Преимущества и недостатки двигателя с турбонаддувом
Обслуживание и советы

Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы турбированных двигателей.

Для повышения эффективности двигателя может применяться весьма эффективная система, которая носит название двигатель с турбонаддувом. Применение системы подобного плана способствует не только увеличению мощности двигателя, но и позволяет экономить топливо при его работе. При этом токсичность отработанных газов значительно снижается.

Что такое турбонаддув?

Турбонаддув - система принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя, в следствии чего в камеру сгорания попадает большее количество топливно-воздушной смеси. Увеличение количества топливно-воздушной смеси повышает среднее эффективное давление в цилиндрах, что приводит к существенному увеличению мощности двигателя при его неизменных конструктивных параметрах. Работает двигатель с турбонаддувом за счет использования энергии отработавших газов либо за счет приводного нагнетателя, который жёстко связан с двигателем и тратит на свою работу часть его мощности.

Как работает двигатель с турбонаддувом?

В основу принципа положена сила энергии, которой обладают отработанные газы. Она приводит в движение колесо турбины. Оно, в свою очередь, способствует вращению колеса компрессора. В этом свою помощь оказывает роторный вал. Задача компрессорного колеса состоит в сжатии воздуха. Он нагревается, а после поступления в интеркулер подвергается охлаждению, и осуществляется подача в цилиндры.

Система подачи воздуха двигателя с турбонаддувом
1 – воздушный фильтр; 2 – воздухоподводящий рукав низкого давления; 3 – клапан ограничения наддува; 4 – турбокомпрессор; 5 – дроссельный узел; 6 – воздухоподводящий рукав охлажденного наддувочного воздуха; 7 – радиатор охлаждения наддувочного воздуха (интеркулер); 8 – воздухоподводящий рукав горячего наддувочного воздуха; 9 – воздухозаборник

Насколько интенсивно будет работать система, зависит от характера работы самого силового агрегата. При этом следует сказать о том, что жесткая связь турбонаддува с коленвалом движка отсутствует. Энергия отработанных газов растет с увеличением числа вращений движка. Чем сильнее работает мотор, тем интенсивнее возрастает энергетический потенциал. Следовательно, растет и подача сжатого воздуха.

Как работает двигатель с турбонаддувом
На рисунке показан принцип работы одного из главных элементов устройства системы турбонаддува - турбокомпрессора

Однако не все здесь так просто. Имеется ряд факторов, которые являются сдерживающими в применении турбрнаддува. Прежде всего, к таким факторам можно отнести детонацию. Возникновение ее элементарно обусловлено тем, что бензиновый агрегат просто резко увеличивает свое вращение. Другим фактором являются значительные температурные параметры, которые имеют отработанные газы. Это обеспечивает значительный нагрев турбонагнетателя и двигателя с турбонаддувом в целом.

Из чего состоит система турбонаддува?

Основной элемент системы турбонаддува -турбокомпрессор

Конструктивно в состав устройства турбонаддува входит турбокомпрессор, интеркулер, устройство, регулирующее давление наддува и другие узлы. Однако первую скрипку в такой конструкции играет турбокомпрессор. При помощи него и обеспечивается рост давления в системе впуска воздуха.

Вот так выглядит интеркулер

Воздушные массы необходимо каким-то образом охлаждать. Для этой цели в конструкции предусмотрен интеркулер. Охлаждая сжатый воздух, поступающий из компрессора, он способствует повышению его плотности. В результате этого увеличивается давление. Конструктивно он представляет собой радиатор, причем тип его может быть как жидкостный, так и воздушный.

Фото регулятора наддува(перепускной клапан)

Система управляется посредством регулятора наддува. Он представляет собой не что иное, как перепускной клапан. Основное предназначение его состоит в ограничении давления отработанных газов. Они не все направляются на турбинное колесо: определенное их количество идет мимо него. При этом давление наддува становится оптимальным. Клапан приводится в действие с помощью пневматики или электричества. Датчик посылает сигналы, в результате чего наблюдается срабатывание клапана.

Фото дроссельной заслонки от бензинового двигателя Jaguar 4.4

Предусматривается и предохранительный клапан. Дроссельная заслонка может резко закрыться, что обусловит резкий скачок воздуха. Работа этого клапана и состоит в защите от подобных действий.

Два параллельных турбокомпрессора Coyote 5.0L V8

В случае агрегатов достаточно большой мощности применяется система, предполагающая два параллельных турбокомпрессора.

Если турбины на силовой агрегат устанавливаются последовательно, то это обеспечивает повышение производительности за счет работы различных турбокомпрессоров при разной частоте вращения мотора. Разработчики на месте не стоят, а стараются идти вперед. При этом он вместо двух устанавливает три и даже четыре последовательных турбокомпрессора.

Минусы турбированных двигателей

В целом все минусы турбонаддува состоят в слудующем:

  • Увеличенный расход топлива. При равных объемах, двигатель с турбонаддувом будет потреблять больше топлива примерно на 20%, но и выдавать лошадиных сил на 70% больше. Для кого то это может быть плюсом, но большинству автовладельцев это может быть и не нужно.
  • Ресурс турбо двигателя. Поскольку по мощности двигатель становится сильнее, а характеристики общего плана остаются неизменными, происходит износ весьма интенсивного характера основных узлов. Результатом этого является уменьшение ресурсных возможностей двигателя.
  • Масляное голодание. К недостаткам можно отнести и то, что снижается устойчивость к износу поршневой группы. Ресурс самой турбины существенно снижается. Этому способствует то, что давление со стороны картерных газов возрастает. Если работа в таких условиях наблюдается продолжительное время, то может возникнуть «масляное голодание». Оно в свою очередь может привести к поломке турбокомпрессора. Проблемы со стороны такого важного узла могут обусловить поломку самого мотора.
  • Турбояма и турбо подхват. Существуют такие понятия, как турбояма и турбо подхват. Первая имеет место в ситуациях, когда резко нажимают на педаль газа. Когда происходит преодоление турбоямы, резко увеличивается давление турбонаддува. О явлении турбоямы мы уже писали ранее в статье, кому интересно, можете почитать.
  • Качественное топливо и масло. Заправлять придется топливо только самого высокого качества, в противном случае турбина может очень быстро умереть. Помимо этого, использование турбин предполагает наличие моторных масел особых сортов. При этом сроков обслуживания непременно надо придерживаться в соответствии с рекомендациями производителя. Высокие требования при этом предъявляются и к воздушному фильтру, который менять придется в 2 раза чаще, чем на атмосферном двигателе.
  • Дорогостоящий ремонт и обслуживание. Конструкция и устройство турбины довольно сложны и применяются там только качественные материалы, поэтому и стоимость их не маленькая. А если к этому прибавить и дороговизну самой работы, то общая стоимость обслуживания и ремонта выходит круглой суммой. Так, например, стоимость капитального ремонта турбины в хорошем сервисе может составлять от 1000 до 1500 долларов США.

Дорогостоящий ремон и обслуживание турбины
К недостаткам турбированного двигателя можно отнести дорогостоящий ремон и обслуживание турбины

Не смотря на все сказанные минусы, двигатели с турбонаддувом - это будущее автомобилестроения на основе двигателей внутреннего сгорания(мы считаем что реальное будущее все же за автомобилями с электродвигателями). На текущий момент самые совершенные системы турбонаддува считаются двигатели TSI (Volkswagen) и TFSI (Audi). Но не сильно отстают и японские производители, такие как EJ20 (Subaru), 13B-REW (Mazda), RB26DETT (от Nissan), 2JZ-GTE (Toyota), 4G63 (Mitsubishi) и т.д.

Рейтинг

Ваш комментарий

Войдите, чтобы написать комментарий

Войти Создать аккаунт

Рекомендации по теме

Читайте также

Как приклеить зеркало заднего вида своими руками?
Обслуживание и советы

Как приклеить зеркало заднего вида своими руками?

Каждый владелец автотранспортного средства рано или поздно сталкивается с непредвиденными поломками своего транспорта. И даже если это мелкая неприятность, не влияющая на основные свойства автомобиля, хочется как можно скорее ее устранить. Одной из таких неприятностей может стать отклеившееся зеркало заднего вида. Низкое качество дорог, способствующее появлению сильных вибраций, а также...
Обслуживание и советы

Рекомендуемое давление в шинах автомобиля - сколько качать?

Каждый автолюбитель в процессе эксплуатации своей машины должен обладать базовыми знаниями о его технических характеристиках и следить за текущим состоянием машины. Для комфортной езды на авто и длительного срока службы основных агрегатов необходимо вовремя менять масло двигателя, следить за...
Подвеска автомобиля. Виды и типы подвесок автомобиля.
Обслуживание и советы

Подвеска автомобиля. Виды и типы подвесок автомобиля.

Какая самая важная составляющая автомобиля? Уверены, большинство автомобилистов сойдутся в спорах: кто-то будет утверждать, что это двигатель, так как приводит в движение и является по сути основой автомобиля, другие же будут говорить о кузове, так как без «коробки», на которой всё крепится далеко не уедешь. Однако, немногие помнят о функциональном...
Какие бывают амортизаторы? Виды амортизаторов и особенности устройства.
Обслуживание и советы

Какие бывают автомобильные амортизаторы? Виды амортизаторов и особенности устройства.

Амортизатор – это устройство, которое применяется в автомобилях для поглощения толчков, ударов и гашения колебаний (демпфирования), возникающих при движении транспортного средства. На сегодняшний день существует много видов автомобильных амортизаторов. Они различаются между собой по принципу и характеру действия, наполнению и конструкции.
Что такое сайлентблоки в автомобиле? Зачем нужны и как поменять сайлентблоки?
Обслуживание и советы

Что такое сайлентблок в автомобиле? Зачем нужны и как поменять сайлентблок?

Сайлентблоки в конструкции автомобиля являются связующим элементом его подвески. Сайлентблоки вы найдете не только в автомобилях, но и в конструкции некоторых мотоциклов и велосипедов. Внешне они напоминают кусочки шлангов, но чаще всего имеют особую конструкцию. Ниже мы расскажем, что такое сайлентблок, за что сайлентблоки отвечают и каковы причины их выхода...
Перестановка колес автомобиля. Как часто нужно делать ротация шин?
Обслуживание и советы

Перестановка колес автомобиля. Как часто нужно делать ротацию шин?

Перестановка колес напоминает физическое упражнение. Все знают, что это нужно делать, но заставить себя совершить это на деле может быть проблемой. Хотя мы не можем действительно помочь вам с мотивацией в фитнесе, у нас есть много веских причин, почему вы должны менять колеса местами каждые 8-13 тыс. км. Почему я...
Накачка шин азотом - плюсы и минусы. Что дает закачка шин азотом?
Обслуживание и советы

Накачка шин азотом - плюсы и минусы. Что дает закачка шин азотом?

Многие автомобилисты наверняка задаются вопросом, стоит ли накачивать шины азотом. Действительно, нынче в интернете и реальной жизни ходит множество противоречивых мнений об этом мероприятии. Спущенные колеса, или напротив слишком «перекачанные» нарушают контроль и управляемость над авто, а так же негативно влияют на расход топлива автомобиля. Сегодняшний материал мы посвятим одному...
Обслуживание и советы

Почему свистит ремень генератора на холодную и при нагрузке?

Многие водители сталкивались с ситуацией, когда из-под капота идет непонятный свист. Чаще всего звук происходит из-за неисправности приводного ремня. Почему свистит ремень генератора? В чем причины возможной поломки, как убрать неприятный писк самостоятельно? Рекомендации для решения этих проблем содержит данная статья.
Электромагнитная подвеска автомобиля
Обслуживание и советы

Электромагнитная подвеска автомобиля

История создания электромагнитной подвески Одним из примеров применения энергии электромагнитного поля является электромагнитная подвеска, которая является одним из видов подвесок автомобиля и нашла активное применение в наши дни. Мало кто знает, но первые научные труды, объясняющие принцип действия...
Самые лучшие лампы ближнего света h7. Обзор ТОП-10 галогеновых ламп.
Обслуживание и советы

Самые лучшие лампы ближнего света h7. Обзор ТОП-10 галогеновых ламп.

Причин замены автомобильного освещения может быть несколько. Кто-то нуждается в новой оптике, потому что старый комплект приказал долго жить. Другие просто недовольны освещением дороги, особенно в ночное время, и потому покупают новые комплекты ламп с повышенной светоотдачей. Если вы не хотите обновляться до более продвинутых ламп, таких как светодиоды или...
Как определить неисправность свечи зажигания
Обслуживание и советы

Как определить неисправности свечей зажигания. Симптомы и признаки неисправности свечей

Начиная с автомобилей и газонокосилок и заканчивая квадроциклами и моторными лодками, практически во всех этих средствах можно найти двигатели внутреннего сгорания, в которых используются свечи зажигания для того, чтобы обеспечить процесс воспламенения. С одной стороны, эти маленькие «чудо-помощники» потребляют высоковольтное электричество, а с другой – выдают искру. Искра воспламеняет топливную...
6 причин плохого переключения передач механической трансмиссии
Обслуживание и советы

6 причин плохого переключения передач механической трансмиссии

Основные причины, по которым плохо переключаются передачи, приведены ниже: Сцепление как причина плохого переключения передач Система сцепления отвечает за соединение и отсоединение трансмиссии от маховика двигателя и является одним из основных узлов в переключении коробки передач. Система состоит из 6 главных компонентов: главный цилиндр сцепления; рабочий цилиндр; корзина сцепления;...