Nguyên lý hoạt động của bộ tăng áp và thiết kế của nó

Bộ tăng áp (tuabin) là một cơ cấu được sử dụng trong ô tô để đẩy không khí vào các xi lanh của động cơ đốt trong. Trong trường hợp này, tuabin chỉ được dẫn động bởi dòng khí thải. Việc sử dụng bộ tăng áp giúp tăng công suất động cơ lên ​​đến 40% mà vẫn giữ được kích thước nhỏ gọn và mức tiêu hao nhiên liệu thấp.

Tuabin được bố trí như thế nào, nguyên lý hoạt động của nó

Bộ tăng áp tiêu chuẩn bao gồm:

1. Nhà ở. Được làm từ thép chịu nhiệt. Nó có hình dạng xoắn với hai ống có hướng khác nhau được cung cấp với mặt bích để lắp đặt trong hệ thống điều áp.
2. Bánh xe tuabin. Nó chuyển đổi năng lượng của khí thải thành chuyển động quay của trục mà trên đó nó được cố định cứng. Được làm từ vật liệu chịu nhiệt.
3. Bánh xe máy nén. Nó nhận chuyển động quay từ bánh tuabin và bơm không khí vào các xi lanh của động cơ. Cánh quạt của máy nén thường được làm bằng nhôm, giúp giảm tổn thất năng lượng. Chế độ nhiệt độ trong khu vực này gần như bình thường và không cần sử dụng vật liệu chịu nhiệt.
4. Trục tuabin. Kết nối các bánh tuabin (máy nén và tuabin).
5. Ổ trục trơn hoặc ổ bi. Cần thiết để kết nối trục trong vỏ. Thiết kế có thể được trang bị một hoặc hai giá đỡ (ổ trục). Sau này được bôi trơn bằng hệ thống bôi trơn động cơ chung.
6. van bypass. PĐược thiết kế để điều chỉnh dòng khí thải tác động lên bánh tua bin. Điều này cho phép bạn kiểm soát sức mạnh tăng cường. Van với bộ truyền động khí nén. Vị trí của nó được điều khiển bởi ECU động cơ, nhận tín hiệu từ cảm biến tốc độ.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của tuabin trong động cơ xăng và động cơ diesel như sau:

• Khí thải được dẫn đến vỏ máy tăng áp, nơi chúng tác động lên các cánh tuabin.
• Bánh tuabin bắt đầu quay và tăng tốc. Tốc độ quay của tuabin ở tốc độ cao có thể đạt 250 vòng / phút.
• Sau khi đi qua bánh tuabin, các khí thải được thải vào hệ thống xả.
• Bánh công tác của máy nén quay đồng bộ (vì nó nằm trên cùng trục với tuabin) và hướng dòng khí nén đến bộ làm mát liên động rồi đến ống nạp của động cơ.

Đặc điểm tuabin

So với máy nén cơ dẫn động bằng trục khuỷu, ưu điểm của tuabin là không lấy năng lượng từ động cơ mà sử dụng năng lượng từ các sản phẩm phụ. Nó rẻ hơn để sản xuất và rẻ hơn để sử dụng.

Mặc dù về mặt kỹ thuật, tuabin của động cơ diesel về cơ bản giống như đối với động cơ xăng, nhưng nó phổ biến hơn ở động cơ diesel. Tính năng chính là các phương thức hoạt động. Do đó, vật liệu chịu nhiệt kém hơn có thể được sử dụng cho động cơ diesel, vì nhiệt độ khí thải trung bình từ 700 ° C trong động cơ diesel và từ 1000 ° C trong động cơ xăng. Điều này có nghĩa là không thể lắp tuabin diesel trên động cơ xăng.

Mặt khác, các hệ thống này cũng có các mức tăng áp suất khác nhau. Trong trường hợp này, cần lưu ý rằng hiệu suất của tuabin phụ thuộc vào kích thước hình học của nó. Áp suất của không khí thổi vào các xi lanh là tổng của hai phần: áp suất khí quyển 1 cộng với áp suất dư do bộ tăng áp tạo ra. Nó có thể từ 0,4 đến 2,2 atm hoặc hơn. Vì nguyên lý hoạt động của tuabin trong động cơ diesel cho phép đưa vào nhiều khí thải hơn, nên thiết kế của động cơ xăng không thể lắp được ngay cả trong động cơ diesel.

Các loại và tuổi thọ của bộ tăng áp

Nhược điểm chính của tuabin là hiệu ứng "trễ turbo" xảy ra ở tốc độ động cơ thấp. Nó thể hiện thời gian trễ để đáp ứng với sự thay đổi của tốc độ động cơ. Để khắc phục nhược điểm này, nhiều loại turbo tăng áp đã được phát triển:

• Hệ thống cuộn đôi. Thiết kế cung cấp hai kênh ngăn cách buồng tuabin và kết quả là dòng khí thải. Điều này đảm bảo thời gian đáp ứng nhanh hơn, hiệu suất tuabin tối đa và ngăn ngừa tắc nghẽn các cổng xả.
• Tua bin có dạng hình học thay đổi (vòi phun có dạng hình học thay đổi). Thiết kế này được sử dụng phổ biến nhất trong động cơ diesel. Nó cung cấp một sự thay đổi trong tiết diện của đầu vào đến tuabin do tính di động của các cánh của nó. Thay đổi góc quay cho phép bạn điều chỉnh lưu lượng khí thải, từ đó điều chỉnh tốc độ của khí thải và tốc độ của động cơ. Trong động cơ xăng, tuabin biến đổi hình học thường được tìm thấy trong các loại xe thể thao.

Nhược điểm của tuabin tăng áp là tính dễ vỡ của tuabin. Đối với động cơ xăng, con số này là trung bình khoảng 150 km. Mặt khác, nguồn tua bin của động cơ diesel dài hơn một chút và trung bình 000 km. Khi lái xe kéo dài ở tốc độ cao, cũng như chọn sai dầu, tuổi thọ của xe có thể giảm hai hoặc thậm chí ba lần.

Tùy thuộc vào cách tuabin hoạt động trong động cơ xăng hoặc diesel, có thể đánh giá hiệu suất. Dấu hiệu để kiểm tra là xuất hiện khói xanh hoặc đen, giảm công suất động cơ cũng như xuất hiện tiếng còi và tiếng lạch cạch. Để tránh hỏng hóc, cần thay nhớt, lọc gió và tiến hành bảo dưỡng định kỳ kịp thời.