Miten turboahdin lisää painetta?

Miten turboahdin lisää painetta?

Turboahdin saavuttaa moottorin ahtoprosessin seuraavien vaiheiden kautta, mikä parantaa tehoa ja hyötysuhdetta:

1. Pakokaasu käyttää turbiinia (Turbiini)

• Pakokaasuenergian hyödyntäminen: Kun moottori on käynnissä, se tuottaa korkean lämpötilan ja korkeapaineisen pakokaasun, 

joka tulee pakoputken kautta turboahtimen turbiinipäähän.

• Turbiinin pyöriminen: Pakokaasut vaikuttavat turbiinin siipiin (jotka on yleensä valmistettu korkeita lämpötiloja kestävistä materiaaleista, kuten nikkeliseokset), 

saa turbiinin pyörimään suurella nopeudella (jopa kymmenistä tuhansista satoihin tuhansiin kierroksiin minuutissa).

2. Kompressorin toiminta (kompressori)

• Koaksiaalivivusto: Turbiini ja kompressorin siipipyörä (Compressor Wheel) on kytketty suoraan jäykän akselin kautta. 

Kun turbiini pyörii, kompressorin siipipyörä pyörii synkronisesti.

• Ilman puristus: Kompressorin siipipyörä hengittää ulkoilmaa ilmanottoaukosta, ja nopeasti pyörivä siipipyörä kiihdyttää ja puristaa ilmaa, 

lisää merkittävästi ilmanpainetta (ylilataus).

3. Välijäähdytys (välijäähdytys, valinnainen vaihe)

• Lämpötilan alentaminen: Paineilman lämpötila nousee (puristusprosessin aikana syntyvän lämmön vuoksi), 

ja korkean lämpötilan ilman tiheys on pienempi. Jotkut järjestelmät jäähdyttävät paineilmaa välijäähdyttimen kautta lisätäkseen sen tiheyttä entisestään, 

mikä parantaa palamistehokkuutta.

4. Sylinteriin johdetaan korkeapaineilmaa

• Imun optimointi: Paineilma, jonka tiheys on suuri, tulee moottorin sylinteriin imusarjan kautta.

• Palamisen tehostaminen: Enemmän happea saa polttoaineen palamaan täydellisemmin, vapauttaa enemmän energiaa aikayksikköä kohti, 

ja parantaa moottorin tehoa (yleensä 30–50 % lisäys) ja polttoainetaloutta.

Tärkeimmät edut • Energian talteenotto: Hyödynnä pakokaasuenergiaa, vähennä hukkaa ja paranna lämpötehokkuutta.

• Pieni iskutilavuus ja suuri teho: Salli pienitilavuuksisten moottoreiden saavuttaa suuritilavuuksisia moottoreita vastaava teho (eli "Downsizing").

• Ympäristönsuojelu: Palamisen optimointi voi vähentää palamattomia hiilivety- ja hiukkaspäästöjä.

Ydinkomponentit

• Turbiini: Korkean lämpötilan kestävyys, joka muuttaa pakokaasujen kineettisen energian mekaaniseksi energiaksi.

• Kompressori: Puristaa ilmaa ja lisää imutiheyttä.

• Laakerijärjestelmä: Tukee nopeasti pyörivää turbiinin akselia, yleisiä tyyppejä ovat kelluvat laakerit tai kuulalaakerit.

• Wastegate: Ohjaa ahtopainetta ja estää ylipainetta (joissakin turboahtimissa).

Tämän prosessin ansiosta turboahtimet parantavat merkittävästi tehoa ja hyötysuhdetta lisäämättä merkittävästi moottorin iskutilavuutta, 

ja niitä käytetään laajalti auto-, meri- ja teollisuusmoottorialoilla.