O turbocompressor é na verdade um compressor de ar que comprime o ar para aumentar a ingestão de ar. Ele empurra a turbina na câmara da turbina pela força de inércia de gases de escape descarregada do motor. A turbina aciona o impulsor coaxial, e o impulsor pressiona o ar enviado pelo tubo do filtro de ar para pressioná -lo no cilindro. Quando a velocidade do motor aumenta, a velocidade de escape e a velocidade da turbina também aumentam de maneira síncrona, o impulsor comprime mais ar no cilindro, o aumento da pressão e da densidade do ar podem queimar mais combustível e a potência de saída do motor pode ser aumentada aumentando a quantidade de combustível e ajustando a velocidade do motor de acordo. Os carros de competição geralmente são equipados com turbocompressores no motor para fazer o veículo gerar mais energia. O motor gera energia queimando combustível no cilindro. A quantidade de entrada de combustível é limitada pela quantidade de ar sugado para o cilindro e a energia gerada também será limitada. Se o desempenho operacional do motor tiver sido ideal, os veículos com turbocompressores lançados atualmente no mercado na China incluem principalmente a Audi 1.8T e o Passat 1.8T e depois aumentar a energia de saída apenas compactando mais ar no cilindro para aumentar o volume de combustível e melhorar a capacidade de trabalho de combustão. Sob as condições técnicas atuais, o turbocompressor é o único dispositivo mecânico que pode aumentar a potência de saída do motor sem alterar a eficiência de trabalho.
A vantagem máxima do turbocompressor é que ele pode melhorar bastante a energia e o torque do motor sem aumentar o deslocamento do motor. Geralmente, a energia e o torque do motor após a instalação do supercharger deve ser aumentada em 20% a 30%. A desvantagem do turbocompressor é a histerese, isto é, porque a inércia do impulsor responde lentamente à mudança repentina do acelerador, o motor atrasa para aumentar ou reduzir a potência de saída. Para que o veículo acelere ou ultrapasse de repente, será um pouco impotente.
Primeiro, vamos falar sobre o princípio da estrutura geral do turbocompressor. O turbocompressor de escape é composto principalmente de roda e turbina da bomba e, é claro, existem outros elementos de controle. O impulsor da bomba e a turbina são conectados por um eixo, ou seja, o rotor. O gás de escape descarregado do motor aciona o impulsor da bomba. O impulsor da bomba aciona a turbina para girar. Depois que a turbina gira, o sistema de admissão é pressurizado. O supercharger está instalado no lado do escape do motor; portanto, a temperatura de trabalho do superalimentador é muito alta e a velocidade do rotor é muito alta quando o supercharger está funcionando, o que pode atingir centenas de milhares de revoluções por minuto. Tanta velocidade e temperatura tornam a agulha mecânica ou rolamento de esfera comum incapaz de trabalhar para o rotor. Portanto, o turbocompressor geralmente adota o rolamento flutuante completo, que é lubrificado pelo óleo do motor e resfriado pelo líquido de arrefecimento. Anteriormente, os turbocompressores eram usados principalmente em motores a diesel, mas agora alguns motores a gasolina também usam turbocompressores. Devido a diferentes modos de combustão de gasolina e diesel, o motor adota a forma de turbocompressor.
O motor a gasolina é diferente do motor a diesel. Ele entra no cilindro não por ar, mas pela mistura de gasolina e ar. A pressão excessiva levará à detonação. Portanto, a instalação do turbocompressor deve evitar a deflagração. Existem dois problemas relacionados envolvidos, um é o controle de alta temperatura e o outro é o controle do tempo de ignição.
A temperatura e a pressão durante a compressão e a combustão do motor a gasolina aumentarão e a tendência de deflagração aumentará após a sobrecarga forçada. Além disso, a temperatura de escape do motor a gasolina é maior que a do motor a diesel e não é adequada aumentar o ângulo sobreposto da válvula (o tempo em que as válvulas de entrada e escape são abertas ao mesmo tempo) para fortalecer o resfriamento do escapamento. Reduzir a taxa de compressão causará combustão insuficiente. Além disso, a velocidade do motor a gasolina é maior que a do motor a diesel, e o fluxo de ar muda muito, o que causa facilmente o atraso da reação do turbocompressor. Para uma série de problemas de motor a gasolina usando turbocompressor, os engenheiros fizeram melhorias direcionadas uma a uma, para que o motor a gasolina também possa usar o turbocompressor de escape.
Intercooler (intercooler)
A temperatura aumenta, o que não afeta apenas a eficiência de carregamento, mas também causa facilmente a deflagração. Portanto, o equipamento para reduzir a temperatura do ar de entrada deve ser instalado, que é o intercooler. Ele é instalado entre a tomada do turbocompressor e o tubo de admissão para resfriar o ar que entra no cilindro. O intercooler é como um radiador, resfriado por ar ou água, e o calor do ar é dissipado na atmosfera através do resfriamento. É testado que o intercooler com bom desempenho pode não apenas manter a taxa de compressão do motor em um determinado valor sem deflagração, mas também melhorar a pressão de ingestão e a potência efetiva do motor, reduzindo a temperatura.
Roda do compressor
Devido à ampla faixa de velocidade do motor a gasolina e uma grande mudança de fluxo de ar, o contorno do impulsor de compressão do turbocompressor é um complexo impulsor da parede de superfície ternária de superfície. Geralmente, existem 12 ~ 30 lâminas dispostas em curva radial. A espessura da lâmina é inferior a 0,5 mm, que é feita de alumínio pelo método de fundição especial. A forma da lâmina afeta diretamente o desempenho do motor de turbocompressor. Quanto mais razoável é o ângulo de forma do impulsor, mais leve é a massa, mais sensível é o início do impulsor, e menor o defeito natural "reação" do turbocompressor for.
Bata no sensor
Além de reduzir a possibilidade de deflagração, reduzindo a temperatura, também é usado um sensor de deflagração. Sua função é que, quando ocorre a deflagração, o sensor fará imediatamente comentários as informações ao sistema de controle do mecanismo da ECU (unidade de controle eletrônico), atrasará ligeiramente o tempo de ignição e retornará ao tempo normal de ignição quando a deflagração não ocorre.
Como a velocidade do motor a gasolina do carro é maior que a do motor a diesel, a taxa de fluxo de ar é rápida e a faixa de mudança é grande, o turbocompressor do carro possui requisitos mais altos. O sistema de injeção eletrônica tem sido amplamente utilizado nos motores de carros modernos. Com a cooperação da tecnologia de controle eletrônico e novos materiais, o turbocompressor será amplamente utilizado em motores a gasolina.
Os turbocompressores de exaustão para carros estão todos equipados com invólucros de turbinas de entrada única, ou seja, apenas a energia de pressão do gasolina é usada e nenhuma outra energia auxiliar é necessária. Devido à grande faixa de velocidade do motor do carro, o turbocompressor de gases de escape deve estar equipado com um dispositivo de ajuste, para que o motor possa obter uma pressão de sobrecarga relativamente constante dentro de uma certa faixa de velocidade. Além disso, o mecanismo de gasolina é inflamado pela ignição e sua taxa de compressão é limitada dentro de um determinado intervalo. Muito alto causará detonação. Portanto, há também um mecanismo de detecção e controle de deflagração para ajustar o ângulo de avanço da ignição a qualquer momento.
O turbocompressor de gases de escape de um carro é geralmente instalado perto do tubo de escape. A turbina e o impulsor são instalados respectivamente na câmara da turbina e no superalimentador. Os dois são conectados coaxial e rigidamente e giram de maneira síncrona.
Atualmente, o dispositivo de regulamentação do turbocompressor é ajustado principalmente no lado do escape. Quando não há necessidade de sobrecarga, como precursor de marcha lenta ou detonação, parte do escapamento será descarregada através da válvula de desvio sem entrar no turbocompressor. Quando a velocidade do motor atingir 1800 rpm, a válvula solenóide fecha a válvula de desvio para direcionar o fluxo de escape para um lado da turbina e girar a turbina. Além disso, outro design é ajustar o ângulo da lâmina da turbina, ajustar a velocidade da turbina alterando a resistência, alterando assim o volume de sobrecarga.
O resfriamento do ar permitirá que o ar diminua e aumente sua densidade, encha mais ar com o mesmo volume e evite a deflagração. Portanto, os turbocompressores de carros estão equipados com intercoolers, que geralmente são resfriados por ar. Os intercoolers são instalados na frente de, ao lado ou em uma posição separada do radiador do motor e resfriados pelo fluxo de ar que se aproximava do carro ou pelo próprio ventilador.
A parte chave do turbocompressor é o rolamento. Esse tipo de rolamento nomeado de acordo com a forma de lubrificação é chamado de "rolamento flutuante completo", com velocidade de trabalho extremamente alta e ambiente de trabalho severo. Portanto, é muito importante garantir a lubrificação. Se o suprimento de óleo for lento devido à baixa pressão do óleo, o rolamento será danificado e o turbocompressor falhará. Essa falha não ocorrerá durante a inicialização normal do motor, mas se o motor for iniciado pela primeira vez após a substituição do filtro de óleo e óleo, o suprimento de óleo será lento e o rolamento será a falta de lubrificação por óleo. Nesse caso, o motor deve ser executado em velocidade inativa por cerca de 3 minutos após o início. Não aumente diretamente a velocidade para a velocidade inicial do turbocompressor. Da mesma forma, não pare o motor imediatamente após dirigir em alta velocidade ou subida. Mantenha o motor funcionando em velocidade inativa por cerca de 1 minuto, para que o rolamento do turbocompressor ainda não oca não falta de petróleo. Portanto, o motorista do veículo usando o turbocompressor deve seguir as instruções do fabricante e prestar muita atenção à qualidade do óleo do motor. O veículo turbocompressor não deve ser operado como um veículo em geral.
(1) válvula solenóide, (2) câmara de combustão do cilindro, (3) intercooler, (4) filtro de ar, (5) roda do compressor, (6) turbina, (7) atuador
Portanto, para esse princípio da estrutura, preste atenção a alguns problemas ao usar este mecanismo:
O motor deve funcionar na velocidade inativa por um tempo, depois de começar a fazer com que o óleo lubrificante atinja uma certa temperatura e pressão de operação, para evitar o desgaste acelerado e até a convulsão devido a nenhum óleo no rolamento quando a carga é subitamente aumentada.
Quando o veículo é interrompido, porque a rotação do rotor do supercharger tem uma certa inércia, o motor não deve ser interrompido imediatamente e o motor deve ser executado em baixa velocidade por um período de tempo para tornar a temperatura e a velocidade do rotor do sobrecargas gradualmente diminuir. Desligue imediatamente o motor fará com que o óleo perca a pressão e o rotor será danificado devido à falha de lubrificação ao girar pela inércia.
Verifique frequentemente a quantidade de óleo para evitar a falha do rolamento e as peças rotativas atolando devido à falta de óleo.
Substitua o óleo do motor e filtra regularmente. Devido aos altos requisitos para lubrificar o óleo do rolamento flutuante completo, use o óleo do motor com a marca especificada pelo fabricante.
Limpe e substitua o elemento do filtro de ar regularmente. O filtro de ar sujo aumentará a resistência à ingestão e reduzirá a energia do motor.
Verifique frequentemente a travestia do sistema de admissão. O vazamento fará com que a poeira seja absorvida pelo supercharger e no motor e danificará o supercharger e o motor.
Como a precisão do rolamento do rotor do turbocompressor é muito alta e os requisitos do ambiente de trabalho para manutenção e instalação são muito rigorosos, o supercharger deve ser reparado na estação de manutenção designada em caso de falha ou dano.
Nos últimos 30 anos, os turbocompressores têm sido amplamente utilizados em muitos tipos de veículos. Eles compensam as deficiências de alguns motores naturalmente aspirados, para que o motor possa aumentar a potência de saída em mais de 10% sem alterar o volume de escape. Portanto, muitos fabricantes de automóveis adotam essa tecnologia de sobrecarga para melhorar a potência de saída do motor, para realizar o alto desempenho do sedan.
