Turboşarjın çalışma prensibi ve tasarımı

Turboşarj (türbin), otomobillerde içten yanmalı bir motorun silindirlerine hava pompalamak için kullanılan bir mekanizmadır. Bu durumda türbin yalnızca egzoz gazlarının akışıyla çalıştırılır. Turboşarjın kullanılması, kompakt boyutunu ve düşük yakıt tüketimini korurken motor gücünü %40'a kadar artırmanıza olanak tanır.

Türbin nasıl çalışır ve nasıl çalışır?

Standart bir turboşarj şunlardan oluşur:

1. Konut. Isıya dayanıklı çelikten yapılmıştır. Basınçlandırma sistemine montaj için flanşlarla donatılmış iki adet çok yönlü borudan oluşan spiral bir şekle sahiptir.
2. Türbin çarkı. Egzoz enerjisini üzerine rijit olarak monte edildiği şaftın dönüşüne dönüştürür. Isıya dayanıklı malzemelerden yapılmıştır.
3. Kompresör tekerleği. Türbin çarkından dönüş alır ve havayı motor silindirlerine zorlar. Kompresör pervanesi genellikle enerji kaybını azaltan alüminyumdan yapılır. Bu bölgedeki sıcaklık rejimi normale yakındır ve ısıya dayanıklı malzemelerin kullanılmasına gerek yoktur.
4. Türbin mili. Türbin çarklarını (kompresör ve türbin) birbirine bağlar.
5. Kayar veya bilyalı rulmanlar. Mili mahfazaya bağlamak için gereklidir. Yapı bir veya iki destek (rulman) ile donatılabilir. İkincisi genel motor yağlama sistemi tarafından yağlanır.
6. Baypas valfi. PTürbin çarkına etki eden egzoz gazlarının akışını düzenlemek için tasarlanmıştır. Bu, güçlendirme gücünü kontrol etmenizi sağlar. Pnömatik tahrikli valf. Konumu, hız sensöründen sinyal alan motor ECU'su tarafından kontrol edilir.

Benzinli ve dizel motorlarda türbin çalışmasının temel prensibi aşağıdaki gibidir:

• Egzoz gazları, türbin kanatlarına etki edecekleri turboşarj mahfazasına yönlendirilir.
• Türbin çarkı dönmeye ve hızlanmaya başlar. Yüksek hızlarda türbin dönüş hızı 250 rpm'ye ulaşabilir.
• Türbin çarkını geçtikten sonra egzoz gazları egzoz sistemine boşaltılır.
• Kompresör pervanesi eşzamanlı olarak döner (çünkü türbinle aynı şaft üzerindedir) ve basınçlı hava akışını ara soğutucuya ve ardından motor emme manifolduna yönlendirir.

Türbin özellikleri

Krank miliyle çalıştırılan mekanik kompresörle karşılaştırıldığında türbinin avantajı, motordan enerji tüketmemesi, ancak yan ürünlerden enerji kullanmasıdır. Üretimi daha ucuz ve kullanımı daha ucuz.

Teknik olarak dizel motordaki türbin, benzinli motordakiyle hemen hemen aynı olmasına rağmen, dizel motorda daha yaygındır. Ana özellik çalışma modlarıdır. Bu nedenle, dizel motorlarda egzoz gazı sıcaklığı ortalama 700 ° C ve benzinli motorlarda 1000 ° C olduğundan, dizel motor için daha az ısıya dayanıklı malzemeler kullanılabilir. Bu, benzinli bir motora dizel türbin kurmanın imkansız olduğu anlamına gelir.

Öte yandan bu sistemler farklı seviyelerde takviye basıncına da sahiptir. Türbinin verimliliğinin geometrik boyutlarına bağlı olduğu dikkate alınmalıdır. Silindirlere üflenen hava basıncı iki bölümden oluşur: 1 atmosferik basınç artı turboşarjın yarattığı aşırı basınç. 0,4 ila 2,2 atmosfer veya daha fazlası arasında değişebilir. Dizel motordaki türbinin çalışma prensibi daha büyük miktarda egzoz gazının çekilmesine izin verdiğinden, benzinli motor tasarımı dizel motorlara bile monte edilemez.

Turboşarjların tipleri ve servis ömrü

Türbinin en büyük dezavantajı düşük motor devirlerinde oluşan “turbo lag” etkisidir. Motor hızındaki değişikliklere verilen yanıtta bir zaman gecikmesini temsil eder. Bu dezavantajın üstesinden gelmek için çeşitli türlerde turboşarjlar geliştirilmiştir:

• İkiz kaydırma sistemi. Tasarım, türbin odasını ve bunun sonucunda egzoz gazlarının akışını ayıran iki kanal sağlar. Bu, daha hızlı yanıt süresi, maksimum türbin verimliliği sağlar ve egzoz portlarının tıkanmasını önler.
• Değişken geometrili türbin (değişken geometrili nozul). Bu tasarım çoğunlukla dizel motorlarda kullanılır. Kanatlarının hareketliliği sayesinde türbin giriş kesitinin değişmesini sağlar. Dönme açısının değiştirilmesi, egzoz gazlarının akışını ayarlamanıza, böylece egzoz gazlarının hızını ve motorun hızını düzenlemenize olanak tanır. Benzinli motorlarda, spor arabalara genellikle değişken geometrili bir türbin takılır.

Turboşarjların dezavantajı türbinin kırılganlığıdır. Benzinli motorlar için bu ortalama 150 kilometredir. Öte yandan dizel motorun türbin ömrü biraz daha uzun olup ortalama 000 kilometredir. Yüksek hızda uzun süreli sürüşün yanı sıra yanlış yağ seçimi ile servis ömrü iki hatta üç kat kısalabilir.

Türbinin benzinli veya dizel motorda nasıl çalıştığına bağlı olarak performans değerlendirilebilir. Kontrol edilecek bir sinyal, mavi veya siyah dumanın ortaya çıkması, motor gücünde bir azalmanın yanı sıra bir ıslık sesi ve sürtünme sesinin ortaya çıkmasıdır. Arızaları önlemek için yağ ve hava filtrelerini zamanında değiştirmek ve düzenli bakım yapmak gerekir.