Роль турбины заключается в увеличении плотности воздуха, поступающего в двигатель, обеспечивая возможность сжигать больше топлива. Поговорим о турбинах двигателя, рассмотрим устройство и принцип работы.
Устройство и принцип работы турбины
Турбина состоит из двух основных элементов – турбина и компрессор. Выпускной газ проходя через турбину раскручивает крыльчатку, это такой вентилятор, расположенный в корпусе самой турбины. Вращение крыльчатки передается к другой части турбины – компрессору. Он обеспечивает нагнетание воздуха в двигатель, это осуществляется по принципу что и работа турбины, только в направлении к двигателю.
Чем больше давление – тем больше воздуха поступает в двигатель. Нельзя бесконечно увеличивать давление в двигателе и если турбина “перерабатывает” возникает излишнее тепло, обратное давление, корпус турбины может треснуть, подшипники сокращают срок службы, может потечь масло и даже повредить двигатель. Поэтому давление увеличивают не злоупотребляя, типичные значения это от 8 до 12-14 psi.
Замена стандартной турбины
Типичная модификация турбины заключается в установке более производительного компрессора и большей крыльчатки турбины. Обратный эффект от этого заключается в уменьшении воздействии выпускных газов на турбину, что способствует снижению ее скорости и как следствие снижению давления в начале цикла раскручивания. Обычно оба корпуса, как компрессора так и турбины, можно заменить на большие и открыть возможность для пропуска большего количества газа.
Модификация турбин может вызвать эффект обратного давления, когда поток воздуха начинает двигаться в обратном направлении, что обычно приводит к повреждению крыльчатки.
Современные турбины
Современные турбины используют керамику. Керамика имеет меньшую плотность чем сталь, таким образом уменьшается инерция, и турбина быстрей раскручивается. Большинство современных турбин используют сплав на основе никеля. Полезные свойства керамики для турбин выражаются в улучшении отдачи до 45%, и время на раскрутку турбины уменьшается примерно на 20%, в сравнении с обычной турбиной.
Однако керамические турбины больше подвержены воздействию всяких нехороших частей поступающих из выпускного коллектора. Такие турбины больше чувствительны к ударным нагрузкам.
Турбины с раздвоенным пульсом
Они имеют раздельные пути ведущие к турбине, это поддерживает пульс от выпускных газов в более изолированном состоянии, соответственно разные цилиндры оказывают меньше дурного влияния друг на друга, поэтому отдача улучшается. Так называемые турбинные с раздвоенным пульсом (или с двойным входом) доступны от многих тюнинговых компаний, серийно встречаются на двигателе Toyota 3S-GTE.
Турбины с изменяемой геометрией
Один из примеров изменяющейся геометрии это сопло турбины. Там несколько лопаток расположены по кругу корпуса турбины, и соединены с механизмом, регулирующим углы. Зазор между лопатками может меняться, таким образом изменяется раскручивание турбины.
Для работы требуется специальный управляющий механизм, который обеспечивает оптимальную производительность турбины во всем диапазоне работы. К сожалению, такие турбины достаточно дорогие и не очень надежны.
Статьи по теме
- Что такое автомобильный турбокомпрессор?
- Турбонагнетатель. Устройство и принцип работы
- Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы
Что ещё почитать
