Что такое турбонаддув в автомобиле

Как турбина влияет на мощность двигателя. Система турбонаддува и как она работает

что такое турбонаддув в автомобиле

Выбор правильного автомобиля как средства передвижения является важным решением. Здесь необходимо учитывать цену, потребление, комфорт, но есть и другие незаменимые факторы.

Одним из таких факторов, который привлекает внимание к авто, является двигатель с турбонаддувом (турбина). Данная система помогает повысить мощность двигателя и предлагает экономию потребления топлива.

Что такое турбонаддув, как турбина влияет мощность двигателя и общую производительность автомобиля – об этом расскажем в данном посте.

Что такое турбонаддув

Тот, кто работает за рулем, даже если он не очень осведомлен в механике, имеет острое представление о том, как работает машина. Мощность, измеряемая в лошадиных силах, является способностью двигателя превращать топливо в движение и скорость. А это и есть тот значимый элемент, когда речь идет об эффективной, качественной и экономичной работе автомобиля.

На практике это выглядит так: каждая быстрая машина – мощная, но не всякая мощная – быстрая. Это связано с тем, что чем тяжелее транспортное средство, тем больше силы оно использует для движения.

Турбонаддув (система двигателя внутреннего сгорания на основе турбокомпрессора, или турбины) – это способ повысить мощность двигателя, используя компрессор для вытягивания и сжатия большего количества воздуха в камеру сгорания, увеличивая мощность сгорания топлива и, следовательно, увеличивая скорость передвижения авто, вне зависимости от его веса.

Как работает турбонаддув в машине

Двигатель с турбонаддувом состоит из двух частей – выпускного коллектора и турбокомпрессора. Первый отвечает за сбор газов из каждого цилиндра, которые будут поступать в выхлопную систему и выбрасываться в атмосферу.

Турбина собирает воздух, который, в свою очередь, приводит в движение винт, производя прохладный, чистый воздух. Этот воздух передается в компрессор, который уплотняет его и направляет в радиатор промежуточного охладителя, тем самым, охлаждая воздух. Таким образом, большее количество воздуха проходит через цилиндры и попадает в зону сгорания.

Схема работы турбонаддува

Двигатель работает на взрыве, а это значит, что ему нужен огонь, верно? То есть: тепло + топливо + кислород (газы, собираемые из выхлопных газов). Чем больше воздуха в системе, тем больше возможностей сжигать бензин и вырабатывать больше энергии. Прелесть в том, что он создает действенный круг, в котором тот самый газ, генерируемый двигателем (посредством взрывов), становится силой, приводящей в движение турбо систему.

Как турбина влияет на производительность автомобиля

После теоретической части следует объяснить, как турбина влияет на мощность двигателя и производительность автомобиля. Самым большим преимуществом турбины является экономный расход топлива. Но чтобы добиться такой экономии, водителю также необходимо внести свой вклад, научившись управлять своим транспортным средством безопасно, с наименьшим количеством тормозов и внезапным ускорением.

Помимо экономного расхода топлива, турбина помогает снизить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. И, конечно же, с турбиной производительность авто будет на высоте (из-за нехватки кислорода транспортные средства теряют около 25% своей мощности). Двигатели с турбонаддувом повторно используют выхлопные газы.

Турбонаддув сегодня признан самым действенным механизмом усиления мощности двигателя внутреннего сгорания без увеличения частоты оборота его коленчатого вала и рабочего объема цилиндров.

Система с турбонаддувом используется на бензиновых и дизельных двигателях, однако её максимальная действенность доказана на дизельных двигателях за счет высокой степени сжатия в двигателе и относительно невысокой частоты оборота коленчатого вала.

В бензиновом двигателе турбонаддув может вызвать эффект детонации по причине резкого увеличения частоты оборотов двигателя, а также высокой температуры отработанных газов и сильного нагрева турбины.

: Для чего в автомобиле нужна турбина. Правила эксплуатации турбины.

Источник: https://turbi.com.ua/kak-turbina-vlijaet-na-moshhnost-dvigatelja/

Что такое турбонаддув: правильная эксплуатация, обслуживание и ремонт

что такое турбонаддув в автомобиле

В наше время автомобили все чаще оснащаются турбонаддувом. Если раньше их ставили в основном на дизельные двигатели из-за нехватки тяги, то сейчас они активно селятся в подкапотном пространстве бензиновых автомобилей.

Турбонаддув — очень интересная вещь. На одни автомобили его устанавливают для увеличения мощности, на другие же — в угоду стандартам выбросов и снижения расхода топлива. Действительно, в наши дни 1.0-литровый мотор с турбонаддувом ничем не хуже атмосферного 2 — 2,5-литрового атмосферника, а в некоторых случаях и вовсе превосходит его. Однако есть в этой прелести и обратная сторона медали: турбонагнетатели имеют свойство ломаться и их ремонт зачастую является дорогостоящим удовольствием.

Что из себя представляет турбина

Устройство и принцип работы турбонагнетателя довольно просты. Он надувает дополнительный воздух в камеру сгорания, за счет чего и увеличивается мощность. Касаемо расположения, турбина находится прямо на выпускном коллекторе. Состоит турбина из  двух улиток и находящимся между ними картриджем с двумя турбинными колесами.

Улитки в свою очередь делятся на холодную и горячую. В каждой из них находится крыльчатка. Через горячую улитку проходит весь поток выхлопных газов двигателя, который, попадая на нее, приводит в действие весь механизм.

Начав движение, колесо горячей улитки приводит в движение колесо холодной улитки, которое начинает всасывать чистый воздух с улицы и, прогоняя через интеркуллер, подает его в цилиндры.

По сути, частота вращения и объем захватываемого воздуха напрямую зависят от оборотов двигателя: чем больше раскручивается двигатель, тем больше он выделяет выхлопных газов, соответственно турбина раскручивается до большей скорости и, захватывая больше воздуха, интенсивнее надувает его в цилиндры.

Устройство турбины

Почему ломается турбина

У каждой турбины есть определенный ресурс, но помимо этого ее работоспособность напрямую зависит от режимов работы. Так уж сложилось, что при пиковых нагрузках температура в нагнетателе может достигать 1000 градусов, и без охлаждения здесь явно не обойтись.

Именно в этих целях к картриджу турбины и подведены масло и антифриз. Вот отсюда и начинается вся история поломки нагнетателя. Так уж сложилось, что корпус картриджа со временем начинает пропускать масло во впускной тракт.

Если уж это произошло, то необходимо обращаться к мастерам.

Как понять, что турбина работает неправильно

Синдромы неисправной турбины заметны практически с первых дней поломки. Первым признаком является масложер. Когда нагнетатель начинает подкидывать масло в камеры сгорания, выхлопные газы автомобиля начинают приобретать сизый оттенок.

Чем больше износ турбины, тем больше она кидает масло и, соответственно, автомобиль больше дымит. Диагностировать турбину на данную неисправность можно также механическим путем. Для этого необходимо снять впускной патрубок и проверить его на наличие масла.

При идеально работающей турбины внутри впускной трубки должно быть сухо.

Еще одним звоночком для поездки в сервис является гул. В основном турбина выходит в пиковый диапазон вращения ближе к 3000 — 3500 тысячам оборотов двигателя. В идеале она должна слегка подсвистывать. Однако если турбина начинает неестественно гудеть, то лучше обратится к мастеру. Работать она будет в любом случае, однако вовремя не устраненная неисправность может привести к необходимости полностью менять турбину и даже к капремонту двигателя.

Как продлить жизнь турбонагнетателя

Для того чтобы турбина служила верой и правдой не одну сотню тысяч километров, водителю достаточно придерживаться элементарных правил. Наверно каждый водитель хоть раз в жизни слышал о таком устройстве, как турботаймер. Некоторые автомобили оснащаются им с завода, на других же его докупают опционально. Однако стоит раз и навсегда усвоить: мнение о том, что если на турбированном автомобиле нет турботаймера с завода — нагнетатель на нем не требует охлаждения, в корне не верное.

Проехав большое расстояние и остановившись, турбине нужно дать остыть. Для этого нужно оставить автомобиль поработать на холостых оборотах в течение нескольких минут. Этого будет достаточно чтобы нагнетатель отдал большую часть тепла маслу. Если заглушить мотор сразу после больших нагрузок, турбина останется перегретой, а в случае регулярного повторения данной ошибки — выйдет из строя в разы быстрее положенного.

Еще одним способом продления жизни турбины является своевременная замена масла и антифриза. Проблема, опять же, заключается в перегреве, так как грязная жидкость уже не в силах качественно отводить тепло от механизма.

Ремонт турбины

При поломке турбины у владельца автомобиля есть 3 варианта развития событий:

  • замена картриджа
  • ремонт картриджа
  • покупка другой турбины

Ситуация на рынке обстоит таким образом, что новый картридж зачастую стоит столько же, сколько и рабочая турбина на авторазборке. На ремонт же цены и разные и имеют прямую зависимость от типа и стоимости самого нагнетателя. Очень часто бывает так, что действительно проще купить другую турбину. Однако цены на новые нагнетатели обычно «кусаются», а в Б/У запчастях никогда нет полной уверенности.

Источник: https://avto.informator.ua/2019/05/20/chto-takoe-turbonadduv-pravilnaya-ekspluatatsiya-obsluzhivanie-i-remont/

Турбонаддув: принцип действия, достоинства, недостатки

что такое турбонаддув в автомобиле

Чтобы отвечать запросам современности, традиционный двигатель внутреннего сгорания должен обладать внушительным набором выдающихся показателей, которые традиционным конструктивным путём достигнуть всё сложнее. Именно поэтому даже в семейных автомобилях всё чаще применяется система принудительного нагнетания, или турбонаддув.

Передовые конструкторские разработки уже направлены не только на совершенствование наддува системы питания двигателя, которая была изобретена более ста лет назад, но и на оснащение аналогичной системой автомобильного выхлопа. Всё это должно вывести характеристики скромных по рабочему объёму моторов на небывалый уровень.

Для того чтобы понять, для чего нужен турбонаддув, а также как он действует, необходимо знать, что для полноценной работы двигателю внутреннего сгорания нужно не только топливо, но и воздух, который обеспечит его горение. Фактически, в камеру сгорания должна поступать топливовоздушная смесь в определённой пропорции. После этого происходит сгорание смеси и по завершении рабочего цикла – удаление выхлопных газов.

Классический турбонагнетатель позволяет добиться увеличения мощности двигателя за счёт создания избыточного давления воздуха в камере сгорания, таким образом повышая воспламеняемость смеси. Турбонаддув фактически создаёт давление, достаточное для того, чтобы сжать воздух и закачать в двигатель большее его количество, чем при атмосферном давлении.

Основной рабочий элемент нагнетателя – лопастная крыльчатка, которая выполняет двойную функцию: засасывает воздух в камеру турбины, а затем, благодаря огромной скорости вращения в 150-200 тысяч оборотов в минуту, создаёт давление, способное уменьшить объём, занимаемый этим воздухом.

Как известно из курса физики, в процессе сжатия происходит нагревание воздуха, что можно уже отнести к недостаткам этой системы.

Именно необходимость решения данной проблемы вынудила конструкторов прибегнуть к использованию промежуточного охлаждения воздуха, перекачиваемого из турбины в мотор.

Разнос дизельного двигателя. Суть явления, как его избежать и как его остановить?

Устройство для такого охлаждения получило название «интеркулер» и использует принцип теплообменника, понижающего температуру воздуха с помощью охлаждающей жидкости.

Кардинальных отличий между системами турбонаддува, устанавливаемыми на бензиновых и дизельных двигателях, нет, всё зависит только от степени наддува. Как правило, дизельные моторы оснащаются более производительными конструкциями, а бензиновые – создающими небольшое давление наддува. Это обусловлено тем, что при существенном повышении оборотов, происходящем при наличии турбокомпрессора, бензиновые моторы склонны к возникновению детонации, поэтому их системы не столь эффективны.

Дополнительная «бесплатная» мощность

Принято считать, что установка дополнительной турбины на выпускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания даст дополнительную энергию для вращения аналогичного устройства на впуске, что позволит вместо простого выброса выхлопных газов получить дополнительный источник энергии для турбонаддува.

Утверждение это довольно спорное, поскольку на протяжении десятилетий автомобильные инженеры боролись за снижение сопротивления выпуска, что в свою очередь снижает внутренние потери и повышает мощность мотора. Если вмонтировать в эту систему генерирующее устройство, то мы получим существенный рост сопротивления на выходе из мотора. Таким образом, турбонаддув – это не бесплатная дополнительная энергия, уместнее использовать понятие «дешёвая дополнительная энергия».

Источник: https://1gai.ru/publ/517494-turbonadduv-princip-deystviya-dostoinstva-nedostatki.html

От чего зависит срок службы турбокомпрессора?

Срок службы турбокомпрессора

Почему одни турбокомпрессоры выходят из строя через непродолжительный промежуток времени, а другие продолжают работать годами? При этом производители турбокомпрессоров сообщают, что их изделия имеют такой же ресурс, как и двигатель, на котором они работают.

Связано это с новейшими технологиями на предприятиях, автоматизированными линиями, строгим многоступенчатым приемом на выходе готовых компрессоров. Тогда почему же ломаются турбокомпрессора на двигатель? Так, например, средний срок работы турбины в дизельных двигателях составляет до 200 тыс. км.

Бензиновый нагнетатель будет работать несколько дольше из-за своей более простой конструкции.

Одна из причин такой ситуации – стремительное развитие технологий турбонаддува. Корпорации выпускают новые модели по новым технологиям и с новыми возможностями. Следить за этим не успевают не только рядовые покупатели, но и профессионалы, которые обслуживают турбокомпрессора. В результате, специалистов, которые бы досконально разбирались в устройстве и ремонте турбокомпрессоров, очень мало.

Кроме того, срок службы турбины будет соответствовать заявленной только при условии исправности всех компонентов двигателя, его правильной эксплуатации и обслуживания. При этом нужно всегда помнить, что даже небольшие повреждения турбокомпрессора ведут к серьезным проблемам с двигателем. Вот почему важно постоянно следить за тем, чтобы работа турбокомпрессора была правильной.

Причины поломки турбины

Самыми частыми причинами выхода из строя турбины являются следующие факторы (по степени распространения):

  • — нарушение в системе смазки;
  • — попадание посторонних предметов;
  • — неправильная установка;
  • — проведение первого запуска турбокомпрессора с нарушением правил;
  • — естественный износ.

Как продлить срок службы турбокомпрессора?

Хотя купить турбокомпрессор на автомобиль – не проблема, однако гораздо проще предотвратить его поломку. Для этого специалисты советуют:

  • Эксплуатировать автомобиль согласно рекомендациям завода-изготовителя. Так, нельзя в первые минуты езды резко нагружать двигатель, особенно в холодное время. Не рекомендуется сразу же после остановки глушить двигатель – нужно дать ему поработать на холостом ходу. Нужно отказаться от агрессивной езды.
  • Вовремя менять масло, фильтры, а перед заменой масла также обязательно делать промывку
  • Использовать только высококачественное масло, рекомендованное производителем.
  • Избегать попадания посторонних предметов на лопатки компрессорного и турбинного колес. В турбинное колесо могут попасть части камеры сгорания, свечей, гайки, шайбы, части поршней, а в компрессорное – части воздушного фильтра, кусочки резины, болты, гайки, шайбы.
  • Своевременно менять воздушный фильтр (не по пробегу, а по состоянию), проверять состояние соединений патрубков и продувать воздушный тракт.
  • Избегать тепловых и стрессовых нагрузок на турбину;
  • Заправлять в автомобиль всегда качественное топливо, не заправляться на сомнительных АЗС.
  • Обеспечить постоянное сервисное обслуживание двигателя автомобиля и всех систем автомобиля: вентиляционную, смазочную, подачи топлива.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какой микроавтобус самый надежный

И все-таки, несмотря на все ваши старания, турбина может выйти из строя.

Когда менять турбину?

Признаков вышедшей из строя турбины несколько:

  • мотор теряет мощность;
  • увеличивается расход горючего;
  • отработанные газы излишне дымят;
  • нарушается температурный режим двигателя.

Компания «ПроТурбо» поможет заменить турбину!

В нашу компанию «ПроТурбо» вы можете обратиться за любым сервисным обслуживанием, в том числе и ремонт турбокомпрессора в Екатеринбурге. Турбина представляет собой очень сложный механизм, и после замены или ремонта срок службы турбины зависит от квалификации специалиста.

Даже чтобы просто разобрать турбокомпрессор, необходимы специальный инструмент и навыки работы. Ремонт потребует еще более серьезной профессиональной подготовки. Специалисты сервиса «ПроТурбо» выполняют установку турбокомпрессора на двигатель различных автомобилей – легковых, грузовых, а также спецтехники. Все работы выполняются на высокоточном оборудовании с применением высококачественных материалов и с последующей гарантией.

Постоянным клиентам предоставляется скидка. Наши адекватные цены – экономия ваших средств!

Как узнать номер турбины?

Для того,чтобы идентифицировать турбокомпрессор,необходимо правильно «прочитать» информационную табличку,которая на нем установлена.

Ниже приведены фотографии информационных табличек наиболее распространенных турбокомпрессоров — Garrett,Mitsubishi,IHI,KKK,Holset с описанием нанесенной на них информации.

Турбокомпрессоры производства Garrett

  1. MODEL No — модель турбокомпрессора
  2. S/N — номер производителя автомобиля
  3. GAG P/N — номер производителя турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства IHI

  1. Turbo.Spec. — номер производителя турбокомпрессора
  2. Serial No. — модель турбокомпрессора
  3. Parts No. — номер производителя автомобиля

Турбокомпрессоры производства Mitsubishi

  1. MODEL No — модель турбокомпрессора
  2. S/N — номер производителя автомобиля
  3. GAG P/N — номер производителя турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства Mitsubishi

  1. MODEL No — модель турбокомпрессора
  2. S/N — номер производителя автомобиля
  3. GAG P/N — номер производителя турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства Holset

  1. Номер производителя автомобиля
  2. Серийный номер турбокомпрессора
  3. Номер производителя турбокомпрессора
  4. Модель турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства KKK

  1. KUND-NR — номер производителя автомобиля
  2. GROSSE — модель турбокомпрессора
  3. AUSF-NR — номер производителя турбокомпрессора

Источник: https://www.proturbo66.ru/stati/srok-sluzhby-turbokompressora.html

Турбонаддув в дизелях

Для повышения мощности дизеля используют наддув, т. е. подачу заряда воздуха в цилиндр под давлением.

Для наддува дизель оборудуют турбокомпрессором, использующим энергию отработавших газов. Увеличивая наполнение цилиндров воздухом, турбокомпрессор повышает эффективность сгорания одновременно увеличенной дозы впрыскиваемого топлива. Это дает возможность повысить эффективную мощность дизеля на 20—30%. Однако наддув увеличивает тепловую и механическую напряженность деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 8.15. Схема турбокомпрессора

Турбокомпрессор дизелей ЯМЗ-238НБ, -240Н, -240П представляет собой объединение газовой турбины, приводимой во вращение потоком отработавших газов, и центробежного компрессора, обеспечивающего создание избыточного давления воздуха. Оба агрегата имеют один общий роторный вал, установленный в бронзовых подшипниках. Во время такта впуска дизеля сжатый компрессором воздух нагнетается в его цилиндры под давлением 0,15— 0,20 МПа.

Турбокомпрессор (рис. 8.15) состоит из газовой турбины и центробежного компрессора. На роторном валу с одной стороны закреплено рабочее колесо турбины, ас другой — рабочее колесо компрессора.

Отработавшие газы, движущиеся по выпускному трубопроводу, вращают рабочее колесо турбины с большой частотой (35—40 тыс. об/мин), а затем они отводятся по газопроводу в трубу глушителя.

Одновременно с колесом турбины вращается рабочее колесо компрессора, которое через воздухоочиститель засасывает воздух, сжимает его и под давлением нагнетает через впускной газопровод в цилиндры дизеля.

По степени повышения давления наддув разделяют на низкий с давлением воздуха на впуске до 0,15 МПа, средний — до 0,2 МПа и высокий — при давлении свыше 0,2 МПа.

Рекламные предложения:

Читать далее: Электрический ток, проводники и изоляторы в автомобилях

Категория: — Техническое обслуживание автомобилей

→ Справочник → Статьи → Форум

Источник: http://stroy-technics.ru/article/turbonadduv-v-dizelyakh

Устройство и принцип действия турбокомпрессора авто

Устройство и принцип действия турбокомпрессора направлены на увеличение давления топлива в коллекторе впуска для обеспечения максимального поступление кислорода в камеру, где происходит сгорание.

Основное назначение турбины – значительное увеличение мощности двигателя. Даже увеличение давления на 1 атмосферу в коллекторе приводит к попаданию в двигатель двойной порции кислорода.

Это позволяет даже небольшому двигателю отдавать такую мощность, как вдвое больший его аналог, но не оснащенный турбонаддувом.

Рассмотрим, принцип работы турбины на авто. Поток выхлопных газов поступает из выпускного коллектора в горячую часть турбины, там воздействует на лопасти крыльчатки, приводя ее в движение вместе с валом. На нем закреплена также крыльчатка компрессора, расположенного в холодном отсеке турбины. Она при вращении повышает давление в системе впуска, обеспечивая увеличенное поступление в камеру сжигания топлива и воздуха.

Устройство турбины автомобиля не сложное, она состоит из:

  • Улитки компрессора, которая всасывает воздух, а затем нагнетает его в коллектор впуска;
  • Улитки, расположенной в горячей части – здесь выхлопные газы заставляют вращать турбину, после чего выбрасываются в систему отработанных газов на выход;
  • Крыльчатки компрессора, а также ее аналога в горячей части;
  • Шарикоподшипникового картриджа;
  • Корпуса, соединяющего улитки, имеющего систему охлаждения и системы подшипников.

Во время работы устройство подвергается значительным термодинамическим нагрузкам. Попадающие в турбину выхлопные газы достигают температуры 900°С, из-за чего ее корпус делают чугунным, причем для отливки используется особая технология.

Обороты турбинного вала могут достигать показателя 200 000 об/мин, поэтому в конструкцию устанавливают высокоточные детали, которые тщательно подгоняют и затем балансируют. Также для турбины предъявляются высокие требования к смазочным материалам.

Отдельные турбонагнетатели оборудованы так, что система смазки является одновременно охлаждением узла подшипников.

Охлаждающая система турбокомпрессоров необходима для улучшения передачи тепла от его механизмов и частей. Наиболее распространенные варианты охлаждения деталей — масляный способ и комплексное охлаждение антифризом и маслом. Оба типа имеют свои преимущества, но не лишены и недостатков.

Достоинства:

  • Простая конструкция;
  • Удешевление турбокомпрессора.

Недостатки:

  • Меньшая эффективность в сравнении с системой, где выполняется использование антифриза с маслом;Высокая требовательность к составу масла;
  • Необходимость часто его менять;
  • Требовательность к контролированию температурного режима.

Изначально устройство турбокомпрессора имело только масляное охлаждение, которое быстро достигало высоких температур, проходя через подшипники. Такое масло начинает сразу закипать, возникает эффект коксования, из-за которого забиваются каналы, существенно ограничивая доступ охлаждения и смазки к подшипникам.

В результате подшипники изнашиваются, их заклинивает, необходим дорогостоящий ремонт. У такой неполадки имеется несколько причин:

  • Некачественное или не то, которое рекомендовано для двигателя масло;
  • Превышение сроков замены масла;
  • Неисправности смазочной системы двигателя автомобиля.

Преимуществом этого варианта становится большая эффективность получаемого охлаждения. Существенный недостаток – усложнение конструкции турбонагнетателей, что повышает их стоимость.

Устройство турбонаддува в варианте охлаждения турбин антифризом и маслом более сложное, поскольку в нем имеется отдельный масляный контур, а также система с охлаждающей жидкостью. Зато повышается эффективность работы, устраняются проблемы закипания масла.

Для такого турбонагнетателя масло служит, как и прежде, для охлаждения и смазки подшипников, а антифриз, подаваемый из общей цепи охлаждения двигателя, предотвращает перегрев и не дает закипать маслу. Из-за такой сложности увеличивается цена турбонагнетателя.

Что такое интеркулер на авто?

При работе горячей турбины воздух, нагнетаемый компрессором в ее корпусе, сильно сжимается, отчего происходит его нагрев. Это вызывает нежелательные последствия, поскольку при высокой температуре в воздухе меньше кислорода. Значит, эффективность наддува также снижается.

Для борьбы с подобным явлением начали, используя рекомендации ученых, устанавливать в турбину интеркулер – вспомогательный охладитель воздуха.

Конструкторы устройства отмечают, что нагрев воздуха далеко не единственная задача, которую им приходится решать при проектировании турбины.

Насущной проблемой также становится ее инерционность – задержка реакции двигателя на открытие в коллекторе дроссельной заслонки.

Турбина максимально эффективна, когда достигаются определенные обороты вращения коленчатого вала. Среди автолюбителей даже распространено мнение, что турбонаддув включается только тогда, когда скорость автомобиля достигает определенного значения. Хотя турбина работает постоянно, а значение числа оборотов, при которых ее действие наиболее эффективно, для каждого двигателя индивидуальное.

Отличия твин турбо и битурбо

Решая проблемы устройства турбин, конструкторами была разработана схема, в которой соединились нагнетатели двух компрессоров. Эта конструкция получила название twin-turbo.

Твинтурбо – это система, в которой несколько одинаковых турбин соединены параллельно. Их задача – повысить давление и объем поступающего воздуха. Система управления включает твин-турбо в момент, когда необходимо получить на повышенных оборотах максимальную мощность.

Подобный компрессор реализован в прославленном японском авто бренда Nissan, который получил имя Skyline Gt-R.

В нем установлен мотор rb26-dett. Аналогичная система, однако, оснащенная одинаковыми небольшими турбинами позволяет получить заметный прирост мощности даже при малых оборотах, при этом поддерживать турбонаддув постоянно.

Последовательное соединение разных турбин получило название «битурбо».

Конструкция сделана так, что при невысоких оборотах функционирует лишь маленькая турбина, которая обеспечивает «отзывчивость» при плавно изменяемой скорости. Если обороты резко возрастают, включается «крупная» турбина». Это позволяет машине получить значительный прирост производительности, причем в любом диапазоне функционирования двигателя. Подобная система реализована в моделях BMW biturbo, тюнинг которых вызывает восхищение.

В числе современных разработок, уже радующих автовладельцев, турбина VGT, у которой лопатки крыльчатки изменяют свой угол наклона, направляя ее в сторону, куда направлены выхлопные газы.

Когда обороты двигателя небольшие, становится более узким пропускное сечение выхода в турбину выхлопных газов, поэтому «выхлоп» получается более быстрым. Чаще эту систему применяют для дизельных агрегатов, но есть разработки и для бензиновых двигателей.

Также к инновационным разработкам относится система twinscroll, где благодаря двойному контуру, по которому совершают обход выхлопные газы, получается, что их энергия вращает общий ротор с компрессором и крыльчаткой.

При этом имеется два варианта реализации:

  1. Выхлопные газы проходят одновременно оба контура и система функционирует как twinturbo.
  2. Второй тип работает наподобие схемы biturbo – имеется два контура, у которых разная геометрия. Когда обороты невысокие, выхлопные газы идут по краткому контуру, увеличивающему энергию и скорость благодаря небольшому диаметру. Если обороты повышаются, выхлопные газы поступают в контур, имеющий больший диаметр – при этом рабочее давление сохраняется во впускной системе и отсутствует запор для выхлопных газов. Распределение регулируют механические элементы — клапаны, переключающие потоки.

Сейчас  выпускают усовершенствованные турбины, поэтому их популярность возрастает все больше . Турбокомпрессоры перспективны как в плане форсирования моторов, так и потому, что повышают экономичность двигателя, чистоту его выхлопа.

Источник: http://avto-partner.net/news/Ustroystvo-i-printsip-deystviya-turbokompressora-avto

Для чего нужна турбина в автомобиле и как она работает

Слово «турбонаддув» хоть раз в жизни слышал, вероятно, каждый автомобилист. Еще в старые советские времена среди гаражных мастеров ходило множество невероятных слухов о колоссальном приросте мощности, даваемом турбонаддувом, однако реально с моторами такого типа в легковых авто никто тогда не сталкивался.

Сегодня же наддувные двигатели прочно вошли в нашу действительность, однако в реальности далеко не каждый может сказать о том, как работает турбина в автомобиле, и какая существует реальная польза либо вред от использования турбины.

Что ж, попробуем разобраться в этом вопросе и узнать, каков принцип работы турбонаддува, а также о том, какие он имеет преимущества и недостатки.

Автомобильная турбина — что это такое

Говоря простым языком, автомобильная турбина представляет собой механическое устройство, подающее в цилиндры воздух под давлением. Задачей турбонаддува является увеличение мощности силового агрегата при сохранении рабочего объема мотора на прежнем уровне.

То есть, по факту, используя турбонаддув, можно добиться пятидесятипроцентного (и даже более) прироста мощности в сравнении с безнаддувным мотором аналогичного объема. Обеспечивается повышение мощности тем, что турбина подает в цилиндры воздух под давлением, что способствует лучшему горению топливной смеси и, как результат, мощностной отдаче.

Чисто конструктивно турбина представляет собой механическую крыльчатку, приводимую в действие выхлопными газами двигателя. По сути, используя энергию выхлопа, турбонаддув способствует захвату и подаче «жизненно важного» для мотора кислорода из окружающего воздуха.

Сегодня турбонаддув выступает самой эффективной в техническом плане системой для повышения мощности мотора, а также достижения малого расхода топлива и токсичности отработанных газов.

как работает автомобильная турбина:

Турбина одинаково широко применяется как на бензиновых силовых агрегатах, так и на дизелях. При этом в последнем случае турбонаддув оказывается наиболее эффективным ввиду высокой степени сжатия и малой (относительно бензиновых моторов) частоты вращения коленвала.

Кроме того, эффективность применения турбонаддува на бензиновых двигателях ограничена возможностью проявления детонации, которая может возникать при резком увеличении оборотов мотора, а также температура выхлопных газов, которая составляет порядка одной тысячи градусов по Цельсию против шестисот у дизеля. Само собой, что подобный температурный режим способен привести к разрушению элементов турбины.

Конструктивные особенности

Несмотря на то, что турбонаддувные системы у различных производителей имеют свои отличия, существует и ряд общих для всех конструкций узлов и агрегатов.

В частности, любая турбина имеет воздухозаборник, установленный непосредственно за ним воздушный фильтр, заслонку дросселя, сам турбокомпрессор, интеркулер, а также впускной коллектор. Элементы системы соединяются между собой шлангами и патрубками, выполненными из прочных износостойких материалов.

Как наверняка заметили читатели, знакомые с конструкцией автомобиля, существенным отличием турбонаддува от традиционной системы впуска является наличие интеркулера, турбокомпрессора, а также конструктивных элементов, предназначенных для управления наддувом.

Турбокомпрессор или, как его еще называют, турбонагнетатель, представляет собой основной элемент турбонаддува. Именно он отвечает за увеличение давления воздуха во впускном тракте двигателя.

Конструктивно турбокомпрессор состоит из пары колес – турбинного и компрессорного, которые размещаются на роторном валу. При этом каждое из этих колес имеет собственные подшипники и заключено в отдельный прочный корпус.

Турбины для двигателей Deutz

Для более ясного представления о том, как работает турбина в автомобиле, прежде всего необходимо ознакомится с принципом работы двигателя внутреннего сгорания. Сегодня, основная масса грузовых и легковых автомобилей оснащаются 4-х тактными силовыми агрегатами, работа которых контролируется впускными и выпускными клапанами.

Каждый из рабочих циклов такого двигателя состоит из 4 тактов, при которых коленвал делает 2 полных оборота

Впуск — при этом такте осуществляется движение поршня вниз, при этом в камеру сгорания поступает смесь топлива и воздуха (если это бензиновый двигатель) или только воздуха в случае если это дизельный агрегат.

Компрессия — при этом такте происходит сжатие горючей смеси.

Расширение — на этом этапе происходит воспламенение горючей смеси при помощи искры, вырабатываемой свечами. В случае с дизельным двигателем, воспламенение осуществляется произвольно под действием высокого давления впрыска.

Выпуск — поршень двигается вверх, при этом освобождаются выхлопные газы.

Такой принцип работы двигателя определяет следующие способы повышения его эффективности:

— Установка турбонаддува
— Увеличение рабочего объёма двигателя
— Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Увеличение рабочего объёма двигателя

Увеличение объёма двигателя возможно двумя путями: либо увеличением объема камер сгорания, либо — увеличением количества цилиндров в силовом агрегате. Однако такой способ повышения мощности не совсем оправдан, так как имеет ряд недостатков, среди которых: повышенный расход топлива.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как запустить двигатель в мороз

Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Еще один возможный способ повышения производительности двигателя заключается в увеличении числа оборотов коленчатого вала. Это достигается путем увеличения количества ходов поршня за единицу времени. Но использование такого способа имеет жесткие ограничения, которые обусловлены техническими возможностями двигателя. Кроме этого, такая модернизация приводит к падению эффективности работы силового агрегата из-за потерь при впуске и других операциях.

Турбонаддув

В двух предыдущих способах двигатель использует воздух, который поступает благодаря собственному нагнетанию. При использовании турбокомпрессора в цилиндр поступает тот же объем воздуха но с предварительным его сжатием.

Это дает возможность поступлению большего количества воздуха в цилиндр, благодаря чему появляется возможность сжигания большего объема топлива.

При использовании такой технологии, мощность двигателя возрастает по отношению к количеству потребляемого топлива и объему двигателя.

Охлаждение воздуха

В процессе компрессии воздух может нагреваться вплоть до 180 С. Однако воздух имеет свойство увеличения плотности при охлаждении, что дает возможность значительно увеличить объем воздуха, попадающего в цилиндр. Кроме этого, увеличение плотности воздуха существенно снижает расход топлива и количество выбросов продуктов сгорания.

Также существует два разных типа турбонаддува: турбокомпрессор, основанный на использовании энергии выхлопных газов и турбонагнетатель с механическим приводом.

Турбонагнетатель с механическим приводом

В случае использования такого типа компрессии, воздух сжимается благодаря специальному компрессору, который работает от привода двигателя. Но такой метод имеет один большой недостаток. Все дело в том, что при использовании механического турбокомпрессора часть мощность двигателя уходит на обеспечение работы самого компрессора, по этому двигатель, оборудован таким нагнетателем, имеет больший расход топлива чем обычный двигатель такой же мощности.

Турбокомпрессор основанный на использовании энергии выхлопных газов

Такой метод основан на использовании энергии выхлопных газов, которая направлена на привод турбины. При использовании такого способа отсутствует механическое соединение с двигателем, благодаря чему потери мощности не происходит.

Основные преимущества двигателей с турбонаддувом

1) Турбодвигатель имеет меньшее показатели по расходу топлива нежели двигатель без турбины той же мощности и при прочих равных условиях.

2) Силовой агрегат с с турбонаддувом имеет заметно лучшие показатели соотношения веса двигателя к развиваемой им мощности.

3) Использование турбокомпрессора открывает новые возможности по оптимизации других параметров и характеристик двигателя, а также улучшения крутящего момента, что позволит избежать очень часто переключения передач при езде в пробках или гористой местности.

4) Турбодвигатели работают тише чем агрегаты такой же мощности без турбонаддува.

Источник: http://brturbo.ru/vsyo-o-turbinah/printsip-raboty-tyrbiny.html

Как поставить турбину на ваз 2110

Самый простой способ увеличить мощность своей машины – это установить какую-нибудь турбину или же турбонаддув. Последний вариант является самым простым и надежным способом извлечения дополнительной мощности из стокового мотора. Также наддув обеспечивает и некоторое уменьшение расхода топлива и даже снижение содержание отравляющих веществ в выхлопных газах.

  • 1 Основы
  • 2 Принцип работы
  • 3 Минусы наддува

Основы

Отличие наддува от различных видов турбин заключается в том, что для создания давления турбонаддув использует энергию выхлопных газов. Вообще турбонаддув можно использовать как на дизельных, так и на бензиновых автомобилях. Поскольку нас интересует ВАЗ 2110 то и вариант также интересен бензиновый.

Однако стоит отметить, что самый большой положительный эффект достигается все же на дизельных моторах из-за свойственной им высокой степени сжатия. На бензиновых двигателях иногда ставить турбонаддув не имеет смысла, так как может возникать непредвиденная детонация вследствие резко увеличившихся оборотов коленчатого вала.

Также резко повышается температура отработавших газов, а так как турбонаддув автомобиля ВАЗ 2110 работает на энергии выхлопа то и сам наддув очень греется.

Вся система наддува на ВАЗ 2110 будет состоять из:

  • Компрессора.
  • Предохранительного клапана.
  • Регулятора давления.
  • Интеркулера.

Регулятор давления выполняет самую значимую работу. Он корректирует значение давления и представляет собой перепускной клапан особого вида.

То есть не все отработавшие газы следуют в наддув чтобы обеспечить его вращение – часть следует в обход, тем самым и изменяется давление.

В зависимости от типа выбранного наддува для ВАЗ 2110 привод клапана может быть либо электрическим, либо пневматическим. Работа его также основывается на снимаемых показаниях со специальных датчиков.

Принцип работы

Первое, что нам необходимо усвоить – это то, что работа компрессора основывается на энергии выхлопных газов, то есть отличия от механического компрессора очень значительные.

Значительная часть выхлопных газов поступает не в выхлопную систему, а направляется в турбонаддув для того, чтобы вращать турбинное колесо. Колесо, в свою очередь, сжимает поступающий воздух.

Далее уже сжаты воздух поступает под давлением в интеркулер, где охлаждается переде тем как попасть в цилиндры двигателя.

За счет охлаждения воздуха удается немного повысить давление и снизить температуру топливной смеси в цилиндрах, чтобы двигатель не перегревался.

Турбонаддув на ваз 2110 принцип работы

Как уже сказано, турбонаддув автомобиля ВАЗ 2110 не связан жестко с коленчатым валом двигателя машины. Связь осуществляется косвенно: чем выше обороты вала, тем больше сгорает топлива и как следствие сгорает больше топлива, то есть вырабатывается больше выхлопных газов и выше их давление при раскрутке ротора компрессорного колеса.

В это моменте наддув незначительно уступает механическому компрессору. Там связь его подвижных частей с коленчатым валом что ни на есть прямая: от вала осуществляет привод турбины через ремень, то есть чем быстрее вращается вал, тем быстрее вращается шкив передающий крутящий момент через ремень на колесо турбины.

И ускорение вращения турбины происходит моментально.

Ее плюс заключается в том, что два наддува на каждый ряд цилиндров имеют значительно меньшую инерцию, чем одна большая турбина на весь двигатель.

За счет такого решение можно добиться плавности работы и полной синхронизации работы с валом двигателя, избавится от таких негативных эффектов, как турбояма и турбоподхват. Для автомобилей, участвующих в гонках даже были разработаны системы наддувов из трех или даже четырех компрессоров.

Также существует масса серийных автомобилей, где применяются комбинации из механического компрессора и турбонаддува. На малых оборотах работает механика, а когда обороты достигают определенного значения работать начинает турбина. Таким способом также удается убрать эффект турбоямы.

На нашей ВАЗ 2110 рационально будет использовать, конечно же, один наддув, так как построение более сложных систем обойдется дороже, чем вся машина.

Минусы наддува

Первым и самым отталкивающим является, конечно же, цена наддува для ВАЗ 2110. Затем следует значительное повышение износа узлов мотора из-за увеличения мощности. И хоть мотор “десятки” крайне пригоден к капитальному ремонту это все равно не самое лучшее, что могло бы быть.

Также придется использовать дорогое масло для мотора машины и всегда четко и вовремя проводить техническое обслуживание турбонаддува и двигателя.

Также придется следить за тем, что б значение компрессии в цилиндре двигателя всегда было на уровне, так как появление картерных газов в большом количестве может быстро “убить” турбину.

Как установить турбину на «Жигули?

В последнее время владельцам отечественной классики все чаще хочется как-то усовершенствовать свое транспортное средство, в частности, и путем прибавления мощности мотора.

Добиться этого можно с помощью турбокомпрессора, присутствие которого существенно повышает мощностные характеристики авто.

Но можно ли назвать установку турбины на ВАЗ оправданным вложением денег? Давайте попытаемся это выяснить.

Что даст турбонаддув автомобилю

Все преимущества и недостатки автомобилей с турбированным типом двигателя выплывают из характеристик турбонаддува.

Прежде всего, необходимо понимать, что турбонаддув — это вид наддува, при котором воздух в цилиндры мотора поступает под давлением, чему способствует энергия отработанных газов. Благодаря этому факту, турбированные силовые агрегаты транспортных средств обладают большей литровой мощностью, а значит, и динамические особенности такого автомобиля будут намного выше, чем у атмосферных вариантов.

Установить турбину можно на любой тип мотора, как бензиновый, так и дизельный, но основное требование – она должна быть качественной. Только качественное изделие от надежного производителя сможет улучшить характеристики двигателя вашего транспортного средства.

Важно!Силовой агрегат машины должен быть в идеальном состоянии, иначе даже установка турбины не позволит добиться максимальных показателей.

Учитывая тот факт, что в движение турбина приводится посредством воздействия на нее выхлопных газов, то и работать она может только при запущенном моторе. То есть, можно сказать, что мотор работает сам на себя.

Источник: https://news.myseldon.com/ru/news/index/218840429

Сжать посильнее: Турбонаддув

Если просто закачивать в цилиндры больше топлива, оно не будет сгорать. Для сгорания нужен воздух, и доставить его к мотору помогает нагнетатель

Исторический Mercedes 540K и современный Mercedes CL объединяет то, что их моторам помогает работать механический компрессор

Турбонагнетатель состоит из двух турбин, вращающихся на одной оси.

Система twin turbo работает в широком диапазоне оборотов двигателя

Любой настоящий автомобилист мечтает ездить хоть немного быстрее и динамичнее других. У нас главным средством придания автомобилю «спортивности» считается навешивание на него различных спойлеров — дешево и красиво, но вряд ли эффективно.

Американцы, не мудрствуя лукаво, делают ставку на большой рабочий объем атмосферного мотора, увеличивая объем цилиндров и их количество. Приятно слышать звук мощной «шестерки» или «восьмерки» под капотом — если бы еще бензин был подешевле Европейцы и японцы предпочитают интеллигентный инженерный подход, не увеличивающий размеры и вес двигателя.

В числе прочих используемых мер наиболее популярно принудительное нагнетание топливной смеси в цилиндры.

Дело в том, что в обычных условиях двигатель может засосать ограниченное количество топливо-воздушной смеси. Зато при помощи нагнетателя ее можно затолкать в цилиндры гораздо больше, при этом надо обязательно позаботиться о том, чтобы обеспечить оптимальные условия ее сгорания. Соответственно, сжигая в единицу времени больше топлива, двигатель будет более мощным.

Анатомия

Существует два основных типа нагнетателей — механический (объемный) компрессор и турбокомпрессор.

Механический компрессор был изобретен братьями Рутс еще на заре автомобилестроения, ранее широко применялся на спортивных и престижных автомобилях, дожил до наших дней, хотя и сильно уступил позицию турбокомпрессору. Расцвет механических нагнетателей пришелся на середину XX века. В качестве хрестоматийного примера можно вспомнить фашистские Mercedes 540К и 770, любимые машины верхушки Третьего рейха.

В корпусе объемного нагнетателя, снабженном ребрами охлаждения, с минимальными зазорами вращались в противоположные стороны два ротора. В сечении они напоминали цифру 8. Перетекание воздуха происходило за счет его объемного вытеснения.

Упомянутые механические компрессоры были связаны с валом двигателя через муфту сцепления, расположенную на торце коленвала, и шестеренчатую передачу. Сцепление срабатывало при нажатии до отказа на педаль акселератора — и механический наддув включался. Однако топливная смесь, то есть смесь воздуха с топливом, обязана иметь строго определенные пропорции.

Нарушение рецепта ухудшает или даже делает невозможным процесс сгорания, поэтому увеличение количества нагнетаемого воздуха требует пропорционального увеличения подачи топлива. Для этого карбюратор Mercedes снабжался дополнительными жиклерами, включавшимися в работу при действии компрессора. Результат соответствовал ожиданиям, хотя не проходил для автомобиля бесследно.

Прирост мощности со 115 л.с. до 180 л.с. был вреден мотору и использовался кратковременно — к примеру, когда нужно от кого-нибудь удрать или, наоборот, догнать.

Механический компрессор хорош своей нетребовательностью к качеству масла, надежностью и способностью не отставать от скорости вращения коленвала.

Турбокомпрессор изобретен швейцарцем Бюши в 1905 году, но ввиду технологических трудностей нашел применение на автомобилях сравнительно недавно. А вот идущая в авангарде авиация взяла это изобретение на вооружение еще в 20-е годы.

Правда, задача турбокомпрессора на самолете несколько иная — с его помощью компенсируют разреженность воздуха (а значит, и недостаток необходимого для сгорания топлива кислорода) на большой высоте.

В автомобиле турбокомпрессор выполняет ту же функцию, что и механический нагнетатель — позволяет двигателю «перерабатывать» в единицу времени больше воздуха и бензина. Турбокомпрессор состоит из компрессора и турбины, роторы которых вращаются на общей оси.

Теоретически скорость вращения турбины зависит от энергии выхлопных газов, которые ее вращают. Агрегат легок и компактен, не в пример механическому компрессору, что объясняет его лидерство на рынке. Кроме того, турбокомпрессор не отбирает мощность с вала двигателя.

Оснащенный турбокомпрессором двигатель мощнее, «эластичнее» и экономичнее своего атмосферного собрата аналогичной мощности. Особо популярны турбокомпрессоры на дизельных грузовиках. А уж на спортивных машинах и «заряженных» версиях обычных легковушек без турбо не обойтись никак.

Однако турбокомпрессор обладает и серьезным недостатком. Это большая инерционность, не позволяющая ему чутко откликаться на движение педали акселератора. Ротор не способен мгновенно набрать высокие обороты, поэтому говорят о существовании так называемой «турбоямы» — мотор «просыпается» только тогда, когда наберет высокие обороты. Поэтому иногда вместо одного турбокомпрессора ставят два, меньших размеров, с более легкими роторами.

Турбокомпрессор — вещица высокотехнологичная и не терпит пэтэушного подхода. Объясняется это тем, что ротору приходится раскручиваться до 150 тысяч об./мин. На таких скоростях (а скорость лопаток турбины близка к скорости звука!) малейший дисбаланс, перекос или неточность приведут к неминуемому разрушению узла. Ось вращается во втулках. Неподвижные втулки обязательно сгорят из-за нежелания масляной пленки терпеть издевательства над собой.

Поэтому втулки научили вращаться в корпусе, что вдвое снизило соотношение угловых скоростей в узле. Сама турбина, вращающаяся в потоке раскаленных выхлопных газов, обязательно должна быть изготовлена из дорогих и термостойких сплавов. Вероятно, в будущем производители перейдут на керамические турбины. Так как турбокомпрессор включен в систему смазки двигателя, масло постарается пролезть в выхлопной и всасывающий коллекторы.

Чтобы не допустить этого, были придуманы специальные уплотнения — обычные сальники в таких экстремальных условиях работать не умеют.

Питание

В соответствии с законами физики воздух, сжимаемый компрессором, нагревается, и плотность его падает, ухудшая наполнение цилиндров. Иногда, чтобы охладить воздух, его пропускают через радиатор или, по‑научному, интеркулер. Турбонаддув с промежуточным охлаждением работает более эффективно.

Чтобы избежать чрезмерного увеличения давления наддува на высоких оборотах, способного повредить двигатель, существуют регулировочные клапаны. При повышении давления на впуске срабатывает мембрана, связанная с тарельчатым клапаном, встроенным в выпускную систему. Часть выхлопных газов пускается в обход турбины, и производительность турбокомпрессора падает.

Конечно, наддув удорожает стоимость двигателя (и, соответственно, автомобиля), снижает его ресурс. Как и любой продукт высоких технологий, турбокомпрессор нуждается в квалифицированном техническом обслуживании и может в самый неподходящий момент выйти из строя. Так что водителям, спокойно следующим из пункта А в пункт Б, наддув совершенно не нужен.

Но когда на ровной магистрали перед капотом асфальтовая лента до горизонта — и, повинуясь акселератору, «просыпается» и подает свой голос турбина Вот тогда, чувствуя, как машина обретает новый импульс движения, настоящий любитель скорости в очередной раз ощущает, что наддув — это вещь!

Источник: https://www.popmech.ru/vehicles/8186-szhat-posilnee-turbonadduv/

Как работает турбонаддув

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.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как выгнать воздух из системы охлаждения

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.

Источник: http://turbomicron.by/o-remonte/printsip-raboty-turbin

Что такое турбонаддув?

Сегодня мы поговорим о том, как небольшой по своим размерам механизм, с виду очень похожий на улитку, способен повысить мощность двигателя в несколько раз. Мы спросили автоинструкторов, что же такое турбонаддув, как с данным механизмом обращаться, и вот что они нам рассказали.

Конструкция «турбины»

В первую очередь мы хотим отметить, что больших различий в конструкции турбонаддувов для разных моделей машин нет. Есть лишь вариации в размерах и дизайне некоторых узлов. По словам инструкторов по вождению, большинство автомобилистов используют термин «турбина», хотя это не совсем верно.

Турбиной называют одну из составляющих турбонаддува, состоящую из корпуса, системы уплотнений, вала с крыльчатками, двух улиток (в них вращаются крыльчатки), одного упорного и двух опорных подшипников скольжения. Сюда же крепится пневмопривод, который приводит в работу перепускной клапан. Заметим, что в некоторых моделях его нет. Основная цель перепускного клапана заключается в регулировке оборотов турбины и производительности компрессора.

Когда на выходе давление воздуха превышает оптимальное, то пневмопривод, который открывает клапан, срабатывает, таким образом, какая-то небольшая часть выхлопных газов выходит напрямую в выхлопную систему, и из-за этого обороты турбины становятся меньше.

Турбина — это крыльчатка на валу, приводящая во вращение компрессор. Турбина изготавливается из жаростойкого сплава, вал — из среднелегированной стали, а компрессор — из алюминия. Напомним, что данные детали не ремонтируются, а просто заменяются. Исключением является вал, который иногда получается перешлифовать и сделать под него новые подшипники.

Для чего нужен турбонаддув?

Как известно, для горения топлива нужен кислород. В цилиндрах сгорает топливно-воздушная смесь, а не топливо. Топливо смешивается с воздухом не на глазок, а в определенном соотношении. Например, для бензиновых двигателей — это 1:15 (топливо и воздух соответственно).

Как видно из примера, воздуха требуется довольно много. При увеличении подачи топлива, подача воздуха увеличивается. Стандартные двигатели получают его из-за небольшой разницы давлений в атмосфере и самом цилиндре. Данная зависимость прямая, ведь чем больше объем цилиндра, тем в него попадет больше кислорода.

Выхлопные газы, идущие из двигателя автомобиля, вращают определенным образом ротор турбины, а он приводит в движение другой механизм — компрессор, который доводит сжатый воздух непосредственно в цилиндры.

Но перед этим воздух проходит сквозь интеркулер, тем самым охлаждаясь.

Итак, чем больше в турбину попадает выхлопных газов, тем быстрее эта турбина вращается, то есть в цилиндры поступает больше воздуха, и соответственно мощность становится выше.

Почему турбонаддув столь непопулярен?

На «самообслуживание» наддува нужно совсем немного энергии мотора (около 1,5%). Кроме того, даровая энергия, затрачиваемая на сжатие воздуха, увеличивает КПД двигателя. Отсюда меньшие потери на трение, небольшой вес двигателя. Казалось бы, машины с турбонаддувом должны быть более экономичными, а это именно то, чего конструкторы хотели добиться. Но не все так гладко, как кажется на первый взгляд.

Скорость вращения турбины иногда достигает 200 000 об/мин, к тому же температура газов может достигать 1000°C. А чтобы сделать турбонаддув, способный выдерживать большие нагрузки долгое время, нужны не только значительные материальные средства, но и время.

Именно поэтому турбонаддув был широко распространен лишь в авиации во время 2-ой мировой войны. В 50-х г.г. прошлого столетия американская фирма Caterpillar стала использовать турбонаддув в тракторах, а Cummins — в своих грузовиках. Лишь в 1962 году турбонаддувами оснастили Chevrolet Corvair Monza и, взять хотя бы, Oldsmobile Jetfire.

Очевидные минусы

Дороговизна и сложность конструкции турбонаддува не являются основными недостатками данного устройства. Эффективность функционирования турбины зависит от оборотов мотора. Если обороты небольшие, и выхлопных газов мало, то ротор раскручивается слабо. В этом случае компрессор практически не дает цилиндрам дополнительный воздух. Именно поэтому бывает так, что до 3 000 оборотов двигатель не дотягивает, и «выстреливает» лишь после 4-5 тысяч. Это называется турбоямой.

Кстати, чем больше турбина, тем дольше она раскручивается, а это значит, что двигатели, оснащенные турбинами высокого давления, и с довольно высокой мощностью страдают турбоямой, как правило, в первую очередь.

У турбин, обеспечивающих низкое давление, подобных провалов тяги практически нет, однако и мощность они могут поднять не очень сильно. От турбоямы поможет избавиться схема с последовательным наддувом. В этом случае на малых оборотах начинает работать малоинерционный турбокомпрессор, который увеличивает тягу на «низах», а на высоких оборотах с повышением давления на выпуске включается другой механизм.

В прошлом столетии последовательный наддув применялся на суперкаре Porsche 959. В настоящее время можно упомянуть фирмы Land Rover и BMW. В случае бензиновых двигателей, к примеру, на Volkswagen, роль «заводилы» отдана приводному нагнетателю.

Пара «улиток»

На рядных двигателях часто ставится одиночный турбокомпрессор пара «улиток» (twin-scroll), где есть двойной рабочий аппарат. В каждую из этих «улиток» выхлопные газы попадают от различных групп цилиндров. При этом оба механизма дают газы одновременно на одну турбину, довольно эффективно раскручивая ее как на больших, так и на малых оборотах.

Чаще всего по-прежнему используется пара одинаковых турбокомпрессоров, которые параллельно обслуживают отдельные группы цилиндров.

материал о том, как проверить давление турбонаддува в движении при помощи манометра:

Удачи на дорогах!

В статье использовано изображение с сайта mashintop.ru

Источник: http://spokoino.ru/articles/ustroistvo_avto/chto_takoe_turbonadduv/

Принцип работы двигателя с турбонаддувом

В природе не существует такой вещи, как идеальное изобретение: мы всегда можем сделать что-то лучше, дешевле, эффективнее и экологически более чистым. Возьмите двигатель внутреннего сгорания. Вы думаете, что это невероятно, что автомобиль, работающий на жидкости, может ускорить ваше путешествие из пункта А в пункт B в разы.

Но всегда существует возможность создать двигатель, который будет работать быстрее, на большие расстояния, или использовать меньше топлива. Одним из способов улучшить двигатель является использование турбонаддува – пары вентиляторов, которые направляют выхлопные газы из задней части двигателя в его переднюю часть, тем самым предоставляя двигателю больше мощности.

Мы все слышали о турбированных движках, но как именно это работает? Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее!

Турбонаддув. Что это?

Вы когда-нибудь видели автомобили, которые проезжали мимо вас в облаке зловонного дыма, источником которого была их выхлопная труба? Для всех является очевидным тот факт, что выхлопные газы загрязняют окружающую среду, но менее очевидным остается тот факт, что это так же и пустая трата драгоценной энергии.

Выхлопные газы являются смесью горячих газов, которые выходят из двигателя на приличной скорости и вся энергия, которая в них содержится – температуры и движения (кинетическая энергия) – бесполезно рассеивается в атмосфере.

Разве не было бы замечательно, если бы двигатель мог использовать энергию выхлопных газов для собственного ускорения? Именно этим и занимается турбонаддув.

Автомобильные двигатели получают свою мощность от сгорания топлива в крепких металлических емкостях, которые называются цилиндрами. Воздух поступает в каждый цилиндр, смешивается там с топливом, и сгорает, при этом происходит небольшой взрыв, который приводит в движение поршень, а тот в свою очередь приводит в движение валы и шестерни, которые вращают колеса автомобиля.

Когда поршень возвращается в первоначальное положение, он выталкивает отходы воздушно-топливной смеси из цилиндров. Это и есть выхлопные газы. Количество энергии, которую может произвести автомобиль, напрямую связано с тем, как быстро он сжигает топливо.

Чем больше цилиндров в двигателе и чем больше они в объеме, тем больше топлива он может сжечь каждую секунду и (по крайней мере, теоретически) тем быстрее сможет ехать автомобиль.

Из урока приведенного выше мы уяснили, что одним из способов сделать автомобиль гораздо быстрее, это добавить больше цилиндров. Вот почему сверхбыстрые спортивные автомобили, как правило, оснащены восьмью или двенадцатью цилиндрами, а не четырьмя шестью, как стандартные семейные транспортные средства.

Другой способ заключается в использовании турбонаддува, который нагнетает больше воздуха в цилиндры, чтобы двигатель мог сжигать топливо с большей скоростью. Турбонаддув является простой, относительно дешевой, дополнительной конструкцией, которая помогает извлечь из двигателя больше мощности.

Это изобретение вошло в ТОП 10 улучшений в конструкции двигателя со времен его создания (об этом, а также о многом другом, более подробнее здесь).

Как работает турбонаддув?

Если вы знакомы с принципом работы реактивного двигателя, то вы на полпути к пониманию принципа работы автомобильного турбонаддува. Реактивный двигатель всасывает холодный воздух спереди, сжимает его в камере, где он сгорает с топливом, а затем выпускает горячий воздух с обратной стороны двигателя на большой скорости.

Когда горячий воздух покидает двигатель, он проходит мимо турбины (которая внешне немного похожа на очень компактную металлическую лестницу), что приводит в движение компрессор (воздушный насос) в передней части двигателя. Этот компрессор толкает воздух в двигатель, чтобы сжечь топливо должным образом. Принцип работы турбонаддува в автомобиле практически точно такой же. Он использует выхлопные газы для приведения турбины в действие.

Она вращает воздушный компрессор, который нагнетает дополнительный воздух в цилиндры, чтобы сжигать больше топлива каждую секунду. Вот почему автомобили с турбонаддувами обладают большей мощностью.

Как это работает на практике? Фактически турбокомпрессор – это два небольших вентилятора (так называемые лопастные колеса или газовые насосы), которые размещены на одном металлическом валу, так что оба вращаются в одну сторону. Один из этих вентиляторов, который называется турбиной, расположен на пути потоков выхлопных газов из цилиндров двигателя.

Как только цилиндры выпускают горячий газ, он вращает лопасти вентилятора, что приводит в движение вал, на котором размещен вентилятор. Второй вентилятор, который называется компрессором, также начинает вращаться, так как расположен на одном валу с турбиной.

Он установлен внутри воздухозаборника автомобиля, поэтому, как только он начинает вращаться, он засасывает воздух в машину и нагнетает его в цилиндры.

Но на этом этапе возникает небольшая проблема. Если вы сжимаете газ, вы повышаете его температуру. Горячий воздух имеет меньшую плотность, а это уменьшает его эффективность в помощи при сгорании топлива.

Так что, было бы намного лучше, если бы воздух, поступающий из компрессора, охлаждался до того, как он попадет в цилиндры.

Для того, чтобы решить эту проблему и охладить воздух, выход из турбокомпрессора проходит через теплообменник, который забирает лишнюю температуру себе и направляет ее в более подходящие места.

Существует ряд мнений, что турбины ненадежны, что они часто ломаются и требуют полной замены. Мы не совсем согласны с этим утверждением. Почему? Об этом читайте в нашей статье: Есть ли недостатки у двигателей с турбонаддувом?

Схема работы турбонаддува с картинкой

Основная идея заключается в том, что выхлопные газы приводят в движение турбину (красный вентилятор), который непосредственно подключен (и питает) к компрессору (синий вентилятор), который нагнетает воздух в двигатель. Для простоты, мы показываем только один цилиндр. Давайте рассмотрим весь принцип работы пошагово.

1 . Холодный воздух поступает в воздухозаборник двигателя и направляется в компрессор.

2 . Вентилятор компрессора помогает засасывать воздух внутрь.

3 . Компрессор сжимает и нагревает поступающий воздух и выдувает его снова.

4 . Горячий, сжатый воздух из компрессора проходит через теплообменник, который охлаждает его.

5 . Охлажденный, сжатый воздух поступает в воздухозаборник цилиндра. Дополнительный кислород помогает сжигать топливо в цилиндре с большей скоростью.

6 . Так как в цилиндре сжигается больше топлива, он быстрее производит энергию и может отправлять больше мощности на колеса через поршни, валы и шестерни.

7 . Выхлопные газы из цилиндра выходят через выпускные трубы.

8 . Горячие выхлопные газы проходят мимо турбины и заставляют ее вращаться с высокой скоростью.

9 . Вращающаяся турбина установлена на том же валу, что и компрессор (на нашей картинке вал изображен оранжевым цветом). Таким образом, если вращается турбина, то и компрессор тоже.

10 . Выхлопные газы выходят из автомобиля, но при этом тратиться меньше ценной энергии, чем, если бы двигатель был без турбонаддува.

Источник: https://zap-online.ru/info/obsluzhivanie-avtomobiley/princip-raboty-dvigatelya-s-turbonadduvom

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Эксперт по технике
Как запустить пжд на урале

Закрыть