Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

  • Общая информация и принцип функционирования
  • Система состоит из турбокомпрессора с водяным охлаждением, промежуточного охладителя
    (Intercooler) и системы управления наддувом (MPFI Turbo).
  • Схема функционирования системы турбонаддува
Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Система управления позволяет форсировать двигатель по мощности, что в существенной
мере повышает эффективность его отдачи и, как следствие, улучшает маневренность
автомобиля во всех рабочих диапазонах. В системе управления предусмотрена функция
компенсации изменения барометрического давления при эксплуатации автомобиля в

высокогорной местности.

  1. Воздух, пройдя воздухоочиститель, попадает в турбокомпрессор, после сжатия в котором,
    охлаждается в теплообменнике промежуточного охладителя (Intercooler), после чего
  2. подается в корпус дросселя и далее, — во впускной трубопровод и цилиндры двигателя.

Для демпфирования быстрого изменения давления при резком закрывании дроссельной
заслонки в обход нее предусмотрен специальный перепускной канал. При резком нарастании
глубины разрежения при закрывании заслонки воздух по данному каналу поступает
на вход компрессора. Применение такой системе позволяет в значительной мере снизить

  • уровень шумового фона во время торможения двигателем.
  • Система управления наддувом (MPFI Turbo) состоит из датчика давления воздуха,
    блока управления, управляющего электромагнитного клапана, диафрагмы привода перепускного
    клапана и собственно клапана сброса давления, обеспечивающего перепускание газов
    мимо турбины. Датчик давления воздуха снабжает блок управления информацией о давлении
  • во впускном трубопроводе.
  • Турбокомпрессор
  • Конструктивные особенности
  • Конструкция турбокомпрессора
Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Компрессор оснащен собственной водяной рубашкой и перепускным клапаном сброса
давления. Турбина изготовлена из термостойкой стали, корпус компрессора, — из

алюминиевого сплава. Вал турбины удерживается в подшипниках плавающего типа.

Регулировка давления наддува

Назначение перепускного клапана сброса давления

С увеличением частоты вращения коленчатого вала (при сходных положениях дроссельной
заслонки) увеличивается расход отработавших газов, что, в свою очередь, приводит
к росту оборотов вала турбины (приблизительно с 20 000 до 150 000 в минуту) и,
соответственно, — давления наддува.

Рост давления наддува может привести к детонационному
сгоранию воздушно-топливной смеси (дизель-эффект) и, как следствие, — возрастанию
тепловой нагрузки на днища поршней, что чревато повреждением внутренних компонентов
двигателя.

С целью ликвидации подобного эффекта компрессор оборудован специальным
клапаном сброса давления, обеспечивающего перепускание газов в обход турбины.


Схема функционирования клапана сброса давления

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?
Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха? Перепускной клапан пребывает в закрытом
положении до тех пор, пока давление наддува остается ниже допустимого
значения. При этом весь поток отработавших газов пропускается через турбину.
Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха? Как только давление на управляющей диафрагме
переваливает за пределы допустимого значения, перепускной клапан открывается
и часть отработавших газов сбрасывается в обход турбины непосредственно
в систему выпуска. При этом разница давлений Р1 — Р2 (где Р1 — атмосферное
давление; Р2 — давление во впускном трубопроводе) поддерживается постоянной.

Концепция управления давлением наддува

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?
Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?
При эксплуатации автомобиля на большой
высоте над уровнем моря, где имеет место уже заметное понижение атмосферного
давления относительно нормального, система управления наддувом обеспечивает
поддержку максимального абсолютного значения давления наддува.

Смазка турбокомпрессора

Турбокомпрессор получает масло из системы смазки двигателя. Как только частота
вращения вала турбины достигает нескольких тысяч оборотов в минуту, подшипники
вала “всплывают” на масляном клине, образующемся как с внешней, так и с внутренней
стороны подшипниковой сборки. Кроме смазки подшипников масло обеспечивает также
дополнительный отвод тепла от турбокомпрессора.


Схема смазки турбокомпрессора

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Охлаждение турбокомпрессора

С цель повышения срока службы и надежности функционирования турбокомпрессора в
его корпусе предусмотрена водяная рубашка охлаждения. Охлаждающая жидкость поступает
по соединительным шлангам из водяной рубашки двигателя. После отбора тепла от
турбокомпрессора рабочая жидкость направляется в расширительный бачок системы

  1. охлаждения.
  2. Система промежуточного охлаждения воздуха
  3. Схема функционирования системы промежуточного охладителя системы турбонаддува
Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?
  • Промежуточное охлаждение воздуха после выхода его из компрессора повышает эффективность
    функционирования системы турбонаддува, снижает вероятность возникновения детонации
  • смеси и способствует сокращению расхода топлива.
  • Схема подключения теплообменника промежуточного охладителя системы
    турбонаддува
Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Промежуточный охладитель (Intercooler) представляет собой водо-воздушный теплообменник
с низким гидравлическим сопротивлением и высокой охлаждающей способностью.

Конструкция теплообменника промежуточного охладителя (Intercooler)
системы турбонаддува

  1. Теплообменник промежуточного охладителя, состоящий из пяти отдельных блоков, выполнен
    из алюминиевого сплава и обеспечивает отвод избытка тепла от воздушного потока,
  2. температура которого поднимается в результате адиабатического сжатия в компрессоре.
  3. Схема подключения радиатора промежуточного охладителя системы турбонаддува

Радиатор промежуточного охладителя изготовлен из оребренных алюминиевых труб.
Левый бачок радиатора разделен на две части, что позволяет более эффективно обеспечивать
отвод тепла от охлаждающей жидкости. Для удаления из тракта воздушных пробок предусмотрена

специальная вентиляционная пробка.

Конструкция насоса промежуточного охладителя

Привод крыльчатки насоса промежуточного охладителя осуществляется от индивидуального
электромотора.

Мощность которого составляет порядка 28 Вт при открывании
дроссельной заслонки менее чем 80% и 50 Вт при большем открывании заслонки. Данная схема реализована с целью экономии затрат мощности.

Клапан перепускания воздуха в система наддува

Как уже говорилось выше, при резком закрывании дроссельной заслонки в системе
впуска воздуха может возникать низкочастотный гул.

С целью минимизации звукового
фона при торможении двигателем в тракт системы турбонаддува включен специальный
перепускной клапан.

Клапан срабатывает под воздействием разрежения, возникающего
за дроссельной заслонкой при резком ее закрывании, в результате воздух из дроссельной

камеры перенаправляется на вход компрессора.

Конструкция перепускного клапана сброса давления

  • Диагностика неисправностей системы турбонаддува
  • Нарушения функционирования системы турбонаддува могут приводить к следующим последствиям:
  • При повышенном давлении наддува:
  • a) Детонация воздушно-топливной смеси.
  • При заниженном давлении наддува:
Причинами возникновения
перечисленных ниже признаков могут являться также нарушение герметичности
систем впуска воздуха или выпуска отработавших газов, повышение сопротивления
выпускного тракта в результате деформации труб, отказ системы управления
по устранению детонации, а также нарушение исправности функционирования
системы управления впрыска.
  1. b) Потеря мощности
    c) Снижение приемистости;
  2. d) Повышение расхода топлива.
  3. При утечках масла:

    e) Повышенный расход масла;
    f) Образование белого дыма на выходе системы выпуска отработавших

  4. газов.

© 2008 — 2015 год — Сайт Мотоэкипировка и мотоциклы Прайд Байк

Источник: http://pride-u-bike.com/subaru-forester/6_15.html

Турбокомпрессор: устройство,принцип работы,фото,видео

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Турбина в двигателе или как бывает называют турбокомпрессов дает больше мощности агрегату. Чтоб понять как устроен и принцип работы системы, рассмотрим это все в деталях.

Немного о турбокомпрессоре

Турбокомпрессор или его ещё называют «газотурбинный нагнетатель» (Centrifugal compressors или очень популярно называть «Turbocharger») — это осевой или центробежный компрессор, что функционирует вместе с турбиной. Это конструктивный основной элемент в автомобилях с газотурбированными двигателями.

Давление во впускной системе можно повысить при помощи установки турбокомпрессора, использующего энергию отработавших газов. При его использовании масса воздуха, имеющегося в камерах сгорания, увеличивается. Механический нагнетатель не так эффективен, как турбированный компрессор газов, потому что мощность двигателя не используется для привода.

Тем не менее, после установки центробежной турбины некоторые потери мощности неизбежны. Отработавшие газы из цилиндров не находят выхода, так как турбина преграждает их путь наружу.

На двигатель приходится большая нагрузка по очистке цилиндров, вследствие того, что в выпускном тракте создаётся огромное давление. На эту задачу тратится некоторая часть мощности двигателя авто.

Конечно, эта потеря ничтожна в сравнении с приростом мощности двигателя объёмом в 30–40%.

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Принцип работы автомобильного турбокомпрессора

Турбокомпрессор является сложным устройством, используемым в целях увеличения мощностных характеристик двигателя благодаря большему количеству воздуха, который подается в цилиндры. Принцип работы турбокомпрессора сводится к следующему:

  • при попадании в мотор топливовоздушной смеси происходит ее сгорание, которая затем выходит через выхлопную трубу. В начале выпускного коллектора установлена крыльчатка, крепко соединенная с другой крыльчаткой, расположенной уже во впускном коллекторе;
  • поток выходящих из двигателя выхлопных газов раскручивает крыльчатку, находящуюся в выпускном коллекторе, которая в свою очередь приводит в движение крыльчатку, установленную на впуске;
  • так, в мотор поступает большее количество воздушной массы, а значит, в него подается и больше топлива. Как известно, чем больше сгорает топливной смеси, тем мощнее становится двигатель. Задача автомобильного турбокомпрессора как раз и состоит в том, чтобы поставлять в силовой агрегат больше воздуха для сжигания большего количества топлива, за счет чего и достигается значительная прибавка мощности.

Что такое турбо-яма?

Стоит добавить, что крыльчатка турбокомпрессора способна развивать до двухсот тысяч оборотов в минуту, благодаря чему данное устройство отличается большой инерционностью или, говоря иначе, имеет «турбо-яму», которая проявляется при резком нажатии на педаль газа. В этот момент крыльчатка медленно приводится в движение, и приходится некоторое время ждать, чтобы автомобиль начал набирать скорость.

Этот эффект имеет продолжительность всего несколько секунд, но, тем не менее, он не доставляет особого удовольствия при разгоне машины.

На сегодняшний день производители, так или иначе, смогли устранить эффект «турбо-ямы» путем установки двух перепускных клапанов.

Один предназначен для выработанных газов, задача второго состоит в том, чтобы перепускать избыток воздуха в трубопровод турбокомпрессора из впускного коллектора.

Благодаря этой системе обороты крыльчатки при сбросе газа уменьшаются в замедленном темпе, в то время как при резком нажатии на педаль акселератора происходит поступление воздушной массы в двигатель в полном объеме.

Функция турбины, настройка и ее дефекты

Функция турбокомпрессора заключается в том, чтобы увеличивать выходную мощность и крутящий момент двигателя. Благодаря турбине производители могут уменьшать количество рабочих цилиндров в двигателе без снижения мощности и крутящего момента.

Например, только трехцилиндровый 1,0 литровый турбомотор может выдавать мощность в 90 л.с. Добиться такой же производительности обычный бензиновый трехцилиндровый мотор без дорогостоящих модификаций не сможет ни один автопроизводитель.

  • Также 1,0 литровый турбированный трехцилиндровый двигатель имеет более низкий расход топлива и небольшой уровень выхлопных газов СО2.
  • Именно поэтому турбированные моторы стали очень распространенными в малолитражных бензиновых автомобилях за последние несколько лет.
  • Также все чаще стали выпускаться дизельные двигатели с двумя турбинами (Bi-Turbo), что позволяет производителям не только добиваться потрясающий мощности от дизельных автомобилей, но снижать уровень вредных веществ в выхлопе до рекордных значений.

В большинстве случаев работа современных турбокомпрессоров основана на тех же принципах, которые создал Швейцарский изобретатель Альфред Бучи. То есть большинство турбин в современных автомобилях работают от давления, образующего от выхлопных газах в камере сгорания двигателя.

Недавно также стали появляться турбины, которые могут работать, как от электричества, так и традиционно от газа, поступающего из выхлопной системы. Благодаря этому инженеры добились максимальной мощности и крутящего момента при небольших оборотах двигателя.

Например, подобная турбо технология используется в дизельном 4,0 литровом моторе Audi V8 TDI, который устанавливается на кроссовер SQ7.Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Эксплуатация и техническое обслуживание автомобильных турбин

С каждым годом во всем мире ужесточаются экологические требования к выхлопу современных автомобилей. В результате все больше новых автомобилей оснащаются турбинами.

Таким образом автопроизводители пытаются выпускать автомобили, которые будут соответствовать жёстким экологическим нормам.

Увы, без использования турбин в современных автомобилях добиться сокращения уровня вредных веществ в выхлопе без миллиардных инвестиций невозможно.

Виды и срок службы турбокомпрессоров

Основным недостатком работы турбины является возникающий на малых оборотах двигателя эффект «турбоямы». Он представляет собой временную задержку отклика системы на изменение оборотов двигателя. Для устранения этого недостатка разработаны различные виды турбокомпрессоров:

  • Система twin-scroll, или раздельный турбокомпрессор. Конструкция имеет два канала, которые разделяют камеру турбины и, соответственно, поток отработавших газов. Это обеспечивает более быстрое реагирование, максимальную производительность турбины, а также предотвращает перекрытие выпускных каналов.
  • Турбина с изменяемой геометрией (с переменным соплом). Такая конструкция чаще используется на дизеле. Она предусматривает изменение сечения входа в колесо турбины за счет подвижности ее лопастей. Смена угла поворота позволяет регулировать поток отработавших газов, благодаря чему происходит согласование скорости отработавших газов и рабочих оборотов двигателя. На бензиновом двигателе турбина с изменяемой геометрией часто устанавливается на спортивных автомобилях.К минусам турбокомпрессоров можно отнести и небольшой срок службы турбины. Для бензиновых двигателей он в среднем составляет 150 000 километров пробега машины. В свою очередь, ресурс турбины дизельного двигателя несколько больше и в среднем достигает 250 000 километров. При постоянной езде на высоких оборотах, а также при неправильном подборе масла сроки эксплуатации могут сократиться в два или даже в три раза.В зависимости от того, как работает турбина, на бензиновом или дизельном двигателе, можно судить о ее исправности. Сигналом о необходимости проверки узла является появление синего или черного дыма, снижение мощности двигателя, а также появление свиста и скрежета. Для профилактики неисправностей необходимо вовремя менять масло, воздушные фильтры и регулярно проходить техобслуживание.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРИМЕНЕНИЯ ТУРБОНАДДУВА

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.
2.

Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.
3.

Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.
4. Происходит экономия топлива на 5-20%.

В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.
5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.

6. Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.

О НЕДОСТАТКАХ

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей

На некоторые двигатели устанавливается два турбокомпрессора разного размера. Малый турбокомпрессор быстрее набирает обороты, снижая тем самым задержку ускорения, а большой обеспечивает больший наддув при высокой скорости вращения двигателя.

Когда воздух сжимается, он нагревается, а при нагревании воздух расширяется. Поэтому повышение давления от турбокомпрессора происходит в результате нагревания воздуха до его впуска в двигатель. Для того, чтобы увеличить мощность двигателя, необходимо впустить в цилиндр как можно больше молекул воздуха, при этом не обязательно сжимать воздух сильнее.

Охладитель воздуха или охладитель наддувочного воздуха является дополнительным устройством, которое выглядит как радиатор, только воздух проходит как внутри, так и снаружи охладителя. При впуске воздух проходит через герметичный канал в охладитель, при этом более холодный воздух подается снаружи по ребрам при помощи вентиляторов охлаждения двигателя.

Охладитель увеличивает мощность двигателя, охлаждая сжатый воздух от компрессора перед его подачей в двигатель. Это значит, что если турбокомпрессор сжимает воздух под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), охладитель осуществит подачу охлажденного воздуха под давлением 7 фунт/дюйм2 (0,5 бар), который является более плотним и содержит больше молекул, чет теплый воздух.
 

Турбокомпрессоры также обладают преимуществом на большой высоте, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать слабее на большой высоте над уровнем моря, т.к. на каждый ход поршня подаваемая масса воздуха будет меньше. Мощность двигателя с турбокомпрессором также снизится, но менее заметно, т.к. разреженный воздух легче сжимать.

В старых автомобилях с карбюраторами автоматически увеличивается подачу топлива в соответствии с увеличением подачи воздуха. В современных автомобилях происходит то же самое.

Система впрыска топлива ориентируется на данные датчика кислорода в выхлопе для определения необходимого соотношения топлива и воздуха, так что система автоматически увеличивает подачу топлива при установленном турбокомпрессоре.

При установке мощного турбокомпрессора на двигатель с впрыском топлива, система может не обеспечить необходимое количество топлива — либо программное обеспечение контроллера не допустит, либо инжекторы и насос не смогут осуществить необходимую подачу. В этом случае необходимо осуществлять уже другие модификации для максимального использования преимуществ турбокомпрессора.

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Она также известна под названием – трубина с переменным соплом. Данный тип турбины используется в дизельных двигателях. Девять подвижных лопастей, установленных в турбокомпрессоре, регулируют прохождение потока газов к турбине. Увеличение и блокировка потока газов достигается при помощи привода, регулирующего угол наклона девяти лопастей. Скорость потока газов и давление нагнетаемого воздуха согласуются с количеством оборотов двигателя во время изменения угла наклона лопастей. 

Следует напомнить о том, что некоторые двигатели используют несколько турбокомпрессоров. Возможно использование двух (Твин Турбо), трех или же четырёх. В таких конструкциях они устанавливаются последовательно. Первый используется при низких оборотах, а второй — при высоких.

Также существует схема установки компрессоров, при которой они располагаются параллельно друг другу. Она используется на V-образных двигателях. На каждый ряд цилиндров приходится по компрессору. Бытует мнение, что один большой турбокомпрессор менее производителен, чем два маленьких.

Источник: https://seite1.ru/zapchasti/turbokompressor-ustrojstvoprincip-rabotyfotovideo/.html

Устройство турбины и принцип работы турбокомпрессора на дизельном двигателе

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Устройство и особенности турбины

Агрегат состоит из двух устройств — турбины и компрессора. Задача первой преобразовывать энергию выхлопных газов, а второго — подавать сжатый воздух в цилиндры. «Крыльчатки» — главные составляющие части этой системы, представляют собой два лопастных колеса (компрессорное и турбинное).

По своей сути компрессор — это насос, его единственная задача заключается в подаче сжатых атмосферных воздушных масс в цилиндры.

Кислород необходим для сжигания топлива, чем больше его поступит, тем больше силовой агрегат сможет сжечь.

В результате это приводит к значительному увеличению мощности движка без физического увеличения объёма или количества цилиндров. Система турбонаддува состоит из следующих компонентов:

  • корпус компрессора;
  • корпус турбины;
  • корпус подшипников;
  • компрессорное колесо;
  • турбинное колесо;
  • ось или вал ротора.

В турбонаддуве основным элементом выступает ротор, который защищается корпусом и крепится к специальной оси. И сам ротор, и корпус турбины изготавливаются из термостойких сплавов — это необходимо из-за того, что они находятся в постоянном контакте с газами высокой температуры.

Ротор и крыльчатка вращаются в разных направлениях с большой скоростью — такое решение обеспечивает их плотный прижим друг к другу. Принцип работы в следующем:

  1. Отработанные газы поступают в выпускной коллектор.
  2. Затем — в специальный канал, расположенный в корпусе нагнетателя, который выполнен в форме улитки.
  3. В «улитке» газы разгоняются до большой скорости и подаются на ротор.

Благодаря такому принципу и обеспечиваются вращение турбины. Что касается оси турбонагнетателя, то она крепится на специальных подшипниках скольжения и смазывается за счёт поступления жидкости из моторного отсека.

Утечка смазочной жидкости предотвращается благодаря наличию прокладки и уплотнительным кольцам. Кроме того, дополнительную герметизацию обеспечивают смешанные и отдельные потоки отработанных газов и воздуха.

Такое технологическое решение не обеспечивает гарантии в 100%, что выхлоп не попадёт в сжатый воздух, однако система этого и не требует.

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженерам потребовалось несколько десятилетий, чтобы довести систему до ума. Только на первый взгляд решение компенсировать потери КПД за счёт выхлопных газов кажется простой. Даже после создания устройства у него долгое время наблюдались определённые проблемы.

Например, не удавалось решить проблему турбоямы — задержки после нажатия на педаль газа и запуском ротора. Решение нашлось в виде использования двух клапанов.

Один из них использовался для вывода излишек воздуха, а второй предназначался для выхлопных газов.

Кроме того, современные турбины имеют изменённую геометрию лопаток, что серьёзно их отличает от подобных устройств второй воловины XX столетия.

Можно выделить ещё одну проблему, которая заключалась в излишней детонации — с ней тоже успешно справились современные инженеры. Проблема заключалась в том, что температура в рабочих секторах цилиндров резко увеличивалась во время нагнетания воздуха, особенно в последней стадии такта. Решение нашлось в установке интеркулера (промежуточного охладителя воздуха).

Интеркулер — устройство для охлаждения наддувочного воздуха. Он выполняет сразу две функции — препятствует детонации и не даёт уменьшиться плотности воздуха. В результате удалось сохранить работоспособность всей системы.

Также стоит отметить и другие важные составляющие турбины.

Регулировочный клапан. Отвечает за поддержание заданного уровня давления, излишки давления поступают в приёмную трубу.

Перепускной клапан. Используется для вывода излишних воздушных масс обратно во впускные патрубки — это нужно для снижения мощности при её избытке.

Стравливающий клапан. Если дроссель закрывается и нет датчика массового расхода воздуха, клапан будет возвращать излишки воздуха обратно в атмосферу.

Патрубки. Герметичные отрезки трубы. Одни используются для подачи воздуха, вторые для подачи смазочного масла.

Выпускные коллекторы. Должны быть совместимы с турбокомпрессором.

Принцип работы

Для начала нужно разобраться с двумя терминами.

Турбоподхват — состояние, при котором быстро вращающийся ротор увеличивает подачу воздуха в цилиндры, благодаря чему повышается мощность силового агрегата.

Турбояма — короткая задержка, которая возникает в работе турбины при повышении количества поступившего топлива во время нажатия педали газа. Задержка появляется из-за того, что ротору необходимо некоторое время, пока газы его не разгонят.

Турбонаддув повышает давление выхлопных газов за счёт более интенсивной работы мотора, но в то же время увеличивается и давление наддува.

При достижении критических величин может произойти поломка, а потому этот процесс необходимо контролировать. За регулировку давления отвечают клапана, а мембрана и пружина следят за предельно допустимыми значениями.

При достижении определённой величины мембрана открывает клапан для стравливания давления.

Работа турбины на дизельном двигателе нуждается в контроле давления, который осуществляется следующими процессами:

  • если поступило слишком много воздуха, компрессор (используя клапан) освобождается от излишков;
  • клапан стравливает давление в случаях, когда воздуха поступило слишком много — при этом агрегат работает стабильно и забирает ровно столько воздуха, сколько требуется.

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Работа турбокомпрессора на дизельном двигателе

Работа осуществляется по следующие схеме:

  1. Компрессор нагнетает сжатый атмосферный воздух.
  2. Воздушная масса смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
  3. Полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется, что приводит поршни в движение.
  4. Параллельно с этим процессом появляются отработанные газы, которые направляются в выпускной коллектор.
  5. Скопившиеся в корпусе газы значительно увеличивают скорость.
  6. Вращение переходит (по валу) на компрессорный ротор, он втягивает новую порцию воздуха.

Получается интересное взаимодействие. Ротор вращается быстрее — больше поступает воздуха. Чем больше воздуха поступает — тем быстрее вращается ротор.

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Минусы турбины на дизельном двигателе

Как и любое устройство, у турбины есть свои положительные характеристики (которые были описаны выше), так и недостатки.

К минусам можно отнести в первую очередь увеличенный расход топлива, особенно это касается неправильно отрегулированных агрегатов.

Второй минус — чувствительность к качеству топлива, что особенно актуально в российских условиях. Дело в том, что некачественный дизель может привести к детонации. Отметим и другие недостатки:

  • общее удорожание двигателя;
  • повышенная требовательность к моторному маслу;
  • масло и фильтры приходится менять чаще (примерно каждые 5-6 тыс. км);
  • нужно часто менять воздушный фильтр;
  • ресурс турбины на дизельном двигателе значительно ниже, чем на бензиновом (из-за более высокой температуры выхлопа);
  • средний ресурс агрегата составляет 200-250 тыс. км, после чего потребуется замена или, как минимум, капитальный ремонт;
  • достаточно сложный ремонт, провести его среднестатистическому автовладельцу самому не получится.

Однако стоит отметить, что плюсы всё-таки перевешивают минусы. В противном случае турбины не пользовались бы такой большой популярностью.

Основные неисправности — признаки и причины

Сразу стоит оговориться, что основная причина поломок — это несвоевременное техническое обслуживание агрегата, его рекомендуется проводить минимум один раз в год. Следующая причина — низкое качество масла, либо его несвоевременная замена.

Третья — попадание в устройство посторонних предметов (например, мелких камушков). Наконец, четвёртая — банальный износ отдельных компонентов турбины, ведь у каждого оборудования есть свой срок эксплуатации.

Теперь опишем признаки, которые могут говорить о неисправности.

Чёрный дым из выхлопной трубы. Топливо сгорает в интеркулере или нагнетающей магистрали. Скорее всего — неисправность системы управления.

Сизый дым. Возможно, из-за нарушения герметизации турбины масло просачивается в камеру сгорания.

Белый дым. Сливной маслопровод загрязнился, потребуется его чистка.

Повышенный расход топлива. Воздух не доходит до компрессора.

Увеличен расход масла. Нужно проверить стыки патрубков — возможно, нарушена герметичность.

Уменьшение динамики разгона. Скорее всего вышла из строя система управления, из-за чего возник недостаток кислорода.

Посторонний свист, скрежет или шумы. Это может быть изменение зазора ротора, дефект в корпусе, утечка воздуха между двигателем и турбиной, либо загрязнение маслопровода.

Всегда нужно соблюдать правила эксплуатации агрегата — это снизит вероятность появления поломки и продлит срок службы устройства. Следует придерживаться нескольких простых правил:

  • следите за качеством топлива и масла;
  • не забывайте вовремя менять масло и фильтры;
  • начинайте движение только после того, как движок прогреется;
  • после прекращения движения нужно дать мотору поработать на холостых, а не сразу его выключать.

И, конечно же, следует регулярно проходить ТО.

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Что делать, если турбина сломалась

Если обнаружилась неисправность первое, что нужно сделать — провести диагностику. Причём чем раньше, тем лучше. Если вовремя заменить неисправную деталь, удастся избежать более серьёзных проблем.

Например — зачастую автовладелец не обращает внимание на лёгкое постукивание думая, что это не имеет значения, в результате через какое-то время приходится покупать новую турбину, хотя изначально можно было обойтись небольшим ремонтом.

Следует отметить, что недостаточно знать, как работает турбина на дизеле — нужно идеально разбираться во всех её компонентах.

Только обладая соответствующими навыками, опытом и оборудованием получится провести качественный ремонт.

Именно поэтому рекомендуем не пытаться самостоятельно отремонтировать агрегат (можно сделать только хуже), а обратиться в компанию «Дизель-Мастер». Специализируемся на ремонте турбин с 1998 года, а потому знаем о них всё.

5 причин обратиться именно к нам:

  1. В наличие высокоточное диагностическое оборудование (стенды Bosch и Delphi);
  2. В штате — специалисты с большим практическим опытом подобных работ.
  3. Быстрый ремонт в течение дня без потери в качестве.
  4. Используем только оригинальные комплектующие и ремкомплекты.
  5. Предоставляем официальную гарантию на комплектующие и выполненный ремонт.

При первых признаках дефекта — обратитесь к нам. Установим причину неисправности и предложим эффективный, экономичный способ её решения.

Источник: https://dizelmaster.ru/stati/ustrojstvo-i-princip-raboty-turbiny-na-dizelnom-dvigatele

Промежуточное охлаждение — итоги главы

Что такое промежуточный охладитель, и почему он настолько важен? Промежуточный охладитель это теплообменник (радиатор), по­мещенный на выходе компрессора турбонагнетателя. Его цель — пони­зить температуру сжатого воздуха, выходящего из турбонагнетателя, увеличить плотность воздуха и следовательно — обеспечить более высо­кое давление наддува.

Понижение температуры воздуха имеет два основных плюса: оно увеличивает мощность, и предотвращает детонацию на значительно более высоких давлениях наддува. Охлаждение нагнетаемого воздуха делает его более плотным — т.е., большее количество молекул в кубиче­ском сантиметре.

Увеличение плотности составляет около 10 — 15 %, в зависимости от уровня наддува и эффективности охладителя. Мощ­ность увеличивается пропорционально плотности. Это, конечно, по­лезное увеличение мощности, но это не все, что мы имеем.

Увеличение зоны, безопасной от детонации, настолько велико, из-за понижения температуры, что часть этой увеличенной зоны может использоваться, чтобы повысить уровень наддува. При использовании хорошего про­межуточного охладителя граница детонации может быть отодвинута на 0,25 — 0,3 бара наддува (конечно при обеспечении правильного соотно­шения воздух/топливо).

Давление наддува может и должно тогда быть поднято на 0,2 — 0,25 бара. Улучшение характеристик в результате этих дополнительных 0,2 — 0,25 интеркуллерных бара приблизительно то же самое как характеристика, обеспечиваемая первыми 0,35 — 0,4 бара над­дува.

Однако, здесь могут быть ловушки. Во-первых, теперь модно пред­лагать интеркуллер как замену правильному соотношению воздух/топ­ливо. Он не может заменить его. Правильное соотношение воздух/топливо обязательно. Если вы выбираете одно или другое, Вы должны выбрать правильное соотношение воздух/топливо. И то и Дру­гое — гораздо лучше.

Во-вторых, слишком большие потери давления в промежуточном охладителе могут увеличить давление в выпускном коллекторестолько, что фактически могут свести на нет все увеличение мощности, обеспечиваемое промежуточным охладителем.

Промежуточный охла­дитель с нулевым сопротивлением идеален, подберитесь к нему так близко, насколько это возможно. Знайте то, что Вы покупаете. Узнайте падение давления при расходе воздуха в 1,5 раза больше, чем у вашего двигателя. Оно должно быть менее 0,15 бара.

Немногие будут удовле­творять этому требованию, включая и штатные интеркулеры.

Какого типа бывают промежуточные охладители?

Имеются два основных типа промежуточных охладителей: «воз­дух/ воздух» и «воздух/жидкость». Каждый из них имеет преимущества, и каждый имеет свои недостатки. Интеркулер «воздух/воздух» является самым простым. Он не имеет никаких подвижных частей и столь же прост как кирпич.

Его способность охлаждать нагнетаемый воздух вполне удовле­творительна, но потери давления могут быть высоки, особенно с, обычно используемыми, небольшими ядрами.

Данная потеря давления в промежуточном охладителе обнаружится как увеличение вдвое про­тиводавления в выхлопном коллекторе — извечного врага турбокомпре­ссора.

В целом, хороший узел выбирается для адекватного отвода тепла и минимальной потери давления.

Как работает турбонаддув с промежуточным охлаждением воздуха?

Решения, на основе которых выбирается тот или иной вариант должны быть основаны на двигателе, доступном пространстве, датчи­ках расхода воздуха системы впрыска топлива и разнообразных других факторах.

Пример каждого выбора: очевидный выбор для 6-цилиндро­вого BMW — жидкостный интеркулер, так как отсутствует пространство для соответствующего ядра воздух/воздух.

Дальнейшая сложность в установке интеркулера воздух/воздух в BMW — полное отсутствие вы­сокоскоростного потока воздуха в единственном месте, где можно установить только небольшое ядро.

С другой стороны, Форд Mustang GT предлагает во всех отношениях идеальное место для интеркулера воз­дух/ воздух. Существует пространство для достаточно большого интер­кулера воздух/воздух (целых три ядра), и к нему легко можно подать огромное количество охлаждающего воздуха.

Что такое впрыск воды, и когда он необходим?

Впрыск воды — распыление потока H2O в систему впуска. Теплота, поглощенная при парообразовании воды дает сильный эффект охлаж­дения для горячего сжатого воздуха, выходящего из турбонагнетателя. Понижение температуры воздуха на впуске снижает тенденцию к детонации.

Не будьте слишком поспешны, чтобы создать защиту от детона­ции, основанную на таком устройстве.

Впрыск воды лучше использо­вать, когда желателен уровень наддува более 0,4 бара, но в системе отсутствует промежуточный охладитель.

Не допускайте использования впрыска воды как оправдания за несоответствующее соотношение воз­дух/топливо. Рассмотрев все вышесказанное, Вы должны быть далеки от идеи использовать впрыск воды.

Источник: http://gt-turbo.ru/interkuler-promezhutochnoe-okhlazhdenie/promezhutochnoe-okhlazhdenie-itogi-glavy

Промежуточное охлаждение

Промежуточный охладитель это теплообменник, расположенный между турбонагнетателем и впускным коллектором. Основная его задача состоит в том, чтобы забрать ненужную теплоту из нагнетаемого воздуха, которую туда добавил турбонагнетатель в процессе сжатия. Очевидно, что качество промежуточного охладителя должно оцениваться его способностью по переносу этой теплоты.

К сожалению, это только верхушка айсберга, поскольку простое по сути добавление промежуточного охладителя создает множество разнообразных проблем.

Извлечение большей пользы от установки промежуточного охладителя при уменьшении проблем, которые он может принести — техническая задача, которая должна быть решена прежде, чем можно будет создавать систему турбонаддува с промежуточным охлаждением воздуха.

Отвод теплоты от нагнетаемого воздуха имеет два огромных достоинства. Во-первых, понижение температуры увеличивает плотность воздуха. Увеличение плотности пропорционально изменению температуры (измеренное по абсолютной шкале). Более плотный воздушный заряд производит больше энергии.

Вторым, но не менее важным эффектом является потрясающий выигрыш в процессе сгорания, вызванный уменьшением вероятности возникновения детонации вследствие пониженных температур воздушного заряда.

Эти два достоинства являются причиной того, что правильно выбранный промежуточный охладитель может увеличить мощность и/или запас прочности двигателя с турбонагнетателем.

Поиск места для размещения промежуточного охладителя часто сводится к поиску доступного пространства для достаточно большого агрегата. Для этого не требуется научных знаний. Однако, необходимо соблюсти несколько правил. Недопустимо размещение промежуточного охладителя воздух/воздух в двигательном отсеке. Размещение его за радиатором системы охлаждения также не годится.

Воздух, прошедший через радиатор системы охлаждения имеет температуру около 50°С или более, он горячей окружающего воздуха и поэтому не способен охладить что-нибудь.

Действительно, турбонагнетатель при низких давлениях наддува, не может нагреть впускной воздух до температуры подкапотного воздуха, который якобы должен охладить интеркулер. Когда это происходит, промежуточный охладитель становится «промежуточным нагревателем», а не нужной частью системы турбонаддува.

Когда наддув повышается и температура впускного воздуха превышает температуру подкапотного пространства, промежуточный охладитель, начнет немного охлаждать, но будет всегда страдать от серьезной потери своей эффективности. Так же нежелательным является излучение тепла под капотом от нагретых деталей двигателя.

Термоизоляция и правильно проложенные трубы могут помочь решить эти задачи, но, совершенно очевидно, что моторный отсек неподходящее место дня промежуточного охладителя.

Источник: https://studbooks.net/1792567/tovarovedenie/promezhutochnoe_ohlazhdenie

Система охлаждения турбонаддува

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

История наддува так же стара, как и история самих двигателей внутреннего сгорания.

Известно, что оба «прародителя» современных ДВС, и  Готлиб Даймлер, и Рудольф Дизель, отчетливо представляли, что предварительное сжатие воздуха, поступающего в цилиндры, позволяет получить прибавку в мощности.

Оба еще в конце 19-го века предпринимали попытки применить наддув в конструкции своих двигателей и оба потерпели неудачу. Что касается эффективной мощности, она действительно возрастала, но на КПД «первобытных» бензиновых и дизельных моторов наддув сказывался отрицательно.

Это сейчас понятно, что виноват был не сам принцип наддува, а его реализация. Тогда же результаты экспериментов дали основание сделать отрицательный вывод о пользе применения наддува. Дизель был наиболее категоричен и назвал воздействие предварительной компрессии на работу двигателя чрезвычайно вредным.

Неудачи первых экспериментов надолго отодвинули идею предварительного наддува. Робкие попытки вернуться к ней предпринимались еще до начала Первой мировой войны. Бензиновые двигатели с наддувом изредка появлялись на гоночных автомобилях и тепловозах.

Война активизировала разработки в этой области, и авиационные моторы с наддувом помогали самолетам компенсировать потерю мощности из-за уменьшения плотности воздуха при полетах на больших высотах. Усилиями немецкой фирмы MAN в середине 20-х годов были разработаны первые дизельные двигатели с наддувом.

Применялись они в основном на судах, в том числе, подводных лодках, и локомотивах.

Одна из задач, которые решаются применением турбонаддува, — увеличение мощности и крутящего момента двигателя при неизменных массогабаритных показателях.

Причина прироста мощности и крутящего момента турбомоторов – резкое увеличение среднего эффективного давления в цилиндре.

История свидетельствует, что в 1905 году выпускник Швейцарского технического университета Альфред Бюхи получил от Федерального патентного ведомства США свой первый патент.

Патент касался принципа предварительного сжатия рабочей среды поршневой машины за счет частичного использования энергии отработавших газов.

Впоследствии Бюхи запатентовал еще несколько изобретений, в том числе, конструкцию устройства, объединявшего на одном валу крыльчатки компрессора и турбины, работающей на выхлопных газах двигателя. Так родилась идея газового турбонагнетателя или турбокомпрессора.

«Инкубационный период» этого изобретения длился очень долго. Первое практическое применение турбонаддува на транспортных двигателях состоялось лишь в 1925 году. Турбонагнетатели прошли примерно такой же путь, как и компрессоры.

Вначале они применялись на судовых двигателях, в конце 30-х – на моторах грузовиков.

Дебют турбокомпрессоров на серийных легковых автомобилях состоялся гораздо позже, лишь в начале 60-х, когда концерн General Motors представил на рынок две модели автомобилей с турбонагнетателями: Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire.

Как оказалось, их премьера было несколько преждевременной. Большой расход топлива, невысокий крутящий момент и низкая надежность турбомоторов привели к тому, что через год эти модели были сняты с производства, дискредитировав идею турбонаддува.

Несмотря на кажущуюся простоту самой идеи и конструкции газового турбонагнетателя, создание работоспособных агрегатов турбонаддува вкупе с устройствами регулирования – задача непростая.

Ее решение требует глубоких теоретических и прикладных исследований, а также применения высокотехнологичных процессов в производстве. Представьте, вал турбокомпрессора вращается с частотой 200 000 мин-1 и даже больше.

То есть, пока вы делаете один вдох, турбонагнетатель совершает более 3 000 оборотов.

При этом температура крыльчатки турбины, взаимодействующей с выхлопными газами, «зашкаливает» за тысячу градусов, в то время как с другой стороны небольшого вала, в зоне крыльчатки компрессора она раз в пять меньше. Понятно, что даже обеспечение работоспособности такого устройства – проблема, не говоря уже о ресурсе в 200-300 тысяч километров пробега автомобиля

И все же проблемы применения турбонаддува в двигателях легковых автомобилей постепенно решались. Достаточно компактное устройство, к тому же утилизирующее энергию выхлопных газов, обеспечивало немалые преимущества: небывалый рост удельной мощности и крутящего момента, которые зачастую было невозможно достичь другими способами.

Именно эти факторы имели первостепенное значение в середине прошлого века. Как многие другие технические новации, турбонаддув прокладывал себе дорогу в «серию» через автоспорт.

Гонки «Формулы-1», соревнования в Индианаполисе, на которых апробировалась турботехника, стали важным этапом ее опытной отработки и доказали, что расчет на турбонаддув оправдан.

Серийный выпуск турбодизелей первой освоила фирма Mercedes-Benz в 1978 году. Позже этим направлением активно занялись французские моторостроители, Peugeot и Citroen.

Таким образом, к началу 80-х годов в линейке практически каждого автопроизводителя легковых автомобилей присутствовали одна или несколько моделей с турбодвигателем.

В то же время, механические нагнетатели сдали свои позиции, хотя говорить о бесперспективности их применения на небольших ДВС пока преждевременно.

Прогресс турботехники привел к тому, что в настоящее время доля легковых автомобилей с турбированными моторами составляет примерно половину от общего числа машин в возрасте до 5 лет и продолжает увеличиваться.

Из них порядка 20% — бензиновые автомобили, остальные – дизельные. Такое соотношение не случайно. Дизели существенно лучше приспособлены к наддуву вообще, и к турбонаддуву в частности.

В отличие от бензиновых моторов, в которых давление наддува ограничивается опасностью возникновения детонации, им такое явление неведомо. Дизель можно наддувать вплоть до достижения предельных механических нагрузок в его механизмах.

К тому же отсутствие дросселирования воздуха на впуске и высокая степень сжатия обеспечивают большее давление отработавших газов и их меньшую температуру в сравнении с бензиновыми моторами.

Что касается собственно турботехники, ее разработка и производство выделились в отдельную отрасль промышленности. Дело это не простое и требует особых знаний и технологий. Занимаются им отнюдь не автоконцерны, а ряд специализированных фирм. Некоторые из них имеют в этой области опыт, исчисляющийся многими десятилетиями.

Абсолютный лидер в деле разработки и производства турбокомпрессоров – известная американская фирма Garrett. Ставшая в 1999 году частью международного концерна Honeywell, она получила новое название Honeywell Turbo Technologies, оставив прежнее имя в качестве торговой марки.

Второе место по объемам производства занимает немецкая компания Borg Warner Turbosystems, которая после слияния с фирмами KKK, Schwitzer и Hitachi также владеет и этими брендами.

Английская компания Holset специализируется на агрегатах турбонаддува для коммерческих автомобилей. Из производителей автомобилей лишь концерн Mitsubishi имеет в своей структуре предприятие по производству турбокомпрессоров.

Фирма MHI полностью обеспечивает турбокомпрессорами потребности Mitsubishi, а также поставляет несколько моделей для моторов Volvo и BMW. Даже такой «монстр» как Toyota c 2001 года практически отказалась от изготовления турбокомпрессоров и перешла на использование изделий Garrett.

Оставшаяся часть турбо-рынка закрывается мелкими фирмами, а также продукцией, выпускающейся известными производителями для крупных клиентов под другими торговыми марками.

Анализ задания на дипломный проект

Турбонаддув — устройство в автомобиле, которое направлено на увеличение давления во впускном коллекторе автомобиля для того, чтобы обеспечить большее поступление воздуха, а значит и кислорода, в камеру сгорания. Главное назначение турбины – с ее помощью можно значительно увеличить мощность автомобиля.

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы турбонаддува несложен: горячие выхлопные газы через выпускной коллектор поступают в горячую часть турбины, проходят через крыльчатку горячей части приводя ее и вал на который она крепится в движение.

На этом же вале закреплена крыльчатка самого компрессора в холодной части турбины, эта крыльчатка при вращении создает давление во впускном тракте и впускном коллекторе, что обеспечивает большее поступление воздуха в камеру сгорания.

Турбонаддув состоит из двух улиток — улитки компрессора, через которую всасывается воздух и нагнетается во впускной коллектор, и улитки горячей части, через которую проходят выхлопные газы вращая колесо турбины и выходят в выхлопной тракт. Из крыльчатки компрессора и крыльчатки горячей части. Из шарикоподшипникового картриджа. Из корпуса, который соединяет обе улитки, держит подшипники, так же в корпусе находится охлаждающий контур.

В процессе работы турбокомпрессор подвергается очень большим термодинамическим нагрузкам. В горячую часть турбины попадают выхлопные газы очень большой температуры 800-9000 °С, поэтому корпус турбины изготавливают из чугуна особого состава и особого способа отливки.

Частота вращения вала турбокомпрессора достигает 200 000 об/мин и более, поэтому изготовление деталей требует большой точности, подгонки и балансировки. Помимо этого в турбине высокие требования к используемым смазочным материалам. В некоторых турбинах система смазки служит так и системой охлаждения подшипниковой части турбины.

Система охлаждения турбонаддува

Система охлаждения турбонаддува двигателя служит для улучшения теплоотдачи частей и механизмов турбокомпрессора. Существует два самых распространенных способа охлаждения деталей турбокомпрессора — охлаждение маслом, которое используется для смазки подшипников и комплексное охлаждение маслом и антифризом из общей системы охлаждения автомобилем. Охлаждение маслом.

Преимущества:

  • 1. Более простая конструкция
  • 2. Меньшая стоимость изготовления самой турбины
  • Недостатки:
  • 1. Меньшая эффективность охлаждения по сравнению с комплексной системой
  • 2. Более требовательна к качеству масла и к его более частой смене
  • 3. Более требовательна к контролю за температурным режимом масла

Изначально, большинство серийных двигателей с турбонаддувом оснащались турбинами с масляным охлаждением. При прохождении через шарикоподшипниковую часть масло сильно нагревалось.

Тогда, когда температура выходила за пределы нормального рабочего температурного диапазона, масло начинало закипать, коксоваться забивая каналы и ограничивая доступ смазки и охлаждения к подшипникам. Это приводило к быстрому износу, заклиниванию и дорогостоящему ремонту.

Причин у неполадки могло быть несколько — некачественной масло или не рекомендованное для данного типа двигателей, превышение рекомендованы сроков замены масла, неисправности в системе смазки двигателя и пр.

  1. Комплексное охлаждение маслом и антифризом Преимущества:
  2. 1. Большая эффективность охлаждения
  3. Недостатки:
  4. 1. Более сложная конструкция самого турбокомпрессора, как следствие большая стоимость

При охлаждении турбокомпрессора маслом и антифризом повышается эффективность и такие проблемы, как закипание и коксование масла, практически не встречаются. Но данная систем охлаждения имеет более сложную конструкцию т.к.

имеет раздельные масляный контур и контур охлаждающей жидкости. Масло как и прежде служит для смазки подшипников и для охлаждения, а антифриз, который используется из общей системы охлаждения двигателя, не дает перегреться и закипеть маслу.

Как следствие увеличивается стоимость самой конструкции.

При работе турбины воздух под действием компрессора сжимается и, как следствие, очень сильно греется, что приводит к нежелательным последствиям т.к. чем выше температура воздуха, тем меньшее количество кислорода в нем содержится — тем меньше эффективность наддува. С этим явлением призван бороться интеркулер — промежуточный охладитель воздуха.

Нагрев воздуха не единственная проблема, с которой пытаются справиться конструкторы при проектировании турбодвигателя. Насущной проблемой является инерционность турбины — задержка в реакции мотора на открытие дроссельной заслонки.

Турбина выходит на пик своих возможностей при определенных оборотах двигателя, отсюда и появилось мнение, что турбина включается при определенных оборотах.

Турбина в большинстве случаев, работает всегда, а значение оборотов при которых ее эффективность максимальная у каждого двигателя и у каждой турбины разные.

В погоне за решением этой проблемы появились системы их двух турбин, турбины с изменяемой геометрией сопла и изменяемым углом наклона крыльчатки (VGT), изменяются материалы частей чтобы повысить прочность и увеличить вес (керамические лопатки крыльчатки) и пр.

В своем дипломном проекте я хочу показать возможность установки турбонаддува на двигатель ВАЗ-21126 ( Приора). Тем самым испытать теоретическую возможность установки этого агрегата на данный двигатель и будет ли это целесообразно.

1 Расчетно – конструкторская часть

1.1 Описание конструкции и характеристика прототипа двигателя

Двигатель Лада Приора устанавливается на авто ВАЗ 2170 и его модификации. В цилиндропоршневом блоке двигателя 21126 стенки цилиндров хорошо обработаны методом хонингования для получения внутренних поверхностей улучшенного качества. Чугунный коленчатый вал 11183 отличается увеличенным радиусом кривошипа. Оригинальный шкив зубчатой конструкции индексирован специальным номером 21126.

Полукруглый профиль зубцов обеспечивает зацепление с фирменным ремнем, имеющим 137 зубцов такого же профиля, газораспределительного механизма. Срок использования ремня зубчатого фирмы Gates рассчитан на 200 тыс. км.

Шатунно-поршневая группа разработана фирмой Federal Mogul. Инженерами создана конструкция, весом на 30% меньшим, чем у модели 2110. Поршневые кольца Federal Mogul имеют меньшую толщину.

С целью снижения потерь от трения шатун утончен, и его головка не касается коленчатого вала. Для установки крышки шатуна используются оригинальные болты одноразового использования.

Ширина новых шатунных вкладышей равна 17,2 мм.

Более тонкие кольца поршневые, компрессионное верхнее и компрессионное нижнее, имеют высоту, равную 1,2 и 1,5 мм соответственно. Маслосъемное кольцо выполнено высотой 2 мм.

Чугунная головка блока цилиндров 21126 — 1003011, рассчитанная на Приору 16 клапанов, имеет площадку, подходящую под новый механизм натяжения ГРМ ремня. Головка отлита заодно со стаканами колодцев под свечи.

Прокладка ГБЦ имеет два металлических слоя, ее общая толщина равна 0,45 мм. Конструкцией детали предусмотрены специальные отверстия для цилиндров. Диаметр каждого отверстия равен 82мм.

Каталитический нейтрализатор — обеспечивает выполнение требований по нормам токсичности Евро 3 и Евро 4

В водяном насосе произведены изменения для продления срока эксплуатации — использование подшипников и сальников другого вида.

Система зажигания и топливная система силового агрегата не отличаются от ВАЗ 11194. Свечи оборудованы индивидуальными катушками зажигания. Топливные рампы, изготовленные из нержавейки, подходят для установки фирменных форсунок SIEMENS или BOSCH, подающих горючее в соответствии с определенными фазами.

Универсальная схема смазочной системы состоит из следующих составляющих:

1. Насос масляный, состоящий из шестерен.

2. Картер стальной под блоком цилиндров.

3. Фильтр масляный.

4. Датчик масляного давления.

Таблица 1 —Характеристики двигателя 21126 1.6 16V

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 300; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Источник: https://studopedia.net/7_32513_sistema-ohlazhdeniya-turbonadduva.html

Ссылка на основную публикацию