Turbomühərrikin iş prinsipi və onun dizaynı

Turbomühərrik (turbin) daxili yanma mühərrikinin silindrlərinə havanı məcbur etmək üçün avtomobillərdə istifadə olunan mexanizmdir. Bu halda, turbin yalnız işlənmiş qazların axını ilə idarə olunur. Turbomühərrikin istifadəsi onun kompakt ölçüsünü və aşağı yanacaq sərfiyyatını qoruyaraq mühərrik gücünü 40%-ə qədər artırmağa imkan verir.

Turbinin necə qurulduğu, iş prinsipi

Standart turbomühərrik aşağıdakılardan ibarətdir:

1. Mənzil. İstiliyədavamlı poladdan hazırlanmışdır. Təzyiq sistemində quraşdırmaq üçün flanşlarla təchiz edilmiş iki fərqli istiqamətləndirilmiş boru ilə bir spiral formaya malikdir.
2. Turbin təkəri. Egzozun enerjisini sərt şəkildə sabitləndiyi şaftın fırlanmasına çevirir. İstiliyədavamlı materiallardan hazırlanmışdır.
3. Kompressor çarxı. O, turbin çarxından fırlanma qəbul edir və havanı mühərrik silindrlərinə vurur. Kompressor çarxı çox vaxt alüminiumdan hazırlanır, bu da enerji itkilərini azaldır. Bu zonada temperatur rejimi normaya yaxındır və istiliyədavamlı materialların istifadəsi tələb olunmur.
4. Turbin mili. Turbin təkərlərini birləşdirir (kompressor və turbin).
5. Düz rulmanlar və ya bilyalı rulmanlar. Korpusda şaftı birləşdirmək lazımdır. Dizayn bir və ya iki dayaq (rulmanlar) ilə təchiz oluna bilər. Sonuncular ümumi mühərrik yağlama sistemi ilə yağlanır.
6. bypass klapan. PTurbin çarxına təsir edən işlənmiş qazların axını tənzimləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu, gücləndirici gücə nəzarət etməyə imkan verir. Pnevmatik ötürücü ilə klapan. Onun mövqeyi sürət sensorundan siqnal alan mühərrik ECU tərəfindən idarə olunur.

Benzin və dizel mühərriklərində turbinin əsas iş prinsipi aşağıdakı kimidir:

• Egzoz qazları turbin qanadlarına təsir etdiyi turbomühərrikin korpusuna yönəldilir.
• Turbin çarxı fırlanmağa və sürətlənməyə başlayır. Yüksək sürətlə turbinin fırlanma sürəti 250 rpm-ə çata bilər.
• Turbin çarxından keçdikdən sonra işlənmiş qazlar egzoz sisteminə axıdılır.
• Kompressor çarxı sinxron fırlanır (çünki o, turbinlə eyni valdadır) və sıxılmış hava axınını intercoolerə, sonra isə mühərrikin qəbuledici manifolduna yönəldir.

Turbin xüsusiyyətləri

Krank mili ilə idarə olunan mexaniki kompressorla müqayisədə turbinin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, mühərrikdən enerji çəkmir, onun yan məhsullarından enerji istifadə edir. İstehsal etmək daha ucuzdur və istifadə etmək daha ucuzdur.

Texniki cəhətdən dizel mühərriki üçün turbin benzin mühərriki ilə mahiyyətcə eyni olsa da, dizel mühərrikində daha çox yayılmışdır. Əsas xüsusiyyət iş rejimləridir. Buna görə də, dizel mühərriki üçün daha az istiliyədavamlı materiallardan istifadə edilə bilər, çünki işlənmiş qazın temperaturu dizel mühərriklərində orta hesabla 700 °C-dən, benzin mühərriklərində isə 1000 °C-ə qədərdir. Bu o deməkdir ki, benzin mühərrikinə dizel turbin quraşdırmaq mümkün deyil.

Digər tərəfdən, bu sistemlər müxtəlif səviyyələrdə gücləndirici təzyiqə malikdir. Bu zaman nəzərə almaq lazımdır ki, turbinin səmərəliliyi onun həndəsi ölçülərindən asılıdır. Silindrlərə vurulan havanın təzyiqi iki hissənin cəmidir: 1 atmosfer təzyiqi və turbomühərrikin yaratdığı artıq təzyiq. 0,4 ilə 2,2 atmosfer və ya daha çox ola bilər. Dizel mühərrikində turbinin işləmə prinsipi daha çox işlənmiş qazın qəbul edilməsinə imkan verdiyindən, benzin mühərrikinin dizaynı hətta dizel mühərriklərində də quraşdırıla bilməz.

Turbokompressorların növləri və istismar müddəti

Turbinin əsas çatışmazlığı mühərrikin aşağı sürətlərində baş verən "turbo lag" effektidir. Mühərrik sürətindəki dəyişikliyə cavab olaraq vaxt gecikməsini təmsil edir. Bu çatışmazlığı aradan qaldırmaq üçün müxtəlif növ turbomühərriklər hazırlanmışdır:

• Twin-scroll sistemi. Dizayn turbin kamerasını və nəticədə işlənmiş qaz axınını ayıran iki kanalı nəzərdə tutur. Bu, daha sürətli cavab müddətini, maksimum turbinin səmərəliliyini təmin edir və egzoz portlarının tıxanmasının qarşısını alır.
• Dəyişən həndəsə ilə turbin (dəyişən həndəsə ilə nozzle). Bu dizayn ən çox dizel mühərriklərində istifadə olunur. Bıçaqlarının hərəkətliliyinə görə turbinə daxil olan girişin en kəsiyinin dəyişməsini təmin edir. Fırlanma bucağının dəyişdirilməsi, işlənmiş qazların axını tənzimləməyə imkan verir, bununla da işlənmiş qazların sürətini və mühərrikin sürətini tənzimləyir. Benzinli mühərriklərdə dəyişən həndəsə turbinlərinə tez-tez idman avtomobillərində rast gəlinir.

Turbomühərriklərin dezavantajı turbinin kövrəkliyidir. Benzinli mühərriklər üçün bu, orta hesabla 150 kilometrdir. Digər tərəfdən, dizel mühərrikinin turbin resursu bir qədər uzundur və orta hesabla 000 kilometrdir. Yüksək sürətlə uzun sürmə, həmçinin yanlış yağ seçimi ilə xidmət müddəti iki və ya hətta üç dəfə azaldıla bilər.

Turbinin benzin və ya dizel mühərrikində necə işlədiyindən asılı olaraq, performans qiymətləndirilə bilər. Yoxlamaq üçün siqnal mavi və ya qara tüstünün görünüşü, mühərrik gücünün azalması, həmçinin fit və çınqılın görünüşüdür. Arızanın qarşısını almaq üçün yağı, hava filtrlərini dəyişdirmək və vaxtında müntəzəm texniki xidmət göstərmək lazımdır.