A cosa serve il rivestimento del turbocompressore di un'auto?
Il ruolo principale del turbocompressore automobilistico è quello di aumentare l'aspirazione del motore, aumentandone così la potenza e la coppia, in modo che il veicolo ottenga più potenza. Nello specifico, il turbocompressore utilizza l'energia dei gas di scarico del motore per azionare il compressore e comprimere l'aria nel condotto di aspirazione, aumentando la densità di aspirazione e consentendo al motore di bruciare più carburante, aumentando così la potenza erogata.
Come funziona un turbocompressore
Il turbocompressore è composto principalmente da due parti: turbina e compressore. Quando il motore è in funzione, i gas di scarico vengono espulsi attraverso il condotto di scarico, spingendo la turbina a girare. La rotazione della turbina aziona il compressore e comprime l'aria nel condotto di aspirazione, aumentando così la pressione di aspirazione e migliorando l'efficienza della combustione e la potenza erogata.
Vantaggi e svantaggi dei turbocompressori
Vantaggi:
Maggiore potenza in uscita: i turbocompressori sono in grado di aumentare l'aspirazione di aria, consentendo al motore di produrre più potenza e coppia a parità di cilindrata.
Risparmio di carburante migliorato : i motori turbocompressi bruciano meglio, risparmiando in genere il 3%-5% di carburante e sono altamente affidabili, con buone caratteristiche di adattamento e risposta transitoria .
Adattamento all'alta quota: il turbocompressore può far sì che il motore mantenga un'elevata potenza in uscita ad alta quota, per risolvere il problema della rarefazione dell'ossigeno ad alta quota.
Svantaggi:
Isteresi della turbina: a causa dell'inerzia della turbina e del cuscinetto intermedio, quando i gas di scarico aumentano improvvisamente, la velocità della turbina non aumenta immediatamente, con conseguente isteresi della potenza in uscita.
L'effetto a bassa velocità non è positivo: in caso di bassa velocità o ingorghi stradali, l'effetto del turbocompressore non è evidente, anzi è addirittura migliore rispetto a quello del motore aspirato.
I turbocompressori per autoveicoli sono realizzati con materiali diversi, come ruote, cuscinetti, gusci e giranti. Le ruote sono solitamente realizzate in superleghe, come Inconel, Waspaloy, ecc., per soddisfare i requisiti di alte temperature e pressioni.
I cuscinetti sono spesso realizzati in cermet e altri materiali per migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione.
Per quanto riguarda la parte a guscio, il guscio del compressore è per lo più in lega di alluminio o lega di magnesio per ridurre il peso e migliorare l'efficienza, mentre il guscio della turbina è per lo più in acciaio fuso.
La girante e l'albero sono realizzati principalmente in acciaio, in particolare la girante del compressore utilizza spesso una superlega, che presenta un'eccellente resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, robustezza e resistenza alla corrosione.
Materiali delle diverse parti e loro funzioni
Mozzo ruota: utilizzo di materiali in lega ad alta temperatura, come Inconel, Waspaloy, ecc., per soddisfare i requisiti di alta temperatura e pressione.
cuscinetto: solitamente vengono utilizzati metallo-ceramica e altri materiali per migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione.
conchiglia :
Involucro del compressore: principalmente lega di alluminio o lega di magnesio, per ridurre il peso e migliorare l'efficienza.
involucro della turbina: materiale prevalentemente in acciaio fuso.
Giranti e alberi: principalmente acciaio, in particolare per le giranti dei compressori si usa spesso la superlega. Questa lega ha un'eccellente resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, robustezza e resistenza alla corrosione.
Fattori che influenzano la selezione dei materiali
La selezione dei materiali del turbocompressore considera principalmente i seguenti fattori:
Alta temperatura e alta pressione: la temperatura e la pressione interne del turbocompressore sono elevate ed è necessario scegliere materiali con una buona resistenza alle alte temperature e alle alte pressioni.
Resistenza all'usura: le parti sollecitate devono avere una certa resistenza all'usura per migliorarne la durata.
Proprietà meccaniche: i materiali devono avere resistenza e tenacità sufficienti per soddisfare le esigenze di funzionamento ad alta velocità.
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