 | Влад Клепач, 5 июня 2007. Фото фирм-производителей |
| 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? Тут-то нас и поджидают проблемы.
Турбокомпрессор состоит из двух «улиток» — через одну проходят отработавшие газы, а вторая «качает» воздух в цилиндры.
Дело в том, что для горения топлива необходим кислород. Так что в цилиндрах сгорает не топливо, а топливно-воздушная смесь. Мешать топливо с воздухом нужно не на глазок, а в определённом соотношении. К примеру, для бензиновых двигателей на одну часть топлива полагается 14–15 частей воздуха — в зависимости от режима работы, состава горючего и прочих факторов.
Как мы видим, воздуха требуется весьма много. Если мы увеличим подачу топлива (это не проблема), нам также придётся значительно увеличить и подачу воздуха. Обычные двигатели засасывают его самостоятельно из-за разницы давлений в цилиндре и в атмосфере. Зависимость получается прямая — чем больше объём цилиндра, тем больше кислорода в него попадёт на каждом цикле. Так и поступали американцы, выпуская огромные двигатели с умопомрачительным расходом горючего. А есть ли способ загнать в тот же объём больше воздуха?
Выхлопные газы из двигателя вращают ротор турбины, тот, в свою очередь, приводит в движение компрессор, который нагнетает сжатый воздух в цилиндры. Перед тем как это произойдёт, воздух проходит через интеркулер и охлаждается — так можно повысить его плотность.
Есть, и впервые придумал его господин Готтлиб Вильгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Знакомая фамилия? Ещё бы, именно она используется в названии DaimlerChrysler. Так вот, этот немец весьма неплохо соображал в моторах и ещё в 1885 году придумал, как загнать в них больше воздуха. Он догадался закачивать воздух в цилиндры с помощью нагнетателя, представлявшего собой вентилятор (компрессор), который получал вращение непосредственно от вала двигателя и загонял в цилиндры сжатый воздух.
Швейцарский инженер-изобретатель Альфред Бюхи (Alfred J. Büchi) пошёл ещё дальше. Он заведовал разработкой дизельных двигателей в компании Sulzer Brothers, и ему категорически не нравилось, что моторы были большими и тяжёлыми, а мощности развивали мало. Отнимать энергию у «движка», чтобы вращать приводной компрессор, ему также не хотелось. Поэтому в 1905 году господин Бюхи запатентовал первое в мире устройство нагнетания, которое использовало в качестве движителя энергию выхлопных газов. Проще говоря, он придумал турбонаддув.
Идея умного швейцарца проста, как всё гениальное. Как ветра вращают крылья мельницы, также и отработавшие газы крутят колесо с лопатками. Разница только в том, что колесо это очень маленькое, а лопаток очень много. Колесо с лопатками называется ротором турбины и посажено на один вал с колесом компрессора. Так что условно турбонагнетатель можно разделить на две части — ротор и компрессор. Ротор получает вращение от выхлопных газов, а соединённый с ним компрессор, работая в качестве «вентилятора», нагнетает дополнительный воздух в цилиндры. Вся эта мудрёная конструкция и называется турбокомпрессор (от латинских слов turbo — вихрь и compressio — сжатие) или турбонагнетатель.
Аналог турбонаддува — приводной нагнетатель — жёстко связан с двигателем и тратит на свою работу часть его мощности.
В турбомоторе воздух, который попадает в цилиндры, часто приходится дополнительно охлаждать — тогда его давление можно будет сделать выше, загнав в цилиндр больше кислорода. Ведь сжать холодный воздух (уже в цилиндре ДВС) легче, чем горячий.
Воздух, проходящий через турбину, нагревается от сжатия, а также от деталей турбонаддува, разогретого выхлопными газами. Подаваемый в двигатель воздух охлаждают при помощи так называемого интеркулера (промежуточный охладитель). Это радиатор, установленный на пути воздуха от компрессора к цилиндрам мотора. Проходя через него, он отдаёт своё тепло атмосфере. А холодный воздух более плотный — значит, его можно загнать в цилиндр ещё больше.
А вот так выглядит интеркулер.
Чем больше выхлопных газов попадает в турбину, тем быстрее она вращается и тем больше дополнительного воздуха поступает в цилиндры, тем выше мощность. Эффективность этого решения по сравнению, например, с приводным нагнетателем в том, что на «самообслуживание» наддува тратится совсем немного энергии двигателя — всего 1,5%. Дело в том, что ротор турбины получает энергию от выхлопных газов не за счёт их замедления, а за счёт их охлаждения — после турбины выхлопные газы идут по-прежнему быстро, но более холодные. Кроме того, затрачиваемая на сжатие воздуха даровая энергия повышает КПД двигателя. Да и возможность снять с меньшего рабочего объёма большую мощность означает меньшие потери на трение, меньший вес двигателя (и машины в целом). Всё это делает автомобили с турбонаддувом более экономичными в сравнении с их атмосферными собратьями равной мощности. Казалось бы, вот оно, счастье. Ан нет, не всё так просто. Проблемы только начались.
У Mitsubishi Lancer Evolution интеркулер располагается в переднем бампере перед радиатором. А у Subaru Impreza WRX STI — над двигателем.
Во-первых, скорость вращения турбины может достигать 200 тысяч оборотов в минуту, во-вторых, температура раскалённых газов достигает, только попробуйте представить, 1000°C! Что всё это означает? То, что сделать турбонаддув, который сможет выдержать такие неслабые нагрузки длительное время, весьма дорого и непросто.
Выхлопные газы разогревают и выпускную систему, и турбонаддув до очень высоких температур.
По этим причинам турбонаддув получил широкое распространение только во время Второй мировой войны, да и то только в авиации. В 50-х годах американская компания Caterpillar сумела приспособить его к своим тракторам, а умельцы из Cummins сконструировали первые турбодизели для своих грузовиков. На серийных легковых машинах турбомоторы появились и того позже. Случилось это в 1962 году, когда почти одновременно увидели свет Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza.
Но сложность и дороговизна конструкции — не единственные недостатки. Дело в том, что эффективность работы турбины сильно зависит от оборотов двигателя. На малых оборотах выхлопных газов немного, ротор раскрутился слабо, и компрессор почти не задувает в цилиндры дополнительный воздух. Поэтому бывает, что до трёх тысяч оборотов в минуту мотор совсем не тянет, и только потом, тысяч после четырёх-пяти, «выстреливает». Эта ложка дёгтя называется турбоямой. Причём чем больше турбина, тем она дольше будет раскручиваться. Поэтому моторы с очень высокой удельной мощностью и турбинами высокого давления, как правило, страдают турбоямой в первую очередь. А вот у турбин, создающих низкое давление, никаких провалов тяги почти нет, но и мощность они поднимают не очень сильно.
Почти избавиться от турбоямы помогает схема с последовательным наддувом, когда на малых оборотах двигателя работает небольшой малоинерционный турбокомпрессор, увеличивая тягу на «низах», а второй, побольше, включается на высоких оборотах с ростом давления на выпуске. В прошлом веке последовательный наддув использовался на суперкаре Porsche 959, а сегодня по такой схеме устроены, например, турбодизели фирм BMW и Land Rover. В бензиновых двигателях Volkswagen роль маленького «заводилы» играет приводной нагнетатель.
На рядных двигателях зачастую используется одиночный турбокомпрессор twin-scroll (пара «улиток») с двойным рабочим аппаратом. Каждая из «улиток» наполняется выхлопными газами от разных групп цилиндров. Но при этом обе подают газы на одну турбину, эффективно раскручивая её и на малых, и на больших оборотах
Но чаще по-прежнему встречается пара одинаковых турбокомпрессоров, параллельно обслуживающих отдельные группы цилиндров. Типичная схема для V-образных турбомоторов, где у каждого блока свой нагнетатель. Хотя двигатель V8 фирмы M GmbH, дебютировавший на автомобилях BMW X5 M и X6 M, оснащён перекрёстным выпускным коллектором, который позволяет компрессору twin-scroll получать выхлопные газы из цилиндров разных блоков, работающих в противофазе.
Турбина twin-scroll имеет двойную «улитку» турбины — одна эффективно работает на высоких оборотах двигателя, вторая — на низких
Заставить турбокомпрессор работать эффективнее во всём диапазоне оборотов, можно ещё изменяя геометрию рабочей части. В зависимости от оборотов внутри «улитки» поворачиваются специальные лопатки и варьируется форма сопла. В результате получается «супертурбина», хорошо работающая во всём диапазоне оборотов. Идеи эти витали в воздухе не один десяток лет, но реализовать их удалось относительно недавно. Причём сначала турбины с изменяемой геометрией появились на дизельных двигателях, благо, температура газов там значительно меньше. А из бензиновых автомобилей первый примерил такую турбину Porsche 911 Turbo.
Турбина с изменяемой геометрией.
Конструкцию турбомоторов довели до ума уже давно, а в последнее время их популярность резко возросла. Причём турбокомпрессоры оказалось перспективным не только в смысле форсирования моторов, но и с точки зрения повышения экономичности и чистоты выхлопа. Особенно актуально это для дизельных двигателей. Редкий дизель сегодня не несёт приставки «турбо». Ну а установка турбины на бензиновые моторы позволяет превратить обычный с виду автомобиль в настоящую «зажигалку». Ту самую, с маленьким, едва заметным шильдиком «turbo».
www.drive.ru
Турбонаддув – способ увеличения мощности двигателя автомобиля за счет увеличения подачи воздуха в цилиндры, не изменяя при этом его (двигателя) объема.
Основной элемент системы – турбокомпрессор, состоящий из турбины и компрессора (нагнетателя). Причем турбина начинает работать как только происходит запуск двигателя, а компрессор только с определенного числа оборотов. Роль обогащения топливо-воздушной смеси кислородом отведена компрессору (нагнетателю). Происходит этот процесс за счет использования энергии отработавших газов. Колеса («крыльчатки») турбины и компрессора закреплены на одном валу. Выхлопные газы через выпускной коллектор попадают в корпус турбины, раскручивая ее колесо, которое в свою очередь раскручивает колесо компрессора, вследствие чего осуществляется всасывание воздуха из атмосферы в компрессор, и уже в нем его сжатие и нагнетение во впускное отверстие.
Так как сжатие воздуха сопровождается его нагревом, что приводит к уменьшению плотности, а как следствие к снижению и эффективности наддува в системах турбоннадува применяется интеркулер – своеобразный «промежуточный радиатор» (между компрессором и цилиндрами) для охлаждения воздуха, подаваемого в цилиндры. Интеркулеры бывают двух видов: воздухо-воздушный и водо-воздушный. В автомобилях преимущественно используются воздухо-воздушные интеркулеры, располагающиеся, как правило, либо фронтально (перепендикулярно продольной оси автомобиля) – обычно пространство перед/под радиатором двигателя, либо горизонтально над двигателем.
Твин-турбо (би-турбо) – система «сдвоенного» наддува, в которой применяется два турбокомпрессора, то есть две турбины и два компрессора.
5 - литровый 10-цилиндровый TFSI двигатель Audi RS 6.Фото Audi.
Параллельная система «сдвоенного турбонаддува» (Parallel twin-turbo). Представляет собой конфигурацию турбонаддува, в которой два идентичных турбокомпрессора в равной степени разделяют между собой работу по нагнетанию воздуха в цилиндры. Каждый из них действует на свой ряд цилиндров и функционирует за счет половины отработавших газов двигателя.
Секвентальная система «сдвоенного турбонаддува» (Sequential twin-turbo). В такой конфигурации также два турбокомпрессора – один меньшего размера, другой большего. Работают они последовательно: на низких оборотах двигателя, когда энергии выхлопных газов не хватает для раскрутки колеса большой турбины, работает маленький, на высоких подключается большой.
Турбина с изменяемой геометрией
В настоящее время наряду с системами «сдвоенного турбонаддува» все большее распространение получают системы наддува с изменяемой геометрией, то есть с изменением сечения на входе колеса турбины. Происходит это за счет поворота небольших лопастей вокруг «крыльчатки».
 Движение воздуха при закрытых лопастях. Фото Porsche. |  Движение воздуха при открытых лопастях.Фото Porsche. |
 Турбина с изменяемой геометрией (Вид в разрезе).Фото Porsche. |  |
Разработка подобных систем наддува, помимо снижения затрат на топливо и выброса вредных веществ в атмосферу, направлена еще и на повышение производительности двигателей – исключения такого явления, как турбо-яма (турбо-лаг), когда на низких оборотах двигателя давления выхлопных газов недостаточно для раскрутки турбины, и только на высоких оборотах двигатель раскрывает свою истинную сущность, обозначенную «шильдиком» «turbo». «На пальцах»...чтобы понять, что такое турбо-яма нужно сесть за руль автомобиля, оснащенным простым турбо-двигателем, проехать какое-то растояние на низкой скорости, а потом «утопить» педаль акселератора (газа) в пол...после небольшой паузы автомобиль довольно резким рывком устремится вперед! Упомянутая выше «небольшая пауза» и есть турбо-яма.
Вернуться в оглавление
autorambler.ru
Борьба за повышение КПД (коэффициент полезного действия) идет с самого появления двигателя внутреннего сгорания как такового. И почти сразу же вслед за ДВС придумали и турбокомпрессоры и просто механические нагнетатели воздуха. Для лучшего понимания стоит знать, что принцип работы двигателя основывается на правильном соотношении топлива и воздуха, что попадает в цилиндры двигателя. Равняется это правильное соотношение 1:14,7. Именно в таком виде обеспечивается качественное распределение смеси по цилиндру и ее сгорание. Установка турбины, или даже двух турбин в виде twin turbo значительно увеличит количество воздуха и давление с которым он будет поступать в двигатель.
Twin Turbo
Если дословно перевести twin turbo английского языка, то выйдет или “двойное турбо” или “удвоение турбо”. В принципе, правильными являются оба варианта. То есть, из названия можно понять, что имеют место быть не одна, а две турбины. Существует несколько разновидностей способов применения двух нагнетателей одновременно:
Любая из систем, так или иначе, управляется электронным блоком управления, без него создать эффективную работу твин турбо будет невозможно. ЭБУ управляет входными датчиками турбокомпрессоров, электрическими системами приводов клапанов управления воздуха, за счет чего происходит очень тонка настройка работы твин турбо.
Параллельное твин турбо представляет собой одновременную работу двух турбокомпрессоров, который работают параллельно друг другу. Одинаковая работа двух турбин получается за счет того, что каждая турбина выхватывает одинаковую порцию выхлопных газов. Из каждого компрессора выходит также равное количество воздуха и под равным давлением. Сжатый воздух поступает в общий для них впускной коллектор, где потом уже происходит распределение по цилиндрам. Параллельное twin turbo характерно для V-образных двигателей, особенно для дизельных, где очень важна степень инерционности. Две небольших турбины обеспечивают более меньшую инерционность, нежели одна большая.
Смысл работы последовательного twin turbo заключается в том, что турбокомпрессоры работают не одновременно, а последовательно сменяют друг друга. То есть запустив двигатель работает один компрессор, а по степени увеличения количества оборотов коленчатого вала включается второй. Такое решение позволяет экономить топливо и не использовать постоянно одну из турбин. К слову, такая система твин турбо включает два одинаковых по характеристикам компрессора. Переход между турбинами также обеспечивает электронный блок управления. В такой системе основной его задачей является регулирование и распределение потока сгоревших газов между турбинами. Регулирование потока газов ко второму компрессору осуществляется за счет специального электромагнитного клапана. Также нередко в ЭБУ заносят такие характеристики для турбин, чтобы минимизировать побочный эффект турбозадержки. Применение twin turbo было замечено как на бензиновом, так и на дизельном двигателе.
Двойная турбина
Рассматривая ступенчатую систему твин турбо важно отметить, что именно она является самой технически грамотной и совершенной, обуславливает самый большой подъем КПД. В такой системе присутствует электронное управление как сгоревшими газами, так и выходящим потоком сжатого воздуха. Здесь, в отличие от предыдущих вариантов, есть возможность применять два разных по размеру турбонаддува. Когда обороты двигателя низкие перепускной клапан сгоревших газов закрыт. Газы следуют по системе твин турбо сначала посещая малый компрессор, где получают максимальную отдачу на давление при минимальной инерции. Далее, они попадают в большую турбину. Когда обороты увеличиваются начинается совместная работа турбин. Перепускной клапан постепенно открывается, то начинает постепенно раскручивать вторую турбину, пуская газы прямо через нее. Когда обороты растут до максимальных, то клапан открывается полностью, и большая турбина начинает работать на полную свою мощность и воздух поступает из нее в двигатель.
Похожие статьи:
autodont.ru
Большинство выпускаемых на сегодняшний день автомобилей оснащаются турбиной, которая способна повысить мощность двигателя не меньше чем на 10%, не приводя при этом к дополнительному расходу горючего. Безусловно, турбированные двигатели являются большим шагом вперед, так как позволяют достигать большей мощности, не увеличивая рабочий объем двигателя. Но, как и все остальные внедрения, турбированные двигатели имеют собственные плюсы и минусы. Их мы и рассмотрим в данной статье.
Самое главное и самое заметное весомое преимущество турбированного мотора — это его мощность. К примеру, двигатель, оснащенный турбиной, по динамике разгона оставляет далеко за собой обычные атмосферные двигатели. Кроме того, как уже упоминалось, турбированные моторы современных образцов имеют сравнительно небольшой объем. Например, двигатель с рабочим объемом в 1.8 литра вполне достаточен для уверенного и динамичного разгона седана представительского класса. Разумеется, это помогает более экономно расходовать топливо.
Наверняка автовладельцы, использующие старые иномарки, имеющие объем двигателя в 2800-3200 кубических сантиметров, могут лишь позавидовать, поскольку автомобиль, оснащенный турбированным двигателем и имеющий ту же мощность, но двукратно меньший объем, и топлива требует в несколько раз меньше. Например, если рассмотреть средний расход горючего у подержанного автомобиля, имеющего двигатель с объемом в 2.8 литра, получим значение около 14-15 литров на 100 км. Тогда как аналогичный турбированный автомобиль, имеющий объем 1.8 литра, покажет расход около 8 или 9 литров горючего на каждую сотню км. Очевидна экономия, без потери мощности. На фоне таких неоспоримых преимуществ, разберемся, какие же минусы у турбированных моторов.
Одним из первых и не особо значительным недостатком является то, что двигатель, оснащенный турбонаддувом, непосредственно перед началом движения некоторое время необходимо прогреть, даже при теплой погоде. Второй немаловажный недостаток, который ощутимо увеличивает расходы на их содержание, это высокая требовательность турбированных двигателей к моторному маслу. Иными словами, владельцу придется раскошеливаться на моторное масло высокого качества, которое далеко не дешево, и делать это будет необходимо как минимум раз в год. В заключение, еще один минус турбированных двигателей — это значительные недоработки самой турбины. Как правило, при работе она обычно сильно нагревается, автомобиль для оснащения требует более сложную систему охлаждения, что повышает риск поломки.
В любом случае, турбированные двигатели — это значительный шаг вперед в автомобилестроении. Неоспоримым фактом является то, что оснащенные турбонаддувом моторы имеют гораздо больше преимуществ, чем недостатков.
servicing-auto.ru
Проблемы маленьких турбин современных ДВС Заводские турбосистемы современных автомобилей, нацелены на использование турбонаддува малых размеров, дабы уменьшить турболаг и обеспечить подхват двигателя с малых оборотов. На практике мы имеем двигатель, который имеет 70 и более % крутящего момента уже с полутора тысяч или около того, оборотов в минуту. Плюсы такого турбо, как уже стало ясно, это удобство использования автомобиля. Всем нам нравиться, когда автомобиль резво разгоняется с любых оборотов и без всяких задержек. Такой автомобиль легче продать! Но он обладает меньшим ресурсом и меньшей мощностью, чем автомобиль с большим турбокомпрессором. Причем, как ни странно, значительно меньшим ресурсом и мощностью!Автомобиль рвущий с низов, так как турбина мгновенно откликается, не может показать выдающихся результатов мощности в связи с тем, что на высоких оборотах, такая турбина практически не "дует" и мотор работает в основном на атмосферной составляющей. Проблемы смазки на малых оборотахВ современных двигателях большинство крутящего момента доступно уже на низких до 2000 об/мин. Но не стоит забывать, что система смазки лучше всего справляется со своей задачей на повышенных и высоких скоростях вращения. Чем быстрее окружная скорость набегающих поверхностей при вращении, тем устойчивей пленка масляного клина, при высоких нагрузках на шейки коленвала.Маленькая турбина обладает малым входным отверстием, Что делает двигатель задушенным на средних и высоких оборотах. Выхлопные газы не могут с легкостью выйти с камеры сгорания, при этом повышается рабочая температура в цилиндрах, что сказывается крайне негативно на ресурсе двигателя. Другими словами, на малых оборотах, масляный слой (при больших давлениях на коренные и шатунные шейки коленчатого вала) выдавливается из зазора вкладыш-шейка и получается полусухое трение которое в разы повышает износ кривошипно шатунного механизма. Стоит учесть тот факт, что масляный насос при малых оборотах, обладает меньшей производительностью, при этом становиться совсем печально и боязно за мотор. Тенденции современного автомобилестроения в общемМногие могут возразить, мол такие солидные компании а-ля AUDI или FORD знают про это и позаботились обо всем, обеспечив мотор должным уровнем надежности при большой мощности, в том числе и на низких оборотах. На самом деле им нужно "ПРОДАТЬ", продать и еще раз продать автомобиль, который, как будтобы, обладает большой (кажущейся большой) мощностью. Надежностью же они обладают ровно такой, чтоб отходить гарантийный срок, а дальше хоть трава не расти! Почти все современные двигатели, даже атмосферники не обладают большим ресурсом и это ни для кого не секрет! Сверх высокая надежность автомобилей, уменьшает будущие продажи автокомпаний и сейчас все авто создаются для первого владельца, в дальнейшем уже он будет продавать автомобиль во вторые руки и никто, не будет винить автопроизводителя за "уставший мотор", винить будут только продавца мол "ушатал движок" итд.Мощность заводских турбомоторовБольшая мощность некоторых заводских турбомоторов, достигается за счет усложнения конструкции мототра, напичкав его рядом дополнительных систем. Например устройств изменения длинны впускного коллектора, фазовращателей распредвалов итд, которые обеспечивают максимальную мощность мотора вместе с турбонаддувом, а на низких и средних оборотах работает крошечный турбонаддув.Наддув на высоких оборотахСправедливости ради стоит заметить, что даже маленький наддув создает определенный буст и на высоких оборотах, но это давление существует только (грубо говоря) во впуске и не создает ощутимого наполнения в цилиндрах двигателя. Так как применяются малые рессиверы, дроссельные заслонки и трубы впускных коллекторов небольшого диаметра. Да и собственно сам компрессор малого турбонаддува имеет порой, просто смешные диаметры патрубков.Преимущества большого турбонаддуваЕсли нужен простой, мощный, с большим ресурсом двигатель, то он должен создаваться на основе довольно крупного турбонаддува. Буст не должен проявляться в полной мере, на малых оборотах, также прийдется мириться с некоторой задержкой, так как другого не дано. В автоспорте ходит поговорка: Если нет задержки, значит нет и наддува!Другими словами на малых оборотах, крутящий момент должен обеспечивать хорошо построенный атмосферный двигатель с акцентом на низкие обороты, на высоких оборотах на первый план выходит турбокомпрессор, который при достаточных размерах надует любой "низовой" мотор, даже если он имеет не очень хорошую продувку в "верху." Но если мотор "верховой" то естественно он надует его еще больше! Большой турбонаддув меньше нагревает впускной воздух. Соответственно от интеркуллера будет больше толку, либо можно использовать его уменьшенный вариант. Более холодный воздух попадет в цилиндры, соответственно мы получим больше мощности и меньшую возможность, возникновения аномальных процессов в камере сгорания. Ресурс с большим турбоВозможно я сейчас удивлю тех кто считает, что сильно надутые двигатели, с большой мощностью, имеют очень маленький ресурс и если поставить турбину побольше то она просто "разорвет" мотор. На самом деле может так сложиться, что один и тот же правильно построенный двигатель с турбо и без будет иметь практически одинаковый ресурс. Только второй будет иметь в 2 раза большую мощность.Сказки? Читайте дальше! Основной износ сильнонагруженного двигателя, наблюдается в кривошипношатунном механизме. Атмосферный мотор, на высоких оборотах, имеет больший показатель инерционных составляющих нагрузок чем турбо. Представим тракт выпуска, когда коленвал толкает поршень вверх, а затем при прохождении верхней мертвой точки коленвал дергает его вместе с шатуном и пальцем вниз обеспечивая тракт впуска. Основная проблема в том что здесь происходит резкий перепад усилий когда колено толкает поршень вверх все зазоры выбраны внизу (шатун палец, коленвал шатун), затем колено всю эту систему резко дергает в обратном направлении, и все зазоры с размахом выбираются в обратном направлении, получаются своего рода ударные нагрузки. Здесь таятся самые большие разрушающие нагрузки в атмосферном двигателе, которые в максимальной мере проявляются на высоких оборотах вращения. В турбомоторе, при открытии впускного клапана, еще до прихода поршня в верхнюю мертвую точку уже присутствует положительное давление за счет наддува, которое прижимает поршень к коленвалу при последующем движении его вниз к нижней мертвой точке. Так как как поршень постоянно прижимается в одном направлении, то знакопеременные нагрузки уменьшаются на КШМ. Хоть нагрузки на шейки и коленвала и пальца могут быть больше, за счет отсутствия знакопеременных составляющих нагрузок, ресурс деталей КШМ не уменьшается, а в некоторых случаях может даже увеличится. Для примера: (Поршень диаметром 80мм при одном баре наддува, имеет подпор на впуске около 96 кг ) Также стоит заметить тот факт, что в надутом моторе с мощностью в 2 раза большей от атмосферного, максимальный пик давления, может быть лишь на 25% больше, при грамотно построенной системе. Хотя сумма площади давлений будет примерно в 2 раза выше. Связано это в основном с меньшей степенью сжатия и большей камерой сгорания в "разжатом" турбо двигателе. В то время как в двигателе с высокой степенью сжатия наблюдается большее расширение рабочей смеси и большее падение давления относительно максимального пика. Разновидности устройств наддува Надеюсь статья будет полезна!Если есть сомнения давайте обсудим их в комментариях. |
zero-100.ru
