31 января 2012 г.

Дизельный турбокомпрессор

Турбокомпрессор — это воздушный насос, для привода которого используется газовая турбина. Турбина работает путем использования энергии потока дымовых газов. Число оборотов турбокомпрессора дизельного мотора колеблется от 1000 до 130 тысяч об/мин. (следовательно, лопатки турбины разгоняются практически до линейной скорости звука).

Турбина напрямую соединяется с воздушным компрессором жесткой осью. Компрессор забирает через воздушный фильтр наружный воздух, сдавливает его, после чего, уже под давлением нагнетает во впускной коллектор мотора. С увеличением объема воздуха, подаваемого в цилиндры, растет объем топлива, которое можно сжечь, а это способствует увеличению мощности двигателя.

В теории турбин имеет место равновесие мощностей между газовой турбиной и воздушным компрессором. С ростом энергии отработанных газов, растет скорость вращения турбины. Следовательно, воздушные компрессоры также будут вращаться еще быстрее.

Турбина
Турбина представляет собой конструкцию, которая состоит из корпуса и ротора. Уходящие газы из двигателя нагнетаются во всас турбокомпрессора. Двигаясь по плавно сужающемуся внутреннему пространству корпуса турбины, они приобретают ускорение, и, после прохождения улитки, подходят к ротору турбины и осуществляют его вращение.

Скорость вращения ротора зависит от размера и формы канала в ее корпусе. Здесь будет уместно сравнение с поливочным шлангом, чем сильнее вы передавите пальцем выходное отверстие, тем дальнобойней будет струя воды. Габариты турбины и ее корпуса находятся в соответствии с конкретным двигателем.

Корпусы турбин существенно отличаются друг от друга в зависимости от области применения. Корпус турбины мотора грузового автомобиля может быть разделен на два параллельно идущих канала, следовательно, на ротор подается два потока уходящих газов.

В данной модификации становится возможным применение импульсного движения струи газов и появление резонансных явлений. Здесь и появляется обязательность разделения выпускных каналов индивидуально для каждого цилиндра.

В станине турбины, имеющей двойной канал, каждая струя распределяется по всей поверхности роторной составляющей турбины. Другая модификация корпуса с двумя каналами дает возможность применять импульсы давления.

В системе с постоянным давлением применяется исключительно энергия поступательного движения уходящих газов. Тут могут применяться, как правило, корпуса турбины с одним каналом. Такой вариант применяется в корпусах с водяным охлаждением, используемых на судовых двигателях.

Компрессор
Компрессор также состоит из корпуса и ротора. Его габариты определяются объемом воздуха, необходимого двигателю, а также скоростью вращения ротора турбины. Ротор компрессора очень жестко закреплен на валу турбины и, как следствие, вращается с той же часотой, что и ротор турбины.

Всасываемый данным способом воздух нагнетается к периферии ротора и посредством лопаток откидывается на стенку корпуса компрессора. За счет этого воздух сжимается и проходя впускной коллектор попадает в камеру сгорания.

Корпус подшипников
Смазка этого устройства осуществляется от системы смазки всего двигателя. Корпус оси создает центральную часть турбокомпрессора, находящуюся между турбиной и компрессором. Вал вращается в подшипниках скольжения. Смазочное масло по каналам перемещается между корпусом и подшипниками, и кроме того между подшипниками и валом.