Чем плох двигатель с наддувом

Чем плох двигатель с наддувом

Накладки на педали: разновидности и особенности изделий

Сегодня у многих людей есть собственное транспортное средство. Чтобы оно служило как можно.

Замена передних стоек на Ford Focus II своими руками

Откручиваем ключём на 15, гайки поводков стеклоочистителя и небольшим рывком вверх снимаем.

Можно ли ставить на автомобиль аккумулятор большей ёмкости ?

Постоянно встречается такое мнение, что если на машину положен по мануалу аккумулятор на 63А/ч.

Плюсы и минусы двигателя с турбонаддувом

Турбонаддув — эффективная система повышения мощности двигателя. Помимо этого он обеспечивает.

Ремонт гниющих чашек передних стоек на Chrysler Voyager/Town&Country/Dodge Caravan 96-00

Одна из болезней всех «узкоглазых» Караванов и Вояджеров — это гниющие чашки аммортизаторов.

• Главная
• Узлы автомобиля
• По маркам авто

Двигатель

АКПП, МКПП

Топливная система

Система выпуска

Подвеска, трансмиссия и рулевое управление

Тормозная система

Системы охлаждения, отопления и кондиционирования

Кузов и салон

Электрика и электроника

Резина и диски

Оптика и свет

Тюнинг

Общая тематика

Электронные самоделки для авто

Полезные советы

Автомобильные новости

Новые статьи

• Тинькофф Страхование: электронный полис ОСАГО
• Встраиваем MP3-модуль в кассетную магнитолу
• На какой скорости достигается наименьший расход топлива
• Накладки на педали: разновидности и особенности изделий
• Обман ЛПМ кассетных магнитол на TDA3612/3611
• Методика точного подбора краски для автомобиля

Плюсы и минусы двигателя с турбонаддувом

Что такое турбонаддув?

Турбонаддув — вид наддува, при котором воздух двигателя подается под давлением использования энергии

Турбонаддув применяется как двигателях. Наиболее эффективен турбонаддув вследствие высокой степени сжатия двигателя невысокой частоты вращения мотора. Сдерживающими факторами применения турбонаддува двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана увеличением частоты вращения двигателя, высокая температура отработавших газов нагрев турбонагнетателя.

Отличительной особенностью двигателя является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана элементов. является основным конструктивным элементом турбонаддува повышение давления воздуха системе.

Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. охлаждения сжатого воздуха повышается его плотность давление. Интеркулер представляет собой радиатор воздушного или

Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува, который представляет собой перепускной клапан. Клапан ограничивает энергию отработавших газов, направляя часть турбинного колеса, обеспечивая оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится сигналов датчика давления наддува.

Также устанавливается предохранительный клапан. давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться или перепускаться компрессора

Принцип работы двигателя

Работа системы турбонаддува основана энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух его Нагретый при сжатии воздух охлаждается двигателя.

Турбонаддув жесткой связи валом двигателя работы системы зависит оборотов двигателя. обороты мотора, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает двигателя.

Система параллельными турбокомпрессорами применяется двигателях. Принцип работы системы основан что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая. двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается использования разных турбокомпрессоров оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше три последовательных четыре

Комбинированный наддув объединяет механический оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. оборотов подхватывает турбокомпрессор, нагнетатель отключается.

Минусы двигателя

В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии турбояма, резкое увеличение давления наддува после преодоления турбо подхват.

Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, – интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных сортов моторных масел соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. требователен воздушный фильтр.

Недостаток системы турбонаддува – чувствительность поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. работе условиях наступает «масляное голодание» турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести всего двигателя.

Как турбонаддув поднимает КПД ДВС

Вы используете Internet Explorer устаревшей и не поддерживаемой более версии. Чтобы не было проблем с отображением сайтов или форумов обновите его до версии 7.0 или более новой. Ещё лучше — поставьте браузер Opera или Mozilla Firefox.

Обсудить и задать вопросы можно в этой теме.

lenivec

аксакал

Как турбонаддув поднимает КПД ДВС, непонятно.
Ведь турбина турбокомпрессора хотя и усваивает энергию хвостовых газов, но мех.работу во внешнюю среду не отдаёт.

Откуда берётся прирост КПД непонятно. Кто понимает, прошу подробно пояснить

• 92
• инфо
• инструменты
• Ответить на сообщение

iodaruk

аксакал

lenivec> Откуда берётся прирост КПД непонятно. Кто понимает, прошу подробно пояснить

Тупо термодинамика-меньше энергия выхлопных-дальше по карно.

Механизм прост-больше альфа, больше полнота сгорания, меньше температура, существенно меньше теплотдача в стенки(выше давление и мощность, меньше температура, стенки теже).

• 26
• инфо
• инструменты
• Ответить на сообщение

Wyvern-2

координатор

lenivec> Как турбонаддув поднимает КПД ДВС, непонятно.
.
lenivec> Откуда берётся прирост КПД непонятно. Кто понимает, прошу подробно пояснить

Да, проще же паренной репы -часть энергии сгорания топлива бесполезно уходит с выхлопными газами. Эту то часть и «ловит» на выходе турбонадув/турбокомпаунд. И фсё

P.S. 40% К.П.Д. — это у огромных морских дизелей, с удельной мощностью менее 0,1л.с./кг Если чо

• 6
• инфо
• инструменты
• Ответить на сообщение

спокойный тип

старожил

lenivec> Как турбонаддув поднимает КПД ДВС, непонятно.
lenivec> Ведь турбина турбокомпрессора хотя и усваивает энергию хвостовых газов, но мех.работу во внешнюю среду не отдаёт.
lenivec> Откуда берётся прирост КПД непонятно. Кто понимает, прошу подробно пояснить

всё очень просто — за счёт приближения к оптимальному составу смеси на всех режимах работы

благодаря наддуву у тебя стабильное давление (выше атмосферного) во впускном коллекторе которым можно управлять , в результате стехиометрическая смесь в цилиндрах (при соответствующих картах в мозгах мотора)

без наддува — у тебя всё регулирует дроссельная заслонка, на впуске разряжение, давление меняется туда сюда — смесь дальше от оптимальной

промежуточное охлаждение — так же стабилизирует температуру на входе — плотность воздуха , точнее даже не стабилизирует а снижает до разумной величины, а то после турбокомпрессора воздух может быть очень горячий — и РАЗРЕЖЕННЫЙ (не случайно же в формулу молярной плотности газа входят и ТЕМПЕРАТУРА и ДАВЛЕНИЕ , нужно их обоих стабилизировать)

4.2.1. Особенности тюнинга посредством наддува

Различают 2 вида тюнинга двигателя посредством наддува. Первый, сравнительно простой вид, заключается в увеличении мощности имеющегося двигателя с наддувом. Второй, более сложный вид, состоит в наддуве двигателя, проектировавшегося первоначально для работы без наддува.

В первом случае можно повысить мощность относительно просто за счет увеличения давления наддува. Используемые для этого приемы будут рассмотрены ниже. Определяющим критерием здесь является прирост мощности двигателя примерно на 10 % при увеличении наддува на 0,1 бар. Но подходить к этому следует, конечно, достаточно осторожно. Без проведения дополнительных мероприятий нельзя рекомендовать повышение давления наддува двигателя более, чем на 0,1 бар. Это связано с возможностью возникновения детонации и перегрузок деталей кривошипно-шатунного механизма. Однако давление наддува можно увеличить, например, и на 0,2 бар, если дополнительно установить холодильник наддувочного воздуха или заменить уже имеющийся холодильник на холодильник большего размера, соответственно увеличив его пропускную способность. При форсировании двигателя за счет наддува возрастает тепловая нагрузка на детали цилиндро-поршневой группы и механическая нагрузка на трансмиссию. Поэтому, если не предпринять меры по более эффективному охлаждению наддувочного воздуха и усилению трансмиссии, то даже достаточно мощные двигатели можно форсировать лишь незначительно. Не рекомендуется эксплуатировать такие двигатели длительное время с полной нагрузкой.

Второй вид тюнинга, то есть последующее оснащение наддувом безнаддувного двигателя, предъявляет значительные требования к специальным знаниям, а также техническим решениям, которые практически может реализовать занимающаяся тюнингом фирма. Трудность заключается не только в том, что не всегда просто выбрать и настроить турбокомпрессор. Помимо этого необходимо конструировать некоторые детали заново или же изменить их конструкцию. И чем

больше должна быть мощность двигателя, тем выше, в принципе, затраты на проведение работ. В непосредственном окружении двигателя подвергаются изменениям или заново проектируются и изготавливаются следующие узлы и системы:

• передача силового потока от двигателя к трансмиссии (сцепление);

• система выпуска отработавших газов;

• впускной тракт системы питания, включая приготовление горючей смеси;

• системы охлаждения и смазки;

• система зажигания, включая свечи зажигания.

При наддуве двигателя, который первоначально не предназначался для наддува, часто необходимо уменьшить его геометрическую степень сжатия ε . Уменьшение е возможно за счет применения поршней с уменьшенной высотой от оси поршневого пальца до днища, за счет более толстой уплотнительной прокладки головки цилиндров, а также за счет увеличения объема камеры сгорания непосредственно в самой головке цилиндров. Прочие мероприятия, например, охлаждение днища поршня путем опрыскивания его маслом из специальной форсунки со стороны картера или усиление поршневых пальцев из-за возрастающих затрат на реконструкцию проводятся очень редко. Часто, чтобы затраты на тюнинг двигателя не превысили определенного значения, отказываются даже от уменьшения степени сжатия. В этом случае для бензиновых двигателей необходимо угол опережения зажигания и давление наддува согласовать с высокой степенью сжатия. При значительном повышении мощности двигателя за счет наддува могут потребоваться значительные изменения ходовой части, тормозной системы и трансмиссии (передаточных отношений коробки передач и главной передачи. Ориентировочно за верхнюю границу абсолютного давления наддува в зависимости от назначения двигателя можно принять следующие значения:

серийные автомобили для обычных дорог

p ka = 1,4. 1,8 бар;

автомобили спортивные и для ралли

p ka = 1,8. 2,5 бар;

автомобили Формулы-1 и для установления p ka = 2,8. 3,4 бар. рекордов

В серийных автомобилях имеет место тенденция к установке двигателей с высокой степенью сжатия и невысоким давлением турбонаддува, тогда как в гоночных автомобилях за счет различных дополнительных мероприятий, например, впрыскивания воды, стремятся к все более высоким давлениям наддува.

4.2.2. Способы наддува двигателя

В современном автомобилестроении наддув двигателей выполняется различными способами, для реализации которых применяют основанные на разных принципах действия нагнетатели и турбокомпрессоры. Исторически сложилось так, что термин «нагнетатель» применяется, в основном, к устройствам сжатия воздуха, имеющим механический привод от коленчатого вала двигателя.

Наддув двигателя с помощью нагнетателей, имеющих механический привод от коленчатого вала, известен с 30-х годов. В настоящее время наиболее известны конструкции механических нагнетателей Roots, Sprintex (со спиральными лопастями), Zoller, Wankel. Справедливости ради следует сказать, что нагнетатели фирмы Wankel и Zoller (шиберные или пластинчатые) так и не вышли из стадии опытной разработки.

Более сложным технологически в изготовлении является нагнетатель серии G , получивший свое название из-за формы спиралей, напоминающей эту букву. Идея такого нагнетателя была известна еще в начале XX века, но впервые была реализована фирмой Volkswagen в 1985 г. Нагнетателем G40 фирма VW оснащала двигатели автомобилей Polo вплоть до 1994 г. При рабочем объеме двигателя 1,3л применение наддува позволило получить мощность 83,2 кВт (113 л.с.). С 1988 г. фирма комплектовала некоторые двигатели автомобилей Corrado и Passat нагнетателем повышенной производительности G60, в результате чего при рабочем объеме двигателя 1,8 л он развивал мощность 117,8 кВт (160 л.с.). Цифра в маркировке нагнетателей серии G означает

ширину их спиралей. При частоте вращения ротора 10200 1/мин нагнетатель серии G способен создать избыточное давление до 0,72 бар. При параметрах нагнетателя, обеспечивающих наибольшее значение максимального крутящего момента, заслонка перепускного трубопровода во время работы бензинового двигателя на номинальной мощности должна приоткрываться, чтобы избежать переобеднения смеси.

Общий существенный недостаток, присущий всем нагнетателям с механическим приводом от KB, — это необходимость затрат на их привод части мощности, развиваемой двигателем. По этой причине при одинаковом давлении наддува двигатель с нагнетателем несколько проигрывает в экономичности двигателю с турбокомпрессором.

Главные преимущества нагнетателей с механическим приводом от KB заключаются в том, что при воздействии на педаль акселератора их производительность практически мгновенно изменяется. Это позволяет обеспечивать быструю ответную реакцию двигателя на изменение нагрузки и его высокую приёмистость. Кроме того, двигатель с таким нагнетателем характеризуется более крутой кривой зависимости мощности от частоты вращения KB и отличается достаточно большим крутящим моментом при пониженной частоте вращения.

Именно благодаря названным преимуществам эти нагнетатели достаточно широко применяются при тюнинге двигателей автомобилей, к динамическим качествам которых предъявляются повышенные требования. Последнее наглядно продемонстрировано на международной автомобильной выставке во Франкфурте в сентябре 1999г., где представили свою продукцию три десятка европейских тюнинговых фирм. Так фирма Lorinser показала автомобили Mercedes с V-образными 8-цилиндровыми бензиновыми двигателями, оборудованными системой впрыскивания с измерителем массового расхода воздуха и нагнетателем с механическим приводом. Благодаря наддуву мощность базового двигателя Е430 была увеличена на 24% и составила 255,4 кВт (347 л.с.). Максимальный крутящий момент возрос на 27,5% и достиг значения 510 Нм. Форсирование аналогичным способом базового двигателя Е 50 AMG позволило увеличить мощность и максимальный крутящий момент

примерно на 17%, в результате чего эти показатели достигли значений соответственно 305,4 кВт (415 л.с.) и 620 Нм.

В нагнетателях, названных выше, сжатие воздуха и вытеснение его во впускной коллектор двигателя происходит благодаря уменьшению объема полости, заключенной между рабочими элементами нагнетателя. То есть имеет место механическое сжатие свежего заряда (отсюда, вероятнее всего, и возник термин «механический» нагнетатель). В волновом нагнетателе Comprex фирмы Asea-Brown-Boweri объем аксиально расположенных полостей в роторе не изменяется. По конструкции ротор, имеющий механический привод от KB, напоминает барабан револьвера. При вращении ротора торец полости с заполнившим ее свежим воздухом подходит к отверстию, через которое в эту полость начинают поступать отработавшие газы. В результате взаимодействия горячих ОГ с холодным воздухом образуется волна давления. Фронт этой волны сжимает воздух и при подходе торца полости к отверстию впускного коллектора происходит вытеснение воздуха в коллектор. Так как ротор продолжает вращаться, то торец полости ротора уходит от отверстия впускного коллектора, и ОГ не успевают проникнуть туда вслед за сжатым воздухом. Выпуск ОГ происходит уже в отверстие выпускного трубопровода, после чего в полости ротора создается разрежение, способствующее наполнению полости свежим воздухом при перемещении торца ротора к отверстию впускного трубопровода. Далее этот процесс при вращении ротора повторяется в каждой его полости. Волновой нагнетатель уже достаточно хорошо себя зарекомендовал и успешно применяется некоторыми автомобильными фирмами. В частности, японская фирма Mazda использует его на одном из своих серийных двигателей.

Сравнение приёмистости механического и волнового нагнетателей показывает, что оба они достаточно быстро реагируют на изменение положения педали акселератора, обеспечивая требуемое давление наддува за считанные доли секунды. Тем не менее, механический нагнетатель делает это несколько быстрее.

Реакция турбокомпрессора (ТК) на изменение положения педали акселератора более замедленная. Для примера можно привести такие цифры: с момента изменения положения педали в режиме холостого хода давление наддува в 1,5 бар механический нагнетатель обеспечивает примерно за 0,25 с, волновой нагнетатель — за 0,80 с, а ТК — за 2,15 с. Такая низкая приёмистость объясняется отсутствием механической связи ротора ТК с коленчатым вала двигателя. Замедленная реакция срабатывания ТК на изменение частоты вращения KB наглядно представлена на рис. 4.2.1.

Рис. 4.2.1. Изменение параметров рабочего процесса дизельного двигателя 8ЧН13/14 при пуске из холодного состояния при температуре окружающей среды +20 °С: p ka —

абсолютное давление наддува; n k — частота вращения ротора ТК;

α — коэффициент избытка воздуха; n — частота вращения KB; p max

— максимальное давление сгорания; p c — давление конца сжатия

На рис. 4.2.1 отсчет времени дан с момента достижения ВМТ поршнем в индицируемом цилиндре. Как видно из рисунка, в течение первых 0,6. 0,7 с при возрастающей частоте вращения KB давление во

впускном коллекторе p ka уменьшается, несмотря на повышение значения n k . Некоторое увеличение при этом коэффициента избытка воздуха α является следствием уменьшения цикловой подачи топлива, обеспечиваемой регулятором частоты вращения КВ. Монотонное увеличение давления наддува pka начинает проявляться лишь по достижении ротором ТК значения nk =. 8500 1/мин. На значительную инерционность ротора ТК указывает и то, что после выключения регулятором цикловой подачи топлива при достижении коленчатым валом частоты вращения 1200 1/мин и последующем отсутствии вспышек в цилиндрах двигателя в течение примерно 0,6 с частота вращения ротора ТК продолжает возрастать. Но даже при n k ≈ 12500 1/мин давление наддува остается все еще ниже атмосферного давления. Это обстоятельство косвенно указывает на то, что при частичных нагрузках энергии отработавших газов недостаточно, чтобы обеспечить давление наддува, необходимое для создания повышенного крутящего момента.

Причины плохой приёмистости ТК обусловлены принципом его действия. В турбокомпрессоре с одного конца ротора жестко закреплено турбинное колесо, а с другого конца — компрессорное колесо. Протекающие через лопатки турбинного колеса горячие отработавшие газы приводят ротор во вращение, благодаря чему компрессорное колесо вращается с такой же скоростью и производит сжатие и подачу в двигатель необходимого ему воздуха. Обеспечив таким образом подачу в цилиндры большего количества воздуха, можно увеличить и количество подаваемого топлива, повышая за счет этого агрегатную мощность двигателя. При этом на привод ТК не требуется отбирать от двигателя часть его мощности, как это имеет место в случае применения нагнетателей с механическим приводом. В данном случае ТК для сжатия свежего заряда использует часть энергии отработавших газов, которая в двигателях без наддува безвозвратно теряется. Благодаря этому у двигателя с турбонаддувом эффективный КПД и экономичность несколько выше, чем у двигателя без наддува или с нагнетателем, имеющим механический привод. Однако по приёмистости двигатель с турбонаддувом из-за инерционности ТК уступает как двигателю без

Принцип работы и нюансы эксплуатации турбированных двигателей

В век технологического прогресса и стремительного развития автомобильной промышленности машины становятся мощнее и быстрее, чем прежде, при этом производители также делают акцент на безопасность и экономичность. Мировая автоиндустрия за последний десяток лет шагнула далеко вперёд, сегодня предлагая потребителю широкий ассортимент моделей авто в различном исполнении кузова, снабжённых инновационными системами и агрегатами. На авторынке всё чаще можно встретить автомобили, оснащённые бензиновыми и дизельными турбированными двигателями, которые ещё недавно не были столь популярны и устанавливались только на спортивные машины. Медленные темпы внедрения моторов с турбинами в массы обусловлены высокой ценой за такие модели, к тому же многие автомобилисты остаются верны классическому варианту из-за высокой степени надёжности.

Рекомендации по эксплуатации турбированного двигателя.

Сейчас потребители охотно «примеряют» усовершенствованные технологии, спрос растёт, а значит, повышаются и объёмы производства. Моторы, оснащённые турбинами, уже не редкость, они заполняют рынок с бешеной скоростью, вытесняя классические атмосферники. При этом в погоне за тенденциями, приобретая авто с турбодвигателем, важно понимать, что ввиду конструктивных особенностей такой агрегат нуждается в правильной эксплуатации и должном уходе, в противном случае он не порадует автовладельца долговечностью, не протянув даже положенного срока.

Что такое турбированный двигатель

Все двигатели внутреннего сгорания функционируют благодаря энергии, возникшей в результате горения топливовоздушной смеси в камере. Чем больше воздушных масс подаётся в цилиндры, тем больше горючей смеси сжигается за один цикл, от чего напрямую зависит количество выделяемой энергии, воздействующей на поршни. Разница между атмосферными и турбированными типами ДВС в способе подачи воздуха, причём силовые агрегаты, несмотря на конструктивные различия, могут быть как бензиновыми, так и дизельными.

Постоянно ведущиеся работы по совершенствованию моторов показали, что объём больше не служит определяющим фактором мощности, динамики и крутящего момента агрегата. Благодаря оснащению искусственными нагнетателями воздуха, увеличивать габариты двигателя нет необходимости. Поскольку атмосферные ДВС для создания смеси и обеспечения её воспламенения в камере забирают воздух извне естественным способом благодаря разрежению во впускном коллекторе, чтобы улучшить характеристики, приходилось значительно повышать объёмы силовых агрегатов. Используя турбонаддув, базирующийся на использовании энергии отработавших газов, можно добиться высоких показателей при компактных габаритах. Рассмотрим подробнее, что значит турбированный двигатель.

Устройство такого мотора предполагает наличие турбины или механического компрессора. Задача нагнетателя в том, чтобы воздушные массы для образования смеси поставлялись в цилиндры под давлением, что ускоряет процессы сгорания, способствуя повышению крутящего момента и мощности. Первоначально в автомобильной промышленности турбины ставились на дизели и именно благодаря этому дизельные двигатели перестали ассоциироваться с тракторами. Сегодня турбо-моторы, работающие на дизтопливе, есть в комплектации самых современных моделей авто от мировых автогигантов. На бензиновых ДВС использовать системы для принудительного нагнетания воздуха было нецелесообразно ввиду большой стоимости и снижения уровня надёжности. Но теперь, когда турбонаддувные агрегаты перешли на новый виток эволюции, проблема была решена, сейчас моторы с наддувом активно используются и в бензиновых вариантах агрегатов.

Конструктивно мотор с нагнетателем воздуха отличается от привычного атмосферного ДВС, что обеспечивает ему как преимущества в виде повышенных характеристик при компактности и небольшом весе, так и недостатки. Ввиду усложнения конструкции показатели надёжности сильно снижаются, поэтому в неправильных условиях эксплуатации риски поломки существенно возрастают. В отличие от неприхотливых атмосферных двигателей, агрегаты с наддувом требуют к себе повышенного внимания со стороны автовладельца. Если на атмосферник не особо повлияет использование некачественного горючего или масла, то моторы с нагнетателем воздуха в этом плане очень привередливы. Пренебрегать правилами эксплуатации и ухода не стоит, поскольку это может привести к печальным последствиям.

Преимущества и недостатки турбированного двигателя

В последнее время продажи машин, оснащённых турбированными моторами, значительно выросли. Автолюбители же разделились на два лагеря: тех, кто не признаёт необходимости установки компрессора, в частности в бензиновых моторах, предпочитая классику, и тех, кто любит ветер инноваций, считая, что атмосферникам пора на пенсию. И те, и другие по-своему правы, поэтому, определяясь с покупкой авто, нужно тщательно взвесить все плюсы и минусы турбированного бензинового мотора или дизеля, а также учесть и прочие факторы, определяющие целесообразность приобретения.

Преимущества турбодвигателей очевидны:

• повышенные характеристики мощности при таком же объёме;
• компактность и малый вес агрегата;
• высокий крутящий момент, начиная с самых низких оборотов, демонстрирующий стабильность;
• небольшой расход топлива относительно мощностных характеристик;
• меньший объём выхлопов.

Минусы турбированных двигателей в следующем:

• при высокоскоростной езде расход топлива повышен;
• необходимость прогрева двигателя в морозы;
• наличие «турбоям» (явление провала мощности при резком нажатии на педаль газа характерно для старых конструкций агрегатов);
• сильный нагрев;
• дороговизна ремонта;
• чувствительность к топливу и смазочным материалам низкого качества, как следствие – зависимость ресурса от используемых средств;
• периодичность замены масла, а также масляного и воздушного фильтров чаще, чем у атмосферников;
• высокая стоимость обслуживания, вызванная необходимостью использования только высококачественных рабочих жидкостей.

Для многих водителей недостатки турбированных двигателей значительно перевешивают преимущества. Особенно пугают затраты и необходимость постоянного контроля состояния, а также щепетильность в уходе, что связано со сложностью конструкции агрегата. Надёжность атмосферников уже никто не ставит под сомнение, тогда как в случае с моторами, оснащёнными наддувом, ресурс целиком и полностью зависит от владельца.

Ресурс турбированных двигателей

Особенности ухода и привередливость моторов с искусственными нагнетателями воздуха непосредственно связаны со сложностью конструкции. Основы турбонаддува, одного из методов наддува, предполагающего использование отработавших газов, раскрывают принцип работы двигателя:

1. через воздушный фильтр воздух проникает во вход турбокомпрессора;
2. воздушные массы подвергаются сжатию, при этом уровень насыщенности кислородом возрастает, процесс подразумевает также нагрев воздуха, а его плотность снижается;
3. из компрессора воздушные потоки переходят в интеркулер, где охлаждаются, приобретая прежнюю температуру, интеркулером обеспечивается также снижение предрасположенности к детонации топливовоздушной смеси;
4. воздушные массы проходят через дроссель, переходя к впускному коллектору, а на такте выпуска попадают в цилиндры турбомотора;
5. после воспламенения смеси остатки горения попадают в выпускной коллектор. Проходя через турбину, поток горячего газа приводит в движение вал, на обратной стороне которого расположен компрессор. Таким образом, совершается сжатие следующей партии воздуха.

Количество кислорода, которым наполняется камера, существенно больше, чем при естественном заборе воздуха, поэтому обеспечивается сжигание большего количества смеси за такт, что влечёт за собой увеличение мощностных характеристик.

Ресурс турбины немногим меньше износостойкости самого мотора, при этом предполагается должный уход за агрегатом и его компонентами. Главные враги турбированного двигателя, значительно снижающие ресурс:

1. низкокачественное моторное масло;
2. топливо низких сортов;
3. масляное голодание;
4. повышенные нагрузки «на холодную»;
5. несвоевременная замена масла, масляного и воздушного фильтров.

Частое плановое обслуживание и постоянный контроль уровня масла и качества используемых материалов позволяют значительно продлить ресурс. Нельзя сказать, что в атмосферники можно вливать всё, что угодно, но всё же они менее подвержены влиянию этих факторов, и если в двигатель и попадает масло или топливо низкого качества, то плачевных последствий, как в случае с агрегатом с турбонаддувом, не будет. В отличие от атмосферных моторов, турбомотор максимально использует свой потенциал, поэтому и больше подвержен износу. Ресурс турбированного двигателя может достигать 150 – 200 тысяч км. пробега, но при условии должного ухода, при этом движки атмосферного типа, отличающиеся простотой конструкции, проходят все 300000 км. Несоблюдение же рекомендаций производителя может снизить ресурс как минимум в два раза.

Советы по уходу и эксплуатации турбированного двигателя

В обслуживании двигателей с турбонаддувом много нюансов, которые необходимо учитывать в процессе эксплуатации, если есть желание продлить ресурс мотора и турбины:

1. Двигатель, который постоянно работает на пределе своих возможностей, быстро изнашивается, поэтому не стоит постоянно топить педаль газа, если вы не являетесь участником автогонок. К тому же агрессивная езда увеличивает расход топлива. Чтобы продлить срок службы мотора, управлять авто с турбонаддувом следует в умеренном режиме.
2. Важно соблюдать периодичность замены масла в двигателе и ни в коем случае не допускать масляного голодания. Интервалы могут быть значительно сокращены ввиду сложных условий эксплуатации. При замене масла нужно менять также фильтры.
3. В случае с турбонаддувом экономия на смазочных материалах неуместна, потому как может привести впоследствии к более значительным растратам на ремонт. Необходимо использовать масла, рекомендуемые производителем агрегата, не применяя аналоги и не смешивая различные сорта.
4. Нужно использовать также высококачественное горючее, поскольку низкосортное содержит различные примеси и засоряет топливную систему, сокращая ресурс.
5. Во время эксплуатации в морозы рекомендуется предварительно дать поработать агрегату на холостых оборотах, чтобы обеспечить циркуляцию смазки. В особенности не следует пренебрегать этим правилом в случае с дизелем.
6. При запуске двигателя не стоит долго удерживать педаль газа, поскольку это вынудит турбину работать на холостых оборотах, что снижает её ресурс. Это обусловлено тем, что в агрегатах с наддувом высокое давление обеспечивается уже на низких оборотах.
7. Нельзя резко глушить дизель и бензиновый двигатель с наддувом. Движок нужно некоторое время (достаточно даже пары минут) подержать на холостом ходу, это обеспечит равномерное снижение температуры, поскольку на высоких оборотах она поднимается до максимума. Резкое выключение провоцирует перепад температур, что влечёт за собой сильный износ турбины, почему и нельзя сразу глушить турбированный двигатель. Некоторые модели по этой причине имеют турботаймер, контролирующий процесс, он глушит двигатель через время после выключения зажигания.

Разобравшись, как правильно эксплуатировать автомобиль с мотором, снабжённым турбиной, и ухаживать за ним, необходимо также привыкнуть к особенностям управления, тогда сложностей в обслуживании не будет, а риски поломки сведутся к минимуму. Правильный уход и соблюдение правил эксплуатации позволят значительно продлить жизнь сердцу автомобиля.

Что такое турбонаддув

Такая вот небольшая с виду «улитка» — один из самых действенных способов увеличить мощность двигателя.

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? нас и поджидают проблемы.

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 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 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?

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.

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 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.

, скорость вращения турбины может достигать 200 тысяч оборотов в минуту, , 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.

По этим причинам турбонаддув получил широкое распространение только во время Второй мировой войны, да и то только в авиации. В 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 (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 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 получать выхлопные газы из цилиндров разных блоков, работающих в противофазе.

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.

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».