Co je turbočerpadlo?
Turbočerpadlo je čerpadlo určené ke zvýšení tlaku kapaliny nebo plynu s cílem zvýšit výkon nebo výkon motoru. Aplikace těchto čerpadel zahrnují automobilové, raketové a vysoce výkonné motory vozidel. Většina turbočerpadel zahrnuje nějaký druh rotodynamického čerpadla kombinovaného s hnací turbínou. Téměř všechny turbočerpadla jsou konstruovány s odstředivým nebo axiálním designem. Navzdory mnoha možným účelům jsou často považovány za náročné na návrh a ztráta určité účinnosti se považuje za běžnou.
Přestože konkrétní vnitřní fungování turbodmychadla závisí na aplikaci a designu, základní cíl je stejný. Plyn nebo tekutina je čerpána do komory, kde je nucena k vyššímu tlaku lopatkami rotujícími podél osy. Čerpadla jsou často konstruována se specifickými tvary, které podporují zvýšený tlak a dodávku materiálu pod tlakem na konkrétní místo. Například do některých motorů lze dodávat stlačené palivo, aby se zvýšila účinnost spalování uvnitř motoru.
Obecně existují dva hlavní designy používané k vytváření turbočerpadel. Nejčastěji bude turbočerpadlo založeno na konceptu odstředivého čerpadla. V nich je kapalina vstřikována podél osy a rotující rotory tlačí materiál k okrajům postupně se rozšiřujícího difuzéru. Tyto konstrukce mohou často produkovat nejvyšší tlaky kvůli relativně neomezenému toku materiálů skrz difuzor. V důsledku toho může být odstředivé čerpadlo nejčastěji vidět ve vozidlech vyžadujících velké množství energie, jako jsou rakety a tanky.
Na druhé straně čerpadlo s axiálním průtokem obvykle produkuje nižší tlak s větší účinností. Kapalina je stále uvolňována na jednom konci komory, obvykle podél osy. Rozdíl je v tom, že rotující lopatky fyzicky tlačí materiál směrem k určenému místě, spíše než se spoléhají na odstředivé síly. V kombinaci s jinými čerpadly je čerpadlo s axiálním průtokem často považováno za snazší konstrukci a použití ve strojích, které nevyžadují velké množství energie nebo natlakované palivo.
Obecně lze navrhnout turbočerpadla a často pracovat se sníženou účinností. V závislosti na tom, zda je turbočerpadlo odstředivé nebo axiální, lze často očekávat problémy, jako je recirkulace a zpětný tok. Většina z těchto problémů se týká paliva nebo jiných materiálů nedosahujících požadovaného tlaku poprvé skrz komoru. U motorů automobilů a dalších strojů s nízkým výkonem lze tolerovat ztrátu účinnosti. U přesných strojů, jako jsou rakety, je obvykle nutné při použití technologie turbodmychadla pečlivě zvážit.