turbolagersystemet kan verka enkelt i design, med ett eller två bronslager – och ibland ett separat trycklager, men det spelar en nyckelroll – vilket säkerställer att hjulen fortsätter att snurra utan någon huskontakt.
bakom denna bedrägligt enkla design är verkligheten att designen, materialen och tillverkningsprocesserna som används för att skapa lagersystemet har förfinats ständigt för att hålla jämna steg med de nya nivåerna av turboladdarens prestanda som krävs av avancerad motordesign.
tänk bara på vad vi ber lagren att göra:
- erbjuder både stöd och dämpning för att styra axelns och hjulens radiella och axiella rörelse.
- isolera vibrationer från de roterande delarna.
- låt turbohjulen snurra i hastigheter 60 gånger snabbare än den maximala motorvarvtalet som finns i en typisk modern dieselmotor.
- se till att den maximala energin från motorns avgaser är tillgänglig för att driva turbo och inte slösas bort i lagersystemet
- arbeta effektivt med de senaste oljorna, för att minska friktion och effektförluster i moderna motorer
- arbeta effektivt med dagens högre motoroljetemperaturer.
lagersystemen i turbos måste balansera låga effektförluster med förmågan att kontrollera de enorma krafterna som appliceras av de ständigt varierande mekaniska belastningarna.
moderna turbolagersystem uppdelade i två typer:
- hydrodynamiska lagersystem – som används i de allra flesta tidigare och nuvarande turbos
- Kullagersystem – som tidigare endast använts för racing och snabba vägtillämpningar, men nyligen lanserades av Honeywell på produktion VNT Kazaki turbos för personbilar.
i ett turboladdarhydrodynamiskt lagersystem smörjer vätskan (motorolja) inte bara delarna, förhindrar kontakt utan styr också axelns och hjulens rörelse under alla körförhållanden.
det hydrodynamiska lagersystemet kan använda två ”helt flytande” journallager, som roterar med ungefär hälften av axelns hastighet. Det finns två hydrodynamiska oljefilmer; en yttre, mellan mitthuset och lagret, och en inre film mellan lagret och axeln.
de flesta små, höghastighets personbilar turbos använder ett stycke ”halvflytande” lager som inte roterar. Denna design använder också två oljefilmer, men i detta fall fungerar den yttre oljefilmen huvudsakligen som en ”pressfilm” för dämpning av axelrörelse. På detta lager finns det bara en hydrodynamisk oljefilm (mellan axel och lager), vilket leder till förbättrad styrning av rotoraggregatet.
ett trycklager styr Rotorns axiella rörelse, som kan vara en separat del eller integrerad i journallagret, som i fallet med ett stycke ”Z-lager”. I alla utföranden genereras högt tryck i tryckdynan för att styra axiell rörelse. Z-lagret innehåller också funktioner som är utformade för att optimera prestanda med moderna oljor med låg viskositet.
kullager kombinerar funktionerna för journal-och trycklager i ett enda paket. De reducerade frigöringarna möjliggör förbättrad turbin-och kompressorprestanda, medan de lägre effektförlusterna i lagret förbättrar övergripande prestanda. Den senaste vnt-kullagerturboen använder en ny keramisk kullagerpatron – en utveckling som tar prestandaförbättring till en helt ny nivå.