Клапан на турбине для чего нужен


Что такое клапан управления турбиной и как он работает

Для полноценного функционирования турбины в двигателе автомобиля, нужен специальный клапан, который поддерживает надлежащий уровень давления в воздушной и жидкой среде. Без этого устройства двигатель машины может выйти из строя. Поэтому важно понимать особенности работы данного механизма. В этой публикации мы расскажем, что такое клапан управления турбиной и как он работает.

Содержание

  1. Клапан управления турбиной – особенности.
  2. Принципы работы механизма.
  3. Разновидности клапанов.

Что такое клапан управления турбиной

Мощность, создаваемая двигателем с турбонаддувом напрямую связана с количеством воздуха, который заполняет цилиндры. Другие переменные, такие как температура, влажность, время зажигания и т.д., влияют на количество наддува.

Услуги по ремонту клапана турбины

Помимо этого, повышение давления наддува является очень простым и эффективным способом увеличения объема воздушного потока в двигатель, тем самым, увеличивая выходную мощность.

Клапан управления турбиной

Хотя увеличение наддува является простым способом получения мощности, это следует делать разумно и с пониманием механических ограничений двигателя. Поэтому важно использовать датчик наддува (клапан управления турбиной, буст-контроллер). Если не применять данный механизм, неконтролируемое повышение уровня наддува приведет к увеличению механического и термического напряжения на всех компонентах двигателя. В большинстве случаев увеличение наддува на 10-20% вполне безопасно.

Как работает клапан управления турбиной

Все двигатели с турбонаддувом имеют ту или иную форму заводского контроля наддува, и все они работают на пневматической системе. Чтобы понять, как работает буст-контроллер, для начала нужно взглянуть на эту систему. Давление наддува определяется перепускным клапаном, который на большинстве заводских турбин встроен в корпус турбины.

Назначение перепускной заслонки состоит в том, чтобы выпускать контролируемое количество выхлопных газов, чтобы поддерживать скорость вращения вала турбины, а, следовательно, и наддув, под контролем. Если бы не клапан, давление наддува продолжало бы быстро подниматься до катастрофических уровней. Клапан управления турбиной установленный на турборежиме (за исключением внешних систем заслонки), является частью пневматической системы, которая управляет заслонкой.

Давление нагнетания подается к приводу через небольшой шланг из выпускного отверстия компрессора, образуя тем самым контур управления. По мере повышения давления наддува, это давление начинает открывать задвижку через привод, чтобы замедлить наращивание наддува, пока не будет достигнут установленный уровень.

При правильном подключении к шлангу, который питает привод заслонки, буст-контроллер «отбирает» измеренное количество воздуха (заданное регулировочным винтом наверху), чтобы снизить давление в шланге.

Виды клапанов

Электромагнитный клапан управления турбиной представляет собой электромеханическое устройство, которое открывает или закрывает проходные сечения. Используется для регулировки потока воздуха. Электромагнитный буст-контроллер характеризуется рабочим давлением, рабочей средой, температурой работы, температурой окружающей среды, ресурсом и опцией клапанов.

Байпасный (внешний) клапан зачастую встраивается в мощных автомобилях (от 400 л.с.), для установки понадобится перекрестная труба или же изменение части коллектора.

Внутренний клапан используется во многих автомобилях с дизельным турбодвигателем. Чтобы достичь нужного давления, заслонка данного механизма приоткрывает поступление отработанных газов, а для набора таких газов закрывается.

Клапан регулировки наддува, пример – видео:

 

Читайте также: Что такое актуатор турбины и его функции. Настройка актуатора турбины.

 

Как работает клапан управления турбиной?

Зачем нужен клапан управления турбиной?

Принцип действия клапана заключается в том, что выхлопные газы попадают на крыльчатку и разгоняют турбину. В результате чего во впускном коллекторе возникает давление.

Детально рассмотрев этот процесс, мы видим, что чем сильнее нажимать на педаль газа, тем оперативнее раскручивается ДВС. А чем больше оборотов двигателя, тем выше скорость и объем отработанных газов. Такие газы, попадая в турбину, повышают давление. Вследствии этого сильнее раскручивается мотор , возникает избыток давления и появляется больше отработанных газов. Такое давление мотор может и не выдержать.

Во избежание дорогостоящих поломок турбокомпрессора и двигателя, лучше приобрести клапан управления турбиной.

Виды клапанов и их краткая характеристика

Перепускной клапан обеспечивает контроль потока выхлопных газов. Такая деталь стравливает избыток газов через саму турбину или до входа в нее. Благодаря этому и говорят клапан сброса давления турбины.

Выделяют следующие виды:
  1. Байпасные клапаны – подходят для мощных машин (от 400 лошадиных сил). При установке необходимо поставить перекрестную трубу или же изменить часть коллектора.
  2. Внутренние клапаны – используются во многих турбированных автомобилях. Заслонка данной детали, при достижении давления, приоткрывает поступление отработанных газов и, наоборот, для набора закрывается.
  3. Некоторые машины оснащены внешним перепускным клапаном.

Как настроить клапан турбины?

Установить и настроить внутренний клапан самостоятельно можно, но есть определенные риски. Для вашего спокойствия лучше обратится к специалистам.

Расслабление и затягивание конца активатора позволяет контролировать степень закрытия-открытия заслонки. Расслабленным концом можно сделать тягу длиннее, а затянутым; короче. При укорачивании тяги, активатору требуется выше давление для приоткрытия заслонки. Такое действие вызывает максимально быстрое раскручивание турбины. А при удлинении все наоборот.

Актуаторы турбины по супер цене

Только сейчас, Вы можете купить актуатор турбины для вашей турбины по цене от 500 гривен

В случае с внешним клапаном требуются настройки, если давление слишком сильное либо, наоборот, слабое. В процессе регулирования может потребоваться замена пружины. В результате выполнения каких-либо работ с клапаном перепускного типа необходима регулировка турбонаддува.

Зачем нужна регулировка?

В определенных случаях нужна регулировка клапана. Если посмотреть на это со стороны, то мы увидим:

  • рычаг работает рывками при нагреве;
  • ощутимо резкое снижение наддува;
  • слышится дребезжание турбины;
  • при отсоединении от тяги рычаг свободно не двигается.

Где можно отремонтировать турбину?

Компания Турборотор обеспечивает высококвалифицированный ремонт турбин. При необходимости, производится диагностика и настройка деталей. Преимущества сотрудничества с мастерской:

  • новое ЧПУ оборудование;
  • имеется балансировочный стенд;
  • разборочный стенд;
  • предусмотрены новые высокоточные слесарные и токарные станки.

Как работает клапан управления турбиной

Как работает клапан управления турбиной?

Основные детали турбокомпрессора известны каждому автолюбителю. Но многие водители не придают должного значения клапану управления турбиной. Хотя от того, как работает клапан турбины, зависит состояние всего турбокомпрессора и жизнедеятельность двигателя.

Зачем нужен клапан управления турбиной?

Отработанные газы, попадая на крыльчатку, разгоняют турбину, в итоге возникает давление во впускном коллекторе.

Рассмотрим, как это работает:

Сильнее нажимаем на педаль газа ---> быстрее раскручивается ДВС ---> больше оборотов двигателя ---> выше объем и скорость выхлопных газов ---> больше газов попадает в турбину ---> давление становится выше.

Повышается давление в турбине ---> сильнее раскручивается мотор ---> появляется больше отработанных газов ---> возникает избыточное давление, которое мотор не способен выдержать.

Чтобы избежать дорогостоящих поломок двигателя и самого турбокомпрессора, придуман клапан управления турбиной.

Виды клапанов

Перепускной клапан контролирует поток выхлопных газов – стравливает их избыток до входа или через саму турбину, снижая тем самым давление. За что его и окрестили клапан сброса давления турбины.

Некоторые автомобили оснащены внешним перепускным клапаном. Байпасные клапаны ставят на мощные авто – от 400 лошадиных сил. Для установки такого клапана нужно изменить часть коллектора или поставить перекрестную трубу.

На большинстве турбированных авто стоят внутренние клапаны. Заслонка такого клапана приоткрывает поступление отработанных газов, когда давление достигнуто. И наоборот, закрывается для набора.

Зачем нужна регулировка?

В некоторых случаях необходима регулировка клапана. Внешне это проявляется так:

 

  • рычаг не движется свободно при отсоединении от тяги;
  • при нагреве рычаг работает рывками;
  • слышно дребезжание турбины;
  • ощутимо снижение наддува.

Как настроить клапан турбины?

Настроить внутренний клапан своими руками можно, но на свой страх и риск.

Затягивание или расслабление конца активатора помогает контролировать уровень открытия/закрытия заслонки. Затянутым концом можно сделать тягу короче, а расслабленным – длиннее.

Чем короче тяга, тем выше давление нужно активатору, чтобы приоткрыть заслонку. Это вызывает быстрое раскручивание турбины. –Обратные процессы происходят при удлинении тяги.

Внешний клапан требует настройки, если давление слабое или, наоборот, слишком сильное. Для регулировки может потребоваться замена пружины.

После любых работ с перепускным клапаном необходима регулировка турбонаддува!

Где можно отремонтировать турбину?

Компания турбомаг выполняет любой ремонт, настройку и диагностику турбин в Украине. В распоряжение мастерской имеется современное ЧПУ оборудование, балансировочный стенд, разборочный стенд, новые токарные и слесарные станки повышенной точности.

 

 

 Вернутся к списку "Статьи и новости"

Принцип Турбо Перепускного клапана / личный блог RomanR35 / smotra.ru

Решил запостить вдруг кто то не знает...
О перепускном клапане узнал я совсем недавно,когда смотрел видео про скайлайн и думал что же это за писк))
Начну с того что:
Перепускной клапан — это устройство, предназначенное для поддержания давления среды на требуемом уровне путём перепуска ее через ответвление

Перепускной клапан как устройство для сброса выхлопных газов используется в устройстве автомобильной турбины и устроен так, что вращается за счёт выхлопных газов. Вращаясь он вращает колесо компрессора турбины, что и приводит к созданию давления во впускном коллекторе.
Когда двигатель расходует мало воздуха, при сбросе газа. Вся турбосистема находится под давлением, это может вызвать либо разрыв труб, либо повреждение самой турбины, поскольку воздух пытается выйти назад через турбину, издавая шум, известный как колебания компрессора. Это может заставить турбину остановиться или ещё хуже — вращаться в обратном направлении. В результате возникает нагрузка для крыльчатки, валы и особенно подшипники. Клапан перепуска воздуха выпускает давление наддува, оставляя турбину в свободном вращении в вакууме. Это предотвращает значительную турбояму и позволяет турбине вращаться быстрее.

Расcмотрим основной принцип на приведеной ниже картинке)))

Допустим у нас есть автомобиль Nissan с двигателем NEO при проверке которого выяснилось, что он оборудован турбонаддувом, однако штатная система Blowoff изменена - установлен BOV для перепуска в атмосферу.

Тогда что такое BOV?))

Аббревиатура BOV используется в технической литературе и означает blowoff valve. Кстати, в написании этого клапана есть разночтения: одни источники пишут просто "blowoff valve", другие через тире: "blow-off valve" или используется аббревиатура: "BOV". В переводе тоже есть разночтения. Одни источники переводят это название как "антипомпажный клапан", другие "байпасный", но суть от названия не меняется: BOV предназначен для сброса давления на участке "турбонагнетатель - впускной коллектор" при закрытии дроссельной заслонки. Если этого не сделать, то возможно разрушение лопаток турбины.

Давайте теперь рассмотрим blowoff valve
На рис.1 показано движение воздуха при открытой дроссельной заслонке (после "Двигателя", на рисунке, стрелки показывают движение ОГ - отработанных газов):


Рис.1

рис.2

На рис.2 показано движение воздуха при закрытой дроссельной заслонке.

Более подробнее работу BOV можно посмотреть на следующем рисунке:

рис.3

1 - атмосферный воздух
2 - турбонагнетатель
3 - BOV
4 - вакуумная линия управления BOV 5 - поршень (мембрана BOV) 6 - дроссельная заслонка

Посредством вакуумной лин

Принцип работы актуатора турбины - проверка, регулировка и ремонт

Актуатор турбины

Автомобиль – неизменных помощник практически половины населения страны. Не удивительно, что многие стараются получить максимальную пользу с машины, с минимальными вложениями. И сегодня, чтобы улучшить тяговые характеристики авто, не нужно что-то кардинально менять. Увеличить тяговые характеристики машины можно просто установив турбонаддув.

Суть улучшения – турбонаддув позволяет принудительно увеличить объемы воздуха, подающиеся в камеру сгорания, тем самым улучшить процесс сгорания топлива без необходимости физического изменения параметров самого двигателя.

Здесь важно учесть, что больший объем сожженного топлива увеличивает давление и объем выхлопных газов. Поэтому требуется усиленное, оперативное их отведение, чтобы освободить место для новой порции воздуха. Именно на этом и базируется принцип работы актуатора турбины, который мы сегодня рассмотрим.

Как работает актуатор турбины

Для начала определимся в терминологии. Актуатор может иметь множество разговорных названий – вестгейт, вакуумный регулятор, избыточный клапан. Все это одна деталь, базовая роль которой сводится к выполнению функции сброса повышенного давления воздуха (выхлопных газов), во время работы двигателя автомобиля. Этот элемент выступает промежуточным звеном между турбокомпрессором и двигателем, оберегая их от перегрузки.

Устанавливается практически на турбине.

  • Принцип работы актуатора сводится к тому, что при высоких оборотах двигателя, когда возрастает давление выхлопных газов с одной стороны и воздуха, направляемого через турбокомпрессор в двигатель с другой открывается клапан и стабилизирует ситуацию. Во время открытия клапана часть выхлопных газов попросту проходят мимо турбинного колеса, что приводит к снижению эффективности работы турбинного нагнетающего колеса и снижает давление воздуха.

Снижение давления выхлопных газов и направление их в обход турбинного колеса выполняется через калитку вестгейта, управляемую актуатором. Тем самым потребность в воздухе для горючей смеси четко соответствует моменту очищения камеры сгорания от выхлопных газов.

 

Иные типы актуаторов

В турбинах с изменяемой геометрией также есть актуаторы, которые бывают электрические и пневматические (вакуумные). Актуаторы в этом случае служат для поворота лопаток механизма изменяемой геометрии. Обычно в таких турбинах нет калитки вестгейта с управлением актуатором от повышенного давления.

Наиболее распространенные поломки актуаторов

  • повреждение электрических элементов;
  • износ зубьев шестеренок и червяка у электрического актуатора;
  • выходит из строя электромотор;
  • повреждение мембраны вакуумного актуатора.

В таких случаях, чтобы отремонтировать актуатор турбины, необходимо выполнить его диагностику с целью точно определить поломку. Для устранения неисправности целесообразно обратиться в специализированный сервисный центр. Устранить поломку самостоятельно будет достаточно сложно – для определения неисправности нужно специальное оборудование, которое в большинстве случаев отсутствует в домашних условиях. А если покупать отдельно – намного дешевле ремонт актуатора провести в сервисном центре.

 

 

Проверка актуатора

Изначально, в момент реализации, актуатор имеет заводские настройки и, фактически, готов к работе. Но после установки на транспортное средство целесообразно проверить актуатор и отрегулировать. Характерным сигналом выполнить такие действия будет дребезжание компрессора в момент глушения двигателя авто. Здесь не стоит паниковать, это не поломка актуатора. Просто шток клапана излишне болтается в процессе работы.

Кроме этого, часто, если правильно настроить актуатор, можно существенно увеличить производительность турбокомпрессора путем наращивания давления воздуха, подаваемого в двигатель.

Регулировка осуществляется несколькими путями

  1. Самый простой и распространенный способ – просто выполнить замену пружины на более мощную. То позволит увеличить и поддерживать высокое давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана. Но это чревато превышением оборотов вала турбины.
  2. Следующий вариант, это выполнить подтяжку (можно затянуть, либо послабить) регулятора, влияющего на процесс открытия и последующее закрытия заслонки. При расслаблении тяга удлиняется. Если немного подтянуть – укорачивается. От длины тяги напрямую зависит плотность закрытия заслонки. Чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Следовательно, чтобы ее открыть нужно больше давления и времени. Тем самым турбина получает возможность обеспечить высокие обороты за короткий промежуток времени.
  3. Еще один вариант – установка буст-контроллера. Устройство устанавливают перед вестгейтом и обеспечивает снижение давления, при котором срабатывает мембрана актуатора. Фактически такое устройство берет на себя часть функции регулирования давления, вследствие чего клапан не получает информации о реальном давлении газов и продолжает работать в штатном режиме.

Настройка актуатора

Конечно, ремонт турбин следует выполнять в условиях профессиональных сервисных центров, имеющих все необходимое диагностическое оборудование и запасные детали в случае необходимости что-либо менять. Вместе с этим обычная настройка может быть выполнена в домашних условиях.

Для этого потребуется пассатижи и ключ на 10. Последовательность действий будет такой:

  1. Снять турбокомпрессор (некоторые модели машин дают возможность добраться до клапана без необходимости выполнения этой процедуры).
  2. Снять скобу со штока, ослабить гайку, подтянуть винт регулировки (необходимо крутить влево).
  3. Выполнить легкое постукивание по заслонке. Подтягивать до момента, пока не пропадет небольшое дребезжание. Учитывайте, чем туже затягиваете, тем сильнее будет возрастать давление на мембране.
  4. Затяните гайку, верните скобу в исходное положение.

Чтобы проверить правильность ваших действий при настройках – запустите мотор и опробуйте его на разных режимах работы. Если все действия были верными – посторонних звуков не будет, в том числе и в момент глушения двигателя.

Перепускной клапан для контроля давления турбины авто

Перепускной клапан турбины вращается за счет выхлопных газов автомобиля, что приводит к созданию давления во впускном коллекторе. Расскажем - для чего нужен перепускной клапан турбины в тюнинге авто и как работает. Различие между внешним и внутренним клапаном.

Зачем нужен
Количество и скорость выхлопных газов зависят от частоты вращения двигателя машины (об/мин), т.е. чем больше мощность на выходе - и больше об/мин совершает двигатель, тем больше выхлопов проходит через турбину, следовательно создается большее давление. Если едите быстро, выхлопного газа много, турбина автомобиля создает все больше давления, выхлопов становится ещё больше. И мотор умер от избытка давления. Поток выхлопных газов на крыльчатку турбины должен быть уменьшен т.е. они должны контролируемо уходить или до турбины или непосредственно из нее. В стоковых машинах практикуется внутренний перепускной клапан, т.е. выхлоп выводятся непосредственно из корпуса турбины. Но многие устанавливают внешний перепускной клапан до входа в турбину авто.
Как работает
Внутренний перепускной клапан имеет отверстие, через которое выхлопные газы авто выходит из турбины и специальную заслонку, которая закрывает это отверстие в момент работы турбины (когда набирается требуемое давление). Заслонка имеет промежуточные положения - частичной открытости и соединена с рычагом активатора. Активатор - пневматическое устройство, которое преобразует давление в линейное движение, используя диафрагму и пружину. Активатор приводит рычагом в действие заслонку, вплоть до ее полного открытия при давлении в 10-12 psi.

Сам по себе рычаг свободно перемещается, качаясь на креплении. Если не так, и он не двигается свободно, когда отсоединен от тяги перепускного клапана, значит есть проблема и что-то ему мешает. Иногда рычаг двигается рывками, особенно при нагревании.

Длина самой тяги активатора может варьироваться, таким образом регулируя степень открытости/закрытости перепускного клапана. Если тяга короче, клапан более плотно закрыт и активатору требуется большее давление, чтобы открыть клапан. Результат - большее давление, быстрое раскручивание турбины и перепускной клапан не открывается сильно и быстро.

Если используете контроллер с обратной связью, который сам меряет и контролирует давление, то регулировка тяги перепускного клапана - не даст эффекта, как дает при отсутствии обратной связи. Это происходит потому, что контроллер «принимает во внимание», произошедшие изменения, поэтому такая регулировка сказываться незначительно. Кроме того, хороший электронный контроллер держит перепускной клапан закрытым (давление на активаторе 0 psi), пока не будет набран нужный уровень - и набор давления происходит быстрее.

Внешний перепускной клапан авто - отдельное устройство, которое создано для работы отдельно от корпуса турбины. Оно обычно рассчитано на гораздо больший поток воздуха, чем внутренние. Большинство из них имеет двойной активатор, это способствует более быстрому открытию клапана и обеспечивает лучший контроль за раскручиваемостью турбины машины.

Если строите мощный автомобиль (с мощностью мотора 500 л.с. и выше), то внешний перепускной клапан - единственный правильный путь. Выход от внешнего перепускного клапан может направляться обратно в выхлоп или в атмосферу.

Глава 3 - Турбинные двигатели ВОПРОСЫ FAA Карточки от Chamour Labbe

Знание Геном TM

Сертифицировано Brainscape

Просмотрите более 1 миллиона курсов, созданных лучшими студентами, профессорами, издателями и экспертами, которые охватывают весь мир «усваиваемых» знаний.

  • Вступительные экзамены
  • Экзамены уровня A

  • Экзамены AP

  • Экзамены GCSE

  • Вступительные экзамены в магистратуру

  • Экзамены IGCSE

  • Международный Бакалавриат

  • 5 национальных экзаменов

  • Вступительные экзамены в университет

  • Профессиональные сертификаты
  • Бар экзамен

  • Водитель Эд

  • Финансовые экзамены

  • Сертификаты управления

  • Медицинские и сестринские сертификаты

  • Военные экзамены

  • MPRE

  • Другие сертификаты

  • Сертификаты технологий

  • TOEFL

  • Иностранные языки
  • арабский

  • китайский язык

  • французкий язык

  • Немецкий

  • иврит

  • Итальянский

  • Японский

  • корейский язык

  • Лингвистика

  • Другие иностранные языки

  • португальский

  • русский

  • испанский

  • TOEFL

  • Наука
  • Анатомия

  • Астрономия

  • Биохимия

  • Биология

  • Клеточная биология

  • Химия

  • науки о Земле

  • Наука об окружающей среде

  • Генетика

  • Геология

  • Наука о жизни

  • Морская биология

  • Метеорология

  • Микробиология

  • Молекулярная биология

  • Естественные науки

  • Океанография

  • Органическая химия

  • Периодическая таблица

  • Физическая наука

  • Физика

  • Физиология

  • Растениеводство

  • Класс науки

  • Зоология

  • Английский
  • Американская литература

  • Британская литература

  • Классические романы

  • Писательское творчество

  • английский

  • Английская грамматика

  • Фантастика

  • Высший английский

  • Литература

  • Средневековая литература

  • Акустика

  • Поэзия

  • Пословицы и идиомы

  • Шекспир

  • Орфография

  • Vocab Builder

  • Гуманитарные и социальные науки
  • Антропология

  • Гражданство

  • Гражданское

  • Классика

  • Связь

  • Консультации

  • Уголовное правосудие

  • География

  • История

  • Философия

.

Двигатели

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Какие такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок ланы | Индекс сайта | Дом

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?


НОВИНКА!
Видео "Как работает реактивный двигатель".

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов отрывается от земли с такой легкостью. Как это бывает? Ответ прост. Это двигатели.

Позвольте Терезе Бенио из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснить подробнее ...

Как показано на НАСА Пункт назначения завтра.


Реактивные двигатели перемещают самолет вперед с большой силой, создаваемой огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.

Все реактивные двигатели, которые также называют газовые турбины, работают по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор повышает давление воздуха. Компрессор сделан с множеством лезвий, прикрепленных к валу. Лезвия вращаются на высокой скорости и сжимают или сжимают воздух. Сжатый затем воздух распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. В горящие газы расширяются и выбрасываются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа летят назад, двигатель и самолет движутся вперед. Когда горячий воздух попадает в сопло, он проходит через другую группу лопастей. называется турбина. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины вызывает вращение компрессора.

На изображении ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторую часть воздуха чтобы было очень жарко, а некоторым было прохладнее. Затем более холодный воздух смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.

Это изображение того, как воздух проходит через двигатель

Что такое тяга?

Тяга это передняя сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Сэр Исаак Ньютон обнаружил, что «каждому действию соответствует и противоположная реакция. "Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топлива, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. В мощность воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, он выталкивается из двигателя назад.Это заставляет самолет двигаться вперед.

Детали реактивного двигателя

Вентилятор - Вентилятор - это первый компонент в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий Вентиляторы изготовлены из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть продолжается через «ядро» или центр двигателя, где на него действуют другие компоненты двигателя.

Вторая часть «в обход» ядра двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро ​​до задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая толкает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.

Компрессор - Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает попадающий в него воздух в постепенно уменьшаются площади, что приводит к увеличению давления воздуха. Этот приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Сдавленный воздух попадает в камеру сгорания.

Камера сгорания - В камере сгорания воздух перемешивается топливом, а затем воспламенился. Имеется до 20 форсунок для распыления топлива. воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Топливо горит вместе с кислородом в сжатом состоянии. воздух, выделяющий горячие расширяющиеся газы. Внутри камеры сгорания часто делают из керамических материалов для создания термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.

Турбина - Приближается высокоэнергетический воздушный поток из камеры сгорания попадает в турбину, в результате чего лопатки турбины вращаются. Турбины связаны валом для вращения лопаток компрессора и вращать впускной вентилятор спереди.Это вращение забирает некоторую энергию из поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы вырабатываемые в камере сгорания движутся через турбину и раскручивают ее лопатки. Турбины реактивного самолета вращаются тысячи раз. Они закреплены на валах между которыми установлено несколько комплектов шарикоподшипников.

Сопло - Сопло - вытяжной канал двигатель. Это та часть двигателя, которая на самом деле создает тягу для самолет.Поток воздуха с пониженным энергопотреблением, который проходил через турбину, в дополнение к более холодный воздух, проходящий мимо сердечника двигателя, создает силу при выходе из сопло, которое толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Комбинация горячего и холодного воздуха удаляется и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из сердечника двигателя, с более низкая температура воздуха, который был обойден вентилятором.Миксер помогает сделать двигатель тише.

Первый реактивный двигатель - А Краткая история первых двигателей

Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был первым предположил, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с огромной скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло назад, самолет движется вперед.

Анри Жиффар построил дирижабль, который приводился в движение первым авиадвигателем, паровым двигателем мощностью три лошадиные силы. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.

В 1874 г. Феликс де Темпл построил моноплан. который пролетел всего лишь короткий прыжок с холма с помощью угольного парового двигателя.

Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.

В 1894 году американец Хирам Максим пытался привести свой трехместный биплан в движение двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетел несколько секунд.

Первые паровые машины приводились в действие нагретым углем и обычно слишком тяжелый для полета.

Американец Сэмюэл Лэнгли сделал модель самолета которые приводились в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно пилотировал беспилотный самолет с паровым двигателем, получивший название Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем выдохся. Затем он попытался построить полную размерный самолет Aerodrome A, с газовым двигателем.В 1903 г. разбился сразу после спуска с плавучего дома.

В 1903 году братьев Райт летал, Flyer , с бензиновым двигателем мощностью 12 л.с. двигатель.

С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х гг. газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом. единственное средство, используемое для приведения в движение самолетов.

Это был Фрэнк Уиттл, , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттла впервые успешно полетел в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему внутреннего сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.

В то время как Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над подобным дизайном в Германии. Первый самолет, который успешно использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель. рейс.

General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Опытный самолет XP-59A впервые поднялся в воздух в октябре 1942 года.

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Основная идея турбореактивный двигатель просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания, чтобы Поднимите температуру жидкой смеси примерно от 1100 ° F до 1300 ° F. Образующийся горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в действие компрессор. Если турбина и компрессор эффективны, давление на выходе из турбины будет почти вдвое выше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу, чтобы создать высокоскоростной поток газа, который создает тягу.Существенного увеличения тяги можно добиться, если использовать форсаж. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Форсажная камера увеличивает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является повышение примерно на 40 процентов. по тяге на взлете и намного больший процент на высоких скоростях, когда самолет в воздухе.

Турбореактивный двигатель - реактивный двигатель.В реактивном двигателе расширяющиеся газы сильно надавите на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает его. Газы проходят через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочите назад и выстрелите из задней части выхлопной трубы, толкая самолет вперед.

Изображение турбореактивного двигателя

Турбовинтовой

А турбовинтовой двигатель это реактивный двигатель, прикрепленный к пропеллеру.Турбина на спина поворачивается горячими газами, и это вращает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые малые авиалайнеры и транспортные самолеты оснащены турбовинтовыми двигателями.

Турбореактивный двигатель, как и турбореактивный, состоит из компрессора, камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель имеет лучшую тяговую эффективность на скоростях полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены гребными винтами, которые иметь меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособиться к более высоким скоростям полета, лопасти имеют форму ятагана со стреловидными передними кромками на концах лопастей. Двигатели с такими винтами называются пропеллеры пропеллеры .

Изображение турбовинтового двигателя

Турбовентиляторы

А турбовентиляторный двигатель спереди есть большой вентилятор, который всасывает воздух.Большая часть воздуха обтекает двигатель снаружи, что делает его тише. и дает большую тягу на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров оснащены двигателями турбовентиляторными двигателями. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий во впускное отверстие, проходит через газогенератор, состоящий из компрессора, камеры сгорания и турбина. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха попадает в камера сгорания. Остальное проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно в виде «холодной» струи или смешивается с выхлопом газогенератора. для получения «горячей» струи.Цель такой системы байпаса - увеличить тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается за счет увеличения общий массовый расход воздуха и снижение скорости при той же общей подаче энергии.

Изображение турбовентиляторного двигателя

Турбовалы

Это еще одна разновидность газотурбинного двигателя, который работает как турбовинтовой. система.Он не управляет пропеллером. Вместо этого он обеспечивает питание вертолета. ротор. Турбовальный двигатель спроектирован таким образом, чтобы скорость вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это позволяет скорость ротора должна оставаться постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы регулировать количество производимой мощности.

Изображение турбовального двигателя

Рамджетс

г. ПВРД - это Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость реактивного "тарана" или нагнетает воздух в двигатель. По сути, это турбореактивный двигатель, в котором вращающийся оборудование было опущено. Его применение ограничено тем, что его степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не создает статического электричества. тяга и тяга вообще очень мала ниже скорости звука. Как следствие, ПВРД требует некоторой формы вспомогательного взлета, например другого самолета. Он использовался в основном в системах управляемых ракет.Космические аппараты используют это тип струи.

Изображение ПВРД

К началу

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Что такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы | Индекс сайта | Дом

.

Типы паровых турбин - Информация о турбинах

Все паровые турбины можно разделить на две категории; паровая турбина с отбором (конденсацией) и паровая турбина без конденсации, также известные как паровые турбины с противодавлением. Оба типа паровых турбин имеют свои собственные схемы работы и преимущества, которые подробно описаны здесь.

Отборная паровая турбина

Рисунок 1: Отводная (конденсационная) паровая турбина

Отводная турбина имеет два выхода, как показано на рисунке 1.Первое выпускное отверстие отводит пар с промежуточным давлением для подпитки процесса нагрева, а второе выпускное отверстие отводит оставшийся пар с паром низкого давления для конденсации. Отбор тепла из первого выхода может быть остановлен для увеличения производительности. Регулирующие клапаны пара на этом выходе делают этот пар очень гибким и позволяют регулировать производительность в соответствии с потребностями. Пар из второго выхода поступает в камеру конденсации, где охлаждающая вода снижает температуру пара.Затем конденсированная вода возвращается в котел для регенерации электроэнергии, поэтому она также известна как регенеративная паровая турбина . Схема вытяжной турбины с когенерационной системой показана на рисунке 1. Эта турбина имеет следующие преимущества и недостатки.

Преимущества:

  • Этот тип паровой турбины может использоваться для выработки большого количества электроэнергии.
  • Это гибкая турбина с возможностью регулирования мощности в соответствии с меняющимися потребностями.

Недостатки :

  • Это дорогостоящая турбина с большим количеством вспомогательных компонентов.
  • Отвод тепла в процессе конденсации снижает общую эффективность системы.
  • Обычно используется на промышленном уровне и требует сложной конфигурации.

Рисунок 1: Отводная (конденсационная) паровая турбина с когенерационной системой

Паровая турбина с обратным процессом

В паровой турбине без конденсации используется высокое давление пар для вращения лопастей.Затем этот пар покидает турбину при атмосферном или более низком давлении. Давление выходящего пара зависит от нагрузки, поэтому эта турбина также известна как паровая турбина с противодавлением. Этот пар низкого давления используется для обработки, а пар не используется для конденсации. Принципиальная схема паровой турбины с обратным технологическим процессом и когенерационной системой показана на рисунке 2. У этой паровой турбины много преимуществ, но в то же время у нее есть несколько недостатков, которые перечислены ниже.

Преимущества:

  • Конфигурация этой паровой турбины очень проста
  • Она относительно недорога по сравнению с паровой турбиной с отбором паров
  • Она требует меньше или совсем не требует охлаждающей воды
  • Ее эффективность выше, чем у нее не отводит тепло в процессе конденсации.

Недостатки:

  • Самым большим недостатком паровой турбины этого типа является то, что она очень негибкая.Мощность этой турбины нельзя регулировать, так как она не позволяет изменять давление и температуру пара в турбине, поэтому лучше всего работает при постоянной нагрузке.
  • Тепловая нагрузка этой турбины определяет массовый расход пара, что затрудняет изменение выходного значения. Другие методы регулирования выпуска снижают эффективность всей системы.

Рис. 2: Паровая турбина без конденсации (противодавление)

.

Научная причина, почему ветровые турбины имеют 3 лопасти

Люди веками использовали энергию ветра. Ветер был важным источником энергии на протяжении всей истории человечества - от парусных лодок до ветряных мельниц.

В последние годы энергия ветра приобрела большую популярность как эффективная и экологически безопасная альтернатива ископаемым видам топлива. Ветряные фермы начали усеивать береговые линии и горные вершины по всему миру, и теперь вы, вероятно, заметили их особый дизайн.

Так почему же у ветряных турбин три лопасти, а не меньше или больше? Ответ кроется в технологии, лежащей в основе ветроэнергетики, и в том, как максимально увеличить выработку энергии.Чтобы эффективно производить как можно больше электроэнергии, нужно учесть многое.

Источник: Jeanne Menjoulet / Flickr

Как работают ветряные турбины ?: История ветроэнергетики и лежащая в ее основе наука

Ветряные турбины, вырабатывающие электричество, старше, чем некоторые могут подумать. Первая такая турбина была изобретена в 1888 году Чарльзом Ф. Брашем. Он имел замечательные 144 деревянных лезвия и мог генерировать мощность 12 киловатт.

Вплоть до середины 1930-х годов многие сельские дома в Америке зависели от энергии ветра как единственного источника электричества.Турбины были доступным и экономичным способом питания удаленных мест, которые иначе не обслуживались основными линиями электропередач.

После расширения линий электропередачи по всей территории Соединенных Штатов Америки ветряные турбины в сельской местности практически прекратили свое существование, и энергия ветра ушла в прошлое. Лишь в последние десятилетия наблюдается возрождение интереса к энергии ветра как к дешевой альтернативе другим формам производства энергии.

Принципы, лежащие в основе производства энергии ветра, сегодня так же просты, как и в 19 веке.Ветер - это просто движущийся воздух, а там, где есть движение, есть кинетическая энергия.

Ветряные турбины созданы, чтобы препятствовать этой кинетической энергии, замедляя ее и преобразуя в электрическую энергию. Это препятствие представляет собой лопасти турбин, которые специально разработаны для выработки максимального количества энергии.

Однако разработка и использование лопаток турбины - это тонкая наука, которая зависит от ряда факторов, таких как аэродинамика и сопротивление воздуха.

Источник: Андрес Франки Угарт / Wikimedia Commons

Проектирование лопастей турбины: скорость, аэродинамика и скорость звука

При проектировании лопастей ветряной турбины учитывается ряд факторов. Пожалуй, самый важный фактор - это аэродинамика.

Аэродинамика относится к свойствам твердого объекта и воздуха вокруг него, взаимодействующего с ним. С учетом этого, лопасти ветряной турбины похожи на крылья самолета.

Задняя часть лопасти изогнута больше, чем передняя, ​​так же, как крыло самолета изгибается вверх на конце.Эта разнообразная форма вызывает перепад давления, когда воздух движется по лопасти, что и заставляет лопасти двигаться.

Из-за того, что лезвие заблокировано, воздух движется за лезвием с большей скоростью, чем перед ним. Это то, что приводит в движение вращение лопастей и запускает процесс выработки электроэнергии.

Однако, чтобы лопасти двигались ветром, этого недостаточно. Инженеры должны учитывать скорость и сопротивление при проектировании лопастей, чтобы обеспечить высочайший уровень эффективности.

Например, если слишком большое сопротивление создается засорением лопастей, выходная мощность будет намного ниже. Если создается недостаточное сопротивление, лопасти могут двигаться слишком быстро, в результате чего они преодолевают звуковой барьер.

Одно из самых больших преимуществ ветряных турбин - их бесшумность. Если они преодолеют звуковой барьер, это может привести к тому, что жители вблизи предлагаемых ветряных электростанций с большей вероятностью будут противиться установке турбин.

Источник: Ad-liftra / Wikimedia Commons

Выбор оптимального количества лопастей

В целом большинство ветряных турбин стандартно работают с тремя лопастями.Решение разработать турбину с тремя лопастями было чем-то вроде компромисса.

Из-за пониженного сопротивления одна лопасть была бы оптимальным числом, когда дело доходит до выхода энергии. Однако одна лопасть может вызвать разбалансировку турбины, и это не практический выбор для обеспечения устойчивости турбины.

Точно так же два лезвия обеспечат больший выход энергии, чем три, но будут иметь свои проблемы. Двухлопастные ветряные турбины более подвержены явлению, известному как гироскопическая прецессия, что приводит к колебаниям.Естественно, это колебание создаст дополнительные проблемы со стабильностью турбины в целом. Это также вызовет нагрузку на составные части турбины, что приведет к ее износу со временем и постепенному снижению эффективности.

Любое количество лопастей, большее трех, создаст большее сопротивление ветру, замедлит выработку электричества и, таким образом, станет менее эффективным, чем трехлопастная турбина.

По этим причинам турбины с тремя лопастями представляют собой идеальный компромисс между высоким выходом энергии и большей стабильностью и долговечностью самой турбины.

Источник: Ionna22 / Wikimedia Commons

Будущее ветряных турбин: не может быть лопастей лучше трех?

Несмотря на то, что трехлопастные турбины стали стандартной моделью производства чистой энергии в последние годы, это не означает, что они всегда будут такими. Инженеры все еще работают над более совершенными и эффективными конструкциями для будущих усилий по производству энергии.

Одна из наиболее популярных предлагаемых конструкций - безлопастная турбина. Хотя это может показаться противоречащим сопротивлению, необходимому для преобразования энергии ветра в электричество, на самом деле создание турбины без лопастей дает ряд преимуществ.

Одно из преимуществ - стоимость и обслуживание. Современные турбины в своей работе подвергаются большим нагрузкам. Они могут совершать до двадцати вращений в минуту и ​​развивать скорость 180 миль в час (289 км / ч), что приводит к огромной силе. Помимо эрозии, которой они подвергаются в неблагоприятных погодных условиях на море, легко понять, почему качество лопаток турбины со временем значительно ухудшается.

Такие компании, как Vortex Bladeless, создали прототип безлопастных турбин, которые фактически используют гироскопическое движение для выработки энергии ветра.Производство их конструкции потенциально может стоить до 50% меньше, чем у традиционных турбин, и не будет так сильно ухудшаться со временем.

Хотя трехлопастные турбины, безусловно, являются наиболее эффективным решением на данный момент, это может быть не всегда. Пока безлопастные турбины не станут нормой, мы должны благодарить эффективность трехлопастных турбин за подавляющее большинство нашего производства энергии ветра.

.

Смотрите также