Perangkat turbocharger: deskripsi, prinsip operasi, elemen utama

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Sebelum melanjutkan ke pertimbangan perangkat turbocharger itu sendiri, Anda harus tahu bahwa kekuatan mesin pembakaran internal sepenuhnya bergantung pada seberapa banyak udara dan bahan bakar yang masuk ke dalamnya. Oleh karena itu, jika Anda meningkatkan indikator ini, Anda juga akan meningkatkan kekuatan mesin pembakaran internal.

Deskripsi Turbin

Perangkat turbocharger dan penampilannya adalah hasil dari perlombaan terus-menerus orang untuk meningkatkan tenaga mesin. Penting untuk ditambahkan di sini bahwa turbin semacam itu telah menjadi solusi efektif tidak hanya untuk mesin bensin, tetapi juga untuk model diesel. Paling sering, perangkat semacam itu dipasang pada mesin yang memiliki sedikit pasokan udara. Di sini penting untuk memahami hal berikut: semakin besar mesin itu sendiri, semakin banyak udara dan bahan bakar yang dikonsumsi dan semakin besar tenaga yang dimilikinya. Untuk mendapatkan tenaga yang sama dari mesin yang lebih kecil, perlu untuk meningkatkan jumlah udara yang masuk ke dalam silinder.

Turbocharger adalah perangkat yang dirancang untukuntuk memaksa sejumlah besar udara ke dalam mesin menggunakan gas buang. Turbocharger memiliki dua elemen utama - turbin dan pompa sentrifugal. Di antara mereka sendiri, kedua bagian ini dihubungkan oleh sumbu yang kaku. Elemen berputar dengan kecepatan hingga 100.000 putaran per menit, dan mereka juga menggerakkan kompresor.

Bagian turbin

Perangkat turbocharger mencakup 8 bagian. Ada roda turbin yang berputar di dalam housing dengan bentuk khusus. Tujuan utamanya adalah untuk mentransfer energi dari gas buang ke kompresor. Bahan awal untuk perakitan elemen ini adalah bahan tahan panas, seperti keramik.

Perangkat turbocharger juga dilengkapi roda kompresor yang menyedot udara. Ini juga berkaitan dengan kompresi dan injeksi ke dalam silinder mesin. Roda terletak di rumah khusus, seperti turbin. Kedua roda ini dipasang pada poros rotor, yang putarannya dilakukan pada bantalan biasa.

Desain dan pengoperasian turbocharger, terutama pada mesin bensin, memerlukan pendinginan tambahan. Biasanya ini adalah sistem pendingin cair. Selain mendinginkan sistem itu sendiri, udara terkompresi juga didinginkan. Untuk ini, turbin memiliki intercooler tipe udara atau cairan. Mendinginkan udara sangat penting karena meningkatkan kepadatan dan tekanan.

Sistem ini dikendalikan oleh pengatur tekanan. Katup bypass ini mampu:membatasi aliran gas buang. Dengan cara ini, sebagian akan melewati roda turbin.

Inti dari karya

Perangkat turbocharger dan prinsip operasinya didasarkan pada penggunaan gas buang. Energi dari gas-gas tersebut akan menggerakkan roda turbin. Untuk mentransfer energi ini, roda turbin dipasang pada poros rotor, memutarnya. Dengan cara ini, energi ditransfer ke roda kompresor. Elemen ini terlibat dalam memaksa udara ke dalam sistem, serta mengompresnya. Udara terkompresi melewati intercooler, yang mendinginkannya. Setelah itu, zat tersebut langsung masuk ke dalam silinder mesin.

Informasi lebih lanjut

Perangkat turbocharger dan prinsip operasi dalam beberapa hal independen, di satu sisi, dari mesin pembakaran internal, karena tidak ada sambungan kaku dengan poros mesin. Di sisi lain, kecepatan putaran masih mempengaruhi efisiensi turbin. Itu terhubung dengan cara berikut. Semakin banyak putaran mesin, semakin kuat aliran gas buang. Karena itu, kecepatan putaran poros turbin akan meningkat, yang berarti jumlah udara yang akan masuk ke silinder akan meningkat.

Desain dan pengoperasian turbocharger memiliki beberapa sisi negatif. Salah satu kekurangannya disebut "turbo lag". Dengan penekanan tajam pada pedal gas, peningkatan daya yang cepat akan agak tertunda. Setelah melewati "turbojam" ada lonjakan tekanan yang tajam,yang disebut "turbo lift".

Memperbaiki kekurangan

Tampilnya kelemahan pertama adalah karena sistemnya inersia. Karena fenomena ini, terjadi ketidaksesuaian antara kinerja turbin dan daya yang dibutuhkan dari mesin. Ada tiga cara untuk menyelesaikan masalah ini. Karena perangkat turbocharger diesel mirip dengan bensin, mereka juga cocok untuk itu. Inilah yang dapat Anda lakukan:

1. Gunakan turbin geometri variabel.
2. Gunakan dua paralel atau dua kompresor secara seri.
3. Gunakan sistem boost gabungan.

Adapun turbin geometri variabel, cukup mampu menyelesaikan masalah dengan mengubah luas katup masuk. Sistem seperti ini sangat sering digunakan pada mesin diesel.

Deskripsi sistem yang berbeda

Tujuan, perangkat turbocharger sama dengan turbin konvensional. Perbedaan utama adalah instrumen hanya memiliki 5 bagian utama, bukan 8.

Sistem turbin yang terhubung secara paralel digunakan. Sistem seperti itu paling cocok untuk mesin V yang cukup bertenaga. Dalam hal ini, satu turbocharger kecil dipasang untuk setiap baris silinder. Keuntungannya adalah inersia beberapa perangkat kecil lebih kecil daripada satu turbin besar.

Perangkat dan prinsip pengoperasian kompresor tidak berbeda tergantung padadari volumenya, bagaimanapun, ini memainkan peran penting, misalnya, ketika menggunakan koneksi serial dua turbin. Dalam hal ini, setiap perangkat akan diaktifkan pada kecepatan tertentu.

Sistem boost juga digunakan, yang menggunakan mekanis dan turbocharger. Jika putaran mesin rendah, maka perangkat mekanis untuk memompa udara dihidupkan. Jika ambang batas tertentu terlampaui, perangkat mekanis akan mati, dan turbocharger akan mulai bekerja.

Apa manfaat turbin

Manfaat berikut menonjol saat menggunakan kompresor:

1. Meluasnya penggunaan perangkat ini dimungkinkan karena kesederhanaan dan keandalan desainnya. Selain itu, pengenalan perangkat ini ke dalam sistem mesin pembakaran internal meningkatkan tenaga mesin sekitar 20-35%.
2. Kompresor itu sendiri tidak dapat menyebabkan kerusakan, karena kinerjanya secara langsung tergantung pada sistem lain, misalnya, distribusi gas.
3. Dimungkinkan untuk menghemat bahan bakar dari 5 hingga 20%. Jika turbin dipasang pada mesin kecil, proses pembakaran bahan bakar akan menjadi lebih efisien, yang berarti efisiensi akan meningkat.
4. Sebuah keuntungan yang baik dari mesin tersebut diamati di jalan yang lewat, misalnya, di pegunungan. Hal ini terutama terlihat jika dibandingkan dengan rekan-rekan atmosfer.
5. Desain dan prinsip pengoperasian turbocharger memungkinkannya berfungsi sebagai peredam tambahan pada sistem pembuangan.

Fitur aplikasi

Meskipun kompresor itu sendiri praktis tidak rusak, terkadang muncul situasi ketika operasinya berhenti.

Saat ini, penyebab paling umum dari matinya turbocharger adalah kartrid pusat turbin tersumbat oli. Paling sering, masalah seperti itu terjadi karena fakta bahwa setelah beban yang lama dan serius pada turbocharging, pekerjaannya berhenti tiba-tiba. Untuk menghilangkan masalah ini, perlu memasang sistem pendingin air. Garis-garis sistem ini akan menciptakan efek penyerapan panas, yang akan mengurangi suhu di kartrid pusat. Perlu dicatat bahwa efek ini akan terjadi selama beberapa waktu setelah mesin benar-benar mati, serta setelah penghentian total sirkulasi cairan pendingin.

Varietas turbin

Untuk tipe turbocharger ada tipe sleeve dan tipe ball bearing.

Jika kita berbicara tentang turbocharger tipe bush, mereka telah digunakan cukup lama. Namun, mereka memiliki sejumlah kekurangan, yang terkait dengan fitur desain mereka. Ini tidak memungkinkan penggunaan potensi sistem seperti itu sebesar 100%. Unit bantalan bola lebih baru, yang telah memperhitungkan kekurangannya, dan oleh karena itu mereka secara bertahap mengganti kompresor semak.

Saat membandingkan kedua jenis turbin ini, bantalan bola dianggap lebih ekonomis, karena mengkonsumsi secara signifikanlebih sedikit minyak dari jenis lengan. Juga, kompresor memiliki indikator yang bertanggung jawab atas respons turbin saat menekan pedal gas. Untuk turbin jenis bantalan bola, indikator ini lebih baik, yang memungkinkan peningkatan respons sekitar 15% dibandingkan dengan yang selongsong.

Masalah perangkat

Di sini harus dikatakan bahwa turbocharger adalah satu-satunya pelengkap mesin, yang terhubung erat selama pengoperasian dengan hampir semua sistem kendaraan lain. Berdasarkan ini, menjadi sangat jelas bahwa penyimpangan minimal dalam pengoperasian sistem apa pun akan mengarah pada fakta bahwa keausan kompresor akan meningkat secara signifikan. Sampai saat ini, ada beberapa alasan yang paling sering menjadi kendala dalam pengoperasian turbin:

• Ada kemungkinan benda asing masuk ke dalam mekanisme. Karena kecepatan putaran motor yang besar, hal ini dapat menyebabkan kerusakan, misalnya pada impeler.
• Kurangnya pelumas. Semakin tinggi beban dinamis, semakin tinggi kemungkinan kerusakan "film" oli akan terjadi. Ini, pada gilirannya, akan menyebabkan gesekan "kering", yang mempengaruhi sistem dengan cara yang paling negatif. Penyebab kerusakan ini bisa karena alasan apa pun yang menyebabkan oli tidak mencapai sepenuhnya. Misalnya silinder oli tersumbat, filter, keausan pompa oli, dll.