Принцип работы турбины и устройство турбокомпрессора * ООО Декорт

Конструктивные элементы системы

Для выполнения возложенных на нее функций система наддува состоит из двух основных частей:

1. Компрессор;
2. Турбина.

Компрессор служит для закачки атмосферного воздуха в топливную систему. Он состоит из корпуса и расположенной внутри него крыльчатки, которая при вращении засасывает воздух. Чем выше скорость его вращения, тем больше втягивается воздух. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Форсунка или форсунка является частью системы впрыска и предназначена для дозирования топлива и образования топливовоздушной смеси путем распыления ее в камеру сгорания или впускной коллектор. На современных двигателях, как бензиновых, так и дизельных, устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыском. По способу впрыска форсунки делятся на: электромагнитные; электрогидравлический; пьезоэлектрический. Электромагнитный инжектор Электромагнитный инжектор обычно устанавливается на бензиновых двигателях, в том числе с системами прямого впрыска. Устройство электромагнитной насадки Электромагнитная насадка работает следующим образом. Электронный блок управления подает напряжение на катушку возбуждения клапана. Под действием электромагнитного поля якорь на пружине и игле втягивается внутрь, освобождая сопло. В этом случае происходит впрыск топлива. После отключения подачи напряжения игла под действием пружины возвращается в исходное положение и закрывает сопло. Электрогидравлический инжектор Электрогидравлический инжектор используется в дизельных двигателях, в том числе оборудованных системой впрыска Common Rail. Принцип работы электрогидравлической форсунки Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на изменении давления топлива во время впрыска, а также при его остановке. За счет давления топлива в камере управления на поршень игла прижимается к седлу, что исключает впрыск. Из-за небольшой площади иглы давление на нее ниже, чем на поршень. После срабатывания электромагнитного клапана открывается дроссельная заслонка выпуска. Топливо поступает в обратную магистраль, тем самым снижая давление на поршень. Игла поднимается, и топливо впрыскивается. Пьезоинжектор Пьезоинжектор или пьезоинжектор — это самое современное устройство для впрыска топлива, доступное сегодня, и оно устанавливается на дизельные двигатели с системой Common Rail. Он работает в четыре раза быстрее, чем соленоидный клапан, что позволяет производить несколько впрысков за один цикл и позволяет точно дозировать топливо. Это его основные преимущества. Это было достигнуто за счет сочетания пьезоэлектрического эффекта и гидравлического принципа управления форсункой. Суть пьезоэффекта заключается в изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Принцип действия пьезоэлектрического сопла. Повторяем, что в работе пьезоэлектрического инжектора, как и электрогидравлического сопла, используется гидравлический принцип. В обесточенном состоянии игла форсунки располагается на седле из-за высокого давления топлива на поршень. При подаче напряжения на пьезоэлемент его длина увеличивается, что передает усилие на поршень толкателя. Переключающий клапан открывается, и топливо поступает в обратную магистраль. Давление над иглой начинает уменьшаться. Игла поднимается из-за давления внизу и впрыскивается топливо. Количество впрыскиваемого топлива определяется продолжительностью воздействия на пьезоэлемент, а также давлением топлива в топливной рампе.

Он также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), приводимой в действие выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал в форме улитки, что позволяет им увеличивать скорость.

Преимущества и недостатки турбонаддува

1. Турбокомпрессор получил широкое распространение благодаря своей простой конструкции и хорошей производительности. Наддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, создавая больший крутящий момент на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.
2. Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправности двигателя, так как его работа зависит от работы системы распределения газа, воздуха и топлива.
3. Двигатель с турбонаддувом имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, поскольку в двигателе вырабатывается больше выхлопных газов. У топлива меньше отходов.
4. Есть экономия топлива 5-20%. В небольших двигателях энергия сгоревшего топлива используется более эффективно, и эффективность увеличивается.
5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.
6. Турбокомпрессор действует как глушитель в выхлопной системе.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, частота вращения ротора передается на крыльчатку. Круг замкнут:

• Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
• Смесь горит, приводя в движение поршни, и образующиеся газы перетекают в выпускной коллектор;
• Здесь они попадают в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
• Ротор через вал передает вращение на крыльчатку компрессора, которая втягивает атмосферный воздух в корпус.

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки, и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее, чем втягивается больше воздуха.

Принцип наддува имеет две точки, называемые турбо-лагом и турбо-пикапом.

Первый момент характеризуется задержкой работы турбины после увеличения подачи топлива нажатием педали акселератора, так как выхлопным газам требуется время для разгона ротора.

После турбо-лага наступает момент турбо-пика, когда разогнанный ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, увеличивая мощность двигателя.

Зачем в автомобиле нужен интеркулер

Практически все современные дизельные двигатели оснащены промежуточным охладителем. Несмотря на все типы подобных устройств, их основное предназначение остается неизменным — понизить температуру удаляемого воздуха. Обычно интеркулер устанавливается сразу после турбины. Воздух, проходящий по трубам представленного устройства, отдает большую часть тепла и, охлаждаясь, попадает в камеру сгорания двигателя.

Охлажденная воздушная смесь имеет более высокую плотность. Такая консистенция является наиболее оптимальной с точки зрения эффективной работы любого двигателя. Чем выше плотность воздушной смеси, тем больший объем воздуха поступает в камеру сгорания. Эта смесь будет способствовать повышению давления внутри цилиндров, что значительно повысит КПД дизельного двигателя.

Сама конструкция интеркулера сделана таким образом, что проходящий через него воздух не встречает на своем пути никаких препятствий. В противном случае это привело бы к снижению давления, создаваемого воздушной турбиной, что повлияло бы на правильное функционирование двигателя.

Основное положение теплообменника может меняться в зависимости от характеристик моторного отсека конкретного автомобиля. В большинстве случаев его устанавливают перед основным радиатором системы охлаждения или сбоку от крыла.

Полезная площадь охлаждающих элементов теплообменника рассчитывается индивидуально, для каждого отдельного типа дизельного двигателя с учетом его технических характеристик и условий эксплуатации.

Турбина с изменяемой геометрией

Операция наддува может сопровождаться некоторыми трудностями:
есть задержка усиления мощности («турбо-лаг») в момент сильного давления на газ;
выход из этого состояния сменился резким усилением воздействия наддува («подхват смещения»).
Возникновение первого явления возможно из-за инерционности системы. Чтобы исправить это, примените:

• турбинное устройство с изменяемой геометрией;
• используйте пару параллельных или последовательных компрессоров;
• комбинированный турбонаддув.

Турбина с изменяемой геометрией:
1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — плечо; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженеры запомнили систему несколько десятилетий. На первый взгляд решение компенсировать потерю эффективности выхлопными газами кажется простым. Даже после создания устройства долгое время у него были проблемы.

Например, не удалось решить проблему турбо-лага: задержки после нажатия педали акселератора и запуска ротора. Решение было найдено в виде использования двух клапанов. Один из них использовался для удаления лишнего воздуха, а второй — для выхлопных газов. Кроме того, современные турбины имеют измененную геометрию лопастей, что серьезно отличает их от аналогичных устройств второй волны 20 века.

Можно выделить еще одну проблему — чрезмерную детонацию: с ней успешно справились даже современные инженеры. Проблема заключалась в том, что при нагнетании воздуха резко повышалась температура в рабочих секторах цилиндров, особенно в последней фазе такта. Решение нашлось в установке интеркулера (интеркулера).

Интеркулер — это устройство для охлаждения наддувочного воздуха. Он выполняет одновременно две функции: предотвращает детонацию и предотвращает уменьшение плотности воздуха. В результате удалось сохранить работоспособность всей системы.

Стоит отметить и другие важные компоненты турбины.

Регулирующий клапан. Отвечает за поддержание определенного уровня давления, избыточное давление поступает во всасывающий трубопровод.

Перепускной клапан. Применяется для отвода лишних воздушных масс к приточным патрубкам — это необходимо для снижения мощности в случае превышения.

Предохранительный клапан. Если дроссельная заслонка закрыта и нет датчика массового расхода воздуха, клапан будет возвращать избыток воздуха в атмосферу.

Патрубки. Герметичные участки труб. Некоторые используются для подачи воздуха, другие для подачи смазочного масла.

Выпускные коллекторы. Он должен быть совместим с турбокомпрессором.

Регулировка давления наддува

Наддув дизельного двигателя увеличивает его мощность за счет увеличения давления выхлопных газов в результате увеличения скорости и мощности двигателя. Этот же процесс увеличивает давление наддува. Если не регулировать, он может достичь опасных значений на более высоких скоростях, что приведет к механическому отказу и повреждению.

Давление регулируется с помощью предохранительного клапана, а максимально допустимое значение регулируется с помощью диафрагмы и пружины определенной жесткости.

Суть работы: при достижении предельного значения давления диафрагма, установленная в корпусе компрессора, преодолевает влияние пружины и открывает регулирующий клапан.

Давление регулируется как со стороны компрессора, так и со стороны турбины:

1. Работающий турбокомпрессор выпускает излишки всасываемого воздуха в атмосферу через выпускной клапан, тем самым снижая давление.
2. В турбине клапан выпускает выхлопные газы под действием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому ротор вращается с заданной скоростью, а компрессор не всасывает лишний воздух и не повышает давление.

Второй вариант расположения клапанов позволяет реализовать системы меньшего размера. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в нагнетателе подвержен чрезмерному нагреву из-за повышения температуры отработанного воздуха, что отрицательно сказывается на его эффективности.

Поэтому турбокомпрессор дизельного двигателя чаще всего оснащается регулирующим клапаном в турбине, а регулировка в компрессоре используется как дополнительный элемент.

Работа турбокомпрессора на дизельном двигателе

Работа ведется по следующей схеме:

1. Компрессор подает сжатый атмосферный воздух.
2. Воздушная масса смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
3. Образовавшаяся топливно-воздушная смесь воспламеняется, что приводит в движение поршни.
4. Параллельно с этим процессом появляются выхлопные газы, которые направляются в выпускной коллектор.
5. Скопившиеся в корпусе газы значительно увеличивают скорость.
6. Вращение проходит (по валу) к ротору компрессора, засасывает новую порцию воздуха.

Интересные результаты взаимодействия. Ротор быстрее вращается — поступает больше воздуха. Чем больше воздуха поступает, тем быстрее вращается ротор.

Принцип работы и конструкция дизельного турбонагнетателя

Турбокомпрессор дизельного двигателя состоит из двух колес: турбины и компрессора. Эти колеса еще можно назвать крыльчатками. Рабочее колесо турбины жестко соединено с колесом компрессора через ось. Устройство вентиляции можно разделить на основные составляющие:

• корпус компрессора (1);
• крыльчатка компрессора (2);
• вал или ось ротора (3);
• корпус турбины (4),
• турбинное колесо (5);
• корпус подшипника;

ТУРБОНАДДУВ (ТУРБИНА) ДВИГАТЕЛЯ: ВИДЫ, КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что такое турбокомпрессор (турбина) ДВС, каков принцип работы, конструкция, а также каковы плюсы и минусы системы наддува двигателя. Также в статье мы узнаем, какие типы систем наддува двигателей существуют и чем они отличаются. В заключение наглядно рассмотрим типовую схему работы турбокомпрессора силового агрегата.
Как мы знаем, мощность двигателя зависит от количества смешанного с ним воздуха и топлива, которое может быть доставлено в двигатель. Если мы хотим увеличить мощность двигателя, необходимо увеличить как количество подаваемого воздуха, так и количество топлива. Добавление топлива не имеет никакого эффекта до тех пор, пока не будет доступно количество воздуха, необходимого для его сгорания, в противном случае образуется избыток несгоревшего топлива, что приводит к перегреву двигателя и повышенной дымности выхлопных газов, и то же самое происходит с масло

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОМПОНЕНТЫ ДВИГАТЕЛЯ С ТУРБОКОМПЕНСАТОРОМ

Увеличение мощности двигателя может быть достигнуто за счет увеличения его рабочего объема или частоты вращения коленчатого вала. Увеличение смещения увеличивает вес, размер двигателя и, в конечном итоге, стоимость. Повышать частоту вращения коленчатого вала проблематично из-за возникших технических проблем, особенно для двигателей большого объема.

Технически приемлемым решением проблемы увеличения мощности является использование компрессора (компрессора). Это означает, что воздух, поступающий в двигатель, сжимается перед тем, как попасть в камеру сгорания. Другими словами, компрессор подает необходимое количество воздуха, достаточное для полного сгорания большей дозы топлива. Следовательно, с прежним рабочим объемом и той же частотой вращения коленчатого вала мы получаем большую мощность.

Существуют две основные системы зарядки: с механическим приводом, показанная на изображении «A» ниже, и просто «турбо», показанная на рисунке «B» (использующая энергию выхлопных газов). Кроме того, существуют также комбинированные системы, например турбокомпозитная система, показанная на рисунке «в». На фото ниже наглядно показаны описанные выше системы наддува двигателя.

В случае компрессора с механическим приводом необходимое давление воздуха достигается за счет механического соединения между коленчатым валом двигателя и компрессором. Давление воздуха в турбонагнетателе создается за счет вращения потока выхлопных газов турбины. Турбокомпрессор состоит из двух инжекторных турбин и трансмиссии, соединенной с валом. Вал поддерживается двумя подшипниками, в которые непрерывно подается масло, обеспечивающее охлаждение и смазку.

Обе турбины вращаются в одном направлении и с одинаковой скоростью. Выхлопные газы, выходящие из цилиндров двигателя, имеют высокую температуру и давление. Они разгоняются до высокой скорости (примерно 10 000 об / мин), контактируют с ведущим колесом крыльчатки и преобразуют свою кинетическую энергию в механическую энергию вращения (крутящий момент). Турбинное колесо вращается с той же скоростью и давлением, которое подает сжатый воздух в двигатель. Выхлопное колесо сконструировано таким образом, что достаточное давление выхлопного воздуха достигается даже при малых расходах выхлопных газов. На полной нагрузке двигатель достигает максимального избыточного давления (от 1,1 до 1,6 атмосферы); в то же время частота вращения двигателя составляет около 2000 об / мин и остается постоянной при дальнейшем увеличении скорости до максимума.

Единственная связь между двигателем и турбонагнетателем — это поток выхлопных газов. Частота вращения турбины напрямую не зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и характеризуется определенной инерцией, то есть увеличением подачи топлива, увеличением энергии выхлопного потока, затем увеличением частота вращения турбины и давление выхлопных газов, поэтому двигатель получает больше воздуха в цилиндры, что увеличивает подачу топлива. На фото ниже представлена ​​схема типового турбокомпрессора и его основных элементов.

Основные узлы турбокомпрессора: 1 — трубопровод для подачи сжатого воздуха от турбины к диафрагме; 2 — выхлопное колесо турбины; 3 — корпус нагнетательного колеса; 4 — промежуточный корпус; 5 — сливной кран; 6 — диафрагма; 7 — пружина; 8 — камера диафрагмы; 9 — рабочее колесо; 10 — корпус турбокомпрессора; 11, 12 — опоры; А — подача воздуха от воздушного фильтра; Б — подача воздуха к впускному клапану; C — Байпас предохранительного клапана для ограничения давления нагнетания; D — подача выхлопных газов от двигателя; Е — подача выхлопных газов в выхлопную систему; H — подача смазочного материала; J — жировые выделения; К — подача сжатого воздуха для открытия вентиляционного клапана.

2. ПРИНЦИП РАБОТЫ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ТУРБОКОМПЕНСАТОРНЫХ СИСТЕМ

Чтобы предотвратить повышение давления больше, чем необходимо при высоких оборотах двигателя, нагнетатель содержит специальное устройство, состоящее из выпускного клапана и диафрагмы с пружиной, которая регулирует давление и скорость двигателя. Полость перед мембраной связана с давлением воздуха, поступающего по трубопроводу. При повышении давления, которое происходит при увеличении частоты вращения коленчатого вала, диафрагма изгибается, сжимая пружину, опуская и открывая клапан. Таким образом, выхлопные газы проходят через дополнительный обводной канал, чтобы снизить скорость вращения ведущего колеса турбины и, следовательно, выхлопного колеса. Повышение давления становится постоянным.

Настройки

Электропривод турбины: принцип работы и настройка

После установки оборудование настраивается на силовую базу. Без самокалибровки не обойтись. Попытка построить топливную карту в реальном трафике — тоже не лучшее решение: во-первых, чтобы исправить поправку, нужно какое-то время удерживать выбранный режим. При езде по городу это не всегда возможно. Кроме того, топливная карта создана для множества режимов работы, которые удобно воспроизводить на гоночном стенде. На тестовой площадке таких условий нет. Последнее: после тюнинга работа двигателя проверяется в диагностике. Речь идет не о любительском сканере, а о полноценном диагностическом оборудовании для заправок, которое нельзя положить в карман.

Почему нельзя сразу глушить мотор

Представим себе типичную ситуацию, когда поездка окончена, и водитель решает выключить двигатель автомобиля. Общий алгоритм действий прост и понятен: после снижения скорости на МКПП нажать сцепление, перевести рычаг селектора в нейтральное положение, нажать педаль тормоза, задействовать ручной тормоз. Все, теперь можно заглушить двигатель. В случае «автоматической» коробки передач просто нажмите на тормоз и остановите автомобиль, затем переведите рычаг переключения передач в положение «P» и поставьте автомобиль на стояночный тормоз. Теперь двигатель можно остановить. Для многих водителей эти действия доведены до автоматизма; они выполняются всего за несколько секунд.

Учитывая, что двигатель уже подвергся серьезным нагрузкам и максимально прогрелся до рабочей температуры, вполне очевидно, что пары секунд холостого хода недостаточно. Другими словами, система охлаждения не успевает эффективно отвести лишнее тепло от ДВС.

Только запомните принцип работы системы охлаждения: охлаждающая жидкость циркулирует по каналам при работающем двигателе. Охлаждающая жидкость движется по каналам рубашки охлаждения за счет работы водяного насоса (помпы), который в свою очередь приводится в действие двигателем. По этой причине атмосферный двигатель следует выключать не ранее, чем через 10-30 секунд после холостого хода.

Устройство компрессора

Компрессор имеет корпус и колесо (ротор). Корпус компрессора из алюминия. Ротор крепится к оси турбины так же, как и рабочее колесо. Рабочее колесо компрессора имеет лопатки, также изготовленные из алюминия. Задача компрессорного колеса — забирать воздух, проходящий через его центр.

Благодаря форме лопастей воздух отбрасывается к стенкам корпуса компрессора, сжимая его. Затем сжатый воздух подается во впускной коллектор двигателя.

Турбированный мотор: правила эксплуатации

Чтобы дизельная турбина работала с максимальным КПД и не выходила из строя как можно дольше, необходимо при эксплуатации автомобиля придерживаться определенных правил:

• соблюдать график замены масла, что предотвратит засорение маслопровода абразивами;
• использовать качественное моторное масло, соответствующее характеристикам в паспорте двигателя;
• не запускать сразу после пуска двигателя — двигатель необходимо прогреть;
• сразу после остановки движения не останавливайте двигатель на холостом ходу не менее 10 секунд.

Для начала несколько слов о том, что такое турбина и как она работает

Практически все турбодвигатели работают по такому же принципу. Первые турбокомпрессоры устанавливались исключительно на большегрузные автомобили, а также на гоночные автомобили в начале прошлого века. Как вы понимаете, вес и конструкция турбин оставляли желать лучшего, чего нельзя сказать о современных экземплярах. Турбокомпрессоры нового поколения компактны и просты в установке, а их эффективность во много раз выше, чем у их предшественников. Но, как и все в этом мире, однажды турбокомпрессор начинает «выходить из строя», двигатель теряет свою прежнюю мощность и производительность, и в результате у вас появляется новая «головная боль».

Практически все турбины имеют спиральный корпус. Воздушные каналы корпуса сужаются на выходе, что увеличивает давление и скорость вращения. Выхлопные газы движутся по воздушным каналам, выходящим из выпускного коллектора. Двигаясь по каналам, они приобретают большую скорость и воздействуют на лепестки, которые, вращаясь под давлением выхлопных газов, заставляют вращаться ротор. Вращение ротора вращает крыльчатку турбины, которая нагнетает воздух и подает его в камеру сгорания под высоким давлением. А как известно из школьного курса физики, чем больше воздуха, тем сильнее будет горение.

Из-за высокого давления, создаваемого при нагнетании воздуха, турбине необходимо охлаждение, промежуточный охладитель играет роль радиатора турбины. В турбине используется система смазки двигателя, которая питается по специальному контуру. Помимо смазки, масло охлаждает турбину.

Теперь, когда мы разобрались, что такое турбина и как она работает, предлагаю рассмотреть основные симптомы неисправности турбокомпрессора.

Признаки неисправной турбины:

• Плохая тяга, ухудшение динамики;
• Двигатель долго набирает обороты;
• Голубоватый или голубоватый дым из выхлопной трубы;
• Появление характерного запаха пригоревшего масла;
• Нефтяные отходы;
• Свист или другие шумы из-под капота;
• Плавающие холостые обороты.

Что делать, если турбина сломалась

При обнаружении неисправности в первую очередь необходимо провести диагностику. И чем скорее, тем лучше. Если вовремя заменить неисправную деталь, можно избежать более серьезных проблем. Например, часто автовладелец не обращает внимания на легкое прикосновение, думая, что это не имеет значения, в результате через некоторое время ему приходится покупать новую турбину, хотя изначально это можно было сделать с небольшим ремонт.

Следует отметить, что недостаточно знать, как работает дизельная турбина — необходимо в совершенстве разбираться во всех ее составляющих. Только при наличии нужных навыков, опыта и оборудования можно будет провести качественный ремонт. Поэтому советуем не пытаться ремонтировать агрегат самостоятельно (можно только усугубить ситуацию), а обратиться в компанию «Дизель-Мастер». Мы специализируемся на ремонте турбин с 1998 года, поэтому знаем все.

5 причин обратиться к нам:

1. В наличии высокоточное диагностическое оборудование (стенды Bosch и Delphi);
2. В штате работают специалисты с большим практическим опытом такой работы.
3. Быстрый ремонт за один день без потери качества.
4. Мы используем только оригинальные комплектующие и ремкомплекты.
5. Предоставляем официальную гарантию на запчасти и ремонт.

При первых признаках неисправности свяжитесь с нами. Мы установим причину неисправности и предложим эффективный и экономичный способ ее устранения.

Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей

Некоторые двигатели имеют два турбокомпрессора разного размера. Небольшой турбонагнетатель увеличивает скорость быстрее, тем самым уменьшая задержку ускорения, в то время как большой турбонагнетатель обеспечивает большую тягу на высоких оборотах двигателя.

Когда воздух сжимается, он нагревается, а когда нагревается, он расширяется. Следовательно, повышение давления от турбонагнетателя происходит из-за нагрева воздуха перед его подачей в двигатель. Для увеличения мощности двигателя необходимо ввести в цилиндр как можно больше молекул воздуха и нет необходимости сжимать воздух сильнее.

Воздухоохладитель или промежуточный охладитель — это дополнительное устройство, которое выглядит как радиатор, за исключением того, что воздух течет как внутри, так и снаружи охладителя. Попадая внутрь, воздух проходит через герметичный канал в радиаторе, а более холодный воздух подается снаружи по ребрам от охлаждающих вентиляторов двигателя.

Радиатор увеличивает мощность двигателя за счет охлаждения сжатого воздуха от компрессора перед его поступлением в двигатель. Это означает, что если турбокомпрессор сжимает воздух до 7 фунтов на квадратный дюйм (0,5 бар), охладитель будет подавать охлажденный воздух до 7 фунтов на квадратный дюйм (0,5 бар), который является более плотным и содержит больше молекул, чем горячий воздух. Турбокомпрессоры также выгодны на больших высотах, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать медленнее на больших высотах, потому что с каждым ходом поршня масса подаваемого воздуха будет меньше. Мощность турбомотора также уменьшится, но менее заметно разреженный воздух легче сжать.

Когда мощный турбонагнетатель установлен на двигателе с впрыском топлива, система может не подавать необходимое количество топлива — программное обеспечение контроллера не позволит этого или форсунки и насос не смогут подавать требуемую подачу. В этом случае необходимо внести другие изменения, чтобы максимизировать преимущества турбокомпрессора.

Система смазки

Вал турбокомпрессора смазывается системой смазки двигателя.

На валу установлены уплотнительные кольца, предотвращающие попадание масла в полости компрессора и корпуса турбин. Также они защищают корпус от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько прокладками, сколько перепадом давления в разных частях агрегата. Этот перепад давления создается валом (валом) турбины неправильного диаметра.

Особая форма седла вала также способствует удержанию масла.

Если двигатель не развивает требуемую мощность, это может быть признаком неисправности турбокомпрессора. Наиболее частые проблемы — грязный воздушный фильтр или течь во впускном коллекторе. Помимо потери мощности, их можно диагностировать по необычному для движущегося автомобиля цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.

Особенности проверки турбины в дизеле

Диагностику турбины должны проводить квалифицированные мастера на СТО, где есть высокоточное профессиональное оборудование, инструменты и другие приспособления. Однако не всегда удается быстро связаться со специалистами. В такой ситуации вы можете рискнуть провести самостоятельную проверку.

Визуального осмотра транспортного средства часто бывает достаточно для выявления наиболее распространенных типов неисправностей. Особое внимание стоит уделить цвету выхлопа:

• белый дым — свидетельство нарушения проходимости воздуховодов или маслопроводов
• пары с сажей — указывает на утечку в области механизмов подачи воздуха
• серый дым — признак утечки турбинного масла.

Второй этап проверки проводится после прогрева двигателя. Если двигатель неожиданно включается и выключается, нужно удерживать шланг. Если последняя вздулась из-за скопления воздуха, значит, турбина в порядке. В противном случае требуется ремонт.

Состояние турбокомпрессора может указывать на наличие проблемы. Следы масла, пятен, влаги на теле или частях тела: эти «симптомы» также являются признаками проблем. В случае их обнаружения стоит обратиться на СТО для более подробной диагностики, а также быстрого и эффективного устранения неполадок.

История создания дизельного двигателя

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания постоянно модернизируются. Дизайнеры стремятся улучшить эксплуатационные характеристики. Даже с новым прямым впрыском бензиновый двигатель внутреннего сгорания обеспечивает КПД 30%, а дизельный двигатель внутреннего сгорания без турбонаддува обеспечивает КПД 40%, а с турбонагнетателем — около 50%.

Поэтому дизельные двигатели становятся все более популярными в Европе и в мире в целом. Бензин дорожает чаще, чем дизельное топливо. Все больше и больше людей перед покупкой машины оценивают расход этой машины. Главный существенный недостаток дизельных двигателей — их большие размеры и большой вес. Поэтому их устанавливали только на грузовики.

Производство и обслуживание дизельного двигателя сложнее, потому что конструкция должна быть такой, чтобы все детали были изготовлены с высокой точностью.

История создания

Дизельный двигатель, также известный как дизель, представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания, принцип работы которого основан на самовоспламенении распыленного топлива сжатым и горячим воздухом. До конца 20 века этот тип двигателя внутреннего сгорания устанавливался на кораблях, тепловозах, автобусах, грузовиках, тракторах. С конца 20 века после успешных испытаний его стали массово устанавливать на легковые автомобили.

Название этого двигателя соответствует фамилии изобретателя Дизеля. Рудольф Дизель создал двигатель внутреннего сгорания в 1897 году. Ему удалось создать устройство, в котором топливо воспламеняется за счет сжатия, а не за счет подачи искры.

Согласно информации из Википедии, в 1824 году Сади Карно изобрел и сформулировал идею цикла Карно, суть которого заключалась в способности довести топливо до температуры самовоспламенения посредством сильного сжатия.

66 лет спустя Рудольф Дизель в 1890 году предложил претворить эту идею в жизнь. 23 февраля 1892 года он получил патент (разрешение) на свой двигатель, а в следующем году опубликовал брошюру о своем агрегате. Он запатентовал несколько вариантов.

Успешное испытание дизельного двигателя оказалось возможным только 28 января 1987 г. (предыдущие попытки не увенчались успехом). Позже Р. Дизель начал продавать лицензии на свое изобретение.

Хотя эффективность и простота использования нового двигателя были высокими по сравнению с паровыми агрегатами, новые дизельные агрегаты были большими и тяжелыми (они были больше и тяжелее паровых машин того времени).

Первоначальная идея заключалась в том, что в качестве топлива использовалась угольная пыль. Но после тестирования этого вида топлива было обнаружено, что угольная пыль очень быстро расходует детали двигателя из-за ее абразивных свойств и золы, получаемой в результате сжигания этой пыли.

Кроме того, в качестве топлива использовались растительное масло и светлые нефтепродукты. Именно на этих видах топлива был успешно испытан дизельный двигатель внутреннего сгорания.

В 1896 году инженер Экрой Стюард построил рабочий двигатель: полудизель. В этом варианте конструкции ДВС было решено, что воздух втягивается в цилиндр, после чего он сжимается поршнем и впрыскивается в конце такта сжатия в емкость, где распыляется топливо. Для запуска такого двигателя емкость снаружи нагревалась лампой, а после запуска двигатель работал самостоятельно. Экрой Стюард экспериментировал со сжатием топлива и воздуха в цилиндре. Он хотел избавиться от свечей.

Основное отличие бензиновых двигателей от дизельных двигателей заключается в топливной системе.

В изобретениях россияне не отставали. Несмотря на успех создания Дизелем двигателя внутреннего сгорания, в 1989 году в Санкт-Петербурге на Путиловском заводе инженер Густав Тринклер изобрел и создал первый бескомпрессорный масляный двигатель высокого давления, то есть двигатель с предустановленным двигателем камера 30% от общего объема камеры сгорания). Этот двигатель получил название «Тринклер Мотор».

После сравнения немецкой версии Дизельного двигателя и российского двигателя Тринклера русская версия оказалась более эффективной. В двигателе Тринклера для перекачки и распыления топлива использовалась гидросистема — это позволило отказаться от установки дополнительного воздушного компрессора и позволило увеличить обороты двигателя. В российской версии воздушный компрессор в конструкции двигателя не устанавливался. Тепло подавалось медленнее и дольше, чем у немецкого дизельного двигателя Рудольфа. Двигатель Тринклера был проще и эффективнее. Но у тех, у кого были лицензии на двигатели Rudolph и Nobel Diesel, были «спицы» в колесах, чтобы остановить распространение варианта конкурентоспособного двигателя. В 1902 году работы по созданию двигателя Тринклера были остановлены.

В 1989 году Эммануэль Нобель получил лицензию на двигатель Rudolf Diesel. Двигатель был модифицирован и теперь может работать на масле вместо керосина. В 1899 году компания «Механика», базирующаяся в Санкт-Петербурге, начала серийное производство таких двигателей. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже дизель ICE получил ГРАН-ПРИ. Перед Парижской универсальной выставкой появилась новость о том, что завод Nobel в Санкт-Петербурге производит ДВС, работающие на сырой нефти. Такой двигатель внутреннего сгорания в Европе стали называть «русским дизелем». Российский инженер по имени Аршаулов первым спроектировал и внедрил в систему топливный насос высокого давления (ТНВД). Топливный насос высокого давления приводился в движение сжатым воздухом от поршня. Топливный насос высокого давления работал с инжектором без компрессора.

В 1920-х годах Роберт Бош разработал встроенный топливный насос. Это устройство используется до сих пор. Bosch также улучшил инжектор без компрессора.

Начиная с 50-60-х годов 20 века дизельные двигатели успешно устанавливаются на грузовые автомобили и фургоны.

С 1970-х годов из-за подорожания бензина производители автомобилей начали обращать внимание на дизельные двигатели.

В наше время практически у каждой марки автомобилей есть модификация с дизельным агрегатом под капотом.

Основные неисправности — признаки и причины

Сразу стоит отметить, что основная причина поломок — несвоевременное техническое обслуживание агрегата, проводить его рекомендуется не реже одного раза в год. Следующая причина — некачественное масло или его преждевременная замена. Третий — попадание в устройство посторонних предметов (например, мелких камней). Наконец, четвертое — это незначительный износ отдельных компонентов турбины, потому что у каждой единицы оборудования своя продолжительность. Теперь мы опишем симптомы, которые могут указывать на неисправность.

Черный дым из выхлопной трубы. Топливо сгорает в промежуточном охладителе или нагнетательном трубопроводе. Скорее всего — неисправность системы управления.

Серый дым. Возможно, из-за нарушения герметичности турбины масло попадает в камеру сгорания.

Белый дым. Трубопровод слива масла загрязнен, и его необходимо очистить.

Повышенный расход топлива. Воздух не попадает в компрессор.

Увеличился расход масла. Необходимо проверить стыки труб — возможно, нарушена пломба.

Уменьшите динамику разгона. Скорее всего, вышла из строя система управления, в результате чего возникла нехватка кислорода.

Свист, визг или посторонние шумы. Это может быть изменение зазора ротора, дефект корпуса, утечка воздуха между двигателем и турбиной или загрязнение маслопровода.

необходимо всегда соблюдать правила эксплуатации агрегата — это снизит вероятность выхода из строя и продлит срок эксплуатации устройства. Вот несколько простых правил, которым нужно следовать:

• следить за качеством топлива и масла;
• не забывайте вовремя менять масло и фильтры;
• начинать движение только после прогрева двигателя;
• после остановки движения необходимо запустить двигатель на холостом ходу и не выключать его сразу.

И, конечно же, вам необходимо регулярно проводить техническое обслуживание.

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе также создает негативные факторы:

• Повышенный расход топлива. Возможность сжигать больше дизельного топлива за счет увеличенного объема подачи воздуха вкупе с мощностью увеличивает «прожорливость» машины. Правильная настройка системы позволяет снизить аппетит до разумных пределов.
• Положительным моментом наддува является многократное повышение температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию двигателя. Эта проблема решается установкой кулеров, регуляторов и других элементов.

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)

он также известен как трубка с регулируемым соплом. Этот тип турбины используется в дизельных двигателях. Установленные в турбонагнетателе девять движущихся лопастей регулируют подачу газов к турбине. Увеличение и перекрытие потока газа достигается с помощью привода, регулирующего угол наклона девяти лопастей. Расход газа и давление наддувочного воздуха соответствуют оборотам двигателя при изменении угла наклона лопастей.

В некоторых двигателях используется несколько турбонагнетателей. Можно использовать два (Twin Turbo), три или четыре. В таких конструкциях они устанавливаются последовательно. Первый используется на низких оборотах, а второй — на высоких. Также существует схема установки компрессоров, при которой они параллельны друг другу. Применяется на V-образных двигателях, на каждую группу приходится по компрессору. Считается, что один большой турбокомпрессор менее эффективен, чем два маленьких.