Турбіна зі змінюваною геометрією

За матеріалами сайту: www.autoexpert.in.ua

Конструкція класичної турбіни

Обычный турбокомпрессорСпрощено конструкцію класичного турбонагнітача можна представити у вигляді двох крильчаток, з'єднаних разом однією віссю. Ці крильчатки знаходяться в окремих герметично розділених камерах. До однієї з крильчаток підводяться випускні гази працюючого двигуна і змушують її обертатися. Це обертання передається через спільну вісь на другу крильчатку, з'єднану з підведенням атмосферного повітря. Захоплене крильчаткою свіже повітря направляється до циліндрів двигуна для згоряння.

Турбіна збільшує потужність двигуна

Справа у тому, що потужність дизельного двигуна збільшується за рахунок подавання великої кількості палива. Але у цьому випадку ми дуже швидко зіштовхнемося з проблемою: збільшивши порцію палива у черговий раз, ми визначимо, що повністю воно не згоряє - для його горіння не вистачає кисню. Пам'ятаєте шкільні уроки, на яких нам стверджували, що горіння - це хімічна реакція? Це правда. Окислення здійснюється за допомогою кисню і, якщо його мало, то нам не вдасться спалити (= окислити) усе паливо. У цьому випадку досягається межа потужності.

Усвідомивши задачу, інженери розробили турбокомпресор, котрий нагнітає додаткове повітря у камери згоряння. Є додаткове повітря, значить можна збільшити порцію впорскуваного палива і збільшити потужність двигуна.

Турбояма

Випускні гази можуть розкрутити крильчатки турбіни до швидкості 150 000 - 210 000 об/хв! Якщо не враховувати геометричні особливості конструкції турбіни, то можна помітити простий взаємний зв'язок: чим більше відпрацьованих газів потрапляють до турбіни, тим вище її швидкість обертання і тим більше свіжого повітря вона нагнітає. Саме тут на класичну турбіну  очікує неприємність. Справа у тому, що ми очікуємо від турбодвигуна прискорення у будь-який момент. Уявіть собі, що автомобіль рухається з невеликою швидкістю, а двигун працює у нижньому діапазоні частоти обертання. У такому економному режимі двигун виробляє малу кількість відпрацьованих газів і, відповідно, швидкість обертання турбіни низька.

Тут водій вирішує обігнати автобус, різко натискає на педаль акселератора і ... нічого не стається. Очікуваного прискорення немає. Причиною є вроджена затримка турбіни, що називається в народі «турбоямою»: одразу ж після команди водія швидкість обертання турбіни низька, а двигун спочатку збільшує впорскування, потім це паливо згоряє і тільки потім надходить до турбіни у вигляді відпрацьованих газів. Поступово швидкість турбіни збільшується, вона нагнітає більше повітря і ось воно довгоочікуване прискорення - можна обганяти, але тут на зустрічній вимальовується інший автомобіль і маневр доводиться відкладати. Неприємно. 
Рішення прийшло у вигляді турбіни зі змінюваною геометрією. Її відмінність від класичної конструкцї - наявність спеціальних напрямних пелюсток у каналі, через котрий до крильчатки підводяться відпрацьовані гази. Принцип роботи розчулює своєю простотою.

Принцип роботи турбіни зі змінюваною геометрією

Изменение сечения между направляющими лепестками изменяет скорость движения отработанных газовПринцип роботи турбокомпресора зі змінюваною геометрією  полягає у зміненні перерізу на вході колеса турбіни з метою оптимізувати потужність турбіни для заданого навантаження.

За низьких обертів двигуна і потік відроблених газів є невеликим і він розкручує турбіну недостатньо сильно для різкого прискорення. У цей момент за сигналом блоку управління напрямні лопатки зміщуються і зменшують відстань між собою. Незважаючи на те, що об'єм відпрацьованих газів не збільшився, йому тепер доводиться «протискатися» через вузький коридор, що змушує відпрацьовані гази рухатися швидше.
У результаті оберти турбіни збільшуються і збільшується тиск наддуву. Таким чином, вдається збільшити швидкість обертання турбіни без різкого збільшення об'єму відпрацьованих газів.

На повній швидкості роботи двигуна і за високого рівня газового потоку турбокомпресор розсуває напрямні пелюстки, захищаючи себе від перевищення обертів і Конструкция турбины с изменяемой геометриейпідтримуючи тиск наддуву на рівні необхідному двигуну.

Змінення площі перерізу (відстані між напрямними елементами) може керуватися безпосередньо тиском турбіни за допомогою приводу, за допомогою вакуумного регулятора чи крокового електромотора.

 

a. корпус турбіни
b. крильчатка для відпрацьованих газів 
c. корпус турбокомпресора 
e. вісь важіля зміщення регульовуваного кільця
f. регульовуване кільце
g. вісі напрямних пелюстків
h. напрямні пелюстки

 

 

Читайте також:
Значення значків на приладовій панелі автомобіля, про яких ви завжди соромилися запитати
09.09.2016
Значення значків на приладовій панелі автомобіля, про яких ви завжди соромилися запитати
Этапы развития полного привода
12.06.2014
Этапы развития полного привода
Розвиток системи ABS: з літака в автомобіль
16.12.2013
Розвиток системи ABS: з літака в автомобіль
Что значит цвет дыма из выхлопной трубы?
19.07.2013
Что значит цвет дыма из выхлопной трубы?
Audi - провідний бренд в технологіях освітлення
06.02.2013
Audi - провідний бренд в технологіях освітлення
Німці придумали кермо майбутнього
25.01.2013
Німці придумали кермо майбутнього
Toyota і Audi покажуть на CES 2013 самокеровані автомобілі
05.01.2013
Toyota і Audi покажуть на CES 2013 самокеровані автомобілі
Google Maps і Places з'являться в нових автомобілях Kia
04.01.2013
Google Maps і Places з'являться в нових автомобілях Kia
Автомобілі Hyundai можна буде відкривати смартфоном
27.12.2012
Автомобілі Hyundai можна буде відкривати смартфоном
більше новин »
Коментарі відвідувачів
23.06.2016 Денис
Спасибо огромное! Раньше не понимал что такое турбина с изменяемой геометрией!

Чи потрібно прогрівати двигун узимку?

Чи потрібно прогрівати двигун узимку?

Ми любимо свої машини та висловлюємо щире бажання піклуватися про них. Для цього взимку багато хто з нас прогріває двигун перед поїздкою, вважаючи, що так для нього краще. Чи дійсно це так?

У чому переваги дизельного двигуна?

У чому переваги дизельного двигуна?

Зростання цін на пальне, і особливо на дизельне паливо, давно привертає загальну увагу, і навколо дизельних технологій не зникають суперечки. У той самий час прихильники "дизеля" наводять низку аргументів на його користь.

Паливна система Common Rail

Паливна система Common Rail

Сучасний дизельний двигун став дуже економічним, тяговитим та динамічним. Це стало можливим завдяки прямому впорскуванню з електронним управлінням. Деякі знання про те, як працює ця система, допоможуть Вам уникнути неприємностей із двигуном.

Анатомія автомобіля [4]: паливний фільтр

Анатомія автомобіля [4]: паливний фільтр

Продовжуючи анатомічну тему будови автомобіля, нам потрібно знайти об'єкт порівняння для паливного фільтру, саме про нього та про симптоми його захворювань піде мова у цій статті.

Спортивний диференціал

Спортивний диференціал

Конструктивно спортивний диференціал являє собою стандартний  диференціал  з двома конічними шестернями і сателітами, який обертає ведена шестерня головної передачі.

Что значит цвет дыма из выхлопной трубы?

Что значит цвет дыма из выхлопной трубы?

В идеальном случае мы вообще не должны обращать внимание на дым из выпускной трубы, но иногда его просто невозможно не заметить. Белый, черный или голубоватый дым еще не означает автоматически, что с двигателем что-то случилось, но иногда очень полезно знать, о чем он нам говорит.

Все про шини

Все про шини

Шини проектуються таким чином, щоб бути максимально безпечними навіть у екстремальній ситуації. Щоб вони завжди надійно виконували свою роботу потрібно вміти правильно вибирати та слідкувати за шинами. Знання особливостей шин стане запорукою спокою за кермом.

Мінімальний розмір протектора

Мінімальний розмір протектора

По всій Європі мінімальна глибина протектора для літніх та зимових шин складає 1,6 мм.

Варіатор: в чому він виграє у механіки і автомата?

Варіатор: в чому він виграє у механіки і автомата?

 Як правило, механічна коробка легкового автомобіля має п'ять швидкостей, автоматична – до вісьмох, а варіатор – нескінченну множину. Отже, що ж це таке – варіатор, і в чому його перевага перед механікою і автоматом? 

Вас могут заинтересовать мотоспорт, автомобильный спорт на портале спортивные клубы, а также фитнес клубы Киева.
Использование материалов autoexpert.in.ua разрешается при условии ссылки (для интернет-изданий - гиперссылки) на www.autoexpert.in.ua. Материалы, отмеченные знаком "Реклама" публикуются на правах рекламы.
Разработка сайта