Princip rada turbopunjača i njegov dizajn

Turbopunjač (turbina) je mehanizam koji se koristi u automobilima za tjeranje zraka u cilindre motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. U ovom slučaju, turbina se pokreće isključivo protokom izduvnih gasova. Upotreba turbo punjača omogućava povećanje snage motora do 40% uz zadržavanje njegove kompaktne veličine i niske potrošnje goriva.

Kako je turbina uređena, princip njenog rada

Standardni turbopunjač se sastoji od:

1. Stanovanje. Izrađen od čelika otpornog na toplinu. Ima spiralni oblik sa dvije različito usmjerene cijevi opremljene prirubnicama za ugradnju u sistem za pritisak.
2. Turbinski točak. On pretvara energiju izduvnih gasova u rotaciju osovine na kojoj je čvrsto pričvršćen. Izrađen od materijala otpornih na toplinu.
3. Točak kompresora. Prima rotaciju od turbinskog točka i pumpa vazduh u cilindre motora. Radno kolo kompresora je često napravljeno od aluminija, što smanjuje gubitke energije. Temperaturni režim u ovoj zoni je blizu normalnog i nije potrebna upotreba materijala otpornih na toplinu.
4. Osovina turbine. Povezuje turbinske točkove (kompresor i turbinu).
5. Klizni ili kuglični ležajevi. Potrebno za spajanje osovine u kućištu. Dizajn može biti opremljen sa jednim ili dva nosača (ležajevi). Potonji se podmazuju općim sistemom podmazivanja motora.
6. bypass ventil. PDizajniran da reguliše protok izduvnih gasova koji deluju na turbinski točak. Ovo vam omogućava da kontrolišete snagu pojačanja. Ventil sa pneumatskim aktuatorom. Njegov položaj kontrolira ECU motora, koji prima signal od senzora brzine.

Osnovni princip rada turbine u benzinskim i dizel motorima je sljedeći:

• Izduvni plinovi se usmjeravaju u kućište turbopunjača gdje djeluju na lopatice turbine.
• Turbinski kotač počinje da se okreće i ubrzava. Brzina rotacije turbine pri velikim brzinama može doseći 250 o/min.
• Nakon prolaska kroz turbinski točak, izduvni gasovi se ispuštaju u izduvni sistem.
• Radno kolo kompresora se sinkronizirano rotira (jer je na istoj osovini kao i turbina) i usmjerava struju komprimovanog zraka u međuhladnjak, a zatim u usisnu granu motora.

Karakteristike turbine

U poređenju sa mehaničkim kompresorom koji pokreće radilica, prednost turbine je u tome što ne crpi energiju iz motora, već koristi energiju iz njegovih nusproizvoda. Jeftiniji je za proizvodnju i jeftiniji za upotrebu.

Iako je tehnički turbina za dizel motor u suštini ista kao i za benzinski motor, češća je kod dizel motora. Glavna karakteristika su načini rada. Stoga se za dizel motor mogu koristiti materijali manje otporni na toplinu, jer temperatura izduvnih plinova u prosjeku iznosi od 700 °C kod dizel motora i od 1000 °C kod benzinskih motora. To znači da nije moguće ugraditi dizel turbinu na benzinski motor.

Sa druge strane, ovi sistemi takođe imaju različite nivoe pritiska prednapona. U ovom slučaju treba uzeti u obzir da efikasnost turbine zavisi od njenih geometrijskih dimenzija. Pritisak vazduha koji se upuhuje u cilindre je zbir dva dela: 1 atmosferski pritisak plus višak pritiska koji stvara turbopunjač. Može biti od 0,4 do 2,2 atmosfere ili više. Budući da princip rada turbine u dizel motoru omogućava da se unese više izduvnih gasova, konstrukcija benzinskog motora ne može se ugraditi čak ni u dizel motore.

Vrste i vijek trajanja turbo punjača

Glavni nedostatak turbine je "turbo lag" efekat koji se javlja pri malim brzinama motora. Predstavlja vremensko kašnjenje kao odgovor na promjenu brzine motora. Da bi se prevazišao ovaj nedostatak, razvijeni su različiti tipovi turbo punjača:

• Twin-scroll sistem. Dizajn predviđa dva kanala koji razdvajaju komoru turbine i, kao rezultat, protok izduvnih gasova. Ovo osigurava brže vrijeme odziva, maksimalnu efikasnost turbine i sprječava začepljenje izduvnih otvora.
• Turbina promjenjive geometrije (mlaznica promjenjive geometrije). Ovaj dizajn se najčešće koristi u dizel motorima. Omogućava promjenu poprečnog presjeka ulaza u turbinu zbog pokretljivosti njenih lopatica. Promjena ugla rotacije omogućava vam da prilagodite protok izduvnih gasova, čime se podešava brzina izduvnih gasova i brzina motora. U benzinskim motorima, turbine promjenjive geometrije se često nalaze u sportskim automobilima.

Nedostatak turbo punjača je krhkost turbine. Za benzinske motore to je u prosjeku 150 kilometara. S druge strane, turbinski resurs dizel motora je nešto duži i u prosjeku iznosi 000 kilometara. Produženom vožnjom velikom brzinom, kao i pogrešnim izborom ulja, vijek trajanja može se smanjiti za dva ili čak tri puta.

U zavisnosti od toga kako turbina radi u benzinskom ili dizel motoru, performanse se mogu procijeniti. Signal za provjeru je pojava plavog ili crnog dima, smanjenje snage motora, kao i pojava zvižduka i zveckanja. Da biste izbjegli kvarove, potrebno je na vrijeme mijenjati ulje, filtere zraka i redovno održavati.