Grup de turbosupraalimentare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Grup de turbosupraalimentare secţionat
Grup de turbosuflantă
Turbina turbosuflantei
Suflanta turbosuflantei

Grupul de turbosupraalimentare, la motoarele cu ardere internă este un agregat compus din două turbine pe un ax comun; una pentru angrenare, angrenată de gazele de evacuare și una (suflanta) pentru comprimarea aerului în motor spre cilindru.

Inventatorul turbinei de supraalimentare este elvețianul Alfred Büchi, care în anul 1905 a patentat turbina cu presiune constantă.

Principii de funcționare[modificare | modificare sursă]

La motorul cu ardere internă unde alimentarea aerului prin aspirație la rotații mari nu mai ajunge pentru a asigura o putere și mai mare al acestuia, se montează unul sau mai multe din aceste agregate.

Grupul de turbosuflantă este montat în așa fel, încît gazele de evacuare care trec prin turbină o angrenează, aceasta putand sa ajunga la turatii de pina la 290.000 rpm (ex. motorul turbodiesel al automobilului Smart [1]).

Turbina fiind montată pe un ax comun cu turbina suflantei, aceasta fiind legată de conductele de admisie în așa fel, încît aerul de admisie este comprimat cu o presiune dorită în cilindrul motorului, în ciclul de admisie al acestuia. Prin mărirea presiunii aerului, aceasta poate atinge o temperatură mai ridicata, ceeace duce la o densitate mai redusă, deci aerul trebuie răcit cu ajutorul unui răcitor intermediar (eng. = „intercooler”). Aerul răcit având acum un volum mai mare, cantitatea de combustibil duce la ridicarea puterii motorului.

Presiunea de supraalimentare a aerului este reglata mecanic, electronic sau combinat. Electronic, reglarea e facuta de ECU (Electronic Control Unit - calculatorul central). Pentru realizarea acestor reglaje se utilizeaza informații din zona de admisie, înainte de suflantă (depresiune) cît și după suflantă (suprapresiune). În funcție de aceste informații de presiune, capsula pneumatica al wastegate-tului (supapă de pierderi) avînd o funcție de bypass (eng. = ocolire), aceasta se închide/deschide mai mult sau mai puțin. Dacă se deschide mai mult, atunci debitul de gaze de evacuare care ajunge la turbină este mai mic, deci turbina va avea o turație mai mică, deci presiunea de supraalimentare scade.

Pentru reglarea presiunii cu un reglaj mecanic al turației turbinei, se folosesc carcase cu lamele reglabile după principiul; Francis-Turbine (numit dupa: James B. Francis). Acest sistem de turbină se foloseste din anul 1996 la motoarele TDI Audi/VW, Porsche 911 Carrera (997) din anul 2005 care duce la cresterea randamentului cu 40% (sursa?).

Construcția[modificare | modificare sursă]

Grupul de turbosupraalimentare este compus din două parți esențiale: corpul carcasei cu turbina de antrenare și carcasa cu turbina suflantă, de unde se derivează și denumirea agregatului în „turbo”.

Gazele de evacuare antrenează turbina care la rîndul iei, antrenează suflanta. Suflanta aspiră aerul curat din filtrul de aer și îl comprimă spre cilindrul motor.

Ambele turbine sunt poziționate pe un ax comun care este montat într-o bucșă de alunecare uns cu ulei sub presiune, sau și rulmenți speciali.

Cînd carcasa turbinei necesită o răcire suplimentară, aceasta prin construcția de canale pentru răcire, este legată la instalația de răcire a motorului. La fel și carcasa suflantei, la nevoie poate avea din construcție canale pentru lichidul de răcire.

În rare cazuri, pentru răcirea grupului de turbosupraalimentare, acesta este parțial sau chiar total inclus în carcase care sunt răcite cu lichid.

Răcirea grupului de termosuflantă este necesara pentru obținerea de temperaturi mai caborîte la admisie sau și chiar la evacuare, cînd motoarele cu ardere internă folosesc procentual și gazele evacuate EGR (Exhaust gas recirculation eng. = readucere de gaze de evacuare), pentru reducerea gazelori NOx[2].

Avantaje[modificare | modificare sursă]

Avantaje ale folosirii grupului de turbosupraalimentare sunt:

  • Creșterea puterii motorului fără a consuma putere mecanică, cum este de exemplu la motorul cu ardere internă cu turbocompresor.
  • Creșterea puterii unui motor mai mic, mai ușor, la același nivel ca la un motor cu mult mai mare.

Dezavantaje[modificare | modificare sursă]

Dezavantajul folosirii turbinei turbosuflante este:

  • Prin marirea puteri motorului la aeeasi cilindree, deci mărind presiunea de ardere în cilindru, este nevoie de o adaptare constructivă a pistonului, bolțului, bielei, arborelui cotit, blocului motor, cilindrului, chiulasa, roți dințate, sistemului de racire. etc..
  • Unele firme constructoare de agregate de turbosupraalimentare recomandă, ca după un mers mai îndelungat la turații mari ale motorului cînd turbina se poate înroși din cauza temperaturei ridicate, înaintea opriri motorului, acesta să mai funcționeze la turații reduse (relanti), pentru ca agregatul sa nu ramîna fară ungere și răcire.
  • La motoarele moderne cu turbină suflantă, în legatură cu acest agregat sunt adaugate piese de reglare, care și ele la rîndul lor sunt predispuse sa se defecteze.
  • Turbina are legatura cu sistemul de ungere al motorului. Astfel, la pornirea și accelerarea acestuia, în turbină formînduse o sub presiune (vid), o parte din uleiul care unge axul turbinei este aspirat în camera de ardere. Se estimează ca, dupa intervalele de pornire / acelere bruscă, consumul de ulei la aceste motoare este 20 - 40% din cauza agregatului de turbosuflantă. Acest ulei ars produce funingine.

Imagini[modificare | modificare sursă]

Note[modificare | modificare sursă]

Legături externe[modificare | modificare sursă]