Как турбокомпресорът повишава налягането?

Как турбокомпресорът повишава налягането?

Турбокомпресорът постига процеса на компресиране на двигателя чрез следните стъпки, като по този начин подобрява мощността и ефективността:

1. Отработените газове задвижват турбината (турбината)

• Използване на енергията на отработените газове: Когато двигателят работи, той ще произвежда отработени газове с висока температура и високо налягане, 

който влиза в турбинния край на турбокомпресора през изпускателната тръба.

• Въртене на турбината: Изгорелите газове удрят лопатките на турбината (обикновено направени от устойчиви на висока температура материали като никелови сплави), 

задвижване на турбината да се върти с висока скорост (до десетки хиляди до стотици хиляди обороти в минута).

2. Работа на компресора (компресор)

• Коаксиална връзка: турбината и работното колело на компресора (компресорно колело) са директно свързани чрез твърд вал. 

Когато турбината се върти, работното колело на компресора се върти синхронно.

• Въздушна компресия: Работното колело на компресора вдишва външен въздух от входа за въздух, а високоскоростното въртящо се работно колело ускорява и компресира въздуха, 

значително повишаване на налягането на въздуха (претоварване).

3. Междинно охлаждане (междинно охлаждане, незадължителна стъпка)

• Понижаване на температурата: Температурата на сгъстения въздух ще се повиши (поради топлината, генерирана по време на процеса на компресия), 

и плътността на въздуха при висока температура е по-ниска. Някои системи охлаждат сгъстения въздух през междинен охладител, за да увеличат допълнително неговата плътност, 

като по този начин се подобрява ефективността на горенето.

4. Въздух под високо налягане се изпраща към цилиндъра

• Оптимизиране на всмукването: Компресираният въздух с висока плътност навлиза в цилиндъра на двигателя през всмукателния колектор.

• Подобряване на горенето: Повече кислород кара горивото да изгаря по-пълно, освобождава повече енергия за единица време, 

и подобрява мощността на двигателя (обикновено 30%-50% увеличение) и икономията на гориво.

Основни предимства • Възстановяване на енергия: Използвайте енергията на отработените газове, намалете отпадъците и подобрете топлинната ефективност.

• Малък работен обем и висока мощност: Позволете на двигателите с малък работен обем да постигнат мощност, еквивалентна на двигателите с голям работен обем (т.е. "Намаляване").

• Защита на околната среда: Оптимизирането на горенето може да намали емисиите на неизгорели въглеводороди и прахови частици.

Основни компоненти

• Турбина: Устойчивост на висока температура, преобразуваща кинетичната енергия на отработените газове в механична енергия.

• Компресор: Компресира въздуха и увеличава плътността на засмукване.

• Лагерна система: Поддържа високоскоростния въртящ се вал на турбината, често срещаните типове включват плаващи лагери или сачмени лагери.

• Wastegate: Контролира налягането на форсиране и предотвратява свръхналягането (оборудван на някои турбокомпресори).

Чрез този процес турбокомпресорите значително подобряват мощността и ефективността, без значително да увеличават работния обем на двигателя, 

и се използват широко в автомобилните, морските и индустриалните двигатели.