Плюси і мінуси турбонаддува

Головна / двигун

Хтось цінує в автомобілях комфорт, інші вибирають собі транспортний засіб в залежності від престижності, третє віддають перевагу надсучасної електроніці. Переваг безліч. Але всіх водіїв об'єднує бажання мати швидкий і потужний автомобіль.

Увага! Наддувши дозволяє досягти зростання потужності автомобіля.

Вам, напевно, не раз доводилося помічати на машині напис turbo. Зазвичай подібні шильди кріпляться на багажнику неподалік від назви разом з об'ємом двигуна. Але що означає для автомобіля система турбонаддува, мало хто знає.

Навіщо потрібен турбонаддув

Щоб дізнатися, що таке турбонаддув в загальних рисах, необхідно зрозуміти мотивацію автомобілебудівників. Кожен автомобільний концерн бажає, щоб його машини мали високу швидкість і хороші динамічні показники. Саме тому інженери йдуть на найрізноманітніші кроки, щоб удосконалити свої концепти. Наддувши - це один з найбільш ефективних і простих кроків підвищення потужності.

Згадайте хоча б еволюцію автомобільного двигуна. Спочатку серійні автомобілі не розганялися швидше 50 миль на годину, але пройшло не більше 20 років, як цей показник перетнув позначку в 100. Якщо ж говорити про кількість кінських сил і обсяги двигунів, то вони росли просто з приголомшливою швидкістю.

Увага! Установка свого часу на автомобілі турбонаддува значно допомогла у боротьбі за потужність.

Щоб не бути голослівними, порівняємо Ford Model T (це перший серійний автомобіль) і Ferrari 458 Speciale. Перший мав 20 кінських сил, а друга більше 600. Прогрес за сто років більш ніж вражаючий. Природно, важливу в ньому роль зіграла установка на машини турбонаддува.

Бажаючи ще більше збільшити динамічні показники мотора, автомобільні виробники вдавалися до найрізноманітніших хитрощів. Однією з найцікавіших технічних новинок є система турбонаддува.

Принцип роботи

Автомобільний двигун працює за рахунок згоряння палива. Чим більше його спалюється, ті вище приріст потужності. Це проста, але дієва закономірність, якою скористалися інженери, створюючи систему турбонаддува.

Але не все так просто як може здатися, на перший погляд. Щоб паливо горіло, необхідний кисень.Тому в циліндри потрапляє не паливо в чистому вигляді, а його суміш з повітрям.

Важливо! Паливо і повітря повинні бути перемішані в правильній пропорції, інакше нічого працювати не буде. Наддувши дозволяє не тільки подавати правильну кількість повітря, але і робити це максимально ефективно.

Якщо в якості прикладу взяти бензиновий двигун, то на одну частину палива припадає 14-15 частин бензину. Це досить грубий підрахунок, так як до уваги необхідно брати складу палива, а також характеристики всієї системи.

Простий двигун працює за наступним принципом: він засмоктує повітря в циліндри завдяки різниці тисків. Як результат, чим більше обсяг циліндра, тим більше кількість кисню. Природно, це безпосередньо впливає на розміри двигуна: система турбонаддува допомагає значно зменшити габарити конструкції.

Увага! Наддувши дозволяє загнати в циліндри набагато більше повітря, без збільшення розмірів останніх.

Історія створення турбонаддува і його прототипів

Придумав систему турбонаддува Вільгельм Даймлер. Цей німецький вчений винайшов двигун. Через кілька років експериментів він почав використовувати для закачування повітря в нагнітач.

Нагнетатель і був прототипом сучасного турбонаддува.Він складався з вентилятора, останній обертався за рахунок роботи двигуна. В результаті ефективність всієї системи підвищувалася в кілька разів.

Але це було тільки початком історії турбонаддува. Альфред Бюхи пішов куди далі. У 1905 він запатентував апарат, який використовує для своєї роботи енергію вихлопних газів. Саме так була створена перша в світі система турбонаддува.

Все що потрібно знати про турбонаддуве

Використання системи турбонаддува на бензинових і дизельних двигунах

Система турбонаддува застосовується як на дизельних, так і на бензинових двигунах. Але не все так просто рівень ефективності кардинально відрізняється. Використання даного пристрою на дизелі дозволяє домогтися якісно інших результатів.

Увага! Вся справа в підвищеному ступені стиснення. Також дизельні двигуни з системою турбонаддува мають меншу частоту обертання валу.

Потрібно зауважити, що використання системи турбонаддува на бензинових двигунах має певні обмеження. По-перше, існує ризик детонації через занадто високих обертів двигуна. По-друге, на пристроях, що працюють за рахунок бензину, занадто висока температура вихлопних газів.

Якщо проводити порівняння, то температура вихлопних газів в двигуні, що працює на дизелі, становить близько 600 градусів за Цельсієм. Аналогічний показник в бензинових агрегатах досягає позначки в 1000, що вкрай негативно позначається на системі турбонаддува.

Пристрій

Пристрій системи турбонаддува не представляє особливої \u200b\u200bскладності. За зовнішнім виглядом конструкція нагадує дві равлики, з'єднані між собою шлангом. Апарат складається з таких елементів, як:

інтеркулер,
турбокомпресор,
повітрозабірник,
повітряний фільтр,
дросельна заслінка,
напірні шланги,
впускний колектор,
з'єднувальні патрубки.

Деякі виробники додають в свої пристрої впускні заслінки. Якщо ж говорити про загальну схему, то вони все практично ідентичні, за винятком деяких елементів.

Головним елементом конструкції вважається турбокомпресор. Саме він забезпечує нагнітання повітря. Вузол складається з таких деталей:

корпус,
турбінний корпус,
турбінне колесо,
підшипники,
компрессорное колесо,
кільця ущільнювачів.

Турбінне колесо знаходиться в спеціальному корпусі, який є стійким до підвищених температур. Дана деталь відповідає за перетворення енергії відпрацьованих газів. Саме завдяки їй обертається компресорне колесо.

В результаті роботи колеса повітря потрапляє всередину, де відбувається процес стискання. Лише після цього отримана суміш прямує в циліндри. Колеса кріпляться до валу ротора. Нормальне обертання можливо завдяки підшипників.

Интеркуллер - це простий радіатор. Він відповідає за охолодження апарату. Зазвичай в конструкції допускається використання інтеркулерів двох типів: рідинний і повітряний. Перший вважається більш ефективним.

Важливо! Интеркуллер охолоджує повітря. В результаті збільшується його щільність.

Системою керує регулятор. По суті - це пріпускной клапан. Він обмежує енергію газів. В результаті та частина, яка може нашкодити системі, перенаправляється повз турбінного колеса.

Регулятор дозволяє досягти оптимальної величини тиску наддуву. Привід може бути двох видів: пневматичний або електричний. Щоб він спрацював, спочатку повинна надійти інформація з датчика.

Плюси і мінуси системи турбонаддува

Будь-яка технологія має як свої переваги, так і недоліки. Наддувши не став тому виключенням. До основних плюсів пристрою можна зарахувати:

підвищення ККД двигуна,
зростання економічності всієї системи,
екологічність.

Головне достоїнство апарату в тому, що він працює за рахунок відпрацьованих газів. Це дозволяє заощадити ресурс мотора для забезпечення більшої потужності.

Розглядаючи плюси системи турбонаддува, не завадить розглянути їх в порівнянні з «атмосферником», який виконує ті ж функції. На перший погляд, «амтосфернік» є куди більш економічним рішенням. З ним двигун спалює менше палива, але при цьому потужність всієї системи падає.

Важливо! Система турбонаддува забезпечує практично повне згорання пального. За рахунок цього, потужність машин, оснащених подібними пристроями набагато вище.

Ще одним важливим достоїнством турбонаддува є те, що подібна система дозволяє домогтися більш низької температури в камері згоряння паливно-повітряної суміші. Через це зменшується утворення оксиду азоту.

А тепер до мінусів. Подібний пристрій є досить крихким і вимагає до себе особливого ставлення. Наприклад, якщо ви тільки що використовували можливості двигуна по максимуму, не варто його відразу глушити. Дайте мотору трохи попрацювати на холостих обертах. В іншому випадку можливий перегрів всієї системи.

Важливо! Вийти з цієї ситуації допомагає турботаймер, яка не заглушить двигун до досягнення нормальної температури.

Ще одним вагомим недоліком даної системи нагнітання повітря є наявність так званих турбоям. Коли ви натискаєте на педаль газу - машина відгукується не відразу.

Пристрій може ефективно працювати тільки тоді, коли колінвал обертається в певному діапазоні. Гідно впоратися з цією проблемою допомагає подвійний турбонаддув. Такий апарат має дві турбіни. Крильчатки у них різного розміру, кожна здатна ефективно працювати в своєму діапазоні.

підсумки

Наддувши - це, безумовно, важлива деталь, що дозволяє значно збільшити потужність мотора. Але через певні особливостей її не особливо вигідно встановлювати в бензинових двигунах. Справа в тому, що лишком велика температура згоряння паливно-повітряної суміші в камері, вкрай негативно позначається на пристрої.