Турбонаддув двигателя: описание и принцип работы, плюсы и минусы

Среди всех возможных вариантов наддува двигателя внутреннего сгорания наибольшее распространение получил турбонаддув, в котором воздух подается в цилиндры при помощи специального устройства — турбокомпрессора (турбины). Вращение турбины осуществляют отработавшие газы, что позволяет существенно увеличить мощность двигателя без увеличения частоты оборотов последнего. Помимо этого, турбонаддув позволяет получать большие значения крутящего момента при небольшом расходе топлива. В сравнении с классическими конструкциями при аналогичной мощности турбированный двигатель имеет более компактные габаритные размеры.

Устройство системы турбонаддува

На практике турбонаддув применяется как на моторах, использующих дизельное топливо, так и на бензиновых. Однако наиболее часто эта система встречается именно на дизельном двигателе, поскольку для них характерна высокая степень сжатия, меньшая температура выхлопа и низкие обороты коленчатого вала. Более высокая степень сжатия обеспечивает повышение мощности турбированного двигателя и увеличивает его КПД.

В бензиновых моторах температура отработавших газов выше, что может спровоцировать эффект детонации, приводящий к быстрому износу поршневой группы. Для предотвращения этого явления необходимо использовать бензин с более высоким октановым числом, что не всегда является экономически выгодным.

Принцип работы турбины

Система турбонаддува состоит из следующих элементов:

• Воздухозаборник
• Воздушный фильтр
• Перепускной клапан — регулирует подачу отработавших газов
• Дроссельная заслонка — регулирует подачу воздуха на впуске
• Турбокомпрессор — повышает давление воздуха во впускной системе. Состоит из турбинного и компрессорного колес
• Интеркулер — охлаждает воздух, способствуя лучшему наполнению цилиндров и снижению вероятности детонации
• Датчики давления — фиксирует давление наддува в системе
• Впускной коллектор — распределяет воздух по цилиндрам
• Соединительные патрубки — необходимы для крепления элементов системы между собой

Принцип работы турбонаддува

Принцип работы системы турбонаддува заключается в следующем:

• Отработавшие газы двигателя, проходя через турбокомпрессор, раскручивают турбинное колесо
• Вращение турбинного колеса передается компрессорному, поскольку они закреплены на одном валу
• Компрессор сжимает воздух, поступающий из воздухозаборника, и направляет его в интеркулер
• В интеркулере воздух охлаждается и поступает на впуск в цилиндры двигателя

В турбокомпрессоре предусматривается возможность регулировки давления выхлопных газов на лопасти турбины с целью не допустить превышение давления наддува в системе. Это осуществляется с помощью перепускного клапана, который приводится в движение пневмо- или электроприводом. В свою очередь, управление приводом осуществляется электронным блоком управления, который считывает информацию с датчика давления.

Особенности эксплуатации турбированных двигателей

На режимах разгона автомобиля в силу инерционности системы возникает явление, получившее название «турбояма». Сущность явления заключается в следующем:

• Автомобиль движется с небольшой постоянной скоростью
• Турбина вращается в соответствующем режиме
• При резком нажатии на педаль ускорения в цилиндры двигателя подается больше топлива
• После его сгорания образуются отработавшие газы, которые с большей силой воздействуют на турбину и увеличивают мощность двигателя. Однако происходит это с некоторой временной задержкой.

Таким образом, между моментом нажатия на педаль и фактическим ускорением автомобиля присутствует некоторая временная задержка — «турбояма». Также данное явление проявляется в виде недостатка крутящего момента на малых оборотах двигателя.

Виды систем турбонаддува

Производители разработали различные способы избавления от «турбоямы»:

• Турбина с изменяемой геометрией. Конструкция предусматривает изменение сечения входного канала. За счет этого выполняется регулирование потока отработавших газов.
• Два турбокомпрессора, установленных последовательно (Twin Turbo). На каждый режим работы (обороты двигателя) предусматривается свой компрессор.
• Два турбокомпрессора, установленных параллельно (Bi Turbo). Схема разбиения на две турбины снижает инерцию системы, и турбояма становится не так ощутима.
• Комбинированный наддув. Устройство предусматривает и механический, и турбонаддув. Первый включается при низких оборотах, второй при высоких.

Что такое турботаймер и для чего он необходим

Другой стороной инерционности системы с турбокомпрессором является необходимость снижать обороты постепенно. Нельзя резко выключать зажигание после того, как двигатель работал на высоких оборотах. Это обусловлено тем, что подшипники будут продолжать вращение, а поскольку масло не будет подаваться в систему — возникнет повышенное трение. Оно, в свою очередь, спровоцирует быстрый износ вала турбины.

Для решения этой проблемы применяется турботаймер. Это устройство устанавливается на приборной панели и подключается в цепь зажигания. После выключения зажигания ключом система запускает таймер, который глушит двигатель спустя некоторое время, давая возможность турбине снизить обороты до приемлемых значений.

Достоинства и недостатки системы турбонаддува

Подводя итоги, можно выделить плюсы и минусы использования на моторе турбонаддува. В числе достоинств:

• увеличение мощности двигателя
• повышение КПД двигателя
• снижение расхода топлива

К минусам можно отнести:

• Низкий крутящий момент на малых оборотах двигателя
• Более высокая стоимость
• Более сложное обслуживание и эксплуатация

Источники: http://techautoport.ru/dvigatel/vpusknaya-sistema/turbonadduv-dvigatelya.html

Полезные советы автомобилистам

по ремонту автомобиля своими руками

Как ездить по плохим дорогам

Дороги наши славятся колдобинами, на которых техника часто превращается в утиль, а водители – в.

Причины пропусков зажигания

Пропуск зажигания в цилиндре – одна из распространенных проблем управляемости автомобиля.

Шины для каждого авто

Ассортимент автомобильных покрышек насчитывает сегодня сотни единиц различных моделей. Покупателю.

Замена помпы на Ford Focus

Замена помпы своими руками на двигателе 1,8. Прядок действий: 1) поставить машину на подъемник.

Простой индикатор напряжения аккумулятора

Схема контроля напряжения аккумулятора с индикацией на трех светодиодах. Подключив эту схему к.

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

Рамы для Mitsubishi Pajero Sport начали выпускать на заводе ГАЗ

Сегодня поступила информация о том, что одно из производственных предприятий Группы ГАЗ в Калужской области приступило к изготовлению новых Mitsubishi Pajero Sport.

ГИБДД планирует внести легализацию автотюнинга в перечень госуслуг

В ГИБДД подготовили законопроект, по которому предлагается легализовать изменения в конструкции авто, сообщает "Коммерсант".

Ижевский автозавод поставит партию автомобилей Lada Vesta на Кубу

320 автомобилей Lada Vesta будут направлены на Кубу для служб такси, сообщил генеральный директор Ижевского автозавода Михаил Рябов.

В сети появился тизер нового кроссовера Infiniti QX50

Японские машиностроители готовят к презентации новый кроссовер Infiniti QX50. Автомобиль дебютирует в рамках мотор-шоу в Лос-Анджелесе.

УАЗ выпустит аналог культового микробуса VW Bulli

Надеемся, что рисунок на кузове серийных машин будет не таким странным, как на "подарочном" экземпляре (и да - это все еще ни разу ни VW Bulli).

Видео разгона электрогрузовика Tesla Semi появилось в Сети

Первый любительский видеоролик разгона электрического грузового автомобиля Semi компании Tesla появился в Сети.

Новые статьи

КУПИ КАСКО ОНЛАЙН

Что такое турбонаддув?

Турбонаддув — вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.

Турбонаддув применяется как на бензиновых и дизельных двигателях. Наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой степени сжатия двигателя и относительно невысокой частоты вращения мотора. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов и соответствующий нагрев турбонагнетателя.

Отличительной особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор — является основным конструктивным элементом турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе.

Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения сжатого воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер представляет собой радиатор воздушного или жидкостного типа.

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

Также устанавливается предохранительный клапан. Он защищает от скачка давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться в атмосферу с помощью блуофф-клапана или перепускаться на вход компрессора с помощью байпас-клапана.

Принцип работы двигателя с турбонаддувом

Работа системы турбонаддува основана на использовании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.

Турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя и эффективность работы системы зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше обороты мотора, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях. Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая. При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo.

Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается.

Минусы двигателя с турбонаддувом

В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма, с другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — 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 и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен воздушный фильтр.

Недостаток системы турбонаддува – чувствительность к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего двигателя.

Источники: http://autosam.su/82-engine/306-plyusy-i-minusy-dvigatelya-s-turbonadduvom.html

Каждый автомобилист со временем предстает перед дилеммой: автомашину с каким двигателем купить, атмосферным или турбированным. И первые, и вторые агрегаты имеют как свои достоинства, так и недостатки. Именно об этом и будет рассказано ниже.

Что же собой представляет атмосферный двигатель? Это ДВС, в котором воздух подаваемый через карбюратор принимает участие в образовании горючей смеси и которая, при воспламенении воспроизводит энергию способную привести в движение двигатель. Но не следует подробно вникать в принцип работы таких агрегатов, это, в конце концов, не цель этого контента. Автолюбитель, выбирающий транспортное средство с атмосферным мотором, и все равно присматривающийся к турбированному двигателю, должен знать о плюсах и минусах того силового агрегата, который будет стоять на его авто.

Неоспоримых достоинств у атмосферного мотора 3.

Большой ресурс двигателя

Эксплуатировать атмосферные агрегаты, и совсем неважно, на чем они работают, на бензине или солярке, можно десятки и десятки тысяч км. пробега. Известны случаи, когда атмосферные моторы проходили и по 300-500 тыс. км., причем даже без капремонта. Были даже экземпляры таких «живучих» двигателей, которые ставились как «родные» и на другие машины.

Надежность и простота

Такого рода рекордные показатели можно объяснить условной простотой их конструкции и их нейтральном отношении к качеству горючего и двигательного масла. Такой силовой агрегат с легкостью способен «перевариварить» даже самое плохое топливо. Конечно, если часто заправляться такой «бадягой», то и «атмосферник» может подвести, хотя его восстановление обойдется дешевле реанимации турбированного мотора.

Высокая ремонтопригодность

Кроме конструктивной простоты атмосферный агрегат обладает и высокой ремонтопригодностью. Если он выйдет из строя, то его можно будет отремонтировать за меньшую сумму, нежели мотор с турбонаддувом.

«Родился» самый первый турбированный агрегат еще в 1905 г. На «легковушках» такие моторы стали устанавливаться в середине 20 века. Суть работы такого двигателя в том, что стоящая на моторе турбина использует выхлопы для создания принудительного воздушного давления при поступлении в цилиндры, в которых и образуется горючая смесь.

Другой минус турбированного силового агрегата – большой расход «горючки». Так как при приготовлении горючей смеси в цилиндры поступает много воздуха, туда и подается много горючего. Но надо помнить, что износ турбины случится быстрее, если двигатель после остановки авто сразу же отключить. Так что, если хочется чтобы турбина прослужила дольше, то мотору какое-то время надо дать поработать вхолостую, дабы турбина остыла.

Источники: http://cartechnic.ru/articles/vybiraem_dvigatel_avtomobilja__turbirovannyj_ili_atmosfernyj