Турбонаддув двигателя


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.

 Что такое турбины и для чего они нужны?

 

           Что такое турбины и для чего они нужны?

 

   Основная задача турбин – это повышение мощности двигателя автомобиля. При помощи турбины можно значительно повысить мощность авто.

 

    Принцип работы турбокомпрессора прост: через выпускной коллектор отработанные газы попадают в корпус турбины в которой установлено турбинное колесо, которое приводится в движение. На одной оси с турбинным колесом установлено компрессорное колесо, которое в свою очередь сжимает воздух и падет его в впускной коллектор двигателя. Из всего этого следует, что обороты турбины очень высоки и напрямую зависят от мощности двигателя, скорость вращение турбины достигает 150.000 об/мин и более.

 

    При использовании турбины, в двигатель поступает воздух под высоким давлением, что позволяет увеличиться мощности автомобиля по отношению к объему двигателя и количеству топлива.Наиболее эффективными являются турбокомпрессоры высокого давления. Отличие в конструкции от обычных турбин в том, что турбины повышенного давления имеют клапан, который устраняет избыточное давление на высоких оборотах.Так же большинство турбокомпрессоров оснащены интеркулером.

 

   Основная задача интеркулера – охлаждение воздуха. Так как турбинаработает на больших оборотах, воздух в ней нагревается, тем самым понижается содержание кислорода и плотность воздуха. Интеркулер справляется с этой проблемой.Одной из проблем турбин всегда была небольшая задержка реакции(инерция), но сейчас эти недостатки уже практически устранены. С появлением двух параллельно расположенных турбин, одна из которых предназначена для работы на высоких оборотах, другая на низких, инерция турбины была значительно уменьшена.

   

    Так же, появились турбины, в которых стало возможно изменять угол наклона ротора, что в свою очередь так же позволяет бороться с проблемами связанными с задержкой в реакции. Хорошо уменьшена инерция в турбокомпрессорах с керамическими лопастями ротора, за счет того, что вес их меньше чем у стандартных аналогов.

Принцип работы турбокомпрессора (турбины) его конструкция и типы.

  Принцип работы любого турбокомпрессора основан на использовании энергии отработавших выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Поток выхлопных газов попадает на колесо турбины (закреплённую на валу), тем самым раскручивая её и одновременно с этим раскручивая колесо компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры двигателя.

 

   Так как при использовании наддува воздух в цилиндры подаётся принудительно (под давлением), а не только за счёт разрежения, создаваемого поршнем (это разрежение способно взять только определённое количество смеси воздуха с топливом), то в двигатель попадает большая смесь воздуха с топливом. Как следствие, при сгорании увеличивается объём сгораемого топлива с воздухом, образовавшийся газ занимает больший объём и соответственно возникает большая сила, давящая на поршень.

 

   Двигатели внутреннего сгорания снабженные турбокомпрессором более производительные, т.е. меньше удельный эффективный расход топлива (грамм на киловатт-час, г/(кВт•ч)), и выше литровая мощность (мощность, снимаемая с единицы объёма двигателя — кВт/л), что даёт возможность увеличить мощность небольшого мотора без увеличения оборотов двигателя.Вследствие увеличения массы воздуха, сжимаемой в цилиндрах, температура в конце такта сжатия заметно увеличивается и возникает вероятность детонации.

 

   Поэтому, конструкцией двигателей с турбокомпрессором предусмотрена пониженная степень сжатия, применяются высокооктановые марки топлива, а также в системе предусмотрен промежуточный охладитель наддувочного воздуха (интеркулер)- радиатор для охлаждения воздуха. Уменьшение температуры воздуха требуется также и для того, чтобы плотность его не снижалась вследствие нагрева от сжатия после турбины, иначе эффективность всей системы значительно упадёт.

 

   Особенно эффективен турбонаддув у дизельных двигателей тяжёлых грузовиков. Он повышает мощность и крутящий момент при незначительном увеличении расхода топлива. Наиболее мощные (по отношению к мощности двигателя) турбокомпрессоры применяются на тепловозных двигателях. Например на дизеле Д 49 мощностью 4000 л.с. установлен турбокомпрессор мощностью 1100 л.с.Наибольшей (по абсолютной величине) мощностью обладают турбокомпрессоры судовых двигателей, которая достигает 7000 л.с. .Современные турбокомпрессоры можно разделить на два основных типа: 1- с изменяемой геометрией соплового аппарата ( VNT турбокомпрессоры) и 2- без геометрии. Все они в свою очередь могут быть моно, твинскролы (двойные турбины) и т.д.

Профилактика и рекомендации.

     При запуске двигателя необходимо дать ему поработать на холостом ходу не менее шестидесяти секунд и прибавлять газ постепенно. Это обеспечивает достаточную смазку движущихся элементов турбины и предохраняет их от преждевременного износа. Чтобы не создавалось низкое давление в двигателе и пропускание паров масла, не эксплуатируйте турбину на холостом ходу более тридцати минут.

​    Обязательно давайте остыть турбокомпрессору перед выключением зажигания, поскольку быстрое выключение создаст резкий перепад температур в системе. Такие переходы быстро изнашивают любой механизм.

    Что касается эксплуатации авто зимой, когда двигатель быстро остывает или после долгого перерыва в работе необходимо сначала провернуть двигатель, и только потом запускать его на холостых оборотах. Это позволит наладить быструю циркуляцию масла и быстро заполнить систему компрессора рабочей жидкостью.

    Рекомендуется регулярная диагностика двигателя, особенно если Вы не уверены в качестве дизельного топлива.

По каким признакам можно определить неисправность турбины?

 Профессионально это сделать может только опытный мастер, но есть поломки, сразу бросающиеся в глаза. Это повышенный расход масла, синий дым из выхлопной трубы, посторонние шумы в работе мотора. 

7 заблуждений про автомобили с турбодвигателями — журнал За рулем

Главное из них — что турбомоторы менее надежны, чем атмосферники. Это так, но не совсем.

Зачем двигателю турбонаддув? В обычном атмосферном ДВС заполнение цилиндров топливовоздушной смесью происходит за счет разрежения, возникающего при движении поршня вниз. При этом наполнение цилиндра даже при полностью открытой дроссельной заслонке происходит не более чем на 95% — сказывается сопротивление впускного тракта.

Материалы по теме

А как увеличить объем подаваемой в цилиндр смеси, чтобы получить большую мощность? Нужно нагнетать воздух под давлением. Это и делает турбокомпрессор. Выхлопные газы раскручивают турбину, которая через вал вращает рабочее колесо компрессора. Оно сжимает поступающий снаружи воздух и буквально заталкивает его в цилиндр. Соответственно, больше воздуха, больше топлива, выше мощность. О турбомоторах мы рассказывали не так давно. Продолжим.

Двигатель с турбонаддувом нельзя сразу глушить — отчасти правда

Ни один производитель не запрещает сразу глушить двигатель даже после работы с большими нагрузками. А зря! Если вы двигались с большой скоростью по трассе или преодолевали горные серпантины, то, заехав на парковку, лучше дать двигателю поработать, чтобы турбокомпрессор немного остыл. В противном случае даже лучшее масло может закоксоваться во втулке и уплотнениях вала турбокомпрессора. А если вы, перед тем как припарковаться, ехали медленно, дополнительного времени на охлаждение компрессору не требуется.

Центральная часть турбокомпрессора с уплотнениями, а также элементы регулируемого соплового аппарата расположены очень близко к «улитке» турбины, которая на больших режимах светится в полумраке красным от нагрева.

Центральная часть турбокомпрессора с уплотнениями, а также элементы регулируемого соплового аппарата расположены очень близко к «улитке» турбины, которая на больших режимах светится в полумраке красным от нагрева.

Гибридные автомобили не бывают с турбонаддувом — неправда

Несложные и сравнительно недорогие гибридные автомобили чаще комплектуют безнаддувными ДВС, работающими на максимально экономичных циклах Аткинсона. Но такие моторы располагают сравнительно скромной удельной мощностью, поэтому некоторые производители включают в состав гибридных установок турбомоторы. Например, на автомобиле Mercedes-Benz E300de (W213) вместе с электромотором работает турбодизель. А в моторном отсеке BMW 530e стоит 2,0-литровый наддувный бензиновый двигатель от модели 520i. В паре с электродвигателем они выдают мощность 249 л.с.

Дизельный гибрид фирмы Peugeot с турбонаддувом.

Дизельный гибрид фирмы Peugeot с турбонаддувом.

Турбомоторы нечувствительны к температуре воздуха — неправда

Материалы по теме

Практически все современные турбодвигатели снабжены охладителями наддувочного воздуха — интеркулерами. Ведь сжимаемый в компрессоре воздух нагревается, плотность воздушного заряда снижается, наполнения цилиндров ухудшается. Поэтому на пути потока воздуха из компрессора во впускной трубопровод устанавливают теплообменник, который снижает температуру наддувочного воздуха. Но эффект от обдува наружным воздухом в жару будет намного меньше, чем в холодную погоду. Недаром стритрейсеры перед заездом кладут на пластины интеркулера сухой лед. Кстати, безнаддувные моторы в холодную и влажную погоду тоже тянут чуть лучше: выше плотность заряда и отодвинут порог детонации.

Турбокомпрессор начинает работать только на больших оборотах — неправда

Турбокомпрессоры начинают вращаться при работе двигателя на минимальном холостом ходу, а с ростом оборотов мотора их производительность растет. Турбояма осталась в прошлом. Благодаря небольшим размерам и облегченной конструкции ротора инерционность турбокомпрессора невелика, и он быстро разгоняется до нужных оборотов. Мало того, современные конструкции имеют регулируемый сопловой аппарат турбины с электронным управлением, благодаря чему турбокомпрессор работает всегда с оптимальной производительностью. Поэтому двигатель уже при небольших оборотах способен выдать максимальный крутящий момент и довольно долго поддерживать его на постоянном значении — это называется «полкой».

Турбомоторы сочетаются не со всеми трансмиссиями — отчасти правда

Материалы по теме

Многие производители, рапортующие о высочайшей надежности их вариаторов, тем не менее опасаются агрегатировать их с высокомоментными дизельными двигателями. Все же несущая способность ремня ограничена, что и подтверждают практически все существующие комбинации «мотор — коробка».

Что касается бензиновых двигателей, то ситуация не столь однозначна. Чаще всего японские производители ставят вариаторы в паре с бензиновыми атмосферными моторами, у которых пик крутящего момента бывает при 4000–4500 об/мин. Очевидно, ремню в трансмиссии не понравится, когда хороший наддувный агрегат выкатит весь свой немаленький крутящий момент к 1500 об/мин. Дизель максимальный момент выдает на сравнимых оборотах, но обычно он ощутимо выше.

У всех производителей есть простые машины с безнаддувными моторами — неверно

Многие европейские производители (например, Volvo, Audi, Mercedes-Benz и BMW) перестали выпускать автомобили даже самых малых классов с безнаддувными моторами.

Материалы по теме

А знаете, как определить, есть турбонаддув у двигателя или нет, только просматривая основные технические характеристики?

Если количество литров рабочего объема двигателя, умноженное на сто, ощутимо больше количества лошадиных сил, то двигатель — безнаддувный. Например, мотор рабочим объемом два литра и мощностью 150 л.с — значит, атмосферник.

Времена, когда хондовские моторы рабочим объемом 1,6 л развивали без наддува 160 л.с., давно прошли. Тридцать лет назад такие моторы имели минимальные ограничения по токсичности и крутились до 8000 об/мин. Наддувные моторы располагают значительно большей удельной мощностью. Так, мотор совместной разработки Mercedes-Benz и Renault рабочим объемом 1,33 л, который в том числе устанавливают на массовую Аркану, выдает 150 л.с. А двухлитровый агрегат Volvo — 249 л.с. Бывают редкие исключения, например мотор 1,4 TSI на Поло развивает мощность 125 л.с.

У турбомоторов такой же ресурс, как и у атмосферников — отчасти верно

Здесь рабочее колесо компрессора развалилось, и обломки всосало в цилиндр. Наглядная демонстрация утверждения: чем больше деталей, тем ниже надежность агрегата.

Здесь рабочее колесо компрессора развалилось, и обломки всосало в цилиндр. Наглядная демонстрация утверждения: чем больше деталей, тем ниже надежность агрегата.

Материалы по теме

В последнее время идет выравнивание ресурса наддувных и безнаддувных моторов. Но не из-за того, что «турбо» подтягиются — скорее наоборот. Многие простые атмосферники стали ходить меньше.

До 200 000 км пробега дотягивают немногие. Причин много: требования к экономичности и экологичности, и облегчение конструкции, и экономия производителей на конструкционных материалах. Да и хозяева стали относиться к машинам потребительски. Первым владельцам, ездящим до окончания гарантии, вопросы ресурса неинтересны, а «вторые руки» часто, поездив некоторое время и нарвавшись на ряд отказов, сплавляют машину дальше. А там следы честного пробега, сервисной и ремонтной истории теряются окончательно.

  • В этом материале показано, что действительно большие пробеги могут обеспечить только самые простые, нефорсированные двигатели устанавливаемые на небольшие легковые автомобили.
  • Продлить срок службы узлов и агрегатов автомобиля можно при помощи специальных присадок. Лучше всего себя зарекомендовали продукты от SUPROTEC и VALENA.

Турбонаддув!? Кто это? Системы агрегатного наддува воздуха

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. Таким образом, чем выше обороты работы двигателя, тем больше он вырабатывает газов и тем больше воздуха впоследствии получает. Идеальный замкнутый круг с бесконечным потенциалом повышения мощности?

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 условнотурбонагнетатель 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.

Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.

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

В отличие от питающегося «бесплатными» выхлопными газами турбокомпрессора, механический нагнетатель приводится в движение энергией вращающегося коленвала. Соответственно, чтобы получить дополнительную мощность, двигатель сначала часть мощности отдаёт, поэтому КПД такого решения ниже. Но, тем не менее, производители не спешат отказываться от приводных нагнетателей, потому как они наделяют автомобиль моментальной тягой с самых низких оборотов 

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.

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.

Выхлопные газы разогревают и выпускную систему, и турбонаддув до очень высоких температур. А также сжимают подаваемый воздух, чем повышают и его температуру. ёплый воздух имеет меньшую плотность, а порог разрушающей мотор детонации при использовании горячего воздуха становится ниже. Поэтому для охлаждения воздуха между нагнетателем и впускным коллектором в системах наддува предусмотрен промежуточный охладитель или, иными словами, интеркулер. Он представляет собой теплообменник (то есть радиатор), через который по пути в камеру сгорания проходит весь нагнетаемый воздух. По конструкции интеркулеры делятся на системы вида: «воздух-воздух» и «воздух-вода».

 

Но сложность и дороговизна конструкции — не единственные недостатки. Шатунно-поршневая группа каждого мотора рассчитана на определённые нагрузки, и превышение их приведёт к разрушению двигателя. Во избежание бесконтрольного роста давления наддува в горячей части нагнетателя предусмотрена специальная калитка-клапан под названием «вейстгейт» (в переводе — клапан для излишков), которая открывается с помощью пневматики или сервопривода при достижении пикового расчётного давления в системе. В результате «лишние» газы просто идут в обход турбинного колеса прямиком в выхлопной тракт и не раскручивают компрессор сверх меры.

Как правило, в моторах есть и ещё одна страховка от «передува» — при превышении критического порога давления блок управления двигателем ограничивает увеличение подачи топлива на безопасной отметке, и мотор перестаёт производить слишком много выхлопных газов.  Еще 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.

Бывают и более изощрённые конструкции. Например, инженеры придумали устанавливать на мотор не одну, а две турбины. Одна работает на маленьких оборотах двигателя, создавая тягу на «низах», а вторая включается позже. Такое решение получило название twin-turbo и позволило убить сразу двух зайцев — и турбояму, и проблему нехватки мощности. В конце минувшего века автомобили с последовательной схемой подключения турбин имели некоторую популярность, их выпускали Nissan, Toyota, Mazda и даже Porsche. Однако в силу сложности конструкции век таких аппаратов оказался недолог, и распространение получили другие идеи.

Например, параллельный турбонаддув, или biturbo. То есть вместо одной турбины ставят две маленькие одинаковые турбины, которые работают независимо друг от друга. Идея такова: чем меньше турбина, тем быстрее она раскручивается, тем более «отзывчивым» получается двигатель. Как правило, две маленькие турбины ставили на V-образные двигатели, по одной на каждую «половинку».

Чтобы понизить порог наддува, когда турбина создаёт избыточное давление, и сократить зону турбоямы, создатели турбокомпрессоров используют различные конструктивные ухищрения. Самые распространённые из них — крыльчатка с изменяемой геометрией и твинскролльная горячая «улитка».

Турбины с двумя «улитками», или twin-scroll - одна из них (чуть большего размера) принимает выхлопные газы от одной половины цилиндров двигателя, вторая (чуть меньшего размера) — от второй половины цилиндров. Обе подают газы на одну турбину, эффективно раскручивая её и на малых, и на больших оборотах. TwinScroll предусматривает два параллельных, но разного размера и формы канала для выхлопных газов в едином корпусе улитки — газы в каждый из каналов попадают от своей группы цилиндров, но крутят единое турбинное колесо. Его лопатки выполнены таким образом, что одинаково эффективно воспринимают импульсы из обоих каналов.

Из-за различной геометрии каналов и достигается хорошая тяга одновременно и на низких, и на средних и высоких оборотах, а отсутствие столкновения и завихрения потоков газов от разных групп цилиндров улучшает газодинамические свойства системы. Турбины же с изменяемой геометрией имеют специальные, приводимые актуатором, подвижные лопатки-заслонки, которые в разных положениях позволяют менять форму газового канала в горячей улитке

 

Что такое турбина и турбонаддув — устройство и принцип работы.

С того момента, как появилась такая профессия, как автомобильный конструктор, возникла проблема увеличения мощности моторов. По всем законам физики, мощность мотора напрямую зависит от количества горючего, что сжигается за один цикл. Чем больше горючего при этом расходуется, тем мощность выше. Но, возникает вопрос – как увеличить количество лошадиных сил под капотом своего автомобиля? Тут есть несколько нюансов.

Для того чтобы происходил процесс горения необходим кислород. Благодаря этому становится ясно, что горит нечистое топливо, а его смесь с кислородом. При этом вся смесь должна быть в определенном балансе. Например, что касается бензиновых моторов, то топливо к воздуху смешивается в пропорции 1 к 15. При этом берется во внимание состав горючего и режим его работы.

Видно, что кислорода требуется в 15 раз больше, чем самого топлива. Из этого следует, что увеличение подачи топлива ведет за собой и обязательное увеличение подачи кислорода. Зачастую двигатели самостоятельно засасывают воздух из-за разницы в давлении между атмосферой и цилиндром. Отсюда появляется и прямая зависимость между объемом цилиндра и воздуха, который попадает в него. Именно таким образом и поступала американская автомобильная промышленность, которая выпускает большие двигатели с огромнейшим расходом топлива. Но, есть ли возможность в одинаковый объем загнать, как можно больше воздуха?

Такой способ есть и его впервые изобрел Готтлиб Вильгельм Даймлер. Один из основателей компании Daimler Chrysler. Немец достаточно сильно разбирался в двигателях и уже в 1885 году понял, каким образом можно загнать туда больше кислорода. Он придумал загонять воздух в мотор при помощи специального нагнетателя, который был в виде компрессора, что получал вращение от моторного вала и благодаря этому сжатый воздух успешно загонялся в цилиндры.

Все изменилось, когда швейцарский инженер-изобретатель — Альфред Бюхи сделал сенсационное открытие. Он был главным при создании дизельного двигателя в Sulzer Brothers и он никак не мог свыкнуться с той мыслью, что двигатели были очень тяжелыми и габаритными, а мощности выдавали недостаточно. При этом он не хотел заимствовать энергию двигателя. Благодаря этому в 1905 году Альфред Бюхи получил патент на первое на планете устройство, которое было создано для нагнетания, что применяло энергию для двигателя, выдаваемую выхлопными газами. Другими словами, он создал — турбонаддув.

Данная идея была очень проста и гениальна. Выхлопные газы задают вращение колесу с лопатками точно также, как ветер вращает лопасти мельницы. Отличие только в том, что данное колесо меньшего размера, а лопастей больше. Это колесо имеет название – ротор турбины, который находится на одном и том же валу, где располагается и колесо компрессора. Поэтому турбонагнетатель можно поделить на две части, первая из которой — это ротор, а вторая – компрессор. Ротор вращается благодаря выхлопным газам, а, в свою очередь, компрессор работает, как вентилятор и благодаря этому дополнительный воздух поступает в мотор. Полностью вся конструкция имеет название турбонагнетатель или турбокомпрессор.

При этом, кислород, что попадает в мотор, необходимо дополнительно охладить, это необходимо делать для того, чтобы увеличить давление, при этом загнав в цилиндр больше воздуха. Из-за того, что сжать холодный воздух по сравнению с теплым — намного легче.

Кислород, который проходит через турбину, сам по себе нагревается из-за сжатия, а также из-за некоторых нагретых частей турбонаддува. Подаваемый в мотор воздух, охлаждается с применением промежуточного охладителя. Воздух, проходя через радиатор, отдает свое тепло в атмосферу. При этом холодный воздух плотнее загоняется в цилиндр в большем количестве.

Чем больше газа проникает в турбину, тем она чаще вращается, и соответственно больше воздуха проникает в сам цилиндр и увеличивается мощность. Стоит сказать, что эффективность именно такого метода, по сравнению с приводным турбонаддувом, в том что для того, чтобы обслужить себя, нагнетатель тратит от энергии двигателя, около 1.5%. Это обусловлено тем фактом, что энергия к турбинному ротору поступает не благодаря замедлению выхлопного газа, а за счет его охлаждения. При этом потраченная энергия повышает коэффициент полезного действия двигателя. Благодаря этому автомобиль с нагнетателем становится максимально экономичным, по сравнению с остальными похожими двигателями примерно одинаковой мощности.

Вращение ротора в турбине может быть до 200 тысяч оборотов в минуту, следующий факт относится к раскаленным газам, которые доходят до 1000 градусов по Цельсию. Из всего этого следует тот факт, что нагнетатель, который может сдержать подобные нагрузки долгое время создать достаточно сложно и дорого.

Из-за этого нагнетатель был популярен исключительно во времена Второй Мировой Войны и только в самолетах. В 50-х годах компания из Америки (Caterpillar) смогла встроить нагнетатель к тракторному двигателю, а специалисты из компании Cummins смогли создать первые турбодизельные двигатели для грузовых машин. На легковых машинах, которые получили серийное производство, такие двигатели стали появляться гораздо позже. Это произошло в 1962 году, практически сразу появилось две модели Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire.

Стоит добавить, что проблематичность и высокая стоимость конструкции, не являются главными недостатками. Сама по себе эффективность работы турбонаддува, напрямую зависит от максимального числа оборотов двигателя. Из-за того, что на малых оборотах, выхлопных газов производится недостаточное количество, соответственно ротор не раскручивается на максимально возможную мощность и, как следствие, дополнительный кислород практически не задувается в цилиндры. Поэтому зачастую происходит так, что до 3 000 оборотов мотор не тянет, но уже после 4-5 тысяч оборотов, он резко «стреляет», эта проблема называется – турбоямой. При этом размер турбины напрямую зависит на ее разгон. Чем она больше, тем разгон дольше. Именно из-за этого, те двигатели, что имеют большую мощность и соответственно турбину высокого давления зачастую испытывают проблемы связанные с турбоямой. А те турбины, которые создают низкое давление, практически не имеют никаких проблем с провалом тяги, но при этом и мощность они могут поднять достаточно маленькую по отношению с первыми.

Практически полностью избавиться от такой проблемы, как турбояма может помочь схема с последовательным надувом, когда на достаточно малых оборотах мотора, работает маленький малоинерционный турбокомпрессор. Маленький – увеличивает тягу на низких оборотах, в то время, как большой включается во время, когда обороты начинают расти, вместе с давлением на выпуске. Еще сто лет назад систему последовательного наддува применяли в суперкаре Porsche 959. На данный момент же, такие системы применяются во многих марках, начиная от Land Rover и BMW, а в бензиновых моторах фирмы Volkswagen эту роль играет приводной нагнетатель.

На заводских двигателях зачастую применяют одиночный турбокомпрессор twin-scroll, в народе его называют «парой улиток». Каждая из таких улиток заполняется выхлопами, от разных цилиндров. Но, даже, несмотря на это, обе улитки подают выхлопные газы в одну турбину, в итоге максимально качественно раскручивая ее, как на больших, так и на малых оборотах.

Но зачастую все-таки можно встретить исключительно пару одинаковых турбокомпрессоров, которые параллельно друг от друга обслуживают отдельные цилиндры. Это является стандартной схемой, для стандартных V-образных турбодвигателей, где каждый блок имеет свой турбонаддув. Даже, несмотря на то, что мотор V8 компании M GmbH, который впервые был установлен на Bmw X6 M и X5 M оборудован перекрестным выпускным коллектором, позволял турбокомпрессору паре улиток получать газы выхлопа из цилиндров, которые находились в разных блоках.

Для того чтобы турбокомпрессор работал на максимуме своих возможностей, при всех диапазонах оборотов, можно поменять геометрию рабочей части. Исходя из оборотов, что производит улитка, там работают специальные лопатки и изменяется в некоторых дозволенных пределах форма сопла. Благодаря этому, мы имеем «супертурбину», которая отлично может работать во всех диапазонах оборотов. Такие схемы были продуманы и оговорены достаточно давно, но реализовать их на деле, появилась возможность лишь недавно. Стоит, при этом отметить, что изначально турбины, на которой поменяна геометрия, появилась исключительно на дизельном моторе, благодаря тому, что температура выхлопных газов, намного меньше. Что касается бензиновых двигателей, то первым был Porsche 911 Turbo.

Саму конструкцию турбодвигателя привели в максимальную комплектацию, относительно недавно и их актуальность сильно возросла. При этом сами турбокомпрессоры оказались актуальными не только, как для форсирования двигателя, но и для увеличения экономичности и экологичности выхлопа.

Турбонаддув, турбонаддув двигателя, турбо | Тюнинг ателье VC-TUNING

Турбонаддув двигателя

Компания VC-TUNING устанавливает программы увеличения мощности только на высокопроизводительные серийные автомобили. 
 
Все владельцы автомобилей хотя бы раз в своей жизни слышали о таком понятии как турбонаддув, но не все задумываются над тем, для чего он необходим и какую роль играет в работе двигателя. В данной статье, принцип его действия и роль, которую он играет. 

 
Какую роль играет турбонаддув и в чем его смысл? Смысл его заключается в том, что для нормальной работы двигателя внутреннего сгорания требуется постоянная подача топлива, а использование турбонаддува позволяет максимально улучшать наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью. Обращаем ваше внимание на то, что есть только один вид атмосферного наддува - резонансный, использующий кинетическую энергию объема воздуха. Другие виды наддува в первую очередь связаны с увеличением давления, которое непосредственно поступает в цилиндры, которое намного выше атмосферного и достигается подобного рода давление при помощи механических, электромеханических и газодинамических способов.

Но какова польза от турбонаддува? Дело в том, что отработавшие газы осуществляют вращение колеса турбины, которое в свою очередь через вал ротора производит вращение компрессорного колеса. Далее компрессорное колесо производит сжатие воздуха и нагнетает в систему. Но перед тем как попасть в цилиндры, сжатый воздух проходит процесс охлаждения в интеркулере. Следует отметить, что эффективность турбонаддува во многом зависит от частоты оборотов двигателя, ведь чем больше частота оборотов, тем большее количество отработанных газов подается в турбину, увеличивая скорость попадания сжатого воздуха. Нельзя не отметить и о том, что расход топлива сокращается от 5 до 20 процентов, что, несомненно, радует каждого автовладельца, выполнившего подобного рода тюнинг двигателя.

Современные экологические двигатели работают при использовании турбонаддува, а подобного рода производство считается более экологически чистым. Следует обратить внимание и на то, что установка турбонаддува сопряжена с определенными трудностями. Первая – это детонация, которая появляется из-за резкого повышения давления в самом конце такта сжатия, поэтому и требования к топливу повышаются. Если вы, к примеру, использовали марку бензина АИ-92, то после подобного тюнинга двигателя вам придется переходить на более высокое октановое число. К тому же, если резко нажать на педаль газа, происходит некоторая задержка увеличения мощности, которая впоследствии сопровождается резким повышением оборотов, что иногда приводит к плачевным последствиям.

Какие же элементы входят в турбонаддув?
Ключевым элементом здесь является турбокомпрессор, который состоит из множества элементов. Сюда входят:

  • турбинное колесо воспринимает все отработанные газы, при этом вращается оно в специальном корпусе;
  • компрессорное колесо, которое всасывает воздух, сжимает и нагнетает в цилиндры двигателя пропорционально;
  • турбина с изменяемой геометрией оптимизирует поток отработанных газов, при этом данный процесс осуществляется за счет изменения площади входного канала.

Существует несколько видов наддува. К первому относится система с двумя параллельными турбинами. При этом следует учесть, что две турбины в общей сложности обладают наименьшей инерцией, чем одна большая, и в этом имеется явное преимущество данной системы. Зачастую автовладельцы устанавливают на свои автомобили сразу две последовательные турбины, при этом, максимальная производительность достигается посредством различных установленных турбокомпрессоров, запускаемых при разных оборотах двигателя. Что касается профессиональных автомобилей или «спорткаров», то здесь используются комбинированные системы наддува, объединяющие в себе механический наддув и турбонаддув. Преимущество данной системы в том, что при низких оборотах двигателя сжатие воздуха осуществляется при помощи механического наддува, а при нажатии педали газа подключается турбокомпрессор.
 

       

Выполнение работ, связанное с тюнингом двигателя должно производиться специалистами в данной области, так как от правильно выполненных действий специалиста зависит многое.  
 
  • Компания VC-Tuning, предлагает различные уровни доработок, для некоторых моделей: Mercedes-AMG, BMW, Porsche, Cadillac, Ford, Chevrolet, Dodge, Nissan и т.д.

               

 

Турбонаддув - стоит ли? • AutoCentrum.pl

Многие владельцы автомобилей с классическими атмосферными двигателями наверняка не раз задавали этот вопрос. В частности, им пытаются ответить владельцы автомобилей, оснащенных двигателями меньшего объема: турбонаддув позволяет эффективно увеличивать мощность и крутящий момент двигателя, что влияет на его маневренность и динамику. Поэтому у такого решения есть неоспоримые достоинства, но, как это обычно бывает в жизни, оно также не лишено недостатков.

Механический с турбонаддувом

В современных автомобилях используются два типа нагнетателей. В так называемом При механической подзарядке всасываемый воздух предварительно сжимается и затем направляется в камеру сгорания. В результате повышенного давления увеличивается и количество впрыскиваемого топлива. Как следствие этого действия получается больше мощности, а также более высокое значение крутящего момента приводного устройства при сохранении той же скорости вращения и смещения.Однако механический наддув имеет свои ограничения: из-за того, что компрессор приводится в действие двигателем, достигается лишь небольшое увеличение мощности (от 10 до 15 процентов). Кроме того, с увеличением мощности двигателя увеличивается и мощность, потребляемая на валу самим компрессором, который поглощает часть дополнительной мощности, генерируемой нагнетателем. Намного эффективнее второй вид пополнения, так называемый турбокомпрессор. Это решение использует энергию выхлопных газов, приводящих в движение турбину.Последний размещен на валу, на котором также установлен всасывающий и сжимающий воздушный компрессор. В этой статье мы сосредоточимся на преимуществах и недостатках гораздо более распространенного компрессорного нагнетателя.

Турбокомпрессор, столько преимуществ ...

Одним из наиболее важных преимуществ является повышение эффективности двигателя по сравнению с безнаддувным двигателем того же рабочего объема, что позволяет значительно увеличить мощность двигателя. Двигатели с турбонаддувом работают с большим избытком воздуха.Что это значит на практике? Прежде всего, это увеличивает КПД силового агрегата при одновременном меньшем расходе топлива по сравнению с безнаддувными двигателями. При нынешней заботе об экологии немаловажным является также низкий уровень выбросов выхлопных газов. Ну и конечно то, что обязательно заинтересует энтузиастов динамичной езды - более высокий крутящий момент, то есть возможность получения большей гибкости силового агрегата.

… к сожалению, есть и недостатки

Самым большим недостатком турбонаддува (в основном это относится к более старым автомобилям) является так называемыйэффект турбо лага. Это что? Это период времени, необходимый для разгона ротора компрессора. Тогда вы можете почувствовать значительное снижение возможностей двигателя и, как следствие, задерживается реакция на нажатие педали акселератора. Из-за экстремальных условий эксплуатации турбокомпрессора ему следует уделять больше внимания, чем другим компонентам. Совершенно необходимо регулярно менять моторное масло. Последний должен характеризоваться соответствующими параметрами, так как он, помимо привода, также смазывает и охлаждает элементы наддува.Кроме того, воздушный фильтр следует регулярно менять, чтобы предотвратить попадание внешних загрязнений, которые при высоких оборотах ротора турбокомпрессора (около 250 000 об / мин) могут необратимо повредить его лопасти. И напоследок основные правила, которые должен помнить каждый владелец машины с турбонаддувом. Не выключайте двигатель сразу после движения с большой нагрузкой (например, по автомагистрали). Вам следует подождать, пока циркулирующее масло остынет турбо: помните, что после напряженной езды температура внутри турбонагнетателя составляет даже 1 тысячу.степенью C, что может привести к повреждению подшипников и обугливанию масла. С другой стороны, после запуска привода с холодным двигателем вы должны дать компрессору время, чтобы начать полную смазку: по крайней мере, в течение первых десяти минут езды вам обязательно следует избегать ускорения.

Что (наиболее частое) выходит из строя?

Наиболее распространенным является заклинивание подшипников турбонагнетателя. Впоследствии необходимо упомянуть, среди прочего, изгиб или поломка лопастей в крыльчатках, повреждение системы переменной геометрии лопастей, коррозия вакуумного клапана или выгорание герметиков.Не все, даже те, кто более знаком с автомобильной техникой, знают, что на состояние турбокомпрессора также могут влиять другие компоненты двигателя. В основном речь идет о неисправных форсунках. Когда подается слишком много топлива, в выхлопных газах появляется слишком много сажи. Последнее, как и любое загрязнение, опасно как для ротора турбокомпрессора, так и для лопаток изменяемой геометрии.

.

Правил эксплуатации двигателя с турбонаддувом | Autokult.pl

Если в вашем автомобиле двигатель без наддува, переход на бензиновый турбонаддув может иметь значение. Предполагая, что мощность аналогична, вы получите на больше крутящего момента в нижнем диапазоне об / мин. Это огромное изменение. Ни для кого не секрет, что turbo & hairsp; - & hairsp; - & hairsp; - не только как надпись на кузове, но просто как техническое решение & hairsp; - & hairsp ;, поощряет более динамичное вождение.Однако при правильной технике вождения также экономит много топлива . А как насчет долговечности?

Хотя в случае покупки нового автомобиля на короткий период беспокоиться не о чем, с подержанным автомобилем все обстоит иначе. К мотоциклу с небольшим пробегом и историей, рассчитанному на более длительный срок службы, следует обращаться хорошо. Вот пять вариантов поведения, которых я действительно советую избегать. Некоторые двигатели с турбонаддувом просто радуют своими характеристиками.

Не создавайте холодное давление в двигателе

Когда вы начинаете движение в определенный день, дает двигателю и турбонагнетателю время для прогрева .Да, современные масла начинают очень быстро течь и защищают двигатель и движущиеся части турбокомпрессора, когда они холодные, но все это хорошо работает в лабораториях. На самом деле масло не всегда свежее, не всегда того качества, которое указано на упаковке.

Эта температура масла может быть достигнута только после 10 минут езды. Теперь вы можете использовать спектакль.

(фото: Марцин Лободзинский)

Для безопасной работы нагруженного турбодвигателя недостаточно просто подогреть охлаждающую жидкость.Если автомобиль оборудован датчиком температуры и он достигает рабочей температуры 90 градусов C, это еще не признак того, что двигатель готов к динамичной езде. Конечно, вы можете использовать его как обычно, но если вы собираетесь вдавить педаль газа в пол, подождите еще несколько минут. Завершить поездку за несколько минут? Это сложно.

Масло используется, в том числе, в для охлаждения - это факт, но разве не та же задача возложена на охлаждающую жидкость? И все же никто не сомневается, что перед динамичной поездкой должно быть жарко.Практически то же самое и с маслом. Он не должен быть таким горячим, но все же дайте ему прогреться до 50-70 градусов . У вас нет индикатора? Дайте двигателю 10-15 минут для запуска. Турбокомпрессор - слишком хрупкое и дорогое устройство, чтобы его нельзя было использовать без надлежащей смазки.

Проблема с современными двигателями. Нагреть их очень сложно

Сколько времени требуется двигателю для достижения рабочей температуры? Простой тест это многое доказывает. Это влияет на долговечность и надежность…

Не гасите двигатель в горячем состоянии

Турбо-охлаждение настолько мифологично, что некоторые люди не знают правды.Кто-то пользуется рекомендациями тюнеров и знаниями из автоспорта, кто-то подходит к теме совершенно свободно. Правда, конечно, посередине.

Мы должны охлаждать турбокомпрессор, когда двигатель очень горячий , то есть после динамичного вождения или длительной, более высокой нагрузки двигателя, например, при движении по шоссе. Нет смысла охлаждать турбокомпрессоры, когда едешь из дома на работу, проезжая расстояние 5 км по городу. Если ездить полностью нормально даже долгое время, в этом тоже нет необходимости.Охлаждение касается сильно нагруженной турбины.

Нет, езда по городу не требует охлаждения турбины. Если только вы не продолжаете ездить с педалью газа в полу.

(фото: Марцин Лободзинский)

Как следует охлаждать турбо? Лучше всего просто снизить скорость и запустить двигатель на более низких оборотах примерно за 2 минуты до окончания езды. Если вам нужно внезапно остановиться (например, при остановке на автомагистрали), не выключайте двигатель сразу. Дайте ему поработать минутку . За это время можно выйти из машины, потянуться, надеть куртку и т. Д.

Турбо-охлаждение после очень динамичной спортивной езды выглядит несколько иначе. Стоит потратить, скажем, 2 минуты неспешной езды и еще 2 минуты после остановки. Без шуток, потому что раскаленный турбокомпрессор может заклинивать в мгновение ока, когда в нем прекращается подача масла.

Что очень редко упоминается в контексте охлаждения двигателя с наддувом, да и вообще любого двигателя, так это масляное охлаждение .Выключение двигателя после динамической езды, когда температура масла значительно превышает 100 градусов С, означает, что небольшое его количество остается в горячих местах двигателя. В результате эти маленькие порции несколько «поджариваются», и масло намного быстрее теряет свои свойства. Смешивая с маслом в миске, оно заставляет все стареть быстрее. Поэтому после безумия нужно спокойно проехать несколько километров.

Охлаждение двигателя после интенсивной езды. Как охладить турбину?

После напряженной или продолжительной езды рекомендуется немного подождать перед выключением двигателя, особенно в двигателях с турбонаддувом….

Не «душить» двигатель на низких оборотах.

Двигатели с турбонаддувом имеют более низкие характеристики оборотов, чем безнаддувные (без турбонаддува), и обеспечивают хорошую динамику даже с 1500 об / мин. Новейшие разработки позволяют достаточно эффективно разгоняться, не превышая 2000 об / мин. Да, мы все еще говорим о бензиновом двигателе.

Такое вождение возможно и даже рекомендуется как производителями двигателей, так и инструкторами по экологическому вождению. Фактически, это иногда приводит к очень низкому расходу топлива.Можно даже смело сказать, что конструкторы позаботились о том, чтобы двигатели справились с этим без проблем. Однако на практике это не так.

Даже, а точнее особенно, когда в машине стоит автомат, стоит следить за оборотами. Если коробка «душит» двигатель, например в городе, лучше перейти в спортивный режим.

(фото: Марцин Лободзинский)

Все замаскировано, правда, разными методами и с разными результатами.Каждый владелец литрового EcoBoost прекрасно понимает, что область ниже 2000 об / мин вызывает «конвульсии». Однако некоторые двигатели, и прежде всего их двухмассовые колеса, могут гасить вибрации, так что вы ничего не чувствуете.

Езда на постоянной скорости с небольшими нагрузками на низких оборотах не проблема . Если вы едете со скоростью 70 км / ч на 6-й передаче, а стрелка тахометра показывает 1500 об / мин, вам не нужно переключаться на более низкую передачу. Но если вы собираетесь ускориться, я вас воодушевляю.

Ускорение полностью отличается от движения с постоянной скоростью. Когда вы сильно нажимаете на газ, не только система кривошипа испытывает большую нагрузку, но и вся трансмиссия - сцепление, двухмассовое колесо, коробка передач. Кроме того, нередки случаи неконтролируемого преждевременного зажигания , при котором часто разрушаются свечи зажигания, а излишки несгоревшего топлива попадают в выхлоп. Эффективность такого разгона средняя. Что делать? Минимум - это снижение на одну передачу.

Не откладывайте замену масла на более позднее время.

Масло в агрегатах с наддувом защищает не только двигатель, но и турбокомпрессор. Это чувствительный элемент, поэтому для него требуется средство хорошего качества и, прежде всего, относительно свежее. Между тем, масло в двигателях с турбонаддувом имеет тенденцию к более быстрому старению. Кроме того, когда двигатель нагружен на низких оборотах, масло отвечает за явление преждевременного воспламенения, и в масло попадает бензин.По другой причине, но это бывает и в современных дизелях (не дожигая сажу).

Таким образом, масло в турбодвигателе является наиболее важным расходным материалом, за которым нужно ухаживать гораздо больше, чем в двигателях без наддува. Рекомендация заменять каждые 30тыс. км можно рассматривать как хорошее введение в дорогостоящую аварию. Сервис между биржами максимум 15 тысяч. км, а если машина спортивная, очень динамично едешь, менять стоит даже каждые 10 тысяч.км.

Не экономьте на масле и топливе

Качество масла имеет решающее значение для защиты турбодвигателя, но выбор масла не менее важен. Не выбирайте масло для такого двигателя по принципу «вязкость правильная, все нормально». Вязкость менее важна, чем стандарты качества, которым она должна соответствовать. Стандарты, рекомендованные производителем автомобилей, должны строго соблюдаться.

Заправка штатным топливом в современном турбодвигателе позволяет сэкономить ... на топливе.Если вы планируете использовать автомобиль в течение длительного времени, подумайте о переходе на топливо премиум-класса.

(фото: Марцин Лободзинский)

Если мы говорим о бензиновом двигателе с непосредственным впрыском с турбонаддувом, стоит использовать масло стандарта API SN Plus , предотвращающее преждевременное зажигание. Малозольные масла - хороший вариант для современных дизелей. Очень хорошее решение - использовать оригинальные масла OEM, не обязательно приобретенные на авторизованной станции обслуживания, где они могут быть ужасно дорогими.Примечательно, что - глупая идея переходить с синтетического масла на полусинтетическое из-за пробега двигателя.

Моторное масло - что в нем содержится?

Моторное масло - это результат многочасовой работы инженеров, это жидкая, очень передовая технология, которую мы используем каждый день. Приятно знать, что…

Не менее важно качество топлива. В двигателях с турбонаддувом, и особенно с прямым впрыском, процесс сгорания смеси представляет собой более точное и сложное явление, чем в безнаддувных агрегатах с простейшей системой подачи.Недостаточное октановое число или загрязнение топлива могут вызвать медленное, но эффективное повреждение двигателя и системы впрыска.

К сожалению, печальная правда о топливе в Польше заключается в том, что октановое число не всегда совпадает с тем, что написано на ТРК . Чтобы двигатель получал то, что ему действительно нужно, заправляйте бак качественным топливом - с более высоким октановым числом или так называемым топливо премиум-класса. Особенно это касается новейших бензиновых двигателей с непосредственным впрыском.

Сам факт появления топлива премиум-класса должен вызывать вопрос: что это за стандартное топливо? Сами производители топлива предполагают, что дело обстоит хуже. Они хвалят свои лучшие продукты, в том числе как повышение эффективности, и это просто переводится в лучший (читай: правильный) процесс сгорания. Если могло быть хуже, на практике это вредит двигателю.

Следуйте за нами в Новостях Google:

.

Краткая история турбонаддува | Autokult.pl

МАРСИН ЛОБОДЗИНСКИЙ • давным-давно • 16 комментариев

Хотя турбонаддув обычно ассоциируется со спортом и хорошими характеристиками, мы обязаны его развитию в основном грузовым автомобилям и дизельным двигателям. Если бы кто-то выбрал десять самых важных изобретений в автомобильной промышленности сегодня, турбонаддув, вероятно, был бы на переднем крае.

Рождение турбины

История наддува так же стара, как и сама автомобильная промышленность, но не всегда выглядела так, как сегодня.Конструкторы приводных агрегатов уже в межвоенный период осознали, что увеличение мощности приводит к определенным проблемам. В эпоху цилиндрических цилиндров в спортивных автомобилях двигатель определял всю машину - в конце концов, он был в два раза меньше и весил всю машину. Взгляните на Bentley 4 ½ "Blower" 1929 года выпуска. Большую часть машины занимает моторный отсек, хотя его вместимость для этого периода небольшая. Спереди хорошо виден воздушный компрессор.

Bentley 4 ½ литра «Воздуходувка» с наддувом

(фото: Bentleycars)

Наддув в автомобилях с самого начала автомобилестроения осуществлялся механическими компрессорами, часто устанавливались перед двигателем и приводились в действие непосредственно от коленчатого вала. В последнее десятилетие XIX века Рудольф Дизель и Готлиб Даймлер - отцы автомобильной промышленности - работали над нагнетателем только с помощью поршней, но затем последовало быстрое развитие компрессоров.Они превратились в винтовые, поршневые, цилиндрические, спиральные компрессоры G-типа и другие. Однако некоторые конструкторы уже тогда знали, что потраченная впустую энергия выхлопных газов, то есть давление в выхлопной системе, может быть использована для создания большего давления во впускной системе.

Turbo родился в Швейцарии

Швейцарский инженер Альфред Бючи считается отцом турбокомпрессора , который он разработал и запатентовал в 1905 году. 20 лет спустя он сделал первую успешную попытку использовать турбонаддув в двигателе автомобиля.Получено 40-процентное увеличение мощности. Его патент был использован немного ранее для создания нагнетателя в двигателе с циркуляцией воздуха Мюррей-Уиллат. Работа над подобным решением была также начата в 1919 году компанией General Electric, также занимавшейся производством авиационных двигателей.

Патентный чертеж 1905 года & hairsp; - & hairsp; турбонагнетатель, разработанный Альфредом Бючи

Предполагается, что первый турбокомпрессор, то есть компрессор, который использует выхлопные газы для наддува двигателя, был изготовлен в 1938 году швейцарским машиностроительным заводом Saurer.Швейцарская компания занималась производством коммерческих автомобилей, в том числе грузовики и автобусы с дизельными двигателями.

Первые легковые автомобили с турбонаддувом были произведены за рубежом. Это были Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire в 1962–1963 годах. Двигатель Oldsmobile рекламировался под хорошо звучащим названием Turbo Rocket V-8. К сожалению, американцы не справились с этим изобретением и, возможно, поэтому его до сих пор успешно заменяют механические компрессоры.В серийных автомобилях было детонационное сгорание и частые отказы двигателей. В раствор нужно было ввести смесь воды и метилового спирта для предотвращения самовоспламенения. Отсюда и название этого двигателя.

Oldsmobile Jetfire Turbo V-8 был, наряду с Chevrolet Corvair Monza, одним из первых серийных легковых автомобилей с турбонаддувом.

Германия является пионером турбонаддува в автомобильной промышленности

Хотя швейцарская Saurer была первой, кто внедрил турбонаддув в серийное производство, настоящий бум этой технологии начался только тогда, когда немецкие компании подняли эту тему.

Первый европейский серийный автомобиль, оснащенный двигателем с турбонаддувом, был представлен BMW . Турбомодель 2002 года родилась в 1973 году, как раз в год начала первого нефтяного кризиса, но первые эксперименты проводились двумя годами ранее. Немцы получили от двухлитрового бензинового агрегата около 170 л.с., что на 40 больше, чем у безнаддувной версии. Разгон до 100 км / ч упал с 9,5 до 6,9 сек. Успех!

BMW

резко вступил в эру турбонаддува и даже выиграл чемпионат мира Формулы 1, но также быстро отказался от него и в последующие годы поддерживал безнаддувные бензиновые двигатели.До ...

Между тем Mercedes-Benz представил дизельные двигатели для легковых автомобилей еще в 1930-х годах, что в то время несколько не соответствовало традиционному подходу - бензин для легковых автомобилей, дизель для грузовиков. Интересно, что именно на американском рынке, который, в частности, придерживался этого принципа, немцы предложили новые модели с дизельными агрегатами, и там состоялась премьера Mercedes 300 SD Turbodiesel - первого легкового автомобиля с дизельным двигателем с турбонаддувом. премьера там.

Auto был представлен на американском рынке в 1978 году, и турбонаддув стал выходом для таких агрегатов в более высокий класс. Раньше было немыслимо, чтобы дизельный двигатель мог управлять лимузином. Трехлитровый турбодизель развивал мощность 125 л.с., что было разумным для условий того времени.

Первый турбодизель в легковом автомобиле - Mercedes 300 SD Turbodiesel W116

В 1981 году другой немецкий производитель представил Volkswagen Golf TD на американском рынке дизельных двигателей с турбонаддувом.Оба предложения идеально подошли к последствиям топливного кризиса, и в то же время именно здесь можно искать начало второго источника скандала с выхлопными газами, но это уже другая история.

Тот же след, что и немцы, последовали за 90 016 французами, которые представили Peugeot 604 D Turbo в 1979 году. Между тем, турбонаддув появился в Формуле 1, где французская Renault была пионером, но мы расскажем вам об этом в пятницу. Это было немаловажно, поскольку технология быстро развивалась и популяризировалась.

Модный, но нежелательный турбо

В 1970-х и 1980-х годах слово турбо стало синонимом мощности, производительности и современности в автомобильном мире и чего-то особенного в остальной жизни. Можно сказать, что турбо было маркетинговым синонимом слова «экстра». Созданы турбомиксеры, турбо-пылесосы и жевательные резинки Turbo. Некоторые модели автомобилей гордо носили надпись turbo или turbo diesel, а другие даже получили такие названия. Самой известной моделью Turbo был и остается спортивный Porsche 911.

Porsche - еще одна немецкая компания, которая занялась турбонаддувом еще в начале 1970-х. . Первой важной моделью был гоночный 917/10 с наддувом, а затем 917/30, который развивал более 1500 л.с. В 1976 году автомобиль был подготовлен для гонок на спортивных автомобилях в Группе 4. Это был Porsche 934 RSR, который был основан на первом Porsche 911 (930) Turbo, который дебютировал в 1975 году.

Фотография прототипа Porsche 911 Turbo в готовой к производству версии.Это самая известная модель в мире с турбонаддувом в названии.

Свои первые турбодвигатели в 1970-х годах представила шведская компания, которая внесла значительный вклад в развитие нагнетателя. Это Saab, который в 1978 году начал производство модели 99 turbo. Это один из тех брендов, который без слова «турбо» был бы совершенно другим, чем то, как мы его воспринимаем сегодня.

В 1982 году была выпущена первая модель с названием BiTurbo. Речь идет обо всем семействе Maserati, носящем это обозначение. К сожалению, хотя автомобиль с V6 с двойным наддувом - изначально только двухлитровый - теперь стал высоко ценимой классикой, в свое время он не получил признания.

В 1986 году Porsche представила на 959 последовательный двухступенчатый наддув twinturbo . Сегодня он практически полностью заменил параллельное пополнение.

Важной датой в развитии турбонаддува также может быть 1985 год. Второе поколение Mazda RX-7 с двигателем Ванкеля обзавелось турбонагнетателем, благодаря которому развивало мощность 180 л.с. Без наддува этот неоднозначный двигатель не просуществовал бы так долго.

В середине 1980-х гг.Mazda спасла двигатель Ванкеля турбонаддувом.

Интересно, отрицательные отзывы, среди прочего o Спортивный BMW 2002 с турбонаддувом и Porsche 911 Turbo заставили покупателей скептически отнестись к этому изобретению, повышающему мощность. В тестах было написано, что машины ехали непредсказуемо, а мощность развивалась не гармонично из-за турбо-лага, что не позволяет считать их чистокровными машинами. Сообщается, что некоторые клиенты Porsche даже отозвали свои заказы на Turbo. При длительной эксплуатации часто оказывается, что турбонаддув доставляет больше проблем, чем пользы, в основном из-за частоты отказов. Здесь, конечно, следует искать причину воодушевления первых водителей этим изобретением и в то же время незнания о нем, особенно о технике его использования.

В то время как проблема турбо-лага решалась очень медленно в бензиновых агрегатах, 1980-е годы были периодом расцвета турбодизеля. В категории легковых автомобилей компания Mercedes-Benz была непревзойденной компанией, предлагая такие моторы для автомобилей более низкого и низкого класса, а также для внедорожников.Со временем надежность и популярность этого решения значительно повысились, в том числе и в грузовых автомобилях.

1990-е годы - золотой век турбонаддува и начало изменяемой геометрии

В 1990-е дизели без турбонаддува были редкостью. Все чаще они получали турбокомпрессоры с изменяемой геометрией, и первым серийным автомобилем с таким решением стал грузовик Mitsubishi Fuso FU 1986 года. В году в Японии наиболее быстро получила развитие технология изменяемой геометрии лопаток турбины .В 1988 году Honda представила 2,0-литровый двигатель V6 с таким нагнетателем. Однако стоит упомянуть, что первопроходцами здесь были немцы, потому что уже в 1945 году в офисах BMW был разработан первый турбокомпрессор VNT - по крайней мере, на эскизах - и лак для волос. ;

Компания Mitsubishi первой выбрала турбокомпрессор с изменяемой геометрией в серийном автомобиле.

В 1991 году Fiat использовал изменяемую геометрию в своем турбодизельном двигателе, а год спустя Peugeot представила спортивную версию 405 T16 с 2,0-литровым бензиновым двигателем и турбокомпрессором этого типа.Производители увидели множество преимуществ, в том числе. более плавная реакция на добавление газа и более плавное развитие крутящего момента, поэтому практически каждый работал над изменяемой геометрией самостоятельно.

Стоит добавить, что эта технология изначально не была и до сих пор не пользуется большой популярностью в бензиновых двигателях, но в дизельных двигателях сейчас это норма. Porsche представила изменяемую геометрию только в 2007 году в своей топовой модели Turbo.

Изменяемая геометрия турбины & hairsp; - & hairsp; теперь является стандартом для дизельных двигателей и скоро станет нормой для бензиновых двигателей

.

Казалось бы, запорный клапан, т.е. так называемыйвыпускной вентиль.

Совсем другой взгляд на турбо

Уже в 90-е было замечено, что турбо не обязательно связывать только с мощностью. Наряду с растущими требованиями в отношении токсичности выхлопных газов и выбросов CO2, турбонаддув рассматривался как одно из решений наряду с впрыском топлива (также для системы Common Rail), которое помогает достичь более высокой эффективности, снижения расхода топлива и выбросов. Напоминаем, что стандарт Евро 1 был введен в 1992 году, а Евро 2 появился в 1996 году, гораздо более строгий, чем предыдущий.

История турбонаддува в автоспорте

Как и в случае с серийными автомобилями, в автоспорте нам также известен наддув двигателя межвоенного периода. Во всяком случае, он находится в ...

Стало понятно, что благодаря турбонаддуву можно будет снизить расход топлива не только в дизельных, но и в бензиновых агрегатах. При этом гонка сил продолжалась.

Современный турбонаддув

Турбонаддув в настоящее время стал нормой, и через несколько лет безнаддувный двигатель станет такой же экзотикой, как двигатель с турбонаддувом 1970-х годов.Без турбонагнетателя трудно добиться удовлетворительных результатов по уменьшению габаритов.

Расцвету турбонаддува и, следовательно, быстрому увеличению мощности не только бензиновых, но и дизельных двигателей способствовали системы двойного турбонаддува, то есть сочетание двух последовательно включенных турбонагнетателей.

Лишь несколько компаний защищаются от турбо, хотя и не очень эффективно. Toyota сдалась с двигателем 1.2 Turbo, в то время как Mazda и Mitsubishi по-прежнему базируются на бензиновой категории.В Ferrari не сомневаются, что в принципе большинство их будущих моделей будут с наддувом, а первые такие машины были крайне экзотичными (в том числе 288 GTO и F40).

Двигатель Ferrari 488 с турбонаддувом - раньше был чистой экзотикой, а вскоре стал стандартом.

Термин "турбо" в Porsche размыт. Раньше этой надписью подписывались лучшие модели, сегодня базовая Nine Hundred Eleven оснащена двумя турбокомпрессорами.

Один турбонагнетатель на литр мощности

Сегодняшний турбонаддув способствовал популяризации малых двигателей, так называемых уменьшение размеров. Если вы посмотрите на современные двигатели с турбонаддувом, многие из них имеют один турбонагнетатель на литр рабочего объема. Неважно, говорим ли мы о небольших бензиновых двигателях, таких как 1.0 EcoBoost, 1.0 Ecotec Turbo или 1.0 TSI, или о более крупных турбодизелях, таких как 2.0 BiTurbo (включая Ford, Opel) или 3.0d от BMW с тремя турбокомпрессорами. В настоящее время компания внедряет от до четырех турбин для одного и того же 3-литрового дизеля .Это один турбомотор на 0,75 литра, но в этом нет ничего особенного. В дизелях 1.6 CDTi Opel или 1.6 dCi Renault есть два турбокомпрессора, что дает один турбонаддув на 0,8 литра.

Объем 1,6 литра и два турбокомпрессора & hairsp; - & hairsp; уже сегодня один турбомотор - это норма, а для некоторых даже маловато.

Проблема, которую еще предстоит решить производителям в настоящее время, - это , полное устранение эффекта турбо-запаздывания и создание турбонаддува, которое эффективно работало бы во всем диапазоне оборотов.Фактически, ищутся преимущества компрессора с механическим приводом без недостатков. Это поддерживается такими решениями, как технология двойной спирали с использованием пульсации выхлопных газов или Power Pulse с дополнительной зарядкой сжатым воздухом.

Турбо будущего?

Здесь, конечно, стоит вопросительный знак, потому что в этой области еще никто не сказал последнее слово. Один из шагов в новую эру наддува сделал Audi, представив электрический турбонагнетатель , а поддерживает традиционный последовательный турбонаддув.Впервые он был использован в концептуальном двигателе V6 TDI, но в серийном производстве EAV турбо-двигатель дебютировал в более крупном двигателе 4.0 TDI V8 в S Q7.

Audi S Q7 TDI & hairsp; - & hairsp; первый серийный автомобиль с электрическим турбонаддувом.

Производители систем наддува готовили такие решения в течение многих лет, но является препятствием для традиционной электрической установки. Высокое напряжение необходимо для правильной работы электрических компрессоров, поэтому Audi представила мини-установку 48 В только для питания этого устройства.

Здесь стоит упомянуть, что концерн Hyundai-KIA также работает над аналогичным решением , которое уже было представлено в концепте Kia Optima T-Hybrid. Электротурбо установлен в всем известном дизельном двигателе 1.7 CRDI.

Volvo разрабатывает технологию Power Pulse , которая хорошо работает в дизельных двигателях небольшой мощности, но высокой мощности, предназначенных для более крупных агрегатов.

Хотя это не имеет ничего общего с турбонаддувом, мы предполагаем, что микрогибридные системы будут становиться все более популярными.Это небольшие вспомогательные электродвигатели, которые заменяют генератор. Некоторые компании называют это электрическим наддувом, хотя это определенно не турбо.

Как уменьшить турбо лаг? Так поступают производители двигателей

Turbo-hole - это явление, известное со времен появления первого автомобиля с турбонаддувом, и с тех пор оно было очень нежелательным. Сегодня немного по-другому ...

.

ТУРБОНАДДУВ

Насос, подключенный к турбине, расположен во впускной трубе. Когда выхлопной газ перемещает лопатки турбины, рабочее колесо насоса также вращается, что нагнетает избыток воздуха в двигатель.

Вал насоса и турбины вращается со скоростью более 150 000 при максимальной нагрузке.об / мин В результате в камере сгорания становится больше кислорода, поэтому можно подавать больше топлива и двигатель вырабатывает больше мощности.

Первым серийным легковым автомобилем с турбонаддувом был BMW 2002 Turbo 1973 года выпуска, хотя двигатели с таким нагнетателем использовались много лет назад (например,дизельные двигатели в грузовиках Scania еще в конце 1940-х годов).

Турбонаддув имеет существенный недостаток - инерционность лопастных колес.Это вызывает явление так называемого отверстие турбины, то есть отложенная реакция на добавление газа, прежде чем насос сможет работать эффективно. В самых старых конструкциях это «колебание» двигателя перед ускорением могло длиться даже более 3 секунд, а затем внезапно катапультировать машину вперед.

Такие характеристики работы приводной системы даже не заслуживают названия приемлемых, и поэтому годами проводились исследования, чтобы обойти эти пропорции турбины.Одно из решений - уменьшить диаметр роторов.

Второй, все более распространенный в современных конструкциях, это так называемый изменяемая геометрия турбины (VTG).Это не строгое определение - меняется положение лопаток статора турбины. Рулевое колесо представляет собой кольцо из лопаток, которое направляет выхлопные газы к лопаткам рабочего колеса турбины.

Давление наддува колеблется от 0,6 до более 2,5 бар в зависимости от области применения.Однако не значение давления указывает на то, что система относится к «мягкому» или «жесткому» турбо, точно так же, как наличие промежуточного охладителя не определяет это.

Turbo «мягкий» используется для увеличения гибкости двигателя, а «жесткий» - для увеличения мощности и крутящего момента.Двигатели с турбонаддувом ведут себя так, как если бы они были агрегатами с гораздо большим рабочим объемом.

.90,000 с турбонаддувом

- Подзарядка - это подача дополнительной порции воздуха (дизельный двигатель) или смеси (бензиновый двигатель) в цилиндр двигателя.Подача большего количества воздуха позволяет сжигать больше топлива и генерировать больше энергии. Это увеличение мощности достигается без увеличения мощности двигателя и его оборотов. Следует отметить: турбонаддув в бензиновых двигателях служит только для увеличения мощности, в то время как в дизельных двигателях, помимо увеличения мощности, мы также добиваемся значительного улучшения характеристик двигателя и снижения выбросов твердых частиц. Напомню, что по стандарту Евро 2 (мы применяем) максимальное количество твердых частиц в выхлопных газах дизельного двигателя составляет 0,1 грамма на километр.По стандарту Euro 3 (действует в Западной Европе) это значение составляет всего 0,05 грамма на километр. - Сажа - это то же самое, что и твердые частицы? - Нет. Технический углерод - это уголь, и этот безвреден. Ведь при пищевом отравлении лечимся угольными таблетками. Ароматические углеводороды, которые откладываются на частицах сажи, опасны. Типов этих углеводородов несколько десятков, большинство из них вредны, а некоторые канцерогены. Благодаря наддуву в дизельном двигателе каждая молекула топлива имеет достаточно кислорода, чтобы полностью сгореть.А полное сгорание - это небольшое количество сажи. Таким образом, благодаря турбонаддуву в дизельном двигателе у нас больше мощности и меньше токсичности выхлопных газов. - Как достигается наддув? - Раньше использовались механические компрессоры, приводимые в движение двигателем. Теперь есть лучшее решение - турбокомпрессор. Энергия выхлопных газов используется для привода турбины (она имеет скорость около 100 000 об / мин), которая приводит в движение компрессор, установленный на том же валу. - Вам нужно использовать какую-либо специальную смазку для этой высокоскоростной турбины? - Турбина и компрессор обычно имеет подшипники скольжения.Во время работы моторное масло достигает этих элементов как для охлаждения, так и для смазки. По этой причине не рекомендуется выключать турбомотор после быстрой езды, когда турбина работала на высоких оборотах и ​​вместе с валом было очень горячо. Если оставить двигатель на несколько секунд поработать на холостом ходу, турбина немного остынет. Такая процедура обеспечит его безотказную работу и продлит срок службы. - Когда турбо работает. В просторечии говорят, что турбокомпрессор в бензиновом двигателе включается со скоростью 3-3,5 тысячи оборотов в минуту.- Это действительно распространенное мнение, но это не точное определение. Проще говоря: турбокомпрессор работает все время, турбина вращается без остановки. Но на малых оборотах двигателя, например 1,5-2 тыс., Давление наддува низкое, поэтому прироста мощности мы не чувствуем. Только после превышения определенных оборотов (обычно 3-3,5 тысячи) давление наддува увеличивается, и водитель ощущает это как существенное увеличение мощности двигателя. Вот почему обычно говорят о включении турбонаддува. Ситуация с дизельными двигателями аналогична, за исключением того, что турбо-режим запускается при гораздо более низких оборотах.

.

Как продлить жизнь турбокомпрессору? 10 эффективных способов

Практически все современные автомобили имеют двигатели с наддувом. Умелая манера вождения может продлить срок службы турбокомпрессора и сэкономить до тысяч злотых.

В прошлом турбокомпрессор был отличительной чертой настоящих спортивных автомобилей. Такие легенды, как BMW 2002 Turbo, Porsche 911 Turbo, Subaru Impreza GT, также известная как Turbo 2000, до сих пор будоражат воображение автомобильных фанатов. Стремление обеспечить более высокую производительность двигателей при одновременном снижении расхода топлива побудило инженеров уменьшить мощность двигателей - потери были компенсированы турбонаддувом, который нагнетал большое количество воздуха в камеры сгорания.

Конструкция турбокомпрессора проста. Он в значительной степени основан на двух роторах, установленных на одной оси, их подшипниках, корпусе и элементах, регулирующих давление наддува (клапан выхлопных газов) или поток выхлопных газов (рулевое колесо, состоящее из лопастей с изменяемой геометрией). В более новых решениях присутствует также электронное оборудование. Проблема в том, что турбоэлементов работают в крайне неблагоприятных условиях . Ротор вращается со скоростью 100-200 тысяч. об / мин и выше, элементы подвергаются температурам, достигающим 800-1000 градусов Цельсия, и при неправильной работе двигателя они могут покрываться частицами сажи.

Агрессивное обращение с двигателем до того, как он будет доведен до рабочей температуры, губительно для турбокомпрессора. Чтобы продлить срок службы турбонагнетателя, подождите с полной производительностью, пока масло не достигнет оптимальной температуры. Это происходит намного позже, чем после того, как охлаждающая жидкость достигнет рабочей температуры 90 градусов Цельсия.

Если есть также ошибки конструкции (например, трубопроводы, подающие масло к ротору турбокомпрессора, теряют проходимость), чрезмерно увеличенные интервалы между заменами масла или ошибки привода (например,суровое обращение с холодным двигателем) может оказаться, что турбо даже 100 тысяч не выдержит. км пробега. Если, однако, удастся устранить неблагоприятные факторы, турбокомпрессор должен быть полностью надежным элементом со сроком службы, аналогичным сроку службы двигателя или всего автомобиля.

При использовании автомобиля с турбонаддувом важно знать, что делать, чтобы продлить срок службы турбокомпрессора.

1. Не мучай двигатель холодом

Турбокомпрессор - одна из самых удаленных частей двигателя от масляного насоса.В результате он плохо смазывается сразу после запуска. Относительно густое масло, попадающее в него позже, также не обеспечивает должной защиты. Это становится насущной проблемой, когда гонщик сильно нажимает на педаль газа. Запустить двигатель, не нажимая педаль газа . Электроника позаботится об оптимальной дозе топлива, и, избегая ненужного открытия дроссельной заслонки, турбонагнетатель не достигнет высоких оборотов до того, как масло достигнет их (крыльчатка, приводимая в движение выхлопными газами, постоянно вращается).В современных небольших турбокомпрессорах глубокое прессование газа приводит к разгону ротора турбины до 200-250 тысяч. об / мин! При таких значениях он подвергается огромным нагрузкам, что в сочетании с высокими температурами выхлопных газов увеличивает скорость турбо-повреждений. Поэтому с газом стоит обращаться осторожно, пока двигатель не разогреется до рабочей температуры - помните, что речь идет не только о нагреве жидкости примерно до 90 градусов по Цельсию, но и о масле, для которого во многих агрегатах требуется ок.10 км.

2. Не выключайте двигатель сразу после быстрой езды

Во время динамичной или даже продолжительной езды на высоких скоростях компоненты турбонагнетателя могут нагреваться до нескольких сотен градусов Цельсия. Если мы остановим двигатель, смазка прекратится, и масло может начать обугливаться на горячих частях. Охлаждение не всегда прекращается полностью, ведь в современных автомобилях в систему охлаждения включены электрические водяные насосы и турбокомпрессоры. Даже в такой ситуации выключение двигателя сразу после загрузки нецелесообразно.Перед запланированной остановкой лучше ехать более спокойно, а после стоянки подождать не менее 90 секунд перед выключением двигателя.

Сильный нагрев выхлопного коллектора и турбокомпрессора касается не только высокопроизводительных автомобилей. В то время как выхлопные газы дизельных двигателей редко превышают 500 градусов по Цельсию, в бензиновых двигателях выхлопные газы могут нагреваться до 900 градусов. Если двигатель внезапно заглохнет, возникают серьезные повреждения турбонаддува - прекращение циркуляции масла и охлаждающей жидкости означает, что ничто не будет забирать лишнее тепло от раскаленного добела элемента.

3. Не будьте слишком осторожны с двигателем

Крайности редко бывают благоприятными. Двигатель, турбокомпрессор и прочие аксессуары не любят ездить с газом в полу. Вредно и слишком щадящее обращение - особенно если оно сочетается только с ездой по городу. У используемого таким образом двигателя есть проблема с достижением рабочей температуры. Выхлопной газ также имеет относительно низкую энергию и температуру, так как он не может сжечь какие-либо отложения, которые накопились в начальной секции выхлопной системы и, следовательно, также в турбине.Если двигатель работает при небольшой нагрузке и в ограниченном диапазоне частот вращения, дефлектор выхлопных газов, то есть система изменяемой геометрии турбины, также не работает. В экстремальных ситуациях он заедает или постоянно ограничивает диапазон движения - тогда двигатель, вынужденный внезапно работать с полной нагрузкой, может перейти в аварийный режим (например, при обгоне). Для восстановления КПД турбины может потребоваться обслуживание системы VTG по очистке или полной регенерации. Риск возникновения таких проблем можно свести к минимуму, эксплуатируя автомобиль на полном диапазоне оборотов и с разными нагрузками.В автомобилях с изменяемой турбо-геометрией стоит не менее раз в две недели проделывать более длинный маршрут на более высокой скорости (например, при движении по скоростной трассе) - механизм успеет прогреться и сгореть углеродных отложений. Точно то же самое необходимо для дизельных сажевых фильтров (DPF).

4. Используйте хорошие масла и регулярно меняйте их

В двигателях с турбонаддувом масло нужно менять через 15-20 тысяч. км. Увеличение интервалов до 30 тысяч. км - особенно в автомобиле, который эксплуатируется только в городском цикле - рискованно.Стоит знать, что особенно в дизелях , уровень масла может поддерживаться на постоянном высоком уровне . Это не означает, что в двигателе вообще не используется смазка. В автомобиле, путешествующем на короткие расстояния, несгоревшее топливо смешивается с маслом. В дизелях с сажевым фильтром эта тенденция усиливается из-за повышенных доз топлива, которые позволяют саже выгорать из фильтра. Если двигатель не достигает рабочей температуры, масло не может испаряться - смесь масла и топлива не обеспечивает оптимальной смазки.Это не единственная проблема. При длительных межсервисных интервалах масло насыщается частицами углерода, которые образуются в процессе сгорания. В результате вместо защиты смазочной пленки он покрывает трущиеся друг о друга элементы чем-то вроде абразива.

Даже при большом пробеге не заменяйте синтетическое масло на минеральное . Единственный приемлемый способ удешевить обслуживание автомобиля - использовать «полусинтетику». Однако мы даже не рекомендуем такую ​​процедуру.Почему? Масло должно быть максимально устойчивым к высокотемпературному окислению и противодействовать образованию отложений на наиболее важных частях турбокомпрессора и двигателя.

Использование недорогого масла и задержка с его заменой ощущаются на деталях турбокомпрессора, которые со временем могут начать покрываться маслянистым шламом.

5. Не используйте дешевые масляные фильтры

С самого начала важно использовать высококачественное масло и фирменный масляный фильтр с фильтрующим материалом правильной конструкции или обратным клапаном, из-за чего масло, накапливающееся в фильтре и системе смазки после выключения двигателя, не стекает в поддон, что обеспечивает быстрое смазывание ротора турбины и других компонентов после следующего запуска.

6. Проверьте состояние масла

Правильный уровень масла очень важен. Особенно, если водитель предпочитает динамичный стиль вождения. Масло отвечает не только за смазку, но и за охлаждение ключевых компонентов двигателя и турбомотора. В популярных двигателях максимальный и минимальный уровень масла разделены разницей в литре. Во многих агрегатах это 20-25% масла, работающего в двигателе. Недаром водители, регулярно посещающие гоночные трассы, всегда держат уровень масла как можно ближе к максимальному.

7. Регулярно заменяйте воздушный фильтр.

Обязательно следуйте рекомендациям производителя автомобиля по замене воздушного фильтра и, конечно же, используйте оригинальные или фирменные картриджи. Загрязнения, попавшие в фильтр, повреждают ротор компрессора. Замена фильтра проста. Вы можете сделать это сами. За оригинальный картридж или замену его бренда мы не будем платить много - обычно это около 50 злотых.

8. Если регенерация турбокомпрессора, то достойная

Залог долгого срока службы турбокомпрессора - это еще и… правильно проведенная регенерация.Об этом должна позаботиться квалифицированная и оснащенная служба, которая правильно выберет элементы, сбалансирует их и откалибрует систему управления турбонагнетателем. Неправильно проведенная регенерация может привести к нехватке мощности и даже к преждевременному выходу из строя турбокомпрессора. После замены турбонагнетателя также необходимо поменять масло и фильтр. Несоблюдение этого требования может значительно сократить срок службы только что установленных компонентов.

Такой обширный перелом корпуса турбокомпрессора не является типичной неисправностью.Самый частый износ - это подшипник оси ротора.

9. Позаботьтесь о давлении масла и маслопроводе.

Если турбина повреждена, ее следует не только заменить или регенерировать. Стоит попытаться выяснить, что вызвало проблемы. Часто смазочная система теряет свою эффективность (например, из-за износа насоса, засорения фильтра дракона, разрыва дракона, повреждения дракона, теряющего свою герметичность и т. Д.). Турбокомпрессор находится на большом расстоянии от насоса, поэтому перепады давления масла для него наиболее разрушительны.Типичный пример причинно-следственной последовательности - отказ дизельных турбин 1.6 HDi / TDCi. Линия подачи масла к турбонагнетателю перестает блокироваться, а его ротор заклинивает. После регенерации или замены турбины необходимо заменить или хотя бы осмотреть и промыть ведущие к ней маслопроводы (особенно если в них есть сетчатые фильтры) - они могут засориться, что приведет к быстрому отказу турбины, если они не очищаются. Если автомобилю больше 10 лет или он принадлежит к группе моделей, у которых есть проблемы с системой смазки (напр.Subaru с двигателями 2.5 Turbo, автомобили группы Volkswagen с 2.0 TDI PD или новый Insignia с дизельным двигателем 2.0 CDTI) стоит , чтобы механик проверял давление масла один раз в два года. Альтернативой является установка датчика давления масла (в зависимости от выбранного датчика операция заканчивается на сумме в несколько сотен злотых).

10. Не игнорируйте неисправности автомобиля.

Некоторые неисправности могут прямо или косвенно повлиять на срок службы турбокомпрессора. Одно из неблагоприятных явлений - подгорание масла.Это не означает, что детали двигателя лучше смазываются. Напротив, в выхлопной системе откладывается большое количество сажи, которая может заблокировать спускной клапан (он присутствует практически в каждом турбокомпрессоре) и систему с изменяемой геометрией в турбине. Проблемы с температурой выхлопных газов, например, вызванные слишком плохим составом смеси воздух-сжиженный газ, могут привести к растрескиванию корпуса турбины.

Редакция рекомендует:

Как распознать отказ турбокомпрессора? Выяснить симптомы неисправности турбины

.

Как работает дизельный турбокомпрессор? - Блог | Turbo Serwis | Турбокомпрессоры

Повышение мощности двигателя заключается во введении в него соответственно обогащенной смеси топлива и воздуха. К сожалению, подать больше воздуха относительно сложно, но выполнимо.

Первый способ сделать это - увеличить рабочий объем двигателя, что приведет к увеличению количества воздуха, всасываемого в цилиндры. Однако это связано с повышенным расходом топлива, и сегодня конструкторы уделяют большое внимание экономии.

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

И тут на помощь приходит гениальное своей простотой устройство - турбокомпрессор.

Турбокомпрессор - это два устройства, соединенных одним валом.

Турбина (ротор), приводимая в движение выхлопными газами двигателя, установлена ​​на одном конце, а воздушный компрессор (компрессионное колесо) нагнетает воздух во впускную систему на другом конце.

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

Принцип работы турбокомпрессора очень прост:

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

Таким образом, в цилиндры попадает больше воздуха, что увеличивает производительность двигателя и снижает расход топлива.

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

Охлажденный воздух, как и любой газ, уменьшается в объеме, так что еще больше его идет 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 турбокомпрессора,
  • Воздух забирается из атмосферы вращающимся сжимающим колесом,
  • Сжатый горячий воздух проталкивается 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

Любая часть оборудования, вышедшая из-под контроля, может принести больше вреда, чем пользы. Как и турбокомпрессор. Поэтому очень важно контролировать количество воздуха, подаваемого в камеру сгорания.

Когда водитель сильно нажимает на педаль акселератора, турбонагнетатель нагнетает больше воздуха в цилиндры. Однако, когда водитель едет спокойно - количество воздуха, подаваемого турбонагнетателем, уменьшается, где:

- в момент разгона - давление в цилиндре не должно превышать верхнего предела, указанного производителем двигателя, а при медленной езде - не должно опускаться ниже указанного нижнего предела.

Если в двигатель попадает слишком много воздуха - выше верхнего предела, указанного конструктором (так называемая турбо-перегрузка), то:

  1. Давление в цилиндрах повысится,
  2. Слишком большое давление приведет к увеличению температуры выхлопных газов,
  3. Более высокое давление и температура выхлопных газов приведет к повреждению компонентов двигателя - уплотнений, клапанов, поршней,
  4. Более высокая температура выхлопных газов приведет к повреждению турбокомпрессора.
  5. 90 107

    Если в двигатель попадает слишком мало воздуха - ниже нижнего предела, указанного конструктором (с турбонаддувом), то:

    1. Впрыскиваемая в цилиндр доза топлива не будет полностью сожжена и будет выброшена в выхлопную систему,
    2. В результате вышеизложенного расход топлива увеличится,
    3. Мощность двигателя упадет.
    4. 90 107

      Система управления турбокомпрессором

      Поэтому очень важно контролировать количество воздуха, подаваемого в камеру сгорания.Регулируется с помощью дополнительных устройств управления, например, выпускных клапанов.

      1. Wastegate
      2. 90 107

        Это основной выпускной клапан выпуска. Этот клапан чаще всего встраивается в корпус турбины из чугуна и расположен перед входом выхлопных газов в турбокомпрессор.

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

        Клапан выпуска отработавших газов регулируется пневматическим приводом, подключенным к впускному коллектору.

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

        Когда вы выпускаете газ, давление наддува во впускном коллекторе увеличивается, что действует на исполнительный механизм - оно 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 новых конструкциях, но работает противоположно тому, что описано выше:

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

        Вакуумный электромагнитный клапан используется для управления турбонагнетателем.

        Это решение позволяет контролировать давление наддува независимо от давления во впускном коллекторе.В результате турбокомпрессор быстрее реагирует на нажатие педали акселератора.

        1. Регулируемые дефлекторы выхлопных газов
        2. 90 107

          Еще одним новым регулятором давления наддува является турбонагнетатель с изменяемой геометрией выпуска.

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

          Высокое давление наддува достигается, когда лопасти более параллельны крыльчатке, а в ситуациях с низким давлением, когда не требуется большое ускорение, лопасти почти перпендикулярны крыльчатке.

          Использование направляющих выхлопных газов с изменяемой геометрией позволяет сократить время реакции турбонагнетателя на нажатие педали акселератора (уменьшается явление так называемого турбо-лага), а давление выхлопных газов и их температура значительно снижаются.

          Современный способ управления

          Последние решения для управления турбокомпрессором основаны на электронике.

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

          .

          Смотрите также