nieuws

Wat is een turbolager? Soorten turbolagers

TurbolagerHet lager in de turbocompressor is essentieel. Om de turbocompressor te begrijpen, moeten we eerst de turbocompressor en de bewegende onderdelen ervan kennen.

 

Welke turbocompressor?

Een turbocompressor, die we vaak in auto's aantreffen, is in feite een luchtcompressor die lucht comprimeert om de hoeveelheid aangezogen lucht te vergroten. Hij gebruikt de traagheidskracht van de uitlaatgassen die door de motor worden uitgestoten om de turbine in de turbinekamer aan te drijven. De turbine drijft de coaxiale waaier aan, die de lucht die door het luchtfilter wordt aangevoerd, onder druk zet en in de cilinder perst. Wanneer het motortoerental toeneemt, nemen de snelheid van de uitlaatgassen en het turbinetoerental synchroon toe. De waaier comprimeert meer lucht in de cilinder, waardoor de druk en dichtheid van de lucht toenemen. Dit zorgt voor een efficiëntere verbranding, een hogere brandstofefficiëntie en een aangepast motortoerental, waardoor het vermogen van de motor toeneemt.

 

Wat zijn de bewegende onderdelen van een turbocompressor?

De bewegende onderdelen van de turbocompressor zijn tevens de kerncomponenten: het turbineblad, de compressorwaaier en de rotoras. Ook de behuizing van de turbocompressor maakt een snelle relatieve beweging, wat onacceptabel is voor gewone lagers. Daarom is het lager van de turbocompressor een speciaal zwevend lager.

 

Het is in feite een koperen ring die over de as en het huis is geschoven, met speling tussen de ring en de as en tussen de ring en het huis. Wanneer de motor draait, vormt zich onder invloed van de oliedruk een dubbele oliefilm in deze onderdelen, waardoor de rotor als het ware op de oliefilm zweeft en met hoge snelheid roteert.

 

Vanwege de extreem hoge rotatiesnelheden en temperaturen worden er in dit gebied ook zeer hoge eisen gesteld aan smering en koeling.

 

Als de supercharger niet goed gesmeerd en gekoeld wordt, zal dit leiden tot abnormale slijtage van de lagers, een aanzienlijke verkorting van de levensduur van de lagers, een vergroting van de speling tussen de rotor en de behuizing, en zal er olie in de inlaat- of uitlaatpijp terechtkomen via deze opening, met ernstige olieverbranding als gevolg.

 

Soortenturbogeladen lagers

Als essentieel bewegend onderdeel van de turbocompressor is de constructie van het lager van cruciaal belang voor de betrouwbaarheid en duurzaamheid van de turbine. Er zijn twee hoofdtypen turbocompressorlagers: zwevende lagers en kogellagers.

 

Momenteel gebruiken de meeste grote autofabrikanten zwevende lagers, die duurzaam en betaalbaar zouden moeten zijn. Een zwevend lager bestaat in feite uit een ring op de as, met een spleet tussen de ring en de as en tussen de ring en het lagerhuis, waardoor een dubbele oliefilm ontstaat. De ring zweeft tussen de as en het huis. Over het algemeen is de spleet tussen de binnenste laag ongeveer 0,05 mm en tussen de buitenste laag ongeveer 0,1 mm. De wanddikte van het lager is ongeveer 3,0-4,5 mm en het is gemaakt van een tin-loodbronslegering. Het oppervlak van het lager is gecoat met een laag lood-tinlegering of indiummetaal met een dikte van ongeveer 0,005-0,008 mm. Wanneer de turbo draait, roteert het lager tussen de as en het huis. De nadelen van zwevende lagers zijn onder andere: hoge weerstand van de turbine-assen, hoge eisen aan de oliedruk en -kwaliteit, en instabiele dynamische besturing van de turbine-assen.

 

Kogellagers worden vaker gebruikt in sportwagens. Zoals de naam al suggereert, zijn kogellagers lagers die kogels op de turbine-as monteren ter vervanging van de olie in een glijlager. Het voordeel van kogellagers is precies het tegenovergestelde van glijlagers: minder wrijving, lagere turbinehysteresis en een gunstigere werking bij het bereiken van dynamische limieten. De dynamiek van de turbine-as kan effectief worden gecontroleerd. De oliedruk en -kwaliteit kunnen iets lager zijn, wat indirect de levensduur van de turbine verlengt. De nadelen zijn echter ook duidelijk: de levensduur is minder lang dan die van glijlagers (doorgaans 70.000 tot 80.000 kilometer), de onderhoudskosten zijn hoog en het onderhoud is complex. Desondanks zijn kogellagers, vanwege hun vermogenswinst, nog steeds een veelgebruikt onderdeel in sportwagens.