Jei kam idomu apie turbinas, tai turiu straipsneli, galit pasiskaityt : Kai žmonės kalba apie lenktyninius automobilius, dažniausiai turima omenyje turbokompresoriniai varikliai. Iš karto vertėtų pasakyti, kad ne tik benzininiai varikliai gali būti su turbokompresoriumi, bet dyzeliniai taip pat. Turbokompresorius gali lengvai padidinti variklio galingumą praktiškai nekeisdamas kitų automobilio parametrų ( pvz.: automobilio svorio).
Turbokompresorius yra vienas iš priverstinio oro įstūmimo įrenginių. Jis priverstinai stumia orą į variklį. Priverstinai įstumto oro privalumas, kad kuo daugiau oro yra įstumiama į variklio cilindrą, tuo daugiau kuro galima sudeginti, o nuo to savo ruožtu padidėja variklio galingumas. Varikliai su turbokompresoriumi sukuria akivaizdžiai daugiau galios, negu identiški varikliai be turbokompresoriaus. Šis veiksnys labai smarkiai įtakoja variklio galios ir automobilio masės santykį t.y. kiek vienai arklio galiai tenka kilogramų.
Kad sukurtų šį spaudimą, turbokompresorius panaudoja išmetamąsias dujas, kurios išeidamos iš variklio *miau* turbiną, o turbina savo ruožtu *miau* „oro pompą“ (kompresorių). Turbina turbokompresoriuje įsisuka iki 150 000 (!!!) apsisukimų per minutę. Kadangi turbiną *miau* išmetamosios dujos, tai logiška, kad turbina pasiekia labai aukštą temperatūrą.
Vienas lengviausių būdų kaip padidinti variklio galingumą yra padidinti sudeginamo oro ir kuro kiekį. Šį efektą galima pasiekti keliais būdais, kai antai padidinti cilindrų skaičių, padidinti darbinį tūrį arba eiti ekonomiškesniu keliu ir pasitelkti į pagalbą turbokompresorių.
Turbokompresorius leidžia sudeginti daugiau kuro priverstinai „įpūsdamas“ į cilindrus daugiau oro. Vidutiniškai į standartinius automobilius turbokompresorius „įpučia“ apie 0,5 bar (1 bar = 1,0197 kg/cm = 14,5 psi), kai normalus atmosferos slėgis jūros lygyje yra 1,01 bar taigi turbokompresorius įgalina turbuotą variklį gauti apie 50% daugiau oro negu atmosferinis variklis. Nors logiška būtų tikėtis ir 50% variklio galios padidėjimo, tačiau realiai variklio galia padidėja vidutiniškai 30/40%.
Šio 10/20% galios netekimo priežastis yra tai, kad išmetamosios dujos, kurios *miau* turbiną, nėra visiškai laisvos ir nieko neįtakojančios. Kadangi turbina statomas išmetamųjų dujų sraute, tai ji automatiškai apriboja to srauto laisvą judėjimą. Tai reiškia, kad variklis turi smarkiau stumti išmetamąsias dujas, taip šiam darbui sunaudodamas šiek tiek variklio galios.
Jei turbokompresorius „pučianti“ per didelį slėgį bus sumontuotas automobilyje su elektroniniu kuro įpurškimu, tai sistema nesugebės tiekti atitinkamai kuro ir prasidės detonacija, kuri varikliui yra „peilis į paširdžius“. Kad tokia sistema veiktu reikia varikli atitinkamai paruošti bei modifikuoti.
Turbokompresorius yra prisuktas prie išmetimo kolektoriaus. Išmetamosios dujos *miau* turbiną, o kadangi turbina ašimi sujungta su kompresoriumi tai automatiškai yra sukamas ir kompresorius, kuris suspaudžia orą ir stumia į cilindrus.
Išmetamųjų dujų srautas atsimušdamas į turbinos sparnelius verčia ją suktis, o kuo tas srautas didesnis tuo turbina sukasi greičiau.
Kitame ašies gale, kurią *miau* turbina, yra kompresorius, kuris pumpuoja orą į cilindrus. Kompresorius yra išcentrinė pompa, kuri centru siurbia orą, kuris per sparnelius yra išstumiamas į šonus.
Kad atlaikytų greičius pasiekiančius 150 000 apsisukimų per minutę, turbinos ašis turi būti labai kruopščiai palaikoma. Dauguma guolių sprogtų nuo tokio greičio, todėl dauguma turbokompresorių yra naudojama „skysto guolio“ sistema. Ši sistema garantuoja tepalo sluoksnį aplink ašį, o tai užtikrina ašies bei kitų turbinos dalių aušinimą (nes tepalas yra pastoviai
pumpuojamas t.y. cirkuliuoja) ir leidžia ašiai suktis be didelės trinties.
Kadangi suspaustas oras pumpuojamas į cilindrus, o vėliau dar labiau suspaudžiamas stūmoklių atsiranda dar didesnė detonacijos (sprogimo) galimybė. Detonacija atsiranda dėl spaudžiamo oro kylančios temperatūros. Spaudžiamo oro temperatūra gali pakilti tiek, kad oro ir kuro mišinys patekęs į cilindrus gali sprogti anksčiau negu uždegimo žvakės turėtų jį uždegti. Sprogdamas mišinys išskiria žymiai daugiau energijos, nei mišinys, kuris dega įprastai, todėl detonacijos pasekmės varikliui dažnai būna labai skaudžios. Automobiliai su turbokompresoriais dažniausiai turi naudoti didesnio oktaninio skaičiaus degalus, kad išvengtu detonacijos. Jei slėgis yra tikrai didelis, variklio suspaudimo laipsnis, turi būti sumažintas.
Dar viena didelė turbokompresoriaus problema yra tai, kad jis nesuteikia momentinio galios padidėjimo staigiai paspaudus akseleratoriaus pedalą. Tai gali trukti sekundę ar daugiau, kol turbina įsisuks tiek, kad kompresorius galėtų sukurti reikalingą slėgį. Ši problema vadinama turbo pauze (turbo lag). Vienas iš šios problemos būdų yra sumažinti visų besisukančių detalių inercija, sumažinus jų svorį. Tai įgalina turbiną ir kompresorių įsisukti žymiai greičiau, ir slėgį sukurti žymiai anksčiau.
Garantuotas būdas sumažinti turbo pauzę yra sumažinti turbokompresoriaus dydį. Mažesnis turbokompresorius sukurs slėgį prie mažesnių variklio sūkių, bet nesugebės užtikrinti reikiamo slėgio prie didelių variklio sūkių, kai reikalingas labai didelis oro kiekis. Be to turbokompresoriui yra labai pavojinga įsisukti perdaug greitai. Didesnis turbokompresorius tieks daugiau oro prie didelių variklio sūkių, bet turės didesnę turbo pauzę dėl to, kad įsisukti jam reikės daugiau laiko.
Dauguma turbuotų automobilių turi oro vožtuvą (wastegate), kuris leidžia naudoti mažesnes turbinas, kurios sumažina turbo pauzę, apsaugant turbokompresorių nuo turbokompresoriui pavojingo per didelio apsisukimų skaičiaus prie didelių variklio sūkių. Oro vožtuvas matuoja suspaudimą ir pasiekus per didelį slėgį paprasčiausiai išleidžia orą iš sistemos. Šis vožtuvas saugo ne tik turbiną nuo per didelių sūkių, bet ir variklį nuo per didelio slėgio.
Kai kuriuose turbokompresoriuose yra naudojami guoliai, bet šie guoliai nėra įprasti, jie pagaminti iš specialaus metalų lydinio, kuris atlaiko turbinos sūkius bei temperatūrą. Naudojant šiuos guolius turbokompresoriaus ašis sukasi lengviau, nes sumažėja trintis (lyginant su tepalo suformuotu „skystu guoliu“). Taip pat galima naudoti lengvesnę ašį, o tai dar sumažina turbo pauzę.
Kartais turbokompresorių gamintojai pakeičia plieninius turbinos sparnelius į keramikinius, kurie yra lengvesni ir leidžia turbinai greičiau įsisukti, o tai vėlgi mažina turbo pauzę.
Yra automobilių, kuriuose montuojami du turbokompresoriai, kurie yra skirtingų dydžių. Mažesnis įsisuka labai greitai, o didesnis pradeda veikti ir „pūsti“ prie didelių variklio sūkių.
Kai oras yra spaudžiamas jis kaista, o kaisdamas oras plečiasi. Norint gauti kuo daugiau variklio galios, svarbu kad į variklį patektų kuo daugiau oro molekulių, o ne slėgio. Oro aušintuvas (intercooler) yra papildomas įrenginys (panašus į radiatorių), kuris aušina spaudžiamą orą ir dėl to į variklį patenka daugiau oro molekulių ir padidėja variklio galingumas.
Aukštyn
FACEBOOK
Atsijungęs
Šiandien gimtadienius švenčia:
Sveikiname!
