ГЕОМЕТРІЯ ТУРБІНИ

Сучасна автомобільна турбіна є складним агрегатом, який підвищує потужність двигуна. Більше половини всієї енергії від палива розсіюється з вихлопними газами. Турбонаддув дозволяє частково використати цей ресурс та зробити силову установку автомобіля більш ефективною.

Особливість конструкції агрегату полягає в необхідності праці з швидкими потоками газу. В таких умовах дотримання правил аеродинаміки надважливе. Геометрія турбіні є технічним компонентом, який підвищує коефіцієнт корисної дії агрегату при будь-якій швидкості обертів колінчастого валу.

Під час руху машина може їхати як з великим розходом палива, так і на холостому ходу. Турбіна із змінною геометрією ефективна, оскільки вона підлаштовується під режим роботи двигуна. Така модифікація трохи збільшує вартість пристрою, але економічний ефект від збільшення потужності більш привабливий.

Що таке геометрія турбіни

Турбокомпресор складається з двох частин: компресора і турбіни, яка обертається під тиском відпрацьованих газів, що надходять на неї з вихідних колекторів двигуна внутрішнього згоряння. Але він працює в різних режимах, а витрата палива у них відрізняється в кілька разів. Так, якщо холостий хід має показник на рівні 800-1000 обертів за хвилину, то в режимі повної потужності цей показник збільшується до 5000-7000. Розробники турбін модифікували початкову конструкцію для того, щоб прилад працював ефективно за будь-якого потоку газу. Це робить використання нагнітача економічно доцільним.

Режим, коли обсяг відпрацьованих газів не дозволяє як слід розкрутитись картриджу, називається турбоямою. Інженерні дослідження намагаються зменшити такий робочий діапазон до мінімуму. Геометрія лопаток компресорного колеса не змінюється при роботі, і вона налаштована на досить вузький діапазон швидкості обертання турбокомпресору. В більшій частині випадків ефект від нагнітання повітря має місце при високих обертах чи не менше як 50% допустимого навантаження.

Щоб ефективно подолати таки негативні явища використовують аеродинамічні принципи. Якщо зменшити вихідну частину сопла, то витік з нього газів буде здійснюватись швидше. Таким чином достатньо встановити заслонку, яка змінює положення, щоб керувати процесом.

Для збільшення ефективності використовується більш складна система. Використовується 5-7, а іноді більше заслонок, які розміщені по умовному колу навколо осі обертання компресорного колеса. Вони синхронно змінюють своє положення за командами регулятора в залежності від швидкості обертів двигуна.

Якщо мотор працює у режимі холостого ходу, то лопатки повертають приблизно вздовж потоку. При цьому фізична відстань між ними скорочується, значить швидкість газу зростає. На максимальних обертах вони навпаки утворюють великий кут відносно дотичного вектору. Швидкість потоку, що проходить через збільшені отвори, не зростає.

Чому ламається

Коли йдеться про поломку блоку геометрії, то найчастіше мають на увазі порушення роботи модуля управління положенням лопаток. В такому випадку вони займають позицію ефективної роботи для підвищених обертів двигуна.

Також розповсюдженим типом поломки є заклинювання аеродинамічних пластин. І тоді саме від їх положення буде залежати на яких обертах двигун буде працювати з турбонаддувом.

Головною причиною поломок є надмірне забруднення пристрою. Це можливо в разі тривалої експлуатації без профілактичних обслуговувань. Поломки через перенагрівання можливі внаслідок виходу з ладу інших систем. Висока температура призводить до надмірного розширення металу. Така позаштатна ситуація часто має важкі наслідки для деталі. Ремонт турбіни потребує виконання робіт з високим рівнем точності. Самостійне відновлення в домашніх умовах неможливо.