Turbokonpresoraren funtzionamendu-printzipioa eta bere diseinua

Turbokonpresorea (turbina) autoetan barne-errekuntzako motor baten zilindroetara airea behartzeko erabiltzen den mekanismoa da. Kasu honetan, turbina ihes-gasen fluxuak soilik eragiten du. Turbokonpresoraren erabilerak motorraren potentzia %40ra arte handitzeko aukera ematen du, tamaina trinkoa eta erregai-kontsumo txikia mantenduz.

Turbina nola antolatzen den, bere funtzionamenduaren printzipioa

Turbokonpresor estandarra hauek osatzen dute:

1. Etxebizitza. Beroarekiko erresistentea den altzairuz egina. Forma helikoidala du, presio-sistema batean instalatzeko bridaz hornitutako bi hodi ezberdinekin.
2. Turbinaren gurpila. Ihesaren energia zurrun finkatuta dagoen ardatzaren biraketa bihurtzen du. Beroarekiko erresistenteak diren materialez egina.
3. Konpresorearen gurpila. Turbinaren gurpiletik biraketa jasotzen du eta airea ponpatzen du motorraren zilindroetara. Konpresorearen bultzatzailea aluminioz egin ohi da, eta horrek energia-galerak murrizten ditu. Zona honetako tenperatura-erregimena normaletik hurbil dago eta ez da beharrezkoa beroarekiko erresistenteak diren materialak erabiltzea.
4. Turbinaren ardatza. Turbinaren gurpilak (konpresorea eta turbina) lotzen ditu.
5. Errodamendu lisoak edo boladun errodamenduak. Etxebizitzaren ardatza konektatzeko behar da. Diseinua euskarri bat edo biz horni daiteke (errodamenduak). Azken hauek motorraren lubrifikazio sistema orokorraren bidez lubrifikatzen dira.
6. bypass balbula. PTurbinaren gurpilean eragiten duten ihes-gasen emaria erregulatzeko diseinatua. Horri esker, boost potentzia kontrola dezakezu. Eragingailu pneumatikodun balbula. Bere posizioa motorraren EKUak kontrolatzen du, abiadura sentsorearen seinalea jasotzen duena.

Gasolina eta diesel motorretan turbinaren funtzionamenduaren oinarrizko printzipioa honako hau da:

• Ihes-gasak turbokonpresoraren karkasetara bideratzen dira, eta bertan turbinaren paletan eragiten dute.
• Turbinaren gurpila biratzen eta azeleratzen hasten da. Turbinaren biraketa-abiadura abiadura handian 250 rpm irits daiteke.
• Turbinaren gurpiletik igaro ondoren, ihes-gasak ihes-sistemara isurtzen dira.
• Konpresorearen bultzatzaileak sinkronizatuta biratzen du (turbinaren ardatz berean dagoelako) eta aire konprimituaren fluxua intercooler-era bideratzen du eta, ondoren, motorraren hargunera.

Turbinaren ezaugarriak

Biradera batek bultzatutako konpresore mekaniko batekin alderatuta, turbinaren abantaila da ez duela motorretik energia ateratzen, bere azpiproduktuen energia erabiltzen duela baizik. Merkeagoa da fabrikatzea eta merkeagoa erabiltzea.

Teknikoki diesel motor baten turbina funtsean gasolina motor baten berdina bada ere, ohikoagoa da diesel motor batean. Ezaugarri nagusia funtzionamendu moduak dira. Hori dela eta, bero-erresistentzia gutxiago duten materialak erabil daitezke diesel motor batean, ihes-gasen tenperatura batez bestekoa 700 °C-tik aurrera diesel-motorretan eta 1000 °C-tik aurrera gasolina-motorretan. Horrek esan nahi du ezin dela gasolinazko motor batean diesel turbinarik instalatu.

Bestalde, sistema hauek gain-presio maila desberdinak dituzte. Kasu honetan, kontuan izan behar da turbinaren eraginkortasuna bere dimentsio geometrikoen araberakoa dela. Zilindroetara botatako airearen presioa bi zatiren batura da: presio atmosferiko 1 gehi turbokonpresorak sortutako gehiegizko presioa. 0,4 eta 2,2 atmosfera edo gehiago izan daiteke. Diesel motor batean turbinaren funtzionamendu-printzipioak ihes-gas gehiago hartzea ahalbidetzen duenez, gasolina-motor baten diseinua ezin da diesel motorretan ere instalatu.

Turbokonpresoreen motak eta zerbitzu-bizitza

Turbinaren desabantaila nagusia motorraren abiadura baxuetan gertatzen den "turbo lag" efektua da. Motorraren abiadura-aldaketari erantzuteko denbora atzerapena adierazten du. Gabezia hori gainditzeko, hainbat turbokonpresor mota garatu dira:

• Scroll bikoitzeko sistema. Diseinuak turbinaren ganbara eta, ondorioz, ihes-gasen fluxua bereizten dituzten bi kanal eskaintzen ditu. Honek erantzun-denbora azkarragoak ematen ditu, turbinaren eraginkortasun maximoa eta ihes-atalak blokeatzea saihesten du.
• Geometria aldakorreko turbina (geometria aldakorreko tobera). Diseinu hau diesel motorretan erabiltzen da gehien. Turbinaren sarrerako sekzioaren aldaketa ematen du bere palen mugikortasunaren ondorioz. Errotazio-angelua aldatzeak ihes-gasen fluxua doitzeko aukera ematen du, eta, horrela, ihes-gasen abiadura eta motorraren abiadura doitzen dira. Gasolina-motorretan, geometria aldakorreko turbinak aurkitu ohi dira kirol-autoetan.

Turbokargagailuen desabantaila turbinaren hauskortasuna da. Gasolinazko motorretan, batez beste 150 kilometro dira. Bestalde, diesel motor baten turbinaren iraupena zertxobait luzeagoa da eta batez beste 000 kilometrokoa da. Abiadura handiko gidatze luzearekin, baita olioaren aukera oker batekin ere, zerbitzu-bizitza bi edo hiru aldiz murriztu daiteke.

Turbinak gasolina edo diesel motor batean funtzionatzen duenaren arabera, errendimendua ebaluatu daiteke. Egiaztatu beharreko seinalea ke urdina edo beltza agertzea da, motorraren potentzia gutxitzea, baita txistu eta txistu baten agerpena ere. Matxurak ekiditeko, beharrezkoa da olioa, aire-iragazkiak aldatu eta ohiko mantentze-lanak garaiz egitea.