A turbófeltöltés elve lehetővé teszi az autómotorok teljesítményének jelentős növelését. A rendszer jobb megértéséhez nézzük meg közelebbről a turbinát és a túlnyomásszelepet (nyugati kapu). A működési elvtől függően a szelep neve: Bypass vagy Blow-off.

(4): Csiga szelepberendezés

A gázüzemű turbófeltöltő készüléke.

  1. Csapágyház szerelvény (turbinabetét).
  2. A forró rész turbinakereke.
  3. Bypass szelep.
  4. Turbinaház (fúvó forró vége).
  5. Csatornák a rotortengely csúszócsapágyainak olajellátásához.
  6. Rotortengely.
  7. Tömítő alátétek.
  8. Kompresszor kerék.
  9. Kompresszorház (a fúvó hideg része).
  10. Bypass szelep működtető.

Ez az a turbófeltöltő-típus, amelyet leggyakrabban dízel- és benzinmotorokba szerelnek. Az egyszerű gázturbina kialakítása abban különbözik, hogy nincs Bypass-szelep. Néhány gázüzemű turbófeltöltő rendelkezik a fagyálló folyadék keringtetésére szolgáló csatornákkal, ami szükségtelenné teszi a magas hőmérséklet miatti olajbeégés megakadályozására szolgáló turbóidőzítő használatát.

Ujjturbina elrendezés

Tervezési jellemzők

Az egy darabból álló turbinaház a nagy hőterhelés miatt öntöttvasból vagy öntöttvas és nikkel hőálló ötvözetéből készül. A középső rész szintén öntöttvasból készült. A kompresszor burkolata egybeöntött, de alumíniumból készült. A turbina legfontosabb része a rotor, amely egy tengelyből és a hozzá hegesztett turbinakerékből áll. A kompresszor kereke laza vagy köztes illeszkedésű, és egy anyával van a rotortengelyhez csavarozva.

A rotortengely a turbinakerékkel és a kompresszorkerékkel együtt nagyon nagy sebességgel forog, amikor a kipufogógázáram felgyorsítja. A tengely megfelelő működése érdekében a kialakítás magában foglalja:

  • Tartócsapágyak, amelyek leggyakrabban siklócsapágyak. A hagyományos golyóscsapágyakkal ellátott konstrukciók csökkentik a súrlódási veszteségeket, de rövidebb élettartamúak, ezért elsősorban versenyautókba építik be őket. A golyóscsapágyak fő célja, hogy a ház közepén forgáspontokat hozzanak létre. Megjegyzendő, hogy az egyik videó egy olyan turbófeltöltő-konstrukciót mutat, amely a rotortengelyre szerelt különálló támasztócsapágyakkal rendelkezik. A második videó az egységet egy olyan modellen mutatja be, ahol a nyomócsapágy egy csavarral rögzített hüvely formájában van;
  • Tolócsapágyak, amelyeket úgy terveztek, hogy megakadályozzák a turbina tengelyének axiális játékát.

A toló- és támasztócsapágyak olajos ékkel működnek. A motorolaj bejutása a turbófeltöltő hideg és meleg részeibe egyaránt nem kívánatos. Ennek megakadályozására a forgórész tengelyére tömítőgyűrűket szerelnek. A zsír nem közvetlenül hozzájuk kerül, mint a tartó- és radiális csapágyak esetében. A futófelületek gyorsuló kopását az olajköd működése (a rotortengely forgása közben permetezett motorolaj finom részecskéi) megakadályozza.

A kenőrendszer jelentése és működése

A turbófeltöltős dízel- és benzinmotorok a légköri motorokhoz képest jobb minőségű olajat igényelnek.

Ez elsősorban a turbina rotortengelyének csapágyazása megfelelő kenésének szükségessége miatt van így. Az olajat nagy nyomáson, a patronban lévő speciális csatornákon keresztül juttatják a csapágyakhoz, ezért a házban van egy speciális csatlakozó, ahová az olajat a motor általános kenési rendszeréből táplálják.

Az olaj ékhatásának felfedezése egy időben hatalmas lendületet adott a hidrodinamikai kenési elvek gyakorlati alkalmazásának. A hatás lényege, hogy működés közben a súrlódó felületek között olyan olajfilm jön létre, amely szinte teljesen megszünteti a mozgó felületek közötti súrlódást. Fontos, hogy a súrlódó felületek között nyomás alakuljon ki, amely az alkatrészeket forgás közben relatív távolságban tartja egymástól. Ezt kétféleképpen lehet elérni:

  • Magas nyomás a kenési rendszerben;
  • A súrlódó párok pontos illeszkedése. Ez azt jelenti, hogy a tengely és a csúszócsapágyak között pontosan elegendő hézagnak kell lennie ahhoz, hogy megbízható olajos éket hozzon létre. Ezért a turbina élettartama szempontjából létfontosságú, hogy a forgórész tengelyének axiális és radiális játéka elhanyagolható legyen.

A meghibásodás fő oka

A megnövekedett olajfogyasztás egyik oka a turbina meghibásodása, amikor az olaj a tömítéseken keresztül a kompresszor vagy a turbina házába szivárog (ilyen esetekben általában azt mondják, hogy a turbina olajat dobál). Ennek a hibás működésnek az oka a túlzott axiális és radiális játék, ami miatt a tömítőgyűrűk már nem képesek ellátni a feladatukat.

Ujjturbina elrendezés

Az összeomlott turbina következményei

Turbina működtető

A turbófeltöltő rendszerben lévő túlnyomásszelep célja a túlzott bemeneti nyomás levezetése, valamint a kipufogógáz-kimeneti ellenállás csökkentése magas fordulatszámon. A turbina teljesítményét elsősorban a turbinalapátok állásszöge határozza meg, de a forró végcsatorna átjárószelvénye és a turbinakerék mérete is. Minél kisebb a kipufogó légcsatorna keresztmetszete, annál hamarabb éri el a turbina forgatásához szükséges nyomást a forró rész “spiráljában”.

Ennek megfelelően alacsony fordulatszámon egy kis turbina nagyobb teljesítménynövekedést eredményez, míg magas fordulatszámon a forró részen lévő kis átjáró jelentős ellenállást eredményez a kipufogógázzal szemben. Emellett minden turbinának van egy nyomáshatára, és ennek túllépése a lapátok légáramlásának “leállását” és a teljesítmény csökkenését eredményezi. A Turbófeltöltés az elméletben és a gyakorlatban című fejezetben tárgyalja, hogy a turbó működtetője hogyan kerüli el a turbófeltöltést a szívórendszerben a gázkar hirtelen zárásakor, és hogyan javíthatja a nagy és kis sebességű teljesítmény közötti kompromisszumot. Célunk, hogy megvizsgáljuk a különböző típusú túlnyomásszelepek kialakítását.

Bypass

Kétféle tervezési módot alkalmaznak:

  • Zárt hurok. A túlnyomás egy speciális csatornán keresztül jut a turbina forró részébe, ami csökkenti a turbinakerék forgásából eredő tehetetlenségi veszteségeket az ezt követő gyorsítás során. A rendszer egy szelepből, légvezetékekből és egy turbinaműködtető szabályozóból áll, amely a szelepszárat mozgatja. A szabályozó vákuumszabályozással rendelkezik, és egy membránon keresztül kapcsolódik a szívócsőhöz. Amikor egy bizonyos bemeneti nyomás kialakul, a membrán a visszatérő rugó erejével szemben meghajlik, és egy összeköttetésen keresztül kinyitja a bypass-szelepet;
  • Nyitott ciklus. Az alapvető különbség az, hogy amikor a szelep nyitva van, a légáram a turbinakerékbe kerül, és közvetlenül a kipufogócsőbe irányul.

Blow-off

A nyitott ciklusú rendszer egyik változata a lefúvó rendszer. Ugyanezen az elven működik – egy speciális szelep levezeti a túlnyomást a szívórendszerből. Az egyetlen különbség az, hogy a nyomás közvetlenül a légkörbe kerül, és nagy fordulatszámon jellegzetes hangot ad ki.

Ujjturbina elrendezés

“>

Similar Posts