Turboladergerät: Beschreibung, Funktionsprinzip, Hauptelemente

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Bevor Sie mit der Betrachtung des Turboladers selbst fortfahren, sollten Sie wissen, dass die Leistung eines Verbrennungsmotors vollständig davon abhängt, wie viel Luft und Kraftstoff in ihn eindringt. Wenn Sie diese Indikatoren erhöhen, erhöhen Sie daher auch die Leistung des Verbrennungsmotors.

Turbinenbeschreibung

Der Turbolader und sein Aussehen sind das Ergebnis eines ständigen Rennens von Menschen, um die Motorleistung zu erhöhen. Es ist wichtig hinzuzufügen, dass eine solche Turbine nicht nur für Benzinmotoren, sondern auch für Dieselmodelle eine effektive Lösung geworden ist. Meistens werden solche Geräte an Motoren installiert, denen eine geringe Luftmenge zugeführt wird. Hier ist es wichtig zu verstehen: Je größer der Motor selbst ist, desto mehr Luft und Kraftstoff verbraucht er und desto mehr Leistung hat er. Um mit einem kleineren Motor die gleiche Leistung zu erzielen, muss die Luftmenge, die in die Zylinder passt, erhöht werden.

Turbolader ist ein Gerät, das darauf ausgelegt istmit den Abgasen eine große Menge Luft in den Motor zu drücken. Ein Turbolader hat zwei Hauptelemente – eine Turbine und eine Kreiselpumpe. Diese beiden Teile sind untereinander durch eine starre Achse verbunden. Die Elemente rotieren mit bis zu 100.000 Umdrehungen pro Minute und treiben auch den Kompressor an.

Turbinenteile

Das Turboladergerät besteht aus 8 Teilen. In einem speziell geformten Gehäuse dreht sich ein Turbinenrad. Der Hauptzweck besteht darin, die Energie der Abgase auf den Kompressor zu übertragen. Ausgangsmaterial für den Zusammenbau dieser Elemente sind hitzebeständige Materialien wie Keramik.

Zur Turboladervorrichtung gehört auch ein Verdichterrad, das Luft ansaugt. Es befasst sich auch mit seiner Kompression und Einspritzung in die Motorzylinder. Das Rad befindet sich wie eine Turbine in einem speziellen Gehäuse. Diese beiden Räder sind auf der Rotorwelle montiert, deren Rotation auf Gleitlagern ausgeführt wird.

Die Konstruktion und der Betrieb eines Turboladers, insbesondere in Ottomotoren, erfordern eine zusätzliche Kühlung. Normalerweise ist dies ein Flüssigkeitskühlsystem. Neben der Kühlung des Systems selbst wird auch die Druckluft gekühlt. Dazu verfügt die Turbine über einen Luft- oder Flüssigkeits-Ladeluftkühler. Die Kühlung der Luft ist unerlässlich, da sie ihre Dichte und damit den Druck erhöht.

Dieses System wird von einem Druckregler gesteuert. Dieses Bypassventil ist in der Lageden Abgasstrom einschränken. Auf diese Weise werden einige das Turbinenrad passieren.

Die Essenz der Arbeit

Das Gerät des Turboladers und das Funktionsprinzip basieren auf der Verwendung von Abgasen. Die Energie dieser Gase treibt das Turbinenrad an. Um diese Energie zu übertragen, wird das Turbinenrad an der Rotorwelle befestigt und dreht diese. Auf diese Weise wird Energie auf das Verdichterrad übertragen. Dieses Element ist damit beschäftigt, Luft in das System zu drücken und es zu komprimieren. Die komprimierte Luft strömt durch den Ladeluftkühler, der sie herunterkühlt. Danach gelangt die Substanz direkt in die Motorzylinder.

Weitere Informationen

Die Turboladereinrichtung und das Funktionsprinzip sind einerseits in gewisser Weise unabhängig vom Verbrennungsmotor, da keine starre Verbindung mit der Motorwelle besteht. Andererseits beeinflusst die Rotationsgeschwindigkeit immer noch in gewisser Weise den Wirkungsgrad der Turbine. Es wird auf folgende Weise angeschlossen. Je mehr Umdrehungen der Motor macht, desto stärker wird der Abgasstrom. Aus diesem Grund erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenwelle, was bedeutet, dass die Luftmenge, die in die Zylinder eintritt, zunimmt.

Konstruktion und Funktionsweise des Turboladers haben mehrere negative Seiten. Einer der Nachteile heißt "Turboloch". Bei kräftigem Druck aufs Gaspedal verzögert sich der rasante Leistungsanstieg etwas. Nach dem Passieren des "Turbostaus" gibt es einen starken Drucksprung,was "Turbolift" genannt wird.

Behebung von Mängeln

Das Auftreten des ersten Nachteils ist darauf zurückzuführen, dass das System träge ist. Aufgrund dieses Phänomens besteht eine Diskrepanz zwischen der Leistung der Turbine und der Leistung, die vom Motor benötigt wird. Es gibt drei Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen. Da das Gerät eines Dieselturboladers einem Benziner ähnelt, sind sie auch dafür geeignet. Folgendes können Sie tun:

1. Turbine mit variabler Geometrie verwenden.
2. Verwenden Sie zwei parallele oder zwei Kompressoren in Reihe.
3. Verwende ein kombiniertes Boost-System.

Die Turbine mit variabler Geometrie kann das Problem durchaus lösen, indem sie die Fläche des Einlassventils ändert. Ein solches System wird sehr häufig in Dieselmotoren verwendet.

Beschreibung verschiedener Systeme

Zweck, das Gerät des Turboladers ist das gleiche wie das einer herkömmlichen Turbine. Der Hauptunterschied besteht darin, dass das Instrument nur 5 Hauptstimmen hat, nicht 8.

Ein System von parallel gesch alteten Turbinen wird verwendet. Ein solches System ist am besten für ausreichend leistungsstarke V-Motoren geeignet. In diesem Fall wird für jede Zylinderreihe ein kleiner Turbolader verbaut. Der Vorteil ist, dass die Trägheit mehrerer kleiner Geräte geringer ist als die einer großen Turbine.

Das Gerät und das Funktionsprinzip des Kompressors unterscheiden sich nicht je nachvom Volumen her spielt dies jedoch eine wichtige Rolle, beispielsweise bei der Verwendung einer Reihensch altung zweier Turbinen. In diesem Fall wird jedes Gerät mit einer bestimmten Geschwindigkeit aktiviert.

Es wird auch ein Boost-System verwendet, das sowohl einen mechanischen als auch einen Turbolader verwendet. Wenn die Motordrehzahl niedrig ist, wird die mechanische Vorrichtung zum Pumpen von Luft eingesch altet. Wenn ein bestimmter Schwellenwert überschritten wird, sch altet sich das mechanische Gerät aus und der Turbolader beginnt zu arbeiten.

Was sind die Vorteile einer Turbine

Bei der Verwendung eines Kompressors fallen folgende Vorteile auf:

1. Die weite Verbreitung dieses Geräts wurde durch die Einfachheit und Zuverlässigkeit seines Designs möglich. Darüber hinaus erhöht die Einführung dieses Geräts in das Verbrennungsmotorsystem die Motorleistung um etwa 20-35 %.
2. Der Kompressor selbst kann keinen Ausfall verursachen, da seine Leistung direkt von anderen Systemen abhängt, zum Beispiel der Gasverteilung.
3. Es ist möglich, 5 bis 20 % Kraftstoff einzusparen. Wenn Sie eine Turbine in einen kleinen Motor einbauen, wird der Kraftstoffverbrennungsprozess effizienter, was bedeutet, dass die Effizienz steigt.
4. Ein guter Vorteil solcher Motoren wird auf Straßen beobachtet, die beispielsweise in den Bergen vorbeiführen. Dies macht sich besonders im Vergleich zu atmosphärischen Pendants bemerkbar.
5. Aufbau und Wirkungsweise des Turboladers erlauben es, als zusätzlicher Schalldämpfer in der Abgasanlage zu fungieren.

Anwendungsfunktionen

Trotz der Tatsache, dass der Kompressor selbst praktisch nicht ausfällt, treten gelegentlich Situationen auf, in denen sein Betrieb eingestellt wird.

Heutzutage ist die häufigste Ursache für das Absch alten des Turboladers, dass die zentrale Kartusche der Turbine mit Öl verstopft ist. Meistens tritt ein solches Problem auf, weil nach längerer und schwerer Belastung des Turboladers seine Arbeit abrupt stoppt. Um dieses Problem zu beseitigen, muss ein Wasserkühlsystem installiert werden. Die Linien dieses Systems erzeugen einen Wärmeabsorptionseffekt, der die Temperatur in der zentralen Patrone reduziert. Es ist erwähnenswert, dass dieser Effekt einige Zeit nach dem vollständigen Stoppen des Motors sowie nach dem vollständigen Stoppen der Kühlmittelzirkulation auftritt.

Turbinensorten

Bei den Turboladertypen gibt es Hülsentypen und Kugellagertypen.

Wenn wir über Buchsen-Turbolader sprechen, werden sie schon seit geraumer Zeit verwendet. Sie hatten jedoch eine Reihe von Mängeln, die mit ihren Konstruktionsmerkmalen zusammenhingen. Dadurch konnte das Potenzial eines solchen Systems nicht zu 100 % genutzt werden. Kugelgelagerte Einheiten sind neuer, die die Mängel berücksichtigt haben, und ersetzen daher nach und nach Buchsenkompressoren.

Beim Vergleich dieser beiden Turbinentypen gilt das Kugellager als sparsamer, da es erheblich verbrauchtweniger Öl als Hülsentyp. Außerdem haben Kompressoren eine Anzeige, die für die Reaktion der Turbine auf das Drücken des Gaspedals verantwortlich ist. Bei Turbinen mit Kugellager ist dieser Indikator besser, was eine Verbesserung der Reaktion um etwa 15 % im Vergleich zu Turbinen mit Hülse ermöglicht.

Gerätestörungen

Hierbei sei gesagt, dass der Turbolader das einzige Anbauteil des Motors ist, das im Betrieb eng mit fast allen anderen Fahrzeugsystemen verbunden ist. Auf dieser Grundlage wird deutlich, dass minimale Abweichungen im Betrieb eines Systems dazu führen, dass der Verschleiß des Kompressors erheblich zunimmt. Bis heute gibt es mehrere Gründe, die den Betrieb der Turbine am häufigsten behindern:

• Es können Fremdkörper in den Mechanismus gelangen. Aufgrund der enormen Drehzahl des Motors kann dies beispielsweise zu Schäden an den Laufrädern führen.
• Mangel an Schmiermitteln. Je höher die dynamischen Belastungen sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Ölfilm zerstört wird. Dies wiederum führt zu "trockener" Reibung, die das System am negativsten beeinflusst. Die Ursache für diese Fehlfunktion kann jeder Grund sein, aus dem das Öl nicht vollständig erreicht wird. Zum Beispiel verstopfte Ölzylinder, Filter, Verschleiß der Ölpumpe usw.