Турбина схема работы

Скачать файл - Турбина схема работы

Турбонаддув обязан свои появлением пресловутой немецкой рачительности и практичности во всём. Ещё Рудольфу Дизелю и Готлибу Даймлеру, в конце XIX века, не давал покоя такой вопрос. Непорядок… В веке двадцать первом, двигатели, оснащённые турбиной, давно перестали быть экзотикой и используются повсеместно, на самой разной технике. Почему турбины получили распространение прежде всего на дизельных двигателях и каков принцип работы этих полезных агрегатов, разберём далее — в строго научно-популярной, но наглядной и понятной каждому форме. Об истории изобретения и внедрения турбонаддува 2. Устройство системы турбонаддува 3. Как работает турбина дизельного двигателя? Необходимые дополнения в состав системы турбонаддува: Применение турбонаддува в мировом машиностроении. Немецкие инженеры и первопроходцы автомобиле- и тракторостроения, во главе с Дизелем и Даймлером, провели первые опыты по повышению мощности двигателя и снижению расхода топлива с помощью нагнетания сжатого воздуха от выхлопов. Готдиб Даймлер выпускал вот такие автомобили, а уже задумывался о внедрении системы турбонаддува. Но первым, кто построил первый эффективно работающий турбокомпрессор, стали не они, а другой инженер — Альфред Бюхи. В году он получил патент на своё изобретение. Первые турбины были таковы, что использовать их было возможно и целесообразно только на крупных двигателях например, судовых. Далее турбокомпрессоры начали использоваться в авиационной промышленности. А первая в истории грузовая автомашина с турбированным дизельным мотором была сделана в году. Надежность тех турбин была невелика, и они быстро исчезли с рынка. Oldsmobile Jetfire года — первый серийный автомобиль с турбонаддувом. И, кстати, не только не способствовали экономии топлива, а наоборот, увеличивали его расход. Этим передовым опытом не замедлили воспользоваться и другие мировые машиностроительные компании. Почему в итоге турбины получили распространение именно на дизельных, а не бензиновых двигателях? Потому что дизельные моторы имеют гораздо большую степень сжатия воздуха, а их выхлопные газы — более низкую температуру. Соответственно, требования к жаропрочности турбины гораздо меньше, а её стоимость и эффективность использования — гораздо больше. Система турбонаддува состоит из двух частей: Турбина служит для преобразования энергии отработанных газов, а компрессор — непосредственно для подачи многократно сжатого атмосферного воздуха в рабочие полости цилиндров. Турбокомпрессор представляет собой технологичный насос для воздуха, приводимый в действие вращением ротора турбины. Единственная его задача — нагнетание сжатого воздуха в цилиндры под давлением. Основа системы турбонаддува — это ротор, закреплённый на специальной оси и заключённый в особый жаропрочный корпус. Беспрерывный контакт всех составных частей турбины с чрезвычайно раскалёнными газами определяет необходимость создания как ротора, так и корпуса турбины из специальных жаропрочных металлосплавов. Крыльчатка и ось турбины вращаются с очень высокой частотой и в противоположных направлениях. Это обеспечивает плотный прижим одного элемента к другому. Поток отработанных газов проникает вначале в выпускной коллектор, откуда попадает в специальный канал, что расположен в корпусе турбо-нагнетателя. Форма его корпуса напоминает панцирь улитки. Так и обеспечивается поступательное вращение турбины. Ось турбонагнетателя закреплена на специальных подшипниках скольжения; смазка осуществляется подачей масла из системы смазки моторного отсека. Уплотнительные кольца и прокладки препятствуют утечкам масла, а также прорывам воздуха и отработанных газов, а также их смешиванию. Конечно, полностью исключить попадание выхлопа в сжатый атмосферный воздух не удаётся, но в этом и нет большой необходимости…. Мощность любого двигателя и производительность его работы зависит от целого ряда причин. Мощность двигателя возрастает пропорционально росту количества сжигаемого в нём за определённую единицу времени горючего. Но для ускорения сгорания топлива необходимо увеличение запаса сжатого воздуха в рабочих полостях мотора. В этом, повторимся, и состоит основное назначение турбонаддува — в наращивании подачи воздушно-топливной смеси в камеры сгорания. Это обеспечивается нагнетанием сжатого воздуха в цилиндры, которое происходит под постоянным давлением. Оно происходит вследствие преобразования энергии отработанных газов, проще говоря, из бросовой и утерянной — в полезную. Для этого, прежде чем выхлопные газы должны быть выведены в выхлопную трубу, а далее и, соответственно, в атмосферу, их поток направляется через систему турбокомпрессора. На одном валу с крыльчаткой закреплены и лопасти компрессора, которые нагнетают сжатый воздух в цилиндры двигателя. Полученная от преобразования энергии выхлопных газов сила используется для значительного увеличения давления воздуха. Благодаря чему и появляется возможность впрыскивания в рабочие полости цилиндров гораздо большего количества топлива за фиксированное время. Это даёт значительное увеличение как мощности, так и КПД дизеля. Но находящихся при этом в отдельных камерах, герметично отделённых друг от друга. Одна из крыльчаток вынуждена вращаться от постоянно поступающих на её лопасти выхлопных газов двигателя. Поскольку вторая крыльчатка с нею жёстко связана, то и она также начинает вращаться, захватывая при этом атмосферный воздух и подавая его в сжатом виде в цилиндры двигателя. Не один десяток лет потребовался инженерам, чтобы создать действительно эффективно работающий турбокомпрессор. Ведь это только в теории всё выглядит гладко: Но на практике подобного почему-то не получалось. Кроме того, при резком нажатии на акселератор приходилось ждать увеличения оборотов мотора. Оно происходило только через некоторую паузу. Рост давления выхлопных газов, раскрутка турбины и загонку сжатого воздуха происходили не сразу, а постепенно. А справиться с ним получилось, применив два дополнительных клапана: А другой клапан — для отработанных газов. Да и в целом, современные турбины с изменяемой геометрией лопаток даже своей формой уже значительно отличаются от классических турбин второй половины ХХ века. Другая проблема, которую пришлось решать при развитии технологий дизельных турбин, состояла в избыточной детонации. Детонация эта возникала из-за резкого увеличения температуры в рабочих полостях цилиндров при нагнетании туда дополнительных масс сжатого воздуха, особенно на завершающей стадии такта. Решать данную проблему в системе призван промежуточный охладитель наддувочного воздуха интеркулер. Смысл применения и эффективность работы системы турбонаддува всё-таки не в этом. Разумеется, наиболее эффективен турбонаддув при его использовании на двигателях тракторов и тяжёлых грузовиков. Он позволяет добавить мощности и крутящего момента без возникновения перерасхода топлива, что очень важно для экономических показателей эксплуатации техники. Там он и используется. Нашли своё широкое применение турбосистемы также на тепловозных и судовых дизелях. И это наиболее мощные из созданных человеком турбин для дизельного двигателя. Ваш e-mail не будет опубликован. Авторские права на размещенные материалы принадлежат редакции интернет-журнала. При перепечатке и использовании материалов, обязательна активная гиперссылка на TractorReview. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ОТ РЕДАКЦИИ ГЛАВНАЯ. Чем больше воздуха поступит в камеру сгорания, тем большее количество солярки дизель сможет сжечь за конкретную единицу времени. Результат — существенное увеличение мощности мотора, без необходимости наращивания объёма его цилиндров. Дизельная турбина в разрезе. Интеркулер — это не что иное, как радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. Кроме снижения детонации, он снижает температуру воздуха ещё и для того, чтоб не снижать его плотность. А это неизбежно во время процесса нагрева от сжатия, и от этого эффективность всей системы в значительной степени падает. Нам очень важно ваше мнение. Один комментарий Валентин Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован. Подписавшись, мы будем сообщать вам о новых публикациях.