Устройство турбины дизельного двигателя: Как работает турбина на дизельном двигателе

Устройство турбины дизельного двигателя

Системы принудительной индукции применяются на дизелях значительно шире, чем на бензиновых моторах. Особенно большая разница наблюдалась до последнего времени. Сейчас экологические нормативы и стремление к повышению эффективности использования топлива вынуждают производителей оснащать турбонаддувом большинство двигателей, в то время как ранее это рассматривалось как способ повышения производительности. Но дизели и до распространения современных тенденций редко встречались в атмосферных вариантах. Во многом это обусловлено небольшой стоимостью при высокой эффективности систем принудительной индукции на таких моторах.

Особенности

Турбины дизельных двигателей отличается от аналогов для бензиновых ДВС следующими факторами.

• Рабочий режим. Прежде всего, меньшая степень сжатия дизельных моторов позволяет использовать в среднем большее давление систем принудительной индукции. Бензиновые аналоги работают на значительно меньшем давлении для исключения детонации. К тому же они ориентированы на режимы частичной нагрузки, характеризующиеся дефицитом отработанных газов.
• Материалы. Дизели характеризуются температурой отработанных газов около 850°C, в то время как аналогичный показатель бензиновых двигателей – 1000°C. Ввиду этого для производства турбин на дизели можно использовать материалы меньшей температурной устойчивости, что удешевляет их. К тому же это позволяет использовать турбины с изменяемой геометрией. Такие варианты весьма распространены на дизельных моторах, но на бензиновых встречаются на единичных дорогих спортивных моделях. Это объясняется чрезмерно высокой стоимостью этих узлов для массового применения из-за необходимости использования дорогостоящих термостойких материалов для подвижных элементов.

Турбина Garrett M53

Таким образом, при относительно невысокой стоимости вследствие небольших требований к жаростойкости материалов системы принудительной индукции позволяют значительно повысить производительность дизелей, обеспечив высокое давление благодаря небольшой степени сжатия. К тому же ввиду работы в относительно щадящих условиях дизельные турбины весьма долговечны. Их ресурс обычно составляет около 100 тыс. км. Услуги по ремонту и обслуживанию предлагают многие компании вроде https://dizelmaster.ru/remont-turbiny. Ввиду распространения турбодизелей, особенно на коммерческой технике, соответствующие СТО хорошо знакомы с такими агрегатами, поэтому проблем с обслуживанием обычно не возникает. В то же время за бензиновый турбированный двигатель возьмется далеко не каждый автосервис. Хотя высокотехнологичные турбодизели современных автомобилей также требуют высокой квалификации и соответствующего оборудования.

Конструкция

Конструктивно турбины дизелей аналогичны бензиновым. Они включают 2 функциональных узла: горячую и холодную части или турбину и компрессор. Каждый из них составлен корпусом и крыльчаткой. Последние установлены на одной оси.

Устройство турбины

Принцип функционирования

Выхлопные газы из выпускного коллектора поступают в корпус турбины. Разогнавшись в нем, они приводят ротор. Последний, находясь на одной оси с компрессором, вращает его. Это обеспечивает подачу воздуха во впускной коллектор.

Это только общие положения классического типа турбин.

Взаимозаменимость

Итак, турбины традиционной конструкции для дизельных и бензиновых моторов близки по конструкции и идентичны по принципу функционирования, но отличаются материалами и конструктивными особенностями. Последние связаны с различиями в рабочем давлении. Большие значения дизельных турбин достигаются преимущественно особенностями крыльчаток, такими как размер, форма и расположение лопастей.

Турбодизель Land Rover

Эти факторы определяют невзаимозаменяемость турбин бензиновых и дизельных двигателей. Использование вторых на бензиновых моторах недопустимо из-за несоответствия температурного режима: горячие отработанные приведут к быстрому разрушению узла, не рассчитанного на такие условия. Турбины от бензиновых ДВС на дизелях не обеспечат достаточной производительности.

Устройство турбины дизельного двигателя — МТЗ Петров

23.01.2018

Автомобильные двигатели с турбиной у нас не слишком популярны. Ходит мнение, что они слишком сложны и капризны в работе, слишком требовательны к качеству топлива и слишком дороги в ремонте. Ничего подобного. Сейчас мы сами в этом убедимся и рассмотрим конструкцию простейшего турбодизеля, который устанавливается уже даже на самые бюджетные модели автомобилей.

Для чего турбина дизелю

Конечно, как и любой другой автомобильный мотор, двигатель с турбиной может тоже иногда ломаться. Но как показывает практика, делает он это не чаще, чем атмосферный мотор при условии правильной эксплуатации и своевременного обслуживания. Для того чтобы самостоятельно определить неисправность турбины, необходимо в общих чертах знать устройство турбины дизельного двигателя.

Принцип её работы, как и устройство, не слишком сложны. Наддув предназначен для того, чтобы искусственным путём повысить наполняемость камеры сгорания рабочей смесью солярки и воздуха. В результате, при том же объёме камеры сгорания и при том же расходе топлива, мощность двигателя на порядок возрастает. Конструктивно турбонагнетатель выглядит так.

Как устроен турбонаддув

Турбокомпрессор представляет собой воздушный насос, который приводится в движение отработанными выхлопными газами. Он представляет собой две крыльчатки, которые расположены на одной оси и помещённые в корпус. Поток выхлопных газов на высокой скорости проходят через ведущую турбину и заставляют её вращаться, а она в свою очередь, вращает всасывающую турбину с такой же скоростью.

Ось турбокомпрессора может вращаться с частотой до 140 000 оборотов в минуту, а это значит, что лопасти крыльчатки могут развивать огромную скорость, сравнимую со скоростью звука. Компрессор всасывает отфильтрованный воздух, сжимает его и под давлением подаёт во впускной коллектор. Чем больше сжатого воздуха за единицу времени поступит в коллектор, тем больше будет прирост мощности.

Конструкция турбины

Корпус турбины имеет непростую геометрию. Воздух попадает к нагнетателю через спиралевидный канал с постепенно сужающимся диаметром, что в свою очередь также влияет на повышение рабочего давления турбины. В зависимости от предназначения мотора, конструкция корпуса наддува (улитки) может быть различной. У грузовых автомобилей поток выхлопных газов должен быть разделен во избежание разрушительного резонанса, а в случае разделения потока газов, резонанс используется для более эффективной работы турбины.

Ротор турбины и ось изготовлены из разных материалов, поскольку работают в разных условиях. Процесс изготовления наддува выглядит следующим образом — ось и ротор раскручиваются в противоположном направлении до высокой скорости и во время вращения ротор насаживается на ось. Таким образом получают прочную неразъемную спайку. В конструкции оси есть ещё одна хитрость. В месте усадки ротора она полая, что позволяет затруднить передачу тепла от ротора к оси и улучшить охлаждение сопряжённых элементов. После точной финишной обработки ось балансируется и устанавливается в корпус.

Турбина имеет сложную систему смазки и такую же сложную систему динамических уплотнителей, что и диктует высокую цену турбины в сборе. Они называются динамическими, потому что работают, используя принцип разницы давления в разных частях турбины:

1. Ось турбины непостоянного диаметра и эти вызывается разница давления, которая препятствует проникновению масла в турбину.
2. С обеих сторон оси уплотнители установлены в пазах, кроме того, они служат преградой для передачи избыточного тепла на корпус наддува.
3. Внутренняя геометрия корпуса оси также создаёт препятствие проникновению масла в ротор.
4. Из корпуса наддува масло вытесняется в полость оси, откуда иго избыток поступает по маслопроводу в систему смазки двигателя.

Ресурс, регулировка и диагностика турбины

Даже поверхностное изучение системы смазки и конструкции турбины уже говорит о том, что это очень требовательный механизм как к качеству масла, так и к правилам эксплуатации. Эти правила просты и понятны, а ресурс турбонаддува может быть не меньше, чем ресурс дизельного двигателя, при условии соблюдения этих условий:

• использовать только сертифицированное масло и вовремя проводить его замену;
• не нагружать непрогретый двигатель;
• перед остановкой мотора необходимо некоторое время дать ему поработать на холостых оборотах;
• следить за чистотой системы смазки, поскольку засорение маслопровода турбины может существенно сократить её ресурс.

О неисправности наддува могут говорить несколько симптомов, но самый вопиющий из них — невозможность развить полную мощность двигателя и густой чёрный выхлоп. Это говорит о том, что-либо засорился воздушный фильтр, либо впускной коллектор потерял герметичность. В случае попадания масла в коллектор через турбину отчётливо виден сизый дым из выхлопной трубы. В этом случае может потребоваться ремонт и чистка наддува.

Таким образом, если соблюдать все правила ухода и эксплуатации наддува, его ресурс может быть вполне сопоставим с ресурсом дизельного мотора.

Пусть проблемы с турбиной обойдут ваш мотор стороной и удачных всем дорог!

Источник

Метки: дизель, купить импортную турбину, статья, ТКР 6, ТКР 7, турбина, турбина Саранск, Турбокомпрессор, турбонаддув, чешская турбина

Автор: Администратор

Что такое турбо в дизельном двигателе?

Основы генератора: турбо или не турбо, вот в чем вопрос!

Что такое Турбо?

Википедия описывает турбокомпрессор как: «приводное от турбины устройство принудительной индукции, которое повышает эффективность двигателя внутреннего сгорания и выходную мощность  за счет нагнетания дополнительного воздуха в камеру сгорания «. Турбо.

Запатентованный швейцарским инженером Альфредом Бучи турбонаддув впервые был использован в самолетах для борьбы с плохой работой двигателя на больших высотах из-за низкой плотности воздуха. В 1965 с турбонаддувом стали применяться в автомобильных двигателях, приобретая особое значение в 70-х годах в связи с нефтяным кризисом.

В последующие десятилетия турбонаддув стал ключевым элементом в снижении выбросов выхлопных газов и стал стандартом для более крупных дизельных двигателей.

Как это работает?

В дизельном двигателе без наддува воздух поступает прямо через впускной коллектор, мимо клапанов и в камеру сгорания. Ход поршня вниз создает вакуум, эффективно втягивая топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, подобно втягиванию жидкости в шприц. Этот эффект атмосферного давления рассеивается при высоких оборотах двигателя, из-за чего цилиндры не заполняются полностью.

В дизельном двигателе с турбонаддувом воздух нагнетается в турбину, приводимую в действие расширяющимися выхлопными газами, которые в противном случае рассеивались бы в виде тепла через выхлопную трубу. Это создает дополнительное давление выше атмосферного, что увеличивает массу кислорода и количество топлива, которое можно сжечь за один раз в камере сгорания. Это увеличивает «плотность мощности» или объем мощности при каждом ходе поршня.

Мы называем это увеличение «повышением».

Главное:

Выхлопные газы, которые перенаправляются для питания турбины , больше не выходят через выхлопную трубу , что эффективно снижает вредные выбросы и повышает эффективность.

Отставание!

Основным недостатком турбонаддува является «запаздывание». Запаздывание, также известное как время спулинга, относится к времени между запуском и моментом, когда выхлопные газы накапливаются в достаточной степени, чтобы приводить в действие турбину. Это можно исправить, добавив второй «двойной» турбонаддув, который быстрее реагирует и вращается на более низких скоростях последовательно с основным турбонаддувом, настроенным на частоту вращения двигателя. Двойные турбины также могут быть установлены параллельно, при этом каждая турбина получает по 50% каждого из перенаправленных выхлопных газов. Они обычно встречаются на V-образных двигателях, где каждая турбина снабжает один ряд цилиндров.

Турбо Против. Супер

Поскольку Турбокомпрессор приводится в действие выхлопными газами, он не создает прямой нагрузки на двигатель. Тем не менее, это создает небольшое противодавление выхлопных газов. Supercharge r  механически приводится в действие цепью или ремнем, соединенным непосредственно с коленчатым валом двигателя, создавая непосредственную нагрузку на двигатель и поглощая до одной трети мощности, доступной на коленчатом валу. Оба типа часто используют промежуточный охладитель для снижения температуры воздуха перед тем, как он попадет в камеру сгорания.

Слова для запоминания:

Нажмите для определения, чтобы узнать больше об этих важных аспектах дизельных генераторных двигателей с турбонаддувом.

Поделиться с

Силовые системы | Роллс-Ройс

Новаторская устойчивая энергетика, которая имеет значение

Подразделение Power Systems компании Rolls-Royce занимается созданием устойчивых климатически нейтральных решений для приводов, силовых установок и производства электроэнергии.

Мы вносим значительный вклад в переход к энергетике с помощью экологически безопасных технологий нашего бренда продуктов и решений mtu. Являясь лидерами в области резервного питания для критически важных с точки зрения безопасности электростанций, а также в области комплексных приводных и двигательных систем для кораблей и наземных транспортных средств большой грузоподъемности, наши клиенты знают, что могут на нас положиться, и делают это уже более 110 лет.

Узнайте больше о наших решениях

mtu

Системы MTU питают самые большие яхты, самые прочные буксиры и самые большие наземные транспортные средства и обеспечивают энергией самые важные в мире критически важные приложения. Благодаря передовым решениям, таким как микросети, мы интегрируем возобновляемые источники энергии и управляем потребностями наших клиентов в электроэнергии.

Наши индивидуальные предложения услуг помогут вам максимально увеличить время безотказной работы и производительность и поддерживаются нашими цифровыми решениями, которые обеспечивают удаленный мониторинг, профилактическое обслуживание и ряд других преимуществ, которые обеспечивают оптимальную работу систем клиентов.

Чтобы узнать больше о нашей марке продуктов и решений MTU, посетите сайт www.mtu-solutions.com.

Последние новости энергосистем

Rolls-Royce обеспечивает электроснабжение крупнейшего суперкомпьютерного комплекса на Ближнем Востоке с помощью mtu Kinetic PowerPacks

Rolls-Royce обеспечивает электроснабжение крупнейшего…

Подразделение Rolls-Royce Power Systems получает награду Handelsblatt Global Transition Award за стратегию защиты климата

Подразделение Rolls-Royce Power Systems выигрывает…

Rolls-Royce и Neste будут сотрудничать во внедрении устойчивого топлива для двигателей

mtu

Rolls-Royce и Neste будут сотрудничать в…

Rolls-Royce выпускает

двигателей MTU для строительной техники, промышленного применения, сельского хозяйства и добычи полезных ископаемых

Rolls-Royce выпустил

двигателей MTU для.