Турбокомпресори | Все про турбінах

Турбонаддув — один з методів агрегатного наддуву, заснований на використанні енергії відпрацьованих газів. Основний елемент системи — турбокомпресор, іноді — турбонагнітач з механічним приводом.

Турбокомпресор (розмовне «турбіна», фр. turbine від лат. turbo — вихор, обертання) — це пристрій, що використовує відпрацьовані гази (вихлопні гази) для збільшення тиску всередині впускний камери.

Навіщо встановлюються турбінні пристрою на авто і техніку? Багатьох початківців автомобілістів цікавить питання про те, що зміниться в плані експлуатації авто / техніки, якщо купити турбокомпресор. Ми пропонуємо перелік найбільш важливих переваг цієї системи для автотранспортних засобів. Полягають вони в наступному:

• Якщо Ви вирішите встановити турбонаддув - це збільшить потужність Вашої техніки в кілька разів, причому відразу після установки;
• Якщо Ви вирішите купити турбокомпресор - кількість витрати палива зменшиться вдвічі, відразу після монтажу;
• Купівля турбінного обладнання окупається протягом півроку (за умови регулярної експлуатації автомобіля / техніки);
• Якщо Ви вирішите купити даний вузол - Ви заощадите на придбання більш потужного двигуна, що дозволить безпечно подорожувати на далекі відстані, не боячись агресивних доріг;
• Купівля турбокомпресора забезпечує стабільну роботу двигуна на тривалий термін;
• Купівля автотурбин являє собою екологічне рішення, оскільки забруднення навколишнього середовища помітно зменшується.

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

Принцип роботи турбіни

Турбіна працює за рахунок енергії відпрацьованих газів. Турбокомпресор — це комбінування турбіни і відцентрового компресора.

Вихлопні гази з більшою швидкістю обертають колесо турбіни на валу, а в іншому кінці вала знаходиться відцентровий насос, який більше нагнітає повітря в циліндри.

Щоб охолодити стислий турбіною повітря, використовують додатковий радіатор — інтеркулер.

Принцип роботи турбокомпресора заснований на використанні енергії відпрацьованих газів. Гарячий потік вихлопних газів потрапляє в корпус турбін, давлячи на лопаті, він розганяє крильчатку турбіни, закріпленого на валу, до величезній швидкості, аж до 250 тис. оборотів в хвилину (він покидає корпус через центральний отвір, прямуючи у випускну систему), тим самим розкручуючи крильчатку і знаходяться на одному валу з нею лопаті компресорного кільця, які, засмоктуючи повітря в холодну равлика, нагнітають / стискають повітря в циліндри двигуна.
 

Так як при використанні наддуву повітря в циліндри подається примусово (під тиском), а не тільки за рахунок розрідження, що створюється поршнем (це розрідження здатне взяти тільки певну кількість суміші повітря з паливом), то в двигун потрапляє велика суміш повітря з паливом. Як наслідок, при згорянні збільшується обсяг спаленного палива з повітрям, що утворився газ займає більший обсяг і відповідно виникає велика сила, що давить на поршень.

Як правило, у турбодвигунів менше питома ефективна витрата палива (грам на кіловат-годину, г/(кВт•год)), і вище літрова потужність (потужність, що знімається з одиниці об'єму двигуна — кВт/л), що дає можливість збільшити потужність невеликого мотора без збільшення оборотів двигуна.

Внаслідок збільшення маси повітря, стиснутої в циліндрах, температура в кінці такту стиснення помітно збільшується і виникає ймовірність детонації. Тому, конструкцією турбодвигунів передбачена знижена ступінь стиснення, застосовуються високооктанові марки палива, а також у системі передбачений проміжний охолоджувач наддувочного повітря (інтеркулер), що представляє собою радіатор для охолодження повітря. Зменшення температури повітря потрібно також і для того, щоб щільність його не знижувалася внаслідок нагрівання від стиснення після турбіни, інакше ефективність всієї системи значно впаде.

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

Основні елементи турбокомпресора:

1. Корпус турбіни (гаряча равлик) – в основному виготовляється з сфероидного чавуну для того щоб витримувати високу температуру.
2. Колесо турбіни (крильчатка) – покривається нікелевим сплавом і з'єднується валом з колесом компресора.
3. Вал.
4. Корпус підшипників.
5. Корпус компресора (холодна равлик) – до цієї деталі не пред'являються ні яких особливих вимог експлуатації, тому її виробляють в основному з алюмінію для економії коштів.
6. Колесо компресора (повітряна крильчатка) – в основному виготовляється з алюмінію і лише в рідкісних випадках (коли потрібно, щоб компресор пропрацював тривалий термін під високим навантаженням) його роблять з титану.
7. Масляні канали.

Продуктивність турбокомпресора інтуїтивно можна визначити на око. Чим більше розмір, тим більше тиск він може витримати. Велика турбіна вміщує більший об'єм і тиск і, як наслідок, забезпечує більший приріст до потужності двигуна. При цьому на малих обертах всі великі турбокомпресори страждають від турбозадержки. У той час як малі менш продуктивні побратими швидше набирають номінальну потужність.

За регулювання тиску наддуву всередині корпусу турбіни відповідає перепускний клапан (анг. wastegate). Він працює на пневмо приводі і управляється системою управління двигуна.

Основним функціональним елементів турбокомпресора є середній (центральний) корпус (картридж). По суті це весь турбокомпресор без равликів. Через нього проходить ротор (турбінне і компресорне колесо з'єднані валом). Вал обертається при мінімальному тертя в масляній ванні під тиском з максимальною швидкістю продінутий під втулки (підшипники або рідше в шарикопідшипники) картриджа.

Система мастила двигуна відповідає за подачу мастила в турбокомпресор. Вона не тільки змащує, але і охолоджує деталі, які нагріваються. Якість олії є одним з найбільш значущих факторів в експлуатації турбіни. Від нього залежить наскільки довго вам прослужить турбонагнітач. Перед установкою нового або заміною старого турбокомпресора обов'язково варто провести повну заміну масла. Турбовані двигуни з ікорним запалюванням мають краще охолодження оскільки середній корпус спочатку включений в систему охолодження двигуна.

Відцентровий компресор є прекрасним прикладом створення додаткового тиску всередині впускний камери. Його конструкція майже повністю аналогічна механічного нагнітача. Повітря надходить у центр колеса, а потім по низхідній в периферію корпусу створюючи обертовий момент. Дифузор в свою чергу перетворює кінетичну енергію повітря для підвищення тиску при різкому зниженні швидкості руху потоку. У впускний колектор надходить стиснене повітря.

Для економії коштів корпус і колесо компресора виготовляють з алюмінію.

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

ЯК ІДЕНТИФІКУВАТИ ВАШ ТУРБОКОМПРЕСОР

Для ідентифікації Вашого турбокомпресора потрібно знати його оригінальний номер.
Найчастіше він знаходиться на гравірованою пластині або просто вибитий на корпусі компресорної частини.

КРОК ПЕРШИЙ: Очистіть пластину або корпус. Номер побачити дуже важко, тому площа потрібно промити або почистити м'яким матеріалом використовуючи очищувач. Використовуючи шуршоватый матеріал — можна пошкодити поверхню.

КРОК ДРУГИЙ: Визначте оригінальний номер турбокомпресора. Кожен «Бренд» турбокомпресора має свій номер. Тут кілька прикладів (виберіть виробника Вашого турбокомпресора):

Garrett

Номер деталі Garrett зазвичай містить 6 символів починаючись з 4 або 7, потім слід тире і додаткові цифри. Наприклад 454083-1; 452204-2; 720244-5004s; 712290-0002.

 

BorgKKK (або BorgWarner)

Номер деталі KKK містить 11 символів, починаючи з 5 або K. Наприклад: 5303-970-0057; 5303-988-0023; 5435-988-0125; K14-7805; K16-7805; KP35-7805; KP39-7805; K03-05.
Якщо OEM номер Вашого KKK турбокомпресора починається з K, конвертуйте номер в 11-значний код, використовуючи цей приклад:
K14-7805 ідентичний 5314-970-7805
KP35-0054 ідентичний 5435-970-0054
KP39-0037 ідентичний 5439-970-0037
Якщо KP39-0022 значить 5439-970-0022

 

Mitsubishi

Mitsubishi або MHI номер деталі складається з перших 5 чисел і додаткових 5 чисел наступними після знака мінус. Наприклад 49177-02510; 49173-06501; 49135-05620.

 

Schwitzer

Все гранично просто, якщо у Вас SCHWITZER турбокомпресор. Просто введіть 6-значний номер в пошуковик і обирайте потрібну Вам деталь або турбокомпресор.

 

IHI

Якщо у Вас IHI турбокомпресор Вам необхідно знайти спеціальний номер, який складається з двох заголовних літер і двох цифр. Наприклад: VJ32; VA81; VJ27; VL25. У рідкісних випадках із чотирьох літер: VIBG; VIEZ

 

Toyota

Для ідентифікації TOYOTA турбокомпресор Вам необхідно знайти 10-значний номер, розділений знаком мінус. Зазвичай він знаходиться на корпусі турбокомпресора (алюмінієва частина). Іноді він приклеєний на актуаторе (див. рис.).

 

КРОК ТРЕТІЙ: Введіть оригінальний номер Вашого турбокомпресора у вікно пошуку нашого сайту - отримаєте повний список деталей для Вашого турбокомпресора. Або скористайтеся фільтром по товарах сайту, вибравши потрібну Марку-виробника або Тип обладнання.

КРОК ЧЕТВЕРТИЙ: Зв'яжіться з нашим відділом продажів для подальшого обслуговування.

ЗВ'ЯЗАТИСЯ З МЕНЕДЖЕРОМ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

Установка і запуск турбіни

1. При заміні несправного турбокомпресора на новий або відремонтований необхідно, насамперед, з'ясувати причину несправності і усунути її до установки ТКР.
2. Замініть масло і масляний, повітряний фільтри, згідно з вимогами заводу-виробника автомобіля.
3. Промийте і продуйте повітряну магістраль між турбіною і повітряним фільтром. Переконайтеся в її герметичності.
4. Промийте і продуйте повітряну магістраль між турбіною і двигуном. Перевірте з'єднання на герметичність.
5. Перевірте впускний і випускний колектори, на предмет відсутності сторонніх предметів.
6. Перед установкою, з допомогою шприца, залийте чисте масло в отвір подачі масла в турбокомпресор і проворачивайте ротор пальцем до появи олії з отвору зливу масла.
7. Використання герметиків на подачі і зливу масла категорично заборонено. Використовуйте прокладки.
8. Після установки турбокомпресора на двигун перевірте герметичність з'єднань.
9. Перед запуском двигуна необхідно прокрутити його стартером (не заводячи) до тих пір, поки система мастила не заповниться маслом (не згасне контрольна лампа).
10. Запустити і прогріти двигун.
11. Перед початком експлуатації слід повторно перевірити всі з'єднання на герметичність.
12. Обкатати турбокомпресор. Не давати максимальних навантажень перші 500 км.

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДВИГУНІВ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

Компресор або турбіна: Що краще вибрати для автомобіля? | Переваги і недоліки цих агрегатів

В наш час дуже актуально збільшувати швидкісні показники свого автомобіля. Найбільш поширені варіанти це установка компресора або турбіни: що краще спробуємо розібратися в цій статті.

Принцип роботи турбо-наддуву ми розглядали вище.

Далі розберемося з принципами роботи, плюсами і мінусами даних поліпшень для двигуна.

Принцип роботи компресора

Існують об'ємні нагнітачі, вони подають повітря в двигун рівними порціями незалежно від швидкості, що дає переваги на низьких обертах.

Механічний компресор - Нагнітач

Компресори зовнішнього стиснення, дуже добре підходять там, де потрібно багато повітря на низьких обертах. Мінус, це те, що тиску він сам не створює і може створити зворотний потік. Його стиснення має досить низький ККД.

Компресори внутрішнього стиснення досить гарні на високих обертах і має набагато менший ефект зворотного потоку. З-за високих вимог до виготовлення мають високу ціну, а при перегріві мають шанс заклинювання.

Динамічні нагнітачі працюють при досягненні певних обертів, але зате з великою ефективністю.

Компресори працюють від колінчастого вала двигуна з допомогою додаткового приводу. І тому обертів компресора залежать від оборотів двигуна.

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДВИГУНІВ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

Недоліки компресора і турбіни

Турбіна добре підходить для збагачення киснем паливної суміші. Але все ж має свої мінуси:

• турбіна — це стаціонарне пристрій і вимагає повну прив'язку до двигуна;
• на малих обертах вона не дає великої потужності, а тільки на великих здатна показати всю свою міць;
• перехід з малих оборотів до високих називається турбо — ямою, чим більшу потужність має турбіна, тим більше буде ефект турбо — ями.

В наш час вже є турбіни, відмінно працюють на високих і низьких обертах двигуна, але і ціна у них відповідно пристойна. При виборі компресора або турбіни, багато хто віддає перевагу турбо-наддуву, незалежно від ціни.

Основні функціональні недоліки, властиві всім турбокомпресорам, з'являються у зв'язку з інерційністю дії пристрою. Інакше кажучи, в процесі роботи виникає затримка між натисканням на акселератор (педаль газу), зростанням тиск вихлопних газів і збільшенням потужності двигуна. Ця послідовність називається турбояма і з'являється через сили тертя. Її провотиположность - турбозадержка є прямим наслідком турбоями і проявляється в різкому стрибку потужності двигуна на короткий термін.

Для зниження негативних ефектів цих функціональних недоліків і підвищення продуктивності компанії-виробники турбокомпресорів постійно вдосконалюють свої вироби. Застосовують наступні технічні рішення:

• Розробки та встановлення нових блоків підшипників, що знижують втрати через сили тертя.
• Зменшення маси турбіни, шляхом обточування деталей і заміни деталей на інші виготовлені з більш легких матеріалів (у тому числі кераміки).
• Турбокомпресор із змінною геометрією (анг. VNT-турбіна).
• Розділовий турбокомпресор (анг. twin-scroll).

З компресором набагато простіше в установці і експлуатації. Працює він на низьких і високих оборотах. Також він не потребує великих зусиль або витрат при ремонті, так як, на відміну від турбіни, компресор - незалежний агрегат.

Компресор працює безпосередньо від колінчастого вала і йому не потрібно чекати поки підніметься тиск вихлопних газів.

Щоб налаштувати турбіну, знадобиться хороший фахівець для налаштування під паливну суміш. А щоб налаштувати компресор - не потрібно великих зусиль, або будь-яких професійних знань, все налаштовується паливними жиклерами.

Крім усього, турбо-наддув досить сильно нагрівається, з-за своєї особливості - розвивати дуже високі обороти.

У приводних нагнітачів (компресорів), тиск не залежить від оборотів і тому автомобіль дуже чітко реагує на натискання педалі газу, а це досить цінна якість, коли машина розганяється. Ще вони дуже прості в своїй конструкції.

Але є недоліки і в компресорів: двигуни, обладнані нагнітачами з механічним приводом, мають великий витрата палива і менший ККД, в порівнянні з турбіною.

Також є великі розбіжності в ціні. Будь-яка потужна турбіна популярного виробника буде мати більшу вартість і буде дорога в обслуговуванні. До того ж потрібно для її установки чимало додаткового обладнання. Компресору ж - потрібен лише додатковий привід.

У будь-якому випадку вирішувати Вам, що краще: компресор або турбіна, зважте всі позитивні і негативні якості і зробіть правильне рішення!

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДВИГУНІВ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

Види турбонаддува

Роздільний турбокомпресор – це турбокомпресор у якого є два входи для вихлопних газів і два сопла для кожної пари циліндрів. Дана конструкція забезпечує максимальну продуктивність і перешкоджає проникненню відпрацьованих газів назад в цилиндыры. Перше сопло відповідає за максимально бысьрое реагування, а друге високу продуктивність і збільшення ККД.

Крім цього ТКР з подвійною равликом має розділені випускні канали, що запобігають перекриття під час випуску вихлопних газів.

Турбіна із змінною геометрією (або турбіна зі змінним соплом) – найбільш широко застосовується у виробництві дизельних двигунів. Основне її технічне відміну від інших видів турбін – це наявність всередині рухомих лопатей з приводом регулюють потік газів в самій турбіні. В залежності від кута нахилу лопатей змінюється швидкість вихлопних газів тим самим погоджуючи тиск і обороти двигуна.

У деяких конструкціях турбонаддува застосовуються два автомобілі " КамАЗ) і більш турбокомпресорів (потрійний наддув для дизелів «BMW») підключені паралельно або послідовно для збільшення продуктивності або для того, що б один працював на великих обертах, а другий на малих).
 

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

Обслуговування авто з турбіною

Турбокомпресор є частиною двигуна. Будь-які несправності систем двигуна безпосередньо позначаються на роботі турбіни і призводять до передчасного виходу її з ладу.

Щоб цього уникнути необхідно:

• періодично перевіряти і усувати несправності паливної системи
• вчасно міняти масло, масляний і повітряний фільтри
• використовувати масла і фільтри, рекомендовані заводом-виробником
• перед зупинкою двигуна після інтенсивної їзди необхідно охолоджувати турбіну. Для цього необхідно дати двигуну попрацювати на обертах холостого ходу не менше 3 хв
• не експлуатувати двигун до його прогріву
• не експлуатація авто без повітряного фільтра або з герметичними патрубками
• не експлуатувати автомобіль з низьким рівнем масла в піддоні двигуна
• не експлуатувати автомобіль з несправною системою випуску (забитими сажным фільтром, каталізатором, глушником).

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДВИГУНІВ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

Несправності

Коли в двигуні з примусовим наддувом виходить з ладу турбокомпресор, не варто відразу звинувачувати в цьому саму «турбіну». Практикою встановлено, що в більшості випадків відмова турбокомпресора викликається «зовнішніми» причинами.

Справа в тому, що турбокомпресор – найбільш високо-навантажений агрегат двигуна. Умови, в яких працює турбокомпресор, характеризуються великим перепадом температур. У той час як його турбінна частина піддається впливу відпрацьованих газів з температурою близько 1000°С, з боку компресора температура в два рази нижче. Температурний фактор посилюється високими динамічними навантаженнями, що виникають внаслідок величезної частоти обертання ротора, яка може досягати величини 250 000 хв-1. Номінальні режими роботи турбокомпресора, які визначаються вимогами розробників двигунів і залежать від заявлених параметрів двигуна, близькі до граничних. Тому будь-які відхилення характеристик двигуна, навіть на перший погляд незначні, надають згубний вплив на працездатність турбокомпресора і можуть призвести до його відмови. З цієї точки зору турбіну можна розглядати як свого роду індикатор стану двигуна. Ситуація ускладнюється тим, що турбокомпресора, за визначенням, судилося працювати «на перехресті» багатьох систем двигуна: системи впуску і випуску відпрацьованих газів, системи змащення й охолодження, вакуумної системи, системи вентиляції, а також системи управління двигуном. Несправність кожної з них обертається порушенням нормального (розрахункового) режиму роботи турбокомпресора. Так що надійність турбокомпресора залежить від численних зовнішніх чинників.

Перш ніж ставити новий турбокомпресор, замість вийшов з ладу, потрібно обов'язково виявити і усунути причину його відмови. Якщо цього не зробити, то з великою часткою ймовірності і нова турбіна незабаром буде пошкоджена. Щоб відстрочити заміну турбокомпресора або зовсім виключити її, потрібно мати чітке уявлення про причини, що провокують відмова турбокомпресора, та вживати дієві заходи по їх усуненню.

Поломка	Причина	Фото
1. Викид моторного масла у впускний колектор двигуна	- Зношення ущільнювального кільця з боку корпусу компресора
2. Викид моторного масла в приймальню трубу глушника	- Зношення ущільнювального кільця з боку корпусу турбіни
	- Знос валу турбокомпресора (посадкове місце ущільнювального кільця з боку корпусу турбіни)
3. Турбокомпресор видає сторонні звуки (виття, свист)	- Знос радіального або упорного підшипника турбокомпресора, як наслідок – зіткнення при роботі колеса турбіни з корпусом турбіни і (або) колеса компресора з корпусом компресора.
	- Порушення геометрії колеса компресора з -за зовнішнього механічного впливу (попадання стороннього предмета з боку повітряного фільтра), як наслідок – перевищення допустимого дисбалансу ротора турбокомпресора.
	- Порушення геометрії колеса турбіни з -за зовнішнього механічного впливу (попадання стороннього предмета з боку випускного колектора двигуна), як наслідок – перевищення допустимого дисбалансу ротора турбокомпресора.
4. Вихід з ладу валу турбокомпресора (злам)	- Недостатня мастило або повна її відсутність
	- Використання неякісних мастильних матеріалів
	- Потрапляння стороннього предмета з боку випускного колектора двигуна
	- Потрапляння стороннього предмета з боку повітряного фільтра
5. Турбокомпресор не розвиває необхідного тиску наддуву	- Знос або пошкодження колеса турбіни
	- Знос або пошкодження колеса компресора
	- Несправна система управління турбокомпресором (де вона є).

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДВИГУНІВ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА

Історія наддуву і нагнітачів (компресорів)

Нагнітач (компресор) – механізм для стиснення і подачі повітря під тиском.Готтліб Даймлер

Наддув – процес підвищення тиску повітря або якоїсь суміші на впуск двигуна для збільшення кількості горючої суміші в циліндрі і як наслідок збільшення потужності одержуваної від одиниці об'єму двигуна.

Механічний нагнітач – це компресор, призначений для стиснення повітря або ж суміші палива і повітря, які направляються в циліндри двигуна внутрішнього згоряння для підвищення масового заряду горючої суміші. З-за цього зростає калорійності суміші надходить у циліндри і збільшується потужність двигуна. Він приводиться в рух колінчастим валом або ременем.

Досить давно інженери і конструктори встановили головну мету в розвитку автомобілебудування: збільшення питомої потужності при менших габаритах двигуна.

- Перше свідчення про застосування механічного нагнітача приписують братам Рутса (анг. Roots), вони створили Альфред Бюшинагнетатель з аналогічною назвою «Roots».

- Трохи пізніше в 1885 році Готтліб Даймлер запатентував свій механічний нагнітач працює по аналогу Рутса.

- Через 7 років у 1902 році Луї Рено запатентував свою власну конструкцію відцентрового нагнітача.

- А в 1911 році швейцарського інженера Альфреду Бюши в голову прийшла геніальна думка використовувати енергію вихлопних газів для нагнітання тиску. Він став першою людиною догадавшимся що можна використовувати відпрацьовані гази.

Швидкого зростання розвитку нагнеталей стримувався відсутністю відповідних матеріалів. З-за великої температури відпрацьованих газів зменшився термін служби випускних клапанів, поршнів систем охолодження. При цьому літрова потужність дійсно збільшилася, але це не мало значення, оскільки двигун частіше приходив в несправність. Ейфорія від винаходу поступово сходила нанівець.

- Нагнітачі в авіації. Винищувач «SPAD» S. XIII»Як і очікувалося наступний крок у розвитку нагнітачів був зроблений вгору в авіаційну галузь. Самим першим авіа двигуном на який встановили механічний наддув належать літаку «Мюррей-Вильята», який в 1910 р. встановив рекордну висоту у 5200. У 1918 році на один із французький винищувач «SPAD» S. XIIIC» інженером Огюстом Рато був встановлений турбокомпресор з аналогічною назвою «Ратою». Доцільність цього була нульовою і не давала двигуну абсолютно ніяких переваг. У мотора не було достатньо потужності для приводу турбіни. Через два роки Рато зміг реабілітуватися встановивши свій турбокомпресор на двигун «Ліберті L-12» в біплані «Lepere», якому вдалося побити рекорд висоти ( 10092 метра) і на довго залишитися на п'єдесталі не переможеним. Спільна робота металургів, науковців, авіаконструкторів і машинобудівників дозволила створити нові поршні, клапани та підшипники здатні витримати набагато більше навантаження ніж їх попередники, що дозволило наддуву закріпиться і пустити коріння в авіації.

- Нагнітачі в судноплавстві. З небес наддувы відразу перекачували на воду. У 1923 році в Німеччині почали випускати пасажирські лайнери Preussen і Danzig. Установка турбокомпресора на 10-й циліндрові двигуни цих гігантів збільшили їх потужність в півтора рази.

- Нагнітачі в машинобудуванні. Появою і активним поширенням на наземній техніці нагнітачі зобов'язані Другій Світовій Війні і автогонщикам. Історія вкладу автоспорту в розвиток наддувов починається з двигунів «Daimler», «FIAT» і «Sunbeam» в 1921 році. Другий, між іншим, виграв Великий приз Європи в 1923 році. Через рік боліди «Daimler» і «Alfa Romeo» виграли Танга Флоріо і Великий приз Франції відповідно. Автомобільний спорт вніс не тільки необхідні фінанси на розвиток наддувов, але поселив любов у серці всіх чоловіків, забезпечивши тим самим його майбутні розвиток. Перші нагнітачі встановлені на спортивних авто зуміли показати себе з найкращої сторони, даючи двигуну від 50-70% додаткової потужності. У військовій галузі спочатку наддувы планували ставити на танки і вантажівки, але з-за відсутності належних знань і матеріальних засобів від установки надувов на танки довелося відмовитися на час. Перша масова серія наддув була виготовлена і встановлена на вантажівки Saurer вироблені в Швейцарії в 1938 році.

Передумови до створення наддувов

Для того щоб відповісти на то що ж стало рушійною силою для винаходу і створення наддуву давайте звернувши увагу на пристрій двигуна. Оскільки подача необхідного обсягу палива утруднень не викликає, головним завданням для збільшення продуктивності стає забезпечення належної маси повітря за одиницю часу. Цей же показник на пряму пов'язаний з частотою обертання колінчастого вала. Його межею є допустиме значення середньої швидкості поршня. Даний показник в основному має значення лише для механічних наддувов і робочим об'ємом мотора. З вище сказаного, що при заданих параметрах є стельове значення, вище якого можна піднятися тільки в тому випадку, якщо встановити наддув. Без особливих проблем на сьогоднішній день можна підняти потужність двигуна на 25% просто встановивши наддув, але якщо до нього додати інтеркулер потужність виросте вдвічі.

Точність балансування наддуву дуже важлива. Високий тиск і температура повітря, що подається в циліндри може призвести до дуже серйозних негативних наслідки і швидкого зносу. Під кінець такту стиснення в момент коли поршень пресує і без того вже стислу суміш її тиск і температура можуть виявитися настільки високими що відбудеться передчасна детонація. Щоб це не відбувалося прінято переходити на використання більш високооктанових сортів палива або проводити декомпресію – знижує ступінь стиснення.

Коштувати враховувати, що зниження ступеня стиснення також негативно впливає на економічність і ККД.

70-80-ті роки стали для механічних нагнітачів затухання, а їх більш просунуті побратими - турбонагнетатели (турбокомпресори) відвойовували ринок. Просунутою системою примусового нагнітання встановленої на серійних автомобілях зараз вважається «Mercedes-Benz» клас C, E, при цьому вони майже повністю копіюють зразки 20-30 років (Рутса і Eaton), що свідчить про те що дана гілка розвитку нагнітачів відмирає. Нею користуються в тих випадках, коли потрібно досягти різної потужності не сильно змінюючи конструкції двигуна.

Практика у нашій країні не показала особливої уваги до даної технології, з-за чого вона майже не використовується. Виняток становлять автоперегони 60-70 років і сільськогосподарська галузь.

Набагато більш широке застосування в усьому світі отримав наддув приводиться в дію силою відпрацьованих газів - турбо наддув.

Класифікація наддуву ДВЗ за видами

• Агрегатний наддув

Передбачає використання нагнітача (агрегату). Ділиться на:

1. Механічний наддув – відмінною рисою цього компресора є використання для приводу енергії колінчастого вала.

2. Турбонаддув (він же турбокомпресор) – це компресор (зазвичай відцентровий) привід якого здійснюється турбіною, лопаті якого обертаються завдяки кінетичної енергії вихлопних газів.

3. Наддув «Comprex» - використовує тиску відпрацьованих газів, безпосередньо на потік повітря поступаемого в мотор.

4. Електро наддув – його відмітною особливістю є те, що привід здійснюється електричним мотором.

5. Комбінований наддув – це суміш декількох видів наддуву, працюючих в залежності від навантаження. Найчастіше це комбінація турбонаддува і механічного. Перший працює на високих оборотах, а другий на низьких.
 

• Безагрегатный наддув

Ділиться на:

1. Резонансний імпульс (він же акустичний або інерційний) працює, використовуючи коливальні явища всередині трубопроводу.

2. Динамічний наддув (він же пасивний або швидкісний) зростання тиску здійснюється повітрозабірниками спеціальної форми виключно на високій швидкості. На низьких швидкостях цей вид наддуву абсолютно даремний.
Примітка: У цій статті поняття «динамічний наддув» застосовується виключно для наддуву з повітрозабірниками особливої форми і не відноситься до «резонансного».

3. Рефрижерационный наддув використовує енергію паркого палива в повітрі. Характеризується наявністю рідини з низькою температурою кипіння і великим високою температурою пари. Не застосовується в автомобілях.

Компресори пройшли довгий і широкий шлях у розвитку авто, авіа-і суднобудування. За цей час їх конструкція мінялася до невпізнання, з'являлися нові види, а старі і не прижилися забувалися.

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ТУРБОКОМПРЕСОРІВ ТА ЇХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБІН

КАТАЛОГ ТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНІВ

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

ПЕРЕЙТИ ДО ВИБОРУ ДВИГУНІВ

ОЗНАЙОМИТИСЯ З БРЕНДАМИ

КОРИСНА ІНФОРМАЦІЯ ВІД ТЕХНОАКТИВ ІНВЕСТ

НОВИНИ У СВІТІ СПЕЦТЕХНІКИ

ЗАПИТАТИ У МЕНЕДЖЕРА