Специалист по тех. вопросам:
8-912-225-12-75
г. Екатеринбург
ул. Завокзальная , 4А

E-mail: info@turbo66.ru

Принцип работы ТКР

Турбокомпрессор (ТКР) - это устройство, которое использует кинетическую и тепловую энергию выхлопных газов. Энергия вращает колесо турбины с очень большой скоростью. Колесо турбины и колесо наддува/компрессора находятся на общем валу, расположенном на плавающих радиальных подшипниках скольжения.

 

Колесо компрессора всасывает и нагнетает воздух, который подается в пространство сгорания топлива двигателя. В результате этого повышается весовое заполнение цилиндра двигателя. При этом повышается среднее эффективное давление в цилиндре и мощность двигателя, а средний расход горючего, наоборот, уменьшается. Важным аспектом использования ТКР в двигателях внутреннего сгорания является редукция выхлопных газов.

 

  1. Корпус компрессора
  2. Узел подшипников
  3. Корпус турбины

 

Использование

 

Сам ТКР предназначен исключительно для использования на двигателях внутреннего сгорания. Учитывая то, что двигатель внутреннего сгорания, снабженный турбокомпрессором, образует функционально тщательно согласованную термодинамическую конструкцию (двигатель – ТКР), существует жесткая привязка типа ТКР к определенному двигателю.Чтобы лучше понять, что именно дает турбокомпрессор Вашему двигателю, нужно знать основные принципы внутреннего сгорания.

 

Двигатели внутреннего сгорания «дышат». Другими словами, они втягивают воздух и топливо для выработки энергии. Эта энергия переходит в мощность, как только воздушно-топливная смесь поджигается. После этого остатки процесса горения выбрасываются в атмосферу. Весь процесс обычно выражается в четырех тактах поршней.

 

Турбокомпрессор делает воздушно-топливную смесь «более сгораемой» путем подачи дополнительного воздуха в цилиндры двигателя, что, в свою очередь, дает дополнительную мощность и крутящий момент, когда в результате «минивзрыва» поршень движется вниз. Турбокомпрессор конденсирует или сжимает молекулы воздуха, так чтобы поступая в двигатель, он становился плотнее. Теперь о том, как именно турбокомпрессор это делает.

 

Несмотря на достаточно простой принцип работы, сам турбокомпрессор представляет собой очень тонкое устройство. Требуется не только исключительно точная подгонка деталей внутри турбокомпрессора, но и идеально согласованная работа турбокомпрессора и двигателя. При отсутствии такого согласования, двигатель не только будет работать неэффективно, но и может быть поврежден. Поэтому важно в точности следовать технологии установки и обслуживания.

 

КАКИМ ОБРАЗОМ ТУРБОКОМПРЕССОР УВЕЛИЧИВАЕТ МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ?

 

Мощность, развиваемая двигателем, напрямую зависит от количества воздуха и смешанного с ним топлива, которое подается в двигатель. Чтобы увеличить мощность двигателя, следует увеличить количество подаваемого воздуха и топлива. Подача большего количества топлива не даст эффекта до тех пор, пока не появится достаточное для его сгорания количество воздуха, в противном случае образуется избыток несгоревшего топлива, что приводит к перегреву двигателя, который к тому же при этом сильно дымит.

 

Турбокомпрессор умножает мощность двигателя путем подачи в него необходимого количества сжатого воздуха, достаточного для абсолютного сгорания увеличенной дозы топлива. Следовательно, при прежнем рабочем объеме и тех же оборотах мы получаем большую мощность. Кроме того, улучшается процесс сгорания, что увеличивает характеристики двигателя в широком диапазоне чисел оборотов.

 

КАК РАБОТАЕТ ТУРБОКОМПРЕССОР?

 

Стержневыми частями любого турбокомпрессора являются турбина и центробежный воздушный насос, соединенные между собой при помощи общей жесткой оси. Оба этих элемента вращаются в одном направлении и с одинаковой скоростью (причем огромной – более 100.000 об/мин!). Энергия потока проработавших газов, которая в обычных двигателях не используется, преобразовывается здесь в крутящий момент, приводящий в действие компрессор.

 

Исходящие из цилиндров двигателя отработавшие газы передаются на крыльчатку турбины, которая перерабатывает их кинетическую энергию в механическую энергию вращения (крутящий момент). Компрессор (он представляет собой похожую крыльчатку, установленную на другом конце оси) затягивает свежий воздух через воздушный фильтр, сжимает его и подает в цилиндры двигателя. Количество топлива, которое можно смешать с воздухом, при этом можно увеличить, что позволяет двигателю развивать наибольшую  мощность.

 

Бытует также множество других конструкций турбокомпрессоров.

 

НА КАКИЕ ДВИГАТЕЛИ МОЖНО УСТАНОВИТЬ ТУРБОКОМПРЕССОР?

 

Турбокомпрессором может быть оснащен любой двигатель внутреннего сгорания: дизельный, бензиновый или работающий на газе, имеющий жидкостное или воздушное охлаждение. Турбокомпрессоры применяются как на двигателях с большим рабочим объемом (судовых, тепловозных и стационарных), так и на двигателях грузовых и легковых автомобилей. Идет ли речь о двухтактном или о четырехтактном двигателе – не имеет значение.

 

Сегодня практически все крупные дизельные двигатели мощностью более 150 кВт, применяемые в промышленности, судостроении, на дорожно-строительных работах, оснащаются турбокомпрессором (иногда даже несколькими).

 

В поле деятельности автомобильного транспорта теперь практически любой дизельный двигатель мощностью свыше 80 кВт стандартно оснащается турбокомпрессором. Даже в секторе малых автомобилей с дизельным двигателем наблюдается их распространение.

 

Переход турбокомпрессоров на бензиновые двигатели был более тяжелым, но ускорился благодаря опыту их использования на кольцевых автогонках и авторалли. Расширение производства материалов, выдерживающих высокие температуры, улучшение качества моторных масел, использование жидкостного охлаждения корпуса турбокомпрессора, электронное управление регулирующими клапанами - все это содействовало тому, что эти агрегаты начали применяться на мелкосерийных бензиновых двигателях, что, в соединении с впрыском топлива и электронным зажиганием, позволило добиться высоких характеристик.

 

НУЖДАЕТСЯ ЛИ ТУРБОКОМПРЕССОР В ОБСЛУЖИВАНИИ?

 

Нет. Но так как  он смазывается из системы смазки двигателя, то проблемы с этой системой "отзовутся" и на турбокомпрессоре. Обычно недостаток масла приводит к его большому износу и выходу из строя.

 

Признаками неисправности турбокомпрессора могут быть: пониженная мощность двигателя, черный или синеватый дым из выхлопной трубы, увеличенный расход моторного масла или шум при работе турбокомпрессора.

 

Примечание. Выше перечисленные признаки не всегда указывают на неисправность турбокомпрессора - прежде всего нужно проконтролировать исправность двигателя и его навесных агрегатов.

 

На двигателе работающем без сбоев, который своевременно и качественно обслуживается, турбокомпрессор в состоянии работать  долго и качественно.

 

Ремонт турбокомпрессора(даже незначительный) должен осуществляться только в предназначенной для этого мастерской, так как для этого требуются специальные знания, умения и оборудование. Кроме того, при выполнении любых работ с агрегатом должна быть обеспечена идеальная чистота, так как даже одна песчинка, оказавшаяся в турбокомпрессоре, может вывести его из строя.

 

КАК СОХРАНИТЬ ЖИЗНЬ ТУРБОКОМПРЕССОРУ?

 

Это элементарно. Необходимо лишь соблюдать рекомендации производителя автомобиля. По данным одной крупной аналитической фирмы, только около 30% владельцев "турбированных" машин исполняют эти рекомендации. Проблемы с турбокомпрессором возникают в основном в результате пренебрежения этими правилами. А они следующие:

  1. После запуска холодного двигателя по крайней мере 5 минут не включайте высокие обороты,  чтобы масло хорошо смазало турбокомпрессор.
  2. Перед выключанием двигателя после большой нагрузки либо продолжительной поездки, оставьте его поработать не менее минуты на холостых оборотах. Если сразу заглушить двигатель, то турбокомпрессор будет некоторое время совершать обороты без смазки, поскольку масляный насос прекратит работу. При этом повреждаются подшипники и кольца агрегата.
  3. Не забывайте систематически заменять моторное масло и масляный фильтр. Помните, что высокая температура, возникающая при работе турбокомпрессора, сбавляет эффективность и долговечность масла. Поэтому заливайте только то масло, которое подходит для "турбированных" двигателей.

Придерживаясь этих правил, вы обеспечите продолжительную и надежную работу турбокомпрессора. Помните "золотое" правило: болезнь легче предупредить, чем излечить.

 

ПРЕИМУЩЕСТВА ТУРБОКОМПРЕССОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

  • Баланс "масса/мощность" у двигателя с турбокомпрессором выше, чем у атмосферного.

  • Двигатель с турбокомпрессором наиболее меньших размеров, чем атмосферный двигатель той же мощности.

  • Кривая крутящего момента двигателя с турбокомпрессором может быть лучше приспособлена к специфическим условиям эксплуатации. При этом, например, водитель тяжелого грузовика может реже переключать передачи на горной дороге, и само вождение будет более "мягким".

  • Двигатель с турбокомпрессором «не замечает» перемену высоты, в то время, когда атмосферный на большой высоте теряет мощность.

  • Двигатель с турбокомпрессором обеспечивает оптимальное сгорание топлива. Подтверждением тому служит уменьшение потребления топлива грузовиками на больших пробегах.

  • Поскольку турбокомпрессор улучшает сгорание топлива, он также способствует понижению токсичности отработавших газов.

  • Двигатель, оснащенный турбокомпрессором, работает более стойчиво, чем его атмосферный аналог той же мощности, а так как он мал по размеру, то производит мало шума, а так же играет также роль своеобразного глушителя в системе выпуска.