Як працює турбіна, принцип дії турбіни

Термін «турбо» практично у всіх на слуху. Свистить турбіна, реве прямоток. Хоч раз в житті будь-якому автолюбителю приходила в голову ідея отримати «турбомонстріка». Будь-якому хочеться збільшити поголів'я «коняшек» під капотом. Але найчастіше доводиться відмовлятися від мрії через уявної дорожнечі і непрактичність. Чи відповідає це дійсності? Давайте розберемося, як працює турбіна, принцип дії турбіни, звернувшись до теорії.

Потужність движка безпосередньо залежить від робочого об'єму циліндрів, від кількості що подається повітряно-паливної суміші, від ефективності її згоряння, а також від енергетичної частини палива. Призначення турбіни - збільшити подачу повітряно-паливної суміші. Потужність мотора підвищується паралельно зі збільшенням кількості палива, що спалюється за одиницю часу палива. Але для горіння бензину необхідний неабиякий запас повітря в моторі. Тобто, чим більше спалюємо бензину, тим більша кількість повітря потрібно, яке необхідно «впихнути» в мотор (саме, «впихнути», так як сам мотор не впорається з забором такої кількості повітря, і фільтри нульового опору в цьому йому не помічники) . Ось тут і виходить на сцену страхітлива маленька деталь - турбіна.

У турбіни нагнітач-крильчатка розміщений на єдиному валу з турбіною-крильчаткою, вбудованої в випускний колектор, і приводиться в рух обертання за допомогою відпрацьованих газів. Величина частоти обертання часто вище 200 тис. Об / хв.

І тут виявляється один мінус. при різкому натисканні газу, треба чекати збільшення оборотів мотора, збільшення тиску вихлопних газів, розкрутку турбіни, і загонками повітря. Це явище називаетсяturbo -lag (турбо-яма). і сьогодні його вміють приборкувати, справлятися з даними ефектом. Для цих цілей застосовуються два клапана. Один - для перепуску зайвого повітря в компресор через трубопровід з рухового колектора. Інший клапан - для відпрацьованих газів. Управління першим клапаном здійснюємо, крім іншого, тиском, що виникають у впускному колекторі. Завдяки цьому при скиданні газу трохи знижується частота обертання турбінного ротора, а при черговому натисканні на педаль, подача повітря затримується на крихітні частки секунди - час, поки закривається клапан.

У сучасних технологіях використовується такий метод регулювання подачі повітря, як зміна кута нахилу компресорних лопаток. Ця методика розроблена давно, але довгий час не виходило застосовувати її на практиці. Прикладом може послужити в даному випадку новий пристрій наддуву дизелів «Екотек» фірми Opel. Основний недолік застосування турбін - короткий термін служби. Це відбувається через високу частоти обертання турбінного ротора, яка становить 150-200 тис. Об / хв.

До сьогоднішнього дня обмеження терміну служби відбувалося завдяки довговічності підшипників. Практично, це були особливі вкладиші, схожі на вкладиші колінчастого вала, змащувані під тиском маслом. Ступінь зносу таких підшипників була велика, але шарикопідшипники не могли витримати високих температур і високої частоти обертання. Нещодавно був знайдений оптимальний вихід. А саме, були розроблені підшипники із застосуванням керамічних кульок, наповнених постійно наявними резервом мастила, що робило непотрібним канал від нормативної масляної системи двигуна. У проектах - турбінний ротор з металокераміки, що володіє меншою інерцією і більш легким вагою (на 20% легше).

Існують терміни «твін-турбо» і «бі-турбо». Буває, що використовують паралельно або послідовно дві установки турбокомпресорів, замість однієї. Діапазони робіт роторів управляються різними способами при послідовному наддуванні.

Як забезпечити максимально ефективну роботу турбонаддува в складних конструктивних умовах?

При запуску двигуна вал починає рясно змащувати маслом, що подається на підшипники по каналах. Під час обертання двигуна створюється тиск, під яким турбіна нормально діє. При зупинці двигуна перестає функціонувати і масляний насос, а ось вал миттєво загальмувати не може, і працює за інерцією вже без змащення.

Щоб довше зберегти від зносу вал. треба регулярно міняти фільтри і масло, яке призначене саме для турбонаддувних двигунів. І обов'язково треба давати двигуну прогрітися, не глушити його в один момент, а дати попрацювати на холостому ходу якийсь час. Це забезпечить запас часу для охолодження деталей. Доцільна також установка турбо-таймера, якщо він не передбачений конструктивно в автомобілі.

Перші сигнали того, що треба звертатися в ремонтну контору - поява густого білого диму з глушника і падіння потужності. Це означає знос підшипників і кільця ущільнювача біля турбінної крильчатки. Різко зростає витрата масла. Трапляється, що диму немає, але потужність все одно низька. а у дизелів - регулярний чорний дим. свідчить про знос наддуву і скупченні нагару, що призводить до нестачі повітря і гальмування робочих оборотів компресора.

Очевидно, що експлуатація турбонаддува не є складною процедурою, необхідно лише наступне:

• акуратність,

• своєчасна зміна фільтрів і масла,

• застосування певних сортів олії,

• обережність відносно перегріву турбонаддува через довгої їзди на високих оборотах, або дефектів в системі уприскування і запалення.

Не менш важливі моменти - стан повітряного фільтра, його чистота. Порушення цілісності фільтра призводить до проникненню частинок пилу, руйнівно впливають на термін служби компресорної крильчатки і двигуна.

В цілому, від того, як ми звертаємося з турбонаддувом, залежить те, який термін він прослужить. Слід пам'ятати, що погубити турбонаддув можна протягом двох днів, якщо при появі перших симптомів не звернутися відразу в ремонтну фірму. Тому не слід затягувати з ремонтом, і бажано виконувати всі перераховані вище рекомендації для запобігання виникнення неполадок.