Турбокомпресор - принцип на работа

При първите два начина по време на всмукателния такт въздухът постъпва директно в цилиндрите под влияние на разликата в атмосферното налягане и подналягането,което се създава при движението на буталото към долна мъртва точка.

При компресорните двигатели постъпващия въздух е вече сгъстен преди да постъпи в цилиндрите. Двигателят засмуква същия обем въздух,но благодарение на по-високото му налягане в горивната камера влиза по-голяма въздушна маса.Това означава,че може да изгори по-голямо количество гориво,с което се обяснява увеличаването на мощността при същите обороти и работен обем. Прилагат се два метода за сгъстяване на въздуха: чрез механичен компресор и чрез турбокомпресор, задвижван от изгорелите газове. При механичното принудително пълнене въздухът,необходим за горенето,се сгъстява чрез компресор, задвижван директно от двигателя.Част от увеличаването на мощността обаче се отделя за задвижването на компресора и достига около 15% от тази на двигателя.

При турбокомпресора голяма част от енергията на изгорелите газове,която обикновено е загубена, се използва за задвижване на турбината.Турбинното колело е на общ вал с компресорното и така се задвижва компресора,който сгъстява въздуха,постъпващ в двигателя. Турбокомпресорната турбина,която включва турбинно колело и корпус,преобразува енергията на изгорелите газове на двигателя в механична енергия,задвижваща компресора.

В спиралния корпус(наричан също “охлюв”) налягането на изгорелите газове се преобразува в кинетична енергия и газовете се насочват към периферията на турбинното колело,което създава въртящ момент. Компресорите,използвани при турбопълнене,са предимно центробежни и се състоят от три основни елемента: компресорно колело,дифузор и корпус.Вследствие въртенето на колелото въздухът постъпва осово, увеличава значително скоростта си и излиза в радиално направление.Дифузорът забавя ускорения въздух почти без загуби,така,че налягането и температурата му нарастват.

При сгъстяването въздухът увеличава температурата си,която може да достигне 180 °C.Когато този въздух се охлади в специален охладител,плътността му,а оттам и мощността на двигателя могат да бъдат увеличени допълнително.Най-разпространени междинни охладители са от типа “въздух/въздух”/intercooler/. Съвременните ВРЦ автомобили имат и система за впръскване на вода.Когато температурата на постъпващия в мотора въздух превиши определена стойност(напр.60°C),след охладителя в сгъстения въздух се впръсква вода.Специалните помпи и дюзи разпръскват водата във вид на мъгла.Ефекта е по-голям при използване на смес от вода и спирт.Управлението е от електронния блок на мотора.Добавянето на вода значително намалява топлинното натоварване на мотора и позволява увеличаване на мощността му. Забележка:От 2006 година ФИА не разрешава използването на такива системи. Съществува и друг начин за допълнително охлаждане на въздуха с вода-от няколко дюзи,разположени пред въздушния охладител при определени условия се впръсква вода.Това е по-неефективно,но значително по просто допълнително охлаждане.Прилага се и в сериините автомобили на Митсубиши/Ево/ и Субару/ВРХ/. През последните години се работи усилено за подобряване регулирането на турбокомпресорите за постигане на по-добри показатели на моторите при всички режими на работа,т.е.да станат по-еластични.Има няколко начина за това: