Принцип работы турбины на дизельном двигателе и ее устройство
Содержание
- Конструктивные элементы совокупности
- Как трудится турбонаддув дизельного двигателя
- Регулировка давления наддува
- Совокупность смазки
- Недочёты турбокомпрессоров
- Правила эксплуатации
Блестящая мысль применения выхлопных газов для разгона ротора разрешила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и расширить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в простом режиме выброс газов сопровождается понижением коэффициента нужного действия в пределах 30 — 40%.
Принцип работы турбины дизельного двигателя основан на повышении количества воздуха, смешиваемого с горючим и поступающего в камеру сгорания. За один и тот же период времени и при равных количествах цилиндров, двигатель с турбонаддувом может сжечь большее количество горючего, чем движок, не оснащенный таким устройством.
Соответственно, его мощность и КПД в единицу времени существенно возрастет.
Разглядим устройство турбины дизельного двигателя, как трудится, и как именно достигаются такие показатели.
Конструктивные элементы совокупности
Для осуществления возложенных функций, совокупность турбонаддува складывается из двух главных частей:
- Компрессор;
- Турбина.
Компрессор помогает для нагнетания атмосферного воздуха в совокупность подачи горючего. Он складывается из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздушное пространство. Чем выше ее скорость вращения, тем больше количество принятого воздуха.
Повышению скорости содействует работа турбины.
Она кроме этого складывается из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в перемещение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через особый канал, имеющий форму улитки, что разрешает им расширить скорость.
Как трудится турбонаддув дизельного двигателя
Ротор крыльчатка и турбины компрессора жестко закреплены на одном валу. Так, скорость вращения ротора передается крыльчатке. Круг замыкается:
- Через компрессор воздушное пространство из воздуха, смешиваясь с горючим, подается в цилиндры двигателя;
- Смесь сгорает, приводя в перемещение поршни, и появившиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
- Тут они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
- Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздушное пространство.
Получается взаимосвязанная схема работы, в то время, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки и, напротив, крыльчатка вращается стремительнее при большем количестве забираемого воздуха.
Принцип работы турбонаддува имеет два момента, именуемые турбоямой и турбоподхватом.
Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины по окончании повышения подачи горючего нажатием на педаль газа, поскольку для разгона ротора выхлопными газами требуется время.
За турбоямой наступает момент турбоподхвата, в то время, когда разогнавшийся ротор быстро увеличивает подачу воздуха в цилиндры, повышая мощность двигателя.
Регулировка давления наддува
Турбонаддув дизельного двигателя повышает его мощность за счет возрастания давления выхлопных газов, являющихся результатом интенсивности числа работы и увеличения оборотов мотора. Данный же процесс повышает давление наддува.
В случае если его не регулировать, то на самых высоких оборотах оно может достигнуть страшных значений, приводящих к механическим повреждениям и поломкам.
Регулировка давления производится с помощью выпускного предохранительного клапана, а контроль максимально допустимого значения — с помощью пружины и мембраны определенной жесткости.
Сущность работы: при достижении предельного значения давления, мембрана, установленная в корпусе компрессора, преодолевает действие пружины и открывает регулировочный клапан.
Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:
- Трудящийся турбокомпрессор сбрасывает в воздух через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
- В турбине клапан производит отработанные газы под действием мембраны компрессора, в то время, когда давление всасываемого воздуха достигает большого уровня. Именно поэтому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздушное пространство и не увеличивает давление.
Второй вариант размещения клапана разрешает изготавливать совокупности меньших габаритов. Помимо этого, турбонагнетатель с клапаном в компрессоре подвержен чрезмерному нагреву из-за повышенной температуры производимого воздуха, что очень плохо отражается на эффективности его работы.
Исходя из этого турбонаддув дизельного двигателя чаще оснащают регулировочным клапаном в турбине, а регулировку в компрессоре применяют в качестве дополнения.
Совокупность смазки
Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной совокупностью двигателя.
На вал устанавливают уплотнительные кольца, предотвращающие проникновение масла в полости корпусов компрессора и турбины. Они же предохраняют корпуса от перегрева.
Но герметичность обеспечивается не столько уплотнениями, сколько разностью величины давления в разных частях агрегата. Эту отличие давлений формирует турбинная ось (вал), имеющая неравномерный диаметр.
Особенная форма литья корпуса, в котором расположен вал, кроме этого содействует удержанию масла.
В случае если мотор не развивает требуемую мощность, это возможно симптомом неисправности турбонаддува. Чаще всего видящиеся неприятности — загрязнение воздушного фильтра либо утрата герметичности впускного коллектора.
Не считая утраты мощности, их возможно диагностировать по несвойственному для исправной автомобили цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.
Недочёты турбокомпрессоров
Принцип работы турбины на дизельном двигателе формирует и негативные факторы:
- Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного количества подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» автомобили. Уменьшить аппетит до разумных пределов разрешает верная регулировка совокупности.
- Хорошие стороны наддува приводят к многократному увеличению температуры во время такта сжатия, что может привести к детонации в двигателе. Решается эта неприятность установкой охладителей, прочих элементов и регуляторов.
Правила эксплуатации
Дабы в полной мере применять ресурс турбины дизельного мотора и продолжить ее срок работы, нужно делать ряд требований:
- Систематично поменять масло в совокупности, дабы не допустить попадания абразива в его засорения и маслопровод.
- Использовать лишь качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует упомянутой в паспортных данных двигателя.
- Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
- Ни при каких обстоятельствах быстро не отключать движок, а по окончании остановки автомобиля давать ему возможность поработать пара секунд на холостых оборотах.
