Як працює турбіна на дизельному двигуні

Турбокомпресор є рішенням, яке встановлюється як бензиновий, так і практичний на кожен сучасний дизельний двигун автомобіля. Мотори з турбонаддувом в побуті називаються турбодизелями. Зазначений компресор являє собою своєрідний насос для повітря, який приводиться в дію турбіною. Турбіну дизельного двигуна обертає енергія вихлопних газів.

Рекомендуємо також прочитати статтю про будову паливного фільтра дизельного двигуна. З цієї статті ви дізнаєтеся про те, як відбувається очищення солярки в моторах даного типу.

Головним завданням пристрою є нагнітання повітря в циліндри дизельного ДВЗ під тиском. Чим більше повітря надійде в камеру згоряння, тим більша кількість солярки дизель зможе спалити. Результатом стає значне збільшення потужності двигуна без необхідності фізично збільшувати об’єм циліндрів.

Принцип роботи і конструкція дизельного турбонагнітача

Турбокомпресор дизельного двигуна складається з двох коліс: турбінного і компресорного. Дані колеса можуть називатися крильчаткою. Крильчатка турбіни безпосередньо і жорстко з’єднана з компресорним колесом за допомогою осі. Пристрій нагнітача можна розділити на головні складові частини:

  • корпус компресора (1);
  • компресорне колесо (2);
  • вал ротора або вісь (3);
  • корпус турбіни (4),
  • турбінне колесо(5);
  • корпус підшипників;

Пристрій турбіни

Турбіна має в основі ротор (крильчатку), який закріплений на осі і поміщений в спеціальний корпус. Постійний контакт всіх елементів турбіни з розпеченими газами обумовлює необхідність виготовлення ротора і корпуса турбіни з особливих жароміцних матеріалів.

Крильчатка і вісь обертаються в протилежних напрямках з високою частотою, в результаті чого здійснюється щільний притиск одного елемента до іншого. Потік відпрацьованих газів проникає у випускний колектор, після чого виявляється в спеціальному каналі. Даний канал знаходиться в корпусі турбонагнітача. Корпус має своєрідну форму-равлика. Після проходження равлики, відпрацьовані гази розганяються і подаються на ротор. Так здійснюється обертання турбіни.

Конструкція пристрою може відрізнятися на різних типах дизельних двигунів. Головною відмінністю виступає різну кількість каналів для руху вихлопних газів в корпусі. Також можуть додатково присутні рішення, які дозволяють керувати потоком відпрацьованих газів усередині корпусу (турбіна зі змінюваною геометрією) і т. п.

Пристрій компресора

Компресор має корпус і колесо (ротор). Алюмінієвий Корпус компресора. Ротор кріпиться на осі турбіни аналогічно крильчатці. Колесо компресора має лопаті, матеріалом виготовлення яких також є алюміній. Завданням компресорного колеса стає забір повітря, який проходить через його центр.

Форма лопатей змушує повітря відкидатися до стінок корпусу компресора, завдяки чому відбувається його стиск. Далі потік стисненого повітря подається у впускний колектор двигуна.

Вісь турбокомпресора

Вісь є центральною частиною турбонагнітача і закріплена всередині корпусу на підшипниках ковзання. Мастило осі реалізована за допомогою подачі моторного масла із системи змащення двигуна. З обох сторін встановлюються спеціальні ущільнювальні кільця і прокладки.

Дані елементи перешкоджають рясним витоків масла, щоб мастило не потрапляла в область знаходження компресора і турбіни. Самі масляні ущільнення не забезпечують повної герметичності. Дані рішення є ущільнювачами, які функціонують завдяки різниці тисків, що виникають у процесі роботи турбокомпресора. 

Також ущільнення мінімізують прорив повітря з компресора і газів з турбіни в корпус осі. Варто зазначити, що повністю виключити потрапляння вихлопу і стисненого компресором повітря не вдається. Надлишки видаляються по зливному маслопроводу разом з маслом і виявляються в картері дизельного двигуна.

Рекомендуємо також прочитати статтю про інтервалах заміни моторного масла в дизельному двигуні. З цієї статті ви дізнаєтеся про те, чому на моторах даного типу потрібно частіше міняти масло порівняно з бензиновими агрегатами.

Турбояма і турбоподхват

Крильчатка турбіни та компресорне колесо закріплені на одній загальній осі. З цієї причини спостерігається певна залежність, яка полягає в збільшенні подачі повітря компресором тільки з ростом оборотів турбіни. Фахівці виділяють поняття турбоями (турболаг), що означає затримку приросту потужності дизеля при різкому натисканні на акселератор.

Турбояма виникає внаслідок інерційності всієї системи турбонаддуву. Справа в тому, що для розкручування турбінного колеса надходять на крильчатку вихлопними газами потрібно певний час. Турбоподхват є різким збільшенням обертів ДВЗ, який виникає слідом за турбоями.

Крильчатка турбіни розкручується вихлопними газами для створення ефективного тиск наддуву турбокомпресором. При певних умовах турбіна може обертатися з дуже великою частотою, що залежить від конструктивних особливостей корпусу пристрою і інтенсивності потоку відпрацьованих газів.

Ссылка на основную публикацию