Википедија

Turbopunjač

Turbopunjač (nem. Turbolader) je mehanički uređaj sa pogonom na izduvne gasove koji povećava snagu motora dodavanjem više vazduha u motor. Turbo-punjač koristi par ventilacionih odlivaka montiranih na zajedničkoj osovini. Jedan (nazvan turbina) se montira na sistem izduvnih gasova, dok se drugi (kompresor) postavlja na sistem dovoda motora. Izduvni gas okreće turbinu, što uzrokuje okretanje kompresora. Kompresor služi za uduvavanje vazduha u motor većom brzinom nego što ga može sam uvući. Veća zapremina vazduha može se mešati sa većom zapreminom goriva, što povećava izlaznu snagu.[1]

Prikaz preseka turbopunjača koji čini centrifugalni kompresor (plavo označen), na desnoj strani i turbina (crveno označena), na levoj strani
Turbopunjač montiran na blok motora izloženog u izložbenom salonu kamiona

Istorija uredi

Istorija razvoja turbopunjača započela je otprilike u isto vreme kada i izgradnja prvih uzoraka motora sa unutrašnjim sagorevanjem. 1885-1896. Gotlib Dajmler i Rudolf Dizel sproveli su istraživanja na polju povećanja generisane snage i smanjenja potrošnje goriva komprimovanjem vazduha ubrizgavanog u komoru za sagorevanje.[2]

Princip turbopunjača patentirao je švajcarski inženjer Alfred Buči 1911.[3] godine u američkom zavodu za patente, čiji je patent počeo da se koristi 1905.[4] Luj Reno je 1902. godine podneo patent na principu punjenja ventilatorom ili kompresorom, koji je koristio u konkurenciji, ali nije bio definisan kao turbo punjač.[5]

Dizel motori na brodovima i lokomotive sa turbopunjačem počeli su da se koriste dvadesetih godina 20. veka. U Prvom svetskom ratu turbopunjači su počeli da se koriste u avionima, da bi rešili problem smanjenja atmosferskog pritiska na većim nadmorskim visinama, a time i manjeg sagorevanja.[6]

Uloga turbopunjača uredi

Uloga turbopunjača je da komprimovanjem usisnog vazduha poveća nivo kiseonika (O2 ) u svakom cilindru centrifugalni kompresor, smešten na istoj osovini kao i turbina, pogonjen izduvnim gasom motora. Osnovna svrha turbopunjača je povećanje snage motora i ugrađuje se u motore sa prednaponskom snagom, jer im ugradnja dodatnih malih rotora omogućava ogromno povećanje snage, bez značajnijih intervencija na pojedinim delovima. Iako je povećanje snage bilo glavna svrha turbopunjača, danas se sve više koristi za uštedu energije i smanjenje emisija, Zagađenje vazduha ali i protoka.[7]

Komponenta za generisanje punjenja motora naziva se turbopunjač, poznat i kao turbopunjač izduvnih gasova (ATL) ili, u kolokvijalnom nazivu, turbo. Povećava performanse motora ili efikasnost motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Stoga je pomoćna jedinica motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Njegov način rada sastoji se u korišćenju dela energije izduvnih gasova motora pomoću turbine unutar izduvnog sistema za pogon takozvanog kompresora. Ovo bi trebalo da poveća pritisak svežeg vazduha u usisnom sistemu i optimizuje stepen punjenja cilindara i na taj način dovede više vazduha za sagorevanje i samim tim više kiseonika (potrebnog za sagorevanje) u cilindre jedinice od nenaduvanog prirodnog usisavanja, motor sa prirodnim usisavanjem snabdeva se kiseonikom isključivo negativnim pritiskom koji njegovi klipovi stvaraju u cilindru tokom kretanja nadole, tj. usisavaju ga u njega.[8]

Turbopunjači imaju široku primenu. Ugrađuju se u dvotaktne i četvorotaktne motore, dizel i benzinske motore sa unutrašnjim sagorevanjem. Takođe mogu naći primenu u motorima sa spoljnim sagorevanjem, kao što su gorivne ćelije.

Princip rada uredi

 
Grafički prikaz uzdužnog ispiranja kod dvotaktnog dizel motora sa kontrolisanim izduvnim ventilom

Kod dizel ili benzinskih motora, klip se pomera na dole i vazduh se uvlači kroz usisni ventil. U karburatoru benzinskih motora vazduh se meša sa benzinom. Kako se klip kreće prema gore, vazduh ili mešavina benzina i vazduha se sabija. U karburatornim benzinskim motorima mešavina goriva i vazduha se pali svećicom; u dizel ili benzinskim motorima sa direktnim ubrizgavanjem, gorivo se ubrizgava pod visokim pritiskom što dovodi do spontanog sagorevanja. U oba slučaja dolazi do kretanja klipa nadole.[9]

Izduvni gasovi se izbacuju kroz izduvni ventil kada je klip podignut. U turbo motoru vazduh se komprimuje pre ulaska u cilindar tokom procesa usisavanja. Budući da je pod visokim pritiskom, velika masa vazduha ulazi u cilindar, što dovodi do veće efikasnosti sagorevanja goriva. Ovo povećava izlaznu snagu motora, dajući veću snagu i veću brzinu od konvencionalnih motora, a takođe smanjuje emisiju izduvnih gasova. Neki dizel motori mogu biti podešeni da primaju više vazduha i istu (normalnu) količinu goriva, što ne povećava snagu, ali rezultira čistijim emisijama izduvnih gasova.[10]

Punjenje u dvotaktnom motoru uredi

U dvotaktnim motorima se svež naboj utiskuje u cilindar za kratko vreme dok prolazi kroz donju mrtvu tačku i izduvni gasovi se izbacuju (dinamička zamena naelektrisanja ili „pročišćavanje“), dok je u slučaju četvorotaktnog motora traje dva odvojena ciklusa. Za brzu razmenu gasa u dvotaktnom motoru uvek je potreban najmanje jedan duvalj (u najjednostavnijem slučaju ispiranje kartera). Sa turbopunjačem, efektivno povećani potisni pritisak može se povećati samo ako se izduvni gas zatvori pre usisavanja, što se postiže kod dvotaktnog dizel motora sa kontrolisanim izduvnim ventilom.[11]

Punjenje u četvorotaktnom motoru uredi

U četvorotaktnom motoru sa prirodnim usisavanjem, klipovi stvaraju negativni pritisak u usisnom hodu, u koji vazduh ili smeša gorivo-vazduh protiče pod atmosferskim pritiskom. Pri malim brzinama ima dovoljno vremena da se komora za sagorevanje gotovo potpuno napuni svežim nabojem. Sa povećanjem brzine, međutim, ulazni ventil se otvara sve kraće i sa povećanjem brzine protoka u usisnom kanalu, sve veći gubici pritiska ometaju punjenje cilindra, stepen isporuke se smanjuje i dostupno je sve manje svežeg punjenja. Povećavanjem spoljnog pritiska sa turbopunjačem, u cilindar se utiskuje znatno više svežeg naelektrisanja, posebno pri velikim brzinama, što povećava obrtni momenat i, shodno tome, dostižnu snagu motora.[12]

Sastav sistema uredi

Turbopunjač i međuhladnjak u sistemu uključuju: kontrolni ventil (odvodni otvor) (za održavanje unapred određenog pritiska u sistemu i rasterećenje pritiska u prihvatnoj cevi), obilazni ventil (obilazni ventil - za ispuštanje vazduha za punjenje nazad u ulazu u turbinu u slučaju zatvaranja prigušnog ventila) i / ili „odzračni“ ventil[13] (odzračni ventil - za puštanje vazduha za punjenje u atmosferu sa karakterističnim zvukom kada je prigušni ventil zatvoren, pod uslovom da nema mase senzor protoka vazduha), izduvni razvodnik kompatibilan sa turbopunjačem ili prilagođeni dovodni cev, a takođe i zapečaćeni priključci: vazduh za dovod vazduha na usis, ulje za hlađenje i podmazivanje turbopunjača.[14]

Reference uredi

  1. ^ Pavle Barta. „Turbo punjač!?”. Vrele gume (na jeziku: srpski). Pristupljeno 29. 7. 2020. 
  2. ^ „Istorijat turbo punjača”. Auto magazin. 17. 3. 2015. 
  3. ^ Alfred Buechi, Inventor (30. 10. 1906). „Hydrocarbon power plant.” (na jeziku: engleski). 
  4. ^ Patent-Anspruch. „Espacenet – search results”. worldwide.espacenet.com. 
  5. ^ L’aventure Renault
  6. ^ Mike Hanlon (18. 11. 2005). „The turbocharger turns 100 years old this week”. New Atlas. 
  7. ^ Borg Warner. „Aufbau und Funktionsweise”. www.turbos.borgwarner.com. 
  8. ^ Dragan Romčević. „Kako radi turbo punjač i zašto je turbo motor bolji od atmosferskog?”. www.polovniautomobili.com (na jeziku: srpski). Pristupljeno 20. 06. 2017. 
  9. ^ Aleksandar, Falčenko. „Šta je turbo punjač motora”. AvtoTachki (na jeziku: srpski). Pristupljeno 19. 12. 2020. 
  10. ^ Karim Nice. „How Turbochargers Work”. How Stuff Works (na jeziku: engleski). Pristupljeno 9. 2. 2021. 
  11. ^ Prevrtite motor. „Turbo punjenje” (na jeziku: srpski). 
  12. ^ Saša Damnjanović. „O turbo punjačima”. www.turbopunjaci-izi.in.rs. Arhivirano iz originala 23. 04. 2021. g. Pristupljeno 27. 03. 2021. 
  13. ^ Valve Vastegate. „Turbo punjenje: karakteristike”. sr.mirarh.ru. 
  14. ^ Mladen. „Korišćenje automobila sa turbo punjač-em.”. MLFREE (na jeziku: srpski). Pristupljeno 12. 5. 2019. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

  Mediji vezani za članak Turbolader na Vikimedijinoj ostavi

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Турбопуњач&oldid=27027945”