Cum functioneaza turbo-ul in masina?
În natură, nu există o invenție ideală: putem face întotdeauna ceva mai bun, mai ieftin, mai eficient și mai ecologic. Luați motorul cu combustie internă. Credeți că este incredibil că o mașină care rulează pe un lichid poate accelera uneori călătoria dvs. de la punctul A la punctul B. Dar există întotdeauna posibilitatea de a crea un motor care să circule mai repede, pe distanțe lungi sau să utilizeze mai puțin combustibil. O modalitate de îmbunătățire a motorului este utilizarea unui turbocompresor - o pereche de ventilatoare care direcționează gazele de eșapament din partea din spate a motorului spre față, oferind astfel motorului mai multă putere. Am auzit cu toții despre motoarele turbo, dar cum funcționează? Să luăm în considerare această problemă mai detaliat!
Supraalimentarii. Ce este asta?
Motoarele de automobile își iau puterea de la arderea combustibilului în tancuri puternice de metal, numite cilindri. Aerul intră în fiecare cilindru, se amestecă acolo cu combustibil și arde, cu o mică explozie care acționează pistonul, care la rândul său acționează arborii și roțile care rotesc roțile mașinii. Când pistonul revine în poziția inițială, acesta împinge amestecul de combustibil aer-combustibil din cilindri. Acesta este gazul de eșapament. Cantitatea de energie pe care o mașină o poate produce este direct legată de cât de repede arde combustibilul. Cu cât mai multe cilindri din motor și cu cât sunt mai mult în volum, cu atât mai mult combustibil se poate arde în fiecare secundă și (cel puțin teoretic) cu cât mai repede va putea conduce mașina.
Din lecția prezentată mai sus, am realizat că o modalitate de a face o mașină mult mai rapidă este să adăugați mai multe butelii. De aceea, mașinile sport extrem de rapide. de regulă, echipate cu opt sau douăsprezece cilindri, mai degrabă decât patru-șase, ca vehicule de familie standard. O altă modalitate este utilizarea unui turbocompresor care pompează mai mult aer în cilindri, astfel încât motorul să poată arde combustibilul la o viteză mai mare. Turbocharging-ul este un design simplu, relativ ieftin, care ajută la extragerea mai multor puteri de la motor. Această invenție a fost inclusă în TOP 10 îmbunătățiri în designul motorului încă de la începuturile sale (despre acest lucru, precum și multe altele, mai multe aici).
Cum functioneaza turbocompresorul?
Dacă sunteți familiarizat cu principiul motorului cu reacție, atunci sunteți la jumătatea drumului spre înțelegerea principiului funcționării unui turbocompresor auto. Motorul cu jet aspiră aer rece din față, îl strânge în cameră unde arde cu combustibil și apoi eliberează aer cald din partea din spate a motorului la viteză mare. Atunci când aerul fierbinte părăsește motorul, acesta trece turbina (care pare cam ca o scară metalică foarte compactă), care conduce compresorul (pompa de aer) în partea din față a motorului. Acest compresor împinge aerul în motor pentru a arde corect combustibilul. Principiul de funcționare a unui turbocompresor într-o mașină este aproape exact același lucru. Foloseste gaze de evacuare pentru a actiona turbina. Se rotește compresorul de aer, care pompează aer suplimentar în cilindri pentru a arde mai mult combustibil în fiecare secundă. De aceea mașinile cu turbocompresoare au mai multă putere.
Cum funcționează acest lucru în practică? De fapt, turbocompresorul este două ventilatoare mici (așa-numitele roți rotative sau pompe de gaz) care sunt plasate pe un singur arbore metalic, astfel încât ambele să se rotească într-o singură direcție. Unul dintre acești ventilatoare, care se numește o turbină, este situat în calea gazelor de eșapament de la cilindrii motorului. Imediat ce cilindrii eliberează gazul fierbinte, acesta rotește lamele ventilatorului, care conduc arborele pe care este amplasat ventilatorul. Cel de-al doilea ventilator, numit compresor, începe de asemenea să se rotească, deoarece este amplasat pe același arbore cu o turbină. Este instalat în interiorul admisiei de aer a mașinii, de aceea, de îndată ce începe să se rotească, aspiră aer în mașină și o pompează în cilindri.
Dar în acest stadiu există o mică problemă. Dacă stoarceți gaz, vă ridicați temperatura. Aerul cald are o densitate mai mică, ceea ce reduce eficiența acestuia în combaterea arderii de combustibil. Deci, ar fi mult mai bine dacă aerul provenit de la compresor a fost răcit înainte de a intra în cilindri. Pentru a rezolva această problemă și pentru a răci aerul, ieșirea de la turbocompresor trece prin schimbătorul de căldură, ceea ce duce la el însuși temperatura excesivă și o direcționează către locuri mai potrivite.
Schema de turbocharging cu o imagine
Ideea de bază este că gazele de eșapament conduc turbina (ventilatorul roșu), care este conectată direct (și energizează) la compresorul (ventilatorul albastru), care pompează aerul în motor. Pentru simplitate, afișăm doar un cilindru. Să considerăm întregul principiu al muncii pas cu pas.
1. Aerul rece intră în admisia de aer a motorului și este trimis la compresor.
2. Ventilatorul compresorului vă ajută să aspirați aerul.
3. Compresorul comprimă și încălzește aerul care intră și îl suflă din nou.
4. Aerul comprimat fierbinte din compresor trece prin schimbătorul de căldură, ceea ce îl răcește.
5. Aerul comprimat răcit intră în admisia de aer a cilindrului. Oxigenul suplimentar ajută la arderea combustibilului în cilindru la o rată mai mare.
6. Deoarece în cilindru este ars mai mult combustibil, acesta produce mai multă energie și poate trimite mai multă putere roților prin pistoane, arbori și roți.
7. Gazele de eșapament de la ieșirea cilindrului prin țevile de eșapament.
8. Gazele de evacuare fierbinți trec turbina și o determină să se rotească la viteză mare.
9. Turbina rotativă este montată pe același ax ca și compresorul (în imaginea noastră arborele este arătat în portocaliu). Astfel, dacă turbina se rotește, atunci și compresorul.
10. Gazele de evacuare părăsesc autovehiculul, dar în același timp se consumă mai puțină energie decât dacă motorul era fără turbo.