Особливості використання двигуна з турбонагнітачом

Чи потрібно охолоджувати турбокомпресор двигуна після їзди,
для чого це потрібно і як це робити.

Одне з запитань, що дуже часто ставляться в інтернет-форумах:читреба охолоджувати «турбіну» (насправді ТУРБОКОМПРЕСОР) роботою нахолостому ходу після інтенсивного руху?

Для відповіді на це питання необхідно пояснити пристрій і умовироботи турбокомпресора.Турбокомпресор являє собою два колеса злопатками, жорстко сидять на загальній осі.Кожне колесо укладено вкорпус, іменований равликом.Турбінне колесо приводиться в обертаннявихлопними газами. 65 відсотків енергії, що утворилася при згорянніпалива, частину енергії вихлопних газів можна з користювикористовувати, направивши їх на турбінне колесо, далі з цієюенергією можна поступити по-різному — наприклад, за допомогоюспеціальної передачі додати її до енергії колінчастого валу абовикористовувати її для приводу корисних агрегатів Другий варіантздійснено в турбокомпресорі. У ньому енергія вихлопних газіввикористовується для приводу компресора, що нагнітає повітря вциліндри.
Знаючи тепловий баланс і тепловий ККД двигуна внутрішнього згоряннялегко оцінити — двигун потужністю 100 кВт і ККД 40% викидає ватмосферу вихлопні гази, з яких в ідеальному випадку, можна витягтидо 90 кВт (інша енергія розсіюється за іншими напрямками). Ідеалу вприроді не існує, у кожного агрегату, що видобуває енергію, є свійККД. Вихлопні гази перед турбінним колесом дизельного двигуна маютьтемпературу 800-900 градусів Цельсія (у бензинових ще вище) і маютьдуже високу швидкість. При існуючих ККД турбіна, розташована увипускному тракті 100 кіловатного дизеля, розвиває потужність 15-35кВт. Ця потужність використовується для приводу відцентровогокомпресора, що подає повітря в циліндри двигуна. Незважаючи на малігабарити, відцентровий компресор має величезну продуктивність іспоживає дуже велику потужність.
Дволітровий дизель тільки на холостому ході пропускає через себе800 літрів повітря за хвилину, а на повній потужності 4 кубометри! І ці цифри виражають обсяги за атмосферного тиску! Насправдікомпресор створює надлишковий тиск 0, 3-1, 0 атм. Це означає, щонаведені цифри кількості повітря, що нагнітається, насправді в1.5-2 рази більше. Під час роботи двигуна з повним навантаженнямтурбінне колесо обертається з частотою до 150 тисяч обертів захвилину (іноді й більше) нагрівається до 800-900 градусів. Енергіявихлопних газів спрацьовується на турбінному колесі і після колесатемпература газів різко знижується (до 400-500 градусів і нижче).На холостому ході температура вихлопних газів дизельного двигунанавряд чи досягає 100 градусів, їх швидкість також невелика, томутурбінне колесо отримує дуже мало енергії. Цієї енергії недостатньодля роботи компресора, її вистачає тільки для того, щоб обертатикомпресор настільки, щоб він не чинив великого опору впуску повітряв циліндри. Турбінне колесо виготовляється з жароміцної сталі, акомпресорне колесо (для зниження моменту інерції) із алюмінієвогосплаву. Маса ротора ТКР у двигунах з робочим об'ємом 1, 5-2 літрискладає близько 300 грамів. Вал обертається в спеціальних плаваючихпідшипниках ковзання або іноді високоточних кулькових підшипниках.Підшипники змащуються олією, що спеціально підводиться з системимастила мотора. Як і в будь-якому вузлі тертя, масло виконуєподвійну функцію - розділяє поверхні, що труться, і відводить теплоіз зони тертя. А з теплом у підшипникових вузлах турбокомпресорасправа особливо напружена. Мало того, що при обертанні валу зчастотою півтори сотні тисяч оборотів за хвилину у вузлах тертявиділяється маса теплоти, то ще й сам вал нагрівається відвихлопних газів до дуже високої температури. Поки двигун працює, потік мастила успішно відводить теплоту від валу ротора ітемпература підшипників не підвищується до небезпечних значень. Уразі зупинки двигуна відразу ж після великого навантаження ротордосить швидко зупиняється (зазвичай на кілька секунд пізніше, ніжсам двигун), одночасно слабшає і припиняється підведення олії допідшипників і вал (а разом з ним і підшипники) починають інтенсивнорозігріватися від розпеченого турбінного колеса. . Температурапіднімається настільки, що масло, що залишилося в зазорахпідшипників, починає коксуватися. При наступному запуску двигуналак і нагар, що утворився при коксуванні олії, перемелюєтьсяпідшипниками і змивається мастилом, проте кожен пуск в такомувипадку є дуже «травматичним» для підшипникових вузлів ТКР.травматичність» запусків двигуна є охолодження двигуна передзупинкою роботою на холостому ході. Як зазначено вище, температуравихлопних газів дизельного двигуна на холостому ходу становитьприблизно 100 градусів Цельсія. Кількість вихлопних газів доситьвелика. У дволітрового дизеля на ХХ викидається щонайменше 1, 2кубометра вихлопних газів на хвилину. Якщо після інтенсивної їздидати двигуну попрацювати на холостому ходу 1-3 хвилини, турбіннеколесо (а з ним і вал) дуже інтенсивно охолоне і температурапідшипникових вузлів не досягне температури коксування масла. Утакому разі наступний запуск двигуна вже не буде супроводжуватисяпідвищеним зносом від коксу, що утворився в зазорах, що в своючергу благотворно позначиться на ресурсі турбокомпресора. Що ротордуже довго обертається в підшипниках після зупинки двигуна безпідведення мастила глибоко помилково. Як сказано вище, на роторірозташоване компресорне колесо. Воно нагнітає повітря у циліндри.При нерухомому двигуні компресор нагнітає повітря в глухий кут, іншими словами, перемелює повітря в собі. Це дуже сильно гальмуєвплив на ротор. Крім того, турбінне колесо, що не одержує енергіївід вихлопних газів, опиняється в положенні схожому на компресорнеколесо – теж перемелює повітря. Таким чином, момент, що гальмує, прикладений до ротора після зупинки двигуна, посилюється. Масаротора невелика, тому зупинка ротора відбувається дуже швидко.page=1