Турбо компресори

Какво е Турбокомпресор  и как работи той?

Работа на турбокомпресора

Турбокомпресорът  или просто турбо е газ компресор, използван за принудителна индукция на въздух в двигател с вътрешно горене. Целта на турбокомпресора е да се увеличи масата на въздуха в двигателя, за да се създаде по-голяма мощност.  Турбината на компресора се задвижва от собствените изгорели газове на двигателя. Думата „турбо“ произлиза от латинската дума „turba“, която от своя страна произхожда от гръцката дума „τύρβη“ , означаваща „който показва суета, вихър, вълнения, безредици или метеж“.

Най-общо казано принципът на работа на турбокомпресора е малка радиална въздушна помпа, задвижвана от енергията на отработените газове на двигателя. 

Турбокомпресорът се състои от две турбини с общ вал. Едната страна е закачена за изходящия колектор (горещата страна), а другата е закачена за входящия колектор (студена страна). Турбинната секция на турбокомпресора  сама по себе си е топлинен двигател, който преобразува топлинната енергия от изпускателните тръби в захранване, което след това задвижва компресора, пресова въздуха и го доставя до входящия колектор на двигателя с по-високо налягане, което води до по-голяма маса на въздуха, който влиза във всеки цилиндър. 

В някои случаи сгъстен въздух преминава през междинен охладител преди въвеждането му в смукателния колектор. 

Атмосферните  двигатели използват само хода надолу на буталото за създаване на зона на ниско налягане, за да се запълни с въздух  цилиндъра през смукателните клапани. Тъй като налягането в атмосферата е не повече от 1 бар (приблизително 14.7 PSI), в крайна сметка по  този начин се ограничава количеството на въздушния поток, въвеждан в горивната  камера до един бар. Този способ е ниско ефективен.

С включване на турбокомпресора се увеличава налягането в точката, където въздух навлиза в цилиндъра, с по-голяма маса от кислорода и по този начин се увеличава налягането във всмукателния колектор. Допълнителният кислород  дава възможност за добавяне на повече гориво, което води до увеличаване на силата и въртящ момент на двигателя. Тъй като налягането в цилиндъра не трябва да е твърде висока, за да се избегне детонация и физическо увреждане, приемът на налягане трябва да се контролира чрез контролиране на скоростта на въртене на турбокомпресора. Контролната функция се изпълнява от един изпускателен клапан, който насочва част от дебита на отработените газове далеч от изпускателната турбина. Това контролира  скоростта на въртене на вала и от своя страна регулира налягането на въздуха в смукателния колектор.

Чрез турбокомпресора се получава по-добро използване на топлинната енергия, получена от горивото и отработена от двигателя с цел повишаване на ефективността и мощността на двигателя. В противен случай тази енергия би била изгубена.

Компоненти на турбокомпресора. Състои се от четири основни компонента: корпус, турбина (почти винаги радиална), система за контрол и лагеруване.

Горещите изгорели газове  развъртат турбината от 80,000-300,000 оборота, при които голямата турбина от другата страна (нали са на обща ос) постига максимално налягане на въздуха. Разбира се на тия обороти нито един лагер не издържа и затова оста на турбото "плува" в масло, което в повечето случаи е и маслото на двигателя.

Рядко маслото на турбокомпресора е отделно от маслото на двигателя. С цел по-добро охлаждане на маслото на турбото в колите  има и маслен радиатор за охлаждане на маслото.

bk1