เทอร์โบชาร์จเจอร์: หัวใจสำคัญของระบบเพิ่มแรงดันอากาศ

เทอร์โบชาร์จเจอร์ใช้เพื่อเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์สันดาปภายในโดยไม่มีการรบกวนอย่างรุนแรงในการออกแบบหน่วยนี้จะเพิ่มแรงดันในช่องไอดีของเครื่องยนต์ ทำให้ปริมาณเชื้อเพลิงและอากาศผสมไปยังห้องเผาไหม้เพิ่มขึ้นในกรณีนี้การเผาไหม้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของก๊าซในปริมาณที่มากขึ้นซึ่งนำไปสู่แรงกดดันต่อลูกสูบที่เพิ่มขึ้นและส่งผลให้ลักษณะแรงบิดและกำลังของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น

การใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์ช่วยให้คุณเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ได้ 20-50% โดยมีต้นทุนเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย (และด้วยการดัดแปลงที่สำคัญยิ่งขึ้น การเติบโตของกำลังสามารถเข้าถึง 100-120%)เนื่องจากความเรียบง่าย ความน่าเชื่อถือ และมีประสิทธิภาพ ระบบเพิ่มแรงดันแบบเทอร์โบชาร์จเจอร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในทุกประเภท

ประเภทและลักษณะของเทอร์โบชาร์จเจอร์

ปัจจุบันมีเทอร์โบชาร์จเจอร์หลายประเภท แต่สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มตามวัตถุประสงค์และการนำไปใช้ ประเภทของกังหันที่ใช้ และฟังก์ชันเพิ่มเติม

ตามวัตถุประสงค์เทอร์โบชาร์จเจอร์สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท:

• สำหรับระบบเพิ่มแรงดันแบบขั้นตอนเดียว - หนึ่งเทอร์โบต่อเครื่องยนต์ หรือสองยูนิตขึ้นไปที่ทำงานบนหลายกระบอกสูบ
•สำหรับระบบสูบลมแบบอนุกรมและแบบขนาน (Twin Turbo หลายรุ่น) - สองยูนิตที่เหมือนกันหรือต่างกันที่ทำงานบนกลุ่มกระบอกสูบทั่วไป
• สำหรับระบบเพิ่มแรงดันแบบสองขั้น จะมีเทอร์โบชาร์จเจอร์สองตัวที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน ซึ่งทำงานเป็นคู่ (เรียงกันตามลำดับ) สำหรับกระบอกสูบกลุ่มหนึ่ง

ระบบแรงดันขั้นตอนเดียวที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของเทอร์โบชาร์จเจอร์เดี่ยวอย่างไรก็ตาม ระบบดังกล่าวอาจมีหน่วยที่เหมือนกันสองหรือสี่หน่วย ตัวอย่างเช่น ในเครื่องยนต์รูปตัว V จะใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์แยกกันสำหรับกระบอกสูบแต่ละแถว ในเครื่องยนต์หลายสูบ (มากกว่า 8) สามารถใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์ได้สี่ตัว แต่ละ ซึ่งใช้งานได้กับ 2, 4 กระบอกสูบขึ้นไปที่พบได้น้อยกว่าคือระบบแรงดันสองขั้นตอนและ Twin-Turbo รูปแบบต่างๆ โดยจะใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์สองตัวที่มีลักษณะแตกต่างกันซึ่งสามารถทำงานได้เป็นคู่เท่านั้น

ตามความเหมาะสม เทอร์โบชาร์จเจอร์สามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม:

• ตามประเภทเครื่องยนต์ - สำหรับหน่วยพลังงานเบนซิน ดีเซล และก๊าซ
• ในแง่ของปริมาตรและกำลังของเครื่องยนต์ - สำหรับหน่วยกำลังที่มีกำลังขนาดเล็ก ปานกลาง และสูงสำหรับเครื่องยนต์ความเร็วสูง ฯลฯ

เทอร์โบชาร์จเจอร์สามารถติดตั้งกังหันได้สองประเภท:

• รัศมี (แนวรัศมี - แกน, สู่ศูนย์กลาง) - การไหลของก๊าซไอเสียจะถูกป้อนไปที่ขอบของใบพัดกังหัน, เคลื่อนไปที่ศูนย์กลางและปล่อยออกในทิศทางตามแนวแกน;
• ตามแนวแกน - การไหลของก๊าซไอเสียจะถูกส่งไปตามแกน (สู่ศูนย์กลาง) ของใบพัดกังหันและระบายออกจากรอบนอก

ปัจจุบันมีการใช้ทั้งสองรูปแบบ แต่สำหรับเครื่องยนต์ขนาดเล็กคุณมักจะพบเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่มีกังหันแนวรัศมีและในหน่วยกำลังอันทรงพลังก็แนะนำให้ใช้กังหันตามแนวแกน (แม้ว่าจะไม่ใช่กฎก็ตาม)ไม่ว่ากังหันประเภทใดเทอร์โบชาร์จเจอร์ทั้งหมดจะติดตั้งคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงโดยอากาศจะถูกส่งไปยังศูนย์กลางของใบพัดและนำออกจากขอบของมัน

เทอร์โบชาร์จเจอร์สมัยใหม่อาจมีฟังก์ชันการทำงานที่แตกต่างกัน:

• ทางเข้าคู่ - กังหันมีอินพุต 2 ช่อง โดยแต่ละช่องรับก๊าซไอเสียจากกระบอกสูบกลุ่มเดียว โซลูชันนี้จะช่วยลดแรงดันตกในระบบและปรับปรุงเสถียรภาพในการบูสต์
• รูปทรงที่แปรผันได้ - กังหันมีใบพัดที่เคลื่อนที่ได้หรือวงแหวนเลื่อน ซึ่งคุณสามารถเปลี่ยนการไหลของก๊าซไอเสียไปยังใบพัดได้ ซึ่งช่วยให้คุณเปลี่ยนลักษณะของเทอร์โบชาร์จเจอร์ได้ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของเครื่องยนต์

สุดท้ายแล้ว เทอร์โบชาร์จเจอร์จะมีลักษณะการทำงานและความสามารถพื้นฐานที่แตกต่างกันควรเน้นถึงลักษณะสำคัญของหน่วยเหล่านี้:

• ระดับความดันที่เพิ่มขึ้น - อัตราส่วนของความดันอากาศที่ทางออกของคอมเพรสเซอร์ต่อความดันอากาศที่ทางเข้าอยู่ในช่วง 1.5-3;
• การจ่ายคอมเพรสเซอร์ (การไหลของอากาศผ่านคอมเพรสเซอร์) - มวลของอากาศที่ผ่านคอมเพรสเซอร์ต่อหน่วยเวลา (วินาที) อยู่ในช่วง 0.5-2 กิโลกรัมต่อวินาที
• ช่วงความเร็วในการทำงานมีตั้งแต่หลายร้อย (สำหรับหัวรถจักรดีเซลกำลังสูง เครื่องยนต์ดีเซลอุตสาหกรรม และเครื่องยนต์ดีเซลอื่นๆ) ไปจนถึงหลายหมื่นรอบ (สำหรับเครื่องยนต์บังคับสมัยใหม่) รอบต่อวินาที ความเร็วสูงสุดถูกจำกัดด้วยความแข็งแกร่งของกังหันและใบพัดคอมเพรสเซอร์ หากความเร็วในการหมุนสูงเกินไปเนื่องจากแรงเหวี่ยง ล้ออาจพังได้ในเทอร์โบชาร์จเจอร์สมัยใหม่ จุดต่อพ่วงของล้อสามารถหมุนได้ด้วยความเร็ว 500-600 หรือมากกว่า m / s นั่นคือเร็วกว่าความเร็วเสียง 1.5-2 เท่า ซึ่งทำให้เกิดเสียงนกหวีดลักษณะเฉพาะของกังหัน

• อุณหภูมิการทำงาน/สูงสุดของก๊าซไอเสียที่ทางเข้ากังหันอยู่ในช่วง 650-700 ° C ในบางกรณีอาจสูงถึง 1,000 ° C;
• ประสิทธิภาพของกังหัน/คอมเพรสเซอร์มักจะอยู่ที่ 0.7-0.8 โดยในหนึ่งหน่วยประสิทธิภาพของกังหันมักจะน้อยกว่าประสิทธิภาพของคอมเพรสเซอร์