Τα καυσαέριαστροβιλοσυμπιεστή αποτελείται από δύο μέρη: τον στρόβιλο καυσαερίων και τονσυμπιεστής. Γενικά, η τουρμπίνα καυσαερίων βρίσκεται στη δεξιά πλευρά και ο συμπιεστής στην αριστερή πλευρά. Είναι ομοαξονικά. Το περίβλημα του στροβίλου είναι κατασκευασμένο από ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα χυτοσιδήρου. Το άκρο εισόδου αέρα συνδέεται με τον σωλήνα εξάτμισης του κυλίνδρου και το άκρο εξόδου αέρα συνδέεται με τη θύρα εξαγωγής του κινητήρα ντίζελ. Το άκρο εισόδου αέρα του συμπιεστή συνδέεται με το φίλτρο αέρα της εισόδου αέρα του κινητήρα ντίζελ και το άκρο εξόδου αέρα συνδέεται με τον σωλήνα εισόδου αέρα του κυλίνδρου.
1. Στρόβιλος καυσαερίων
Ο στρόβιλος καυσαερίων συνήθως αποτελείται από απερίβλημα στροβίλου, ένας δακτύλιος ακροφυσίου και μια πτερωτή που λειτουργεί. Ο δακτύλιος ακροφυσίου αποτελείται από τον εσωτερικό δακτύλιο ακροφυσίου, τον εξωτερικό δακτύλιο και τα πτερύγια του ακροφυσίου. Το κανάλι που σχηματίζεται από τα πτερύγια των ακροφυσίων συρρικνώνεται από την είσοδο στην έξοδο. Η πτερωτή εργασίας αποτελείται από μια περιστρεφόμενη πλάκα και μια πτερωτή και οι λεπίδες εργασίας είναι στερεωμένες στην εξωτερική άκρη της περιστρεφόμενης πλάκας. Ένας δακτύλιος ακροφυσίου και η παρακείμενη πτερωτή εργασίας σχηματίζουν ένα «στάδιο». Ένας στρόβιλος με ένα μόνο στάδιο ονομάζεται στρόβιλος μονοβάθμιας. Οι περισσότεροι υπερσυμπιεστές χρησιμοποιούν στρόβιλους μίας σταδίου.
Η αρχή λειτουργίας του στροβίλου καυσαερίων είναι η εξής: Όταν τοκινητήρα ντίζελ λειτουργεί, τα καυσαέρια διέρχονται από τον σωλήνα εξάτμισης και ρέουν στον δακτύλιο του ακροφυσίου σε μια συγκεκριμένη πίεση και θερμοκρασία. Δεδομένου ότι η περιοχή του καναλιού του δακτυλίου του ακροφυσίου μειώνεται σταδιακά, ο ρυθμός ροής των καυσαερίων στον δακτύλιο του ακροφυσίου αυξάνεται (αν και η πίεση και η θερμοκρασία του μειώνονται). Τα καυσαέρια υψηλής ταχύτητας που βγαίνουν από το ακροφύσιο εισέρχονται στο κανάλι ροής στα πτερύγια της πτερωτής και η ροή αέρα αναγκάζεται να περιστραφεί. Λόγω της φυγόκεντρης δύναμης, η ροή αέρα πιέζεται προς την κοίλη επιφάνεια της λεπίδας και προσπαθεί να φύγει από τη λεπίδα, προκαλώντας διαφορά πίεσης μεταξύ της κοίλης και της κυρτής επιφάνειας της λεπίδας. Η προκύπτουσα δύναμη της διαφοράς πίεσης που επενεργεί σε όλα τα πτερύγια παράγει μια ροπή κρούσης στον περιστρεφόμενο άξονα, αναγκάζοντας την πτερωτή να περιστρέφεται προς την κατεύθυνση της ροπής και στη συνέχεια τα καυσαέρια που ρέουν έξω από την πτερωτή εκκενώνονται από τη θύρα εξαγωγής μέσω του κέντρο της τουρμπίνας.
2. Συμπιεστής
Ο συμπιεστής αποτελείται κυρίως από την είσοδο αέρα, την πτερωτή εργασίας, τον διαχύτη και το περίβλημα του στροβίλου. Οσυμπιεστής είναι ομοαξονικός με τον στρόβιλο καυσαερίων και κινείται από τον στρόβιλο καυσαερίων για να περιστρέφει τον στρόβιλο εργασίας με υψηλή ταχύτητα. Ο στρόβιλος εργασίας είναι το κύριο συστατικό του συμπιεστή. Συνήθως αποτελείται από έναν τροχό οδηγού ανέμου με καμπύλη προς τα εμπρός και έναν ημι-ανοιχτό τροχό εργασίας. Τα δύο μέρη τοποθετούνται αντίστοιχα στον περιστρεφόμενο άξονα. Οι ίσιες λεπίδες είναι διατεταγμένες ακτινικά στον τροχό εργασίας και ένα διευρυμένο κανάλι ροής αέρα σχηματίζεται μεταξύ κάθε λεπίδας. Λόγω της περιστροφής του τροχού εργασίας, ο αέρας εισαγωγής συμπιέζεται λόγω της φυγόκεντρης δύναμης και εκτοξεύεται στο εξωτερικό άκρο του τροχού εργασίας, προκαλώντας αύξηση της πίεσης, της θερμοκρασίας και της ταχύτητας του αέρα. Όταν ο αέρας ρέει μέσω του διαχύτη, η κινητική ενέργεια του αέρα μετατρέπεται σε ενέργεια πίεσης λόγω του φαινομένου διάχυσης. Στην εξάτμισηπερίβλημα στροβίλου, η κινητική ενέργεια του αέρα σταδιακά μετατρέπεται σε ενέργεια πίεσης. Με αυτόν τον τρόπο, η πυκνότητα του αέρα εισαγωγής του κινητήρα ντίζελ βελτιώνεται σημαντικά μέσω του συμπιεστή.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Μαΐου 2024