Чем отличается турбина от компрессора: Турбина или компрессор что лучше. И в чем между ними разница? Простыми словами + видео

Чем отличается турбина от компрессора

Кроме турбокомпрессоров, увеличить мощность силового агрегата можно также за счет механических нагнетателей, или компрессоров. Установка подобных устройств началось в перовой половине двадцатого века, сразу после начала повсеместной эксплуатации автомобилей. Сам принцип работы компрессора заключается в нагнетании дополнительного воздуха в цилиндр, за счет части крутящего момента, производимого последним. Для того, чтобы крутящий момент от двигателя передавался на компрессор, используется система шкивов и ременная передача. Именно в этой конструкции и принципе работы компрессора лежит его главное достоинство и его же главный недостаток.

Достоинство заключается в том, что жесткая система связи позволяет компрессору более оперативно реагировать на изменение режимов работы двигателя. Это обеспечивает его эффективную работу даже на малых оборотах. Ну, а главным недостатком этой конструкции является то, что для ее эффективной работы требуется крутящий момент, который отнимает мощность автомобиля.

В настоящее время существует несколько видов конструкции механических компрессоров. Первый вид – волновой, он разработан компанией Asea Brown Boweri, работающей в электротехнической отрасли. Таким компрессоров, в наши дни, оснащены серийные модели японского производителя Мазда. Волновой компрессор работает на принципе возникновения своеобразных волн, в месте встречи отработанных газов с окружающим воздухом. Данные волны создают давление, которое передается в специальные камеры ротора компрессора. Наибольшую известность получила подобная конструкция, представленная братьями Рутс, она имеет, вращающиеся в противоположных направлениях парные роторы.

Именно отсутствие механической жесткой связи с силовым агрегатом и является основным недостатком турбокомпрессоров. Низкие обороты приводят к заметному сокращению отработанных газов, и их становится недостаточно для поддержания адекватной работы компрессора. Кроме того, большую известность получило такое явление, как «турбо яма». Оно представляет собой замедленную реакцию компрессора на повышение оборотов силового агрегата. Возникает такое явление, когда вам необходимо резко ускорится, но реакция двигателя на педаль газа происходит не сразу. Это обусловлено тем, что роторам турбонаддува необходимо время для того, чтобы раскрутиться и обеспечить необходимый прирост мощности.

Именно механические компрессоры имеют самое маленькое время, затрачиваемое на изменение режима работы при увеличении передачи. Увеличение передаваемого воздуха происходит практически сразу после увеличения оборотов силового агрегата. Несколько большим временем реакции обладает волновой компрессор, а самым большим – турбокомпрессор. Однако, именно последние наиболее перспективны, в плане развития, и поэтому конструкторы постоянно работают над улучшением конструкции. Так, было предложено делать лопасти ротора более легкими, чтобы они легче раскручивались небольшими объемами отработанных газов на малых оборотах. Кроме того, снижается и инерция лопастей, что также делает набор необходимых оборотов более быстрым. Для этого, в индустрии производства турбокомпрессоров активно используются сверхлегкие материалы. Однако, материалы эти должны быть не только легкими, но и выдерживать высокие температуры. Эти условия соблюдены в керамических материалах, которые являются надежными и современными, а также позволяют делать тонкий корпус, ведь, при повреждении ротора, отломившиеся керамические части не смогут нанести корпусу серьезных повреждений, за счет своего небольшого веса.

Кроме того, оптимизировать систему нагнетания воздуха можно с помощью специального устройства. Это устройство регулирует давление воздуха на разных режимах работы силового агрегата. Смысл в том, чтобы автоматически увеличивать давление при повышении оборотов двигателя, и уменьшать при понижении. Регулирование давлением воздуха происходит с помощью управления перепускными клапанами.

На сегодняшний день, турбокомпрессоры занимают лидирующее положение среди устройств, повышающих мощность силового агрегата. В этой нише, ими были полностью вытеснены традиционные компрессоры. Такая уверенная побед произошла по той причине, что подобные двигатели обладают большей мощностью, компактностью и меньшим выбросом отравляющих веществ в атмосферу, за счет того, что выхлопные газы, совершая работу в турбине, значительно охлаждаются, в следствие чего сильно меняется их химический состав и понижается токсичность.

Есть вопрос? Звоните

Турбина и компрессор, назначение

Турбина и компрессор имеет общее назначение — они предназначены для повышения мощности двигателя. Но принцип работы и особенности их использования отличаются. Ниже рассмотрим, в чем особенности каждого из агрегатов, для чего они предназначены, в чем плюсы и минусы. Отдельно поговорим об особенностях ремонта и выборе производителей современных авто.

Оглавление

  1. Назначение турбины и компрессора
  2. Принцип работы и устройство турбины
  3. Достоинства и недостатки турбины
  4. Устройство и принцип работы компрессора
  5. Достоинства и недостатки компрессора, ремонт
  6. Видео «Чем отличается турбина от турбокомпрессора»

Назначение турбины и компрессора

Двигатель с компрессором или турбиной выдает лучшую динамику, чем обычный атмосферный силовой агрегат. Благодаря действию этих узлов, увеличивается производительность и крутящий момент, что особенно заметно на больших оборотах.

Важно

Добиться этого удается путем подачи большего объема воздуха в камеру сгорания (для компрессора) или дополнительно увеличения давления внутри системы впуска (для турбины). Главное отличие устройств состоит в применении разных источников.

К примеру, компрессор — полностью независимое устройство, которое работает от вала двигателя. Это упрощает его обслуживание и ремонт. Турбина же использует энергию выхлопных газов и привязана к силовому агрегату. Она выдает более высокие обороты, но и нагревается активнее. 

Принцип работы и устройство турбины

Турбина двигателя представляет собой сложный узел, работающий без остановки и использующий энергию выхлопных газов. Его целью является повышение давления в коллекторе пуска для обеспечения большего поступления воздуха и, соответственно, кислорода в камеру сгорания.

Конструктивно турбина состоит из пары «улиток»:

  1. Компрессора. Используется для всасывания воздушного потока и его передачи в коллектор впуска.
  2. Горячей части. Сюда проходят выхлопные газы, которые вращают колесо системы и выходят в направлении системы выхлопа.

Также в состав турбины входит две крыльчатки (компрессора и горячей части), картридж шарикоподшипникового типа и кожух, объединяющий в себе все элементы и контур охлаждения.

Во время работы турбина принимает большую нагрузку и нагревается. В горячую часть устройства поступает выхлоп с высокой температурой. Во избежание преждевременного разрушения устройства корпус турбины изготавливается с применением чугуна с добавлением специальных элементов.

Турбинный вал может раскручиваться до 200 000 об/мин, поэтому при изготовлении узла предъявляются высокие требования к точности подгонки и качеству смазки. Особое внимание уделяется система охлаждения, которая бывает двух видов:

  • Охлаждение маслом. Отличается упрощенной конструкцией и меньшей стоимостью узла. Из минусов — более низкая эффективность, высокие требования к маслу и контролю температуры смазки. При нагреве некачественное масло разрушается, из-за чего элементы узла забиваются, и может потребоваться замена турбины. 
  • Охлаждение маслом и антифризом. При комплексном подходе обеспечивается большая эффективность охлаждения. Сама конструкция более сложная, что влияет на стоимость. 

В некоторых случаях может использоваться две турбины. Такая система называется twin-turbo. Цель системы состоит в дополнительном увеличении объема и давления при подаче воздуха, что необходимо в спортивных соревнованиях. Еще один вариант —biturbo, когда последовательно монтируется две разные турбины для повышения эффективности работы.

В большинстве случаев принцип действия турбины имеет следующий вид:

  • Выхлопные газы от коллектора впуска идут к патрубку турбинной части и попадают на крыльчатку.
  • Под действием газов крыльчатка вращается и заставляет двигаться компрессор, увеличивающий давление в цилиндре.

Мощность двигателя увеличивается на 25-40 процентов.

Для повышения эффективности турбонаддува может использоваться интеркулер. В его функции входит охлаждение воздуха перед отправкой в коллектор впуска и камеру сгорания. Это обеспечивает подачу большего объема кислорода, ведь в холодном состоянии он занимает меньше места. 
Главное отличие турбины бензинового и дизельного двигателя состоит в температуре работы.

Если в дизеле выхлопные газы нагреваются на уровне 800-850 градусов Цельсия, в бензиновых моторах этот параметр почти всегда выше 1000 градусов Цельсия. Следовательно, требования к материалам изготовления также будут различаться. Имеются и конструктивные отличия, поэтому не бензиновые и дизельные моторы ставятся разные виды турбин. Они не взаимозаменяемы.

Достоинства и недостатки турбины

После анализа принципа действия бензиновой и дизельной турбины, стоит подвести итог в вопросе слабых и сильных мест этого устройства.

Преимущества:

  • Высокая эффективность. Увеличение мощности может достигать 45-50%.
  • Раскрутка до 200 000 оборотов, что в 16 крат больше того, что может компрессор.
  • Сохранение лошадиных сил автомобиля.
  • Улучшенные тяговые усилия на низких оборотах.
  • Компактные размеры.
  • Экологичность работы.

Недостатки:

  • Применение моторного масла для смазки. Это значит, что частота его замены увеличивается где-то на треть.
  • Небольшой срок службы. В среднем турбина двигателя служит не больше 150 000 км.
  • Высокая стоимость обслуживания. Ремонт турбины почти всегда обходится в крупную сумму.
  • Особенности эксплуатации. Турбина требует выделения некоторого времени для остывания.
  • Увеличение расхода масла. В среднем на 10 000 км расходуется один литр масла.
  • Сложность настройки и установки. Для выполнения работ всегда необходимо привлекать специалиста. 
  • Привязка к двигателю. Если мотор выдает небольшое количество оборотов, турбина бесполезна. Только при активной раскрутке коленвала повышается эффективность устройства.

Ремонт турбины двигателя может потребоваться при загрязнении смазки двигателя из-за несвоевременной эксплуатации, недостаточном количестве масла или износом под действием посторонних элементов. Кроме того, устройство быстрей выходит из строя при эксплуатации в экстремальных условиях и использовании герметика вместо резинки для улучшения качества соединения.

Распознать поломку турбины можно по следующим признакам:

  • нехарактерные звуки;
  • серый, белый или черный дым из выхлопной трубы;
  • ухудшение динамики разгона;
  • уменьшение тяги мотора.

Ремонт турбины важно проводить только у профессионалов. Это обусловлено следующими особенностями:

  • Любая неправильная натяжка болтовых соединений ведет к неправильной работе или повреждению.
  • В конструкции есть множество мелких деталей, которые нужно смазывать и чистить.
  • Обязательна балансировка всех крутящихся узлов. Для этого применяется специальная и дорогостоящая аппаратура.
  • Люфт ротора должен строго соответствовать заводским требованиям.

Для продления срока службы турбины важно регулярно проводить ТО двигателя, своевременно менять масло, защищать систему от попадания посторонних элементов. Кроме того, важно использовать только качественные комплектующие и давать двигателю нагреться перед началом движения. 

Устройство и принцип работы компрессора

Автомобильный компрессор представляет собой механический нагнетатель, необходимый для подачи в камеру сгорания воздуха в большем объеме и с увеличенным давлением. Это отдельный узел, работающий от коленчатого вала и получающий крутящий момент через ремень или цепь. 
Компрессоры бывают трех типов:

  1. Роторные. Внутри расположены кулачковые валы, которые и обеспечивают дополнительную подачу воздуха. Это наиболее старая конструкция, которая была создана еще в 1860-м, а в 1900-м впервые установлена на машину.
    Такой вид компрессора редко применяется из-за больших размеров и веса. Кроме того, поток воздуха имеет прерывистый характер, что приводит к колебаниям (провалам) мощности.
  2. Двухвинтовые. Конструктивно состоят из двух лопастных роторов, отличающихся большей эффективностью. Они работают на таком же принципе, как и роторные, но сжатие воздуха происходит внутри устройства. Как результат, при работе не возникает провалов мощности.
  3. Центробежные. Внутри находится крыльчатка. Такие турбины отличаются наибольшей эффективностью и позволяют добиться большей мощности. Крыльчатка внутри раскручивается до 60 000 оборотов в минуту, что обеспечивает высокую центробежную силу. Такие устройства компактны, что позволяет устанавливать их на авто с малолитражными моторами.

Принцип работы построен на захвате воздуха компрессором, его сжатии в ограниченном пространстве и сбросе в коллектор впуска.

Достоинства и недостатки компрессора, ремонт

Многие производители принимают решение поставить компрессор двигателя вместо турбины. Это обусловлено следующими преимуществами:

  • Больший срок службы и повышенная прочность.
  • Увеличение производительности на 10-15%.
  • Неприхотливость в обслуживании.
  • Способность работать продолжительное время без риска поломки.
  • Независимость от двигателя. Это отдельное устройство, которое раскручивается от коленчатого вала, а не отработавших газов.
  • Отсутствие скачков мощности.
  • Не требовательность к оборотам мотора.
  • Легкость установки своими руками.
  • Отсутствие проблем с «поеданием» моторного масла.
  • Более низкая цена.
  • Приведение в действие сразу после запуска двигателя.
  • Фиксированная мощность.

Недостатки:

  • Дает меньшую эффективность, чем турбина.
  • Ограничение оборотов — до 10 000-12 000.
  • Потребление до 20% от мощности мотора.
  • Некоторые варианты компрессоров уже не производятся.
  • Расходование большего количества горючего.

Необходимость ремонта компрессора возникает в более редких случаях, ведь они отличаются более простой конструкцией и реже ломаются. Проблему можно распознать по снижению мощности мотора, ухудшению динамики и появлению постороннего шума. Как результат, может потребоваться замена узла или натяжение ремня коленвала, который приводит во вращение компрессор.

В наиболее сложных случаях необходима установка нового устройства.Осмотр механического нагнетателя рекомендуется проводить раз в 10 000 км. Для выполнения работы нужны специальные знания и опыт, а весь процесс занимает не более нескольких минут.

Турбина или компрессор, тенденции автопрома

Несмотря на ряд недостатков, популярность у производителей получила именно турбина. Ее установка не влияет на потерю лошадиных сил, она монтируется напрямую в двигатель и позволяет разогнать автомобиль до большей скорости. Прибавка в мощности силового агрегата также более внушительна. Конечно, установка турбины влияет на стоимость автомобиля и требует более ответственного подхода в обслуживании, но покупатели готовы платить за дополнительную мощность.

Вариант с компрессором часто применяется в спорте, где главный упор делается на надежность, простоту эксплуатации и ресурс. В отличие от турбины здесь нет зависимости от оборотов, а устройство сразу повышает мощность при нажатии на педаль газа. Здесь нет запаздывания, как в случае с турбиной, что очень важно при соревнованиях на небольшие дистанции. Но прибавка мощности менее значительная, что часто вынуждает отдать предпочтение в пользу турбины.

Многие производители не стали выбирать и используют сразу два устройства. Такой вариант несложно распознать по обозначению TSI на двигателе. Это означает, что здесь применяется комплексный турбонаддув двигателя — с помощью турбинного и механического нагнетателей.

Итоги

С учетом сказанного ясно, что задачи турбины и компрессора идентичны— увеличение мощности и динамики двигателя. Но они имеют разную конструкцию, индивидуальный принцип действия, а также свои плюсы и минусы. Турбокомпрессор позволяет добиться большей мощности, но он дорогой и требует профессионализма при эксплуатации.

Механический нагнетатель, наоборот, отличается более простой конструкцией и возможностью самостоятельного обслуживания, но дает меньшую прибавку. Не удивительно, что многие производители не стали выбирать, а задействовали сразу две системы одновременно.

Чем отличается турбина от турбокомпрессора

Разница между компрессором и турбиной

Турбина прикреплена к вентиляторам в толстых железных листах. Компрессор — это своего рода механическое устройство, которое используется для увеличения давления газа за счет уменьшения его объема. Похоже на насос.

Турбина используется в основном для ветроэнергетики, тепловых двигателей, гидроэнергетики, двигателей и т. д. С другой стороны, компрессор используется для двигателей, производства, строительства, сельского хозяйства и многих других.

Компрессор против турбины

Основное различие между компрессором и турбиной заключается в том, что компрессор обычно получает энергию за счет увеличения давления. С другой стороны, турбина получает энергию за счет снижения давления. Оба они имеют разные свойства и использование. В нем задействованы давление и энергия, производящие силу. Компрессор можно определить как газ с изменяющимся давлением, который варьируется от газа низкого давления до газа высокого давления.

.Основной функцией компрессора является перенаправление газа низкого давления в газ высокого давления. Это выведено как хорошее устройство, которое можно использовать по-разному. Теперь давайте посмотрим на использование компрессора.

Компрессор используется во многих типах устройств, таких как холодильники, сельское хозяйство, производство, двигатели и т. д. Он является источником энергии.

Турбина — полезное и популярное устройство, которое участвует в преобразовании энергии. Можно сказать, терминирующий агент. Это среда преобразования кинетической энергии в механическую энергию. Турбины используются во многих типах двигателей.

Он классифицируется по нескольким направлениям: первая гидравлическая машина, газовая турбина и паровой двигатель. Он работает как источник электроэнергии. Это преобразование жидкости в механическую энергию, будь то воздух, пар или вода. Этот процесс подчиняется правилам второго закона Ньютона.

Сравнение Таблица между компрессором и турбиной

Параметр сравнения Компрессор Турбин
. Турбина преобразует гидравлическую энергию в механическую.
Движитель Передвигается с помощью тягача. У турбины есть первичный двигатель.
Энергия Компрессор получает энергию за счет увеличения давления. С другой стороны, турбина получает энергию за счет снижения давления.
Жидкость Компрессор в основном работает для сжатия жидкостей. Турбина работает на усиление жидкости.
Генерирует Его основная функция — поглощать энергию. Турбина является средством выработки электроэнергии.

Что такое компрессор?

Компрессор означает устройство преобразования энергии, которое преобразует механическую энергию в тепловую. Это самое важное устройство, которое нужно прикрепить почти к каждому прибору, чтобы сделать его полезным. Он работает как раз напротив турбины.

Является основным агентом двигателей. Мы знаем, что без помощи компрессора не могут работать двигатели, кондиционеры, холодильники.

Компрессор получает энергию за счет увеличения давления. Это также связано с повышением температуры. Теперь мы возьмем наиболее подходящий пример, чтобы объяснить компрессор и обсудить, как он работает правильно.

Лучшим примером компрессора является кондиционер, который является его необходимой частью, помогающей выпускать воздух из дома и всасывать холодный воздух внутрь дома.

Он также требует обслуживания, но не пытается поддерживать его в вашем доме. Вы можете отправить его на сервисное обслуживание, чтобы проверить его. Это специфический продукт, который включает в себя хорошие характеристики. Он используется почти во всех частях приложений.

Это редкий продукт, в котором задействованы все предыстории. После исследования он становится частью устройства.

Компрессоры вращаются с помощью первичного двигателя. Делится на четыре типа. Первый — ротационный винтовой компрессор, второй — поршневой воздушный компрессор, третий — осевой компрессор и последний — центробежный компрессор.

Вы можете легко определить хорошее качество компрессора, проверив его более высокое значение PSI.   Это долговечный продукт. Это основной источник для циркуляции переменного тока и холодильников.

Основное назначение компрессора — получение энергии для работы на различных типах устройств. В компрессоре к нему прикреплены лопасти, которые участвуют в повышении давления.

Что такое турбина?

Считается лучшим устройством, которое используется в различных источниках. Это среда преобразования кинетической энергии воздуха, газа, воды или пара в механическую энергию. Он вращается в закруглении, которое является первичным двигателем.

Он также признан основным источником производства электроэнергии. Турбины делятся на три типа: гидравлическая турбина, газовая турбина и паровая турбина.

Все это является источником энергии. Но следует отметить, что они получают энергию за счет снижения давления. Теперь обратимся к объяснению типов турбин, которые следуют второму закону движения Ньютона.

В основном участвует в преобразовании гидравлической энергии в механическую. Второй — газовая турбина, которая представляет собой преобразование природного газа в механическую энергию.

Другое его название — двигатель внутреннего сгорания. И, наконец, паровой двигатель, изобретенный в 1884 году Чарльзом Парсонсом. Он направлен на преобразование тепловой энергии в механическую.

У турбины больше мощности для циркуляции энергии. Как мы знаем, что это лучший продукт для электроприборов. Вышеуказанные строки имеют решающее значение для турбины.

После этого мы обсудим его характеристики, такие как идеальная мощность и эффективность производства энергии. Подвижной частью турбины являются прикрепленные к ней лопатки.

После долгого обсуждения стало ясно, что турбина представляет собой источник энергии, который можно использовать в различных устройствах. Турбины изобрел Чарльз Парсонс. После больших исследований он сделал лучшее качество продукта.

Основное различие между компрессором и турбиной

  1. Компрессор является средством получения энергии за счет увеличения давления, а турбина извлекает энергию за счет уменьшения давления.
  2. Компрессор преобразует механическую энергию в тепловую, а турбина преобразует гидравлическую энергию в механическую.
  3. Компрессор известен как устройство, потребляющее работу, с другой стороны, турбина — работающая.
  4. Он вращается с помощью первичного двигателя, но у турбины есть свой двигатель.
  5. Функция компрессора состоит в том, чтобы сжимать жидкости и поглощать мощность, но турбина включает в себя усиление жидкости.

Заключение

Тема про компрессор и турбину дает прекрасное сообщение о том, что без использования источника энергии двигатели работать не могут. Это обязательное устройство, которое работает бесперебойно.

Оба они имеют свои уникальные функции для использования в различных приборах. Стоит лучше вращаться, когда он прикреплен к устройству.

Турбины и компрессоры являются источником энергии, которая используется для выработки электроэнергии, двигателей, производства, сельского хозяйства и т. д.

Компрессор и турбина имеют разные функции. Он используется в самых разных сферах. Он становится вирусным после исследования, так как лучше работает в области технологий. Благодаря этому процессу двигатели работают плавно.

Ссылки

  1. https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1243/0957650971537204
  2. https://asmedigitalcollection.asme.org/gasturbinespower/article-abstract/94/3/193/40138

    AskAnyDifference Нажмите здесь, чтобы перейти на главную страницу.

    Найдите «Спроси любую разницу» в Google. Оцените этот пост!

    [Всего: 0]

    Один запрос?

    Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы он был вам полезен. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/семьей. SHARING IS ♥️

    Содержание

    сообщите об этом объявлении

    Какая визуальная разница между вентиляторами турбины и вентиляторами компрессора?

    спросил

    Изменено 6 лет, 3 месяца назад

    Просмотрено 6к раз

    $\begingroup$

    Как определить, является ли данный вентилятор вентилятором компрессора или вентилятором турбины, просто путем визуального осмотра? Кроме того, может ли визуальный осмотр вентилятора помочь в определении ступени компрессора/турбины, т. е. является ли вентилятор турбиной высокого давления/лопаткой компрессора или турбиной низкого давления/лопастью компрессора?

    • турбина
    • компрессор

    $\endgroup$

    $\begingroup$

    Предположим, речь идет об осевых компрессорах/турбинах.

    Лопасти компрессора обычно тонкие и прямые и напоминают крошечное прямоугольное крыло с небольшим изгибом.

    Источник изображения


    Лопасти турбины более изогнуты, часто имеют почти U-образную форму (как те, что показаны здесь). В особенно больших и новых двигателях, где эффективность имеет решающее значение, лопатки турбины часто имеют крошечные отверстия:

    Источник изображения


    Чтобы различать ступени высокого и низкого давления (компрессор или турбина не имеет значения), длину лопасти и ее кручение (т.е. насколько аэродинамический профиль поворачивается вокруг оси лезвие, идущее от корня к кончику) являются ключевыми: более короткие и изогнутые лезвия будут лезвиями высокого давления, более длинные и прямые лезвия будут низким давлением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *