Полезная информация

Турбокомпрессоры: принцип работы

Турбокомпрессор – это механизм, состоящий из турбины и компрессора, которые объединяет общий вал. Принцип, по которому осуществляется его работа, очень прост: когда ротор, находящийся в выхлопной системе, начинает вращаться, ротор, функционирующий во впускном трубопроводе, тоже начинает осуществлять вращение с аналогичной скоростью.

Энергия выхлопных газов запускает первый ротор, профилированные лопатки второго ротора под действием вращающегося вала создают условия, при которых воздушное давление в двигателе получается выше, чем атмосферное. На качество функционирования двигателя при этом оказывает воздействие мощность экстракции, на которую, в свою очередь, влияет объем топлива, сжигаемого в определенный отрезок времени. В целях наиболее эффективного процесса требуется поступление достаточной порции воздуха.

Турбокомпрессор: условия работы

Турбонаддув применяется далеко не на всех моделях автомобилей. Причина этого кроется в том, что простейшее на первый взгляд устройство вызывает много проблем при использовании. Функционирование механизма осуществляется в очень сложных условиях: нагрев выхлопных газов, приводящих в рабочее состояние турбину, может превосходить значение +1000°C – высокие температуры, как известно, ускоряют процесс коррозии металла. Помимо этого, вал турбины крутится с частотой до 200 000 об/мин. Создание механизма, способного выдержать подобную нагрузку – серьезная инженерная задача, ведь двигатель нужно адаптировать к этим непростым обстоятельствам.

Следующая проблема заключается в свойствах компрессоров, связанных с неравномерным протеканием процессов в них. Изначально это было вызвано длинным промежутком времени между поступлением кислорода и реакцией двигателя, к тому же газ должен был доставляться при наличии строго определенного давления – именно благодаря этому машина резко вырывалась вперед. Сегодня в компрессорах устанавливают специальные предохранительные клапаны, регулирующие уровень турбонаддува и обеспечивающие на весь период движения равномерное воздушное давление в двигателе.

Нежелательные рабочие режимы

Турбокомпрессор имеет довольно примитивную конструкцию, но является при этом точным механизмом. Для того чтобы избежать неприятных ситуаций, при выборе и последующей эксплуатации транспортного средства с турбодвигателем полезно придерживаться определенных рекомендаций:

  • Не использовать двигатель непосредственно после включения на полную мощность – усиление, достигаемое за счет турбокомпрессора, должно происходить при рабочей температуре. В остывшем состоянии детали не достаточно смазаны, и поскольку масло прогревается гораздо дольше, чем охлаждающая жидкость, подшипники в коленчатом вале могут не выдержать перегрузки. Если после включения механизм используется «всухую», его эксплуатационный период существенно сокращается. Двигателю необходимо время, чтобы разогреться.
  • Не выключать двигатель резко после прекращения движения – роторы обрабатываются моторным маслом, текущим из трубопровода работающего двигателя и играющим значительную роль. Скорость вращения работающей турбины достигает в минуту значений в несколько тысяч оборотов. При этом производится большое количество тепловой энергии, в то время как на процесс охлаждения требуются лишь десятки секунд.

Рабочий ресурс останется оптимальным, если:

  • не задействовать по максимуму мощность двигателя;
  • не корректировать работу при разогретом двигателе;
  • не изменять резко максимальный/минимальный режимы работы;
  • не эксплуатировать неисправный механизм.

Влияние максимальной мощности на рабочий ресурс

Использование максимальной мощности, когда отметки на приборах, показывающих обороты работающего движка и подачу топлива, зашкаливают, в моделях с турбонаддувом не рекомендуется особенно. Режим, который требует от турбокомпрессора расхода всех резервов, приводит к увеличению износа двигателя, разрушению колес и обгоранию лопаток турбины, появлению трещин выпускного коллектора; у дизельных движков – к поломке соплового аппарата. Функционирование турбокомпрессора уже само по себе производится в агрессивной среде, и езда на максимальных оборотах значительно укорачивает время использования механизма.

Режим работы компрессора при холодном двигателе

После долговременного простоя масло в моторе сильно охлаждается и загустевает, в связи с чем снижается его способность прохождения по небольшим узким проходам и, как следствие, ухудшается качество смазки отдельных деталей. В двигателях нового поколения с этой задачей хорошо справляется система управления, определяющая скорость вращения вала и увеличивающая по мере прогревания двигателя его обороты. При нарушении данной последовательности возрастает возможность возникновения в подшипниковом узле масляного голодания.

Резкая смена рабочего режима

Следует помнить, что при быстрой смене рабочих режимов нарушается основной принцип действия турбокомпрессора. Резкие переходы от одного режима к другому – от максимально возможной скорости вращения вала до минимального снижения мощности – приводят к недостаточному поступлению масла в подшипниковый узел. В связи с этим стоит принимать во внимание тот факт, что расход моторного масла должен быть пропорционален частоте, с которой происходит вращение коленчатого вала.