O que é um turbocompressor de motor
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O que é um turbocompressor de motor

Até algumas décadas atrás, os motores turbo eram vistos como um elemento dos carros fantásticos do futuro ou dos belos jogos de computador. E mesmo após a implementação da ideia engenhosa de uma maneira simples de aumentar a potência do motor, essa oportunidade permaneceu por muito tempo como prerrogativa dos dispositivos a gasolina. Agora, quase todos os carros que saem da linha de montagem estão equipados com um sistema turbo, independentemente do combustível com o qual funcione.

O que é um turbocompressor de motor

Em altas velocidades ou subidas íngremes, o motor normal do carro fica seriamente sobrecarregado. Para facilitar seu trabalho, foi inventado um sistema que pudesse aumentar a potência do motor sem interferir na estrutura interna.

Além de influenciar o potencial do motor, o princípio do "turbo" contribui para a purificação significativa dos gases de escapamento, por meio de seu reaproveitamento e reciclagem. E isso é importante para a melhoria da ecologia, que atende às exigências de muitos organismos internacionais que lutam pela preservação do meio ambiente.

A turbocompressão tem algumas desvantagens associadas à ignição prematura da mistura combustível. Mas esse efeito colateral - a razão do rápido desgaste dos pistões nos cilindros - é controlado com sucesso pelo óleo corretamente selecionado, necessário para lubrificar as peças quando o motor turbo está funcionando.  

O que é uma turbina ou turbocompressor em um carro?

A eficiência de um carro equipado com um "turbo" aumenta em 30 - 50%, ou mesmo 100%, de suas capacidades padrão. E isso apesar do fato de que o próprio dispositivo é relativamente barato, tem uma massa e volume insignificantes e opera de forma confiável de acordo com um princípio engenhosamente simples.

O dispositivo cria um aumento de pressão no motor de combustão interna devido à injeção artificial de uma dose adicional de ar, que forma um volume aumentado da mistura combustível-gás e, quando queima, a potência do motor aumenta em 40 - 60%.

Um mecanismo equipado com turbo torna-se muito mais eficiente sem alterar seu design. Depois de instalar um dispositivo despretensioso, um motor de 4 cilindros de baixa potência pode fornecer o potencial de trabalho de 8 cilindros.

Para ser mais fácil, uma turbina é uma parte discreta, mas altamente eficiente do motor de um carro, que ajuda a aumentar o desempenho do "coração" do carro sem consumo desnecessário de combustível, reciclando a energia dos gases de escapamento.

Em quais motores os turboalimentadores estão instalados

O equipamento atual das máquinas com mecanismo de turbina é muito mais rápido do que sua introdução inicial nos motores a gasolina. Para determinar o modo de operação ideal, os dispositivos foram inicialmente usados ​​em carros de corrida, graças aos quais começaram a ser aplicados:

· Controle eletrônico;

· Resfriamento líquido das paredes do dispositivo;

· Tipos de óleo mais avançados;

· Materiais resistentes ao calor para o corpo.

Desenvolvimentos mais sofisticados tornaram possível usar o sistema "turbo" em quase qualquer motor, seja ele a gás, gasolina ou diesel. Além disso, o ciclo de trabalho do virabrequim (em dois ou quatro tempos) e o método de resfriamento: com a ajuda de ar ou líquido, não desempenham nenhum papel.

Além de caminhões e carros com potência superior a 80 kW, o sistema encontrou aplicação em locomotivas a diesel, equipamentos de construção de estradas e motores marítimos com um volume de trabalho aumentado para 150 kW.

O princípio de operação de uma turbina automotiva

A essência do turboalimentador é aumentar o desempenho de um motor de baixa potência com um número mínimo de cilindros e uma pequena quantidade de combustível reciclando os gases de escape. Os resultados podem ser surpreendentes: por exemplo, o motor de três cilindros de litro é capaz de fornecer 90 cavalos de potência sem combustível adicional e com um indicador de alta compatibilidade ambiental.

O que é um turbocompressor de motor

O sistema funciona de forma muito simples: o combustível irradiado - gases - não escapa imediatamente para a atmosfera, mas entra no rotor da turbina acoplado ao escapamento, que, por sua vez, fica no mesmo eixo do soprador. O gás quente faz girar as lâminas do sistema turbo e elas colocam o eixo em movimento, o que contribui para o fluxo de ar na voluta fria. O ar comprimido pela roda, entrando na unidade, atua sobre o torque do motor e sob pressão, aumentando o volume de líquido gás-combustível, contribui para o aumento da potência da unidade.

Acontece que para o funcionamento eficaz do motor, não é necessária mais gasolina, mas sim uma quantidade suficiente de ar compactado (que é totalmente gratuito), que, quando misturado com o combustível, aumenta a sua eficiência (eficiência).

Projeto do turbocompressor

O conversor de energia é um mecanismo constituído por dois componentes: uma turbina e um compressor, que desempenham um papel igualmente importante no aumento da potência do motor de qualquer máquina. Ambos os dispositivos estão localizados em um eixo rígido (eixo), que junto com as pás (rodas) formam dois rotores idênticos: uma turbina e um compressor, colocados em caixas que parecem caracóis.

O que é um turbocompressor de motor

Estrutura esquemática:

· Voluta de turbina quente (corpo). Ele assume os gases de escape que movem o rotor. Para a fabricação, utiliza-se ferro fundido esferoidal, que resiste a forte aquecimento.

· Impulsor (roda) da turbina, rigidamente fixado em um eixo comum. Normalmente nivelado para evitar corrosão.

· Carcaça do cartucho central com rolamentos entre as rodas do rotor.

· Voluta (corpo) do compressor de frio. Depois de desenrolar o eixo, o combustível gasto (gases) puxa um volume adicional de ar. Geralmente é feito de alumínio.

· Um impulsor de compressor (roda) que comprime o ar e o fornece ao sistema de admissão sob alta pressão.

· Canais de alimentação e drenagem de óleo para resfriamento parcial de peças, prevenção de LSPI (pré-ignição em baixa rotação), redução do consumo de combustível.

O design ajuda a usar a energia cinética dos gases de escape para aumentar a potência do motor sem consumo adicional de combustível.

Funções de turbina (turbocompressor)

O sistema turbo é baseado no aumento do torque, o que ajuda a aumentar a eficiência do motor da máquina. Além disso, o uso do dispositivo não se limita apenas a automóveis de passageiros e veículos utilitários. Atualmente, turbocompressores com tamanhos de roda que variam de 220 mm a 500 mm são usados ​​em muitas máquinas industriais, navios e locomotivas a diesel. Isso se deve a alguns dos benefícios que a técnica ganha:

· O turbo-dispositivo, sujeito a operação correta, ajudará a maximizar o uso da potência do motor em um modo estável;

· O trabalho produtivo do motor terá retorno em seis meses;

· A instalação de uma unidade especial economizará dinheiro na compra de um motor dimensional que "consome" mais combustível;

· O consumo de combustível torna-se mais racional com um volume constante do motor;

· A eficiência do motor quase duplica.

 E o que é importante - o gás de exaustão após o uso secundário torna-se muito mais limpo, o que significa que não tem um efeito tão prejudicial ao meio ambiente.

Tipos e características do turbocompressor

A unidade instalada em estruturas a gasolina - separadas - é equipada com dois caracóis, o que ajuda a preservar a energia cinética dos gases de escapamento e impede que eles voltem a entrar no motor. O projeto da gasolina requer uma câmara de resfriamento que reduza a temperatura da mistura injetada (até 1050 graus) para evitar a ignição prematura repentina.

O que é um turbocompressor de motor

Para motores a diesel, o resfriamento geralmente não é necessário, o controle de temperatura e pressão do ar é fornecido por dispositivos de bico que mudam a geometria devido às lâminas móveis que podem mudar o ângulo de inclinação. A válvula bypass com acionamento pneumático ou elétrico em motores diesel de média potência (50-130 HP) ajusta as configurações do turboalimentador. E os mecanismos mais potentes (de 130 a 350 cv) são equipados com um dispositivo que regula a injeção de combustível suave (em duas etapas) em estrita conformidade com o volume de ar que entra nos cilindros.

Todos os turbocompressores são classificados de acordo com muitas características básicas:

· Pelo valor de aumentar a eficiência;

· Temperatura máxima de trabalho dos gases de exaustão;

· Torque do rotor da turbina;

· A diferença de pressão do ar forçado na entrada e na saída do sistema;

· No princípio do dispositivo interno (mudança na geometria do bico ou desenho duplo);

· Por tipo de trabalho: axial (avanço ao longo do eixo até o centro e saída da periferia) ou radial (ação inversa);

· Por grupos, divididos em motores a diesel, gás, gasolina, bem como a potência das unidades;

· Em um sistema de pressurização de um ou dois estágios.

Dependendo das qualidades listadas, os turbocompressores podem ter uma diferença significativa no tamanho, equipamentos adicionais e ser instalados de diferentes maneiras.

O que é turbo lag (turbo pit)?

A operação eficaz do turboalimentador começa com uma velocidade média do veículo, porque em velocidades baixas a unidade não recebe gás de escape suficiente para fornecer alto torque do rotor.

Quando o carro dá a partida abruptamente de uma paralisação, exatamente o mesmo fenômeno é observado: o carro não consegue acelerar instantaneamente, pois o motor inicialmente carece da pressão de ar necessária. Deve levar algum tempo para criar rotações médio-altas, geralmente alguns segundos. É nesse momento que ocorre o retardo da partida, o chamado turbo pit ou turbo lag.

Para resolver esse problema, os modelos de veículos modernos são equipados não com uma, mas com duas ou três turbinas operando em modos diferentes. Os turbo poços também são tratados com sucesso por lâminas móveis que mudam a geometria do bico. Ajustar o ângulo de inclinação das pás das rodas é capaz de criar a pressão necessária no motor.

Qual é a diferença entre um turbocompressor e um turbocompressor (turbocompressor)?

A função da turbina é gerar torque para o rotor, que tem um eixo comum com a roda do compressor. E o último, por sua vez, cria um aumento da pressão de ar necessária para a combustão produtiva da mistura de combustível. Apesar da semelhança de projetos, ambos os mecanismos têm algumas diferenças significativas:

· A instalação de um turbocompressor requer condições e habilidades especiais, por isso é instalado na fábrica ou em serviço especializado. Qualquer driver pode instalar o compressor sozinho.

· O custo do sistema turbo é muito mais alto.

· A manutenção do compressor é mais fácil e barata.

· Turbinas são freqüentemente usadas em motores mais potentes, enquanto um compressor com um pequeno deslocamento é suficiente.

· O sistema turbo requer constantemente óleo para resfriar as peças superaquecidas. O compressor não precisa de óleo.

· O turbocompressor contribui para o consumo econômico de combustível, enquanto o compressor, ao contrário, aumenta seu consumo.

· O turbo funciona com mecânica pura, enquanto o compressor precisa de energia.

· Quando o compressor está funcionando, não há fenômeno "turbo lag", o atraso de operação do drive (unidade) é observado apenas no turbo.

· A turbocompressão é acionada pelos gases de escape, e o compressor é acionado pela rotação do virabrequim.

É impossível dizer qual sistema é melhor ou pior, depende do tipo de direção a que o motorista está acostumado: para um agressivo, um aparelho mais potente serve; para um silencioso - um compressor convencional é suficiente, embora agora eles praticamente não sejam produzidos em uma forma separada.

Vida útil do turbocompressor

Os primeiros dispositivos de aumento de energia eram notáveis ​​por quebras frequentes e não tinham a reputação mais confiável. Agora a situação melhorou muito, graças aos desenvolvimentos de design inovadores modernos, ao uso de materiais resistentes ao calor para a carroceria, ao surgimento de novos tipos de óleo, que requerem uma seleção particularmente cuidadosa.

No momento, a vida operacional de uma unidade adicional pode continuar até que o motor tenha esgotado seus recursos. O principal é passar dentro do prazo pelas inspeções técnicas, o que ajudará a identificar os menores problemas de funcionamento na fase inicial. Isso economizará muito tempo para pequenas soluções de problemas e dinheiro para reparos.

Uma troca oportuna e sistemática do filtro de ar e do óleo do motor afeta positivamente o bom funcionamento do sistema e a extensão de sua vida útil.

Operação e manutenção de turbinas automotivas

A unidade de aumento de potência em si não precisa de manutenção separada, mas sua capacidade de manutenção depende diretamente do estado atual do motor. O aparecimento dos primeiros problemas é indicado por:

· O aparecimento de ruído estranho;

· Consumo notável de óleo do motor;

• fumaça azulada ou mesmo preta saindo do bico;

· Uma diminuição acentuada na potência do motor.

Muitas vezes, os efeitos colaterais estão diretamente relacionados ao uso de óleo de baixa qualidade ou à sua falta constante. Para não se preocupar com a falha prematura do "órgão principal" e seu "estimulador", você deve seguir o conselho do especialista:

· Limpe o silencioso, filtro e verifique a tempo o estado do catalisador;

· Manter constantemente o nível de óleo necessário;

· Verifique regularmente o estado das conexões vedadas;

· Aquecer o motor antes de iniciar a operação;

· Depois de dirigir agressivamente por 3-4 minutos, use a marcha lenta para resfriar a turbina;

· Siga as recomendações do fabricante quanto ao uso de filtro e grau de óleo adequados;

· Faça manutenção regularmente e monitore o estado do sistema de combustível.

Se, no entanto, surgir a questão de reparos sérios, então eles devem ser realizados apenas em uma oficina especializada. O serviço deve ter condições ideais para manutenção da limpeza, uma vez que a entrada de poeira no sistema é inaceitável. Além disso, equipamentos específicos serão necessários para o reparo.

Como prolongar a vida útil de um turbocompressor?

Três pontos principais garantem a operação precisa e de longo prazo da turbina:

1. Substituição oportuna do filtro de ar e manutenção da quantidade necessária de óleo no motor. Além disso, você deve usar apenas os materiais recomendados pelo fabricante. Você pode comprar produtos originais de revendedores / representantes autorizados da empresa, a fim de evitar a compra de falsificações.

2. Uma parada abrupta após um acionamento em alta velocidade faz o sistema funcionar sem lubrificação, já que a roda da turbina continua girando por inércia e o óleo do motor desligado não flui mais. Isso não dura muito, cerca de meio minuto, mas essa prática constante leva a um rápido desgaste do complexo do rolamento de esferas. Portanto, você precisa reduzir gradualmente a velocidade ou deixar o motor funcionar um pouco em marcha lenta.

3. Não coloque pressão no gás repentinamente. É melhor ganhar velocidade gradualmente para que o óleo do motor tenha tempo de lubrificar adequadamente o mecanismo de rotação.

As regras são muito simples, mas segui-las junto com as recomendações do fabricante aumentará significativamente a vida útil do carro. Como mostram as estatísticas, apenas cerca de 30% dos motoristas aderem a dicas úteis, portanto, há algumas reclamações sobre a ineficiência do dispositivo.

O que pode quebrar no turbocompressor de um carro?

As avarias mais comuns estão associadas a óleo de motor de má qualidade e filtro de ar entupido.

No primeiro caso, recomenda-se a reposição atempada da parte contaminada, e não a sua limpeza. Essa "economia" pode fazer com que os detritos entrem no meio do sistema, o que afetará adversamente a qualidade da lubrificação do rolamento.

Óleo de produção duvidosa tem o mesmo efeito. A má lubrificação leva a um rápido desgaste das peças internas e não apenas da unidade adicional, mas também de todo o motor.

Se forem detectados os primeiros sinais de mau funcionamento: aparecimento de vazamento de lubrificante, vibração indesejada, sons suspeitosamente altos - você deve entrar em contato imediatamente com o serviço para um diagnóstico completo do motor.

É possível consertar uma turbina em um carro

A compra de cada coisa nova, e mais ainda relacionada a mecanismos, é acompanhada pela emissão de um cartão de garantia, no qual o fabricante declara um determinado período de serviço sem problemas do aparelho. Mas os motoristas nas avaliações costumam compartilhar suas decepções relacionadas à discrepância entre o período de garantia declarado. Provavelmente, a culpa não é do fabricante, mas do próprio proprietário, que simplesmente não aderiu às regras de operação recomendadas.

Se antes a quebra da turbina significava o custo de um novo dispositivo, no momento a unidade está sujeita à restauração parcial. O principal é recorrer a profissionais em tempo hábil com os equipamentos adequados e componentes originais certificados. Em nenhum caso você mesmo deve fazer o conserto, senão não terá que trocar algumas peças, mas sim o motor inteiro, e isso já custará muito mais.

Perguntas e Respostas:

Qual é a diferença entre uma turbina e um turbocompressor? Esses mecanismos têm um tipo diferente de unidade. A turbina é girada pelo fluxo dos gases de exaustão. O compressor é conectado diretamente ao eixo do motor.

Como funciona um turboalimentador? O motor do turbocompressor é ativado imediatamente quando o motor é ligado, devido ao qual a força de impulso é diretamente dependente da rotação do motor. O impulsor é capaz de superar um grande arrasto.

Qual é a diferença entre um turboalimentador e um turboalimentador? A turboalimentação nada mais é do que uma turbina convencional movida pela força do fluxo de exaustão. Um turbocompressor é um turbocompressor. Embora seja mais fácil de instalar, é mais caro.

Para que serve um turbocompressor? Este mecanismo, como a turbina clássica, usa a energia do próprio motor (apenas neste caso, a energia cinética do eixo, não os gases de exaustão) para aumentar o fluxo de ar fresco que entra.

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