Egwyddor gweithredu'r turbocharger a'i ddyluniad

Mae turbocharger (tyrbin) yn fecanwaith a ddefnyddir mewn automobiles i orfodi aer i mewn i silindrau injan hylosgi mewnol. Yn yr achos hwn, mae'r tyrbin yn cael ei yrru gan lif nwyon gwacáu yn unig. Mae defnyddio turbocharger yn caniatáu ichi gynyddu pŵer injan hyd at 40% wrth gynnal ei faint cryno a'i ddefnydd tanwydd isel.

Sut mae'r tyrbin wedi'i drefnu, egwyddor ei weithrediad

Mae'r turbocharger safonol yn cynnwys:

1. Corff. Wedi'i wneud o ddur sy'n gwrthsefyll gwres. Mae ganddo siâp helical gyda dau diwb â chyfeiriad gwahanol wedi'u darparu gyda fflansau i'w gosod mewn system gwasgu.
2. Olwyn tyrbin. Mae'n trosi egni'r gwacáu yn gylchdroi'r siafft y mae wedi'i osod yn anhyblyg arno. Wedi'i wneud o ddeunyddiau gwrthsefyll gwres.
3. Olwyn cywasgwr. Mae'n derbyn cylchdro o olwyn y tyrbin ac yn pwmpio aer i mewn i silindrau'r injan. Mae impeller y cywasgydd yn aml yn cael ei wneud o alwminiwm, sy'n lleihau colledion ynni. Mae'r drefn tymheredd yn y parth hwn yn agos at normal ac nid oes angen defnyddio deunyddiau sy'n gwrthsefyll gwres.
4. Siafft tyrbin. Yn cysylltu olwynion y tyrbin (cywasgydd a thyrbin).
5. Bearings plaen neu Bearings pêl. Angen cysylltu y siafft yn y tai. Gall y dyluniad gael ei gyfarparu ag un neu ddau o gefnogaeth (bearings). Mae'r olaf yn cael ei iro gan y system iro injan gyffredinol.
6. falf ffordd osgoi. PWedi'i gynllunio i reoleiddio llif nwyon gwacáu sy'n gweithredu ar olwyn y tyrbin. Mae hyn yn caniatáu ichi reoli'r pŵer hwb. Falf gyda actuator niwmatig. Rheolir ei safle gan yr ECU injan, sy'n derbyn signal gan y synhwyrydd cyflymder.

Mae egwyddor sylfaenol gweithredu'r tyrbin mewn peiriannau gasoline a diesel fel a ganlyn:

• Mae'r nwyon gwacáu yn cael eu cyfeirio at y tai turbocharger lle maent yn gweithredu ar y llafnau tyrbin.
• Mae olwyn y tyrbin yn dechrau cylchdroi a chyflymu. Gall cyflymder cylchdroi tyrbinau ar gyflymder uchel gyrraedd 250 rpm.
• Ar ôl pasio trwy olwyn y tyrbin, mae'r nwyon gwacáu yn cael eu gollwng i'r system wacáu.
• Mae impeller y cywasgydd yn cylchdroi mewn cydamseriad (oherwydd ei fod ar yr un siafft â'r tyrbin) ac yn cyfeirio'r llif aer cywasgedig i'r rhyng-oer ac yna i fanifold cymeriant yr injan.

Nodweddion tyrbin

O'i gymharu â chywasgydd mecanyddol sy'n cael ei yrru gan crankshaft, mantais tyrbin yw nad yw'n tynnu ynni o'r injan, ond yn defnyddio ynni o'i sgil-gynhyrchion. Mae'n rhatach i'w gynhyrchu ac yn rhatach i'w ddefnyddio.

Er yn dechnegol mae'r tyrbin ar gyfer injan diesel yn ei hanfod yr un fath ag ar gyfer injan gasoline, mae'n fwy cyffredin mewn injan diesel. Y prif nodwedd yw'r dulliau gweithredu. Felly, gellir defnyddio llai o ddeunyddiau gwrthsefyll gwres ar gyfer injan diesel, gan fod tymheredd y nwy gwacáu ar gyfartaledd o 700 ° C mewn peiriannau diesel ac o 1000 ° C mewn peiriannau gasoline. Mae hyn yn golygu nad yw'n bosibl gosod tyrbin disel ar injan gasoline.

Ar y llaw arall, mae gan y systemau hyn lefelau gwahanol o bwysau hwb hefyd. Yn yr achos hwn, dylid ystyried bod effeithlonrwydd y tyrbin yn dibynnu ar ei ddimensiynau geometrig. Swm dwy ran yw pwysedd yr aer sy'n cael ei chwythu i'r silindrau: 1 gwasgedd atmosfferig ynghyd â'r pwysau gormodol a grëir gan y turbocharger. Gall fod o 0,4 i 2,2 atmosffer neu fwy. Gan fod egwyddor gweithredu'r tyrbin mewn injan diesel yn caniatáu cymryd mwy o nwy gwacáu, ni ellir gosod dyluniad injan gasoline hyd yn oed mewn peiriannau diesel.

Mathau a bywyd gwasanaeth turbochargers

Prif anfantais y tyrbin yw'r effaith "turbo lag" sy'n digwydd ar gyflymder injan isel. Mae'n cynrychioli oedi mewn ymateb i newid mewn cyflymder injan. Er mwyn goresgyn y diffyg hwn, mae gwahanol fathau o wefrwyr turbo wedi'u datblygu:

• System twin-scroll. Mae'r dyluniad yn darparu ar gyfer dwy sianel sy'n gwahanu'r siambr dyrbin ac, o ganlyniad, y llif nwy gwacáu. Mae hyn yn sicrhau amseroedd ymateb cyflymach, uchafswm effeithlonrwydd tyrbin ac yn atal tagu'r porthladdoedd gwacáu.
• Tyrbin gyda geometreg newidiol (ffroenell gyda geometreg newidiol). Defnyddir y dyluniad hwn yn fwyaf cyffredin mewn peiriannau diesel. Mae'n darparu newid yn y trawstoriad o'r fewnfa i'r tyrbin oherwydd symudedd ei llafnau. Mae newid ongl y cylchdro yn caniatáu ichi addasu llif y nwyon gwacáu, a thrwy hynny addasu cyflymder y nwyon gwacáu a chyflymder yr injan. Mewn peiriannau gasoline, mae tyrbinau geometreg amrywiol i'w cael yn aml mewn ceir chwaraeon.

Anfantais turbochargers yw breuder y tyrbin. Ar gyfer peiriannau gasoline, mae hyn yn gyfartaledd o 150 cilomedr. Ar y llaw arall, mae adnodd tyrbin injan diesel ychydig yn hirach ac yn 000 cilomedr ar gyfartaledd. Gyda gyrru hir ar gyflymder uchel, yn ogystal â gyda'r dewis anghywir o olew, gellir lleihau bywyd y gwasanaeth ddwywaith neu hyd yn oed dair gwaith.

Yn dibynnu ar sut mae'r tyrbin yn gweithio mewn injan gasoline neu ddiesel, gellir asesu perfformiad. Y signal i'w wirio yw ymddangosiad mwg glas neu ddu, gostyngiad mewn pŵer injan, yn ogystal ag ymddangosiad chwiban a ratl. Er mwyn osgoi torri i lawr, mae angen newid yr olew, hidlyddion aer a gwneud gwaith cynnal a chadw rheolaidd mewn pryd.