Hogyan működik a turbófeltöltés
Hogyan működik a turbó az autóban?
A természetben nincs olyan dolog, mint egy ideális találmány: mindig jobb, olcsóbb, hatékonyabb és környezetbarátabbá tehetünk valamit. Vegye ki a belső égésű motort. Szerinted hihetetlen, hogy egy folyadékon futó autó időnként felgyorsíthatja utazását az A ponttól a B pontig. De mindig van lehetőség arra, hogy egy olyan motort hozzon létre, amely gyorsabban, hosszú távon fut, vagy kevesebb üzemanyagot használ. A motor tökéletesítésének egyik módja a turbófeltöltő használata - egy pár ventilátor, amely a kipufogógázokat a motor hátuljától az első irányába irányítja, ezáltal a motor nagyobb teljesítményt nyújt. Mindannyian hallottuk a turbófeltöltős motorokról, de hogyan működik? Tekintsük ezt a kérdést részletesebben!
Turbófeltöltő. Mi ez?
Az autómotorok az erőforrás tüzeléséből származnak erős fém tartályokban, amelyeket hengerekként neveznek. A levegő belép minden hengerbe, keveredik ott tüzelőanyaggal, és égési sérülést okoz, egy kis robbanással, amely meghajtja a dugattyút, ami viszont meghajtja azokat a tengelyeket és fogaskerekeket, amelyek forgatják az autó kerekét. Amikor a dugattyú visszatér az eredeti helyzetébe, a hulladék levegő-üzemanyag keveréket a palackokból kifelé tolja. Ez a kipufogógáz. Az autó által termelt energia mennyisége közvetlenül kapcsolódik az üzemanyag elégetéséhez. Minél több henger a motorban és annál nagyobb a térfogat, annál több üzemanyagot lehet égetni minden másodpercben, és (legalábbis elméletileg) annál gyorsabban képes lesz vezetni az autót.
A fent leírt leckéből rájöttünk, hogy az autó egyik leggyorsabb módja, hogy több hengert adjon hozzá. Ezért rendkívül gyors sportkocsik. mint általában nyolc vagy tizenkét hengert, nem pedig négy-hat, mint standard családi járművek. Egy másik megoldás egy olyan turbófeltöltő használata, amely több levegőt pumpál a hengerekbe, hogy a motor nagyobb sebességgel elégesse az üzemanyagot. A turbófeltöltés egy egyszerű, viszonylag olcsó, további kialakítás, amely segít a hajtóerőt kihasználni. Ez a találmány a TOP 10 fejlesztésekben szerepelt a motortervezésben a kezdetektől fogva (ebből, valamint még sok minden másból).
Hogyan működik a turbófeltöltő?
Ha ismeri a sugárhajtású motor elveit, akkor félúton jár az autó turbófeltöltő működésének elvének megértéséhez. A sugárhajtású motor hideg levegőt von be az elülsõ részbõl, megtörli azt a kamrában, ahol éget el az üzemanyaggal, majd nagy sebességgel forró levegõt szabadít fel a motor hátuljáról. Amikor a forró levegő elhagyja a motort, átmegy a turbina (ami kissé olyan, mint egy nagyon kompakt fém létra), ami a kompresszort (légszivattyút) a motor elülső részén hajtja. Ez a kompresszor levegőt szállít a motorba az üzemanyag elégetéséhez. A turbófeltöltő működési elve egy autóban majdnem teljesen azonos. Kipufogógázokat használ a turbina működésbe hozásához. Forgatja a levegő kompresszort, amely további levegőt pumpál a hengerekbe, hogy minden másodpercben több üzemanyagot égjen. Ezért van a turbófeltöltővel rendelkező autóknak nagyobb teljesítményük.
Hogyan működik ez a gyakorlatban? Valójában a turbófeltöltő két kis ventilátor (úgynevezett járókerekes kerék vagy gázszivattyú), amelyek egyetlen fémtengelyre vannak helyezve, így mindkettő egy irányban forgatható. Az egyik ilyen ventilátor, amelyet turbinának neveznek, a motorhengerek kipufogógáz-áramának útjában található. Amint a palackok felszabadítják a forró gázt, elforgatja a ventilátorlapátokat, amelyek meghajtják azt a tengelyt, amelyen a ventilátor van elhelyezve. A második ventilátor, amelyet kompresszornak neveznek, elkezd forgatni, mivel ugyanazon a tengelyen egy turbina van. Az autó be van építve az autó belsejébe, ezért amint elkezd forgatni, beleveti a levegőt a gépbe, és szivattyúzza a hengert.
De ebben a szakaszban van egy kis probléma. Ha gázokat présel, felemeli a hőmérsékletet. A forró levegő alacsonyabb sűrűségű, és ez csökkenti annak hatékonyságát az üzemanyag elégetésében. Tehát sokkal jobb lenne, ha a kompresszorból érkező levegő lehűlt, mielőtt a hengerekbe kerülne. Ennek a problémának a megoldása és a levegő hűtése érdekében a turbófeltöltő kimenete áthalad a hőcserélőn, amely a felesleges hőmérsékletet magára helyezi, és megfelelőbb helyekre irányítja.
A turbófeltöltés rendszere egy képen
Az alapötlet az, hogy a kipufogógázok a turbint (piros ventilátor) vezessék, amely közvetlenül kapcsolódik (és energizálja) a kompresszorhoz (kék ventilátor), amely szivattyúz levegőt a motorba. Az egyszerűség kedvéért csak egy hengert mutatunk be. Tekintsük a munka teljes elvét lépésről lépésre.
1. A hideg levegő belép a motor levegőbevitelébe, és a kompresszorba kerül.
2. A kompresszorventilátor segíti a levegő beszívását.
3. A kompresszor összenyomja és felmelegíti a bejövő levegőt, és újra fúj.
4. A kompresszorból érkező forró, sűrített levegő áthalad a hőcserélőn, amely lehűti.
5. Hűtött sűrített levegő jut be a henger levegőbevitelébe. További oxigén segít megégni a tüzelőanyagot a hengerben nagyobb sebességgel.
6. Mivel a hengerben több üzemanyag éget, gyorsabb energiát termel, és nagyobb erőt tud adni a kerekeknek a dugattyúk, tengelyek és fogaskerekek segítségével.
7. Kipufogógázok a henger kivezetéséből a kipufogócsöveken keresztül.
8. A forró kipufogógázok eljutnak a turbinához, és nagy sebességgel forognak.
9. A forgó turbinát ugyanazon a tengelyre szerelik fel, mint a kompresszor (a képen a tengelyt narancssárgára mutatjuk). Így, ha a turbina forog, akkor a kompresszor is.
10. A kipufogógázok elhagyják az autót, ugyanakkor kevésbé értékes energiát költenek, mint ha a motor nem volt turbó.