Ички күйүүчү кыймылдаткычтардын кубаттуулугун жогорулатуу үчүн атайын агрегаттар – турбокомпрессорлор кеңири колдонулат.Турбокомпрессор деген эмне, бул агрегаттардын кандай түрлөрү бар, алар кандайча жайгаштырылат жана алардын иши кандай принциптерге негизделген, ошондой эле аларды тейлөө жана оңдоо жөнүндө макаладан окуңуз.
Турбокомпрессор деген эмне?
Турбокомпрессор - ичинен күйүүчү кыймылдаткычтардын агрегаттык басым системасынын негизги компоненти, иштен чыккан газдардын энергиясынын эсебинен кыймылдаткычтын алуу трактындагы басымды жогорулатуучу агрегат.
Турбокомпрессор ички күйүүчү кыймылдаткычтын кубаттуулугун анын конструкциясына радикалдуу кийлигишүүсүз жогорулатуу үчүн колдонулат.Бул агрегат күйүү камераларына отун-аба аралашмасынын көбөйгөн көлөмүн камсыз кылуу менен кыймылдаткычтын кабыл алуу трактындагы басымды жогорулатат.Мында күйүү жогорку температурада газдардын көбүрөөк көлөмүнүн пайда болушу менен ишке ашат, бул поршенге басымдын жогорулашына жана натыйжада моменттин жана кыймылдаткычтын кубаттуулугунун мүнөздөмөлөрүнүн жогорулашына алып келет.
Турбокомпрессорду колдонуу анын наркын минималдуу жогорулатуу менен кыймылдаткычтын күчүн 20-50% га көбөйтүүгө мүмкүндүк берет (жана олуттуураак өзгөртүүлөр менен кубаттуулуктун өсүшү 100-120% га жетиши мүмкүн).Жөнөкөйлүгүнөн, ишенимдүүлүгүнөн жана эффективдүүлүгүнөн улам турбокомпрессордук системалар ички күйүүчү кыймылдаткычтын бардык түрлөрүндө кеңири колдонулат.
Турбокомпрессорлордун түрлөрү жана мүнөздөмөлөрү
Бүгүнкү күндө турбокомпрессорлордун көп түрдүүлүгү бар, бирок аларды максаттары жана колдонуу мүмкүнчүлүгү, колдонулган турбинанын түрү жана кошумча функциялар боюнча топторго бөлүүгө болот.
Максатына ылайык, турбокомпрессорлор бир нече түргө бөлүнөт:
• бир баскычтуу басым системалары үчүн - бир кыймылдаткычка бир турбокомпрессор же бир нече цилиндрде иштеген эки же андан көп агрегаттар;
•сериялуу жана катар-параллель инфляция системалары үчүн (Твин Турбонун ар кандай варианттары) - цилиндрлердин жалпы тобунда иштеген эки бирдей же ар башка бирдик;
• Эки баскычтуу басуу тутумдары үчүн, цилиндрлердин бир тобу үчүн жуп болуп (ырааттуу түрдө биринин артынан бири) иштеген ар кандай мүнөздөмөлүү эки турбокомпрессор бар.
Бир турбокомпрессордун негизинде курулган бир баскычтуу басым системалары эң кеңири колдонулат.Бирок, мындай система эки же төрт окшош бирдиктерге ээ болушу мүмкүн - мисалы, V түрүндөгү кыймылдаткычтарда ар бир катардагы цилиндрлер үчүн өзүнчө турбокомпрессорлор колдонулат, көп цилиндрлүү кыймылдаткычтарда (8ден ашык) төрт турбокомпрессор колдонулушу мүмкүн, ар бири 2, 4 же андан көп цилиндрлерде иштейт.Эки этаптуу кысым системалары жана Twin-Turbo ар кандай вариациялары азыраак таралган, алар жупташып гана иштей турган ар кандай мүнөздөмөлөргө ээ эки турбокомпрессорду колдонушат.
Колдонуу жөндөмдүүлүгүнө жараша турбокомпрессорлор бир нече топко бөлүнөт:
• кыймылдаткычтын түрү боюнча - бензин, дизель жана газ кубаттуулуктары үчүн;
• кыймылдаткычтын көлөмү жана кубаттуулугу боюнча - чакан, орто жана жогорку кубаттуулуктагы энергоблоктор үчүн;жогорку ылдамдыктагы кыймылдаткычтар үчүн ж.б.
Турбокомпрессорлор турбинанын эки түрүнүн бири менен жабдылышы мүмкүн:
• Радиалдык (радиалдык-октук, центрипеталдык) – газдардын агымы турбинанын дөңгөлөктөрүнүн перифериясына келип, анын борборуна жылып, октук багытта чыгарылат;
• Октук – газдардын агымы турбинанын дөңгөлөктөрүнүн огу боюнча (борборуна) берилет жана анын четинен чыгарылат.
Бүгүнкү күндө эки схема тең колдонулат, бирок кичинекей кыймылдаткычтарда сиз көбүнчө радиалдык-октук турбинасы бар турбокомпрессорлорду таба аласыз, ал эми күчтүү энергоблоктарда октук турбиналар артыкчылыкка ээ (бул эреже эмес).Турбинанын түрүнө карабастан, бардык турбокомпрессорлор борбордон четтөөчү компрессор менен жабдылган - анда аба дөңгөлөктүн борборуна берилет жана анын четинен чыгарылат.
Заманбап турбокомпрессорлор ар кандай функцияларга ээ болушу мүмкүн:
• Кош кирүүчү - турбинанын эки кириши бар, алардын ар бири цилиндрлердин бир тобунан чыккан газдарды алат, бул чечим системадагы басымдын төмөндөшүн азайтат жана күчөтүү туруктуулугун жакшыртат;
• Өзгөрүлмө геометрия – турбинанын кыймылдуу калпактары же жылма шакекчеси бар, ал аркылуу сиз кыймылдаткычка чыгуучу газдардын агымын өзгөртүүгө болот, бул кыймылдаткычтын иштөө режимине жараша турбокомпрессордун мүнөздөмөлөрүн өзгөртүүгө мүмкүндүк берет.
Акыр-аягы, турбокомпрессорлор негизги иштөө мүнөздөмөлөрү жана мүмкүнчүлүктөрү менен айырмаланат.Бул бөлүмдөрдүн негизги мүнөздөмөлөрүн белгилей кетүү керек:
• басымдын жогорулашынын даражасы - компрессордун чыгышындагы аба басымынын кириштеги аба басымына катышы 1,5-3 диапазондо жатат;
• компрессордук камсыздоо (компрессор аркылуу аба агымы) - убакыт бирдигине (секунда) компрессор аркылуу өткөн абанын массасы 0,5-2 кг/с диапазондо жатат;
• Иштөө ылдамдыгы диапазону бир нече жүздөгөн (күчтүү тепловоздор, өнөр жай жана башка дизелдик кыймылдаткычтар үчүн) секундасына он миңдеген (заманбап аргасыз кыймылдаткычтар үчүн) айланууга чейин. Максималдуу ылдамдык турбинанын жана компрессордун дөңгөлөктөрүнүн күчү менен чектелген, эгерде айлануу ылдамдыгы борбордон четтөөчү күчтөрдүн таасиринен өтө жогору болсо, дөңгөлөк кулап калышы мүмкүн.Заманбап турбокомпрессорлордо дөңгөлөктөрдүн четки чекиттери 500-600 же андан көп м/сек ылдамдыкта, башкача айтканда үндүн ылдамдыгынан 1,5-2 эсеге тез айланышы мүмкүн, бул турбинанын мүнөздүү ышкырыгынын пайда болушун шарттайт;
• Турбинага кире турган жердеги газдардын иштөө/максималдуу температурасы 650-700°С диапазонунда жатат, айрым учурларда 1000°Сге жетет;
• Турбинанын/компрессордун эффективдүүлүгү адатта 0,7-0,8, бир агрегатта турбинанын эффективдүүлүгү адатта компрессордун эффективдүүлүгүнөн аз болот.
Ошондой эле, бирдиктер өлчөмү, орнотуунун түрү, көмөкчү компоненттерди колдонуу зарылдыгы ж.б.
Турбокомпрессордун дизайны
Жалпысынан алганда, турбокомпрессор үч негизги компоненттен турат:
1.Турбина;
2.Компрессор;
3.Подшипник корпусу (борбордук корпус).
Ички күйүүчү кыймылдаткычтын агрегаттык абанын басым системасынын типтүү диаграммасы
Турбина – компрессордун иштешин камсыз кылуучу газдардын кинетикалык энергиясын механикалык энергияга (дөңгөлөктүн моментинде) айландыруучу агрегат.Компрессор - бул абаны сордуруучу агрегат.Подшипник корпусу эки блокту тең бир түзүлүшкө бириктирет, ал эми анда жайгашкан ротордун валы турбинанын дөңгөлөкүнөн компрессордук дөңгөлөккө моменттин өтүшүн камсыз кылат.
Турбокомпрессор бөлүмү
Турбина жана компрессор окшош конструкцияга ээ.Бул блоктордун ар биринин негизин кохлеардык корпус түзөт, анын перифериялык жана борбордук бөлүктөрүндө басым системасына туташтыруу үчүн түтүктөр бар.Компрессордо кирүүчү түтүк дайыма борбордо, чыгаруу (разряд) четинде болот.Октук турбиналар үчүн түтүктөрдүн бирдей жайгашуусу, радиалдык-октук турбиналар үчүн, түтүктөрдүн жайгашуусу карама-каршы (периферияда - алуу, борбордо - чыгаруу).
Корпустун ичинде атайын формадагы бычактары бар дөңгөлөк бар.Эки дөңгөлөк - турбина жана компрессор - подшипник корпусунан өткөн жалпы вал тарабынан кармалат.Дөңгөлөктөр катуу куюлган же композиттик, турбинанын дөңгөлөктөрүнүн формасы чыккан газ энергиясын эң натыйжалуу пайдаланууну камсыз кылат, компрессордун дөңгөлөктөрүнүн формасы максималдуу борбордон четтөөчү эффектти камсыз кылат.Заманбап жогорку класстагы турбиналар аз салмакка ээ жана жакшыраак өндүрүмдүүлүккө ээ болгон керамикалык бычактары бар композит дөңгөлөктөрдү колдоно алышат.Автомобилдердин турбокомпрессорлорунун дөңгөлөктөрүнүн өлчөмү 50-180 мм, кубаттуу локомотив, өнөр жай жана башка дизелдик кыймылдаткычтар 220-500 мм жана андан көп.
Эки корпус тең подшипник корпусуна мөөр аркылуу болттор менен орнотулган.Бул жерде жалпак подшипниктер (азыраак атайын конструкциядагы прокат подшипниктери) жана O-шакекчелер жайгашкан.Ошондой эле борбордук корпуста подшипниктерди жана валдарды майлоо үчүн май каналдары бар, ал эми кээ бир турбокомпрессорлордо жана суу муздаткыч курткасынын көңдөйүндө.Монтаждоо учурунда агрегат кыймылдаткычты майлоо жана муздатуу системаларына кошулат.
Турбокомпрессордун конструкциясында ошондой эле ар кандай көмөкчү тетиктер каралышы мүмкүн, анын ичинде чыккан газды рециркуляциялоо системасынын бөлүктөрү, мунай клапандары, тетиктердин майланышын жана аларды муздатуу үчүн элементтерди, башкаруу клапандарын ж.б.
Турбокомпрессордун тетиктери болоттун атайын маркаларынан жасалган, турбинанын дөңгөлөк үчүн ысыкка чыдамдуу болоттор колдонулат.Материалдар термикалык кеңейүү коэффициентине ылайык кылдат тандалып алынат, бул ар кандай иштөө режимдеринде конструкциянын ишенимдүүлүгүн камсыз кылат.
Турбокомпрессор абаны кысымга алуу тутумуна кирет, ал ошондой эле кабыл алуу жана чыгаруу коллекторлорун камтыйт, ал эми татаалыраак системаларда - интеркулер (заряддагы абаны муздаткыч радиатор), ар кандай клапандар, сенсорлор, демперлер жана түтүктөр.
Турбокомпрессордун иштөө принциби
Турбокомпрессордун иштеши жөнөкөй принциптерге туура келет.Агрегаттын турбинасы кыймылдаткычтын соргуч системасына, компрессор - соргуч трактына киргизилет.Кыймылдаткычтын иштеши учурунда чыккан газдар турбинага кирип, дөңгөлөктүн кабактарына тийип, ага кинетикалык энергиянын бир бөлүгүн берип, анын айлануусун шарттайт.Турбинадан келген момент вал аркылуу компрессордун дөңгөлөктөрүнө түздөн-түз берилет.Айланганда компрессордук дөңгөлөк абаны периферияга ыргытып, анын басымын жогорулатат - бул аба соргуч коллекторуна берилет.
Жалгыз турбокомпрессордун бир катар кемчиликтери бар, алардын негизгиси турбо кечиктирүү же турбо чуңкур.Агрегаттын дөңгөлөктөрүнүн массасы жана бир аз инерциясы бар, ошондуктан алар кубаттуулуктун ылдамдыгы жогорулаганда дароо айлана албайт.Ошондуктан, газ педалын кескин басканда турбомотор дароо ылдамдабайт - кыска тыныгуу, электр энергиясы үзгүлтүккө учурайт.Бул маселени чечүү үчүн атайын турбиналарды башкаруу системалары, өзгөрүлмө геометриялуу турбокомпрессорлор, катар-параллель жана эки баскычтуу басым системалары жана башкалар саналат.
Турбокомпрессордун иштөө принциби
Турбокомпрессорлорду техникалык тейлөө жана оңдоо маселелери
Турбокомпрессор минималдуу тейлөөнү талап кылат.Эң негизгиси мотор майын жана май чыпкасын убагында алмаштыруу.Эгерде кыймылдаткыч мурдагыдай эле бир нече убакытка чейин эски май менен иштей турган болсо, анда ал турбокомпрессор үчүн өлүмгө алып келиши мүмкүн - жогорку жүктөмдө майлоочу майдын сапатынын бир аз начарлашы агрегаттын тыгынына жана бузулушуна алып келиши мүмкүн.Турбинанын бөлүктөрүн мезгил-мезгили менен көмүртектин калдыктарынан тазалоо сунушталат, бул аны демонтаждоону талап кылат, бирок бул иш атайын шаймандарды жана жабдууларды колдонуу менен гана аткарылууга тийиш.
Бузулган турбокомпрессорду оңдоого караганда алмаштыруу оңой.Алмаштыруу үчүн мурда кыймылдаткычта орнотулган эле типтеги жана үлгүдөгү бирдикти колдонуу керек.Башка мүнөздөмөлөргө ээ турбокомпрессорду орнотуу энергоблоктун иштешин үзгүлтүккө учуратышы мүмкүн.Агрегатты тандоону, орнотууну жана жөндөөнү адистерге тапшыруу жакшы - бул иштин туура аткарылышына жана кыймылдаткычтын нормалдуу иштешине кепилдик берет.Турбокомпрессорду туура алмаштыруу менен кыймылдаткыч жогорку күчкө ээ болуп, эң татаал милдеттерди чече алат.
Посттун убактысы: 21-август-2023