Как турбокомпрессор повышает давление?

Как турбокомпрессор повышает давление?

Турбокомпрессор обеспечивает наддув двигателя посредством следующих этапов, тем самым повышая выходную мощность и эффективность:

1. Выхлопные газы приводят в движение турбину (Турбина)

• Использование энергии выхлопных газов: когда двигатель работает, он вырабатывает выхлопные газы высокой температуры и высокого давления, 

который поступает в турбинный конец турбокомпрессора через выхлопную трубу.

• Вращение турбины: выхлопные газы воздействуют на лопатки турбины (обычно изготовленные из жаропрочных материалов, таких как никелевые сплавы), 

приводя турбину во вращение с высокой скоростью (до десятков тысяч – сотен тысяч оборотов в минуту).

2. Работа компрессора (Компрессор)

• Коаксиальное соединение: турбина и рабочее колесо компрессора (колесо компрессора) напрямую соединены через жесткий вал. 

При вращении турбины синхронно вращается рабочее колесо компрессора.

• Сжатие воздуха: крыльчатка компрессора всасывает наружный воздух из воздухозаборника, а вращающаяся с высокой скоростью крыльчатка ускоряет и сжимает воздух, 

значительное увеличение давления воздуха (наддув).

3. Промежуточное охлаждение (промежуточное охлаждение, необязательный этап)

• Снижение температуры: температура сжатого воздуха увеличится (из-за тепла, выделяемого в процессе сжатия), 

и плотность воздуха высокой температуры ниже. Некоторые системы охлаждают сжатый воздух через промежуточный охладитель, чтобы еще больше увеличить его плотность, 

тем самым повышая эффективность сгорания.

4. Воздух высокого давления подается в цилиндр.

• Оптимизация впуска: сжатый воздух высокой плотности поступает в цилиндр двигателя через впускной коллектор.

• Улучшение сгорания: большее количество кислорода заставляет топливо сгорать более полно, выделяя больше энергии за единицу времени, 

и повышает мощность двигателя (обычно на 30–50%) и экономию топлива.

Основные преимущества • Рекуперация энергии: использование энергии выхлопных газов, сокращение отходов и повышение тепловой эффективности.

• Малый рабочий объем и высокая выходная мощность: позволяют двигателям с малым рабочим объемом достигать мощности, эквивалентной двигателям с большим рабочим объемом (т. е. "Уменьшение размеров).

• Защита окружающей среды: Оптимизация сгорания может сократить выбросы несгоревших углеводородов и твердых частиц.

Основные компоненты

• Турбина: высокая термостойкость, преобразование кинетической энергии выхлопных газов в механическую энергию.

• Компрессор: сжимает воздух и увеличивает плотность всасывания.

• Система подшипников: поддерживает высокоскоростной вращающийся вал турбины, распространенные типы включают плавающие подшипники или шарикоподшипники.

• Перепускной клапан: контролирует давление наддува и предотвращает избыточное давление (имеется на некоторых турбокомпрессорах).

Благодаря этому процессу турбокомпрессоры значительно повышают производительность и эффективность без существенного увеличения рабочего объема двигателя. 

и широко используются в автомобильной, морской и промышленной двигателестроении.