Strukturna sestava in princip delovanja turbopolnilnika

Izpušni plinturbopolnilnik je sestavljen iz dveh delov: turbine na izpušne pline inkompresor.Na splošno je turbina na izpušni plin na desni strani, kompresor pa na levi strani.So koaksialni.Ohišje turbine je izdelano iz toplotno odporne zlitine litega železa.Konec dovoda zraka je povezan z izpušno cevjo cilindra, konec odvoda zraka pa je povezan z izpušno odprtino dizelskega motorja.Konec dovoda zraka kompresorja je povezan z zračnim filtrom dovoda zraka dizelskega motorja, konec odvoda zraka pa je povezan z dovodno cevjo za zrak v cilindru.

1. Turbina na izpušni plin

Turbina na izpušni plin je običajno sestavljena iz aohišje turbine, obroč šobe in delujoč rotor.Obroč šobe je sestavljen iz notranjega obroča šobe, zunanjega obroča in rezil šobe.Kanal, ki ga tvorijo rezila šob, se skrči od vstopa do izhoda.Delovno kolo je sestavljeno iz vrtljive plošče in rotorja, delovne lopatice pa so pritrjene na zunanji rob vrtljive plošče.Obroč šobe in sosednji delujoči rotor tvorita "oder".Turbina s samo eno stopnjo se imenuje enostopenjska turbina.Večina polnilnikov uporablja enostopenjske turbine.

Načelo delovanja turbine na izpušni plin je naslednje: Ko sedizelski motor deluje, gre izpušni plin skozi izpušno cev in teče v obroč šobe pri določenem tlaku in temperaturi.Ker se površina kanala šobnega obroča postopoma zmanjšuje, se poveča pretok izpušnih plinov v šobnem obroču (čeprav se njegov tlak in temperatura zmanjšata).Visokohitrostni izpušni plin, ki izhaja iz šobe, vstopi v pretočni kanal v lopaticah propelerja in zračni tok se prisilno obrne.Zaradi centrifugalne sile zračni tok pritiska proti konkavni površini rezila in poskuša zapustiti rezilo, kar povzroči razliko v tlaku med konkavno in konveksno površino rezila.Rezultantna sila tlačne razlike, ki deluje na vse lopatice, povzroči udarni moment na vrteči se gredi, zaradi česar se tekač vrti v smeri vrtilnega momenta, nato pa se izpušni plini, ki tečejo iz tekača, izpustijo iz izpušne odprtine skozi središče turbine.

2. Kompresor

Kompresor je v glavnem sestavljen iz vstopne odprtine za zrak, delovnega rotorja, difuzorja in ohišja turbine.Thekompresor je soosen s turbino na izpušne pline in ga poganja turbina na izpušne pline, da vrti delovno turbino pri visoki hitrosti.Delovna turbina je glavni sestavni del kompresorja.Običajno je sestavljen iz naprej ukrivljenega vetrnega vodila in polodprtega delovnega kolesa.Oba dela sta nameščena na vrtljivo gred.Ravni rezili so razporejeni radialno na delovnem kolesu, med vsakim rezilom pa je oblikovan razširjen kanal za pretok zraka.Zaradi vrtenja delovnega kolesa se vstopni zrak zaradi centrifugalne sile stisne in vrže na zunanji rob delovnega kolesa, zaradi česar se tlak, temperatura in hitrost zraka povečajo.Ko zrak teče skozi difuzor, se zaradi difuzijskega učinka kinetična energija zraka pretvori v tlačno energijo.V izpuhuohišje turbine, se kinetična energija zraka postopoma pretvori v tlačno energijo.Na ta način se preko kompresorja znatno izboljša gostota vsesanega zraka dizelskega motorja.