Дата и час: 23 Юли 2019, 07:16



Отговори на тема  [ 3 мнения ] 
История на турбото 
Автор Съобщение
BMW Пристрастен
BMW Пристрастен
Аватар

Регистриран на: 04 Дек 2008, 18:35
Мнения: 4764
Местоположение: София, Бавария
Skype: mastera45
Мнение История на турбото
История на ТУРБОНАДУВА


В началото на 1900-ната година швейцарският инженер Алфред Буши първи е представил прототип на компресор, работещ на принципа на изходящите газове. Проектът бил бързо отхвърлен от неговите колеги. В началото на 1910-та година В САЩ С. Мос също предложил прототип на турбонагнетател за двагатели изполвани в авиостроенето. Неговата ръчно изработена „турбо- върхова помпа” позволила през 1920-та година да постави рекорда за височина на летене със самолет- 11 000 метра.

Називисомо от всички опити за използване на турбонагнетател в 1вата Световна война, тази новост на получила широко разпространение. Всичко се изменило чак по време на втората всетовна война, когато буквално хиляди самолети са комплектовани с двигател с ТУРБО. Сред най- известните примери за такива апарати могат да се споменат B-17 Flying Fortress, B-24 Liberator, P-38 и P-47.
Вообще между 1940 и 1950 година турбините са се използвали предимно в корабните ДВГ, в промишлеността и в дизеловите двигатели за локомотиви. Към 1950 година в САЩ са се изполвали повече от 20 000 такива ТУРБОТА в различни отрасли.

В началото на ’50 години надявайки се да получи силови установки с много голяма мощност за своята пътна техника, компанията Caterpillar Tractor Co е започнала експерименти с турбокомпресори. Във фирмата са разработили действащ образец на турбина, който са изпратили за всестранна проверка в малка Лосанджелиска компания Garrett- специализирана в производство на системи за топлообмен. Тестовете на първия образец на Garrtt се провалили с трясък и ръководствато на Caterpillar решило, че е по- лесно да поръча изработката на тази система на самата фирма Garrett, тъй като компанията имала очевидно някакъв опит в металообработката, уплътнението и разработката на лагери. От фирмата поставили задачата и работниците потънали до уши в разработката. Един от тези разрабтчици бил Хай Мак Кинес, който в последствие оставил значителна следа в ТУРБОСВЕТА.

ПРОЕКТИТЕ СЕ ПОДОБРЯВАТ

През 1953 год. прототип на турбините, наречен TO2 (да не се бърка със съвременната серия автомобилни турбини T2), преминал всички тестове със страхотен успех. Предполагало се, че това устройство ще може безспирно и без затруднения да работи над 1800 часа подред. И тези надежди се оправдали. На основата на този успешен образец била създадена най-жизнеспособната технически и най-простата по устройство турбина, получила индекс T15. От Caterpillar поръчали 5 хиляди от тези турбини за своя нов гъсеничен трактор D9. След това, през 1954 било основано подразделението Garrett AiResearch Industrial Division, което често наричали просто Garrett-AiResearch. То се специализирало в разработката и производството на турбонагнетатели.

В това време компаниите експериментирали също така и с турбонагнетяване. Например, на двигателите на популярните камиони Cummins се инсталирали турбини, произведени от компаниите Elliot и Schwitzer, докато Cummins не усвоили самостоятелно пускането на турбо системи.

Все пак през 60-те години турбините още не били надеждна и неотменима част от всеки дизелов двигател и не получили широко разпространение в производството на камиони. В края на 60-те AiResearch станали безапелационен лидер сред производителите на турбонагнетатели благодарение на широкия спектър на своята продукция, която в това време покривала всички потребности на промишлеността. Позицията на AiResearch съвместно с Schwitzer и няколко европейски “подражатели” (Holset, KKK и прочие) в този сектор остава неизменяема.

Настъпването на Детройт

Първият автомобил с турбо двигател станал Oldsmobile Jetfire. Неговият алуминиев мотор V8 се захранвал с турбина T5 от Garrett-AiResearch. Този двигател имал висока степен на горене (10.25:1), горно разположение на карбуратора и работел по схемата на едновременното впръскване на вода и спирт (50:50) за предотвратяване на детонации. Дилърската мрежа на Oldsmobile предлагала на всички желаещи само за $50 да се отърват от турбината и да получат в замяна обикновен карбуратор.

В същото време Chevrolet представил Corvair, консервативен модел, турбината за който била разработена в TRW под вещото ръководство на Маккинес. Corvair потвърдил за себе си жизнеспособността на турбонагнетяването в бензиновите двигатели за автомобили в масово производство - така, както и за дизели.

През 60-те множеството ентусиасти започнали да навлизат в очарователния свят на турбонагнетяването, и за много от тях това хоби прераснало в бизнес, носещ печалби. Мнозинството от образуващите се компании така и не успяли да заемат своята пазарна ниша, но инициативата, въображението им и признанието за заслугите на “гаражните производители” послужило като тласък за по-нататъшния прогрес на технологията.

Rajay разширява сферата си на влияние

През 1969 година тексаската компания Rajay Industries придоби технологичната линия на TRW и нае Маккинес на длъжността главен инженер. Rajay също така откри магазин в Лонг Бийч, Калифорния и стана първия производител на готови решения в областта на турбонагнетяването за авиацията, лимитирани промишлени поръчки и тунинг. Вероятно, едно от най-големите преимущества на Rajay била достъпността на продукцията им, позволяваща на много клиенти да се приобщят към технологията, така да се каже, “сухи от водата”. Покровителството на Rajay позволило на компании като M&W Gear, Spearco и Daytona Marine да се обявят с пълно гърло. За основна цел на компанията се смятала пряката конкуренция с Garrett-AiResearch на пазара на селскостопанските дизелови двигатели.

Мнозинството сериозни решения в областта на турбонагнетяването за тунинг излезли именно от AiResearch. Това се случило благодарение на това, че при тях това направление било профилно, имали нужните познания в максимален обем и по този начин се явявали най-големия доставчик на турбонагнетяване за множество световни производители на автомобилни двигатели. Компанията положила не малко усилия в различните области на професионалния автомобилен спорт – с променлив успех. Доработвали се най-различни спортни коли – като се започне с Формулата и се завърши с чудовищата на Индианаполис. Нито една от получените технологии не била достъпна за повечето от ентусиастите.

В началото на 70-те години множеството значими опити на ентусиастите да се занимават с турбонагнетяване били извършени с използването на продукция на компанията TurboSonic, използваща модифицирани турбини Accel, на тунинг подразделението на Echlin Corporation. (Линията турбини TurboSonic създал Боб Келер, след като Echlin закупила производството от Turbonetics през1973). Accel получили не малка придобивка, като се заели с техническото обезпечаване на тунинга, провеждайки агресивна рекламна кампания, като плащали поръчкови статии и общонационалното популяризиране на продукцията си. Множеството енергични и талантливи купувачи получили хиляди турбини, без да имат абсолютно никаква представа за принципите им на работа, нито за това как да ги вградят.

Пазарът се разраства

През 1976 година, скоро след появата на продуктите на Accel TurboSonic (произведени на основата на турбините на Garrett-AiResearch), Echlin придобива производството на следпродажбени турбини на Roto-Master в Калифорния. Roto-Master първоначално позиционирал направлението на дейността си в производство и преработка на турбини и техните компоненти за промишлени дизели в САЩ, и по възможност, в целия свят. Тази покупка дала възможност на Accel да произведе свои собствени турбини за TurboSonic и надеждно да утвърди Roto-Master на лидерската позиция в производството на турбини за тунинг. Главният инженер и вице-президент на Roto-Master бил нам вече познат – Маккинес. Боб Келер станал главен инженер по системите на турбонагнетяването в Roto-Master.

В края на 70-те в Детройт с ентусиазъм “открили” турбонагнетяването. Заплахата от сериозна петролна криза през 80-те породила строги правителствени изисквания, задължаващи автомобилните производители да разработват икономични двигатели с неголям обем и, за голямо съжаление, дефорсирани. За да придадат на тези нови двигатели някакво сходство с предишните мощни агрегати (страстта към бързо каране е в кръвта на много шофьори и не зависи от кризи от различен тип), автопроизводителите започнали да слагат турбонагнетатели на моторите в масово производство. В началото на 80-те всяка компания, произвеждаща автомобили (от Ford до Mercedes), имала в моделния си каталог далеч не един автомобил с турбина. Това довело до възторг Garrett-AiResearch, великия автомобилен турбопроизводител на всички времена и народи.

Модифицирането на турбини за тунинг станало причина за множество политически спорове и опити за правителствено регулиране на ситуацията. В това число могат да се отнесат например “Акт за чист въздух” от 1977 година и някои калифорнийски законодателни проекти. Това сериозно усложнило легалната продажба на модифицирани турбини. Някои компании приели този зов, позиционирайки доработвани турбини като продукция за любители тип “ритник в задника”, но, в същото време, удовлетворяващи високите изисквания за чистота на изгорелите газове на автомобила. Spearco, Dina Engineering, Custom Automotive, Gemini Turbo systems, BAE, Advanced Turbo systems Gale Banks Engineering, Turbonetics (създадена от Келер след напускането му от Roto-Master през 1978) и много други компании доказали – след интензивните изследвания и разработки, - че продукцията им отговаря на високите екологични норми.

Пропилените ‘80

Тунинг турбините за легални състезания практически не се изменили през 80-те. Изглежда, че строителите на мощни коли престанали да се занимават с турбиниране. В регламентите на най-различни състезания им се разпространявали всевъзможни ограничаващи коефициенти. Стабилният успех на турбините в Европа и гонките от Indycar по някаква причина били игнорирани в САЩ, където турбините започнали да се смятат за “прекалени” и дори “нечестни”.

Roto-Master купил Rajay през 1982 година. А през 1986 Roto-Master, на свой ред бил купен от компанията Garrett. Така бил установен монопол на Garrett върху турбините за тунинг. След това, в средата на 80-те, на американския пазар започнала великата битка: японските производители тръгнали на масирано настъпление срещу “голямата тройка” на американските автогиганти. Garrett, скед като се оказали неспособни да приемат новите правила на играта, започнали да губят пазарния дял в Америка. Погледнете под капака на повечето турбомашини в САЩ, и ще видите на турбините логата на Mitsubishi, Hitachi, IHI и т.н. В последно време Garrett отново преживява успех и наново изминава дългия път към завземането на Детройт.

Енергичните ‘90

През 1990-те се появили нови потребители на турбините. За разлика от САЩ, Япония продължила да разработва и да произвежда коли с турбонагнетяване в големи количества. И тези коли, прекрасно проектирани и надеждни (основно благодарение на стабилните системи за управление на двигателя, където все нещо не достигало на по-голямата част от продукцията в Детройт преди десетилетия), започнали да се появяват в Америка. И с тяхната поява се появила и неудовлетворената потребност при турбините – например, при моделите на Honda.

Успехите в работата по прикачането на турбини към двигателите и популярността на японските автомобили запалили искрата на интереса към турбинирането. И този интерес сега се намира в пика на популярността си. Появило се вече ново поколение производители на оборудване за тунинг. Те се занимават не само с турбини, но и със системи за управление на двигатели, и прочие. На трасетата за гонки отново приели турбините като неразделна част от оборудването на автомобила за спорт, и новите компании постоянно изобретяват нещо ново за радост на ентусиастите. Сега на модифицираните коли вече се слагат големи турбини, както е било в благодатните 1950-те. Големите производители на този пазар в този момент са HKS, Trust-Greddy и Turbonetics. Те са намерили своят пазарен дял и обезпечават потребностите му – за всеобщо удовлетворение.




Източник: Интернет

_________________
....................................................................Нов Внос!
ИзображениеИзображение


23 Май 2009, 13:30
Профил WWW
BMW Ентусиаст
BMW Ентусиаст
Аватар

Регистриран на: 22 Апр 2009, 15:17
Мнения: 133
Местоположение: София, Атина
Мнение 
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение


23 Май 2009, 13:46
Профил
BMW Маниак
BMW Маниак
Аватар

Регистриран на: 12 Яну 2009, 19:12
Мнения: 6293
Местоположение: София
Пол: Мъж
Мнение Re: История на турбото
ИСТОРИЯ НА ТУРБОКОМПРЕСОРА (ТУРБОТО)

Идеята за използване на свръхпълненето за увеличаване на мощността и подобряване на икономичността съществува от създаването на двигателя.За тази цел Готлиб Даймлер и Рудолф Дизел са изучавали ефекта от сгъстяване на въздуха още през 1885 и респективно 1896 година.
Концепцията за сгъстяване на въздуха,посредством използване на част от енергията на отработилите газове е развита и записана (патентована) от швейцарския инжинер Алфред Бюхли през 1905г.Той успява да постигне 40%увеличение на мощността при неизменни размери на двигателя,което довежда до официалното представяне на турбокомпресорите в автомобилната индустрия.
Компанията Swiss Machine Works Saurer произвежда първия турбокомпресор за камион през 1938г.Първият стандартно вграден турбокомпресор е представенот шведския производител на камиони Scania през 1961г.Това е било невероятна революционна стъпка за времето си,тъй като другите марка турбини не са били особено надежни.Турбокомпресорите за леки автомобили се появяват година по-късно,но поради липсата на надежност производството им скоро е преустановено.
В автомобилните спортове турбокомпресорът се прилага за първи път през 70-те.Той става много търсен агрегат,особено при болидите от Формула 1.Отчасти като резултат от този интерес терминът „турбо”навлиза в публичното пространство.Производителите на автомобили отговарят на това търсене,като оборудват най-добрите си модели с турбокомпресори.Публичното одобрение идва много бързо и все пак първите двигатели с комерсиални турбокомпресори не са особено икономични.И нещо повече,много шофьори намират „турболаг”-а (кратко закъснение при ускорение)за прекалено голям.
Кулминацията в развитието на турбокомпресорите при товарни автомобили настъпва през 1973г.,малко след първата петролна криза.От този момент турбокомпресорите са във възход,който продължава и до днес.В края на 80-те нарастващата загриженост към околната среда налага въвеждането на по-стриктни емисионни изисквания.Това оказва силно влияние товарните автомобили,като все по-често те са оборудвани с турбокомпресори.В днешно време всички камиони са с двигатели с турбо.
Истинският пробив на турбокомпресорите при леките автомобили настъпва през 1978г.,когато автомобилът Mercedes Benz 300 SD е представен на пазара.VW Golf турбодизел се появява през 1981г.Още един много важен момент,за първи път дизелов двигател с турбо е способен да развие почти толкова мощност, колкото и един бензинов двигател без турбо.Освен това,вредните емисии са силно намалени.

ТЕХНИЧЕСКА ИНФОРМАЦИЯ

Всеки двигател има определена мощност при дадени условия.В двигателите с вътрешно горене тя се получава от възпламеняването на гориво-въздушната смес при определена температура и налягане.Промяна на всеки един от тези параметри оказва влияние върху мощността на двигателя.
За да бъде получена по-голяма мощност при постоянна температура,е необходимо по-голямо количество гориво-въздушна смес.Това изисква и по-голям обем на цилиндрите,което от своя страна прави двигателя по-голям,по-тежък и по-скъп.Скоростта,с която се доставя горивото също може да бъде увеличена.Това от своя страна довежда до увеличаване на оборотите.Недостатък на този метод е ускореното износване на двигателите.


Сгъстяване на въздуха
Мощността на двигателя може да бъде увеличена чрез сгъстяване на въздуха,увеличаване на плътността му преди постъпването в цилиндрите.Съществуват няколко начина за сгъстяване на въздуха;импулсно;посредством изгорелите газове;механично;последователно сгъстяване.

Импулсно сгъстяване на въздуха
За сгъстяване на въздуха,респективно повишаване на налягането на пълнене,се използват импулсите на налягането на отработилите газове в термично работно условие.Процесите на сгъстяване и разширение протича в канали на работно колело,механично задвижвано от двигателя.Сгъстяваният въздух непосредствено контактува с отработилите газове и последните,за да не постъпят в цилиндрите на двигателя заедно с въздуха,вълните на налягането на газовете изисква прецизно синхронизиране.Пример за приложение на този метод е системата Компрекс.Използва се сравнително рядко.

Механично сгъстяване на въздуха
По този начин сгъстяването на въздуха става посредством обемен компресор,механично свързан с коляновия вал на двигателя.
Механичните компресори се делят на два основни вида:с външно или вътрешно сгъстяване.
Един от най-често използваните компресори с външно сгъстяване е Рут-компресорът,кръстен на братя Рут. Този вид компресор,доразработен от Мерцедес,действа на принципа на помпа.Ако компресорът подаде повече въздух от нужното на двигателя,във всмукателния колектор се създава повишено налягане.
Спирален компресор,наречен още G-lader,е пример за компресор с вътрешно сгъстяване.Поради високата себестойност,производството им е преустановено.

Сгъстяване на въздуха посредством изгорелите газове
Турбокомпресорът на практика не е нищо повече от компресор,задвижван от отработилите газове.Турбината се задвижва от кинетичната и топлинната им енергия.Колкото по-висока е енергията на газовете,толкова по-високи обороти и мощност развива турбината.

Последователно сгъстяване на въздуха
Последователното сгъстяване на въздуха е една от най-новите разработки в областта на турбокомпресорите.Сгъстяването започва в малък турбокомпресор,след което въздушния поток се поема от по-голям турбокомпресор.Ефектът при дизеловите автомобили се изразява в 20% повишение на мощността и по-голям въртящ момент при по-ниските обороти.

ТУРБОТО

Автомобилът би трябвало да имат два двигателя- един за бързо ускоряване и втори за поддържане на скоростта.Но два двигателя в един автомобил би било прекалено скъпо и сложно за изпълнение,а поставянето на турбокомпресор решава тази дилема.
Предназначението на турбокомпресорът е да подава сгъстен въздух към двигателя,което му дава възможност да развива по-голяма мощност,а това от своя страна води до по-добри динамични характеристики на автомобила.Технологията може и да изглежда сложна на пръв поглед,но се основава на прости принципи.В цилиндрите се извършва процесът на изгаряне на гориво-въздушната смес.Отработилите газове,които излизат от цилиндрите,задвижват турбинното колело на турбокомпресора.То,посредством вал,задвижва компресорното колело.Въртейки се,компресорното колело засмуква въздух и го сгъстява.Когато всмукателният клапан се отвори,сгъстения въздух навлиза в цилиндъра.
Колкото по-голяма е енергията на отработилите газове,толкова по-високи обороти постига турбинното колело,следователно и компресорното.По този начин по-голямо количество въздух с повишена плътност се вкарва в двигателя,или се реализира т.н газотурбинно пълнене.
Турбото и двигателя не са маханично свързани.Връзката е газова,чрез всмукателния и изпускателния колектор.Оборотите на турбокомпресора не зависят само от оборотите на двигателя,а и от натоварването му.Ако на двигателя се подава повече гориво,отработилите газове излизат с по-висока скорост и температура.Вследствие на което турбото се върти с по-високи обороти.Налягането на въздуха се повишава,увеличава се плътността му,повече въздух влиза в цилиндрите,респ.повече кислород,което позволява да изгори по-голяма количество гориво.Като резултат се получава по-голяма мощност при постоянен обем на цилиндрите.


Предимства и недостатъци
Турбокомпресорът предлага много предимства,но защо производителите на автомобили не ги монтират на всички автомобили?Предимствата и недостатъците на турбините са изброени по-долу.
Турбокомпресорите предлагат технически и икономически предимства пред двигатели без турбо.
Съотношението тегло спрямо мощност е значително по-добро при двигател с турбокомпресор.Благодарение на турбото е възможно да се постигне относително голяма мощност от относително малък двигател.
Двигател с турбо има по-ниска консумация на гориво,особено при по-дълги дистанции.
Изгарянето на гориво при двигатели с турбо е по-добро,което води до намаляване на вредните емисии.
Тези двигатели работят по-тихо,тъй като турбото също така действа и като допълнителен шумозаглушител.Двигателите с турбо имат по-добри динамични характеристики при по-голяма надморска височина.Турбото доставя повече енергия, тъй като въздухът на средата в тази ситуация създава по-малко противоналягане ,което позволява на двигателя да развива почти същата мощност,каквато и при по-ниски надморски височина.Поставянето на турбокомпресор обаче има и свойте недостатъци.Напредването на технологиите вече е предоставило решение на някои от тези въпроси и ще предоставя занапред.
Така наречения „Turbo lag”.Турбокомпресорът на практика започва да работи ефективно,когато достигне определени обороти.Турбото се задвижва от отработилите газове,а те се отделят само при високи обороти.
Висока температура.Турбото се задвижва от отработилите газове,а те бързо достигат температури от порядъка на 800 С и повече.Друга причина за загряване на свежия въздух е самият процес на сгъстяване в турбокомпресора.Топлият въздух съдържа по-малко кислород от студения при едно и също налягане.Това е причина да се поставя междинния охладител на въздуха „интеркулер”между турбото и двигателя;Той понижава температурата на въздуха,който влиза в двигателя близо да тази на околната среда.
По-високи натоварвания.По-високата мощност създава по-високи механични и топлинни натоварвания върху двигателя,което предполага,че той има по-кратък експлоатационен период.Този недостатък може да се ограничи,като двигателя се загрява преди натоварване и след спиране на автомобила се остави да поработи няколко минути на празен ход преди да изгаси.

Конструкция и елементи
Турбокомпресорът е съставен от следните части:компресорна;тяло с лагери и турбинна.

Компресорна част
Компресорната спирала и компресорното колело,произведени от алуминиеви сплави,оформят компресорна част.Видът на тази част се определя от спецификацията на двигателя.Компресорната спирала е конструктирана по такъв начин,че да улеснява сгъстяването на въздуха и да насочва сгъстения въздух към газовата камера.
В компресорната спирала се намира компресорното колело,което е неподвижно закрепено към вала. Лопатките му са конструирани по начин,който позволява засмукването на въздуха с минимални аеродинамични загуби.Засмукания въздух преминава през периферията на компресорното колело и спиралата постепенно намалява скоростта си.По този начин въздуха се сгъстява и влиза в двигателя през всмукателния колектор.Поради високите скорости,с които се върти вала на турбокомпресора,има много големи изисквания към отливането на компресорното колело.Виждали сме колела с плосък гръб заменени с така наречените „superback”компресорни колела ,чиято задна част е усилена.Сред най-новите разработки е ”boreless” компресорни колела.Това колело се справя по-добре с високите скорости на въртене от своите предшественици.
Всички тези мерки намаляват до минимум риска от умора на материала.
Все по-често започва да се вгражда в компресорната спирала така наречените рециркулационни клапани.Този клапан се отваря автоматично,когато налягането във въздухавада падне под определена гравица.В резултат,въздуха от изхода на компресора се връща обратно на входа му.Клапанът има за задача да поддържа оборотите на вала на турбото възможни най-дълго при намаляване на скоростта или спиране,като по този начин турбото е в готовност и може да заработи максимално бързо при натискане на газта.

Тяло с лагери
То е средната част на турбото и се монтира между компресорната и турбинна спирала.
В лагерното тяло се лагерува валът (едно цяло с турбиното колело),на плъзгащи радиални лагери,един или два на брой фиксиращ аксиален лагер.От двете страни на тялото,срещуположно,са монтирани турбинното и компресорното колела.Мазането на вала и лагерите се осигурява от маслената система на двигателя.Двигателното масло се изтласква между лагерното тяло и лагерите,но също така и между лагерите и вала.Маслото не действа само с мазните си качества,а и като охладител на вала,лагерите и лагерното тяло.
За да се затвори кръга на маслото, уплътнителни елементи са поставени в компресорния и турбинния край. Уплътнителните пръстени в двата края не бива да се считат изцяло за уплътняващи маслото.Това е видно и в случаите, когато се появи теч на масло,ако налягането на отработилите газове е прекалено ниско в резултат на повреда в турбинната част.
Същият проблем може да се появи и в компресорната част.При ниски стойности на налягането на въздуха при пълнене е възможно да се появи теч на масло в компресорната част.В случай,че турбото бъде оставено да работи, без да е свързан изходът му към двигателя, ще се появи теч на масло.Явлението е пример за това,че пръстените не изпълняват изцяло функция да задържат маслото.Течовете на масло от към компресорната част се предотвратяват чрез осигурителната втулка,заедно със задния капак и уплътнителен пръстен.Тя е конструирана така,че да не позволява теч на маслото,когато двигателя е изправен.Задният капак задържа маслото в лагерното тяло.

Турбинна част
Турбинната част е съставена от турбинна спирала и турбинно колело.Турбинната спирала е изработена от термоустойчив чугун.Температурите на газовете понякога могат да надхвърлят 800 С.
Турбинното колело се задвижва от отработилите газове.Те достигат от двигателя до турбината посредством изпускателния колектор.Потокът от газове увеличава скоростта си,благодарение на постепенно стесняващия се канал в турбинната спирала.Специалната спираловидна конструкция насочва газовете да минават през турбинното колело,като по този начин то се завърта.Скоростта на въртене се определя от конструкцията на турбинната спирала и зависи от обема на цилиндрите,оборотите и желаната мощност на двигателя.
Валът се завърта към турбинното колело и посредством неподвижна връзка е свързан с компресорното колело.В края си,откъм турбинното колело,валът е кух,като целта е да се получи температурен „екран”,който да затруднява подаването на топлина към вала.Откъм турбинния край на вала има канал за уплътнителния пръстен.Лагеруващата повърхност на вала е изключително твърда и гладко полирана.По-тънкият край на вала минава през компресорното колело.В този си край валът има резба и посредством гайка,компресорното колело се закрепва наподвижно.
В повечето случаи налягането на отработените газове се контролират от разтоварващ клапан „wastegate” ,който позволява на част от тях да заобиколят турбинното колело, когато налягането стане прекалено високо.Този клапан,се отваря и затваря чрез диафрагмен клапан(actuator).Последният се монтира върху компресорната спирала и е свързан с разтоварващия клапан посредством лостов механизъм.Ако турбото създаде достатъчно налягане,диафрагменият клапан ще отвори разтоварващия.По този начин се предотвратява създаването на прекалено високо налягане от турбото при увеличение на оборотите на двигателя и голями натоварвания.

ДОПЪЛНИТЕЛНИ КОМПОНЕНТИ

Турбокомпресорът се развива в няколко посоки.Това не се отнася само за него,а и за всички елементи,които се използват съвмесно.Нещо повече,пройзводителите на турбокомпресори разработват начини за използването та повече от един турбокомпресори в леките автомобили.

Междинен охладител
Турбокомпресорите работят със сгъстен въздух.В процеса на сгъстяване се отделя топлина,която загрява пресния въздушен заряд.Това намалява плътността на въздуха,респ.намалява и количеството кислород,постъпващ в цилиндрите на двигателя.Това не оптимизира процеса на горене,тъй като е необходимо колкото се може повече кислород в сгъстения въздух при определено налягане.Поради тази причина,сгъстения въздух трябва да се охлади.За тази цел един вид радиатори се поставя между турбото и двигателя.
Паралелна Двойна Турбо Система
Върху двигателя е възможно да бъде монтиран повече от един турбокомпресор.V-образните двигатели предлагат повече възможност да се монтират няколко малки.Те се развъртат по-бързо и поради това реагират по-бързо на натискането на педала на газта в сравнение с ротора на един по-голям турбокомпресор. Има и недостатъци.Два малки турбокомпресора са по-скъпи от един голям и синхронизирането на работата им изисква прецизност.Добър пример за кола с два турбокомпресора е стария Nissan 300ZX.
Последователна Двойна Турбо Система
Турбокомпресорите могат да бъдат свързани и последователни.Те се поставят един след друг,като по този начин се постига усилващ ефект.Обработилите газове минават първо през турбокомпресора с турбина за високо налягане и след това през втория с турбина за ниско налягане,след което газовете излизат през изпускателната система.
Последователната Двойна-Турбо Система е тествана от BMW през 2004г. в изтощителното рали Дакар. Двата турбокомпресора са с променлива геометрия (VTT) и последователно сгъстяват въздуха.Малкото турбо започва и в подходящ момент захранването на въздуха се поема от големия турбокомпресор.Със своя нов трилитров VTT дизелов двигател,BMW постига повишена мощност с 20%,по-голям въртящ момент при по-ниски обороти и по-широк диапазон от обороти.

РАЗВИТИЕ ПРЕЗ ГОДИНИТЕ

Благодарение на напредъка в областта на отливките,на новите методи на сгъстяване и на по-високата надежност на материалите,бъдещето на турбокомпресорите тепърва започва.
Турбокомпресорите се оказват особено подходящи за дизеловите двигатели на товарните автомобили.По-висока мощност може да се постигне от двигател с турбо и същевременно да се запазят по-малки габарити на двигателя,като по този начин се увеличава обема на полезния товар.Това е причина,от началото на новото хилядолетие на практика всички дизелови двигатели за товарни автомобили,да са с турбокомпресор. Модерните дизелови двигатели имат по-голям диапазон от обороти,което означава,че високо налягане на въздуха е необходимо и при ниските обороти на двигателя. В сравнение с дизеловите двигатели, отработилите газове на бензиновия имат по-голяма енергия при високи обороти, поради по-високата им температура. Поради това турбокомпресорите за бензиновите двигатели са конструирани по различен начин и се произвеждат от различн материал.Поставят се разтоварващи клапи,за да се увеличи диапазона на работа на турбото.При конструирането на разтоварващите клапи се взема предвид високата температура.
Често турбокомпресорите за дизеловите автомобили са почти идентични с тези за бензинови двигатели.За да се предотвратят грешки,Garrett(производите на турбокомпресори),поставя на различните торбини различни белези-има значителна разлика в конструирането на турбинните колела.
В днешно време производителите на автомобили трябва да се съобразяват с много строги изисквания за екологичност,икономичност,мощност и удобство.С все по-стриктни емисионни стандарти и при търсенето на по-малки и същевременно по-мощни двигатели се вижда,че турбокомпресорите ще играят все по-съществена роля,особено за дизеловите двигатели.Оптимизацията на механиката и приложението на електрониката в дизеловите двигатели разширява техните възможности все повече и повече. Допълнителното предимство е изпълнението на все по-стриктните емисионни изисквания.Бъдещите стандарти ще са почти непостижими за двигатели със сегашния работен обем.Турбото може да предложи решение.

Електроника в турбокомпресорите
Понастояще има строги изисквания към разхода на гориво,емисионните стандарти и нивото на шум.За да бъдат удовлетворени тези изисквания,трябва да се намери решение с помощта на електрониката.Малките компютри постоянно записват цялата информация и изчисляват оптималното налягане на турбото за всеки режим на работа.Серийното вграждане на електронни разтоварващи(диафрагмени)клапи позволяват на турбото да реагира по-бързо и е технология,която не може да остане недоразвита

Турбокомпресори с променлива геометрия
Едно от ограниченията на турбокомпресорите е проходът,през който минават отработилите газове в турбинната спирала.Когато той е малък,турбото ще работи добре при ниски обороти на двигателя.При тези обороти,налягането но отработилите газове е също ниско.Тъй като този въздушен поток преминава през тесен проход,неговото налягане се повишава.Недостатъкът на турбо с малко сечение на прохода е,че бързо достига максималния си потенциал(налягането на сгъстения въздух).В случаите когато това сечение е голямо,проблемът е обратен.Турбото работи добре при високи обороти на двигателя,но създава прекалено малко налягане при ниските обороти.За да се разреши този проблем, проходът на турбинната спирала може да бъде с променливо сечение,като по този начин се опитимизира неговата големина.Това се постига посредством така наречената променлива геометрия.
Размерът на прохода на турбинната спирала може да бъде регулирана до постигане на оптимални показатели на двигателя.За да се реши проблема с малката мощност при ниски обороти на двигателя е нужен проход с малко сечение.За да се постигне този ефект,в турбинната спирала се поставя система от малки подвижни лопатки.Ако разтоянието между лопатките се направи по-малко,налягането на отработилите газове ще се повиши.Другото предмство е,че посредством промяна ъгъла на лапатките може да се контролира и ъгъла,под който отработилите газове „атакуват”лопатките на турбинното колело.Когато лопатките са в почти затворено положение,газовете са насочени към върха на турбинните лопатки,което позволява на турбото да се развърта по-бързо и да създава по-голямо налягане,все едно турбинната спирала е с малко сечение на прохода.Когато налягането на газовете идващи от двигателя се повиши,лопатките на променливата геометрия се отварят,като по този начин се контролира ускорението на турбото.Ако лопатките са в максимално отворено положение,те все едно не съществуват и максималните обороти на турбото отново се определят от сечението на прохода на турбинната спирала.

Garrett
Първото комерсиално приложение на турбокомпресори с променлива геометрия (VNT)е през 1989г.от Garrett.Това предизвиква революция при турбокомпресори за дизелови автомобили.
Скоро след първия VNT турбокомпресор,се появява втори модел на пазара.Той се характеризира с повече лопатки и благодарение на по-голямата теглителна способност на автомобила при ниски обороти, сега е стандарт при леките автомобили с дизелови двигатели.

VNTOP
Garrett също така развива и VNTOP технологията,което означава „VNT-едно цяло”.Още наричана турбина с „плъзгаща перка”и е технически опростен вариант на VNT турбините.При този тип турбокомпресори лопатките не могат да бъдат регулирани индивидуално,а вместо това един плъзгащ се пръстен насочва потока на газовете към турбинното колело.Това е по-компактен,евтин и опростен вариант на турбокомпресорите с по-грубо регулиране.VNTOP е широко използван при дизеловите двигатели от средния и малък клас на леките автомобили.

ПОВРЕДИ ПРИ ТУРБОКОМПРЕСОРИТЕ

Без значение колко добре е разработено и поддържано едно турбо,повредите са винаги възможни.И тъй като не всички повреди са еднакви,ние можем да кажем,че всеки проблем си има решение.Тази глава разглежда всички причини и главната цел е да се открие причината за всеки проблем.
Повечето сервизи считат турбокомпресорите за сложен агрегат.Той всъщност не е някакво чудо,като се има предвид ,че с течение на времето турбокомпресорите стават изключително компакни и максималните им обороти надвишават 200 000 в минута.Турбото се превръща във все по-важна част при комплектоването на двигателите.Този агрегат всъщност не е много сложен,но все пак турбото си остава чувствителен елемент.В същото време трябва да се има предвид,че повредите в турбокомпресорите не са толкова често срещани,колкото в началото.Получените повреди обикновено спадат към групата на важните проблеми. Причината не е моментално ясна,но последицата е дефектирал турбокомпресор.
Да се замени или да не се замени?
Подмяната на дефектиралия турбокомпресор с нов или рециклиран е краткосрочно решение.Желателно е да се установи дали причината за оплакването наистина е турбото и дали то е единствената причина. Турбокомпресорът трябва да се смени едва когато всички възможни опции са разгледани и се потвърди от специалист,че турбото е наистина дефектирало.Съветите дадени по-долу,могат да помогнат при проследяването,откриването и разрешаването на причината за повредата в турбото.При положение,че двигателят работи както трябва,турбото би трябвало да работи надежно с години.Много турбокомпресори се подменят без това да е необходимо,защото не е извършено правилна диагностика.Дори когато вече е взето решение за подмяна или ремонт на турбокомпресора,е много важно да се определи на какво се дължи повредата,за да може да се избегне подобни проблеми за в бъдеще.Дефектите,които могат да се появят,а също така и на какво се дължат,са описани тук.

Липса на мазане
Липсата на мазане позволява на топлината да преминава безпрепятствено,овъглявайки останалото масло,в резултат на което валът променя цвета си .
Лагерите заклиняват и се повреждат.В резултат на това могат да възникнат и други проблеми:колелата се трият в спиралите;пропуск от маслените уплътнения и евентуално счупване на вала.
Поради безпрепятственото разпространение на топлината,средната част на турбокомпресора също се загрява.Това води до разширяване на материалите, като част от лагерите започва да се наслагва върху вала.
Движението на вала е причинило голямо износване.Контакната повърхност на осигурителната втулка също е износена.
Материалът от най-външната част на аксиалния лагер е разтопена поради високата температура,дължаща се на триенето между лагерите и осигурителната втулка.
Лопатките на компресорното колело се трият в стената на компресорната спирала.
Върховете на лопатките са деформирани и частично износени.Големите усилия, които се получават,могат дори да разрушат лагерите или вала.

Удар от външно тяло
Удар от външно тяло може да причини сериозни повреди на турбокомпресора.Променливата геометрия също е чуствителна към подобни наранявания.
Твърд обект влиза през входа на компресорната спирала.Лопатките на компресорното колело са наранени или изцяло липсват.При влизане на меки частици се причиняват по-малки повреди,но лопатките пак могат да се огънат.Пропуск между въздушния филтър и турбото може да е причината малки частици да влязат с въздуха и поради абразивното им действие компресорното колело да бъде повредено.Това може да причини разбалансиране на колелото и вала.Изключително високите обороти на вала гарантира,че по-сериозни повреди са неизбежни.

Замърсено двигателно масло
Маслото в турбото изпълнява две функции:мазане и охлаждане.
Дори и филтрираното двигателно масло може да съдържа механични частици от различен произход.Повърхността на вала,която контактува с лагерите,обикновено е много гладка,но наличие на частици в маслото е надрало вала.Те притежават абразивни свойства.Това може да се види по контактната повърхност на аксиалния лагер.На някои места тази повърхност е напълно износена,което е довело до запушване на каналите на маслото.Поради абразивните свойства на замърсеното масло и двете страни на осигурителната втулка са износени.Частици в маслото също така са и саждите.Те могат да залепнат от вътрешната страна на лагерното тяло и по този начин да нарушат работата на уплътнителите на маслото.Това може да доведе до теч на маслото.Саждите могат също и да причинят и други повреди на лагерите и гарнитурите.Ако маслото е много замърсено се получават дълбоки надирания върху вала и лагерите.Когато лагерите са изработени от алуминий,нечистотиите често залепват върху повърхността на лагерите и причиняват големи повреди по вала и лагерното тяло.

Голямо противоналягане от отработилите газове
В повечето случаи,причината за това е запушена изпускателна система.Много често се случва,проблемът да е катализатора,или при по-новите автомобили,в клапана за рециркулация на газовете.Повишеното противоналягане може да се дължи на задръстен катализатор,или при съвремените двигатели,на ЕГР клапан.Има осезаемо износване на пръстена и на канала, в който той лежи,вследствие на което се е появил теч на маслото в турбината част.Маслото е пълно със сажди.Като резултат се виждат коксови частици в лагерното тяло.

Високата температура на отработилите газове
Най-често срещаните причини за повишаване температурата на газовете при дизеловите двигатели са: дефектирал или запушен интеркулер;неправилно регулирана горивно-нагнетателна помпа (ГНП) или запушен горивен филтър.

Образуване на пукнатини
Високата температура може да доведе до образувание на пукнатини в турбинната спирала,което води до пропуск на газове.Това намалява силата,която задвижва турбинното колело,което от своя страна води до намаляване на налягането,създавано от компресора.След известен период,при всички турбинни спирали,без значение от марката или приложение,се образуват пукнатини.Най-бързо тези проблеми се появяват при двигателите със сравнително голямо натоварване и при повечето бензинови двигатели на леките автомобили.В повечето случаи,пукнатините или друг вид проблем с турбинната спирала,оказва много голямо влиание върху работата на турбокомпресора.Умора на материала.Умора на материала се получава в следствие на продължителните или екстремни натоварвания.Ако се отчупи лопатка от колелото вследствие на умора на материала,в мястото на счупване (лом) няма следи от триене или удар от външно тяло.Умора на материала може да се появи и вследствие високи скорости на въртене на колелата.Когато скоростта стане прекалено висока или се задържи за по-дългъг период от време,,компресорното колело може да „експлоадира”в най-слабото си сечение.





Изготвено от:Турбос Хют България

_________________
Меката цица разсейва добрият ебач!

Изображение


14 Мар 2011, 22:38
Профил WWW
Покажи мненията от миналия:  Сортирай по  
Отговори на тема   [ 3 мнения ] 

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 1 госта


Вие не можете да пускате нови теми
Вие не можете да отговаряте на теми
Вие не можете да променяте собственото си мнение
Вие не можете да изтривате собствените си мнения
Вие не можете да прикачвате файл

Иди на:  
Copyright 2018 bgbmw.com
Powered by phpBB