bosch service regeneracja turbosprężarek

regeneracja

turbosprężarek samochodowych

film pracowni naprawy turbosprężarek

ZOBACZ JAK WYGLĄDA REGENERACJA TURBOSPRĘŻAREK – REGENERACJA TURBINY KOSZT – SPRZEDAŻ TURBOSPRĘŻAREK nowe i używane, czy po regeneracji

Historia powstania i opis działania doładowania turbo Comprex. Celem, jaki przyświecał konstruktorom, była możliwość dowolnego ustalania przebiegu krzywej momentu obrotowego, co w efekcie pozwala na zmniejszenie eksploatacyjnego zużycia paliwa. Prace doświadczalne pod kierunkiem prof. M. Berchtolda prowadzili T. Lutz i R. Scholz i przedstawili ich wyniki w postaci zasad nowego sposobu doładowania. Opierał się on na wykorzystaniu ciśnienia gazów wylotowych spalin do sprężenia powietrza wtłaczanego do przewodu dolotowego silnika. Opisali oni szczegółowo budowę doładowarki, jej poszczególne elementy, sposób napędu, podstawy teoretyczne zjawisk falowych, stanowisko badawcze oraz przeprowadzone na nim badania, jak też badania drogowe samochodu ciężarowego wyposażonego w silnik z doładowaniem Comprex. A. Wunsch przedstawił z kolei bardzo dokładne parametry mierzone w trakcie próby oraz zdolność silnika do przyspieszania. Regeneracja turbiny koszt jest zdecydowanie większy niż przy zwykłej turbinie.


Doładowarka Comprex z Mazdy 626:

doładowarka Comprex z Mazdy 626


System doładowania Comprex to połączenie zalet doładowania mechanicznego i turbodoładowania. Do zalet tych można zaliczyć:

- płynny i płaski przebieg krzywej ciśnienia powietrza doładowującego w całym zakresie użytecznych prędkości obrotowych,
- bardzo krótki czas odpowiedzi na gwałtowne obciążenia (prawie jak w przypadku doładowania mechanicznego),
- duży spręż powietrza,
- korzystne parametry pracy silnika w górach (wysoko nad poziomem morza),
- mniejsze wymagania w stosunku do materiału wirnika,
- małe jednostkowe zużycie paliwa w całym zakresie użytecznych prędkości obrotowych silnika,

Jak każde urządzenie techniczne, doładowarka Comprex ma również wady, m.in.:

- trudności w uzyskiwaniu małych ciśnień,
- znacznie większe wymiary wirnika w porównaniu z turbosprężarką,
- konieczność zwiększenia wymiarów filtra, tłumika i układu dolotowego
- konieczność wzmocnienia izolacji akustycznej,
- większa masa niż turbosprężarki o takiej samej wydajności.

Silnik z doładowaniem typu Comprex charakteryzuje się znacznie lepszymi osiągami, co wynika między innymi z tego, że doładowarka jest napędzana mechanicznie od wału korbowego silnika, a więc czas reakcji na zmiany prędkości obrotowej musi być krótszy niż w przypadku turbosprężarki, która jest napędzana więzią gazową. Regeneracja turbosprężarek tego typu jest możliwa w specjalistycznym turbo serwisie.

Doładowarka zbudowana jest z wirnika zamontowanego w obudowie o odpowiednio ukształtowanych oknach dolotowych oraz wylotowych. Zespół wirnika napędzany jest za pomocą paska od wału korbowego z przełożeniem zwiększającym jego prędkość o ok. 3 razy. Świeże powietrze jest zasysane przez filtr z otoczenia i wpada na łopatki wirnika, który obraca się w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów wału korbowego. Powietrze to jest sprężane w poszczególnych celach wirnika przez spaliny wydostające się przez przewód wylotowy silnika. Sprężone powietrze dostaje się przez przewód dolotowy i zawór dolotowy do tłoka. Pozostała część powietrza, które występuje w nadmiarze, wydostaje się wraz ze spalinami przewodem do atmosfery, dopalając pozostałości CO w spalinach i obniżając temperaturę wylotu. Wymiary geometryczne wirnika i okien są tak dobrane, by istniała poduszka powietrzna, zabezpieczająca przed przedostaniem się spalin stroną powietrzną. Spaliny wpadają pod zwiększonym ciśnieniem pw ze stosunkowo małą prędkością przepływu między przegrody wirnika sprężarki (przy sprężu π = 2,0 liczba Macha Ma = 0,3). Przegrody są wypełnione świeżym powietrzem. Wydobywające się z silnika spaliny wypychają w przegrodach powietrze do przewodu dolotowego, powodując ich spręż. W momencie nadejścia fali ciśnienia przegroda musi być połączona z przewodem dolotowym. W podobny sposób każda przegroda musi być łączona kolejno z innymi kanałami dolotowymi i wylotowymi. Po zamknięciu (przez obrót przegrody) kanału dolotowego spalin, w celu niedopuszczenia do zakłóceń w przepływie poprzez odbicie fali ciśnienia, z tego samego powodu następuje zamknięcie połączenia z kanałem ładowanego powietrza, przy czym jest ono opóźniane o czas przebiegu fali. Jeśli chwila otwarcia kanału wylotowego jest odpowiednio dobrana, rozprężone (niezupełnie) spaliny wydostają się z przegrody do kanału wylotowego, a wywołana ich wypływem fala podciśnienia pozwala na wlot (zasysanie) świeżego powietrza przez kanał dolotowy. Takim oto sposobem cały proces może się zacząć od nowa, jeśli tylko przegroda jest całkowicie wypełniona powietrzem. Momenty otwarć kanałów, wyznaczone czasem rozchodzenia się fal i prędkościami przepływu w przegrodach, określają geometrię otworów. W celu uzyskania symetrycznego obciążenia łożysk oraz zminimalizowania odkształcania wynikającego z naprężeń, oraz zredukowania długości wirnika, każdy stator zawiera po dwa połączone ze sobą otwory niskiego i wysokiego ciśnienia. Dzięki temu każda przegroda może realizować w ciągu jednego obrotu wirnika dwa suwy pracy. Zmniejszenie długości wirnika jest wymagane również z tego względu, że jest on łożyskowany na części omywanej powietrzem, natomiast część omywana gorącymi spalinami jest swobodna. Tym różni się między innymi doładowarka Comprex od turbosprężarki. Zbyt duża długość wirnika powodowałaby powstanie nadmiernego momentu obciążającego wirnik, a tym samym zmniejszenie trwałości łożysk.

Sprzedaż turbosprężarek i turbin typu Comprex odbywa się przez sieć dystrybutorów.

Doładowarka Comprex z kieszeniami

Biorąc pod uwagę fakt, że opisywana doładowarka działałaby skutecznie jedynie dla określonej prędkości obrotowej i odpowiadającej tej prędkości jednej wartości obciążenia silnika (równoznacznego z ilością wydalanych spalin), skomplikowano nieco doładowarkę Comprex wprowadzając tzw. kieszenie. Ich zadaniem jest uelastycznić pracę doładowarki i zaadoptować ją do zmiennych prędkości obrotowych oraz obciążeń rzeczywiście występujących w silniku trakcyjnym.

Na rysunku 6.4 pokazano trzy kieszenie (zaznaczone linią przerywaną):

- sprężającą KS, zmniejszającą odbicie fali powietrza wywołane pierwszym uderzeniem, szczególnie podczas małych prędkości obrotowych, powodując wstępne sprężenie powietrza,
- gazową KG, pomagającą w zachowaniu ciągłości wydalania gazów wylotowych,
- rozprężającą KR, pomagającą w wydalaniu gazów wylotowych w całym zakresie użytecznych prędkości obrotowych.

Gazy spalinowe napływające z kanału 3 dostają się między przegrody do połowy ich głębokości, a energia strumieni zewnętrznych przemieszcza się wzdłuż drogi, jaką przebywa powietrze. Pewna ilość powietrza przepływa z części wysokociśnieniowej urządzenia Comprex do kanału 4, powodując jego przepłukanie i schłodzenie.

Przeciętne ciśnienie doładowania wynosi około 0,2 MPa.

ciśnienie doładowania


Zupełnie innym przypadkiem, jest doładowarka typu Comprex z kieszeniami ale o zmniejszonej prędkości obrotowej, co przekłada się na wolny ruch wirnika a co za tym idzie małe natężenie przepływu. Uderzenie fali, wywołane powolnym ruchem wirnika, biegnie „płasko”. Pierwsze uderzenie przybywa na stronę powietrzną znacznie wcześniej, nim zostanie otwarty kanał 2. Dzięki kieszeni sprężającej KS, odbicie nie jest twarde, sprężone powietrze zaczyna wypełniać kieszeń sprężającą. To gwałtowne wpłynięcie powietrza wytwarza ciśnienie rzędu 0,13 MPa, a siła działania tego powietrza jest skierowana do wnętrza przegród, które zawierają świeże, atmosferyczne powietrze. W ten sposób świeże powietrze jest wstępnie sprężane po stronie powietrznej jeszcze przed działaniem gazu wylotowego z kanału 3. Fala powstająca od wstępnego sprężania, pokazana na rys. 6.7 linią ciągłą, rozpoczynającą się od KS, przecina pierwsze uderzenie mniej więcej w środku przegrody.

Na początku na powietrze działa wysokie ciśnienie gazu, który wypływa z kanału 3. Wkrótce potem wstępnie sprężona fala przechodzi etap dalszego podwyższania ciśnienia i dochodzi do jej jej zatrzymania lub równomiernego odwracania przepływu (wypływ i tworzenie strefy regulacyjnej w kanale 3). Maksymalna prędkość przepływu wciska gaz do przegrody. Proces ten zaczyna się w środku kanału, gdzie następuje odbicie pierwszej fali przybyłej od strony gazowej. W kanale powietrza 2 prędkość przepływu nie jest jednolita. Fala rozprężania części niskociśnieniowej biegnie od krawędzi kanału 4 do środka kieszenie rozprężnej KS (linia przerywana w poprzek wirnika). W ten sposób kieszeń przeszkadza przedostawaniu się gazu do przestrzeni powietrznej, przy czym przebiega to zupełnie inaczej niż przy „twardym odbiciu”.

wirnik doładowarki Comprex


W przypadku częściowego obciążenia i dużej prędkości obrotowej, natężenie przepływu powietrza w kanale 2 jest duże, co wiąże się z dużą prędkością obrotową silnika i wirnika doładowarki Comprex. W związku z dużym współczynnikiem nadmiaru powietrza, natężenie przepływu spalin w części wysokiego ciśnienia 3 oraz niskiego ciśnienia 4 jest nieduże (rys. 6.8). Pierwsze uderzenie fali ciśnienia jest słabe i występuje w środku powietrznej strony w kanale 2, co jest typowe dla dużej prędkości obrotowej wirnika. Przez cały czas występuje duża prędkość przepływu w obudowie sprężarki przy dużej prędkości przepływu sprężonego powietrza i niskim jego ciśnieniu w kanale 2. Część medium jest sprężana przez energię pierwszej fali zawartej w kieszeni rozprężnej KS. Przepływ medium w kieszeni rozprężnej KS jest podtrzymywany jej kształtem oraz ciśnieniem gazów wywieranym przez kieszeń gazową KG. Małe ciśnienie spalin jest wystarczające, żeby wypłynęły one po otwarciu kanału 4. W momencie kiedy prędkość przepływu maleje, wypływ z dolnej części kanału 4 jest mały i część spalin pozostaje w wirniku do czasu trwania następnego cyklu. W efekcie wirnik w dużej mierze jest wypełniony spalinami. Powietrze doładowujące, skierowane do kanału 1, na początku cyklu tylko w niewielkich ilościach zajmuje przegrody wirnika. Granica styku powietrza i gazu jest zamknięta na stronie powietrznej co powoduje, że całe świeże powietrze jest wpychane do kanału 2 przez pierwsze uderzenie fali. Pewna ilość spalin jest przenoszona z poprzedniego cyklu i podąża za powietrzem. W ten sposób zachodzi recyrkulacja spalin.

Intensywność recyrkulacji spalin w każdym punkcie pracy silnika musi być właściwie dobrana, tak aby neutralizowała obecność tlenków azotu w gazach wylotowych, nie zmniejszając napełnienia silnika świeżym ładunkiem.

silnik

Dobór doładowarki Comprex do tłokowego silnika spalinowego

Doładowanie typu Comprex pomimo zaawansowanego dopracowania konstrukcyjnej, nie znalazło ono szerokiego zastosowania. Po części jest to spowodowane konserwatyzmem konstruktorów oraz wyczekiwaniem właścicieli patentu na wykorzystanie do końca możliwości turbodoładowania, by móc następnie wejść na rynek z nowym, rewolucyjnym sposobem doładowania silników. Warto wiedzieć to, że ten system doładowania ma wiele zalet, takich jak: możliwość sterowania przebiegiem krzywej momentu obrotowego, lepsze właściwości dynamiczne silnika w porównaniu z turbodoładowaniem, mniejsza toksyczność spalin (szczególnie NOx) dzięki recyrkulacji spalin.

W celu ułatwienia wejścia na rynek tego sposobu doładowania, opracowano metodę doboru doładowarki Comprex do typowego silnika spalinowego eksploatowanego w kraju, wykorzystując znajomość takich parametrów, jak:

- objętość skokowa silnika,
- prędkość obrotowa silnika,
- współczynnik napełnienia,
- stosunek gęstości sprężonego powietrza do gęstości powietrza zasysanego z uwzględnieniem chłodzenia sprężanego gazu, - przełożenie napędu sprężarki.

Program doboru doładowarki za pomocą komputera opracowano przyjmując następujące założenia:

- ilość kanałów w wirniku jest nieskończona, co pozwala rozważać jednowymiarowy przepływ czynnika,
- grubość ścianek kanałów jest pomijalnie małe,
- między obudową a wirnikiem nie występują nieszczelności,
- ciśnienie w przewodzie wylotowym silnika jest większe niż ciśnienie w przewodzie dolotowym.

Dobór doładowarki Comprex jest ograniczony wieloma parametrami wynikającymi z procesów zachodzących między spalinami i powietrzem w tym urządzeniu. Na rysunku 6.16 pokazano ograniczenia dla sprężarki o wydatku nominalnym od 0,02 m3/s do 0,08 m3/s. Od góry możliwości doładowarki są ograniczone jej wydatkiem (przepustowością), z prawej strony wydatek ogranicza maksymalna prędkość obrotowa wirnika, wynikająca z wytrzymałości łopatek (nieprzekraczanie prędkości wirnika zapewniającej mu wymaganą trwałość). Od dołu pole wydatków jest ograniczone minimalnym względnym wydatkiem doładowarki (przepustowością) i linia ta odpowiada stałej wartości ɳv.

doładowarka Comprex

Regeneracja turbosprężarek dla miast Warszawa, Łódź, Wrocław, Poznań, Kielce, Kraków, Katowice, Opole, Bielsko Biała.
Naprawa turbosprężarek Częstochowa, Białystok, Olsztyn, Gdańsk, Gdynia, Szczecin, Grudziądz, Gorzów Wielkopolski.
Testy turbosprężarek Piła, Suwałki, Elbląg, Ełk, Siedlce, Radom, Mielec, Rzeszów.
Czyszczenie turbosprężarek Lublin, Tarnów, Zielona Góra, Bydgoszcz, Legnica, Krosno, Kalisz, Rybnik, Gliwice.
Turbosprężarki Nowy Sącz, Tychy, Jelenia Góra, Nysa, Stargard Szczeciński, Wałbrzych, Koszalin, Starachowice.