Какие бывают турбины: ᐈ Виды турбин. Какие бывают на автомобиле, что выбрать ≡ Блог Turbomicron

ᐈ Виды турбин. Какие бывают на автомобиле, что выбрать ≡ Блог Turbomicron

Турбокомпрессор для авто – это одна из самых важных деталей для увеличения мощности мотора. Большинство современных транспортных средств выпускают с турбинами. Делают это не только для того, чтобы повысить мощь главного агрегата, но и для того, чтобы снизить процент вредного выхлопа от эксплуатации авто.

Разновидности турбин

Чтобы ориентироваться в выборе нагнетателя мощности мотора, стоит понимать, какие бывают турбины на авто. Различают такие виды турбин:

• с перепуском отработанного выхлопного газа;
• с изменяемой геометрией турбины VNT;
• с дросселированием.

Турбина с перепуском отработанного выхлопного газа оснащена специальным клапаном, который выпускает выхлопные газа так, что они не проходят через ротор агрегата. Благодаря этому давление нагнетается, а ротор при этом не изнашивается. Так как поток отработанных газов уменьшен, турбина в меньшем объеме сжимает воздух, и вал турбокомпрессора не набирает очень больших оборотов. Если нагрузка на мотор незначительная, клапан перекрывается и выхлопные газы проходят через турбину.

Агрегат с изменяемой геометрией турбины VNT позволяет уменьшить объем потока отработки через турбину тогда, когда коленчатый вал вращается очень быстро. Лопасти могут менять сечение канала, благодаря чему выхлопной газ направляется на крыльчатку. Благодаря этому давление внутри агрегата соответствует давлению надува. Если нагрузка на мотор небольшая, лопасти увеличивают сечение канала, из-за чего противодавление выхлопного газа возрастает. Газы в системе двигаются очень быстро, потому вал может вращаться на высоких оборотах.

Турбина с дросселированием обычно монтируют на легковые авто с небольшим объемом мотора. Заслонка для регулировки постепенно открывает подводящие каналы, из-за чего меняется поперечное сечение прохождения выхлопного газа. Если коленчатый вал вращается на небольших оборотах, открывается лишь один канал. Из-за уменьшения проходимости газа возникает противодавления, и частота вращения ротора возрастает. Когда желаемое давление достигнуто, открывается второй канал и скорость вращения ротора снижается.

Классификация авто турбин построена на принципе их работы. Современные нагнетатели мощности производят обычно из керамики, реже из стали. Керамические турбины быстрее раскручиваются, благодаря чему имеют лучший процент отдачи. Но воздействие на них микрочастиц большее, они более чувствительны к ударным нагрузкам.

Выбираем турбину для автомобиля

Типы турбин для авто различаются по множеству факторов, поэтому выбрать и приобрести подходящий агрегат непросто. Автовладельцы не понимают, какой должен быть размер турбины, ее КПД, давление и т.д.

Чтобы выбрать подходящую турбину, следуют обращать внимание на такие критерии:

1. Размер. От того, насколько правильно будет подобрана турбина, зависит правильность работы мотора: обеспечено необходимое давление, температура и порог надува. Выбирая размер турбины, в первую очередь учитывают объем мотора. Если двигатель больше, чем 2 литра, то на него можно установить большой турбокомпрессор. Так можно увеличить мощность двигателя и вместе с тем увеличить и расход.
2. Небольшие турбины не могут значительно увеличить мощность двигателя, но они отлично работают на низких оборотах и гарантированно обеспечивают хорошую производительность. Лучшие малогабаритные турбокомпрессоры это шарикоподшипниковые.
3. Конструкция. Данный показатель влияет на мощность и долговечность турбокомпрессора. Если мотор мощный, более 3-х литров, то можно монтировать 2 турбины. Так можно отрегулировать баланс надува и количества вращений.
4. КПД. Данный показатель говорит о температуре отработанных газов на выходе из компрессора. Если компрессор работает максимально эффективно, то температура должна быть невысокой.
5. Давление в коллекторе. От данного показателя зависит соответствие турбины мотору, на автомобиле где она установлена. Давление в коллекторе не должно быть больше, чем в 2,5 раза, чем давление надува.

Автомобильные турбины разделяют на виды также типу подшипника. Так они могут быть с подшипником или маслоподшипником. Турбины с подшипником могут работать без смазочного материала. Менять их просто, стоят они недорого. Им не нужен дополнительный отвод для охлаждения. Маслоподшипники же стоят дороже, но, если они установлены, турбину можно максимально раскручивать и не бояться, что подшипники выйдут из-за этого из строя.

Многие автовладельцы, не имея достаточно средств на покупку новой турбины, ищут варианты б/у. Специалисты не рекомендуют покупать подержанные типы турбокомпрессоров, но если выхода нет, то советуют быть очень внимательными и обращать внимание на внешний вид агрегата и соответствие технических характеристик для конкретной марки авто.

Виды турбокомпрессора (разновидности наддува) | Ремонт турбин в Киеве и других регионах Украины.

Если брать в общем, то турбокомпрессор представляет собой тот же центробежный компрессор, однако, он приводится в действие принципиально иными силами. Частота вращения этого устройства просто гигантская, и порой достигает 200 000 оборотов в минуту. А так как энергия эта берется не от оборотов двигателя, а от побочного продукта – выхлопных газов, то и мощность у двигателя не забирается, следовательно, значительно усиливается коэффициент полезного действия.

 

Однако, нет в мире совершенства, при использовании турбокомпрессора происходит так называемый эффект «турбоямы». Это связано с инерцией, которая не дает турбине быстро подстраиваться под изменяющуюся динамику разгона. Если резко нажать газ, то некоторое время вы будете чувствовать потерю мощности, это раскручивается турбина, чтобы набрать необходимый крутящий момент и адекватно впрыскивать воздух в цилиндр на высоких оборотах.

 

Чтобы решить эту проблему турбокомпрессор комплектуется двумя перепускными клапанами. Задача одного – выпускать излишки выхлопных газов, для поддержания необходимого давления в турбине, а второй перепускает лишний воздух из коллектора. Из этого следует, что при сокращении скорости, обороты турбины уменьшаются не очень сильно, а при нажатии на газ, турбине нужны десятые доли секунды, чтобы раскрутиться до требуемых скоростей. Также иногда применятся система изменения наклона лопаток компрессора, но реже. Вы можете увидеть эту систему в двигателе «Экотек» от Опель

 

Турбины – одни и самых активно работающих деталей автомобиля, и они сильно изнашиваются со временем. Огромная частота вращения сильно изнашивает подшипники, которые могут выйти из строя при ненадлежащей смазке. До недавнего времени, срок службы турбокомпрессора был ограничен сроком жизни подшипников – его самого слабого звена. Чтобы решить проблему, конструкторы придумали использовать в подшипниках шарики с керамическим покрытием. Изначально, эта идея пришла в голову японцам, но потом ее подхватили и шведы, что и послужило дальнейшему развитию данного направления. Такие подшипники хороши не только своими керамическими шариками, но и тем, что внутреннее пространство заполнено постоянной смазкой. Это делает ненужным дополнительный подвод масла. Сейчас же, разрабатывается ротор турбины из металлокерамики, который легче своих аналогов, изготовленных из жаростойких сплавов, и кроме того, обладает меньшей инерцией, что поможет преодолеть эффект «турбоямы».

 

На первый взгляд, такой турбокомпрессор схож с центробежным механическим. Но турбокомпрессор обладает множеством настроек, позволяющих оптимально настроиться на наибольшее повышение мощностных характеристик силового агрегата. Также существует и битурбо, который еще называют твинтубо. Это означает, что вместо одного турбокомпрессора, в автомобиле работают два, которые действуют одновременно, либо последовательно.

 

Еще одна проблема состоит в том, что ротор турбокомпрессора просто не получится сделать большого размера. Инерция в таком роторе будет слишком большой, что сильно замедлит ее раскрутку и снизит динамику автомобиля, причем – весьма существенно. Следовательно, диаметр нужно понижать, но тогда обороты повысятся просто до немыслимых скоростей, а этого уже может и не выдержать материал, из которого сделаны лопасти турбины. Выход нашли довольно простой – использование нескольких турбин параллельно.

Интеркулер

Согласитесь, довольно часто, мы с вами встречаем автомобили, на которых написано это красивое слово, но многие из нас не понимают, что оно означает. Как это не банально, за ним скрывается агрегат, призванный охлаждать воздух после выхода из компрессора и перед заходом в турбину. А зачем охлаждать этот самый воздух? Все дело в том, что при сжатии, температура воздуха повышается, и он, как это ни нелепо звучит – расширяется. Сжимая воздух, мы расширяем его, то есть в работе компрессора нет смысла. А интеркулер как раз и применяют, чтобы этот смысл появился, он охлаждает горячий воздух до приемлемых температур, перед подачей последнего в цилиндр. Если форсирование мотора не слишком сильное, то можно обойтись и без него, потому что там не так сильно сжимается воздух. А если вы все же решили сделать все по максимуму, то без интеркулера вам точно не обойтись.

1989 год стал годом рождения маскл кара, оснащенного турбиной с изменяемой геометрией. Этой машиной стал Dodge Shadow Shelby CSX 2.2, произведенный компаний Крайслер. Принцип работы этой турбины в том, что выхлопные газы подаются на лепестки турбины под разными углами и с разным давлением. Эта система обеспечивает максимальный крутящий момент даже на самых нижних этапах разгона мотора, что обеспечивает невероятную динамику. С ростом оборотов струя регулируется таким образом, чтобы турбина реагировала на изменение динамики максимально быстро.

Электронаддув

Это понятие известно еще очень слабо, что и неудивительно. Система пока находится в стадии разработки и тестирования и пока не вышла в производство. Однако, как уверяют инженеры компании-разработчика, их продукт, под названием Visteon Torque Enhancement System или просто VTES, станет весьма достойной альтернативой традиционному турбонаддуву. Имея все достоинства последнего, элктронаддув лишен всех недостатков, таких как «турбояма» и других. Поживем-увидим, система пока не подается.

 

 

 

Турбо и механический компрессоры, работающие вместе

Как мы уже писали, в системе твинтурбо существует два агрегата, работающих параллельно, однако, умельцы компании Лянча решили пойти еще дальше и заменить второй турбокомпрессор на его механический аналог. Посадив двух непримиримых врагов делать общее дело, они смогли добиться невероятных результатов. На низких оборотах, разгону помогает механический нагнетатель, а когда обороты выходят на высокий уровень, то в дело вступает уже турбокомпрессор, который за это время успевает раскрутиться. Вот так, дублируя друг — друга, эти два агрегата вытворяют с динамикой автомобиля просто чудеса! Правда, такая система чрезмерно дорога, поэтому после премьеры в 1985 году, не получила широкого распространения. И только в 2005 году, производитель «народных автомобилей» Фольксваген представил миру свой двигатель TSI, с объемом 1.4 литра, который способен выдавать целых 160 лошадиных сил. Изначально двигателю помогает механический нагнетатель, потом в дело вступает турбо и до 3500 оборотов в минуту они работают вместе, после механика отключается, освобождая крутящий момент для дальнейшего разгона автомобиля.

 

Например, в прошлом году, на территории Украины начал продаваться автомобиль Volkswagen Cross Touran 1,4 TSI, который имел впечатляющие для своего объема 140 лошадиных сил и крутящий момент в 220 Нм, в самом широком диапазоне оборотов. Нам сразу же стало интересно, откуда такая прыть и высокие характеристики? Взяв машинку на тестирование, нами было обнаружено наличие под капотом движка с непосредственным впрыском и двойным турбонаддувом, который и работает по описанной выше технологии. Причем, это используется на моторе, который работает на бензине, что в мировой практике – впервые! В роли механического компрессора используется Eaton/Roots. Нужно отметить, что данная технология TSI несколько раз становилась обладательницей различных наград за инновации.

 

Все ради КПД

 

Многие из вас спросят, зачем создавать такой высокотехнологичный, но при этом маленький мотор. Неужели нельзя сделать что-нибудь по-солиднее. А ответ прост, все это делается в угоду повышения коэффициента полезного действия. Ведь в маленьких моторах, нужно намного меньше энергетических затрат на преодоления инерционных сил движущихся деталей, которые более маленькие, нежели в моторах большего объема. Также тут уменьшено трение в цилиндрах, и всю имеющуюся мощь можно пустить по прямому назначению, то есть на движение автомобиля. В итоге КПД получается куда выше, а если еще и прибавить сюда непосредственный впрыск топлива, то получится, что 1.4 литровый двигатель работает на уровне своих 2.4-литровых старших товарищей, при этом имея экономичность и экологичность именно 1.4 литрового моторчика.

 

Непосредственный впрыск от Фольксвагена также имеет свои преимущества. Распылитель имеет шесть отверстий из которых и впрыскивается топливо. Пока ничего интересного, но это самое топливо впрыскивается с невероятным давлением в 150 бар, а в обычных силовых агрегатах, это давление не превышает 5 бар. Такая сила впрыска позволяет добиваться идеального смешивания топлива с воздухом. Все это, вместе с двумя компрессорами, обеспечивает максимальный крутящий момент в 240 Нм в диапазоне оборотов от 1500 до 4500 в минуту. Оба компрессора установлены в последовательной схеме. Таким образов, при старте, разгон осуществляется за счет первого, механического компрессора, который работает до 3500 оборотов в минуту, в зависимости от загруженности и динамки разгона, а также от уклона дороги. Нагнетание воздуха данным компрессором происходит с давлением 2.5 бара уже при 1700 оборотах в минуту.

 

Непосредственный впрыск топлива начал применяться в серийных автомобилях не так давно, он появился в 1997 году. Но еще с середины 50-х годов, Мерседес использовал эту систему для своих автомобилей, участвующих в соревнованиях Формулы 1. Естественно, что тогда он был не электрическим, а механическим. Технология была полностью рабочей, но очень дорогой, для того чтобы массово создаваться в те времена. Ведь одно дело – оснастить непосредственным впрыском несколько автомобилей, участвующих в гонках, и совсем другое – поставить это на поток. Толчком к массовому использованию этой технологии послужили ужесточающиеся нормы экологической безопасности, в сочетании с бурным развитием электроники. В итоге, в 1997 году эта система впервые появилась на серийном двигателе, которым стал Mitsubishi GDI, и далее Toyota D-4, Nissan DI. После этого, очередь дошла и до европейских силовых агрегатов и многие гранды европейского автомобилестроения взяли себе на вооружение эту технологию. Хоть технология и стала дешевле, но все же не до такой степени, чтобы продвигаться всеми. Некоторые производители посчитали это невыгодным, и только Фольксваген продвигает ее в массы.

 

Еще в 1993 году, Фольскваген начал изучение технологии непосредственного впрыска, однако потом несколько позабыл о ней, когда им был выпущен дизельный силовой агрегат, оснащенный турбокомпрессором, спортивные характеристики которого сочетаются с экономичностью. Именно этот мотор изменил мнение европейцев о дизельном двигателе, и дизель стал достаточно распространен. Хорошо, что на этой волне успеха, Фольксваген не забыл и о других своих наработках и все-таки представил бензиновый мотор, оснащенный непосредственным впрыском топлива. Спустя четыре года они развили успех, выпустив первый турбированный бензиновый силовой агрегат, который оснащается непосредственным впрыском. Ну, а в 2006 году выходит бензиновый двигатель с двумя компрессорами и непосредственным впрыском.

 

Когда мы впервые сели за руль Volkswagen Cross Touran 1,4 TSI, то отчетливо вспомнили те времена, когда прямой впрыск устанавливался на дизельных моторах. На низких передачах автомобиль звучит совсем как дизельный. Однако на средних оборотах это рычание исчезает, а тяговитость продолжает расти угрожающими темпами.

 

Кстати, бортовой компьютер выдает информацию о среднем и моментальном расходе топлива, что позволяет делать точнейший мониторинг и добиваться минимального расхода топлива в городском режиме. В городской среде очень удобно вести автомобиль с механикой, в который раз в этом убеждаюсь, тем более что ход переключения у нее короткий. Машина очень динамичная и обладает большим запасом мощности. На ней ничего не стоит совершить молниеносный скачек вперед, даже на шестой передаче и на скорости свыше ста километров в час. Так что машина идеально подходит для обгонов как в городе, так и по трассе. Расход топлива у такого прущего мотора, в смешанном режиме составляет всего 7.4 литра, а в городских условиях – 8.5 литров на сто километров пути, что почти не отличалось от того, что написано в заводской книжке, прилагаемой к автомобилю. Что примечательно, высокие скорости и минивены не очень совместимы, и тратят довольно много топлива. Однако наш сегодняшний герой выигрывает у одноклассников около 2-х литров на каждую сотню километров пути, что является прекрасным результатом. Как утверждает производитель, новые двигатели на пятерку прошли тест на надежность, без проблем проехав расстояние в 300 тысяч километров.

Турбины «Конти»

Не так давно стало известно, что концерн Continental все-таки подписал контракт с крупным европейским производителем автомобилей, и будет поставлять ему турбокомпрессоры для серийных моделей. Успех несомненный, тем более, что, по словам компании, она шла к нему три долгих года, за которые был создан полностью рабочий турбокомпрессор, обладающий высокими характеристиками и полностью готовый для серийного автоматизированного производства.

 

Отличительной чертой нового продукта является его турбина, с диаметром всего 38 миллиметров, которая раскручивается до фантастических 240 тысяч оборотов в минуту. Маленькие размеры турбины говорят о том, что она имеет низкую инерционность, что позволяет ей оперативно реагировать на малейшее нажатие педали газа, полностью исключая эффект «турбоямы». Если потребности в столь большой энергии нет, то на помощь всегда придет перепускной клапан, отводящий часть потока выхлопных газов. Интересной выглядит не только конструкция турбокомпрессора, но и процесс его сборки. По заверению конструкторов, вся сборка протекает вокруг единого вала, что позволяет собирать все за один заход, а не делить процесс на этапы. Благодаря этому, производство легко автоматизировать, снизив при этом себестоимость. В турбокомпрессоре действует эффективная система охлаждения, которая позволяет ей работать при температуре более 1000 градусов по Цельсию, что весьма характерно для бензиновых двигателей. Также заслуживает внимания модульная конструкция, позволяющая приспособить турбокомпрессор к самым разным видам силовых агрегатов. Начало выпуска планируется на 2011 год, а в 2014 году будет производиться 2 миллиона штук этой продукции ежегодно.

Twin-Scroll

Twin-Scroll, или как ее еще называют – двойная улитка. Весьма сложный, с технологической точки зрения, способ повысить мощность силового агрегата. Он чем-то похож на твин турбо, только тут две турбины объединены в одном корпусе. Они принимают выхлопные газы от своей половины цилиндров, каждый и направляют общий крутящий момент в единый компрессор, эффективно раскручивая его в самых широких диапазонах работы двигателя.

 

Турбонагнетатель KAMANN, работающий на электричестве является достойным кандидатом для усиления атмосферных двигателей.

При покупке автомобиля, нам хочется, чтобы он был не только красивым, безопасным и удобным, но также и скоростным. Однако, не всегда все эти качества сочетаются в одной машине, а нам так хочется ехать быстрее. Изменение аэродинамики не дает нужного эффекта, а двигатель большего объема означает и больший расход топлива.

 

Немецкие инженеры из компании KAMANN, после многих лет изучения, выпускают на рынок свой продукт – электрический мини нагнетатель воздуха, который монтируется в подкапотном пространстве на впускной системе двигателя. Данный агрегат позволяет, с минимальными затратами энергии, нагнетать воздух с высокой эффективностью.

 

Современные автомобили, оснащенные турбонаддувом, потребляют немного меньше топлива и выдают намного больше мощности, чем их собратья, которые не оснащены турбинами. Но об этом вам часто говорят в рекламе, а в реальности, все обстоит несколько по другому. Дело в том, что высокий крутящий момент достигается отнюдь не всегда, да еще и в весьма ограниченном диапазоне оборотов. Кроме того, не смотря на множество разработок, причем – высокотехнологичных, до конца победить эффект «турбо ямы» пока не удается. Часто, мотор все также не сразу реагирует на нажатие педали газа, что очень бесит многих водителей.

В период с 2010 по 2012 годы, около 70 процентов от общего числа проданных автомобилей будут иметь турбонаддув. KAMANN тщательно проанализировала предложения на современном рынке турбокомпрессоров, и пришла к выводу, что они, в своем большинстве, не могут обеспечить всех потребностей современного водителя. Однако, электрические турбонагнетатели KAMANN моментально реагируют на изменение в нажатии педали газа, и являются более экономичными. Уверенное нагнетание происходит даже на самых минимальных оборотах, потому что не зависит от давления выхлопных газов.

Несомненным плюсом является то, что такой прибор можно использовать и на тех моторах, на которых уже присутствует турбокомпрессор, для еще лучших динамических показателей. Как известно, эффективность большинства турбин начинает проявляться лишь с 3-х тысяч оборотов в минуту. Наш нагнетатель действует эффективно с самого начала, через доли секунда после нажатия педали газа, вы получаете невиданное ускорение, благодаря электрическому нагнетателю KAMANN. Увеличение крутящего момента, в среднем, составляет 12 процентов, что очень неплохо.

 

Непрерывное получение дополнительного крутящего момента и более сильное ускорение – вот основные плюсы нашей продукции. Для того, чтоб показать достоинства нашего нагнетателя, мы установили его на автомобиль, с мотором, объемом 1.4 литра и сравнили его динамику с 1.6 литровым мотором. Как и ожидалось, наш 1.4 ни в чем ему не уступил, но остался с почти тем же потреблением топлива, так что экономия топлива составляет 10 процентов, в среднем.

Melett Turbo Glossary

A/R	A/R (Поверхность / радиус) — это термин, используемый для определения геометрической характеристики для всех корпусов турбины и компрессора.
Центральные корпуса	Корпус из литейного чугуна — центр турбокомпрессора, который является основой для крепления следующих компонентов: кольцевое уплотнение поршня турбины, опорный подшипник (или несколько подшипников) и упорный подшипник, на которые подается масло под давлением из двигателя.
Дроссельная линия	Определяет предельный центробежную силу; расположена с правой стороны на кривой графика компрессора.
Картриджи	(Узел вращения центрального корпуса) CHRA по своей сущности является турбокомпрессором без корпусов компрессора и турбины, включая в себя полный узел вращения, вал и крыльчатку, центральный корпус и крыльчатку компрессора.
Колеса компрессора (крыльчатки)	Радиальный многолопастный компрессор в турбокомпрессоре, который забирает отфильтрованный внешний воздух, сжимает его в своем корпусе и выдает на вход двигателя.
Корректировка расхода воздуха	Чтобы нанести данные по расходу воздуха на кривую компрессора, необходимо убедиться, что расход выбран правильно, с учетом всех факторов, влияющих на плотность воздуха, таких как атмосферные условия
Свободно плавающий	Это турбокомпрессор без перепускной заслонки для отработавших газов. Соответственно, такой турбокомпрессор не способен регулировать собственный уровень наддува.
Теплоотражательные щиты	Тонкия пластина, которая защищает и разделяет верхнюю часть центрального корпуса от высоких температур выхлопных газов. Располагается между центральным корпусом и вращающимся колесом турбины.
Подшипники (втулки)	Входит в отверстие центрального корпуса и препятствует радиальному смещению вала с крыльчаткой.
Корпуса турбины по линии центра	Расположение корпусов турбины по линии центра — это старая конструкция корпуса турбины со входом на центральной линии.
Кольцевые прокладки	Неподвижное уплотнение для предотвращения попадания масла или воздуха между разными компонентами.
Превышение оборотов	Этот термин используют, когда турбокомпрессор работает с превышением предела для штатного режима.
Кольца	Тип уплотнения, широко используемый в турбокомпрессорах для предотвращения попадания воздуха, газа или масла в защищенные объемы. Уплотнение дифференциального давления.
Отношение давлений	Абсолютное давление на выходе, деленное на абсолютное давление на входе Например: (Наддув + дифф. давл. интеркулера + атмосф.) / (атмосф.-дифф. давл. фильтра) = Отношение давлений
Ремонтные наборы	Малый ремонтный набор — содержит основные компоненты; Большой ремонтный набор — содержит все компоненты, необходимые для ремонта турбокомпрессора; Универсальный набор — включает все варианты для случаев, когда в модель вносилось несколько изменений. Пример: крыльчатки компрессора с плоской или приподнятой задней поверхностью, обычные или утонченные валы и т. д.
Передние крышки	Компонент, изготавливаемый обычно из алюминия, с отверстием для уплотнения окончания поршневого кольца компрессора, который вращается в канавке маслоотбойного кольца или упорного кольца. На некоторых моделях этот компонент удвоен, так как служит опорным фланцем для крепления корпуса компрессора.
Валы и колеса	Собранный узел, объединяющий в один компонент вал и крыльчатку турбины (также называемый «колесо турбины»), который использует отработавший газ из двигателя для вращения турбины, которая в свою очередь вращается как воздушный насос.
Гайки вала	Удерживают крыльчатку компрессора и прочие детали группы ротора на валу; как правило, имеют левую резьбу на современных турбокомпрессорах; эти прецизионные гайки должны быть затянуты с определенным моментом.
Упорные подшипники	Одинарный плоский подшипник, который воспринимает положительные и отрицательные осевые нагрузки, генерируемые при ускорении и замедлении ротора турбокомпрессора. Это фиксированный подшипник, внутри него вращается упорное кольцо. Пленка масла под давлением разделяет поверхности подшипника с уклоном и опорные поверхности кольца.
Упорное кольцо	Установлено между опорным подшипником и упорным подшипником, работает как демпфер, не позволяющий деталям соприкасаться.
Маслосъемные кольца упорного подшипника	Расположены на валу турбины в отверстии уплотнительной шайбы, служат сепаратором или уплотнением между упорным подшипником, уплотнительной шайбой и крыльчаткой компрессора;
Шайба упорного подшипника	Половина комплектного упорного кольца, которая вращается под упорным подшипником. Упорное кольцо состоит из двух частей и служит для поворота на 360 градусов вокруг упорного подшипника.
Запорная часть	Пространство для разделения крыльчаток турбины и компрессора. Для расчета запорной части нужно воспользоваться диаметрами впускного и выпускного каналов. Например: впускной2/выпускной 2 = запорная часть.

Опять турбины? — журнал «АБС-авто»

Турбокомпрессор – агрегат непростой, замысловатый. У людей, не знакомых с турботехникой, но любопытных, он и все, что с ним связано, вызывает массу вопросов. И сами вопросы, и ответы на них бывают весьма интересные.

Вот такой вопрос: Турбину иногда называют как-то чудно – тур-бо-ком-прес-сор. Почему так? Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Корректный ответ на этот вопрос на первый взгляд может показаться абсурдным. И все же: агрегат, который в просторечии принято называть турбиной, – вовсе не турбина. По сути, это – компрессор, т.е. устройство, предназначенное для нагнетания воздуха под давлением.

Строгое техническое наименование этого агрегата – турбокомпрессор (англоязычный вариант – turbocharger, что можно перевести как турбонагнетатель).

«Турбокомпрессор» – сложносоставное слово, главная часть которого, в соответствии с правилами русского языка, именно «компрессор». А приставка «турбо» – всего лишь указание на некоторую особенность основной части. Возвращаясь от лингвистики к технике: в данном случае приставка «турбо» означает, что компрессор приводится в действие турбиной. Вот такая у него, компрессора, особенность. Действительно, как и сам термин, турбокомпрессор – агрегат «сложносоставной». Он состоит из компрессора и турбины, соединенных общим валом. Вал вращается в подшипниках, размещенных в центральном корпусе турбокомпрессора.

Компрессор выполняет основную функцию, возложенную на турбоагрегат. Он нагнетает в двигатель воздух под избыточным давлением, что увеличивает массу поступающего в двигатель окислителя при «прочих равных»: рабочем объеме, диапазоне частот вращения и т. д. Необходимую для этого энергию вырабатывает турбина. Она приводит компрессор во вращение, питаясь дармовыми отработавшими газами, истекающими из двигателя.

Говоря образно, турбокомпрессор – это сказочное существо «тяни-толкай». Турбина – «тяни», компрессор – «толкай». Турбина – горячая часть, компрессор – холодная. Турбина – центростремительная, компрессор – центробежный. В этом они противоположны. А объединяет их (помимо общего вала) принадлежность к одному виду – лопаточным машинам.

Такова «техническая правда» о турбине.

Поэтому расхожая фраза «турбина не дует», которую частенько приходится слышать от расстроенного автовладельца или технически не подкованного сервисмена, имеет хоть какой-то смысл только на сленге, когда словом «турбина» называют весь турбоагрегат. То же словосочетание в техническом контексте бессмысленно. Турбина, являющаяся не более чем приводом компрессора, «дуть» и не должна. Ее миссия – «крутить», в свою очередь, раскручиваясь отработавшими газами.

«Турботехнической правды» ради также стоит уточнить, что турбированные двигатели оснащаются не турбинами (и даже не турбокомпрессорами), а системами турбонаддува. В состав системы вместе с одним и даже несколькими турбокомпрессорами входят соединительные магистрали, патрубки и «шланчики», а также датчики и устройства регулирования.

Вот теперь, продемонстрировав свою техническую грамотность, можно со спокойной совестью вернуться на общепринятый «язык масс».

У меня вопрос: сколько стоит турбина для …? Сколько-сколько? А чего так дорого?

Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Его, как правило, задают потенциальные покупатели, которые находятся на начальной стадии процесса поиска жизненно необходимой запчасти. Им приходится растолковывать следующее.

Это – вовсе не турбина. По техническим канонам это – компрессорКомпрессор, холодная часть, «толкай»; турбина, горячая часть, «тяни»; центральный корпус подшипников. Все вместе – турбо-ком-прес-сор

Розничная цена импортных турбокомпрессоров на независимом (от официальных автодилеров) рынке автозапчастей формируется так же, как и других автомобильных агрегатов зарубежного производства. Отправная точка – отпускная цена завода-изготовителя. По пути от заводского склада (чаще – европейского) до магазина она увеличивается на величину таможенной пошлины, стоимость логистики, наценку оптового поставщика и розничного продавца. Конкуренция на независимом «турбомаркете» ограничивает аппетит оптовиков и ритейлеров, так что отпускная цена турбины в итоге возрастает в среднем на 30–40%. Кстати, не так плохо для конечного потребителя – в европейских магазинах те же турбины стоят намного дороже, хотя их не везут за тридевять земель и не растаможивают. Так почему все равно дорого?

Причина – высокая отпускная цена завода-изготовителя, обусловленная следующими, небезосновательными соображениями. Современный турбокомпрессор – высокотехнологичное изделие. В его производстве применяются уникальные дорогостоящие материалы и технологические процессы: жаропрочные высоколегированные сплавы, металлокерамика, высокоточное литье, прецизионная механическая обработка, сварка трением и электронным лучом, многостадийная балансировка деталей, автоматизированная сборка, калибровка и т. д. Современный турбокомпрессор – продукт инновационный. Сумасшедшие темпы развития турботехнологий были бы невозможны без колоссальных вложений в НИОКР и производство. Мировые лидеры турбостроения ежегодно открывают новые заводы и исследовательские центры. По законам бизнеса, вложения должны быть, безусловно, возвращены. Это также учитывается заводом при расчете отпускной цены изделия. Она составляет подавляющую часть (до 70%) стоимости турбины, оплачиваемой российским покупателем.

Язык не поворачивается назвать «это» турбиной. Очевидно, что это «регулируемая двухступен- чатая система турбонаддува» BorgWarner для 3-литрового, 265-сильного турбодизеля BMW M57

Стоимость конкретной модели турбины зависит от многих факторов: конструктивной сложности и степени новизны изделия, его востребованности на рынке, класса автомобиля, для которого она предназначена, а также статуса дистрибьютора и объема закупки.

Так, новые турбины с изменяемой геомет­рией и электронным управлением дороже. Те, что конструктивно проще, например, турбины с байпасным регулированием – дешевле. Это правило нарушается, если мотор давно снят с производства, спрос на турбину на афтемаркете невелик, а потому она выпускается редко и малыми партиями.

При небольших объемах производства, тем не менее, сопряженных с ремонтом технологической оснастки и переналадкой сборочных линий, стоимость устаревших изделий может оказаться сравнимой с ценой новых турбин и даже превысить их. Так что покупка нового заводского турбоагрегата для 15–20-летней машины, как правило, оказывается экономически нецелесообразной. В таких случаях выгоднее поискать восстановленную турбину или отремонтировать неисправную.

Турбина BorgWarner с технологией VTG и электронным актюатором для 3-литровых турбодизелей VAG. Она просто обязана быть недешевойНа афтемаркет поступают оригинальные турбины, но в заводской упаковке и с заводской биркой

Розничные цены на новые оригинальные турбины на афтемаркете следуют тем же закономерностям, что и заводские. Они незначительно, в пределах нескольких процентов, колеб­лются от продавца к продавцу. Если же кто-то предлагает «новую» турбину по «спеццене», на десятки процентов дешевле среднерыночной, – значит, продавец торгует себе в убыток. Такое бывает?

Подскажите, сколько стоит турбина для …? Сколько-сколько? А чего так дешево?

Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Турбопроизводство – это суперсовременные методы изготовления и контроля

Такой вопрос задают покупатели, которые уже прочесали изрядную долю рынка запчастей и убедились, что турбокомпрессор – дорогой агрегат. «Дорогой», так же как и «дешевый», – понятие относительное. Относительно чего турбина на афтемаркете кажется подозрительно дешевой? Выясняется, что она такова в сравнении с «оригинальным» агрегатом, который предлагают официальные дилеры автопроизводителей через свои торговые и сервисные подразделения. Действительно, стоимость турбины на независимом рынке и у «зависимых» официалов отличается … в разы! У покупателя, морально не готового к такой ситуации, закономерно возникает вопрос, обозначенный выше. «Это что, не оригинал? Китай?», – переживает он, настроенный заверениями автодилера, что единственно возможный, «самый оригинальный оригинал» можно купить только у него. Так ли это?

Хороший повод для того, чтобы напомнить, как устроено мировое турбопроизводство. Начнем с главного: никаких оригинальных «мерседесовских», «фольксвагеновских», «фор­довских» и прочих «…ских» турбин в природе не существует. Только два автоконцерна имеют в своем составе специализированные предприятия по производству турбокомпрессоров. Это японские Toyota и Mitsubishi. Но даже они не все моторы оснащают «своими» турбинами, иногда в силу разных причин отдавая предпочтение продукции сторонних производителей. Все остальные автозаводы без вариантов получают на сборочные конвейеры турбины от мировых «грандов» турбостроения. Кто они, эти неизвестные рядовому потребителю производители турбокомпрессоров?

Это два транснациональных гиганта турбо­отрасли (и два давнишних конкурента): Honeywell Turbo Technologies (HTT), выпускающий турбины под торговой маркой Garrett, и BorgWarner Turbo Systems (BWTS) с легковой линейкой KKK (3К) и грузовыми турбинами Schwitzer. Это два японских предприятия: Mitsubishi Heavy Industries (MHI) с европейским отделением Mitsubishi Equipment Europe (MEE) и подразделение японского аэрокосмического концерна Ishikawajima Heavy Industries (IHI), маркирующие свою продукцию MHI и IHI соответственно. Наконец, это производитель турбокомпрессоров марки Holset для коммерческой автотехники, недавно ставший частью известного разработчика дизелей Cummins и получивший новое название Cummins Turbo Technologies (CTT). Пожалуй, это все, кто удовлетворяют потребности автозаводов в турбокомпрессорах.

Если с этого «гарретта» срезать заводскую бирку, откроется маркировка, указывающая, что это оригинальная деталь двигателя Mercedes OM642

Выиграв тендер на разработку и поставку турбины автозаводу X для двигателя Y, один из перечисленных выше производителей получает приз – возможность плановой поставки большого количества продукции на первый монтаж, т.е. на конвейер и для нужд официального послепродажного сервиса. В течение 2–3 лет (в зависимости от договоренности) с начала выпуска мотора автозавод получает «эксклюзив» на новую турбину. В это время ее можно найти только у автодилеров. По прошествии этого срока производитель турбины получает право самостоятельно продавать новое изделие на независимом афтемаркете через свою дистрибьюторскую сеть.

Продукция, которую турбопроизводители поставляют на рынок запчастей, – это такие же турбины, что отгружаются автозаводам. Они выходят с тех же производственных линий, одних и тех же предприятий. В то же время у них есть отличия в маркировке и упаковке. На независимый турбомаркет агрегаты поступают в упаковке завода-изготовителя и под заводскими номерами. Использовать фирменные эмблемы и ОЕ номера деталей по своему усмотрению производители турбин обычно не имеют права – это собственность автозаводов. Поэтому зачастую с турбин, предназначенных для афтемаркета, эти «запретные знаки» удаляют (довольно грубо, абразивной обработкой) или маскируют – наклеивают новую бирку поверх оригинальной гравировки. Обычно это и вызывает сомнения у покупателя: турбина-то внешне абсолютно идентична той, что стояла на двигателе… А где же мерседесовская звезда? А почему на шильдике нет номера А6420905980?

Человек, не сведущий в тонкостях турборынка, решит, что это агрегат производства Volvo. Отнюдь: эту турбину на конвейер и афтемаркет поставляет MHI«Самый оригинальный оригинал» для моторов Mercedes OM646 (Vito, Viano 2,2 CDI) делает японская IHI

Выходит, одни и те же агрегаты доходят до конечного покупателя двумя маршрутами: через многоуровневую официальную дилерскую сеть производителя автомобиля и напрямую, от завода-изготовителя. Почему коробка с эмблемой автозавода и ОЕ-номер на бирке увеличивают цену турбины в 2–3 раза – судить не нам. Но если покупатель готов платить за них – это его право. Надо отдать должное коммерческой хватке автодилеров: попробуйте-ка продать вещь втридорога, когда она же за углом продается в разы дешевле! И ведь продают! Часть клиентов просто не осведомлена о существовании независимого турборынка, кого-то убеждают авторитетными рассуждениями про «оригинальный оригинал», а к несговорчивым, купившим турбину «на стороне», нередко применяют особые методы убеждения. Будет повод – расскажем и про них.

Завершим тем, с чего начали: оригинальных «мерседесовских», «фольксвагеновских», «фордовских» и прочих «…ских» турбин в природе не существует. Есть только оригинальные «гарреты», «ка-ка-ка-шки», «швицеры», «эм-эйч-ай»… Ничего необычного: точно так же нет, например, генераторов BMW или оптики Opel, но есть генераторы Bosch и фары Hella. И никому не придет в голову подозревать в неоригинальности автоматы ZF. Даже если на алюминиевой улитке турбокомпрессора красуется отлитая эмблема Ford, это всего лишь значит, что этот уважаемый автопроизводитель заказал у концерна Honeywell турбину Garrett с таким декором.

Вот такой вопрос: первая турбина на моем автомобиле прошла XXL километров. После замены вторая пробежала всего X километров. В чем причина? Турбина «не алё»?

Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Ответ на него можно начать вот с чего. Если после сервисной замены турбина продержалась на двигателе Х километров, считайте, что вам повезло. Нередко случается, что после замены турбины машина не успевает съехать с подъемника, как турбину вновь нужно менять. Такие случаи порождают у сервисников и их клиентов предубеждение в низком качестве купленной ими запчасти. Возникают слухи о каких-то особо оригинальных турбинах, которые по ресурсу значительно превосходят агрегаты, продающиеся на афтемаркете. Такую поставил – и гоняй-не грусти следующие XXL километров! На деле проблема чаще всего не в турбине.

Сами производители турбин о ресурсе своей продукции говорят так. Срок службы турбокомпрессора сравним с ресурсом двигателя… И далее – важное уточнение: …если параметры систем двигателя соответствуют заводским спецификациям! Трудно не согласиться с этим, если вспомнить, что турбокомпрессор – единственный агрегат двигателя, который тесно взаимодействует практически со всеми системами двигателя: впуска, смазки, охлаждения, дозирования топлива, вентиляции картера, рециркуляции и выпуска отработавших газов. К тому же это наиболее высоконагруженный агрегат двигателя, он работает на режимах, близких к предельно допустимым. Поэтому любой незначительный сбой в работе систем двигателя как минимум сокращает его ресурс, а существенное отклонение параметров может и вовсе привести к быстрому аварийному отказу. Недаром турбокомпрессор называют индикатором состояния двигателя. Если в моторе что-то не в порядке – турбина первой «просигналит» об этом.

Если бы Perkins был против размещения своего логотипа на продукции для независимого афтемаркета, его бы удалили с этой оригинальной турбины на заводе HoneywellС этим воздушным фильтром турбокомпрессор обречен на повышенный вынос масла во впускную систему двигателяТакое состояние систем впуска и рециркуляции – обычное дело. Тут и до беды недалеко

Что происходит с системами двигателя по мере его эксплуатации – вопрос риторический. Конечно, они деградируют, их работоспособность объективно ухудшается, что однозначно отражается на ресурсе турбокомпрессора. Износился масляный насос – сократилась подача масла к турбине – узел подшипников время от времени работает в режиме полусухого трения. Разладилась система топливоподачи – увеличилась температура отработавших газов – детали турбины испытывают термическую перегрузку. Снизилась пропускная способность катализатора или сажевого фильтра – возросло давление в турбине – ротор подвергается чрезмерной осевой нагрузке. В любом из этих (и десятках аналогичных) случаев ни одна турбина не протянет заветные XXL километров. Именно поэтому процедура замены турбины предусматривает диагностику систем двигателя. Не проверив их и не устранив хотя бы наиболее критические неисправности, нечего и думать о продолжительном ресурсе турбины.

Вопрос о причине отказа предыдущей турбины практически у каждого покупателя вызывает неподдельное удивление: «Какая причина? Время ее пришло!». Полная фигня! Турбина – не расходная деталь, ее сервисная замена планами ТО автомобиля не предусмотрена. Значит, отказ турбины – это не норма, а отклонение от нее, авария, спровоцированная какой-то причиной или причинами. В двигателе что-то разладилось настолько, что и без того тяжкая жизнь турбины стала просто невыносимой. Понятно, что бездумная замена неисправной турбины на новую – устранение следствия, что не решает саму проблему. Поэтому рекомендации по замене агрегата у каждого турбопроизводителя начинаются с одной и той же фразы: «Прежде чем менять вышедшую из строя турбину, нужно обязательно выяснить и устранить причину ее поломки. Иначе новую турбину вскоре постигнет та же участь».

Попробуйте с этим поспорить!

Продолжение следует

Уникальную информацию по устройству, эксплуатации и ремонту систем турбонаддува смотрите на сайте turbomaster.ru

• Сергей Самохин

Турбокомпрессор: сердце системы наддува воздуха

Турбокомпрессор: сердце системы наддува воздуха

Для повышения мощности двигателей внутреннего сгорания широкое применение находят специальные агрегаты — турбокомпрессоры. О том, что такое турбокомпрессор, каких типов бывают эти агрегаты, как они устроены и на каких принципах основана их работа, а также об их обслуживании и ремонте читайте в статье.

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор — основной компонент системы агрегатного наддува двигателей внутреннего сгорания, агрегат для повышения давления во впускном тракте двигателя за счет энергии отработавших газов.

Турбокомпрессор применяется для повышения мощности двигателя внутреннего сгорания без коренного вмешательства в его конструкцию. Данный агрегат повышает давление во впускном тракте двигателя, обеспечивая подачу в камеры сгорания увеличенного количества топливно-воздушной смеси. В этом случае сгорание происходит при более высокой температуре с образованием большего объема газов, что приводит к повышению давления на поршень и, как следствие, к росту крутящего момента и мощностных характеристик двигателя.

Применение турбокомпрессора позволяет увеличить мощность двигателя на 20-50% с минимальным увеличением его стоимости (а при более значительных доработках рост мощности может достигать 100-120%). Благодаря своей простоте, надежности и эффективности системы наддува на основе турбокомпрессоров находят самое широкое применение на всех типах транспортных средств с ДВС.

Типы и характеристики турбокомпрессоров

Сегодня существует большое разнообразие турбокомпрессоров, но их можно разделить на группы по назначению и применимости, типу используемой турбины и дополнительному функционалу.

По назначению турбокомпрессоры можно разделить на несколько типов:

• Для одноступенчатых систем наддува — один турбокомпрессор на двигатель, либо два и более агрегатов, работающих на несколько цилиндров;
• Для последовательных и последовательно-параллельных систем надува (различные варианты Twin Turbo) — два одинаковых или разных по характеристикам агрегата, работающих на общую группу цилиндров;
• Для двухступенчатых систем наддува — два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые работают в паре (последовательно друг за другом) на одну группу цилиндров.

Наиболее широкое применение находят одноступенчатые системы наддува, построенные на основе одного турбокомпрессора. Однако такой системе может присутствовать два или четыре одинаковых агрегата — например, в V-образных двигателях используются отдельные турбокомпрессоры на каждый ряд цилиндров, в многоцилиндровых моторах (более 8) могут применяться четыре турбокомпрессора, каждый из которых работает на 2, 4 или более цилиндров. Меньшее распространение получили двухступенчатые системы наддува и различные вариации Twin-Turbo, в них используется два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые могут работать только в паре.

По применимости турбокомпрессоры можно условно разделить на несколько групп:

• По типу двигателя — для бензиновых, дизельных и газовых силовых агрегатов;
• По объему и мощности двигателя — для силовых агрегатов малой, средней и большой мощности; для высокооборотистых двигателей, и т.д.

Турбокомпрессоры могут оснащаться турбиной одного из двух типов:

• Радиальной (радиально-осевой, центростремительной) — поток отработавших газов подается на периферию крыльчатки турбины, движется к ее центру и выводится в осевом направлении;
• Осевой — поток отработавших газов подается вдоль оси (к центру) крыльчатки турбины и выводится с ее периферии.

Сегодня применяются обе схемы, но на двигателях небольшого объема чаще можно встретить турбокомпрессоры с радиально-осевой турбиной, а на мощных силовых агрегатах предпочтение отдается осевым турбинам (хотя это и не является правилом). Независимо от типа турбины, все турбокомпрессоры оснащаются центробежным компрессором — в нем воздух подается к центру крыльчатки и отводится от ее периферии.

Современные турбокомпрессоры могут иметь различный функционал:

• Двойной вход — турбина имеет два входа, на каждый из них поступают отработавшие газы от одной группы цилиндров, такое решение снижает перепады давления в системе и улучшает стабильность наддува;
• Изменяемая геометрия — турбина имеет подвижные лопасти или скользящее кольцо, посредством которых можно изменять поток отработавших газов на рабочее колесо, это позволяет изменять характеристики турбокомпрессора в зависимости от режима работы двигателя.

Наконец, турбокомпрессоры отличаются основными эксплуатационными характеристиками и возможностями. Из основных характеристик этих агрегатов следует выделить:

• Степень повышения давления — отношение давления воздуха на выходе компрессора к давлению воздуха на входе, лежит в пределах 1,5-3;
• Подача компрессора (расход воздуха через компрессор) — масса воздуха, проходящая через компрессор за единицу времени (секунду), лежит в пределах 0,5-2 кг/с;
• Рабочий диапазон оборотов — лежит в пределах от нескольких сотен (для мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей) до десятков тысяч (для современных форсированных двигателей) оборотов в секунду. Максимальная скорость ограничена прочностью рабочих колес турбины и компрессора, при слишком высокой скорости вращения за счет центробежных сил колесо может разрушиться. В современных турбокомпрессорах периферийные точки колес могут вращаться со скоростями 500-600 и более м/с, то есть — в 1,5-2 раза быстрее скорости звука, это и обуславливает возникновение характерного свиста турбины;
• Рабочая/максимальная температура отработавших газов на входе в турбину — лежит в пределах 650-700°С, в отдельных случаях достигает 1000°С;
• КПД турбины/компрессора — обычно составляет 0,7-0,8, в одном агрегате КПД турбины обычно меньше КПД компрессора.

Типовая схема системы агрегатного наддува воздуха ДВС

Также агрегаты отличаются размерами, типом монтажа, необходимостью применять вспомогательные компоненты и т.д.

Конструкция турбокомпрессора

В общем случае турбокомпрессор состоит из трех основных узлов:

1. Турбина;
2. Компрессор;
3. Корпус подшипников (центральный корпус).

Турбина — агрегат, преобразующий кинетическую энергию отработавших газов в механическую энергию (в крутящий момент колеса), которая обеспечивает работу компрессора. Компрессор — агрегат для нагнетания воздуха. Корпус подшипников связывает оба агрегата в единую конструкцию, а расположенный в нем вал ротора обеспечивает передачу крутящего момента от колеса турбины на колесо компрессора.

Разрез турбокомпрессора

Турбина и компрессор имеют схожую конструкцию. Основой каждого из этих агрегатов выступает корпус-улитка, в периферийной и центральной части которого расположены патрубки для соединения с системой наддува. У компрессора впускной патрубок всегда находится в центре, выпускной (нагнетательный) — на периферии. Такое же расположение патрубков у осевых турбин, у радиально-осевых турбин расположение патрубков обратное (на периферии — впускной, в центре — выпускной).

Внутри корпуса располагается колесо с лопатками специальной формы. Оба колеса — турбинное и компрессорное — удерживаются общим валом, который проходит через корпус подшипников. Колеса — цельнолитые или составные, форма лопаток турбинного колеса обеспечивает максимально эффективное использование энергии отработавших газов, форма лопаток компрессорного колеса обеспечивает максимальный центробежный эффект. В современных турбинах высокого класса могут использоваться составные колеса с керамическими лопатками, которые имеют низкую массу и обладают лучшими характеристиками. Размер колес турбокомпрессоров автомобильных двигателей — 50-180 мм, мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей — 220-500 и более мм.

Оба корпуса монтируются на корпус подшипников с помощью болтов через уплотнения. Здесь располагаются подшипники скольжения (реже — подшипники качения специальной конструкции) и уплотнительные кольца. Также в центральном корпусе выполняются масляные каналы для смазки подшипников и вала, а в некоторых турбокомпрессорах и полости водяной рубашки охлаждения. При монтаже агрегат соединяется с системами смазки и охлаждения двигателя.

В конструкции турбокомпрессора могут быть предусмотрены и различные вспомогательные компоненты, в том числе детали системы рециркуляции отработавших газов, масляные клапаны, элементы для улучшения смазки деталей и их охлаждения, регулировочные клапаны и т.д.

Детали турбокомпрессора изготавливаются из специальных марок стали, для колеса турбины применяются жаропрочные стали. Материалы тщательно подбираются по коэффициенту температурного расширения, что обеспечивает надежность конструкции на различных режимах работы.

Турбокомпрессор включается в систему наддува воздуха, в которую также входят впускной и выпускной коллекторы, а в более сложных системах — интеркулер (радиатор охлаждения наддувного воздуха), различные клапаны, датчики, заслонки и трубопроводы.

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы турбокомпрессора

Функционирование турбокомпрессора сводится к простым принципам. Турбина агрегата внедряется в выпускную систему двигателя, компрессор — во впускной тракт. Во время работы мотора выхлопные газы поступают в турбину, ударяются о лопатки колеса, отдавая ему часть своей кинетической энергии и заставляя ее вращаться. Крутящий момент от турбины посредством вала напрямую передается на колеса компрессора. При вращении колесо компрессора отбрасывает воздух на периферию, повышая его давление — этот воздух подается во впускной коллектор.

Одиночный турбокомпрессор имеет ряд недостатков, основной из которых — турбозадержка или турбояма. Колеса агрегата имеют массу и некоторую инерцию, поэтому не могут мгновенно раскручиваться при повышении оборотов силового агрегата. Поэтому при резком нажатии на педаль газа турбированный двигатель разгоняется не сразу — возникает короткая пауза, провал мощности. Решением этой проблемы служат специальные системы управления турбиной, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией, последовательно-параллельные и двухступенчатые системы наддува, и другие.

Вопросы обслуживания и ремонта турбокомпрессоров

Турбокомпрессор нуждается в минимальном техническом обслуживании. Главное — вовремя производить замену масла и масляного фильтра двигателя. Если мотор еще может какое-то время работать на старом масле, то для турбокомпрессора оно может стать смертельно опасным — даже незначительное ухудшение качества смазочного материала на высоких нагрузках может привести к заклиниванию и разрушению агрегата. Также рекомендуется периодически очищать детали турбины от нагара, что требует ее разбора, однако эту работу следует выполнять только с применением специального инструмента и оборудования.

Неисправный турбокомпрессор в большинстве случаев проще заменить, чем ремонтировать. Для замены необходимо использовать агрегат того же типа и модели, что был установлен на двигателе ранее. Монтаж турбокомпрессора с иными характеристиками может нарушить работу силового агрегата. Подбор, монтаж и настройку агрегата лучше доверять специалистам — это гарантирует правильное выполнение работ и нормальную работу двигателя. При правильной замене турбокомпрессора двигатель снова обретет высокую мощность и сможет решать самые сложные задачи.

Другие статьи

#Палец штанги реактивной

Палец штанги реактивной: прочная основа шарниров штанг

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

Каталог запасных частей турбокомпрессоров

КАК ИДЕНТИФИЦИРОВАТЬ ВАШ ТУРБОКОМПРЕССОР

Чтобы идентифицировать ваш турбокомпрессор вы должны узнать оригинальный номер детали (номер турбокомпрессора, «Part Number») производителя турбокомпрессора. Чаще всего он выгравирован на пластине или просто выбит на корпусе компрессорной части турбокомпрессора.

В каталоге, также возможен поиск по оригинальному номеру производителя (OEM, OE) автотранспортного средства.

«Part Number» (англ. part number — «номер детали» или «номер запчасти»). Это оригинальный номер турбокомпрессора, номер который предоставляется непосредственно производителем турбокомпрессора (Garrett, BorgWarner, IHI, Mitsubishi и так далее).

«OEM» или коротко «OE» (англ. original equipment manufacturer — «оригинальный производитель оборудования»). Известно, что это номер производителя автотранспортного средства (Mercedes, BMW, Audi, Ford, Toyota, Volvo, VW и так далее).

Обычно, но не всегда, оба номера присутствуют на турбокомпрессоре. В нашем каталоге хранятся оба номера, но высокий приоритет отдан номеру производителя турбины («Part Number» или «Номер детали»). Мы рекомендуем выполнять поиск подходящей вам турбины именно по этому номеру.

ШАГ ПЕРВЫЙ: Очистите пластину или корпус. Номер увидеть очень трудно, поэтому площадь нужно промыть или почистить, используя очиститель. Не перестарайтесь, чтобы не стереть надпись полностью.

ШАГ ВТОРОЙ: Определите оригинальный номер турбокомпрессора. Каждый «Бренд» турбокомпрессора имеет свой номер. Здесь несколько примеров (выберите производителя вашего турбокомпрессора).

• Garrett

  Номер турбокомпрессоров «Garrett» обычно содержит 6 символов, начинаясь с 4, 7 или 8, затем следует знак минус и дополнительные 4 цифры или 4 цифры с буквой S в конце. Например: 454083-0001; 452204-0002; 720244-5004S; 712290-0002. Также, встречаются укороченные номера турбин (например: 452204-2; 720244-4; 712290-2). В общем, принцип распознавания номера турбины «Garrett» таков: три номера 452204-0002, 452204-2 и 452204-5002S являются одним и тем же. «452204-0002» и «452204-2» «Garrett» реализует непосредственно производителю автотранспортного средства, а «452204-5002S» продаёт сам «Garrett» как запасную часть «aftermarket».

  В поиске вы можете использовать только 6 первых чисел номера детали (например: 724930) или полный номер со знаком минус в середине (например: 724930-0002). Не ищите по короткому «724930-2» номеру или по «724930-5002S» номеру. Также, можно пробовать поискать по оригинальному номеру производителя (OEM, OE) автотранспортного средства, если таковой номер вам известен (примеры номеров OEM: 03G253010J, 03G253014H, 03G253019A).

  В базе данных каталога мы записываем номера вида «724930-0002», то есть полный, оригинальный номер детали Garrett.

  Большинство турбин Garrett взаимозаменяемые по первым 6 числам номера. Например: 724930-0002 является идентичной 724930-0003 и так далее. Но бывают и строгие исключения этого принципа. Например: турбина 782217-0003 не взаимозаменяема с 782217-0002 и 782217-0001 турбинами, которые в свою очередь взаимозаменяемы.

• BorgWarner

  Номер турбокомпрессоров «BorgWarner» (он же «KKK», «3K» и «SCHWITZER») обычно содержит 11 чисел, начинаясь с 5 или 1. Например: 5303-970-0057; 5303-988-0023; 5435-988-0125. Также номер турбин BorgWarner может начинаться с букв K, KP, BV. Например: K14-7805; K16-7805; KP35-7805; KP39-7805; K03-05; BV43B-0132.

  Вместо двух знаков минус, в номере могут быть пробелы или вообще номер может быть написан слитно, без пробелов и минусов. Обратите внимание на центральную часть номеров: 5303-970-0057, 5303-988-0057, 5303 970 0057, 5303 988 0057. В середине номера могут быть числа 970, 988, 998, 971 и так далее. По сути, эти числа не имеют различия при поиске. Турбина с номером 5303-988-0057 – это та же самая турбина с номером 5303-970-0057. Номера с серединой «988» используются как «сервисные» номера и служат для обозначения турбин, являющихся запасными частями. Номера с серединой «970», «971», обычно является первоначальным и оригинальным. Именно с этими номерами BorgWarner отправляет турбины производителю автотранспорта.

  В базе данных каталога мы записываем номера вида 5303-970-0057, то есть полный, оригинальный номер детали BorgWarner.

  Мы рекомендуем использовать «970» как номер в середине, используя поиск. Если номер вашего турбокомпрессора 5439-988-0069, просто введите в поиске 5439-970-0069.

  Если номер вашего BorgWarner турбокомпрессора начинается с буквы, конвертируйте номер в 11-значный код, используя этот пример:

  • BV39B-050 идентичен 5439-970-0050
  • BV40D-0007 идентичен 5440-970-0007
  • BV40D-0021 идентичен 5440-970-0021
  • BV40E-0005 идентичен 5440-970-0005
  • BV43B-0132 идентичен 5303-970-0132
  • K03-057 идентичен 5303-970-0057
  • K04-011 идентичен 5304-970-0011
  • K04-017 идентичен 5304-970-0017
  • K14-7805 идентичен 5314-970-7805
  • KP35-0054 идентичен 5435-970-0054
  • KP39-0022 идентичен 5439-970-0022
  • KP39-0037 идентичен 5439-970-0037
  • KP39B-0047 идентичен 5439-970-0047

  Также, вы можете пробовать искать турбину по оригинальному номеру производителя (OEM, OE) автотранспортного средства, если этот номер вам известен.

• IHI

  Для идентификации турбокомпрессора производителя «IHI Turbo», вам необходимо найти специальный номер производителя. Пример специальных номеров: VJ32; VA81; VJ27; VL25 VIBG; VIEZ. Однако, более поздние турбины «IHI» таким образом распознать очень сложно. Например: турбокомпрессоры JHJ встречаются разные и несовместимые. По этим причинам имеет смысл использовать OEM, OE номер при поиске.

• Mitsubishi

  Номер турбокомпрессоров «Mitsubishi» или «MHI» состоит из первых 5 чисел и дополнительных 5 чисел, следующих после знака минус. Например: 49177-02510; 49173-06501; 49135-05620. Обычно, номера турбин «Mitsubishi» начинаются с 49.

  При поиске, используйте все 10 чисел (например: 49135-05620), включая знак минус. Также, можно пробовать поискать по оригинальному номеру производителя (OEM, OE) автотранспортного средства, если таковой номер вам известен.

• Schwitzer

  Компания «Schwitzer» в основном производит турбокомпрессоры для тяжёлых транспортных средств и различной агротехники: грузовики, тракторы.

  Всё предельно просто, если у вас турбокомпрессор производителя «Schwitzer». Просто введите 6-значный номер в поисковое окно и выбирайте из списка нужную вам деталь или необходимый турбокомпрессор.

  Номера турбокомпрессоров Schwitzer

  На данный момент, компания Schwitzer вошла в состав концерна «BorgWarner». В составе компании «BorgWarner», также выступают бренды «KKK» и «3K». Так что не удивляйтесь, увидев номера «Schwitzer» с логотипом «BorgWarner».

• Toyota

  Чтобы идентифицировать турбокомпрессор производителя «Toyota», вам необходимо найти 10-значный номер разделённый знаком минус. Обычно он находиться на корпусе турбокомпрессора (на его алюминиевой части). Иногда номер приклеен на актуаторе (см. рис.).

  Номера турбокомпрессоров Toyota

  Оригинальные номера турбокомпрессоров «Toyota», обычно начинаются с цифр 17.

ШАГ ТРЕТИЙ: Введите оригинальный номер производителя вашего турбокомпрессора в окно поиска и нажмите «Ввод» или «Поиск». Вы получите полный список подходящих турбин и ссылку на список деталей для вашего турбокомпрессора.

ШАГ ЧЕТВЁРТЫЙ: Свяжитесь с нашим отделом продаж для вашего последующего обслуживания.

Или посетите наш интернет-магазин. Покупайте быстро и удобно!

---

Автомобильные турбокомпрессоры: Все самые важные факты

Автомобильные турбины: Функции и как увеличить срок службы

Автомобильные турбокомпрессоры являются ключевым компонентом для увеличения мощности любого автомобиля. В последние годы все больше новых автомобилей стали оснащаться турбинами. Благодаря турбокомпрессорам автопроизводители не только повышают мощность автомобилям, но и делает их выхлоп экологически чище. К сожалению, помимо плюсов, есть и минусы при использовании автомобильных турбин. Главный минус- это ресурс турбокомпрессора. К счастью, существуют некоторые рекомендации, которые позволяют увеличить срок службы компонентов турбонаддува. Предлагаем вам узнать, как работают турбокомпрессоры в современных автомобилях, а также узнать, как вы можете предотвратить преждевременный выход турбины из строя.

 

Турбонаддув: принцип действия, достоинства, недостатки

 

Приобретая в наши дни новый автомобиль, скорее всего, он будет оснащен турбированным двигателем, благодаря чему транспортное средство имеет неплохую мощность, низкий расход топлива и более чистый выхлоп. Давайте подробнее узнаем, что же такое турбокомпрессор, а также узнаем самые важные факты о нем. В том числе, мы расскажем о самых частых дефектах и поломках автомобильных турбин.

 

На сегодняшнем рынке пока не все автомобили оснащаются турбинами. Но уже через несколько лет купить машину без турбированного мотора у вас вряд ли получится. Причем это касается не только бензиновых моделей автомобилей. Дело в том, что турбиной оснащаются, в том числе, и дизельные двигатели.

 

Так что турбокомпрессоры в наши дни стали неотъемлемой частью большинства современных автомобилей. Но, несмотря на то, что турбированные двигатели стали очень популярны несколько лет назад, технология двигателей, оснащенных турбокомпрессорами, появилась уже более 100 лет назад.

 

В 1905 году Швейцарский изобретатель Альфред Бучи изобрел систему нагнетания, которая работала от выхлопных газов в двигателе внутреннего сгорания. Смысл этого изобретения прост и основан на принципе работы лопастей ветряной мельницы, которые вращаются потоком ветра. Только вместо ветра в изобретении Альфреда использовался выхлоп отработанных газов силового агрегата, который и вращал лопасти.

К сожалению, в те годы Альфреду удалось получить только патент на изобретение. Увы, построить партию опытных образцов у изобретателя не было возможности.

В 1913 Французский профессор Огюст Рато впервые в мире оснастил самолет турбокомпрессором, основанным на изобретении Бучи.

В 1915 году Альфред Бучи построил прототип корабля, оснащенного дизельным двигателем с турбиной.

Позднее, турбокомпрессоры пришли в мир автоспорта, где перевернули представление о мощности автомобилей.

 

Недавно автопроизводители вспомнили о технологиях турбированных моторов, которые намного эффективнее обычных двигателей. В первую очередь автомобильные компании стали оснащать турбокомпрессорами дизельные маломощные двигатели. В итоге, благодаря турбонаддуву многие современные дизельные моторы по мощности приблизились к бензиновым силовым агрегатам.

 

Это интересно: Как начать самостоятельно обслуживать автомобиль?

 

В итоге сегодня турбомоторы стали незаменимыми для автопроизводителей, которые вынуждены подстраиваться под новые экологические нормы, которые действуют в США и Европе. Благодаря использованию турбокомпрессоров, современные автомобили стали намного экономичнее, мощнее, а также имеют низкий уровень вредных веществ в выхлопе.

 

В конечном итоге все современные автомобили в наши дни, выпускаемые в автопромышленности, являются самыми экологическими чистыми за всю историю автомира.

 

Функция турбины, настройка и ее дефекты

Функция турбокомпрессора заключается в том, чтобы увеличивать выходную мощность и крутящий момент двигателя. Благодаря турбине производители могут уменьшать количество рабочих цилиндров в двигателе без снижения мощности и крутящего момента.

 

Например, только трехцилиндровый 1,0 литровый турбомотор может выдавать мощность в 90 л.с. Добиться такой же производительности обычный бензиновый трехцилиндровый мотор без дорогостоящих модификаций не сможет ни один автопроизводитель.

 

Также 1,0 литровый турбированный трехцилиндровый двигатель имеет более низкий расход топлива и небольшой уровень выхлопных газов СО2.

 

Обкатка двигателя: Что нужно знать?

 

Именно поэтому турбированные моторы стали очень распространенными в малолитражных бензиновых автомобилях за последние несколько лет.

 

Также все чаще стали выпускаться дизельные двигатели с двумя турбинами (Bi-Turbo), что позволяет производителям не только добиваться потрясающий мощности от дизельных автомобилей, но снижать уровень вредных веществ в выхлопе до рекордных значений.

 

В большинстве случаев работа современных турбокомпрессоров основана на тех же принципах, которые создал Швейцарский изобретатель Альфред Бучи. То есть большинство турбин в современных автомобилях работают от давления, образующего от выхлопных газах в камере сгорания двигателя.

 

Недавно также стали появляться турбины, которые могут работать, как от электричества, так и традиционно от газа, поступающего из выхлопной системы. Благодаря этому инженеры добились максимальной мощности и крутящего момента при небольших оборотах двигателя. Например, подобная турбо технология используется в дизельном 4,0 литровом моторе Audi V8 TDI, который устанавливается на кроссовер SQ7.

 

Эксплуатация и техническое обслуживание автомобильных турбин

С каждым годом во всем мире ужесточаются экологические требования к выхлопу современных автомобилей. В результате все больше новых автомобилей оснащаются турбинами. Таким образом автопроизводители пытаются выпускать автомобили, которые будут соответствовать жёстким экологическим нормам. Увы, без использования турбин в современных автомобилях добиться сокращения уровня вредных веществ в выхлопе без миллиардных инвестиций невозможно.

 

Наше интернет издание 1GAI.RU в связи с массовой распространенностью турбированных двигателей в автопромышленности решила собрать для вас все самые важные вопросы и ответы об автомобильных турбокомпрессорах, об их техническом обслуживании, также о многом другом:

 

Как работает турбина в автомобиле?

Работа турбокомпрессора основана на принципе увеличения мощности двигателя внутреннего сгорания за счет большого количества воздуха (кислорода) необходимого для воспламенения топлива в камере сгорания. То есть автомобильная турбина больше не делает ничего кроме поставки двигателю большой массы кислорода.

 

Воздух из турбины подается непосредственно во впускное отверстие цилиндра двигателя.

 

Чтобы привести лопасти турбины в движение компрессор турбо нагнетателя использует для этого выхлопные газы двигателя. Для этого используется законы физики: преобразование тепловой энергии в кинетическую (горячие выхлопные газы начинают вращать лопатки турбины, которые и направляют большие потоки кислорода в двигатель, за счет чего и увеличивается мощность).

 

Что такое турбо лаг (турбо-яма)?

Количества выхлопных газов на низких скоростях автомобиля (низкие обороты двигателя) не достаточно для приведения в действие работы турбины турбокомпрессора. Именно поэтому турбина может создать достаточное давление воздуха для подачи в двигатель только при движении машины на средней скорости (средние обороты двигателя).

 

Смотрите также: По каким принципам работает двигатель Инфинити с изменяемой степенью сжатия, подробная информация

 

Давление топлива в турбированных автомобилях регулируется в зависимости от давления турбонагнетателя. То есть, если обороты двигателя маленькие, то давление топлива будет небольшое и топливная смесь будет не богатой кислородом из-за того, что турбокомпрессор не будет давать достаточного давления кислорода. То же самое происходит не только на малых оборотах двигателя, но и при резком нажатии на педаль газа с места. В этот момент машина не начнет максимально динамичный разгон, так как крыльчатке турбокомпрессора будет не хватать необходимого давления выхлопных газов для создания сжатого потока кислорода и подаче его в камеру сгорания двигателя. В итоге на короткое время в двигателе будет наблюдаться дефицит топливной смеси для эффективного воспламенения (кислород+топливо). Это и приводит к кратковременной задержке разгона, которая и называется турбо-лаг или «турбо яма». Вот почему многие владельцы турбированных автомобилей часто жалуются, что при резком разгоне с малых оборотов двигателя автомобиль после нажатия педали газа на 1-2 секунду не сразу реагирует на увеличение оборотов двигателя.

 

В некоторых премиальных автомобилях в последние годы стали появляться по две или даже три турбины, которые решают проблему турбо-ям (одна турбина работает при маленьких оборотах двигателя, другая включается на более высокой скорости работы мотора). Также недавно стали появляться турбокомпрессоры с адаптивными крыльчатками (регулируемые лопатки в турбине), которые умеют адаптироваться к любому диапазону оборотов двигателя. Таким образом достигается высокий крутящий момент автомобиля на низких скоростях.

 

В чем разница между турбокомпрессором и турбонагнетателем (турбонаддув)?

Турбокомпрессоры и турбонагнетатели работают аналогичным образом. Функция их проста: сжатие всасываемого воздуха и подача его в камеру сгорания двигателя. Но, несмотря на одинаковый смысл работы между двумя видами турбин, существуют отличия. 

 

Главное отличие двух видов турбин это система их питания.

 

Турбокомпрессор получает питание от ременного привода, который передает крутящий момент двигателя на турбину, точно также, как силовой агрегат передает с помощью ремней и роликов крутящий момент на электрический генератор автомобиля, который заряжает аккумуляторную батарею. То есть, по сути, турбокомпрессор питается от электричества.

 

Что касаемо турбонагнетателя или турбонаддува, то этот вид турбин работает от выхлопных газов. Как мы уже сказали выше, после нагнетания кислорода он подается под давлением в камеру сгорания увеличивая крутящий момент двигателя и его мощность.

 

Срок службы турбокомпрессора

 

Еще недавно турбокомпрессоры были ненадежны и часто выходили из строя, даже при надлежащем уходе. Современные компрессоры стали более надежны и некоторые из них имеют срок службы сравнимым с ресурсом двигателя. Тем не менее, для того чтобы турбина проработала как можно дольше, она нуждается в обслуживании и регулярном техническом осмотре для выявления на начальном этапе каких-либо неисправностей.

 

Смотрите также: История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания

 

Во-первых, владельцы турбированных автомобилей ни в коем случае не должны затягивать с плановой заменой моторного масла и воздушного фильтра, поскольку даже малейшее загрязнение фильтра и масла могут негативно сказываться на работоспособности турбины и ее срока службы. То есть, если в автомобиле с обычным двигателем вы можете без особого вреда запаздывать с плановой заменой масла и воздушного фильтра, то в турбированных силовых агрегатах плановое ТО должно быть проведено даже немного раньше, чем рекомендовано автопроизводителем. Особенно это касается нашей страны, где качество топлива оставляет желать лучшего.

 

Также турбины требуют постоянной диагностики, чтобы вовремя заметить возможные неисправности. Главная задача не допустить увеличения давления наддува, которое может не только вывести из строя турбокомпрессор, но и серьезно повредить двигатель.

 

Можно ли с помощью тюнинга оснастить автомобиль с обычным двигателем турбокомпрессором?

Благодаря современным турбосистемам, фактически любая машина может быть оборудована турбонаддувом. В большинстве случаев для этого необходимо обратиться в специализированное тюнинг-ателье или автомастерскую. Перед установкой турбины специалисты проверят, выдержит ли ваш двигатель повышение мощности за счет турбонаддува. Также специалисты проведут диагностику топливной системы, которая играет важное значение в турбированных двигателях.

 

Смотрите также: Новый дизельный шестицилиндровый двигатель BMW имеет четыре турбины

 

Затем, если установка турбины возможна специалисты проведут ряд модернизаций вашего автомобиля: установка турбокомпрессора, изменение программного обеспечения блока управления двигателем, который отвечает за впрыск топлива, изменение системы выхлопа (изменение системы выпуска отработанных газов), изменение системы подачи топлива и т.п.

 

При тюнинге автомобиля во время которого устанавливается турбина, главная задача специалистов найти компромисс между производительностью двигателя и долговечностью работы силового агрегата и турбины.

Главный враг любого двигателя- это отработанные газы. Чем быстрее газы удаляются из двигателя, тем лучше.

 

Также вы должны помнить, что любая турбина за счет подачи кислорода под давлением увеличивает температуру воспламенения топлива в камере сгорания, что естественно сказывается на ресурсе двигателя.

Поэтому в процессе тюнинга специалисты тщательно настраивают оптимальное давление турбины для вашего автомобиля.

 

Дело в том, что, по сути, даже с небольшого двигателя можно выжить огромное количество мощности за счет подачи кислорода под высоким давлением в двигатель. Но в этом случае ресурс силового агрегата может сократиться более чем в 2-3 раза из-за повышенной температуры воспламенения топлива в камере сгорания.

Так что в процессе выбора марки и модели турбины специалисты стараются настроить давление турбины таким образом, чтобы оно не очень сильно повлияло на ресурс двигателя.

 

К сожалению, эта проблема относится не только автомобилям, на которые с помощью тюнинг работ были установлены турбокомпрессоры. Даже заводские турбированные двигатели в наши дни имеют не очень большой ресурс. Особенно это касается недорогих автомобилей, которые в последние годы стали оснащаться малолитражными двигателями, оснащенные турбинами. Производители таких автомобилей в погони за потребителем, стараются сделать транспортные средства самыми экономичными на рынке без потери мощности. Согласно законам физики, это возможно только за счет увеличения давления кислорода, который поступает в двигатель. Естественно, в этом случае производитель настраивает турбину на максимально высокое давление, что неизбежно ведет к существенному уменьшению срока службы двигателя.

 

Как увеличить срок службы турбокомпрессора?

Турбокомпрессор нуждается в постоянной масляной смазке. Когда вы запускаете автомобиль, то, как правило, первые секунды турбокомпрессор работает в режиме нехватки масляной смазки. Поэтому не советуем владельцев турбированных автомобилей трогаться с места сразу после запуска двигателя. Так что после того, как вы запустили мотор, подождите около 30 секунд, пока турбина равномерно не смажется маслом.

В крайнем случае вы можете все-таки тронуться с места сразу после запуска двигателя, но в таком случае езжайте на небольшой скорости (на низких оборотах двигателя). Таким образом вы избежите преждевременного износа внутренних компонентов турбины.

 

Также не советуем вам выключать двигатель после движения на высокой скорости. Дело в том, что если после движения на больших оборотах двигателя вы сразу заглушите мотор, то турбина еще будет крутиться по инерции еще около 20 секунд фактически без смазки, поскольку система масляной смазки работает только при включенном двигателе.

 

Кроме того, чтобы турбина преждевременно не вышла из строя, вы должны использовать моторное масло, только рекомендованное автопроизводителем. Желательно, если вы будете приобретать масло у официальных дилеров. Так вы снизите риск купить поддельное некачественное моторное масло, которое может не только в короткий срок вывести турбокомпрессор из строя, но и существенно снизить ресурс двигателя.

 

Что может сломаться в турбокомпрессоре автомобиля?

Большинство дефектов турбины происходят из-за недостаточной смазки. В случае недостаточной или не эффективной смазки (старое или поддельное моторное масло) внутренние компоненты могут быстро выйти из строя из-за повышенного трения друг с другом.

 

Еще одной частой причиной выхода из строя турбины является несвоевременная замена воздушного фильтра. Дело в том, что из-за грязного воздушного фильтра масло может быстро становится загрязненным, что в итоге приведет к неэффективной смазки турбокомпрессора. В первую очередь, в этом случае, может быстро выйти из строя подшипник турбины.

 

Так что, если вы заметите, что турбина автомобиля стала работать громче чем обычно, или появились вибрации, а также если вы обнаружили утечку масла с турбокомпрессора, то необходимо как можно скорее отправиться в технический центр для комплексной диагностики турбины и всех связанных с нею систем, чтобы, вовремя обнаружив проблему, не допустить выхода из строя не только турбины, но и двигателя.

 

Возможно ли отремонтировать турбину в автомобиле

На первых этапах развития турбированных двигателей, в случае выхода турбокомпрессоров из строя приходилось приобретать новую турбину, так как ремонту они не подлежали. Но благодаря развитию технологий автопроизводители научились производить турбокомпрессоры, которые в наши дни подлежат частичному ремонту с помощью специальных ремкомпектов.

 

К сожалению, произвести ремонт турбины самостоятельно у вас не получится. Помните, что ремонт турбокомпрессоров должен выполняться только квалифицированным персоналом, которые должны помимо своего опыта, иметь специальные инструменты и оборудование.

 

При ремонте турбин должны использоваться только оригинальные сертифицированные детали турбокомпрессоров. В противном случае некачественные детали турбины могут не только полностью вывести турбокомпрессор из строя, но серьезно повредить двигатель вашего автомобиля.

Топ-10 вещей, которые вы не знали о ветроэнергетике

Пополните свои знания о ветре! Эта статья является частью серии Energy.gov, посвященной серии «Основные вещи, которые вы не знали об энергии».

10. Человеческие цивилизации использовали энергию ветра на протяжении тысячелетий. Ранние формы ветряных мельниц использовали ветер для измельчения зерна или перекачивания воды. Теперь современные ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Узнайте, как работает ветряная турбина.

9. Современные ветряные турбины — намного более сложные машины, чем традиционные ветряные мельницы прерий.Ветряная турбина состоит из 8000 различных компонентов.

8. Ветряки большие. Лопасти ветряных турбин в среднем составляют почти 200 футов в длину, а башни турбин в среднем 295 футов в высоту — это примерно высота Статуи Свободы. Увеличивается и средняя паспортная мощность турбин, то есть они имеют более мощные генераторы. Средняя мощность ветряных турбин, установленных в 2020 году, составила 2,75 мегаватт (МВт), что на 8% больше, чем в предыдущем году.

7. Чем выше скорость ветра, тем больше электричества, а ветровые турбины становятся выше, чтобы подниматься на большую высоту над уровнем земли, где еще ветрено.См. Карты ветровых ресурсов Министерства энергетики, чтобы узнать среднюю скорость ветра в вашем штате или родном городе и узнать больше о возможностях для более высоких ветряных турбин в отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

6. Здесь производится большая часть компонентов ветряных турбин, установленных в США. В 43 штатах расположено более 530 производственных предприятий, связанных с ветроэнергетикой, а в ветроэнергетике США в настоящее время занято более 116 000 человек.

5. Морской ветер дает большую возможность обеспечить энергией густонаселенные прибрежные города. Есть небольшие проекты, установленные у побережья Род-Айленда и Вирджинии, и первый проект коммерческого масштаба был одобрен для установки у побережья Массачусетса. Посмотрите, что делает Министерство энергетики для развития морской ветроэнергетики в Соединенных Штатах.

4. Ветряные электростанции (от турбин мощностью более 100 киловатт) установлены в 41 штате. Распределенные ветровые установки установлены во всех 50 штатах, а также в Пуэрто-Рико, Гуаме и США.Южные Виргинские острова.

3. В конце 2020 года мощность ветроэнергетики Соединенных Штатов составляла около 122 000 мегаватт, что делало их крупнейшим возобновляемым источником энергии в Соединенных Штатах. В 2020 году добавление ветроэнергетических мощностей в США составило 17 МВт. Этот рост составил 24,6 миллиарда долларов инвестиций в новые ветроэнергетические проекты в 2020 году.

2. Энергия ветра доступна по цене. Цены на ветроэнергетику по контрактам на электроэнергию, подписанные в последние несколько лет, и приведенные цены на ветер (цена, которую коммунальное предприятие платит за покупку энергии у ветряной электростанции) составляют 2–4 цента за киловатт-час.

1. Энергия ветра обеспечивает более 10% общего производства электроэнергии в 16 штатах и ​​более 30% в Канзасе, Айове, Северной Дакоте, Южной Дакоте и Оклахоме. В целом в 2020 году ветровая энергия обеспечила более 8% общего производства электроэнергии в США.

Узнать больше

Turbine — Energy Education

Рис. 1. Турбины могут быть довольно большими, паровая турбина вверху масштабируется вместе с человеком. ^[1]

Турбина — это устройство, которое использует кинетическую энергию некоторой жидкости, такой как вода, пар, воздух или газообразные продукты сгорания, и превращает ее во вращательное движение самого устройства. ^[2] Эти устройства обычно используются в производстве электроэнергии, двигателях и силовых установках и классифицируются как тип двигателя. Они классифицируются как таковые, потому что движки — это просто технологии, которые принимают входные данные и генерируют выходные данные. Простая турбина состоит из ряда лопаток — в настоящее время сталь является одним из наиболее распространенных используемых материалов — и позволяет жидкости попадать в турбину, толкая лопатки. Эти лопасти затем вращаются и выбрасывают жидкость, которая теперь имеет меньше энергии, чем когда она поступала в турбину.Часть энергии улавливается турбиной и используется. ^[2]

Турбины используются во многих различных областях, и каждый тип турбины имеет немного отличающуюся конструкцию для правильного выполнения своей работы. Турбины используются в ветроэнергетике, гидроэнергетике, в тепловых двигателях и для движения. Турбины чрезвычайно важны, потому что почти вся электроэнергия вырабатывается ими. ^[2]

Тепловые двигатели

основная статья

Турбины обычно используются в тепловых двигателях из-за их высокого КПД при высокой мощности.Кроме того, турбины требуют довольно небольшого обслуживания.

Газовые турбины часто используются в тепловых двигателях, поскольку они являются одними из самых гибких типов турбин. Одно из конкретных применений этих газовых турбин — в реактивных двигателях. ^[2] В этих газовых турбинах сжатый воздух нагревается и смешивается с некоторым количеством топлива. Когда эта смесь воспламеняется, она быстро расширяется. Расширяющийся воздух проталкивается в турбину, заставляя ее вращаться. Поскольку они используют сжатый воздух, большая высота не влияет на эффективность турбин, что делает их идеальными для использования в самолетах. ^[3] . Схема газовой турбины показана на рисунке 2 ниже.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. ^[4]

Эти турбины используются не только в самолетах, но и для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе. Дымовые газы в этом случае возникают в результате сгорания природного газа. ^[3]

Производство электроэнергии

Гидроэлектроэнергия

основная статья

Рисунок 3.Схема гидроэлектрической турбины. ^[5]

В этом случае вода, находящаяся за плотиной, выпускается и падает на турбину, генерируя электричество при подключении к генератору. Эти турбины необходимы в области гидроэнергетики — процесса получения энергии из воды.

В целом конструкция гидроэлектрических турбин такая же. К вращающемуся валу или пластине прикреплен ряд лопастей. Затем вода проходит через турбину над лопастями, заставляя внутренний вал вращаться.Затем это вращательное движение передается генератору, в котором вырабатывается электричество. Существует множество различных типов турбин, которые лучше всего использовать в разных ситуациях. Каждый тип турбины создан для обеспечения максимальной мощности в той ситуации, в которой он используется. Существует множество факторов, которые необходимо изучить, чтобы определить, какую турбину следует использовать. Эти факторы включают гидравлический напор, сброс гидроэлектростанции и стоимость. ^[6]

На этих объектах обычно используются два типа турбин, и выбор того, какой из них использовать, зависит от того, на что похож гидроэлектростанция.Это реактивные и импульсные турбины. Для получения дополнительной информации о том, как работают эти турбины, и более подробной информации о других турбинах щелкните здесь.

Ветер

основная статья

Ветровые турбины работают путем преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию, которая используется для выработки электроэнергии путем вращения генератора. Эти турбины могут быть наземными или морскими ветряными. Эти турбины состоят из трех основных компонентов.Первым из них являются лопасти несущего винта, которые имеют форму крыльев самолета и предназначены для улавливания воздуха, заставляя лопасти вращаться. Второй компонент — гондола, набор шестерен и генератор, преобразующий вращение лопасти в электрическую энергию. Наконец, башня — это большая подставка, на которой установлены лопасти и гондола. ^[7]

Список литературы

турбина | Британника

Полная статья

турбина , любое из различных устройств, преобразующих энергию потока жидкости в механическую энергию.Преобразование обычно осуществляется путем пропускания жидкости через систему неподвижных каналов или лопаток, которые чередуются с каналами, состоящими из лопастей, похожих на ребра, прикрепленных к ротору. Путем организации потока на лопасти ротора действует касательная сила или крутящий момент, ротор вращается, и работа извлекается.

Турбины можно разделить на четыре основных типа в зависимости от используемых жидкостей: вода, пар, газ и ветер. Хотя одни и те же принципы применимы ко всем турбинам, их конкретные конструкции достаточно различаются, чтобы заслужить отдельное описание.

Гидравлическая турбина использует потенциальную энергию, возникающую в результате разницы в высоте между верхним водным резервуаром и уровнем воды на выходе из турбины (отводящий трубопровод), для преобразования этого так называемого напора в работу. Водяные турбины — современные преемники простых водяных колес, которым около 2000 лет. Сегодня гидротурбины в основном используются для производства электроэнергии.

Однако наибольшее количество электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами, соединенными с электрогенераторами.Турбины приводятся в действие паром, вырабатываемым либо в генераторе, работающем на ископаемом топливе, либо в генераторе, работающем на атомной энергии. Энергия, которую можно извлечь из пара, удобно выражать через изменение энтальпии в турбине. Энтальпия отражает формы тепловой и механической энергии в процессе потока и определяется суммой внутренней тепловой энергии и произведением давления на объем. Доступное изменение энтальпии через паровую турбину увеличивается с увеличением температуры и давления парогенератора и с уменьшением давления на выходе из турбины.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Для газовых турбин энергия, извлекаемая из текучей среды, также может быть выражена через изменение энтальпии, которое для газа почти пропорционально перепаду температуры в турбине. В газовых турбинах рабочим телом является воздух, смешанный с газообразными продуктами сгорания. Большинство газотурбинных двигателей включает, по крайней мере, компрессор, камеру сгорания и турбину. Обычно они монтируются как единое целое и работают как законченный первичный двигатель в так называемом открытом цикле, когда воздух всасывается из атмосферы, а продукты сгорания, наконец, снова выбрасываются в атмосферу.Поскольку успешная работа зависит от интеграции всех компонентов, важно рассматривать устройство в целом, которое на самом деле является двигателем внутреннего сгорания, а не только турбиной. По этой причине газовые турбины рассматриваются в статье двигатель внутреннего сгорания.

Энергия ветра может быть извлечена ветровой турбиной для производства электроэнергии или для откачки воды из скважин. Ветряные турбины являются преемниками ветряных мельниц, которые были важным источником энергии с позднего средневековья до XIX века.

Fred Landis

Водяные турбины обычно делятся на две категории: (1) импульсные турбины, используемые для высокого напора воды и низкого расхода, и (2) реактивные турбины, обычно используемые для напора ниже примерно 450 метров и среднего или высокого расхода. Эти два класса включают в себя основные типы, обычно используемые, а именно, импульсные турбины Пелтона и реактивные турбины типа Фрэнсис, пропеллер, Каплана и Дериаза. Турбины могут быть оборудованы как горизонтальными, так и, чаще, вертикальными валами.Для каждого типа возможны широкие вариации конструкции для соответствия конкретным местным гидравлическим условиям. Сегодня большинство гидротурбин используются для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.

Импульсные турбины

В импульсных турбинах потенциальная энергия или напор воды сначала преобразуется в кинетическую энергию путем выпуска воды через сопло тщательно продуманной формы. Струя, выбрасываемая в воздух, направляется на изогнутые ведра, закрепленные на периферии бегунка, для извлечения энергии воды и преобразования ее в полезную работу.

Современные импульсные турбины основаны на конструкции, запатентованной в 1889 году американским инженером Лестером Алленом Пелтоном. Свободная водная струя попадает в лопатки турбины по касательной. Каждый ковш имеет высокий центральный гребень, так что поток разделяется, оставляя желоб с обеих сторон. Колеса Пелтона подходят для высоких напоров, обычно выше 450 метров при относительно низком расходе воды. Для максимальной эффективности скорость конца рабочего колеса должна составлять примерно половину скорости ударной струи. КПД (работа, производимая турбиной, деленная на кинетическую энергию свободной струи) может превышать 91 процент при работе с 60–80 процентами полной нагрузки.

Мощность одного колеса можно увеличить, используя более одного жиклера. Для горизонтальных валов характерны двухструйные устройства. Иногда на одном валу устанавливаются два отдельных бегунка, приводящих в движение один электрогенератор. Агрегаты с вертикальным валом могут иметь четыре или более отдельных форсунок.

Если электрическая нагрузка на турбину изменяется, ее выходная мощность должна быть быстро отрегулирована в соответствии с потреблением. Это требует изменения расхода воды, чтобы поддерживать постоянную скорость генератора. Скорость потока через каждое сопло регулируется расположенным в центре наконечником или иглой аккуратной формы, которая скользит вперед или назад под управлением гидравлического серводвигателя.

Правильная конструкция иглы гарантирует, что скорость воды, выходящей из сопла, остается практически неизменной независимо от отверстия, обеспечивая почти постоянный КПД в большей части рабочего диапазона. Нецелесообразно внезапно уменьшать поток воды, чтобы соответствовать уменьшению нагрузки. Это может привести к разрушительному скачку давления (гидроудару) в подающем трубопроводе или напорном затворе. Таких скачков можно избежать, добавив временное сопло для разлива, которое открывается при закрытии основного сопла, или, что более часто, частично вставляя отражающую пластину между струей и колесом, отклоняя и рассеивая часть энергии при медленном закрытии иглы.

Другой тип импульсной турбины — турбина турго. Струя падает под косым углом на бегунок с одной стороны и продолжает двигаться по единственному пути, выходя на другую сторону бегунка. Этот тип турбины использовался в установках среднего размера с умеренно высоким напором.

Реакционные турбины

В реакционной турбине силы, приводящие в движение ротор, достигаются за счет реакции ускоряющегося потока воды в рабочем колесе при падении давления. Принцип реакции можно наблюдать в роторном оросителе для газонов, где выходящая струя вращает ротор в противоположном направлении.Из-за большого разнообразия возможных конструкций рабочего колеса реактивные турбины могут использоваться в гораздо большем диапазоне напоров и расходов, чем импульсные турбины. Реакционные турбины обычно имеют спиральный впускной кожух, который включает регулирующие заслонки для регулирования потока воды. На входе часть потенциальной энергии воды может быть преобразована в кинетическую энергию по мере ускорения потока. Впоследствии энергия воды отбирается в роторе.

Как отмечалось выше, широко используются четыре основных типа реактивных турбин: типа Каплана, Фрэнсиса, Дериаза и пропеллерного типа.В турбинах Каплана с фиксированными лопастями и с регулируемыми лопастями (названными в честь австрийского изобретателя Виктора Каплана) через машину, по существу, существует осевой поток. Турбины типа Фрэнсиса и Дериаза (в честь американского изобретателя британского происхождения Джеймса Б. Фрэнсиса и швейцарского инженера Поля Дериаза, соответственно) используют «смешанный поток», когда вода поступает радиально внутрь и выпускается в осевом направлении. Рабочие лопатки на турбинах Фрэнсиса и пропеллера состоят из неподвижных лопастей, в то время как в турбинах Каплана и Дериаза лопасти могут вращаться вокруг своей оси, которая находится под прямым углом к ​​главному валу.

Турбина — обзор | Темы ScienceDirect

2.5.1 Типы турбин

Выбор турбины будет определять условия эксплуатации и воздействие на окружающую среду. По этим причинам необходимо учитывать несколько аспектов, таких как изменчивость напора, скорость потока, требования к перекачке или непрерывной работе, требования к двухсторонней работе генерации, частота пуска-останова и т. Д. Стоит отметить, что благодаря усовершенствованию конструкции турбины, текущий ремонт выполняется с большей легкостью, поэтому техническое обслуживание больше не считается проблемой разработки.В настоящее время доступно несколько типов турбин; Чаще всего используются колбовые, ободные и трубчатые турбины.

(i)

Колпачковые турбины

Колпачковые турбины (рис. 2.34) представляют собой тип гидротурбины. В данном сценарии приливная энергетическая система, название которой происходит от структуры водонепроницаемой внешней конфигурации с высоким потоком, которая представляет собой устройство, в котором генератор постоянного или переменного тока расположен на горизонтальной оси и установлен внутри водяной трубы в качестве важного блока с турбиной. .Эта установка может предложить заметное уменьшение размеров, цены и конструкции, поскольку потребность в земляных работах мала, а вытяжная труба улучшает гидравлические характеристики блока баллона. Во время работы вода обтекает турбину, поэтому ее обслуживание очень затруднено, так как вода не может протекать через турбину. Поэтому, когда требуется обслуживание и консервация турбины или генератора, их нужно поднимать из воды. В результате турбина перестает вырабатывать мощность на протяжении всего процесса.

Рис. 2.34. Работа ламповой турбины.

Ламповая турбина считается наиболее грамотным решением для малых напоров до 30 м. По этой причине они являются самыми популярными турбинами среди проектировщиков заграждений. Кроме того, турбина и генератор являются реверсивными, а именно, они могут вырабатывать электроэнергию во время прилива или действовать как двигатель для закачки морской воды в бассейн. Ламповые турбины оказались очень надежными и эксплуатировались почти постоянно без серьезных проблем более 30 лет на приливной плотине Ла-Ранс.

(ii)

Ободная турбина

Ободной генератор турбины (рис. 2.35) отделен от самой турбины. Он установлен на потоке и связан через полюс, который движется с турбиной; таким образом, в потоке воды находится именно турбина. Кроме того, ротор защищен от попадания воды в океан специально спроектированными водяными затворами. Что касается поддержки, важно удалить их, когда требуется техническое обслуживание турбины, несмотря на тот факт, что до генератора можно добраться, когда вход в дельту воды закрыт, а истощение воды отключено.Таким образом, проблема опоры генератора в регулируемых турбинах не решена. Ранние очертания были более подходящими для применения в ручьях из-за того, что гидрозатворы проливались под тяжестью; однако более поздние усовершенствования сделали их более надежными. Существует турбина Straflo мощностью 20 МВт и диаметром 8,2 м, которая была введена в приливную плотину на реке Аннаполис в Канаде. Такой тип турбины пользуется преимуществами за ее более примечательную гипотетическую эффективность и большую задержку (для выполнения критериев безопасности).В любом случае, он может работать только во время отлива и не может использоваться для направления емкости в чашу из-за их все более хрупкой природы.

Рис. 2.35. Работа ободной турбины.

(iii)

Трубчатые турбины

В трубчатых турбинах генератор (рис. 2.36) установлен в самой высокой точке паводка под углом 45 градусов к турбине, а режущие кромки связаны с длинным голенищем. Подлинно выгодное положение, которое они показывают, заключается в том, что режущие кромки можно сбалансировать.Это означает, что они могут быть изменены для удовлетворения спроса на электроэнергию; меньшие кромки производят меньше энергии, а большие кромки создают большую мощность. Это позволяет турбине работать более эффективно, производя ровно столько необходимой энергии. Кроме того, в этом плане есть место для коробки передач, что позволяет более эффективно работать генераторам. Более того, поддержка может возникать в районах, где водоснабжение было отключено. Тем не менее, он показывает некоторые проблемы с вибрацией длинного вала, и его нельзя повернуть для работы во время прилива или использовать для накопления насосов.Трубчатые турбины использовались в составе некоторых гидроэлектростанций в США; они также предлагаются для приливного предприятия Северн в Соединенном Королевстве.

Рис. 2.36. Работа трубчатой ​​турбины.

(iv)

Горизонтальные оси приливных турбин:

Острые края турбины вращаются вокруг плоской ступицы, параллельной направлению потока воды. Они изображены погруженными в линии, как некоторые ранчо на ветру. Идеальное рабочее назначение турбин — скорость потока на набережной около 4 и 5.5 миль / ч. В этих потоках приливная турбина на расстоянии 15 м может создать столько же энергии, сколько ветряная турбина шириной 60 м. Идеальные районы для ранчо с приливными турбинами находятся у берега на глубине около 20–30 м. Турбины уровня имеют несколько более высокий КПД, чем вертикальные турбины. Тем не менее, поскольку они полагаются на данную товарную позицию, требуется система, позволяющая поворачивать режущие кромки, но, по большей части, они исключительно ошеломляющие.

(v)

Морская турбина

Морская турбина (рис.2.37) имеет ротор диаметром 11 м с полным управлением шагом поворота. Он установлен на стальной трубчатой ​​куче шириной 2,1 м, установленной на морском дне и достаточно высокой, чтобы надежно простираться по поверхности океана. Он введен на средней глубине 25 м, в 1,1 км от ближайшего берегового примыкания в Северном Девоне, Великобритания. В отличных условиях он превзошел свои оцененные параметры управления мощностью 300 кВт с ротором 15 об / мин. Он не связан с каркасом и сбрасывает свою энергию в радиаторы защиты. Этот гаджет был создан компанией Marine Current Turbines (MCT).

Рис. 2.37. Турбина морского потока.

Был произведен на Hammerfest Strom. Эта турбина может быть установлена ​​на морском дне в сторону моря или вблизи берега, в зависимости от качества приливных отливов и отливов. Края 1516 м могут поворачиваться без каких-либо других томагавков, что позволяет довести турбину до состояния импульса и, кроме того, работать в двух направлениях прилива. Была опробована структура мощностью 300 кВт, но создается более крупная схема, которая даст 750–1000 кВт энергии.

(vi)

Турбины приливных течений с вертикальной осью:

Турбины с вертикальной ступицей — это турбины с поперечным потоком, ступица которых расположена напротив направления потока воды.Поперечные турбины позволяют использовать вертикально расположенный ротор, который может передавать крутящий момент конкретно на поверхность воды без необходимости использования сложных трансмиссионных каркасов или погружной гондолы. Вертикальная конфигурация шарнира позволяет отводить приливную разливу из любого направления, поощряя извлечение энергии не только двумя способами с приближающимися и активными приливами, но и за счет использования полного приливного овала потока. Кроме того, режущие кромки изготовлены эффективно, а их траверса легко расширяется.В любом случае, эти типы турбин обладают значительной степенью вибрации, поскольку мощность, прикладываемая к баллонам, совершенно разная. Впоследствии добиться добротности сложно. У вертикально-поворотных турбин, как и у горизонтальных ступичных, частота вращения низкая, около 15 об / мин.

Турбины | Фрэнсис | Пелтон | Пропеллер

Тип турбины в зависимости от напора

Винт	до 15 метров
Каплан	до 30 метров
Фрэнсис	от 10 до 300 метров
Пелтон	300 метров и более

Турбина Фрэнсиса Турбина Каплана похожа на пропеллерную турбину, за исключением того, что ее лопасти регулируются.Турбина Пелтона

Турбины преобразуют энергию стремительной воды, пара или ветра в механическую энергию для привода генератора. Затем генератор преобразует механическую энергию в электрическую. На гидроэлектростанциях такая комбинация называется генераторной установкой.

турбина Фрэнсиса

Наиболее часто используемая турбина в энергосистеме Hydro-Qubec.Вода ударяется о край рабочего колеса, толкает лопасти и затем течет к оси турбины. Он выходит через вытяжную трубу, расположенную под турбиной. Он был назван в честь Джеймса Бичено Фрэнсиса (1815-1892), американского инженера, который изобрел аппарат в 1849 году.

Турбина Каплана

Австрийский инженер Виктор Каплан (1876-1934) изобрел эту турбину. Она похожа на пропеллерную турбину, за исключением того, что ее лопасти регулируются; их положение может быть установлено в соответствии с доступным потоком.Таким образом, эта турбина подходит для некоторых речных генерирующих станций, где речной сток значительно колеблется.

Каждая турбина Каплана на электростанции в Бризе весит 300 тонн … Это вес 50 африканских слонов.

Пропеллерная турбина

Поскольку они могут достигать очень высоких скоростей вращения, пропеллерные турбины эффективны при низком напоре. Следовательно, этот тип турбины подходит для русловых электростанций.

турбина Пелтона

Названная в честь американского изобретателя Лестера Пелтона (1829–1908), эта турбина использует ведра в форме ложки для использования энергии падающей воды.

Турбогенераторные установки | Hydro-Qubec

Роль турбины заключается в преобразовании энергии воды, пара или ветра в механическую энергию, которая заставляет генератор вращаться. Генератор преобразует механическую энергию в электричество.На гидроэлектростанциях такая комбинация генератора и турбины называется генераторной установкой.

Движущаяся вода заставляет турбину вращаться

В этой генераторной установке вода устремляется через напорный шток в корпус свитка. Он поворачивает лопатки турбины и затем притягивается к оси турбины, чтобы выйти через находящуюся под ней вытяжную трубу. Механическая энергия, создаваемая огромной силой, которую поток воды оказывает на турбину, передается генератору, который затем преобразует ее в электрическую энергию.

Генератор, приводимый в движение турбиной, вырабатывает переменный ток

Генератор соединен с приводным валом турбины. Он имеет подвижную часть — ротор и неподвижную часть — статор. Наружная поверхность ротора покрыта электромагнитами. Внутренняя поверхность статора или стенка цилиндра состоит из медных обмоток. Когда ротор вращается внутри статора, электроны в медных обмотках «вибрируют». Их движение генерирует электрический ток, подобный тому, который был создан Майклом Фарадеем в его эксперименте 1831 года по электромагнитной индукции, но в гораздо большем масштабе.

Установка турбины Каплана

Турбины имеют постоянную скорость вращения

Все энергоблоки в энергосистеме должны быть синхронизированы. Другими словами, важно, чтобы они поддерживали точную скорость вращения. Почему? Для обеспечения надлежащего качества электроэнергии. Оборудование, работающее на электричестве, предназначено для использования переменного тока определенной частоты. Эта частота зависит от скорости вращения генераторной установки, т. Е. От того, сколько раз в секунду магниты ротора проходят мимо обмоток статора.Эта частота выражается в циклах в секунду или герцах (Гц), названных в честь немецкого физика Генриха Герца, доказавшего существование радиоволн.

В Северной Америке стандартный цикл переменного тока составляет 60 раз в секунду, а в Европе — 50 раз в секунду. Это означает, что часы, рассчитанные на работу с частотой 60 Гц, будут медленнее при подключении к европейской розетке.

Роторы электростанции Ла Гранд-3
На «Ла Гранд-3» на роторах установлено 32 пары электромагнитов.Поэтому для подачи переменного тока частотой 60 Гц они должны вращаться со скоростью 112,5 об / мин (об / мин).

Вот формула, которую использовали инженеры:

32 пары электромагнитов x 112,5 об / мин
=
3600 об / мин или 60 оборотов в секунду (60 Гц).

Майкл Фарадей, британский физик и химик, открыл явление индукции.
Ученый первым создал электрический ток, перемещая магнит вперед и назад внутри металлической обмотки.Инновационные принципы открытия Фарадея быстро внедряются и используются для удовлетворения производственных потребностей индустриальной эпохи. На этих принципах был создан первый электрогенератор, предшественник сегодняшних энергоблоков. Эксперименты Фарадея привели к изобретению другими исследователями первого электродвигателя и первого трансформатора (необходимого для передачи электричества).

Гидроэлектроэнергия: как это работает

• Школа водных наук ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •

Падающая вода производит гидроэлектроэнергию.

Кредит: Управление долины Теннесси

Так как же нам получить электричество из воды? Фактически, гидроэлектростанции и угольные электростанции производят электроэнергию одинаковым образом. В обоих случаях источник энергии используется для вращения пропеллероподобной детали, называемой турбиной, которая затем вращает металлический вал в электрическом генераторе, который является двигателем, вырабатывающим электричество. На угольной электростанции пар вращает лопасти турбины; тогда как гидроэлектростанция использует падающую воду для вращения турбины.Результаты такие же.

Взгляните на эту схему (любезно предоставленную Управлением долины Теннесси) гидроэлектростанции, чтобы увидеть подробности:

Теория состоит в том, чтобы построить плотину на большой реке , которая имеет большой перепад высот (в Канзасе или Флориде не так много гидроэлектростанций). Плотина хранит много воды позади себя в резервуаре . У подножия стены дамбы находится водозабор. Гравитация заставляет его проваливаться через напорный водовод внутри дамбы.В конце напорного водовода находится пропеллер турбины, который вращается движущейся водой. Вал турбины идет вверх в генератор, который производит мощность. К генератору подключены линии электропередач, по которым электричество доставляется в ваш дом и в мой. Вода проходит мимо гребного винта через отводной канал в реку мимо плотины. Кстати, играть в воде прямо под плотиной, когда выходит вода, — не лучшая идея!

Турбина и генератор вырабатывают электроэнергию

Схема гидроэлектрической турбины и генератора.

Источник: Инженерный корпус армии США

Что касается того, как работает этот генератор, Инженерный корпус объясняет это следующим образом:
«Гидравлическая турбина преобразует энергию проточной воды в механическую энергию. Гидроэлектрический генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. Принцип работы генератора основан на На принципах, открытых Фарадеем, он обнаружил, что, когда магнит проходит мимо проводника, он заставляет течь электричество.В большом генераторе электромагниты создаются путем циркуляции постоянного тока через петли из проволоки, намотанные на стопки пластин из магнитной стали. Они называются полевыми полюсами и устанавливаются по периметру ротора. Ротор прикреплен к валу турбины и вращается с фиксированной скоростью. Когда ротор вращается, полюса поля (электромагниты) проходят мимо проводников, установленных в статоре. Это, в свою очередь, вызывает прохождение электричества и повышение напряжения на выходных клеммах генератора.»

Гидроаккумулятор: повторное использование воды для пикового спроса на электроэнергию

Спрос на электроэнергию не «плоский», а постоянный. Спрос повышается и понижается в течение дня, и в ночное время потребность в электричестве в домах, на предприятиях и других объектах снижается. Например, здесь, в Атланте, штат Джорджия, в 17:00 в жаркий августовский выходной день можно поспорить, что существует огромный спрос на электроэнергию для работы миллионов кондиционеров! Но 12 часов спустя, в 5:00 … не так уж и много.Гидроэлектростанции более эффективны в обеспечении пиковой потребности в энергии в течение коротких периодов времени, чем электростанции, работающие на ископаемом топливе и атомные электростанции, и один из способов сделать это — использовать «гидроаккумулирующие станции», которые повторно используют одну и ту же воду более одного раза.

Насосный накопитель — это метод сохранения воды в резерве на период пиковой нагрузки за счет перекачки воды, которая уже прошла через турбины, в резервный бассейн над электростанцией в то время, когда потребность потребителей в энергии низка, например, во время Середина ночи.Затем воде позволяют течь обратно через турбогенераторы в периоды, когда потребность высока и на систему ложится большая нагрузка.

Насосный накопитель: повторное использование воды для пикового спроса на электроэнергию

Резервуар действует как батарея, накапливая энергию в виде воды, когда потребности в ней низкие, и вырабатывая максимальную мощность в периоды суточных и сезонных пиковых нагрузок. Преимущество гидроаккумулирующего оборудования заключается в том, что гидроагрегаты могут быстро запускаться и быстро регулировать мощность.Они работают эффективно при использовании в течение одного или нескольких часов. Поскольку гидроаккумуляторы относительно малы, затраты на строительство обычно невысоки по сравнению с обычными гидроэнергетическими сооружениями.

No related posts.