מכשיר מגדש טורבו: תיאור, עקרון הפעולה, אלמנטים עיקריים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

לפני שתמשיך לבחון את מכשיר מגדש הטורבו עצמו, כדאי לדעת שהכוח של מנוע בעירה פנימית תלוי לחלוטין בכמות האוויר והדלק שנכנסים אליו. לכן, אם תגדיל את האינדיקטורים הללו, תגדיל גם את הספק של מנוע הבעירה הפנימית.

תיאור טורבינה

מכשיר מגדש הטורבו והמראה שלו הם תוצאה של מירוץ מתמיד של אנשים להגברת כוח המנוע. חשוב להוסיף כאן שטורבינה כזו הפכה לפתרון יעיל לא רק למנועי בנזין, אלא גם לדגמי דיזל. לרוב, מכשירים כאלה מותקנים על אותם מנועים שיש להם כמות קטנה של אוויר מסופק. כאן חשוב להבין את הדברים הבאים: ככל שהמנוע עצמו גדול יותר, כך הוא צורך יותר אוויר ודלק ויש לו יותר כוח. על מנת להשיג את אותו הספק ממנוע קטן יותר, יש צורך להגדיל את כמות האוויר שנכנסת לצילינדרים.

מגדש טורבו הוא מכשיר שנועדלאלץ כמות גדולה של אוויר לתוך המנוע באמצעות גזי הפליטה. למגדש טורבו שני אלמנטים עיקריים - טורבינה ומשאבה צנטריפוגלית. בינם לבין עצמם, שני החלקים הללו מחוברים בציר נוקשה. האלמנטים מסתובבים במהירויות של עד 100,000 סיבובים לדקה, והם גם מניעים את המדחס.

חלקי טורבינה

מכשיר מגדש הטורבו כולל 8 חלקים. ישנו גלגל טורבינה שמסתובב בתוך בית בעל צורה מיוחדת. המטרה העיקרית היא להעביר את האנרגיה של גזי הפליטה למדחס. חומר המוצא להרכבת אלמנטים אלו הם חומרים עמידים בחום, כגון קרמיקה.

מכשיר מגדש הטורבו כולל גם גלגל מדחס שואב אוויר. הוא עוסק גם בדחיסה ובהזרקה שלו לצילינדרים של המנוע. הגלגל ממוקם בתוך בית מיוחד, כמו טורבינה. שני הגלגלים הללו מותקנים על גל הרוטור, שסיבובו מתבצע על גבי מיסבים פשוטים.

העיצוב והתפעול של מגדש טורבו, במיוחד במנועי בנזין, דורש קירור נוסף. בדרך כלל מדובר במערכת קירור נוזלית. בנוסף לקירור המערכת עצמה, גם האוויר הדחוס מקורר. לשם כך, לטורבינה יש מצנן אוויר או נוזל. קירור האוויר חיוני מכיוון שהוא מגביר את הצפיפות שלו ומכאן את הלחץ.

מערכת זו נשלטת על ידי ווסת לחץ. שסתום מעקף זה מסוגללהגביל את זרימת גזי הפליטה. בדרך זו, חלק יעברו ליד גלגל הטורבינה.

מהות היצירה

התקן של מגדש הטורבו ועיקרון פעולתו מבוסס על שימוש בגזי פליטה. האנרגיה של גזים אלו תניע את גלגל הטורבינה. כדי להעביר אנרגיה זו, גלגל הטורבינה מחובר לציר הרוטור, ומסובב אותו. בדרך זו מועברת אנרגיה לגלגל המדחס. אלמנט זה עוסק באילוץ אוויר לתוך המערכת, כמו גם בדחיסתו. האוויר הדחוס עובר דרך המצנן הבין, אשר מקרר אותו. לאחר מכן, החומר נכנס ישירות לצילינדרים של המנוע.

מידע נוסף

התקן מגדש הטורבו ועקרון הפעולה אינם תלויים באופן כלשהו, מצד אחד, ממנוע הבעירה הפנימית, שכן אין חיבור קשיח עם גל המנוע. מצד שני, מהירות הסיבוב עדיין משפיעה בצורה כלשהי על יעילות הטורבינה. זה מחובר בדרך הבאה. ככל שהמנוע יעשה יותר סיבובים, כך זרימת גזי הפליטה תהיה חזקה יותר. בגלל זה, מהירות הסיבוב של גל הטורבינה תגדל, מה שאומר שכמות האוויר שתיכנס לצילינדרים תגדל.

לעיצוב והתפעול של מגדש הטורבו יש כמה צדדים שליליים. אחד החסרונות נקרא "פיגור טורבו". בלחיצה חדה על דוושת הגז, העלייה המהירה בכוח תתעכב במקצת. לאחר מעבר ב"טורבוג'ם" יש קפיצה חדה בלחץ,מה שנקרא "מעלית הטורבו".

תיקון ליקויים

הופעת החיסרון הראשון נובעת מהעובדה שהמערכת אינרציאלית. בגלל תופעה זו קיימת אי התאמה בין ביצועי הטורבינה לבין הכוח הנדרש מהמנוע. ישנן שלוש דרכים לפתור בעיה זו. מכיוון שהמכשיר של מגדש טורבו דיזל דומה למכשיר בנזין, הם גם מתאימים לו. זה מה שאתה יכול לעשות:

1. השתמש בטורבינת גיאומטריה משתנה.
2. השתמש בשני מדחסים מקבילים או שניים בסדרה.
3. השתמש במערכת חיזוק משולבת.

באשר לטורבינת הגיאומטריה המשתנה, היא מסוגלת בהחלט לפתור את הבעיה על ידי שינוי השטח של שסתום הכניסה. מערכת כזו משמשת לעתים קרובות מאוד במנועי דיזל.

תיאור של מערכות שונות

מטרה, ההתקן של מגדש הטורבו זהה לזה של טורבינה רגילה. ההבדל העיקרי הוא שלמכשיר יש רק 5 חלקים עיקריים, לא 8.

נעשה שימוש במערכת של טורבינות המחוברות במקביל. מערכת כזו מתאימה ביותר למנועי V חזקים מספיק. במקרה זה מותקן מגדש טורבו קטן אחד לכל שורת צילינדרים. היתרון הוא שהאינרציה של כמה מכשירים קטנים פחותה מזו של טורבינה אחת גדולה.

התקן ועיקרון הפעולה של המדחס אינם שונים בהתאםמנפחו, לעומת זאת, זה ממלא תפקיד חשוב, למשל, בעת שימוש בחיבור טורי של שתי טורבינות. במקרה זה, כל מכשיר יופעל במהירות מסוימת.

נעשה שימוש גם במערכת בוסט, המשתמשת במגדש טורבו גם מכני. אם מהירות המנוע נמוכה, המכשיר המכני לשאיבת אוויר מופעל. אם חריגה מסף מסוים, המכשיר המכני יכבה, ומגדש הטורבו יתחיל לעבוד.

מה הם היתרונות של טורבינה

היתרונות הבאים בולטים בעת שימוש במדחס:

1. השימוש הנרחב במכשיר זה הפך לאפשרי בשל הפשטות והאמינות של העיצוב שלו. בנוסף, הכנסת התקן זה למערכת מנוע הבעירה הפנימית מגדילה את כוח המנוע בכ-20-35%.
2. המדחס עצמו לא יכול לגרום לתקלה, שכן הביצועים שלו תלויים ישירות במערכות אחרות, למשל, חלוקת גז.
3. אפשר לחסוך בין 5 ל-20% בדלק. אם תתקין טורבינה במנוע קטן, תהליך שריפת הדלק יתייעל, מה שאומר שהיעילות תגדל.
4. יתרון טוב של מנועים כאלה נצפה בכבישים העוברים, למשל, בהרים. זה בולט במיוחד בהשוואה למקבילים באטמוספירה.
5. העיצוב ועקרון הפעולה של מגדש הטורבו מאפשרים לו לתפקד כשתיק קול נוסף במערכת הפליטה.

תכונות האפליקציה

למרות העובדה שהמדחס עצמו כמעט ולא נכשל, מתעוררים מדי פעם מצבים שבהם פעולתו נעצרת.

היום, הסיבה השכיחה ביותר לכיבוי מגדש הטורבו היא שהמחסנית המרכזית של הטורבינה סתומה בשמן. לרוב, בעיה כזו מתרחשת בשל העובדה שאחרי עומסים ממושכים ורציניים על טעינת הטורבו, עבודתה נעצרת בפתאומיות. על מנת להיפטר מהבעיה הזו, יש צורך להתקין מערכת קירור מים. הקווים של מערכת זו ייצרו אפקט ספיגת חום, שיפחית את הטמפרטורה במחסנית המרכזית. ראוי לציין שהשפעה זו תתרחש במשך זמן מה לאחר שהמנוע יפסיק לחלוטין, כמו גם לאחר הפסקה מוחלטת של מחזור נוזל הקירור.

זנים של טורבינות

באשר לסוגי מגדשי הטורבו, ישנם סוג שרוולים וסוג מיסב כדורי.

אם אנחנו מדברים על מגדשי טורבו מסוג בוש, הם היו בשימוש די הרבה זמן. עם זאת, היו להם מספר חסרונות, שהיו קשורים לתכונות העיצוב שלהם. זה לא אפשר לנצל את הפוטנציאל של מערכת כזו ב-100%. יחידות נושאות כדוריות הן חדשות יותר, שלקחו בחשבון את החסרונות, ולכן הן מחליפות בהדרגה את מדחסי השיחים.

כאשר משווים את שני סוגי הטורבינות הללו, המיסב הכדורי נחשב חסכוני יותר, מכיוון שהוא צורך משמעותיתפחות שמן מאשר סוג השרוול. כמו כן, למדחסים יש מחוון שאחראי על תגובת הטורבינה ללחיצה על דוושת הגז. עבור סוגי טורבינות עם מיסבים כדוריים, מחוון זה טוב יותר, מה שמאפשר שיפור בתגובה בכ-15% בהשוואה לשרוולים.

תקלות במכשיר

כאן יש לומר שמגדש הטורבו הוא החיבור היחיד של המנוע, שמחובר בזמן הפעולה כמעט לכל שאר מערכות הרכב. בהתבסס על זה, זה הופך להיות די ברור כי סטיות מינימליות בפעולה של כל מערכת יובילו לעובדה שהבלאי של המדחס יגדל באופן משמעותי. נכון להיום, ישנן מספר סיבות שהופכות לרוב למכשול בהפעלת הטורבינה:

• ייתכן שעצמים זרים ייכנסו למנגנון. בשל מהירות הסיבוב העצומה של המנוע, הדבר עלול בהחלט להוביל לנזק, למשל, לאימפלרים.
• מחסור בחומרי סיכה. ככל שהעומסים הדינמיים גבוהים יותר, כך הסיכוי שיתרחש הרס "סרט" השמן גבוה יותר. זה, בתורו, יוביל לחיכוך "יבש", אשר משפיע על המערכת בצורה השלילית ביותר. הסיבה לתקלה זו יכולה להיות כל סיבה שבגללה השמן אינו מגיע במלואו. לדוגמה, גלילי שמן סתומים, מסננים, בלאי משאבות שמן וכו'.