Как работает турбонаддув

Что такое турбонаддув — ДРАЙВ

Несомненно, каждый из нас хоть раз в жизни замечал на обычном с виду автомобиле шильдик «turbo». Производители, как нарочно, делают эти шильдики небольшого размера и размещают в неприметных местах так, что непосвящённый прохожий не заметит и пройдёт мимо. А понимающий человек непременно остановится и заинтересуется автомобилем. Ниже приводится рассказ о причинах такого поведения.

Автомобильные конструкторы (с момента появления на свете этой профессии) постоянно озабочены проблемой повышения мощности моторов. Законы физики гласят, что мощность двигателя напрямую зависит от количества сжигаемого топлива за один рабочий цикл. Чем больше топлива мы сжигаем, тем больше мощность. И, скажем, захотелось нам увеличить «поголовье лошадей» под капотом — как это сделать? Тут-то нас и поджидают проблемы.

Турбокомпрессор состоит из двух «улиток» — через одну проходят отработавшие газы, а вторая «качает» воздух в цилиндры.

Дело в том, что для горения топлива необходим кислород. Так что в цилиндрах сгорает не топливо, а топливно-воздушная смесь. Мешать топливо с воздухом нужно не на глазок, а в определённом соотношении. К примеру, для бензиновых двигателей на одну часть топлива полагается 14–15 частей воздуха — в зависимости от режима работы, состава горючего и прочих факторов.

Как мы видим, воздуха требуется весьма много. Если мы увеличим подачу топлива (это не проблема), нам также придётся значительно увеличить и подачу воздуха. Обычные двигатели засасывают его самостоятельно из-за разницы давлений в цилиндре и в атмосфере. Зависимость получается прямая — чем больше объём цилиндра, тем больше кислорода в него попадёт на каждом цикле. Так и поступали американцы, выпуская огромные двигатели с умопомрачительным расходом горючего. А есть ли способ загнать в тот же объём больше воздуха?

Выхлопные газы из двигателя вращают ротор турбины, тот, в свою очередь, приводит в движение компрессор, который нагнетает сжатый воздух в цилиндры. Перед тем как это произойдёт, воздух проходит через интеркулер и охлаждается — так можно повысить его плотность.

Есть, и впервые придумал его господин Готтлиб Вильгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Знакомая фамилия? Ещё бы, именно она используется в названии DaimlerChrysler. Так вот, этот немец весьма неплохо соображал в моторах и ещё в 1885 году придумал, как загнать в них больше воздуха. Он догадался закачивать воздух в цилиндры с помощью нагнетателя, представлявшего собой вентилятор (компрессор), который получал вращение непосредственно от вала двигателя и загонял в цилиндры сжатый воздух.

Швейцарский инженер-изобретатель Альфред Бюхи (Alfred J. Büchi) пошёл ещё дальше. Он заведовал разработкой дизельных двигателей в компании Sulzer Brothers, и ему категорически не нравилось, что моторы были большими и тяжёлыми, а мощности развивали мало. Отнимать энергию у «движка», чтобы вращать приводной компрессор, ему также не хотелось. Поэтому в 1905 году господин Бюхи запатентовал первое в мире устройство нагнетания, которое использовало в качестве движителя энергию выхлопных газов. Проще говоря, он придумал турбонаддув.

Идея умного швейцарца проста, как всё гениальное. Как ветра вращают крылья мельницы, также и отработавшие газы крутят колесо с лопатками. Разница только в том, что колесо это очень маленькое, а лопаток очень много. Колесо с лопатками называется ротором турбины и посажено на один вал с колесом компрессора. Так что условно турбонагнетатель можно разделить на две части — ротор и компрессор. Ротор получает вращение от выхлопных газов, а соединённый с ним компрессор, работая в качестве «вентилятора», нагнетает дополнительный воздух в цилиндры. Вся эта мудрёная конструкция и называется турбокомпрессор (от латинских слов turbo — вихрь и compressio — сжатие) или турбонагнетатель.

Аналог турбонаддува — приводной нагнетатель — жёстко связан с двигателем и тратит на свою работу часть его мощности.

В турбомоторе воздух, который попадает в цилиндры, часто приходится дополнительно охлаждать — тогда его давление можно будет сделать выше, загнав в цилиндр больше кислорода. Ведь сжать холодный воздух (уже в цилиндре ДВС) легче, чем горячий.

Воздух, проходящий через турбину, нагревается от сжатия, а также от деталей турбонаддува, разогретого выхлопными газами. Подаваемый в двигатель воздух охлаждают при помощи так называемого интеркулера (промежуточный охладитель). Это радиатор, установленный на пути воздуха от компрессора к цилиндрам мотора. Проходя через него, он отдаёт своё тепло атмосфере. А холодный воздух более плотный — значит, его можно загнать в цилиндр ещё больше.

А вот так выглядит интеркулер.

Чем больше выхлопных газов попадает в турбину, тем быстрее она вращается и тем больше дополнительного воздуха поступает в цилиндры, тем выше мощность. Эффективность этого решения по сравнению, например, с приводным нагнетателем в том, что на «самообслуживание» наддува тратится совсем немного энергии двигателя — всего 1,5%. Дело в том, что ротор турбины получает энергию от выхлопных газов не за счёт их замедления, а за счёт их охлаждения — после турбины выхлопные газы идут по-прежнему быстро, но более холодные. Кроме того, затрачиваемая на сжатие воздуха даровая энергия повышает КПД двигателя. Да и возможность снять с меньшего рабочего объёма большую мощность означает меньшие потери на трение, меньший вес двигателя (и машины в целом). Всё это делает автомобили с турбонаддувом более экономичными в сравнении с их атмосферными собратьями равной мощности. Казалось бы, вот оно, счастье. Ан нет, не всё так просто. Проблемы только начались.

У Mitsubishi Lancer Evolution интеркулер располагается в переднем бампере перед радиатором. А у Subaru Impreza WRX STI — над двигателем.

Во-первых, скорость вращения турбины может достигать 200 тысяч оборотов в минуту, во-вторых, температура раскалённых газов достигает, только попробуйте представить, 1000°C! Что всё это означает? То, что сделать турбонаддув, который сможет выдержать такие неслабые нагрузки длительное время, весьма дорого и непросто.

Выхлопные газы разогревают и выпускную систему, и турбонаддув до очень высоких температур.

По этим причинам турбонаддув получил широкое распространение только во время Второй мировой войны, да и то только в авиации. В 50-х годах американская компания Caterpillar сумела приспособить его к своим тракторам, а умельцы из Cummins сконструировали первые турбодизели для своих грузовиков. На серийных легковых машинах турбомоторы появились и того позже. Случилось это в 1962 году, когда почти одновременно увидели свет Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza.

Но сложность и дороговизна конструкции — не единственные недостатки. Дело в том, что эффективность работы турбины сильно зависит от оборотов двигателя. На малых оборотах выхлопных газов немного, ротор раскрутился слабо, и компрессор почти не задувает в цилиндры дополнительный воздух. Поэтому бывает, что до трёх тысяч оборотов в минуту мотор совсем не тянет, и только потом, тысяч после четырёх-пяти, «выстреливает». Эта ложка дёгтя называется турбоямой. Причём чем больше турбина, тем она дольше будет раскручиваться. Поэтому моторы с очень высокой удельной мощностью и турбинами высокого давления, как правило, страдают турбоямой в первую очередь. А вот у турбин, создающих низкое давление, никаких провалов тяги почти нет, но и мощность они поднимают не очень сильно.

Почти избавиться от турбоямы помогает схема с последовательным наддувом, когда на малых оборотах двигателя работает небольшой малоинерционный турбокомпрессор, увеличивая тягу на «низах», а второй, побольше, включается на высоких оборотах с ростом давления на выпуске. В прошлом веке последовательный наддув использовался на суперкаре Porsche 959, а сегодня по такой схеме устроены, например, турбодизели фирм BMW и Land Rover. В бензиновых двигателях Volkswagen роль маленького «заводилы» играет приводной нагнетатель.

На рядных двигателях зачастую используется одиночный турбокомпрессор twin-scroll (пара «улиток») с двойным рабочим аппаратом. Каждая из «улиток» наполняется выхлопными газами от разных групп цилиндров. Но при этом обе подают газы на одну турбину, эффективно раскручивая её и на малых, и на больших оборотах

Но чаще по-прежнему встречается пара одинаковых турбокомпрессоров, параллельно обслуживающих отдельные группы цилиндров. Типичная схема для V-образных турбомоторов, где у каждого блока свой нагнетатель. Хотя двигатель V8 фирмы M GmbH, дебютировавший на автомобилях BMW X5 M и X6 M, оснащён перекрёстным выпускным коллектором, который позволяет компрессору twin-scroll получать выхлопные газы из цилиндров разных блоков, работающих в противофазе.

Турбина twin-scroll имеет двойную «улитку» турбины — одна эффективно работает на высоких оборотах двигателя, вторая — на низких

Заставить турбокомпрессор работать эффективнее во всём диапазоне оборотов, можно ещё изменяя геометрию рабочей части. В зависимости от оборотов внутри «улитки» поворачиваются специальные лопатки и варьируется форма сопла. В результате получается «супертурбина», хорошо работающая во всём диапазоне оборотов. Идеи эти витали в воздухе не один десяток лет, но реализовать их удалось относительно недавно. Причём сначала турбины с изменяемой геометрией появились на дизельных двигателях, благо, температура газов там значительно меньше. А из бензиновых автомобилей первый примерил такую турбину Porsche 911 Turbo.

Турбина с изменяемой геометрией.

Конструкцию турбомоторов довели до ума уже давно, а в последнее время их популярность резко возросла. Причём турбокомпрессоры оказалось перспективным не только в смысле форсирования моторов, но и с точки зрения повышения экономичности и чистоты выхлопа. Особенно актуально это для дизельных двигателей. Редкий дизель сегодня не несёт приставки «турбо». Ну а установка турбины на бензиновые моторы позволяет превратить обычный с виду автомобиль в настоящую «зажигалку». Ту самую, с маленьким, едва заметным шильдиком «turbo».

Принцип работы турбины – как она работает

Турбокомпрессор или попросту турбина – это дополнительное устройство двигателя, которое для своей работы использует энергию отработавших газов. Что позволяет увеличить мощность двигателя на величину от 25% до 100%. Прежде чем понять, как работает турбокомпрессор, стоит рассмотреть функционирование двигателя внутреннего сгорания.

Принцип работы ДВС

Любой двигатель внутреннего сгорания, дизельный или бензиновый, работает на принципе получения энергии, образующейся от воспламенения топливовоздушной смеси в камерах сгорания. Через впускные клапаны в цилиндр подается отфильтрованный внешний воздух и впрыскивается топливо, причем при пассивной подаче воздуха, в цилиндр подается дозированное количество топлива. Именно эта смесь сгорает в цилиндре и заставляет двигаться поршень, который передает свою кинетическую энергию на ходовую систему автомобиля. Чем больше такой смеси подается и сгорает в цилиндрах, тем больше выходной крутящий момент и соответственно выше общая мощность мотора.

Принцип работы турбины

Для увеличения подачи воздуха в цилиндр, без изменения объема самого цилиндра, используют турбокомпрессор. При работе турбины используются продукты сгорания топливной смеси, которые приводят в действие роторный механизм турбокомпрессора, с помощью которого атмосферный воздух принудительно нагнетается в цилиндры (турбонаддув). И, благодаря этому, в цилиндр подается и большая дозировка топлива. Во время нагнетания, воздух может нагреваться, из-за чего уменьшается его плотность и масса в цилиндрах. Для подачи большего количества воздуха, его необходимо охладить. Для лучшего охлаждения используется радиаторное устройство, называемое интеркулером, который устанавливается на выходе из холодной части турбокомпрессора и через который проходит воздух перед попаданием в цилиндры. На следующем этапе поршень всасывает этот охлажденный воздух через впускные клапаны и одновременно в камеру сгорания подается топливо, образуется топливовоздушная смесь. Возгорание топливной смеси происходит от искры (бензиновые двигатели), либо от сжатия (дизельные двигатели). После того, как произошло сгорание порции смеси, продукты горения выбрасываются через выпускной клапан и попадают снова в турбину, на ее ротор. Таким образом, она работает без участия движущих частей двигателя, используя энергию потока выхлопных газов.

Для каждого двигателя турбокомпрессор подбирается индивидуально, исходя из его собственной мощности и объема. Причем величина наддува зависит от геометрических параметров (размеров) улиток, компрессорного колеса, ротора турбины. Некоторые конструкции двигателей оборудуют не одной турбиной, а двумя: одинакового размера – би-турбо, разного размера – твин-турбо. В последнее время широкое распространение получили турбокомпрессоры с механизмом изменяемой геометрии. Стоит отметить, что сложность, а соответственно и стоимость ремонта турбины зависит от ее конструктивных особенностей и модификации.

Механизм изменяемой геометрии

Такой механизм позволяет дозировать подачу отработавших газов на колесо в турбине (ротор). Тем самым, позволяет оптимизировать работу турбокомпрессора на различных оборотах.

Это достигается за счет движения специальных лопаток, смонтированных на кольце геометрии. Они синхронно передвигаются, получая движение от вакуумного актуатора или электронного сервопривода в определенный момент, и контролируют наддув. Как правило, устанавливаются они на дизельных ДВС, потому как температура выхлопных газов у бензиновых моторов выше, чем у дизеля, соответственно лопатки геометрии могут деформироваться. Такие турбины позволяют оптимизировать процесс турбонаддува, что приводит к уменьшению расхода топлива и вредных выбросов при одновременном повышении мощности и крутящего момента.

Многие автомобилисты ошибочно полагают, что турбокомпрессор начинает включаться в работу с оборотов мотора от 1500-2000 об/мин. На самом деле, он запускается сразу после заводки автомобиля и работает на холостом ходу. А оптимальных оборотов достигает в диапазоне свыше 1500 об/мин.

Турбокомпрессор достаточно надежный агрегат, однако если Вы столкнулись с его поломкой, решить проблему Вам помогут специалисты ТурбоМикрон. Мы производим замену турбины на автомобиле, а также ремонт снятых с авто турбокомпрессоров.

Турбонаддув: устройство и конструктивные особенности

Постоянная гонка инженеров за увеличением мощности ДВС привела к появлению турбокомпрессоров. Данное решение оказалось самым эффективным как на бензиновых, так и на дизельных моторах.

Становится вполне очевидным, что итоговая мощность ДВС пропорциональна количеству топливовоздушной рабочей смеси, которая попадает в цилиндры двигателя. Закономерно, что двигатель с большим объемом способен пропускать больше воздуха и тем самым выдавать больше мощности сравнительно с двигателем меньшего объема. Если перед нами стоит задача добиться от малообъемного ДВС такой же мощности, которую демонстрируют моторы большего объема, тогда необходимо принудительно уместить как можно больше воздуха в цилиндрах такого двигателя.

Содержание статьи

Небольшой прирост или солидное увеличение мощности

Существует несколько способов форсирования силовой установки без турбонаддува. Можно произвести ряд доработок конструкции головки блока цилиндров, обеспечить установку спортивных распредвалов, поставить фильтр нулевого сопротивления, улучшить продувку и тем самым обеспечить подачу большего количество воздуха в цилиндры при  езде в режиме максимально высоких оборотов.

Вполне можно и вовсе не стремится менять количество поступающего в мотор воздуха, а вместо этого увеличить степень сжатия и перейти на использование горючего с более высоким октановым числом. Доступно даже расточить цилиндры и нарастить их объем. Это также позволит увеличить КПД Вашего мотора.

Все указанные способы уместны и работают, но только тогда, когда мощность планируется увеличить всего на 15-20%.

Если речь заходит о кардинальных изменениях и значительном увеличении мощности мотора, тогда без компрессора уже не обойтись. Наиболее эффективным методом будет установка турбокомпрессора. Более того, установка турбонаддува способна увеличить мощность  любого специально подготовленного для таких возросших нагрузок мотора.

В предыдущих статьях мы поверхностно  перечислили основные элементы системы турбонаддува. Теперь давайте подробнее рассмотрим те главные этапы и процессы, когда сначала воздух проходит в системе с установленным турбокомпрессором, а затем отработавшие газы приводят в действие компрессор. Для примера возьмем турбокомпрессор дизельного ДВС.

• В самом начале пути воздух пропускается через воздушный фильтр и оказывается на входе в турбокомпрессор;
• Внутри турбонагнетателя попавший туда воздух проходит процесс сжатия. При этом возрастает количество необходимого для эффективного сгорания топливно-воздушной смеси кислорода на единицу объема воздуха. В этот самый момент сжатия проявляется нежелательный в данном случае эффект нагрева воздуха от сжатия и снижение его плотности;
• Для охлаждения после сжатия в турбокомпрессоре воздух попадает в интеркулер. В интеркулере температура воздуха практически полностью возвращается на начальный уровень. Благодаря охлаждению достигается как увеличение плотности воздуха, так и снижается вероятность появления детонации от использования последующей топливовоздушной смеси;
• За интеркулером охлажденный воздух минует дроссельную заслонку и оказывается во впускном коллекторе. Последним этапом становится такт впуска, когда рабочая смесь окажется в цилиндрах двигателя;
• Объем цилиндра представляет собой неизменную постоянную величину, которая зависит от его диаметра и хода поршня. Благодаря турбокомпрессору этот объем активно заполняется сжатым и охлажденным воздухом. Это означает, что количество кислорода в цилиндре сильно возрастает по сравнению с атмосферными моторами. Не трудно догадаться, что чем большее количество кислорода поступило, тем больше горючего можно сжечь за рабочий такт. Сгорание большего количества горючего в результате приводит к заметному увеличению итоговой мощности мотора;
• После эффективного сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя наступает такт выпуска. На этом такте отработавшие газы уходят в выпускной коллектор через выпускные клапаны. Весь этот поток разогретого (от 500С до 1100С  зависимо от типа двигателя) газа проникает в турбину и начинает воздействовать на турбинное колесо. Колесо под давлением выхлопных газов передает энергию на вал турбины, а на другом конце вала находится компрессор.

Так и происходит процесс сжатия свежей порции воздуха для следующего рабочего такта. Одновременно происходит падение давления отработавших газов, а также снижается температура выхлопа. Это получается по причине того, что часть энергии газов уходит на обеспечение работы турбокомпрессора на другой стороне вала турбины;

Дополнительные элементы системы турбонаддува

Если говорить о конкретных модификациях мотора, а также о компоновке различных элементов в подкапотном пространстве, турбокомпрессор может иметь ряд дополнительных элементов. Мы  уже упоминали такие детали системы, как Wastegate и Blow-Off. Давайте рассмотрим их  более подробно.

Клапан Blow-off

Блоу-офф представляет собой перепускной клапан. Данное устройство устанавливается в воздушной системе. Местом расположения становится участок между выходом из компрессора и дроссельной заслонкой. Главной задачей блоу-офф клапана становится предотвращение выхода компрессора на характерный режим работы surge.

Под таким режимом стоит понимать момент резкого закрытия дросселя. Если описать происходящее простыми словами, то скорость воздушного потока и сам расход воздуха в системе резко понижаются, но турбина еще определенное время продолжает вращение по инерции. Инерционно турбина вращается с той скоростью, которая уже больше не соответствует новым потребностям мотора и упавшему таким образом расходу воздуха.

Последствия после циклических скачков  давления воздуха за компрессором могут быть плачевны. Явным признаком скачков является характерный звук воздуха, который  прорывается через компрессор. С течением времени из строя выходят  опорные подшипники турбины, так как они испытывают сильные нагрузки в момент указанных скачков давления при сбросе газа и последующей работе турбины в этом  переходном режиме.

Блоуофф  реагирует на разницу давлений в коллекторе и срабатывает благодаря установленной внутри пружине. Это позволяет выявить момент резкого перекрытия дросселя. Если дроссель резко закрылся, тогда блоу-офф осуществляет стравливание в атмосферу внезапно появившегося в воздушном тракте избытка давления. Это позволяет существенно обезопасить турбокомпрессор и уберечь его от избытка нагрузок и последующего разрушения.

Клапан Wastegate

Данное решение представляет собой механический клапан. Вестгейт установливают на турбинной части или же на самом выпускном коллекторе. Задачей устройства является обеспечение контроля за тем давлением, которое создает турбокомпрессор.

Стоит отметить, что некоторые дизельные силовые агрегаты используют в своей конструкции турбины без вейстгейта. Для моторов, которые работают на бензине, в большинстве случаев наличие такого клапана является обязательным условием.

Главной задачей вейстгейта становится обеспечение возможности беспрепятственного выхода для выхлопных газов из системы в обход турбины. Запуск части отработавших газов в обход позволяет осуществлять контроль за необходимым количеством энергии  этих газов. Взаимосвязь очевидна, ведь именно выхлоп вращает через вал колесо компрессора. Данный способ позволяет эффективно управлять давлением наддува, которое создается в компрессоре. Наиболее частым решением становится контроль вейстгейта за давлением наддува, который осуществляется при помощи противодавления встроенной пружины. Такая конструкция позволяет контролировать обходной поток выхлопных газов.

• Вейстгейт может быть как встроенным, так и внешним. Встроенный вейстгейт конструктивно имеет заслонку, которая встроена в турбинный хаузинг. Хаузинг в народе попросту называют «улитка» турбины. Дополнительно wastegate имеет пневматический актуатор и тяги от данного актуатора к дроссельной заслонке.
• Гейт внешнего типа представляет собой клапан, который установлен на выпускной коллектор перед турбиной. Необходимо заметить, что внешний гейт имеет одно неоспоримое преимущество сравнительно со встроенным. Дело в том, что сбрасываемый им обходной поток можно возвращать обратно в выхлопную систему достаточно далеко от выхода из турбины, а на спортивных авто и вовсе осуществить прямой сброс в атмосферу. Это позволяет заметно улучшить прохождение отработавших газов через турбину благодаря тому, что наблюдается отсутствие разнонаправленных потоков. Все это очень важно применительно к ограниченному компактному объему «улитки».

Выбираем турбину для мотора

Правильный подбор турбокомпрессора является главным моментом в процессе постройки качественного турбомотора. Подбирать турбину следует на основе многих данных.

Первым и основным фактором при выборе является та мощность, которую Вы хотите получить в итоге от мотора. Очень важно подходить к этому показателю разумно и реально взвешивать возможности ДВС применительно к той или иной степени наддува.

Мы знаем, что мощность силовой установки напрямую зависит от количества топливно-воздушной смеси, которая попадет в цилиндры за единицу времени. Нужно в самом начале определить желаемый показатель мощности. Только затем можно осуществлять выбор турбины, которая будет способна обеспечить достаточный поток воздуха для получения  итогового показателя запланированной отдачи от построенной силовой установки.

Вторым по значимости показателем при выборе турбины становится скорость ее выхода на эффективный наддув. Более того, этот выход на наддув сопоставляется с минимальными оборотами двигателя, на которых и будет происходить нагнетание. Чем меньше турбина или меньше сам горячий хаузинг (улитка), тем больше шансов на улучшение этих показателей. Учтите, что максимальная мощность при этом однозначно будет ниже по сравнению с турбиной большего размера.

На деле все может оказаться не так плохо, ведь меньшая турбина обеспечивает больший рабочий диапазон в процессе работы двигателя. Такая турбина способна быстрее выходить на наддув при открытии дроссельной заслонки, а итоговый результат в конечном итоге может оказаться даже намного более положительным. Использование же большей турбины с большой максимальной мощностью позволит обеспечить преимущество только в достаточно узком диапазоне работы мотора на высоких оборотах.

Особенности эксплуатации турбокомпрессора

Наиболее частой причиной выхода из строя современных турбокомпрессоров является то, что масло забивает центральный картридж турбины. Закоксовка маслом происходит после быстрой остановки турбомотора после серьезных и продолжительных нагрузок. Дело в том, что усиленный теплообмен между турбиной и разогретым выпускным коллектором сопровождается  отсутствием потока свежего масла и поступлений охлажденного  наружного воздуха в компрессор. Возникает общий перегрев картриджа и  происходит закоксовка оставшегося в турбине масла.

Свести такой негативный эффект к минимуму позволяет решение водяного охлаждения турбины. Магистрали с охлаждающей жидкостью создают теплопоглощающий эффект и снижают  уровень температуры в центральном картридже. Это происходит  даже после полной остановки двигателя и при отсутствии принудительной циркуляции ОЖ. С учетом этого  рекомендуется обеспечить минимум неравномерностей по вертикальной линии подачи ОЖ, а также осуществить разворот центрального картриджа вокруг оси турбины (это можно сделать под углом около 25 градусов).

Дополнительно в ряде случаев потребуется установка «турботаймера». Под этим решением понимается устройство, которое не позволяет двигателю сразу остановиться после того, когда водитель выключил зажигание. Устройство позволяет вынуть ключ, выйти из автомашины, поставить автомобиль под охрану сигнализации, а затем само заглушит мотор спустя заданное количество времени. Для повседневной эксплуатации турботаймер очень удобен, прост и практичен в использовании.

Виды турбин: втулочные и шарикоподшипниковые турбины

Турбины втулочного типа были  сильно распространены достаточно долгое время. Они имели ряд конструктивных недостатков, которые не позволяли в полной мере наслаждаться преимуществами турбомотора.  Появление более эффективных шарикоподшипниковых турбин нового поколения постепенно вытесняет втулочные решения. Для примера можно упомянуть шарикоподшипниковые турбины Garrett, которые являются венцом инженерной мысли и используются на многих гоночных двигателях.

На сегодняшний день шарикоподшипниковые турбины являются оптимальным решением, так как требуют значительно меньшего количества масла сравнительно с втулочными аналогами. Учтите, что установка масляного рестриктора на входе в турбокомпрессор является очень желательной, особенно если давление масла в системе находится на отметке выше 4 атм. Осуществлять слив масла необходимо путем специального подвода в поддон, причем с учетом того, что слив должен быть выше уровня масла.

Всегда помните, что слив масла из турбины происходит самостоятельно и под действием силы гравитации. Знание этого диктует необходимость ориентирования центрального картриджа турбины так, чтобы слив масла был направлен вниз.

Тот показатель, который определяет реакцию турбины на нажатие педали газа, демонстрирует  сильную зависимость от самой конструкции центрального картриджа турбины. Шарикоподшипниковые решения от Garrett способны на 15% быстрее выйти на наддув сравнительно с втулочными аналогами. Шарикоподшипниковые турбины снижают эффект турбо-ямы и делают использование турбомотора максимально похожим на езду с таким атмосферным двигателем, который имеет большой рабочий объем.

Шарикоподшипниковые турбины имеют еще один положительный момент. Такие турбины требуют заметно меньшего потока масла,  которое проходит через картридж и осуществляет смазку подшипников. Решение ощутимо снижает вероятность возникновения утечки масла через сальники. Шарикоподшипниковые турбины не являются излишне требовательными к качеству масла, а также менее подвержены закоксовке после плановой или внезапной  остановки двигателя.

Подведем итоги

Использование современных турбин от ведущих производителей позволяет говорить о получении двигателей с выдающимися динамическими показателями. Эффект турбоямы, а также жесткие требования к особенностям эксплуатации турбомоторов за последнее время заметно снизились, возросла надежность массовых систем турбонаддува. Активное использование электронных блоков управления позволило поднять турбокомпрессоры на абсолютно новый качественный уровень.

Такие характеристики позволяют данному решению уверенно опережать большеобъемные атмосферники практически всем. Сегодня  автомобиль с турбонаддувом для многих автовладельцев является мощным, надежным, динамичным и практически идеальным выбором как для повседневной, так и для спортивной езды!

Для того, чтобы окончательно убедиться во всесильности турбокомпрессора, просто посмотрите следующий увлекательный видеоролик. Нам же на этой позитивной ноте пора заканчивать и остается только пожелать читателям стабильного наддува и полного отсутствия турбоям!

Читайте также

Как работает турбокомпрессор

Как работает турбокомпрессор
 
Содержание статьи
 

1. Введение
2. Турбокомпрессоры и двигатели
3. Устройство турбокомпрессора
4. Детали турбокомпрессора
5. Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей
6. Узнать больше
7. Читайте также » Все статьи про работу двигателя

 
 
В этой статье мы узнаем, каким образом турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя в жестких условиях эксплуатации. Мы также узнаем о том, как регуляторы давления наддува, керамические лопатки турбины и шариковые подшипники улучшают работу турбокомпрессора. Турбокомпрессоры являются своего рода системой наддува. Они сжимают воздух, поступающий в двигатель (читайте статью "Как работает автомобильный двигатель" для описания движения воздуха в обычном двигателе). Преимущество сжатия воздуха состоит в том, что при этом можно впустить больше воздуха в цилиндр, и, соответственно, больше топлива. Таким образом, при каждом взрыве в цилиндрах высвобождается больше энергии. Двигатель с турбонаддувом является более мощным по сравнению с обычным двигателем. Благодаря этому существенно увеличивается удельная мощность двигателя (для получения более подробной информации, рекомендуем прочитать статью "Как работает лошадиная сила").
 
Для увеличения мощности двигателя, турбокомпрессор использует выхлопные газы для вращения турбины, которая, в свою очередь, вращает нагнетатель воздуха. Турбина турбокомпрессора вращается со скоростью до 150.000 оборотов в минуту (об/мин) - это примерно в 30 раз быстрее, чем скорость вращения большинства автомобильных двигателей. В связи с тем, что выхлоп идет на турбокомпрессор, температура в турбине очень высокая.
 
Далее мы расскажем о том, как узнать, насколько увеличится мощность двигателя, если установить турбокомпрессор.

 
 
 

Система турбонаддува автомобиля Mitsubishi Lancer Evolution IX.
 
Турбокомпрессоры и двигатели
 
Одним из самых эффективных способов увеличения мощности двигателя является увеличение количества сгораемого воздуха и топлива. Для этого можно установить дополнительные цилиндры или увеличить их объем. В некоторых случаях невозможно осуществить эти модификации, поэтому установка турбокомпрессора может стать более простым и компактным способом увеличения мощности, особенно для подержанных автомобилей.
 
Турбокомпрессоры позволяют двигателю сжигать больше топлива и воздуха благодаря увеличению подачи смеси в цилиндры. Стандартное давление сжатия воздуха турбокомпрессором составляет 6-8 фунт/дюйм² (0,4 - 0,55 бар). Учитывая, что нормальное атмосферное давление составляет 14,7 фунт/дюйм² (1 бар), при помощи турбокомпрессора в двигатель поступает на 50% больше воздуха. Следовательно, можно рассчитывать на увеличение мощности двигателя на 50%. Однако, эта технология не идеальна, поэтому мощность увеличивается на 30 - 40%.
 
Одна причина недостаточной эффективности состоит в том, что энергия, которая вращает турбину, не является свободной. Турбина, установленная в потоке выхлопных газов, создает препятствие для выхода газов. Это означает, что во время такта выпуска двигатель должен преодолеть высокое противодавление. В связи с этим происходит расход энергии работающих цилиндров.
 

 
Расположение турбокомпрессора в автомобиле

 
Устройство турбокомпрессора
 
Турбокомпрессор крепится к выпускному коллектору двигателя при помощи болтового соединения. Выхлопы из цилиндра вращают турбину, которая работает как газотурбинный двигатель. Турбина при помощи вала соединяется с компрессором, который установлен между воздушным фильтром и впускным коллектором. Компрессор сжимает воздух, поступающий в цилиндры.
 
Отработанные газы от цилиндра проходят через лопатки турбины, вызывая ее вращение. Чем больше выхлопных газов проходит через лопатки, тем быстрее происходит вращение.
 
С другой стороны вала, который установлен на турбине, компрессор вводит воздух в цилиндры. Компрессор представляет собой своего рода центробежный насос -- он втягивает воздух в центр лопаток и выпускает его под давлением во время вращения.
 
Для того, чтобы выдержать скорость вращения до 150.000 об/мин, вал турбины должен иметь надежную опору. Большинство подшипников не выдержит такую скорость и взорвется гидростатические подшипники. Такой тип подшипников поддерживает вал на тонком слое масла, которое непрерывно подается. Это обусловлено двумя причинами: Масло охлаждает вал и некоторые другие детали турбокомпрессора и позволяет валу вращаться, снижая трения.
 
Существует много различных решений, связанных с конструкцией турбокомпрессоров для автомобильных двигателей. На следующей странице мы расскажем о некоторых оптимальных вариантах и рассмотрим, как они влияют на работу двигателя.
 

Слишком сильное сжатие?   Когда воздух под давлением запускается в цилиндры при помощи турбокомпрессора и затем сжимается поршнями (читайте статью "Как работает автомобильный двигатель" для наглядного описания), существует риск самовозгорания смеси. Возгорание может произойти при сжатии воздуха, т.к. при этом возрастает температура. При высокой температуре может произойти возгорание еще до срабатывания свечи зажигания. Для предотвращения раннего сгорания топлива, автомобили с турбокомпрессором рекомендуется заправлять высокооктановым бензином. Если давление наддува слишком высокое, возможно придется уменьшить степень сжатия двигателя для того, чтобы избежать раннего сгорания топлива.

 

 

Как устанавливается турбокомпрессор
 
 
 

 

Как турбокомпрессор выглядит изнутри
 

 

 
Детали турбокомпрессора
 
Одна из основных проблем турбокомпрессоров состоит в том, что они не обеспечивают мгновенный форсированный наддув по нажатию на педаль газа. Турбине требуется несколько секунд для того, чтобы набрать скорость вращения, необходимую для наддува. В результате возникает задержка между временем нажатия на педаль газа и временем начала ускорения автомобиля при срабатывании турбины.
 
Одним из способов устранения задержки является снижение инерции вращающихся деталей, благодаря снижению их массы. Это способствует более быстрому набору скорости вращения турбины и компрессора и раннему началу наддува. Одним из наиболее надежных способов снижения инерции турбины и компрессора является уменьшение их размеров. Небольшой турбокомпрессор быстрее начнет наддув при низкой скорости работы двигателя, однако он не сможет обеспечить достаточный наддув при больших скоростях двигателя, когда в цилиндры поступает значительные объемы воздуха. Также существует риск слишком быстрого вращения на высоких скоростях двигателя, т.к. при этом через турбину проходит значительный объем выхлопа.
 
Большой турбокомпрессор может обеспечить сильный наддув при высокой скорости вращения двигателя, однако при этом может наблюдаться сильная задержка наддува, т.к. необходимо определенное время на разгон тяжелой турбины и компрессора. К счастью, существует ряд решений данных проблем.
 
В большинстве автомобильных турбокомпрессоров используется регулятор давления наддува, который позволяет уменьшить время задержки наддува небольших турбокомпрессоров, предотвращая слишком быстрое вращение при высокой скорости вращения двигателя. Регулятор давления наддува представляет собой клапан, который обеспечивает выпуск выхлопа в обход лопаток турбины. Регулятор давления наддува измеряет давление наддува. Если давление слишком высокое, это означает, что турбина вращается слишком быстро, поэтому регулятор давления наддува выпускает определенное количество выхлопа в обход лопаток для снижения скорости вращения турбины.
 
В некоторых турбокомпрессорах используются шариковые подшипники вместо гидростатических подшипников для поддержки вала. Но это не обычные шариковые подшипники – это особые подшипники, изготовленные из специального материала, которые могут выдержать скорости и температуры турбокомпрессора. Они снижают трение вала турбины при вращении, как и гидростатические подшипники. Они также позволяют использовать меньший и облегченный вал. Благодаря этому происходит быстрый набор скорости турбокомпрессором, что, в свою очередь, снижает задержку.
 
Керамические лопатки турбины легче стальных лопаток, которые используются в большинстве турбокомпрессоров. Благодаря этому опять же происходит быстрый набор скорости турбокомпрессором, что снижает задержку.
 

 

Турбокомпрессор обеспечивает наддув при большой скорости вращения двигателя.
 

 
Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей
 
На некоторые двигатели устанавливается два турбокомпрессора разного размера. Малый турбокомпрессор быстрее набирает обороты, снижая тем самым задержку ускорения, а большой обеспечивает больший наддув при высокой скорости вращения двигателя.
 
Когда воздух сжимается, он нагревается, а при нагревании воздух расширяется. Поэтому повышение давления от турбокомпрессора происходит в результате нагревания воздуха до его впуска в двигатель. Для того, чтобы увеличить мощность двигателя, необходимо впустить в цилиндр как можно больше молекул воздуха, при этом не обязательно сжимать воздух сильнее.
 
Охладитель воздуха или охладитель наддувочного воздуха является дополнительным устройством, которое выглядит как радиатор, только воздух проходит как внутри, так и снаружи охладителя. При впуске воздух проходит через герметичный канал в охладитель, при этом более холодный воздух подается снаружи по ребрам при помощи вентиляторов охлаждения двигателя.
 
Охладитель увеличивает мощность двигателя, охлаждая сжатый воздух от компрессора перед его подачей в двигатель. Это значит, что если турбокомпрессор сжимает воздух под давлением 7 фунт/дюйм² (0,5 бар), охладитель осуществит подачу охлажденного воздуха под давлением 7 фунт/дюйм² (0,5 бар), который является более плотним и содержит больше молекул, чет теплый воздух.
 
Турбокомпрессоры также обладают преимуществом на большой высоте, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать слабее на большой высоте над уровнем моря, т.к. на каждый ход поршня подаваемая масса воздуха будет меньше. Мощность двигателя с турбокомпрессором также снизится, но менее заметно, т.к. разреженный воздух легче сжимать.
 
В старых автомобилях с карбюраторами автоматически увеличивается подачу топлива в соответствии с увеличением подачи воздуха. В современных автомобилях происходит то же самое. Система впрыска топлива ориентируется на данные датчика кислорода в выхлопе для определения необходимого соотношения топлива и воздуха, так что система автоматически увеличивает подачу топлива при установленном турбокомпрессоре.
 
При установке мощного турбокомпрессора на двигатель с впрыском топлива, система может не обеспечить необходимое количество топлива - либо программное обеспечение контроллера не допустит, либо инжекторы и насос не смогут осуществить необходимую подачу. В этом случае необходимо осуществлять уже другие модификации для максимального использования преимуществ турбокомпрессора.
 
Для получения большей информации по турбокомпрессорам, рекомендуем ознакомиться со ссылками на следующей странице.
 

 

Mazda RX-8 купе-кабриолет с установленной системой турбонаддува
 
Источник:  https://auto.howstuffworks.com/

Устройство и принцип работы турбины

Турбина (турбокомпрессор) стала определяющим агрегатом в деле увеличения мощности моторов.

Что такое турбина и для чего она нужна?

Турбина — устройство в автомобиле, которое направлено на увеличение давления во впускном коллекторе автомобиля для того, чтобы обеспечить большее поступление воздуха, а значит и кислорода, в камеру сгорания.
Главное назначение турбины –  с ее помощью можно значительно увеличить мощность автомобиля. При увеличении давления во впускном коллекторе на 1 атмосферу в камеру сгорания попадет в два раза больше кислорода, а значит от небольшого турбового двигателя можно ожидать мощности как от атмосферника с объемом в два раза больше — грубая теоретическая арифметика не лишенная смысла…

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы турбины несложен: горячие выхлопные газы через выпускной коллектор поступают в горячую часть турбины, проходят через крыльчатку горячей части приводя ее и вал на который она крепится в движение. На этом же вале закреплена крыльчатка самого компрессора в холодной части турбины, эта крыльчатка при вращении создает давление во впускном тракте и впускном коллекторе, что обеспечивает большее поступление воздуха в камеру сгорания.

Устройство турбины

 

Турбина состоит из двух улиток — улитки компрессора, через которую всасывается воздух и нагнетается во впускной коллектор, и улитки горячей части, через которую проходят выхлопные газы вращая колесо турбины и выходят в выхлопной тракт. Из крыльчатки компрессора и крыльчатки горячей части. Из шарикоподшипникового картриджа. Из корпуса, который соединяет обе улитки, держит подшипники, так же в корпусе находится охлаждающий контур.

В процессе работы турбина подвергается очень большим термодинамическим нагрузкам. В горячую часть турбины попадают выхлопные газы очень большой температуры 800-9000 °С, поэтому корпус турбины изготавливают из чугуна особого состава и особого способа отливки.

Частота вращения вала турбины достигает 200 000 об/мин и более, поэтому изготовление деталей требует большой точности, подгонки и балансировки. Помимо этого в турбине высокие требования к используемым смазочным материалам. В некоторых турбинах система смазки служит так е системой охлаждения подшипниковой части турбины.

Система охлаждения турбин

Система охлаждения турбин двигателя служит для улучшения теплоотдачи частей и механизмов турбокомпрессора.
Существует два  самых распространенных способа охлаждения деталей турбокомпрессора — охлаждение маслом, которое используется для смазки подшипников и комплексное охлаждение маслом и антифризом из общей системы охлаждения автомобилем.

Оба способа имеют ряд преимуществ и недостатков.
Охлаждение маслом.
Преимущества:

• Более простая конструкция
• Меньшая стоимость изготовления самой турбины

Недостатки:

• Меньшая эффективность охлаждения по сравнению с комплексной системой
• Более требовательна к качеству масла и к его более частой смене
• Более требовательна к контролю за температурным режимом масла

Изначально, большинство серийных двигателей с турбонаддувом оснащались тубинами с масляным охлаждением. При прохождении через шарикоподшипниковую часть масло сильно нагревалось. Тогда, когда температура выходила за пределы нормального рабочего температурного диапазона, масло начинало закипать, коксоваться забивая каналы и ограничивая доступ смазки и охлаждения к подшипникам. Это приводило к быстрому износу, заклиниванию  и дорогостоящему ремонту. Причин у неполадки могло быть несколько — некачественной масло или не рекомендованное для данного типа двигателей, превышение рекомендованы сроков замены масла, неисправности в системе смазки двигателя и пр.

Комплексное охлаждение маслом и антифризом
Преимущества:

• Большая эффективность охлаждения

Недостатки:

• Более сложная конструкция самого турбокомпрессора, как следствие большая стоимость

При охлаждении турбины маслом и антифризом повышается эффективность и такие проблемы, как закипание и коксование масла, практически не встречаются. Но данная систем охлаждения имеет более сложную конструкцию т.к. имеет раздельные масляный контур и контур охлаждающей жидкости. Масло как и прежде служит для смазки подшипников и для охлаждения, а антифриз, который используется из общей системы охлаждения двигателя, не дает перегреться и закипеть маслу. Как следствие увеличивается стоимость самой конструкции.

При работе турбины воздух под действием компрессора сжимается и, как следствие, очень сильно греется, что приводит к нежелательным последствиям т.к. чем выше температура воздуха, тем меньшее количество кислорода в нем содержится — тем меньше эффективность наддува. С этим явлением призван бороться интеркулер — промежуточный охладитель воздуха.

Нагрев воздуха не единственная проблема, с которой пытаются справиться конструкторы при проектировании турбодвигателя. Насущной проблемой является инерционность турбины (лаг турбины, турбояма) — задержка в реакции мотора на открытие дроссельной заслонки. Турбина  выходит на пик своих возможностей при определенных оборотах двигателя, отсюда и появилось мнение, что турбина включается при определенных оборотах. Турбина в большинстве случаев, работает всегда, а значение оборотов при которых ее эффективность максимальная у каждого двигателя и у каждой турбины разные. В погоне за решением этой проблемы появились системы их двух турбин (твин-турбо, twin-turbo, би-турбо, biturbo), твин-скрол (twin-scroll) турбины, турбины с изменяемой геометрией сопла и изменяемым углом наклона крыльчатки (VGT),  изменяются материалы частей чтобы повысить прочность и увеличить вес (керамические лопатки крыльчатки) и пр.

Twin-turbo (твин-турбо) — система при которой используются две одинаковые турбины. Задача данной системы повысить объем или давление поступающего воздуха. Используется когда необходима максимальная мощность на высоких оборотах, например в драг-рейсинге. Такая система реализована на легендарном японском автомобиле Nissan Skyline Gt-R с двигателем rb26-dett.

Такая же система, но с маленькими одинаковыми турбинами позволяет добиться прироста мощности при небольших оборотах и держать наддув постоянным до красной зоны.

Biturbo (би-турбо) — систем а с двумя разными турбинами, которые соединены последовательно. Система устроена таким образом, что при низких оборотах работает маленькая турбина, обеспечивая хороший отклик на малых оборотах, при определенных условиях «включается» большая турбина и обеспечивает наддув при высоких оборотах. Это позволяет автомобилю уменьшить лаг двигателя и получить хороший прирост производительности во всем диапазоне работы двигателя.

Такая систем турбонаддува используется в автомобилях BMW biturbo.

Турбина с изменяемой геометрией (VGT) — система при которой лопатки крыльчатки в горячей части могут изменять угол наклона к потоку выхлопных газов.

При малых оборотах двигателя пропускное сечение прохода выхлопных газов становится более узкое и  «выхлоп» проходит с большей скоростью и большей отдачей энергии. Когда обороты двигателя увеличиваются проходное сечение становится шире и и уменьшается сопротивление движению выхлопных газов, но при этом достаточно энергии для создания необходимого давления компрессором. Чаще систему VGT используют на дизельных двигателях т.к. там меньше тепловые нагрузки, меньшая скорость вращения ротора турбины.

Twin-scroll ( двойная улитка) — система состоит из двойного контура движения выхлопных газов энергия которых вращает один ротор с крыльчаткой и компрессором. При этом существует два типа реализации когда выхлопные газы идут по обоим контурам сразу, при этом система работает как twin-turbo в одном корпусе — выхлопные газы делятся на два потока каждый из которых идут в свой контур горячей части раскручивая ротор турбины. Второй тип реализации работает на подобии системы biturbo — горячая часть имеет два контура с разной геометрией, при низких оборотах выхлопные газы направляются по меньшему контуру, который увеличивает скорость и энергию прохождения за счет небольшого диаметра, при повышении оборотов двигателя выхлопные газы двигаются по контуру диаметр которого больше — тем самым сохраняется рабочее давление в системе впуска и не создается запора на пути выхлопных газов. Это все регулируется клапанами, которые переключают поток из одного контура в другой.

Предназначение турбонаддува, его устройство и как он работает

Турбонаддув – это такой способ агрегатного наддува, при котором подача воздуха в цилиндры двигателя происходит под давлением, нагнетаемым действием энергии отработавших газов. Сегодня такой метод – самый эффективный, призванный увеличивать мощность двигателя, не повышая объёма его цилиндров и частоты вращения коленчатого вала.

Кроме этого, использование турбонаддува даёт экономию топлива в соотношении расхода к мощности и уменьшает токсичность отработавших газов, осуществляя более полное сгорание топлива.

Применение турбонаддува

Применение система турбонаддува находит на обоих типах двигателей – и на бензиновых, и на дизельных. Однако на последних она гораздо эффективнее за счёт их более высокой степени сжатия и сравнительно небольшой частоты вращения коленчатого вала.

Использование же турбонаддува для бензиновых двигателей ограничено, во-первых, вероятностью наступления детонации, обусловленной значительным увеличением оборотов двигателя, а во-вторых, перегревом турбонагнетателя из-за повышенной температуры отработавших газов – около 1000°С, в то время как у дизелей она составляет порядка 600°С.

Устройство

Основная часть компонентов турбонаддува – это типовые элементы впускной системы. Присутствие же в системе турбокомпрессора, интеркулера и конструктивно новых элементов управления становится отличительной особенностью именно турбонаддува.

Хотя конструкции отдельных систем турбонаддува и различаются, можно обозначить их общие компоненты. Помимо вышеперечисленных турбокомпрессора, интеркулера и элементов управления это воздухозаборник с воздушным фильтром, дроссельная заслонка, впускной коллектор, напорные шланги и соединительные патрубки, а в некоторых системах ещё и впускные заслонки.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — главный конструктивный компонент системы турбонаддува. Он нагнетает воздух во впускную систему.

Его устройство выглядит следующим образом:

Устройство турбонагнетателя:
1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.

Турбинное колесо, находясь в специальном теплоустойчивом корпусе, превращает энергию потока отработавших газов в энергию вращения и перенаправляет её на компрессорное колесо. С его помощью воздух всасывается, сжимается и подаётся в цилиндры двигателя. Оба эти колеса жёстко закреплены на роторном валу, вращающемся на подшипниках скольжения плавающего вида. Интеркулер является радиатором жидкостного или воздушного типа. Он охлаждает сжатый воздух, увеличивая его плотность и давление.

Главный элемент управления системой турбонаддува – это регулятор давления наддува, он, по сути, является перепускным клапаном (wastegate). Его задача – ограничивать энергию отработавших газов и направлять часть их потока в обход турбинного колеса. Таким образом, достигается оптимальная величина давления наддува. Привод перепускного клапана – электрический или пневматический. Для его срабатывания система управления двигателем подаёт сигнал от датчика давления наддува.

Как работает турбонаддув

Принцип работы турбонаддува берёт за основу использование энергии отработавших газов. Их струя заставляет вращаться турбинное колесо, передающее вращение через роторный вал компрессорному колесу. С помощью последнего происходит сжатие воздуха и его нагнетание в систему.

Принцип работы турбонаддува

Интеркулер охлаждает воздух, нагретый при сжатии, после чего тот подаётся в цилиндры двигателя.

Хотя система турбонаддува и не связана жёстко с коленчатым валом, её эффективность напрямую зависит от частоты оборотов двигателя. Увеличение оборотов коленчатого вала ведёт к повышению энергии отработавших газов и, соответственно, частоты вращения турбины, что влечёт за собой более интенсивное поступление воздуха в цилиндры двигателя.

О отрицательных особенностях турбонаддува

Конструкция системы турбонаддува обуславливает некоторые отрицательные особенности, возникающие при её работе.

Одна из них – эффект «турбоямы» (turbolag): при резком нажатии на педаль акселератора увеличение мощности двигателя происходит с задержкой. Причина этого в инерционности системы: нужно определённое время для увеличения давления в наддуве, если на газ нажали резко. Избежать этой ситуацию становится возможным, либо применяя турбину с изменяемой геометрией, либо используя два турбокомпрессора, работающих параллельно или последовательно (bi-turbo или twin-turbo), либо задействовав комбинированный наддув.

Второй неприятный момент – это «турбоподхват»: вслед за преодолением «турбоямы» происходит резкое увеличение давления в наддуве.

Турбина с изменяемой геометрией или VNT турбина, способна оптимизировать движение потока отработавших газов, меняя размер входного канала. Наиболее распространены такие турбины в серийных системах турбонаддува дизельных двигателей известных автопроизводителей (например, TDI у Volkswagen).

Турбонаддув с двумя параллельно работающими турбокомпрессорами находит большее применение для мощных V-образных двигателей. При этом на каждый ряд цилиндров двигателя работает свой турбокомпрессор. Выигрыш получается за счёт распределения инерции с одной большой турбины на две маленькие.

В случае установки двух турбин в последовательном режиме выигрыш производительности достигается путём работы разных турбокомпрессоров для разных значений оборотов двигателя. Изредка встречаются случаи установки трёх турбокомпрессоров последовательно (triple-turbo, например, у BMW), ещё реже – четырёх (quad-turbo у Bugatti).

При комбинированном наддуве (twincharger) совместно используется турбонаддув и механический наддув. Сжатие воздуха при низких оборотах коленчатого вала происходит с помощью механического нагнетателя. С увеличением оборотов в работу включается турбокомпрессор, а при достижении их определённой частоты работа механического нагнетателя прекращается (например, TSI у Volkswagen).

Видео — как работает турбина:

Применение турбонаддува особенно эффективно для дизельных двигателей мощных грузовиков: расход топлива увеличивается ненамного, зато мощность двигателя и крутящий момент заметно повышаются.

Турбокомпрессоры, наиболее мощные в пропорции к мощности двигателя, применяются для дизелей тепловозов. По абсолютному же значению, самые мощные турбокомпрессоры устанавливаются в судовые двигатели (до десятков тысяч киловатт).

Загрузка...

Как работает турбонаддув - Авто-новости для автолюбителей

Продуктивность работы двигателя во многом зависит от качества работы турбины, установленной на нем. Гиганты автопрома оснащают турбинами практически каждую выпущенную модель автомобиля. Турбина также имеет другое название – турбокомпрессор или турбонаддув.

Рабочий ресурс турбины ограничен, поэтому важно регулярно следить за ее состоянием. В случае поломки турбонаддува возможен выход двигателя из строя, что может обернутся владельцу транспортного средства дорогостоящим ремонтом. Своевременное обслуживание турбины – залог ее продолжительной и бесперебойной работы.

Эксплуатация турбонаддува на бензиновом двигателе

Правильное использование турбонаддува и своевременный контроль за количеством масла в системе увеличит срок ее жизни. Практически в каждом случае проблемы с маслом вызывают поломку турбины: даже 5-секундная работа двигателя без масла может спровоцировать его выход из строя.

Уровень масла – важный показатель, на который необходимо обращать внимание во время каждого техобслуживания. Быстрый расход масла — распространенная проблема, которая может быть вызвана неисправностью масляного насоса. Вследствие этого нарушается нормальное функционирование всей системы автомобиля.

Перегазовка также является частой причиной поломки турбонаддува. Слишком сильное нажатие на педаль газа нарушает нормальный уровень давления, поэтому не стоит нажимать на педаль газа дольше нескольких секунд. Start&Stop – автоматическая система, установка которой предупредит появление такой поломки.

Как понять, что турбонаддув вышел из строя

Вышедшая из строя турбина быстро даст знать об этом владельцу автомобиля. Если вы заметили, что в машине снизилась тяга или появился черный дым – необходимо прибегнуть к помощи специалистов, так как самостоятельная попытка ремонта двигателя может обернуться еще большими проблемами. Признаками поломки также могут выступать увеличение расхода топлива, снижение давления уровня масла и масла, появление постороннего шума или скрежета.

В таких случаях рекомендуется произвести самостоятельный осмотр турбонаддува. При разборе турбокомпрессора проверьте целостность патрубка, через который в турбонагнетатель подается воздух. Такая поломка может провоцировать появление постороннего шума. Если в патрубке появилось масло, то это также говорит о выходе турбины из строя.

Сколы и неровности на лопатках турбины также свидетельствуют о поломке турбонаддува — в таком случае вероятнее всего понадобится ее замена.

Если вы обнаружили какие-либо из перечисленных признаков, то вам следует незамедлительно обратиться к специалистам. Своевременное вмешательство опытного работника сервиса предупредит возникновение более серьезных поломок и обеспечит системам вашего автомобиля длительную и бесперебойную работу.

Как работает турбокомпрессор? • Автомобильный блог интернет-магазина nocar.pl

До недавнего времени турбокомпрессор был отличительной чертой только спортивных автомобилей. Сегодня он широко используется, как в автомобилях с дизельными двигателями, так и в «бензиновых двигателях». Проверьте, что он работает и как влияет на работу привода. Стоит понимать, как правильно ухаживать за турбированным автомобилем.

Что вы узнаете из этого поста?

• Что такое турбонагнетатель?
• Как работает турбокомпрессор?
• Что такое турбо лаг?
• Как работает турбокомпрессор с изменяемой геометрией?

Коротко

Турбокомпрессор используется для наддува двигателя - увеличения его мощности без увеличения мощности.Он состоит из турбины и компрессора, установленных на общем валу. Используя энергию выхлопных газов, он увеличивает давление воздуха, поступающего в камеру сгорания. Благодаря этому можно сжигать большее количество топлива, что приводит к увеличению мощности двигателя.

Зачем нужен турбонаддув?

Ответ прост: для повышения производительности. Конструкторы всегда хотели, чтобы увеличил мощность двигателей . Первоначально они достигли этой цели, увеличив их мощность - более крупный двигатель может впрыскивать большее количество топливно-воздушной смеси.Чем больше топлива, тем мощнее «взрыв» в камере сгорания и больше мощность. Однако увеличение размеров силового агрегата было связано с увеличением его веса и привело к значительному увеличению расхода топлива.

И тут на сцену вышел турбокомпрессор. Это устройство, которое подает большее количество воздуха во впускную систему. Он позволяет более эффективно сжигать топливо и повышать производительность двигателя без увеличения его мощности .

Турбокомпрессор - конструкция

Турбокомпрессор состоит из двух основных частей - турбины и компрессора - и их роторов, которые установлены на общем валу.Они расположены на границе двух систем: выхлопной и впускной. Турбина, называемая горячей стороной, подходит к выпускному коллектору , а компрессор, холодная сторона, к впускной линии . Кроме них весь механизм также включает в себя уплотнительные кольца, подшипники скольжения и подпятники, масляные каналы и вестгейт или продувочные клапаны, которые регулируют количество воздуха, подаваемого двигателем.

Как работает турбонагнетатель?

Турбокомпрессор - это почти вечный двигатель - он питается от энергии, получаемой от... выхлопных газов.Его работа проста. Выхлопные газы, выходящие из моторного отсека, прежде чем они будут выброшены через выхлоп, приводят в движение ротор турбины . Это через общий вал приводит в движение ротор компрессора . Компрессор забирает воздух из системы впуска, затем сжимает его и под давлением «выплевывает» в подкапотное пространство.

В современных конструкциях эта струя также идет на интеркулер , который охлаждает ее перед направлением к цилиндрам .Это увеличивает мощность турбонаддува – чем ниже температура воздуха, тем больше его плотность, поэтому большая порция уходит в подкапотное пространство. Эффект? Больше воздуха = более эффективный расход топлива = повышенная мощность агрегата.

Турбопроблема - турбоотверстие

Работу турбокомпрессора можно сравнить с работой вентилятора на палке. Турбине, как и вентилятору, в который мы начинаем дуть, нужно время, чтобы разогнаться под действием выхлопных газов.Когда мы начинаем движение, обороты двигателя низкие, а давление выхлопных газов низкое. Слишком мал для вращения турбинного колеса. Доли секунды, которые проходят между нажатием педали акселератора и переходом двигателя на соответствующие обороты и запуском турбонагнетателя, , называются турбо запаздыванием. Его наличие снижает комфортность вождения - когда машина получает такой турбо, ее сильно дергает вперед. Это также может быть опасно. У старых автомобилей резкое увеличение крутящего момента приводило даже к потере сцепления с дорогой.

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией

Конструкторы устранили проблему турбозапаздывания, , внедрив в турбокомпрессоры изменяемую геометрию . Эта технология, известная как VGT, VTG или VNT, изменяет угол наклона движущихся лопастей, окружающих ротор и направляющих на него воздушный поток. Когда автомобиль запускается и обороты низкие, лопасти наклоняются, чтобы уменьшить диаметр потока выхлопных газов. В результате струя ускоряется, что заставляет крыльчатки вращаться все быстрее и быстрее, приводя в действие весь механизм турбокомпрессора. Турбонаддув, а вместе с ним и двигатель, работает ровнее - эффект турбоямы намного меньше, незаметен для водителя.

В настоящее время турбонаддув является лучшим способом увеличения мощности двигателя без увеличения его размера. И нет никаких указаний на то, что это изменится в ближайшем будущем — самые влиятельные руководители автомобильной промышленности занимаются совершенствованием этой технологии, а не изобретением новых. Поэтому можно ожидать, что в ближайшие несколько лет с конвейеров сойдут только автомобили с наддувными двигателями.

Производители автомобильных запчастей и аксессуаров это хорошо знают. Именно поэтому все чаще среди моторных масел встречаются те, которые предназначены для автомобилей с турбонаддувом. Предложения проверенных брендов, таких как K2, можно найти на nocar.pl.

Проверьте следующую запись в серии пакетов знаний по турбокомпрессору ➡ Как водить автомобиль с турбонаддувом?

Источник фото: nocar.pl, unsplash.com

.

Как работает турбокомпрессор? Узнайте секреты этого устройства!

Сегодняшние силовые агрегаты больше не предназначены для создания огромной мощности и выжимания бесчисленных лошадиных сил. Напротив, производители автомобилей контролируют явление частичного уменьшения размеров. Однако мощность выравнивается благодаря турбонагнетателям. Что это за устройство и как оно работает?

Давайте начнем с объяснения того, что такое сокращение.Это явление заключается в производстве и установке приводных агрегатов с меньшей мощностью или меньшим количеством цилиндров. Интересно, что эти двигатели генерируют такую ​​же (иногда даже более высокую) мощность, что и их более крупные аналоги. Это связано с использованием таких технологий, как компрессор и турбокомпрессор.

И хотя исследования показали, что чрезмерное уменьшение габаритов не оказывает положительного влияния на экологию (высокий выброс отработавших газов, низкий срок службы), на автомобили по-прежнему устанавливаются двигатели меньшей мощности.Практически в каждой модели вы встретите агрегаты 1,2 или 1,4, которые действительно мощные. Здесь главную роль играют упомянутые выше «легальные максимумы».

Турбокомпрессор - что это на самом деле?

Вопреки видимому, турбокомпрессор - деталь известная давно. Уже в начале автомобильных экспериментов его использовали для увеличения мощности двигателей внутреннего сгорания и паровых котлов. Первые двигатели с турбонаддувом были созданы в начале 20 века, и они стали встречаться на легковых… грузовых автомобилях!

Их вес намного превышал возможности тогдашних двигателей.Поэтому они должны были иметь наддув в виде вращающейся машины, состоящей из турбины и компрессора, который питается от выхлопных газов и поддерживает двигатель воздухом.

Дополнительно следует упомянуть, что в легковых автомобилях эта деталь получила распространение в 70-х годах прошлого века. Все благодаря развитию дизельных автомобилей и стремлению улучшить характеристики автомобилей.

Источник: wikimedia commons/CC BY-SA 3.0

Турбокомпрессор — конструкция

Состав этого элемента очень прост.Как мы уже писали ранее, двумя основными компонентами являются турбина и компрессор. Оба элемента имеют специальные роторы. Турбина горячая, компрессор холодный. Роторы этих двух элементов соединены валом.

Помимо этих элементов, конструкция турбокомпрессора состоит из трех корпусов (по одному для турбины и компрессора и по одному для среднего), подшипника скольжения и подпятника, а также масляных каналов и уплотнительных колец.

Турбокомпрессор также включает в себя специальный охладитель наддувочного воздуха, отвечающий за его надлежащее охлаждение.

Как работает турбокомпрессор - что нужно знать?

Как работает турбокомпрессор? Принцип его работы так же прост, как и конструкция этого элемента. Первоначально турбина приводится в движение за счет энергии выхлопных газов. Ротор турбины через вал вращается со скоростью от 100 до 200 тыс. об/мин приводит в движение ротор компрессора. Чтобы «топливо» не вытекало, оба элемента закрыты в корпусах. Масляные каналы, с другой стороны, снабжают турбонагнетатель необходимой смазкой.

Вернемся к компрессору. Ротор обмотки вырабатывает дополнительный воздух, который через впускной коллектор подается в двигатель (предварительно охлажденный, разумеется). Привод может сжигать больше топлива и мгновенно увеличивает свою мощность.

Практически каждый современный двигатель сегодня имеет турбокомпрессор. Этот элемент не только позволяет машине быстрее разгоняться, но и имеет ряд других преимуществ. Одним из них, несомненно, является снижение уровня выбросов загрязняющих веществ в природную среду.

Существуют обязательства, связанные с использованием турбокомпрессора. Помните, что элемент работает на более высокой скорости, но только правильно, когда блок привода достигает нужной температуры. К тому же турбина не любит резких перепадов температуры и слишком резкой езды. После завершения путешествия следует немного подождать, пока элемент остынет.

Турбокомпрессор

A очень полезен, но это недешевая деталь. Используйте его с умом, так как замена или ремонт может стоить дорого!

.

как работает турбо? - Техника вождения автомобиля «Техника вождения автомобиля

"Турбо" - это слово внушает страх и восхищение. Свою лепту в турбомиф внесли тюнинговая кинематография и полные бреда постановки типа «Форсажа». Тем не менее, мы останемся на месте и займемся турбо в контексте ралли.

Следующий текст появился в выпуске журнала WRC Rally Magazine за 09/2007. Я решил разместить его на сайте, потому что я большой поклонник турбированных бензиновых двигателей и чувствую, что я не одинок в этом.Я упростил текст и дополнил его собственной информацией.

Принцип работы

Турбокомпрессор (обычно известный как турбо, не путать с компрессором) — это устройство, которое сжимает воздух, подаваемый в цилиндры двигателя. Чем сильнее сжат воздух, тем больше топливовоздушной смеси можно сжечь и тем большую мощность развивает двигатель.

Турбокомпрессор, как следует из названия, состоит из двух частей : турбины и компрессора.В первом — он расположен на выпускном коллекторе — протекающие отработавшие газы вращают ротор. Его вращение через ось передается на другую часть, т.е. на компрессор. Компрессор находится на впускном коллекторе и его задача «нагнетать воздух в двигатель».

В связи с тем, что ротор обтекает горячие выхлопные газы, а компрессор холодный воздух, первый вместе с корпусом называется горячей стороной, а компрессор с корпусом - холодной стороной.

Обсуждая основы работы турбокомпрессора, нельзя не упомянуть интеркулер. Интеркулер — это устройство, которое предназначено для охлаждения «сжатого» компрессором воздуха перед его подачей в двигатель. Это связано с тем, что сжатие воздуха увеличивает его температуру - поэтому, когда мы качаем камеру в велосипеде, мы чувствуем, что насос нагревается. Повышение температуры воздуха приводит к разжижению воздуха, что, в свою очередь, означает, что в двигатель поступает меньше кислорода.А как известно мало кислорода - мало сил.

На рисунке ниже показана схема всей системы турбонагнетателя .

.

Как работает дизельный турбокомпрессор? - Блог | Турбо Сервис | Турбокомпрессоры

Повышение мощности двигателя заключается во введении в него соответственно обогащенной топливно-воздушной смеси. К сожалению, подача большего количества воздуха относительно сложна, но выполнима.

Первый способ сделать это — увеличить рабочий объем двигателя, что увеличит количество воздуха, всасываемого в цилиндры. Это, однако, связано с повышенным расходом топлива, а сегодня конструкторы делают большой упор на экономичность.

Второй способ — подавать больше кислорода при снижении расхода топлива. Другими словами - машина едет быстрее, но меньше горит.

И тут на помощь приходит гениальное в своей простоте устройство - турбокомпрессор.

Турбокомпрессор представляет собой два устройства, соединенных между собой одним валом.

На одном конце установлена ​​турбина (ротор), приводимая в движение выхлопными газами двигателя, а на другом конце - воздушный компрессор (компрессорное колесо), нагнетающий воздух во впускную систему.

Ротор покрыт твердым жаростойким чугуном, а компрессионное колесо - алюминиевым корпусом.

Принцип работы турбокомпрессора очень прост:

• Выхлопные газы, выходящие из двигателя через выпускной коллектор, попадают в ротор, приводя его в движение,
• При вращении ротора вращается компрессионное колесо
.
• Компрессионное колесо всасывает воздух из атмосферы и нагнетает его во впускной коллектор

Таким образом, в цилиндры поступает больше воздуха, что повышает мощность двигателя и снижает расход топлива.

В процессе сжатия воздух нагревается. Поэтому пока в пути: компрессор -> цилиндр происходит другой процесс - охлаждение воздуха.

Охлажденный воздух, как и любой газ, уменьшается в объеме, так что еще больше его поступает в цилиндры.

Воздухоохладитель, так называемый воздухоохладитель, отвечает за процесс охлаждения сжатого воздуха. интеркулер.

Как работает дизельный турбокомпрессор:

• Выхлопной газ из выпускного коллектора приводит в движение ротор турбонагнетателя,
• Воздух забирается из атмосферы с помощью вращающегося компрессионного колеса,
• Сжатый горячий воздух подается к промежуточному охладителю,
• В интеркулере происходит процесс его охлаждения - уменьшение объема,
• Охлажденный воздух поступает в цилиндр.

Холодный воздух, поступающий в цилиндр, имеет еще одно преимущество – благодаря ему снижается температура выхлопных газов, что увеличивает срок службы самого турбокомпрессора.

Регулятор расхода воздуха

Любой элемент оборудования, вышедший из-под контроля, может принести больше вреда, чем пользы. Так же и турбокомпрессор. Поэтому очень важно контролировать количество воздуха, подаваемого в камеру сгорания.

Когда водитель сильно нажимает на педаль акселератора, турбонагнетатель нагнетает в цилиндры больше воздуха. Однако при спокойной езде водителя количество воздуха, подаваемого турбокомпрессором, уменьшается, где:

- в момент разгона - давление в цилиндре не должно превышать верхний предел, указанный изготовителем двигателя, а при медленной езде - не должен опускаться ниже указанного нижнего предела.

Если в двигатель поступает слишком много воздуха - выше верхнего предела, установленного конструктором (так называемая турбоперегрузка), то:

1. Давление в цилиндрах увеличится,
2. Слишком большое давление повысит температуру выхлопных газов,
3. Более высокое давление и температура выхлопных газов могут повредить компоненты двигателя — уплотнения, клапаны, поршни,
4. Более высокая температура выхлопных газов повредит турбонагнетатель.
90 107

Если в двигатель поступает слишком мало воздуха - ниже нижнего предела, указанного конструктором (турбо недозаряд), то:

1. Доза впрыснутого в цилиндр топлива не сгорит полностью и будет выброшена в выхлопную систему,
2. В результате вышеперечисленного увеличится расход топлива,
3. Мощность двигателя упадет.
90 107

Система управления турбокомпрессором

Поэтому очень важно контролировать количество воздуха, подаваемого в камеру сгорания.Он регулируется с помощью дополнительных устройств управления, таких как клапаны выпуска отработавших газов.

1. Вестгейт
90 107

Это первичный выпускной выпускной клапан. Этот клапан чаще всего встроен в чугунный корпус турбины и расположен перед входом отработавших газов в турбокомпрессор.

Выпускной выпускной клапан полностью регулируется и зависит от того, насколько сильно вы нажимаете на педаль акселератора.

Клапан выпуска отработавших газов регулируется пневматическим приводом, соединенным с впускным коллектором.

В момент, когда водителю требуется сильное ускорение, клапан, на который нажимает пружина, закрывается и выхлопные газы, направленные таким образом на лопатки ротора, приводят в движение турбину.

При отпускании газа увеличивается давление наддува во впускном коллекторе, которое воздействует на исполнительный механизм - он преодолевает сопротивление выхлопных газов и пружин. В результате этого процесса клапан открывается и выхлопные газы направляются прямо в выхлопную систему, минуя ротор турбины.

Давление наддува регулируется автоматически - благодаря правильно подобранному давлению пружины, приводу и размеру самого клапана.

Клапан Wastegate также используется в более новых конструкциях, но работает противоположно описанному выше:

пружина удерживает клапан в открытом положении, а вакуумный привод отвечает за его закрытие. Такая система требует подключения привода к вакуумной системе, что связано с тем, что двигатель оборудован вакуумным электромагнитным клапаном.

Вакуумный электромагнитный клапан используется для управления турбонагнетателем.

Данное решение позволяет контролировать давление наддува вне зависимости от давления во впускном коллекторе.Благодаря этому турбокомпрессор быстрее реагирует на нажатие педали акселератора.

2. Регулируемые дефлекторы выхлопных газов
90 107

Еще более новым регулятором давления наддува является турбокомпрессор с изменяемой геометрией выхлопа.

Это небольшие лопасти, расположенные вокруг ротора турбины, закрепленные на кольце, которое меняет свое положение благодаря пневматическому приводу.

Высокое давление наддува достигается за счет того, что лопасти располагаются более параллельно крыльчатке, а в условиях низкого давления, когда не требуется большого ускорения, лопасти располагаются почти перпендикулярно крыльчатке.

Использование направляющих выхлопных газов с изменяемой геометрией позволяет сократить время реакции турбокомпрессора на нажатие педали акселератора (уменьшается явление так называемого турболага) и значительно снижаются давление выхлопных газов и их температура.

Современный способ управления

Последние решения по управлению турбокомпрессором основаны на электронике.

Пневматические приводы, которые раньше управляли ситуацией, постепенно заменяются электронными приводами. Это позволяет лучше контролировать работу двигателя и турбокомпрессора.



.

Какая работа турбины? Как работает турбокомпрессор?

Турбокомпрессор устанавливается на большинство современных автомобилей. Раньше он был посвящен только спортивным автомобилям, но это быстро изменилось.

Почему внедрение турбокомпрессора было так важно в контексте разработки автомобилей? В первую очередь потому, что искали способ увеличить мощность двигателя при снижении его массы. Суть работы турбокомпрессора сосредоточена на повышении давления воздуха, поступающего в двигатель, за счет использования энергии выходящих выхлопных газов.




Турбокомпрессор = турбина + компрессор

Турбокомпрессор состоит из двух проточных машин. Один турбина, другой компрессор. Работа турбокомпрессора основана на том, что для его привода используется энергия выхлопных газов, которые идут в выхлопную трубу. Стоит помнить, что турбокомпрессоры все чаще дополняются дополнительными регулирующими устройствами. Они предназначены для регулирования количества подаваемого воздуха.

Компрессор получает энергию от вала, затем всасывает и сжимает воздух.Компрессор нагнетает больше воздуха в цилиндр. За счет такого решения в каждый цилиндр поступает больше кислорода. Короче говоря, в результате в одном и том же объеме камеры сжигается гораздо большее количество топлива. Это, в свою очередь, вызывает увеличение мощности двигателя.

Турбокомпрессор может показаться простым решением, но его изобретение и успешное использование в легковых автомобилях внесли значительный вклад в развитие автомобильной промышленности. Большое количество автомобильных концернов основывают свое производство на двигателях с турбонаддувом, в том числев Фольксваген АГ, Рено и БМВ.

Регенерация турбокомпрессоров Варшава, Лодзь, Вроцлав, Познань, Кельце, Краков, Катовице, Ополе, Бельско-Бяла, Ченстохова, Белосток

Ремонт турбонагнетателей Ольштын, Гданьск, Гдыня, Щецин, Грудзёндз, Гожув-Велькопольски, Пила, Сувалки, Эльблонг, Элк

Регенерация турбин Седльце, Радом, Мелец, Жешув, Люблин, Тарнув, Зелена-Гура, Быдгощ, Легница, Кросно, Калиш

Ремонт турбин Рыбник, Гливице, Новы-Сонч, Тыхы, Еленя-Гура, Ныса, Старгард-Щециньски, Валбжих, Кошалин, Стараховице

.

Автомобильный блог motoczesci.info.pl

Что такое турбокомпрессор и как он работает?

Турбокомпрессор

предназначен для увеличения мощности двигателя при сохранении ее. основные габариты агрегата. Другими словами, получить больше лошадиных сил из маленького двигателя. Наддув используется в двигателях с искровым зажиганием и воспламенением от сжатия.

На выпускном коллекторе установлена ​​турбина, приводимая в движение выхлопными газами, образующимися при работе двигателя.Компрессионное колесо с противоположной стороны подает сжатый воздух в камеру сгорания.Таким образом увеличивается мощность двигателя.

Как вы заботитесь, да у вас есть.

Турбины относятся к неустойчивым механизмам, а их сложная конструкция делает невозможным восстановление в домашних условиях. В этом есть некоторый смысл. Ротор турбины вращается от 100 до 200 тысяч. об/мин Взаимодействующие элементы конструкции турбины должны быть уравновешены. Каждая ошибка развалит даже самую совершенную конструкцию в течение дюжины или около того моточасов. Ремонтировать в домашнем гараже тоже не вариант.

Как продлить срок службы турбины

Одной из наиболее важных и распространенных рекомендаций для двигателей с наддувом является охлаждение турбины перед остановкой силового агрегата. Проще говоря. После окончания маршрута достаточно оставить машину на холостом ходу до 2 минут. Этого времени достаточно, чтобы прогретая турбина остыла до оптимальных температур. Не так много, верно? Несоблюдение этой простой процедуры приведет к тому, что вращающееся устройство перестанет смазываться.Остатки сгоревшего масла забивают масляный канал, турбина заклинивает. Кроме того, при сжигании масла образуется кокс. Неправильное обращение с нагнетателем приведет к тому, что даже самая удачная конструкция преждевременно развалится.

Симптомы неисправности

К классическим симптомам заканчивающейся турбины относятся: заметное падение мощности. При разгоне из трубы в значительном количестве идет черный дым. К этому добавляется свист на высокой скорости. Когда мы наблюдаем масло во впускной системе, давайте убедимся, что лучшие моменты турбины остались позади.В этом случае остается заменить ее на новую, либо регенерировать старую турбину.

С учетом человеческого фактора, т.е. халатности и использования компаниями материалов среднего качества, сложно говорить о долговечности системы нагнетателя. Менее 10% пользователей читают инструкцию по эксплуатации, предоставленную производителем.
Ведь есть модели автомобилей, оснащенные компрессорами, срок службы которых достигает 300 000. Нерациональное использование запаса мощности сократит срок службы турбины более чем наполовину.Стоит подумать о правильном использовании наддува.

Мы также рекомендуем: www.turboregeneracja.com.pl

.Турбина

- что нужно о ней знать?



Турбина в двигателе внутреннего сгорания - история, конструкция, работа, неисправности

Заправка сжатым воздухом может осуществляться различными способами. Первый — и самый старый — это сжатие воздуха под действием механических компрессоров, приводимых в движение шкивом коленчатого вала. В основном это началось оттуда, и до сих пор американские автомобили вместо турбин внутреннего сгорания заправляются мощными компрессорами.Турбокомпрессор — это нечто другое, так что приступим к делу.

Что такое турбина в автомобиле?

Хотя снаружи это один блок, на самом деле это пара компонентов, составляющих турбину и компрессор. Отсюда и название — «турбокомпрессор». Турбина и турбокомпрессор в принципе другое. Турбина является составной частью турбокомпрессора. Какая между ними разница в производительности? Турбина преобразует энергию газа (в данном случае выхлопного газа) в механическую энергию и приводит в действие компрессор (элемент ± давления воздуха) .Однако, чтобы сократить все название, которое трудно артикулировать, было принято броское название «турбо».

Как работает турбо в автомобиле?

Если мы посмотрим на схему работы этого компонента, то увидим, что она очень проста. Наиболее важными элементами системы являются:

Турбинная (или горячая) часть имеет ротор, который приводится в движение потоком горячих выхлопных газов, выходящих через выпускной коллектор. При размещении ротора турбины и компрессорного колеса с лопатками на одном валу создающая давление сторона (компрессоры, иначе - холодная сторона) вращается одновременно. Турбина в автомобиле начинает вырабатывать энергию, необходимую для повышения давления воздуха, всасываемого воздушным фильтром, и направляет его во впускной коллектор.

Зачем в машине автомобильная турбина?

Вы уже знаете, как работает турбина. Теперь самое время ответить на вопрос, для чего он в движке. Компрессия воздуха позволяет накачать в моторный отсек больше кислорода, а значит - увеличивает возможность сгорания топливно-воздушной смеси.Конечно, автомобиль не питается воздухом, и топливо все равно необходимо для повышения производительности двигателя. Больше воздуха позволяет одновременно сжигать больше топлива и увеличивать мощность агрегата.

Наличие турбины и камеры сгорания

Но это еще не все. Турбина также эффективно снижает аппетит двигателя к топливу . Почему ты можешь так говорить? Например, двигатели 1.8T VAG и 2.6 V6 из одной конюшни имели одинаковую мощность, т.е. 150 л.с.Однако средний расход топлива снижается как минимум на 2 литра на 100 километров благодаря меньшему двигателю. Однако турбина не используется постоянно, а запускается только в определенное время. С другой стороны, 6 цилиндров во второй машине должны работать непрерывно.

Когда следует ремонтировать турбину?

Возможно повреждение описываемого элемента турбокомпрессора, что не редкость, особенно учитывая условия эксплуатации этой детали. В таких случаях требуется регенерация турбины. Однако сначала это необходимо установить. Как проверить исправность турбины ? Одним из основных шагов является снятие воздушного шланга, идущего к компрессору, с воздушного фильтра. В отверстии диаметром несколько сантиметров вы увидите ротор. Перемещайте его в плоскостях вверх-вниз и вперед-назад. У него не должно быть явного люфта, особенно на передней-задней оси.

Синий дым или шум от турбины - что это значит?

Кроме того, обратите внимание на выхлопную трубу на наличие синего дыма. Может оказаться, что турбина пропускает масло на впуск и оно горит. Это в критических ситуациях может привести к выбегу двигателя на дизеле. Как это выглядит? Вы можете проверить в Интернете фотографии и фильмы.

Бывает и так, что с этим элементом происходит что-то гораздо худшее. Заклинившая турбина издает акустические симптомы из-за недостатка смазки. В основном это: трение, скрежет, а также свист. Его очень легко распознать, потому что работа турбины резко меняется.Отчетливо чувствуется работа металлических деталей без масляной пленки.

Что еще может сломаться в турбокомпрессоре?

Поврежденная лампа турбины иногда может быть проблемой. Симптомами являются колебания давления наддува при полной нагрузке, а значит - недостаток мощности и увеличение турбоямы. Впрочем, заменить такой элемент несложно и с этим можно справиться самостоятельно.

Работающая под его воздействием груша и штанга регулируют горячую сторону турбокомпрессора и отвечают за отсечку давления наддува при достижении максимального значения.Чем он короче, тем сильнее будет «надуваться» турбо. Как проверить? Датчик наддува турбины выдает симптомы поврежденной штанги при перегрузке.

Сколько стоит регенерировать турбину?

Помимо упомянутого выше, турбину можно повредить и многими другими способами. Так что будьте готовы к расходам. Сколько стоит регенерация турбины? Обычно цены колеблются от нескольких сотен до тысячи злотых.Многое зависит от количества заменяемых деталей, типа самого турбокомпрессора и его назначения. При регенерации все компоненты обновляются (или, по крайней мере, должны быть). Он заключается в очень тщательной очистке, визуальном осмотре и замене компонентов, которые либо были повреждены, либо скоро сломаются.

Почему стоит ухаживать за турбиной?

Когда вдруг перестанет работать турбина, затраты не маленькие. Поэтому не забывайте регулярно менять масло на очень хорошее качество и гасить двигатель после его остывания на холостом ходу в течение нескольких секунд.Также избегайте движения на высокой скорости сразу после запуска холодного агрегата. Благодаря этому турбо будет жить дольше.

Турбина — элемент турбокомпрессора, который находит все более широкое применение благодаря своей полезности и функциональности. Если вы узнаете, каков принцип его работы, узнаете о симптомах проблем с этим элементом и узнаете о предотвращении рисков, вы сможете осознанно заботиться о турбонаддуве в своем автомобиле.

.

---

Смотрите также

• 
  Обозначение символов на приборной панели
• 
  Разметка на перекрестке
• 
  До скольки ампер заряжать аккумулятор автомобиля зарядным устройством
• 
  Обогрев заднего стекла ремонт
• 
  Как менять воздушный фильтр
• 
  Как проверить блок управления двигателем
• 
  Как очистить клеммы от окисления
• 
  Можно ли в антифриз добавить тосол
• 
  Атмосфера единица измерения давления
• 
  Завоздушена система охлаждения как исправить
• 
  Кому принадлежит бугатти компания