مكونات شاحن توربيني (التيربو)

يتكون الشاحن التوربيني للعادم من توربين وضاغط يوجد بينهما

اتصال ميكانيكي ثابت يتم إنشاؤه عبر رمح مشترك. يتم تشغيل التوربين بواسطة غازات العادم من المحرك وتزويد طاقة المحرك للضاغط. في معظم الحالات ، تُستخدم توربينات الجاذبية وضواغط الطرد المركزي للشواحن التوربينية.

ضاغط الطرد المركزي

يتكون ضاغط الطرد المركزي بشكل أساسي من:

عجلة الضاغط
الناشر
إسكان حلزوني

عندما تدور عجلة الضاغط ، فإنها تسحب الهواء محوريًا (في اتجاه المحور الطولي) وتسرع الهواء إلى سرعة عالية. يخرج الهواء من عجلة الضاغط في الاتجاه الشعاعي. في الناشر ، يتم تقليل سرعة الهواء ، في الغالب دون خسائر. نتيجة لذلك ، يرتفع كل من الضغط ودرجة الحرارة. يتكون الناشر من الجدار الخلفي للضاغط وجزء من السكن الحلزوني. يتم تجميع الهواء داخل الغلاف اللولبي وتستمر السرعة في الانخفاض حتى يخرج الهواء من الضاغط.

توربينات الطرد المركزي

على جانب القيادة ، تُستخدم فقط توربينات الطرد المركزي (المعروفة أيضًا باسم التوربينات الجاذبة) في شواحن توربينات العادم لسيارات الركاب والمركبات التجارية والمحركات الصناعية. يقومون بتحويل ضغط غاز العادم إلى طاقة حركية داخل الغلاف اللولبي ويغذون الغاز إلى عجلة التوربين بسرعة ثابتة. في عجلة التوربين ، يتم تحويل الطاقة الحركية لغاز العادم إلى طاقة دوران للمحور. تم تصميم عجلة التوربين بحيث يتم تحويل كل الطاقة الحركية تقريبًا عند الخروج من العجلة.

تنظيم ضغط الشحن

إذا كان المحرك التوربيني سيصل إلى مستويات الأداء المثلى ، فيجب أن يتناسب ضغط شحن الشاحن التوربيني العادم مع حمل المحرك وسرعة المحرك . يعتبر الالتفاف على جانب التوربين (القناة الالتفافية) هو أبسط شكل من أشكال تنظيم ضغط الشحن. التوربين صغير بما يكفي لتلبية متطلبات استجابة عزم الدوران عند السرعات المنخفضة وضمان قيادة المحرك بشكل جيد. في مثل هذا التصميم ، قبل وقت قصير من الوصول إلى الحد الأقصى لعزم الدوران ، يتم إمداد التوربينات بغاز العادم أكثر مما هو ضروري لتوليد ضغط الشحن.

لذلك ، بمجرد الوصول إلى ضغط الشحن المطلوب ، يتم تحويل بعض غاز العادم حول التوربين عبر ممر جانبي. يتم التحكم في صمام التحكم في ضغط الشحن ، الذي يفتح ويغلق الممر الجانبي ، بواسطة غشاء محمل بنابض قيد التشغيل أساس ضغط الشحن. في محركات الديزل الحديثة لسيارات الركاب ، أثبتت هندسة التوربينات المتغيرة (VTG) مع ريش التوجيه الدوارة نفسها على أنها أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا. باستخدام VTG ، يمكن ضبط المقطع العرضي للتدفق في التوربين بناءً على نقطة تشغيل المحرك. يتم استخدام كل طاقة غاز العادم ويمكن تحسين إعداد المقطع العرضي للتدفق في التوربين لأي نقطة تشغيل ، وبالتالي تحسين كفاءة الشاحن التوربيني ونتيجة لذلك المحرك مقارنة بالتحكم الالتفافي. كما أن تكييف المقطع العرضي للتوربين باستمرار مع ظروف القيادة السائدة للمحرك يقلل أيضًا من استهلاك الوقود والانبعاثات. يتيح عزم دوران المحرك ، الذي يكون مرتفعًا بالفعل حتى عند السرعات المنخفضة ، جنبًا إلى جنب مع إستراتيجية التحكم المعدلة بعناية ، تحقيق تحسن ملموس في ديناميكيات القيادة.