Barne errekuntzako motorren potentzia handitzeko, unitate bereziak -turbokonpresorak- oso erabiliak dira.Irakurri turbokonpresor bat zer den, zer motatako unitate horiek, nola antolatzen diren eta zein printzipiotan oinarritzen den beren lana, baita haien mantentze eta konponketari buruz ere artikuluan.
Zer da turbokonpresorea?
Turbokonpresora barne-errekuntzako motorren presio-sistema agregatuaren osagai nagusia da, ihes-gasen energia dela-eta motorraren harrera-bidean presioa handitzeko unitatea.
Turbokonpresorea barne-errekuntzako motor baten potentzia handitzeko erabiltzen da bere diseinuan interferentzia erradikalik gabe.Unitate honek motorraren sarrera-bidean presioa handitzen du, erregai-aire nahasketa kantitate handiagoa emanez errekuntza-ganberei.Kasu honetan, errekuntza tenperatura altuagoan gertatzen da gas bolumen handiagoa sortuz, eta horrek pistoiaren presioa handitzea dakar eta, ondorioz, momentua eta motorraren potentziaren ezaugarriak areagotzea dakar.
Turbokonpresoraren erabilerak motorraren potentzia % 20-50 handitzea ahalbidetzen du bere kostua gutxieneko igoerarekin (eta aldaketa esanguratsuenekin, potentzia-hazkundea % 100-120ra irits daiteke).Haien sinpletasuna, fidagarritasuna eta eraginkortasuna direla eta, turbokonpresoretan oinarritutako presio-sistemak oso erabiliak dira barne-errekuntzako motordun ibilgailu mota guztietan.
Turbokonpresoreen motak eta ezaugarriak
Gaur egun, askotariko turbokonpresorak daude, baina taldetan bana daitezke beren helburuaren eta aplikagarritasunaren, erabiltzen den turbina motaren eta funtzionalitate osagarriaren arabera.
Helburuaren arabera, turbokonpresorak hainbat motatan bana daitezke:
• Etapa bakarreko presio-sistemetarako - motor bakoitzeko turbokonpresor bat, edo hainbat zilindrotan funtzionatzen duten bi unitate edo gehiago;
•Serie eta serie-paraleloko inflazio-sistemetarako (Twin Turbo-ren hainbat aldaera) - zilindro talde komun batean funtzionatzen duten bi unitate berdin edo desberdin;
• Bi etapako presio-sistemetarako, ezaugarri desberdinak dituzten bi turbokonpresor daude, binaka (sekuentzialki bata bestearen atzetik) zilindro talde baterako lan egiten dutenak.
Gehien erabiltzen direnak etapa bakarreko presio-sistemak dira, turbokonpresor bakarrean oinarrituta eraikitakoak.Hala ere, sistema horrek bi edo lau unitate berdin izan ditzake; adibidez, V formako motorretan, zilindro-lerro bakoitzeko turbokonpresor bereiziak erabiltzen dira, zilindro anitzeko motorretan (8 baino gehiago) lau turbokonpresor erabil daitezke, bakoitza. 2, 4 edo gehiago zilindrotan lan egiten duena.Ez dira hain ohikoak bi etapako presio-sistemak eta Twin-Turbo-ren hainbat aldaera, binaka bakarrik funtziona dezaketen ezaugarri desberdinak dituzten bi turbokonpresor erabiltzen dituzte.
Aplikazioaren arabera, turbokonpresorak hainbat taldetan bana daitezke:
• Motor motaren arabera - gasolina, diesel eta gas-unitateetarako;
• Motor bolumenari eta potentziari dagokionez - potentzia txiki, ertain eta handiko potentzia-unitateetarako;abiadura handiko motorretarako, etab.
Turbokargagailuak bi turbina mota hauetako batekin horni daitezke:
• Erradiala (erradial-axiala, zentripetala) - ihes-gasen fluxua turbinaren bulkagailuaren periferiara elikatzen da, bere zentrora mugitzen da eta norabide axialean isurtzen da;
• Axiala - ihes-gasen fluxua turbinaren bultzatzailearen ardatzean (erdigunera) ematen da eta bere periferiatik isurtzen da.
Gaur egun, bi eskemak erabiltzen dira, baina motor txikietan turbina erradial-axialarekin turbokonpresorak aurki ditzakezu, eta potentzia-unitate indartsuetan, turbina axialak hobesten dira (nahiz eta hau ez den araua).Turbina mota edozein dela ere, turbokonpresore guztiek konpresore zentrifugo batekin hornituta daude; bertan airea bultzatzailearen erdialdera hornitzen da eta bere periferiatik ateratzen da.
Turbokonpresor modernoek funtzionalitate desberdinak izan ditzakete:
• Sarrera bikoitza - turbinak bi sarrera ditu, horietako bakoitzak ihes-gasak jasotzen ditu zilindro talde batetik, irtenbide honek sistemaren presio-jaitsiera murrizten du eta bultzada-egonkortasuna hobetzen du;
• Geometria aldakorra - turbinak pala mugikorrak edo eraztun irristakorra ditu, zeinaren bidez ihes-gasen fluxua bulgailura alda dezakezu, honek turbokonpresoraren ezaugarriak aldatzeko aukera ematen du motorraren funtzionamendu-moduaren arabera.
Azkenik, turbokonpresorak beren oinarrizko errendimendu-ezaugarri eta gaitasunetan desberdinak dira.Unitate hauen ezaugarri nagusietatik nabarmendu behar dira:
• Presioaren igoera maila - konpresorearen irteerako airearen presioaren eta sarrerako airearen presioaren erlazioa 1,5-3 bitartekoa da;
• Konpresorearen hornidura (konpresorean zeharreko aire-fluxua) - konpresoretik igarotzen den aire-masa denbora-unitateko (segundo) 0,5-2 kg / s bitartekoa da;
• Eragiketa-abiadura tartea ehunka (diesel-makina indartsuetarako, industriarako eta beste diesel-motor batzuetarako) hamarnaka mila bira (motor behartu modernoetarako) segundoko bitartekoa da. Gehienezko abiadura turbinaren eta konpresoreen bultzatzaileen indarrak mugatzen du, indar zentrifugoen ondorioz biraketa-abiadura handiegia bada, gurpila kolapsatu daiteke.Turbokonpresor modernoetan, gurpilen puntu periferikoak 500-600 m / s-ko edo gehiagoko abiaduran biratu daitezke, hau da, soinuaren abiadura baino 1,5-2 aldiz azkarrago, horrek turbinaren txistu ezaugarria agertzea eragiten du;
• Turbinaren sarrerako ihes-gasen funtzionamendu/tenperatura maximoa 650-700 º C bitartekoa da, kasu batzuetan 1000 º C-ra iristen da;
• Turbinaren / konpresorearen eraginkortasuna 0,7-0,8 izan ohi da, unitate batean turbinaren eraginkortasuna konpresorearen eraginkortasuna baino txikiagoa izan ohi da.
Era berean, unitateak tamaina, instalazio mota, osagai osagarriak erabiltzeko beharra eta abar desberdinak dira.
Turbokonpresoraren diseinua
Oro har, turbokonpresorak hiru osagai nagusi ditu:
1.Turbina;
2.Konpresorea;
3.Erodamenduen etxebizitza (erdialdeko etxebizitza).
Barne-errekuntzako motor agregatuaren airearen presio-sistemaren diagrama tipikoa
Turbina ihes-gasen energia zinetikoa energia mekaniko bihurtzen duen unitatea da (gurpilaren momentuan), eta horrek konpresorearen funtzionamendua bermatzen du.Konpresore bat airea ponpatzeko unitatea da.Errodamenduen karkasak bi unitateak egitura bakarrean lotzen ditu, eta bertan kokatutako errotorearen ardatzak turbinaren gurpiletik konpresore gurpilera momentua transferitzea bermatzen du.
Turbokonpresoraren atala
Turbinak eta konpresoreak antzeko diseinua dute.Unitate horietako bakoitzaren oinarria gorputz koklearra da, zeinaren zati periferiko eta erdikoetan presio-sistemara konektatzeko hodiak daude.Konpresorean, sarrerako hodia beti erdian dago, ihesa (isuria) periferian dago.Turbina axialetarako hodien antolamendu bera, turbina erradial-axialetarako, hodien kokapena kontrakoa da (periferian - sarreran, erdian - ihesa).
Kaxa barruan forma bereziko palekin gurpil bat dago.Bi gurpilak -turbina eta konpresorea- errodamenduen karkasatik igarotzen den ardatz komun bati eusten diote.Gurpilak solidoak edo konposatuak dira, turbinaren gurpilen palen formak ihes-gasen energiaren erabilera eraginkorrena bermatzen du, konpresoreen gurpilen palen formak efektu zentrifugo maximoa ematen du.Goi-mailako turbina modernoek zeramikazko palak dituzten gurpil konposatuak erabil ditzakete, pisu txikia dutenak eta errendimendu hobea dutenak.Automobil-motorretako turbokonpresoren gurpilen tamaina 50-180 mm-koa da, lokomotora, industria- eta beste diesel-motor indartsuak 220-500 mm edo gehiagokoak dira.
Bi karkasak errodamenduen karkasan muntatzen dira zigiluen bidez torlojuekin.Errodamendu lisoak (diseinu bereziko errodamenduak gutxiagotan) eta O-eraztunak daude hemen.Erdiko karkasetan ere errodamenduak eta ardatza lubrifikatzeko olio-kanalak daude, eta turbokonpresor batzuetan eta ura hozteko jakaren barrunbean.Instalazioan, unitatea motorraren lubrifikazio- eta hozte-sistemetara konektatzen da.
Hainbat osagai osagarri ere eman daitezke turbokonpresoraren diseinuan, besteak beste, ihes-gasen birzirkulazio-sistemaren zatiak, olio-balbulak, piezen lubrifikazioa eta haien hoztea hobetzeko elementuak, kontrol-balbulak, etab.
Turbokargagailuen piezak altzairu bereziekin eginda daude, beroarekiko erresistenteak diren altzairuak erabiltzen dira turbinaren gurpilerako.Materialak arreta handiz hautatzen dira hedapen termikoaren koefizientearen arabera, eta horrek diseinuaren fidagarritasuna bermatzen du hainbat funtzionamendu-modutan.
Turbokonpresora airearen presio-sisteman sartzen da, sarrera eta ihes-kolektoreak ere barne hartzen dituena, eta sistema konplexuagoetan - intercooler bat (karga-airea hozte-erradiadorea), hainbat balbula, sentsore, motelgailuak eta hodiak.
Turbokonpresoraren funtzionamendu-printzipioa
Turbokonpresoraren funtzionamendua printzipio sinpleetara dator.Unitateko turbina motorraren ihes-sisteman sartzen da, konpresorea - sarrera-bidean.Motorraren funtzionamenduan, ihes-gasak turbinara sartzen dira, gurpilen palak jotzen dituzte, energia zinetikoren zati bat emanez eta biraka eraginez.Turbinaren momentua konpresoreen gurpiletara zuzenean transmititzen da ardatzaren bidez.Biratzen denean, konpresorearen gurpilak airea botatzen du periferiara, bere presioa handituz - aire hori sarrera-kolektorera hornitzen da.
Turbokonpresor bakar batek hainbat desabantaila ditu, eta horietako nagusia turbo atzerapena edo turbo hobia da.Unitateko gurpilek masa eta inertzia pixka bat dute, beraz, ezin dute berehala bira egin potentzia-unitatearen abiadura handitzen denean.Hori dela eta, gas-pedala gogor sakatzen duzunean, turbo-motorrak ez du berehala bizkortzen - etenaldi labur bat dago, korronte-hutsegitea.Arazo honen irtenbidea turbinak kontrolatzeko sistema bereziak, geometria aldakorreko turbokonpresorak, serie-paralelo eta bi etapako presio-sistemak eta beste batzuk dira.
Turbokonpresoraren funtzionamendu-printzipioa
Turbokonpresoreen mantentze- eta konponketa-gaiak
Turbokonpresorak gutxieneko mantentze-lanak behar ditu.Gauza nagusia motorraren olioa eta olio-iragazkia garaiz aldatzea da.Motorrak olio zaharrarekin ibiltzen bada denbora pixka bat, orduan hilgarria izan daiteke turbokonpresorarentzat - karga handietan lubrifikatzailearen kalitatea apur bat hondatzeak unitatea blokeatzea eta suntsitzea ekar dezake.Era berean, turbinaren zatiak aldian-aldian karbono-gordailuak garbitzea gomendatzen da, eta horrek desmuntatzea eskatzen du, baina lan hori tresna eta ekipamendu berezien erabilerarekin bakarrik egin behar da.
Akastun den turbokonpresor bat konpontzea baino errazagoa da kasu gehienetan ordezkatzea.Ordezkatzeko, beharrezkoa da motorra lehenago instalatuta zegoen mota eta modelo bereko unitate bat erabiltzea.Beste ezaugarri batzuk dituen turbokonpresor bat instalatzeak potentzia-unitatearen funtzionamendua eten dezake.Hobe da unitatearen hautaketa, instalazioa eta doikuntza espezialistengan fidatzea; horrek lanaren exekuzio zuzena eta motorraren funtzionamendu normala bermatzen ditu.Turbokonpresorea behar bezala ordezkatuta, motorrak potentzia handia berreskuratuko du eta zeregin zailenak konpontzeko gai izango da.
Argitalpenaren ordua: 2023-21-21