Автотурбина — это высокотехнологичное транспортное средство, к которому предъявляются самые высокие требования. Для их ремонта необходимо обладать определенными навыками и специальным оборудованием, которое поможет вам оказать качественную услугу.
Принцип работы дизельного двигателя с турбиной
Прежде всего, КПД дизельного двигателя намного выше, чем у бензинового. Проще говоря, этот двигатель потребляет гораздо меньше топлива. Дизайнеры добились такого результата благодаря уникальному дизайну.
Современные бензиновые двигатели, несомненно, имеют множество технических новшеств. Просто подумайте о прямом впрыске. Однако КПД бензинового двигателя составляет около 30 процентов. Для дизельных двигателей этот показатель достигает 40 процентов. Если вспомнить о турбонаддуве, то этот показатель может достигать 50 процентов.
Неудивительно, что в Европе дизельные двигатели постепенно одерживают верх. Дорогой бензин побуждает покупателей приобретать более экономичные автомобили. Производители отслеживают изменения в предпочтениях потребителей в режиме реального времени и соответствующим образом корректируют производственный процесс.
К сожалению, конструкция дизельного двигателя не лишена проблем. Одним из самых важных является его большой вес. Конечно, инженеры сделали многое для постепенного снижения веса двигателя, но все имеет свои пределы.
Дело в том, что в дизельном двигателе все детали должны быть подобраны как можно точнее. Если в бензиновых аналогах допускается небольшой регресс, то здесь все по-другому. Именно поэтому, когда эта технология только появилась, дизельные агрегаты устанавливались только на большие автомобили. Достаточно вспомнить грузовики начала прошлого века.
История создания
Трудно представить, но первый работающий дизельный двигатель был сконструирован инженером Рудольфом Дизелем в XIX в. В то время в качестве топлива использовался обычный парафин.
По мере развития технологий ученые начали экспериментировать. В результате для достижения лучших результатов использовался любой вид топлива. Например, некоторое время двигатели работали на рапсовом масле или даже на сырой нефти. Конечно, при таком подходе многого добиться не удастся.
После многолетних исследований ученые пришли к идее использовать мазут и дизельное топливо. Низкая стоимость и хорошая способность зажигания сделали их серьезным конкурентом бензиновым аналогам.
Первоначально, при создании дизельных двигателей, системы впрыска топлива были крайне несовершенны. Это делало невозможным их использование в автомобилях с высокими оборотами двигателя.
Первые автомобили с дизельными двигателями появились в 1920-х годах. Это были грузовые автомобили и общественный транспорт. До этого времени двигатели такого класса использовались только в стационарных двигателях или на кораблях.
Первые дизельные автомобили появились только через 15 лет. Однако дизельный двигатель, хотя и мощный и пожаробезопасный, долгое время не находил широкого применения в транспортных средствах. Несмотря на многочисленные преимущества, он имел и некоторые недостатки, такие как повышенный уровень шума при работе и вес.
Только в 1970-х годах, когда цены на нефть начали расти, ситуация кардинально изменилась. Автопроизводители и потребители обратили свое внимание на дизельные автомобили. Именно тогда появились первые компактные дизельные автомобили.
Дизельный двигатель
Конструкция дизельного двигателя
Дизельный двигатель состоит из четырех основных компонентов:
- цилиндров,
- поршней,
- топливной форсунки,
- впускного и выпускного клапана.
Каждый компонент выполняет свою задачу и имеет свои конструктивные особенности. В процессе разработки в эту технологию были добавлены многочисленные детали, позволяющие добиться гораздо более высокой производительности:
- турбина,
- топливная форсунка,
- интеркуллер.
Каждая из этих деталей позволила значительно повысить эффективность дизельного двигателя.
Устройство турбины дизельного двигателя
Задача турбокомпрессора — нагнетать воздух под давлением в цилиндры двигателя: чем больше воздуха, тем больше топлива может сжечь агрегат, что, в свою очередь, приводит к увеличению мощности двигателя без увеличения объема доступных цилиндров.
Читайте также: Открытый грузовик БелАЗ 540 — самый красивый и самый большой
Для того чтобы турбокомпрессор выполнял возложенные на него задачи с необходимой эффективностью, он имеет специальную конструкцию, состоящую из двух элементов:
Основная функция нагнетателя заключается в увеличении подачи воздуха в топливную систему. Основная функция компрессора — подача топлива в двигатель, основная функция компрессора — подача топлива в двигатель. Внутри корпуса находится ротор, который соединен с валом турбины. При вращении ротор всасывает воздух: Чем выше скорость, тем больше воздуха всасывается. Имеется турбина, которая увеличивает скорость.
Турбина состоит из корпуса, в котором расположен ротор. Поскольку все компоненты устройства контактируют с высокотемпературными газами, они изготовлены из специальных материалов, нечувствительных к таким воздействиям.
Преимущества и недостатки турбонаддува
1. Компрессор широко используется благодаря простоте конструкции и хорошим рабочим параметрам. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35 %. Вырабатывая более высокий крутящий момент на средних и высоких оборотах, двигатель увеличивает скорость и экономичность автомобиля. 2 В большинстве случаев турбокомпрессор не может быть причиной неисправностей двигателя, поскольку его работа зависит от работы системы управления, воздушной и топливной систем. Двигатель с турбонагнетателем выбрасывает в атмосферу меньше вредных газов, поскольку в двигателе образуются дополнительные выхлопные газы. Сгоревшее топливо имеет меньше отходов. 4. Экономия топлива составляет 5-20 %. Двигатели меньшего объема используют энергию сгоревшего топлива более эффективно, КПД увеличивается. 5 На горных дорогах эти двигатели работают стабильнее и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги. 6. Сам турбокомпрессор является глушителем в выхлопной системе.
Как работает турбина на дизельном двигателе
Ротор и вал, на котором он установлен, вращаются в разных направлениях. Скорость вращения довольно высокая, поэтому элементы плотно прижимаются друг к другу.
Принцип работы турбины в дизельном двигателе заключается в следующем:
- компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры;
- топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор;
- скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение;
- вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха.
Таким образом, принцип работы основан на взаимосвязи: чем больше вращается ротор, тем больше воздуха всасывается, но ротор увеличивает скорость вращения по мере увеличения количества воздуха.
Конструктивные особенности
Конструкция турбины состоит из нескольких ключевых частей:
- Воздухозаборником.
- Воздушным фильтром.
- Перепускным клапаном — ответственен за подачу отработавших газов.
- Дроссельной заслонкой — регулирует поступление воздуха на впускной коллектор.
- Турбокомпрессором — включает турбинное и компрессорное колесо, за счет чего достигается повышение давление впускной системы.
- Интеркулером — призван охлаждать воздух, за счет чего цилиндры наполняются лучше, снижается вероятность детонации.
- Датчиками давления — фиксируют показания давления.
- Впускным коллектором — за счет этого элемента воздух распределяется по цилиндрам.
- Патрубками — соединяют между собой элементы системы.
В собранном виде сборка не занимает много места. Поэтому до запланированной установки турбины не требуется никаких серьезных модификаций двигателя. Любой желающий автомобилист может установить такие полезные «устройства».
Что касается стоимости, то существует широкий диапазон цен, зависящий от ряда факторов. К ним относятся производитель, производительность системы, мощность и некоторые другие.
Как работает турбина на дизельном двигателе
Ротор и вал, на котором он установлен, вращаются в разных направлениях. Скорость вращения довольно высокая, поэтому элементы плотно прижимаются друг к другу.
Принцип работы турбины в дизельном двигателе заключается в следующем:
- компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры;
- топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор;
- скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение;
- вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха.
Таким образом, принцип работы основан на взаимосвязи: чем больше вращается ротор, тем больше воздуха всасывается, но ротор увеличивает скорость вращения по мере увеличения количества воздуха.
И дизель и бензин
Как показывает практика, турбокомпрессором оснащаются не только бензиновые, но и дизельные двигатели. Дизельные автомобили обычно оснащены турбокомпрессором. Это связано с наиболее важными характеристиками:
- степень сжатия выше, нежели у бензиновых аналогов;
- меньшая температура отработанных газов;
- не очень большие обороты коленвала.
Благодаря высокой силе сжатия КПД такого двигателя растет параллельно с увеличением мощности. Температура выхлопных газов в бензиновых двигателях намного выше, чем в дизельных. Это повышает риск детонации, что неизбежно приводит к преждевременному износу поршневой группы.
Читайте также: Технические характеристики автомобиля скорой помощи Уаз 39623
Чтобы избежать этого явления, в бак следует заливать топливо с более высоким октановым числом. Однако это не всегда самое экономичное решение, даже если оно самое лучшее.
