктивным элементом турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе. Конструкция турбокомпрессора объединяет два колеса — турбанное и компрессорное, расположенные на валу ротора. Каждое из колес, а также вал с подшипниками помещены в отдельные корпуса.

Турбинное колесо воспринимает энергию отработавших газов. Колесо вращается в корпусе специальной формы. Турбинное колесо и корпус турбины изготавливаются из жаропрочных материалов (сплавы, керамика).

Компрессорное колесо всасывает воздух, сжимает и нагнетает его в цилиндры двигателя. Компрессорное колесо также вращается в специальном корпусе.

Турбинное и компрессорное колеса жестко закреплены на валу ротора. Вал вращается в подшипниках скольжения. Подшипники плавающего типа, т.е. имеют зазор со стороны корпуса и вала. Подшипники смазываются моторным маслом системы смазки двигателя. Масло подается по каналам в корпусе подшипников. Для герметизации масла на валу установлены уплотнительные кольца.

В некоторых конструкциях бензиновых двигателей для улучшения охлаждения дополнительно к смазке применяется жидкостное охлаждение турбонагнетателей. Корпус подшипников турбонагнеталея включен в двухконтурную систему охлаждения двигателя.

Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения сжатого воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер представляет собой радиатор воздушного или жидкостного типа .

Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува, который представляет собой перепускной клапан (вейстгейт, wastegate). Клапан ограничивает энергию отработавших газов, направляя их часть в обход турбинного колеса, тем самым обеспечивает оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува системой управления двигателем.

В воздушном тракте высокого давления (после компрессора) может устанавливаться предохранительный клапан. Он защищает системы от скачка давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться в атмосферу с помощью блуофф-клапана (blowoff) или перепускаться на вход компрессора с помощью байпас-клапана (bypass).

Принцип работы системы турбонаддува

Работа системы турбонаддува основана на использовыании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.

Несмотря на то, что турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя, эффективность работы системы во многом зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа, т.н. «турбояма» (turbolag), с другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления «турбоямы», т.н. «турбоподхват».

«Турбояма» обусловлена инерционностью системы (для повышения давления наддува при резком нажатии на педаль газа требуется определенное время), которая приводит к несоответствию между потребной мощностью и производительностью компрессора. Существует несколько способов решения данной проблемы:

  1. применение турбины с изменяемой геометрией;
  2. использование двух последовательных или параллельных турбокомпрессоров (twin-turbo или bi-turdo);
  3. комбинированный наддув.

Турбина с изменяемой геометрией (VNT – турбина) обеспечивает оптимизацию потока отработавших газов за счет изменения площади входного канала. Турбины с изменяемой геометрией нашли широкое применение в турбонаддуве дизельных двигателей, к примеру турбонаддув двигателя TDI от Volkswagen.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях (по одному на каждый ряд цилиндров). Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая.

При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo (BMW) и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo (Bugatti).

Комбинированный наддув (twincharger) объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается. Примером такой системы является двойной наддув двигателя TSI от Volkswagen.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector