Strukturni sastav i princip turbopunjača

Izduvni gasturbopunjač sastoji se od dva dela: turbine na izduvne gasove i turbinekompresor.Generalno, turbina na izduvne gasove je na desnoj strani, a kompresor na levoj strani.Oni su koaksijalni.Kućište turbine je izrađeno od legure livenog gvožđa otpornog na toplotu.Kraj za dovod zraka spojen je na ispušnu cijev cilindra, a kraj za izlaz zraka povezan je sa izduvnim otvorom dizel motora.Kraj za dovod zraka kompresora je spojen na zračni filter ulaza zraka dizel motora, a kraj za izlaz zraka povezan je sa ulaznom cijevi za zrak cilindra.

1. Turbina izduvnih gasova

Turbina na izduvni gas se obično sastoji od akućište turbine, prsten mlaznice i radno kolo.Prsten mlaznice se sastoji od unutrašnjeg prstena mlaznice, vanjskog prstena i lopatica mlaznice.Kanal formiran od lopatica mlaznice se skuplja od ulaza do izlaza.Radni impeler se sastoji od okretne ploče i impelera, a radne lopatice su pričvršćene na vanjskoj ivici okretne ploče.Prsten sa mlaznicom i susjedni radni impeler čine "stepenicu".Turbina sa samo jednim stepenom naziva se jednostepena turbina.Većina kompresora koristi jednostepene turbine.

Princip rada turbine na izduvne gasove je sledeći: Kada sedizel motor radi, izduvni gas prolazi kroz izduvnu cijev i teče u prsten mlaznice pri određenom pritisku i temperaturi.Budući da se površina kanala prstena mlaznice postepeno smanjuje, brzina protoka izduvnog plina u prstenu mlaznice se povećava (iako se njegov tlak i temperatura smanjuju).Izduvni gas velike brzine koji izlazi iz mlaznice ulazi u kanal protoka u lopaticama radnog kola i strujanje vazduha je prisiljeno da se okreće.Zbog centrifugalne sile, strujanje zraka pritiska prema konkavnoj površini oštrice i pokušava napustiti oštricu, uzrokujući razliku tlaka između konkavne i konveksne površine oštrice.Rezultirajuća sila razlike tlaka koja djeluje na sve lopatice proizvodi udarni moment na rotirajućoj osovini, uzrokujući da se rotor rotira u smjeru okretnog momenta, a zatim se ispušni plinovi koji istječu iz radnog kola ispuštaju iz ispušnog otvora kroz centar turbine.

2. Kompresor

Kompresor se uglavnom sastoji od ulaza zraka, radnog propelera, difuzora i kućišta turbine.Thekompresor je koaksijalan sa turbinom izduvnih gasova i pokreće ga turbina na izduvne gasove da okreće radnu turbinu velikom brzinom.Radna turbina je glavna komponenta kompresora.Obično se sastoji od naprijed zakrivljenog točka za navođenje vjetra i poluotvorenog radnog točka.Dva dijela su respektivno ugrađena na rotirajuću osovinu.Ravne lopatice su raspoređene radijalno na radnom točku, a između svake lopatice se formira prošireni kanal za protok vazduha.Zbog rotacije radnog točka, usisni zrak se komprimira zbog centrifugalne sile i izbacuje na vanjsku ivicu radnog točka, uzrokujući povećanje tlaka, temperature i brzine zraka.Kada vazduh struji kroz difuzor, kinetička energija vazduha se pretvara u energiju pritiska zbog efekta difuzije.U auspuhukućište turbine, kinetička energija vazduha se postepeno pretvara u energiju pritiska.Na ovaj način se gustina usisnog vazduha dizel motora značajno poboljšava kroz kompresor.