Cos'è un turbocompressore motore

Fino a pochi decenni fa, i motori turbo erano percepiti come un elemento di fantastiche auto del futuro o di bellissimi giochi per computer. E anche dopo l'implementazione dell'idea ingegnosa di un modo semplice per aumentare la potenza del motore, questa opportunità è rimasta a lungo appannaggio dei dispositivi a benzina. Ora quasi tutte le auto che escono dalla catena di montaggio sono dotate di un sistema turbo, indipendentemente dal carburante con cui funziona.

Ad alte velocità o salite ripide, il normale motore dell'auto è seriamente sovraccarico. Per facilitarne il lavoro è stato ideato un sistema in grado di aumentare la potenza del motore senza interferire con la struttura interna.

Il principio del "turbo", oltre ad influenzare le potenzialità del motore, contribuisce ad una significativa depurazione dei gas di scarico, attraverso il loro riutilizzo e riciclo. E questo è importante per migliorare l'ecologia, che soddisfa i requisiti di molte organizzazioni internazionali che lottano per la conservazione dell'ambiente.

La turbocompressione presenta alcuni svantaggi associati all'accensione prematura della miscela combustibile. Ma questo effetto collaterale - motivo della rapida usura dei pistoni nei cilindri - è gestito con successo dall'olio correttamente selezionato, necessario per lubrificare le parti quando il motore turbo è in funzione.  

Cos'è una turbina o un turbocompressore in un'auto?

L'efficienza di un'auto dotata di un "turbo" aumenta del 30-50%, o addirittura del 100%, delle sue capacità standard. E questo nonostante il fatto che il dispositivo stesso sia relativamente economico, abbia un peso e un volume insignificanti e funzioni in modo affidabile secondo un principio ingegnosamente semplice.

Il dispositivo crea una maggiore pressione nel motore a combustione interna a causa dell'iniezione artificiale di una dose aggiuntiva di aria, che forma un volume maggiore della miscela carburante-gas e, quando brucia, la potenza del motore aumenta del 40-60%.

Un meccanismo dotato di turbo diventa molto più efficiente senza modificarne il design. Dopo aver installato un dispositivo senza pretese, un motore a 4 cilindri a bassa potenza può offrire il potenziale del funzionamento a 8 cilindri.

Per dirla più facilmente, una turbina è una parte discreta ma altamente efficiente del motore di un'auto che aiuta ad aumentare le prestazioni del "cuore" dell'auto senza consumi inutili riciclando l'energia dei gas di scarico.

Su quali motori sono installati i turbocompressori

L'attuale equipaggiamento di macchine con meccanismi a turbina è molto più veloce della loro introduzione iniziale nei motori a benzina. Per determinare la modalità di funzionamento ottimale, i dispositivi sono stati inizialmente utilizzati su auto da corsa, grazie alle quali hanno iniziato ad applicare:

· Controllo elettronico;

· Raffreddamento a liquido delle pareti del dispositivo;

· Tipi di olio più avanzati;

· Materiali resistenti al calore per il corpo.

Sviluppi più sofisticati hanno permesso di utilizzare il sistema "turbo" su quasi tutti i motori, sia a gas che a benzina o diesel. Inoltre, il ciclo di lavoro dell'albero motore (in due o quattro tempi) e il metodo di raffreddamento: con l'ausilio di aria o liquido, non giocano alcun ruolo.

Oltre ad autocarri e auto con potenza motore superiore a 80 kW, il sistema ha trovato applicazione in locomotive diesel, macchine movimento terra e motori marini con un volume di lavoro maggiorato di 150 kW.

Il principio di funzionamento di una turbina per automobile

L'essenza di un turbocompressore è aumentare le prestazioni di un motore a bassa potenza con un numero minimo di cilindri e una piccola quantità di carburante riciclando i gas di scarico. I risultati possono essere sorprendenti: ad esempio, il motore a tre cilindri da litri è in grado di erogare 90 cavalli senza carburante aggiuntivo e con un indicatore di elevata compatibilità ambientale.

Il sistema funziona in modo molto semplice: il combustibile esaurito - i gas - non fuoriesce immediatamente nell'atmosfera, ma entra nel rotore della turbina attaccato al tubo di scarico, che a sua volta si trova sullo stesso asse del soffiatore d'aria. Il gas caldo fa girare le pale del sistema turbo e mettono in movimento l'albero, che contribuisce al flusso d'aria nella voluta fredda. L'aria compressa dalla ruota, entrando nell'unità, agisce sulla coppia del motore e in pressione, aumentando il volume di gas-carburante liquido, contribuisce all'aumento della potenza dell'unità.

Si scopre che per il funzionamento efficace del motore, non è necessaria più benzina, ma una quantità sufficiente di aria compattata (che è completamente gratuita), che, se miscelata con carburante, aumenta la sua efficienza (efficienza).

Design turbocompressore

Il convertitore di energia è un meccanismo costituito da due componenti: una turbina e un compressore, che svolgono un ruolo altrettanto importante nell'aumentare la potenza del motore di qualsiasi macchina. Entrambi i dispositivi si trovano su un asse rigido (albero), che insieme alle pale (ruote) forma due rotori identici: una turbina e un compressore, posti in alloggiamenti che sembrano lumache.

Struttura schematica:

· Voluta turbina calda (corpo). Prende il controllo dei gas di scarico che guidano il rotore. Per la produzione viene utilizzata la ghisa sferoidale, resistente al forte riscaldamento.

· Girante (ruota) della turbina, fissata rigidamente su un asse comune. Solitamente livellato per prevenire la corrosione.

· Corpo cartuccia centrale con cuscinetti tra le ruote del rotore.

· Voluta compressore freddo (corpo). Dopo aver svolto l'albero, il combustibile esaurito (gas) aspira un volume aggiuntivo di aria. È spesso realizzato in alluminio.

· Una girante del compressore (ruota) che comprime l'aria e la fornisce al sistema di aspirazione ad alta pressione.

· Canali di alimentazione e scarico dell'olio per il raffreddamento parziale delle parti, prevenzione di LSPI (pre-accensione a bassa velocità), riduzione del consumo di carburante.

Il design aiuta a utilizzare l'energia cinetica dei gas di scarico per aumentare la potenza del motore senza ulteriore consumo di carburante.

Funzioni della turbina (turbocompressore)

Il sistema turbo si basa su un aumento della coppia, che aiuta ad aumentare l'efficienza del motore della macchina. Inoltre, l'uso del dispositivo non è limitato ai soli veicoli passeggeri e merci. Attualmente, i turbocompressori con ruote di dimensioni comprese tra 220 mm e 500 mm vengono utilizzati su molte macchine industriali, navi e locomotive diesel. Ciò è dovuto ad alcuni dei vantaggi che la tecnica ottiene:

· Turbo-dispositivo, soggetto al corretto funzionamento, aiuterà a massimizzare l'utilizzo della potenza del motore in una modalità stabile;

· Il lavoro produttivo del motore ripagherà entro sei mesi;

· L'installazione di un'unità speciale consentirà di risparmiare sull'acquisto di un motore dimensionale che "mangia" più carburante;

· Il consumo di carburante diventa più razionale con un volume costante del motore;

· L'efficienza del motore quasi raddoppia.

 E ciò che è importante: i gas di scarico dopo l'uso secondario diventano molto più puliti, il che significa che non ha un effetto così dannoso sull'ambiente.

Tipi e caratteristiche del turbocompressore

L'unità installata su strutture a benzina - separate - è dotata di due lumache, che aiutano a preservare l'energia cinetica dai gas di scarico e impedisce loro di rientrare nel motore. Il design a benzina richiede una camera di raffreddamento che abbassi la temperatura della miscela iniettata (fino a 1050 gradi) per evitare un'accensione prematura improvvisa.

Per i motori diesel, il raffreddamento generalmente non è richiesto, il controllo della temperatura e della pressione dell'aria è fornito da dispositivi di ugelli che cambiano la geometria a causa delle pale mobili che possono cambiare l'angolo di inclinazione. La valvola di bypass con azionamento pneumatico o elettrico nei motori diesel di media potenza (50-130 HP) regola le impostazioni del turbocompressore. E i meccanismi più potenti (da 130 a 350 CV) sono dotati di un dispositivo che regola l'iniezione di carburante regolare (in due fasi) in stretta conformità con il volume d'aria che entra nei cilindri.

Tutti i turbocompressori sono classificati in base a molte caratteristiche di base:

· Dal valore dell'aumento dell'efficienza;

· Massima temperatura di esercizio dei gas di scarico;

· Coppia del rotore della turbina;

· La differenza di pressione dell'aria forzata in ingresso e in uscita dall'impianto;

· Sul principio del dispositivo interno (modifica della geometria dell'ugello o doppio design);

· Per tipo di lavoro: assiale (avanzamento lungo l'albero al centro e uscita dalla periferia) o radiale (azione in ordine inverso);

· Per gruppi, suddivisi in motori diesel, benzina, benzina, oltre alla potenza delle unità;

· Su un sistema di pressurizzazione a uno o due stadi.

A seconda delle qualità elencate, i turbocompressori possono avere una differenza significativa in termini di dimensioni, apparecchiature aggiuntive ed essere installati in modi diversi.

Cos'è il turbo lag (turbo pit)?

Il funzionamento efficace del turbocompressore inizia a una velocità media del veicolo, poiché a basse velocità l'unità non riceve abbastanza gas di scarico per fornire un'elevata coppia del rotore.

Quando l'auto si avvia bruscamente da ferma, si osserva esattamente lo stesso fenomeno: l'auto non può prendere un'accelerazione istantanea, poiché il motore inizialmente manca della pressione dell'aria necessaria. Ci vorrà un po 'di tempo per creare regimi medio alti, solitamente pochi secondi. È in questo momento che si verifica il ritardo all'avvio, il cosiddetto turbo pit o turbo lag.

Per risolvere questo problema, i modelli di veicoli moderni sono dotati non di una, ma di due o tre turbine che funzionano in modalità diverse. Anche le fosse turbo vengono affrontate con successo spostando le pale che cambiano la geometria dell'ugello. La regolazione dell'angolo di inclinazione delle pale delle ruote è in grado di creare la pressione richiesta nel motore.

Qual è la differenza tra un turbocompressore e un turbocompressore (turbocompressore)?

La funzione della turbina è quella di generare la coppia del rotore, che ha un asse comune con la girante del compressore. E quest'ultimo, a sua volta, crea una maggiore pressione dell'aria necessaria per una combustione produttiva della miscela di carburante. Nonostante la somiglianza dei design, entrambi i meccanismi presentano alcune differenze significative:

· L'installazione di un turbocompressore richiede condizioni e competenze speciali, quindi viene installato in fabbrica o in un servizio specializzato. Qualsiasi conducente può installare il compressore da solo.

· Il costo del sistema turbo è molto più alto.

· La manutenzione del compressore è più semplice ed economica.

· Le turbine sono spesso utilizzate su motori più potenti, mentre è sufficiente un compressore di piccola cilindrata.

· Il sistema turbo richiede costantemente olio per raffreddare le parti surriscaldate. Il compressore non necessita di olio.

· Il turbocompressore contribuisce a un consumo di carburante contenuto, mentre il compressore, al contrario, ne aumenta i consumi.

· Il turbo funziona con una meccanica pura, mentre il compressore ha bisogno di potenza.

· Quando il compressore è in funzione, non si verifica alcun fenomeno di "turbo lag", il ritardo di funzionamento dell'azionamento (unità) viene osservato solo nel turbo.

· La sovralimentazione è attivata dai gas di scarico e il compressore è attivato dalla rotazione dell'albero motore.

Impossibile dire quale sia il sistema migliore o peggiore, dipende dal tipo di guida a cui è abituato il guidatore: per uno aggressivo andrà bene un dispositivo più potente; per uno silenzioso - un compressore convenzionale è sufficiente, anche se ora non sono praticamente prodotti in una forma separata.

Vita utile del turbocompressore

I primi costruttori di energia hanno sofferto di frequenti guasti e una cattiva reputazione. Ora la situazione è migliorata molto, grazie ai moderni sviluppi del design innovativo, all'uso di materiali resistenti al calore per il corpo, all'emergere di nuovi tipi di olio, che richiede una selezione particolarmente attenta.

Allo stato attuale, la vita operativa di un'unità aggiuntiva può continuare fino a quando il motore non ha esaurito le sue risorse. L'importante è superare le ispezioni tecniche in tempo, il che aiuterà a identificare i minimi malfunzionamenti nella fase iniziale. Ciò consentirà di risparmiare notevolmente tempo per la risoluzione dei problemi minori e denaro per le riparazioni.

Un cambio tempestivo e sistematico del filtro dell'aria e dell'olio motore influisce positivamente sul buon funzionamento del sistema e sull'estensione della sua vita.

Funzionamento e manutenzione di turbine automobilistiche

Di per sé, l'unità Power Boost non richiede una manutenzione separata, ma la sua praticità dipende direttamente dallo stato attuale del motore. La comparsa dei primi problemi è indicata da:

· La comparsa di rumori estranei;

· Consumo notevole di olio motore;

• fumo bluastro o addirittura nero che fuoriesce dall'ugello;

· Una forte diminuzione della potenza del motore.

Spesso, gli effetti collaterali sono direttamente correlati all'uso di olio di bassa qualità o alla sua costante mancanza. Per non preoccuparti del guasto prematuro dell '"organo principale" e del suo "stimolatore", dovresti seguire il consiglio dell'esperto:

· Pulire la marmitta, il filtro e controllare per tempo lo stato del catalizzatore;

· Mantenere costantemente il livello dell'olio richiesto;

· Controllare regolarmente lo stato delle connessioni sigillate;

· Riscaldare il motore prima di avviare il funzionamento;

· Dopo una guida aggressiva per 3-4 minuti, utilizzare il regime minimo per raffreddare la turbina;

· Attenersi alle raccomandazioni del produttore per l'uso di un filtro e di un tipo di olio adeguati;

· Eseguire regolarmente la manutenzione e monitorare le condizioni dell'impianto di alimentazione.

Se, tuttavia, sorge la questione di riparazioni serie, allora dovrebbe essere eseguita solo in un'officina specializzata. Il servizio deve avere le condizioni ideali per mantenere la pulizia, poiché l'ingresso di polvere nel sistema è inaccettabile. Inoltre, per la riparazione è necessaria un'attrezzatura specifica.

Come prolungare la vita di un turbocompressore?

Tre punti principali assicurano un funzionamento accurato ea lungo termine della turbina:

1. Sostituzione tempestiva del filtro dell'aria e mantenimento della quantità di olio richiesta nel motore. Inoltre, dovresti usare solo quei materiali che sono raccomandati dal produttore. È possibile acquistare prodotti originali da rivenditori / rappresentanti autorizzati dell'azienda, al fine di evitare l'acquisto di falsi.

2. Un arresto improvviso dopo una trasmissione ad alta velocità costringe il sistema a funzionare senza lubrificazione, poiché la ruota della turbina continua a girare per inerzia e l'olio del motore spento non scorre più. Questo non dura a lungo, circa mezzo minuto, ma questa pratica costante porta a una rapida usura del complesso del cuscinetto a sfere. Quindi è necessario ridurre gradualmente la velocità o lasciare che il motore giri un po 'al minimo.

3. Non esercitare pressione sul gas all'improvviso. È meglio aumentare gradualmente la velocità in modo che l'olio motore abbia il tempo di lubrificare adeguatamente il meccanismo rotante.

Le regole sono molto semplici, ma seguirle insieme alle raccomandazioni del produttore prolungherà notevolmente la vita dell'auto. Come mostrano le statistiche, solo il 30% circa dei conducenti aderisce a suggerimenti utili, quindi ci sono alcune lamentele sull'inefficienza del dispositivo.

Cosa può rompersi nel turbocompressore di un'auto?

I guasti più comuni sono associati a olio motore di scarsa qualità e filtro dell'aria intasato.

Nel primo caso, si consiglia di sostituire tempestivamente la parte contaminata e di non pulirla. Tali "risparmi" possono portare alla penetrazione di detriti al centro del sistema, il che influirà negativamente sulla qualità della lubrificazione dei cuscinetti.

Il petrolio di dubbia produzione ha lo stesso effetto. Una scarsa lubrificazione porta a una rapida usura delle parti interne e non solo l'unità aggiuntiva, ma anche l'intero motore potrebbe risentirne.

Se vengono rilevati i primi segni di malfunzionamento: comparsa di una perdita di lubrificante, vibrazioni indesiderate, suoni sospettosamente forti, è necessario contattare immediatamente il servizio per una diagnosi completa del motore.

È possibile riparare una turbina in un'auto

L'acquisto di ogni novità, e ancor più legata ai meccanismi, è accompagnato dall'emissione di un certificato di garanzia, in cui il produttore dichiara un certo periodo di servizio senza problemi del dispositivo. Ma i conducenti nelle recensioni spesso condividono le loro delusioni relative alla discrepanza tra il periodo di garanzia dichiarato. Molto probabilmente, la colpa non è del produttore, ma del proprietario stesso, che semplicemente non ha rispettato le regole operative consigliate.

Se in precedenza il guasto della turbina comportava il costo di un nuovo dispositivo, al momento l'unità è soggetta a parziale ripristino. L'importante è rivolgersi a professionisti in tempo con l'attrezzatura adeguata e componenti originali certificati. In nessun caso dovresti ripararti, altrimenti non dovrai cambiare un paio di parti, ma l'intero motore, e questo costerà già molto di più.

Domande e risposte:

Qual è la differenza tra una turbina e un turbocompressore? Questi meccanismi hanno un diverso tipo di unità. La turbina viene fatta girare dal flusso dei gas di scarico. Il compressore è direttamente collegato all'albero motore.

Come funziona un turbocompressore? L'azionamento del turbocompressore viene attivato immediatamente all'avvio del motore, grazie al quale la forza di sovralimentazione dipende direttamente dalla velocità del motore. La girante è in grado di superare grandi resistenze.

Qual è la differenza tra un turbocompressore e un turbocompressore? Il turbocompressore non è altro che una turbina convenzionale alimentata dalla forza del flusso di scarico. Un turbocompressore è un turbocompressore. Sebbene sia più facile da installare, è più costoso.

A cosa serve un turbocompressore? Questo meccanismo, come una classica turbina, sfrutta l'energia del motore stesso (solo in questo caso l'energia cinetica dell'albero, e non i gas di scarico) per potenziare il flusso di aria fresca in ingresso.