التوربينات ذات الهندسة المتغيرة: مبدأ التشغيل ، الجهاز ، الإصلاح

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 11:52

مع تطوير توربينات ICE ، يحاول المصنعون تحسين اتساقهم مع المحركات والكفاءة. الحل التسلسلي الأكثر تقدمًا تقنيًا هو تغيير هندسة المدخل. بعد ذلك ، يتم النظر في تصميم توربينات هندسية متغيرة ومبدأ التشغيل وميزات الصيانة.

الميزات العامة

التوربينات قيد الدراسة تختلف عن التوربينات المعتادة في القدرة على التكيف مع وضع تشغيل المحرك عن طريق تغيير نسبة A / R ، التي تحدد الإنتاجية. هذه خاصية هندسية للأغلفة ، ممثلة بنسبة مساحة المقطع العرضي للقناة والمسافة بين مركز الثقل لهذا القسم والمحور المركزي للتوربين.

ترجع أهمية الشواحن التوربينية ذات الهندسة المتغيرة إلى حقيقة أن القيم المثلى لهذه المعلمة تختلف اختلافًا كبيرًا في السرعات العالية والمنخفضة. لذلك ، بالنسبة لقيمة صغيرة من A / R ، التدفقلديه سرعة عالية ، ونتيجة لذلك يدور التوربين بسرعة ، ولكن الحد الأقصى للإنتاجية يكون منخفضًا. القيم الكبيرة لهذه المعلمة ، على العكس من ذلك ، تحدد إنتاجية كبيرة وسرعة منخفضة لغاز العادم.

نتيجة لذلك ، مع ارتفاع A / R بشكل مفرط ، لن يكون التوربين قادرًا على خلق ضغط بسرعات منخفضة ، وإذا كان منخفضًا جدًا ، فسوف يخنق المحرك في الأعلى (بسبب الضغط الخلفي في مشعب العادم ، سينخفض الأداء). لذلك ، في الشواحن التوربينية ذات الهندسة الثابتة ، يتم تحديد متوسط قيمة A / R التي تسمح لها بالعمل على نطاق السرعة بأكمله ، بينما يعتمد مبدأ تشغيل التوربينات ذات الهندسة المتغيرة على الحفاظ على قيمتها المثلى. لذلك ، فإن مثل هذه الخيارات ذات حد التعزيز المنخفض والحد الأدنى من التأخير تكون فعالة للغاية عند السرعات العالية.

إلى جانب الاسم الرئيسي (توربينات هندسية متغيرة (VGT ، VTG)) تُعرف هذه المتغيرات باسم فوهة متغيرة (VNT) ، المكره المتغير (VVT) ، نماذج فوهة التوربينات متغيرة المساحة (VATN).

طور غاريت توربين الهندسة المتغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تشارك الشركات المصنعة الأخرى في إطلاق مثل هذه الأجزاء ، بما في ذلك MHI و BorgWarner. الشركة المصنعة الأساسية لمتغيرات حلقة الانزلاق هي Cummins Turbo Technologies.

على الرغم من استخدام توربينات هندسية متغيرة بشكل أساسي على محركات الديزل ، إلا أنها شائعة جدًا وتكتسب شعبية. من المفترض أنه في عام 2020 ، ستشغل هذه النماذج أكثر من 63٪ من سوق التوربينات العالمي. التوسع في استخدام هذه التكنولوجيا وتطويرها يرجع في المقام الأول إلى تشديد اللوائح البيئية.

تصميم

يختلف جهاز التوربينات ذات الهندسة المتغيرة عن النماذج التقليدية من خلال وجود آلية إضافية في جزء مدخل مبيت التوربين. هناك عدة خيارات لتصميمه.

النوع الأكثر شيوعًا هو حلقة مجداف الانزلاق. يتم تمثيل هذا الجهاز بواسطة حلقة بها عدد من الشفرات الثابتة بشكل صارم تقع حول الدوار وتتحرك بالنسبة إلى اللوحة الثابتة. تستخدم آلية الانزلاق لتضييق / توسيع ممر تدفق الغازات.

نظرًا لحقيقة أن حلقة المجداف تنزلق في الاتجاه المحوري ، فإن هذه الآلية مدمجة للغاية ، ويضمن الحد الأدنى لعدد نقاط الضعف القوة. هذا الخيار مناسب للمحركات الكبيرة ، لذلك فهو يستخدم بشكل أساسي في الشاحنات والحافلات. يتميز بالبساطة ، والأداء العالي في الأسفل ، والموثوقية.

يفترض الخيار الثاني أيضًا وجود حلقة ريشة. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يتم تثبيتها بشكل صارم على لوحة مسطحة ، ويتم تثبيت الشفرات على دبابيس تضمن دورانها في الاتجاه المحوري ، على الجانب الآخر منها. وبالتالي ، تتغير هندسة التوربين بواسطة الشفرات. هذا الخيار له أفضل كفاءة.

ومع ذلك ، نظرًا للعدد الكبير من الأجزاء المتحركة ، فإن هذا التصميم أقل موثوقية ، خاصة في ظروف درجات الحرارة المرتفعة. ملحوظالمشاكل ناتجة عن احتكاك الأجزاء المعدنية التي تتمدد عند تسخينها.

خيار آخر هو جدار متحرك. إنه مشابه من نواح كثيرة لتقنية الحلقة الانزلاقية ، ولكن في هذه الحالة ، يتم تثبيت الشفرات الثابتة على لوحة ثابتة بدلاً من حلقة الانزلاق.

يحتوي الشاحن التوربيني للمنطقة المتغيرة (VAT) على شفرات تدور حول نقطة التثبيت. على عكس المخطط ذي الشفرات الدوارة ، لا يتم تثبيتها على طول محيط الحلقة ، ولكن على التوالي. نظرًا لأن هذا الخيار يتطلب نظامًا ميكانيكيًا معقدًا ومكلفًا ، فقد تم تطوير إصدارات مبسطة.

الأول هو شاحن توربيني متغير التدفق (VFT) من Aisin Seiki. ينقسم غلاف التوربين إلى قناتين بواسطة شفرة ثابتة ومجهز بمخمد يوزع التدفق بينهما. تم تثبيت عدد قليل من الشفرات الثابتة حول الدوار. أنها توفر الاحتفاظ ودمج التدفق.

الخيار الثاني ، المسمى مخطط Switchblade ، هو أقرب إلى ضريبة القيمة المضافة ، ولكن بدلاً من صف الشفرات ، يتم استخدام شفرة واحدة ، والتي تدور أيضًا حول نقطة التثبيت. هناك نوعان من هذا البناء. يتضمن أحدها تركيب الشفرة في الجزء المركزي من الجسم. في الحالة الثانية ، يكون في منتصف القناة ويقسمها إلى جزأين ، مثل مجداف VFT.

للتحكم في التوربينات ذات الهندسة المتغيرة ، يتم استخدام محركات الأقراص: كهربائية ، هيدروليكية ، تعمل بالهواء المضغوط. يتم التحكم في الشاحن التوربيني بواسطة وحدة التحكمالمحرك (ECU ، ECU).

وتجدر الإشارة إلى أن هذه التوربينات لا تتطلب صمامًا جانبيًا ، نظرًا للتحكم الدقيق في إمكانية إبطاء تدفق غازات العادم بطريقة غير قابلة للضغط وتمرير الفائض عبر التوربين.

مبدأ التشغيل

توربينات الهندسة المتغيرة تعمل من خلال الحفاظ على زاوية A / R المثلى عن طريق تغيير منطقة المقطع العرضي للمدخل. يعتمد على حقيقة أن سرعة تدفق غاز العادم مرتبطة عكسياً بعرض القناة. لذلك ، في "القيعان" للترويج السريع ، يتم تقليل المقطع العرضي لجزء الإدخال. مع زيادة السرعة لزيادة التدفق يتسع تدريجياً.

آلية لتغيير الهندسة

يتم تحديد آلية تنفيذ هذه العملية من خلال التصميم. في النماذج ذات الشفرات الدوارة ، يتم تحقيق ذلك من خلال تغيير موضعها: لضمان مقطع ضيق ، تكون الشفرات متعامدة مع الخطوط الشعاعية ، ولتوسيع القناة ، فإنها تنتقل إلى وضع متدرج.

توربينات الانزلاق الحلقية بجدار متحرك لها حركة محورية للحلقة ، والتي تغير أيضًا قسم القناة.

يعتمد مبدأ تشغيل VFT على فصل التدفق. يتم تسريعها بسرعات منخفضة عن طريق إغلاق الحجرة الخارجية للقناة بمخمد ، ونتيجة لذلك تنتقل الغازات إلى الدوار بأقصر طريقة ممكنة. كلما زاد الحمل ، المثبطيرتفع للسماح بالتدفق عبر كلا الخلجان لتوسيع السعة.

بالنسبة لنماذج ضريبة القيمة المضافة و Switchblade ، يتم تغيير الشكل الهندسي عن طريق تدوير الشفرة: عند السرعات المنخفضة ، يرتفع ، ويضيق الممر لتسريع التدفق ، وبسرعة عالية ، يكون مجاورًا لعجلة التوربين ، ويتمدد الإنتاجية. تتميز توربينات Switchblade من النوع 2 بتشغيل الشفرة العكسية.

إذن ، في "القيعان" تكون متاخمة للدوار ، ونتيجة لذلك فإن التدفق يذهب فقط على طول الجدار الخارجي للمبيت. مع زيادة عدد الدورات في الدقيقة ، ترتفع الشفرة ، مما يفتح ممرًا حول المكره لزيادة الإنتاجية.

محرك

من بين محركات الأقراص ، الأكثر شيوعًا هي الخيارات الهوائية ، حيث يتم التحكم في الآلية بواسطة مكبس يحرك الهواء داخل الأسطوانة.

يتم التحكم في موضع الريش بواسطة مشغل غشاء متصل بواسطة قضيب بحلقة التحكم في الريشة ، لذلك يمكن أن يتغير الحلق باستمرار. يقوم المشغل بتشغيل الجذع اعتمادًا على مستوى الفراغ ، مما يؤدي إلى مقاومة الزنبرك. يتحكم تعديل الفراغ في صمام كهربائي يوفر تيارًا خطيًا اعتمادًا على معلمات الفراغ. يمكن توليد الفراغ بواسطة مضخة الفراغ الداعم للفرامل. يتم توفير التيار من البطارية ويقوم بتعديل وحدة التحكم الإلكترونية.

العيب الرئيسي لهذه المحركات هو صعوبة التنبؤ بحالة الغاز بعد الضغط ، خاصة عند تسخينه. لذلك أكثر كمالاهي محركات هيدروليكية وكهربائية.

تعمل المشغلات الهيدروليكية على نفس مبدأ المشغلات الهوائية ، ولكن بدلاً من الهواء في الأسطوانة ، يتم استخدام سائل يمكن أن يمثله زيت المحرك. بالإضافة إلى أنه لا ينضغط ، لذا فإن هذا النظام يوفر تحكمًا أفضل.

يستخدم صمام الملف اللولبي ضغط الزيت وإشارة وحدة التحكم الإلكترونية لتحريك الحلقة. يقوم المكبس الهيدروليكي بتحريك الرف والترس ، مما يؤدي إلى تدوير الترس المسنن ، ونتيجة لذلك يتم توصيل الشفرات بشكل محوري. لنقل موضع شفرة وحدة التحكم الإلكترونية ، يتحرك مستشعر الموضع التناظري على طول كاميرا محركه. عندما يكون ضغط الزيت منخفضًا ، تفتح الدوارات وتغلق مع زيادة ضغط الزيت.

المحرك الكهربائي هو الأكثر دقة ، لأن الجهد يمكن أن يوفر تحكمًا جيدًا للغاية. ومع ذلك ، فإنه يتطلب تبريدًا إضافيًا ، والذي يتم توفيره بواسطة أنابيب المبرد (تستخدم الإصدارات الهوائية والهيدروليكية السائل لإزالة الحرارة).

تعمل آلية المحدد على قيادة مغير الهندسة.

تستخدم بعض نماذج التوربينات محركًا كهربائيًا دوارًا بمحرك متدرج مباشر. في هذه الحالة ، يتم التحكم في موضع الشفرات بواسطة صمام تغذية إلكتروني عبر آلية الرف والجناح. للحصول على تغذية راجعة من وحدة التحكم الإلكترونية ، يتم استخدام كاميرا مزودة بمستشعر مقاوم للمغناطيسية متصل بالعتاد.

إذا كان من الضروري تشغيل الشفرات ، توفر وحدة التحكم الإلكترونيةإمداد التيار في نطاق معين لنقلها إلى موضع محدد مسبقًا ، وبعد ذلك ، بعد تلقي إشارة من المستشعر ، يقوم بإلغاء تنشيط صمام التغذية المرتدة.

وحدة التحكم في المحرك

مما سبق يتضح أن مبدأ تشغيل التوربينات ذات الشكل الهندسي المتغير يعتمد على التنسيق الأمثل لآلية إضافية وفقًا لوضع تشغيل المحرك. لذلك ، فإن تحديد المواقع بدقة والمراقبة المستمرة مطلوبان. لذلك يتم التحكم في توربينات الهندسة المتغيرة بواسطة وحدات التحكم في المحرك.

يستخدمون استراتيجيات إما لزيادة الإنتاجية أو تحسين الأداء البيئي. هناك عدة مبادئ لعمل BUD.

أكثرها شيوعًا يتضمن استخدام المعلومات المرجعية بناءً على البيانات التجريبية ونماذج المحرك. في هذه الحالة ، تحدد وحدة التحكم في التلقيم القيم من جدول وتستخدم الملاحظات لتقليل الأخطاء. إنها تقنية متعددة الاستخدامات تسمح بمجموعة متنوعة من استراتيجيات التحكم.

عيبها الرئيسي هو القيود أثناء العبور (التسارع الحاد ، تغيير التروس). للقضاء عليه ، تم استخدام وحدات تحكم متعددة المعلمات ، PD- و PID. تعتبر الأخيرة هي الأكثر واعدة ، لكنها ليست دقيقة بما يكفي في نطاق الأحمال بأكمله. تم حل هذا من خلال تطبيق خوارزميات القرار المنطقي الضبابي باستخدام MAS.

هناك نوعان من التقنيات لتوفير المعلومات المرجعية: نموذج المحرك المتوسط والاصطناعيالشبكات العصبية. يتضمن الأخير استراتيجيتين. يتضمن أحدهما الحفاظ على التعزيز عند مستوى معين ، والآخر - الحفاظ على فرق ضغط سلبي. في الحالة الثانية ، يتم تحقيق أفضل أداء بيئي ، لكن التوربين يزيد السرعة.

لا يقوم العديد من الشركات المصنعة بتطوير وحدات التحكم الإلكترونية لشواحن توربينية متغيرة الهندسة. الغالبية العظمى منهم ممثلة بمنتجات صانعي السيارات. ومع ذلك ، هناك بعض وحدات التحكم الإلكترونية المتطورة التابعة لجهات خارجية في السوق والتي تم تصميمها لمثل هذه التوربينات.

أحكام عامة

الخصائص الرئيسية للتوربينات هي تدفق كتلة الهواء وسرعة التدفق. منطقة المدخل هي أحد العوامل التي تحد من الأداء. تتيح لك خيارات الهندسة المتغيرة تغيير هذه المنطقة. لذلك ، يتم تحديد المنطقة الفعالة من خلال ارتفاع الممر وزاوية الشفرات. المؤشر الأول قابل للتغيير في الإصدارات ذات الحلقة المنزلقة ، والثاني - في التوربينات ذات الشفرات الدوارة.

وهكذا ، توفر الشواحن التوربينية ذات الهندسة المتغيرة الدفعة المطلوبة باستمرار. ونتيجة لذلك ، فإن المحركات المجهزة بها لا تعاني من التأخر المرتبط بزمن دوران التوربين ، كما هو الحال مع الشواحن التوربينية الكبيرة التقليدية ، ولا تختنق بسرعات عالية ، كما هو الحال مع السرعات الصغيرة.

أخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من أن الشواحن التوربينية ذات الهندسة المتغيرة مصممة للعمل بدون صمام جانبي ، فقد وُجد أنها توفر مكاسب في الأداء بشكل أساسي عند الطرف المنخفض ، وعند عدد دورات عالية في الدقيقة عند الفتح الكاملالشفرات غير قادرة على التعامل مع تدفق جماعي كبير. لذلك ، لمنع الضغط الخلفي المفرط ، لا يزال من المستحسن استخدام بوابة النفايات.

إيجابيات وسلبيات

ضبط التوربين على وضع تشغيل المحرك يوفر تحسينًا في جميع المؤشرات مقارنة بخيارات الهندسة الثابتة:

• استجابة وأداء أفضل في جميع أنحاء نطاق المراجعة ؛
• منحنى عزم الدوران متوسط المدى ؛
• القدرة على تشغيل المحرك عند التحميل الجزئي على خليط أكثر كفاءة من الهواء / الوقود ؛
• كفاءة حرارية أفضل
• منع التعزيز المفرط عند سرعة دوران عالية ؛
• أفضل أداء بيئي ؛
• استهلاك أقل للوقود ؛
• نطاق تشغيل التوربين الممتد.

العيب الرئيسي للشواحن التوربينية ذات الهندسة المتغيرة هو تصميمها المعقد بشكل كبير. نظرًا لوجود عناصر ومحركات إضافية متحركة ، فهي أقل موثوقية ، كما أن صيانة وإصلاح التوربينات من هذا النوع أكثر صعوبة. بالإضافة إلى ذلك ، تعد تعديلات محركات البنزين باهظة الثمن (حوالي 3 مرات أغلى من المحركات التقليدية). أخيرًا ، يصعب دمج هذه التوربينات مع محركات غير مصممة لها.

وتجدر الإشارة إلى أنه فيما يتعلق بأداء الذروة ، غالبًا ما تكون توربينات الهندسة المتغيرة أدنى من نظيراتها التقليدية. هذا بسبب الخسائر في السكن وحول دعامات العناصر المتحركة. بالإضافة إلى ذلك ، ينخفض الحد الأقصى للأداء بشكل حاد عند الابتعاد عن الوضع الأمثل. ومع ذلك ، فإن الجنرالكفاءة الشاحن التوربيني لهذا التصميم أعلى من متغيرات الهندسة الثابتة بسبب نطاق التشغيل الأكبر.

التطبيق والوظائف الإضافية

يتم تحديد نطاق التوربينات ذات الهندسة المتغيرة حسب نوعها. على سبيل المثال ، يتم تثبيت المحركات ذات الشفرات الدوارة على محركات السيارات والمركبات التجارية الخفيفة ، ويتم استخدام التعديلات ذات الحلقة المنزلقة بشكل أساسي على الشاحنات.

بشكل عام ، غالبًا ما تستخدم توربينات الهندسة المتغيرة في محركات الديزل. هذا بسبب انخفاض درجة حرارة غازات العادم.

في محركات الديزل للركاب ، تعمل هذه الشواحن التوربينية بشكل أساسي على تعويض فقدان الأداء من نظام إعادة تدوير غاز العادم.

في الشاحنات ، يمكن للتوربينات نفسها تحسين الأداء البيئي من خلال التحكم في كمية غازات العادم المعاد تدويرها إلى مدخل المحرك. وبالتالي ، باستخدام الشواحن التوربينية ذات الهندسة المتغيرة ، من الممكن زيادة الضغط في مشعب العادم إلى قيمة أكبر من مشعب السحب من أجل تسريع إعادة الدوران. على الرغم من أن الضغط الخلفي المفرط يضر بكفاءة الوقود ، إلا أنه يساعد في تقليل انبعاثات أكسيد النيتروجين.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تعديل الآلية لتقليل كفاءة التوربين في وضع معين. يستخدم هذا لزيادة درجة حرارة غازات العادم من أجل تطهير مرشح الجسيمات عن طريق أكسدة جزيئات الكربون العالقة بالتسخين.

البياناتتتطلب وظائف محرك هيدروليكي أو كهربائي.

المزايا الملحوظة للتوربينات ذات الأشكال الهندسية المتغيرة على التوربينات التقليدية تجعلها الخيار الأفضل للمحركات الرياضية. ومع ذلك ، فهي نادرة للغاية في محركات البنزين. لا يُعرف سوى عدد قليل من السيارات الرياضية المجهزة بها (حاليًا بورش 718 و 911 توربو وسوزوكي سويفت سبورت). وفقًا لأحد مديري BorgWarner ، يرجع ذلك إلى التكلفة العالية جدًا لإنتاج مثل هذه التوربينات ، نظرًا للحاجة إلى استخدام مواد متخصصة مقاومة للحرارة للتفاعل مع غازات العادم عالية الحرارة لمحركات البنزين (غازات عادم الديزل أقل بكثير فالتوربينات أرخص بالنسبة لهم).

أول VGTs المستخدمة في محركات البنزين مصنوعة من مواد تقليدية ، لذلك كان لابد من استخدام أنظمة التبريد المعقدة لضمان عمر خدمة مقبول. لذلك ، في عام 1988 Honda Legend ، تم دمج هذا التوربين مع مبرد داخلي مبرد بالماء. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي هذا النوع من المحركات على نطاق تدفق غاز عادم أوسع ، مما يتطلب القدرة على التعامل مع نطاق تدفق كتلة أكبر.

يحقق المصنعون المستويات المطلوبة من الأداء والاستجابة والكفاءة والملاءمة البيئية بأكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة. الاستثناء هو حالات منعزلة عندما لا تكون التكلفة النهائية أولوية. في هذا السياق ، هذا ، على سبيل المثال ، تحقيق أداء قياسي على Koenigsegg One: 1 أو تكييف Porsche 911 Turbo مع مدنيعملية

بشكل عام ، الغالبية العظمى من السيارات المزودة بشاحن توربيني مجهزة بشواحن توربينية تقليدية. بالنسبة للمحركات الرياضية عالية الأداء ، غالبًا ما يتم استخدام خيارات التمرير المزدوج. على الرغم من أن هذه الشواحن التوربينية أدنى من VGTs ، إلا أنها تقدم نفس المزايا مقارنة بالتوربينات التقليدية ، ولكن بدرجة أقل فقط ، ومع ذلك فهي تتمتع بنفس التصميم البسيط تقريبًا مثل الأخير. أما بالنسبة للضبط ، فإن استخدام الشواحن التوربينية ذات الهندسة المتغيرة ، بالإضافة إلى التكلفة العالية ، مقيد بتعقيد ضبطها.

بالنسبة لمحركات البنزين ، صنفت دراسة أجراها H. Ishihara و K. Adachi و S. Kono التوربينات ذات التدفق المتغير (VFT) على أنها أفضل VGT. بفضل عنصر متحرك واحد فقط ، يتم تقليل تكاليف الإنتاج وزيادة الاستقرار الحراري. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل مثل هذا التوربين وفقًا لخوارزمية ECU بسيطة ، على غرار خيارات الهندسة الثابتة المجهزة بصمام جانبي. تم الحصول على نتائج جيدة بشكل خاص عندما يتم دمج مثل هذا التوربينات مع iVTEC. ومع ذلك ، بالنسبة لأنظمة الحث القسري ، لوحظ زيادة في درجة حرارة غاز العادم بنسبة 50-100 درجة مئوية ، مما يؤثر على الأداء البيئي. تم حل هذه المشكلة باستخدام مشعب ألومنيوم مبرد بالماء

كان حل BorgWarner لمحركات البنزين هو الجمع بين تقنية التمرير المزدوج والتصميم الهندسي المتغير في توربين هندسي متغير مزدوج التمرير تم تقديمه في SEMA 2015. Herنفس تصميم توربين التمرير المزدوج ، يحتوي هذا الشاحن التوربيني على مدخل مزدوج وعجلة توربينية متجانسة مزدوجة ، ويتم دمجه مع مشعب التمرير المزدوج ، والتسلسل للقضاء على نبض العادم لتدفق أكثر كثافة.

يكمن الاختلاف في وجود مخمد في جزء المدخل ، والذي ، بناءً على الحمل ، يوزع التدفق بين الدفاعات. عند السرعات المنخفضة ، تذهب جميع غازات العادم إلى جزء صغير من الدوار ، ويتم حظر الجزء الكبير ، مما يوفر دورانًا أسرع من التوربينات التقليدية المزدوجة اللولب. مع زيادة الحمل ، يتحرك المخمد تدريجيًا إلى الموضع الأوسط ويوزع التدفق بالتساوي بسرعات عالية ، كما هو الحال في تصميم مزدوج التمرير. وهذا يعني ، من حيث آلية تغيير الشكل الهندسي ، أن مثل هذا التوربين قريب من VFT.

وهكذا ، فإن هذه التقنية ، مثل تقنية الهندسة المتغيرة ، توفر تغييرًا في نسبة A / R اعتمادًا على الحمل ، وتعديل التوربين إلى وضع تشغيل المحرك ، مما يوسع نطاق التشغيل. في الوقت نفسه ، يعد التصميم المدروس أبسط وأرخص بكثير ، حيث يتم استخدام عنصر متحرك واحد فقط هنا ، ويعمل وفقًا لخوارزمية بسيطة ، ولا يلزم استخدام مواد مقاومة للحرارة. يرجع السبب الأخير إلى انخفاض درجة الحرارة بسبب فقد الحرارة على جدران الغلاف المزدوج للتوربين. وتجدر الإشارة إلى أنه تم العثور على حلول مماثلة من قبل (على سبيل المثال ، صمام التخزين المؤقت السريع) ، ولكن لسبب ما لم تكتسب هذه التقنية شعبية.

صيانة وإصلاح

عملية الصيانة الرئيسية للتوربينات هي التنظيف. ترجع الحاجة إليها إلى تفاعلها مع غازات العادم ، المتمثلة في منتجات احتراق الوقود والزيوت. ومع ذلك ، نادرًا ما يكون التنظيف مطلوبًا. يشير التلوث الشديد إلى عطل ، يمكن أن يكون ناتجًا عن الضغط المفرط أو تآكل الحشوات أو البطانات الخاصة بالدفاعات ، وكذلك حجرة الكباس ، وانسداد جهاز التنفس.

توربينات الهندسة المتغيرة أكثر حساسية للقاذورات من التوربينات التقليدية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تراكم السخام في ريشة التوجيه لجهاز تغيير الشكل الهندسي يؤدي إلى انحشاره أو فقدان حركته. نتيجة لذلك ، تعطل عمل الشاحن التوربيني.

في أبسط الحالات ، يتم التنظيف باستخدام سائل خاص ، ولكن غالبًا ما يكون العمل اليدوي مطلوبًا. يجب أولاً تفكيك التوربين. عند فصل آلية التغيير الهندسي ، احرص على عدم قطع مسامير التثبيت. يمكن أن يؤدي الحفر اللاحق لشظاياها إلى إتلاف الثقوب. لذلك ، فإن تنظيف التوربينات ذات الأشكال الهندسية المتغيرة أمر صعب إلى حد ما.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أن التعامل بإهمال مع الخرطوشة يمكن أن يتلف أو يشوه ريش الدوار. إذا تم تفكيكها بعد التنظيف ، فستتطلب موازنة ، لكن عادةً لا يتم تنظيف الجزء الداخلي من الخرطوشة.

يشير السخام الزيتي على العجلات إلى تآكل حلقات المكبس أو مجموعة الصمامات ، وكذلك أختام الدوار في الخرطوشة. التنظيف بدونإن التخلص من أعطال المحرك أو إصلاح التوربين غير عملي.

بعد استبدال الخرطوشة للشواحن التوربينية من النوع المعني ، يلزم تعديل الشكل الهندسي. لهذا الغرض ، يتم استخدام مسامير ضبط ثابتة وخشنة. وتجدر الإشارة إلى أن بعض طرز الجيل الأول لم يتم تكوينها في البداية من قبل الشركات المصنعة ، ونتيجة لذلك انخفض أدائها في "القاع" بنسبة 15-25٪. على وجه الخصوص ، هذا صحيح بالنسبة لتوربينات Garrett. يمكن العثور على تعليمات عبر الإنترنت حول كيفية ضبط التوربينات ذات الهندسة المتغيرة.

السيرة الذاتية

تمثل الشواحن التوربينية ذات الهندسة المتغيرة أعلى مرحلة في تطوير التوربينات التسلسلية لمحركات الاحتراق الداخلي. تضمن آلية إضافية في جزء المدخل أن التوربين يتكيف مع وضع تشغيل المحرك عن طريق ضبط التكوين. هذا يحسن الأداء والاقتصاد والود البيئي. ومع ذلك ، فإن تصميم VGT معقد ونماذج البنزين باهظة الثمن.