Турбонаддув

Турбонаддув характеризуется тем, что в цилиндры воздух нагнетают сами отработанные газы. Система весьма эффективна для увеличения мощности самого движка без повышения частоты оборотов коленвала. Также отпадает потребность делать объем цилиндров больше.

Поскольку топливо сгорает практически полностью – оно экономится. Уменьшается и количество токсичных выбросов.

Подобные системы используются и на дизельных и на бензиновых двигателях. Однако, наиболее продуктивна эта система на дизельных разновидностях ввиду небольшой частоты вращения коленвала и максимального сжатия самого мотора. Для двигателей, потребляющих бензин, ограничивающим моментом становится вероятность детонации из-за стремительного роста скорости вращения и крайне высокой температуры газов (в дизельных она почти в 2 раза меньше). Из-за этих факторов турбонагнетатель сильно нагревается.

Конструкция системы наддува включает:

  • устройство забора воздуха;
  • фильтр для его очистки;
  • запирающую заслонку;
  • компрессор;
  • охладитель;
  • впускающий коллектор.

Турбокомпрессор – одно из важнейших отличий именно турбонаддува. Задача его – повышать воздушный напор в системе впуска. Он включает в себя два колеса, они размещаются в изолированных корпусах. Располагаются они на валу ротора.

Колесо компрессора работает с воздухом и подает его в цилиндры.

Турбинное – с отработанными газами.

Роторный вал движется скольжением. Поэтому ему требуется смазка. Чтобы избежать протечки на самом валу имеются герметизирующие уплотнители.

Охлаждение при помощи жидкостей применяется для бензиновых двигателей. Такой способ ускоряет процесс.

Для снижения температуры воздуха в турбине используется внутренний охладитель (жидкость или пневмо).

Вестгейт – это главный «управляющий орган». Он регулирует поток воздуха, ограничивает мощность. Это обеспечивает наилучшее давление.

В пневмопроходе можно установить предохранение (клапанную систему). Оно не даст возникнуть скачку давления.

 

Как работает система

Энергия отработавших газов вращает турбинное колесо, запускает вал ротора и компрессорное колесо. Воздух сживается и нагнетается именно компрессорным колесом. Охлаждение воздуха происходит в интеркулере и затем он подается в цилиндры двигателя.

Число оборотов двигателя контролирует эффективность турбонаддува. Энергия отработавших газов тем выше, чем выше скорость вращения турбины. Следовательно, больший объем сжатого воздуха попадает в цилиндры.

Среди минусов следует отметить задержку повышения мощности, когда педаль газа резко наживается (турбояма) и стремительное увеличение наддува после ее преодоления (турбоподхват).

Так называемая турбояма вызывается тем фактом, что для увеличения напора наддува, если резко нажать на педаль, необходимо некоторое время (это принято называть инерционностью системы). То есть возникает несоответствие между мощностью потребления и компрессорной производительностью. Решить проблему можно по-разному:

  • Турбина типа VNT (имеющая функцию измененной геометрии) оптимизирует поток отработанных газов посредством изменения площади канала входа. Такие агрегаты широко применяются в дизелях, например в двигателях TDI «Фольксвагена»
  • Система, состоящая из 2-х параллельных турбокомпрессоров. Она применима только на мощных V-образных моторах. Система основана на закономерности: инерция двух небольших турбин меньше, чем у одной большой. Если установить 2 турбины последовательно, то максимальный эффект достижим при работе разных турбокомпрессоров на различных оборотах мотора. У некоторых производителей установлено даже 3 или 4 турбокомпрессора.
  • Объединение механического и турбонаддува. Когда работа идет на маленьких оборотах, задействован механический нагнетатель. При их увеличении подключается турбо. Пример – двигатель TSI «Фольксвагена».

Как видите, решение в каждом случае свое.

Обратная связь