Что такое турбированный двигатель и чем он отличается от атмосферного

Советы по уходу и эксплуатации турбированного двигателя

Если силовой агрегат спроектирован грамотно, то наличие турбонадува особо не сказывается на ресурсе турбированного двигателя. Автовладельцу необходимо только знать особенности эксплуатации турбомотора и помнить несколько важных правил.

Во-первых, соблюдайте рекомендованную периодичность замены моторного масла. А если эксплуатация автомобиля в основном по городским дорогам, где пыли и грязи в избытке, то следует интервал между обслуживанием сократить до 25%.

Во-вторых, не стоит экономить на качестве моторного масла. Заливайте в мотор то, что рекомендует производитель в соответствии с допусками.

В-третьих, не перегружайте мотор без необходимости. Спокойная и умеренная езда – залог долговечности не только мотора, но автомобиля в целом.

В-четвертых, после остановки автомобиля, особенно после долгой поездки, не глушите турбированный двигатель. Ему нужно дать поработать 1-2 минуты на холостом ходу, чтобы остыла турбина. Т.к. если заглушить мотор сразу, то давление моторного масла пропадет моментально, и быстро вращающийся ротор на некоторое время будет без смазки. Таким образом, сильно сокращается ресурс работы турбины.

И последнее, прогревайте мотор. Моторное масло, при первом запуске силового агрегата, имеет высокую вязкость, из-за этого затрудняется прокачка по зазорам. Поэтому при низкой температуре воздуха, зимой необходимо прогревать мотор, и это обязательное правило. Особенно, если у вас дизель, об этом читайте в статье – как правильно и нужно ли греть дизель зимой.

Виды турбокомпрессоров

Турбина с перепуском отработавших газов WGT.

В горячей улитке турбокомпрессора есть клапан Вестгейт (wastegate) выпускающий выхлопные газы в обход ротора турбины, для того чтобы ограничить рост давления турбокомпрессора выше заданного значения. Вследствие этого поток газов через турбину уменьшается, что снижает как степень сжатия воздуха турбиной, так и излишне высокие обороты вращения вала турбокомпрессора. При низких нагрузках на двигатель клапан закрывается, и весь поток отработавших газов направляется в турбину.

Турбина с изменяемой геометрией турбины VNT.

Турбина с изменяемой геометрией ТИГ (Variable-Nozzle Turbine — VNT, Variable-Turbine Geometry — VTG, Variable-Geometry Turbo — VGT) отличается от классических турбокомпрессоров наличием кольца из специальных лопастей (лопаток). Это дает возможность управлять потоком отработанных газов через турбину.
На малых оборотах двигателя лопатки находятся в полузакрытом состоянии. Выхлопным газам приходится «протискиваться» в узкие проходы между лопаток. Скорость газа возрастает (закон Бернулли) и он быстрее раскручивает турбину.
На повышенных оборотах двигателя
лопатки открываются. Сечение для прохода газов увеличивается, скорость падает, турбина крутится медленнее.

Турбина с дросселированием VST.

В двигателях легковых автомобилей небольшой мощности нашли применение турбины с золотниковым регулированием (VST Variable Sliding Turbine). Турбина VST работает аналогично турбине с неизменной геометрией, с той разницей, что первоначально открывается один из двух каналов золотника. При достижении максимально допустимого давления наддува золотник, непрерывно перемещаясь в осевом направлении, открывает второй канал. Каналы выполнены так, чтобы наибольшая часть потока отработавших газов направлялась к турбине. Оставшаяся часть отработавших газов, за счет дальнейшего перемещения регулирующего золотника, направляется в обход крыльчатки компрессора внутри турбонагнетателя.

Турбина с Twin-scroll (Твинскролл ) – двойная улитка.
Турбина типа «twin-scroll» отличается от обычной наличием двух каналов, разделяющих надвое рабочую камеру турбины. Таким образом, отработавшие газы подаются на турбину раздельно, за счет чего эффективнее используется импульсный наддув.

За счет чего достигается преимущество?
На четырехтактном двигателе порядок работы цилиндров (например у ЗМЗ-409) 1-3-4-2. Представим, что цилиндр 1 заканчивает свой цикл и достигает нижней точки, открывается выхлопной клапан. В то же время, цилиндр 2 заканчивает выхлопной цикл, закрывая выхлопной клапан и открывая впускной клапан. При наличии обычной одиночной турбины, давление выхлопа от цилиндра 1 будет препятствовать забору воздуха цилиндра 2, поскольку оба выхлопных клапана открыты. Так вот, если камеры разделить, проблема разрешится.
Вдобавок, в последнее время появились турбины с изменяемым Twin-scroll: на входе улитки турбины установлен распределительный клапан (Quick Spool Valve), который перенаправляет поток выхлопных газов в разные каналы. А если учесть, что у разных каналов разная геометрия то мы фактически получаем универсальную, управляемую турбину, которая хорошо работает и на низких и на высоких оборотах двигателя.

Твинскролл турбокомпрессор Borg Warner EFR-7163-J (VTV) с интегрированным QSV клапаном (с изменяемой геометрией)

Устройство бензиновых турбо-ДВС

Алгоритм работы бензинового турбированного силового агрегата заключается в применении специального компрессора. Задача последнего – нагнетать в камеры сгорания дополнительный объем воздуха. За счет улучшения наполнения цилиндров смесью воздуха и топлива растет среднее эффективное давление за цикл и повышается мощность. В качестве привода системы турбонаддува применяются отработанные газы, энергия которых делает полезную работу.

Современный компрессор представляет собой корпус с подшипниками, колесо, перепускной клапан, корпус турбины. В последнем имеются каналы для движения смазки. Также присутствует в конструкции вал ротора, подшипники скольжения, компрессор, пневматический привод перепускного клапана. В корпусе, где монтируются подшипники, установлен ротор. Он представляет собой вал с закрепленными на нем турбинным и компрессорным колесами. На последних имеются лопасти. Данный ротор может вращаться за счет подшипников скольжения. Для их смазки и охлаждения поступает масло из смазочной системы двигателя. Чтобы корпус подшипников дополнительно охлаждался, используются также и каналы охлаждающей жидкости. Данный элемент компрессора изготовлен в форме улитки.

Ресурс турбированных двигателей

Особенности ухода и привередливость моторов с искусственными нагнетателями воздуха непосредственно связаны со сложностью конструкции. Основы турбонаддува, одного из методов наддува, предполагающего использование отработавших газов, раскрывают принцип работы двигателя:

1. через воздушный фильтр воздух проникает во вход турбокомпрессора;
2. воздушные массы подвергаются сжатию, при этом уровень насыщенности кислородом возрастает, процесс подразумевает также нагрев воздуха, а его плотность снижается;
3. из компрессора воздушные потоки переходят в интеркулер, где охлаждаются, приобретая прежнюю температуру, интеркулером обеспечивается также снижение предрасположенности к детонации топливовоздушной смеси;
4. воздушные массы проходят через дроссель, переходя к впускному коллектору, а на такте выпуска попадают в цилиндры турбомотора;
5. после воспламенения смеси остатки горения попадают в выпускной коллектор. Проходя через турбину, поток горячего газа приводит в движение вал, на обратной стороне которого расположен компрессор. Таким образом, совершается сжатие следующей партии воздуха.

Количество кислорода, которым наполняется камера, существенно больше, чем при естественном заборе воздуха, поэтому обеспечивается сжигание большего количества смеси за такт, что влечёт за собой увеличение мощностных характеристик.

Ресурс турбины немногим меньше износостойкости самого мотора, при этом предполагается должный уход за агрегатом и его компонентами. Главные враги турбированного двигателя, значительно снижающие ресурс:

1. низкокачественное моторное масло;
2. топливо низких сортов;
3. масляное голодание;
4. повышенные нагрузки «на холодную»;
5. несвоевременная замена масла, масляного и воздушного фильтров.

Частое плановое обслуживание и постоянный контроль уровня масла и качества используемых материалов позволяют значительно продлить ресурс. Нельзя сказать, что в атмосферники можно вливать всё, что угодно, но всё же они менее подвержены влиянию этих факторов, и если в двигатель и попадает масло или топливо низкого качества, то плачевных последствий, как в случае с агрегатом с турбонаддувом, не будет. В отличие от атмосферных моторов, турбомотор максимально использует свой потенциал, поэтому и больше подвержен износу. Ресурс турбированного двигателя может достигать 150 – 200 тысяч км. пробега, но при условии должного ухода, при этом движки атмосферного типа, отличающиеся простотой конструкции, проходят все 300000 км. Несоблюдение же рекомендаций производителя может снизить ресурс как минимум в два раза.

Виды турбонаддува

Существует три способа увеличения подачи воздуха:

1. резонансный (в данном случае используется кинетическая энергия воздуха во впускном коллекторе, нагнетатель не нужен);
2. механический (воздух нагнетается при помощи компрессора, приводимого в действие от двигателя);
3. газотурбинный (для работы нагнетателя используется энергия отработавших газов).

Поскольку в первом случае нагнетатель не применяется, а повышенное давление воздуха создается за счет четко выверенной формы и длины впускного коллектора, резонансный наддув в рамках данной статьи рассматриваться не будет. Гораздо интереснее два других варианта турбонаддува.

Атмосферный двигатель или турбированный – главные различия

Пример атмосферного двигателя БМВ

Если говорить грубо, то наличие турбины (компрессора, нагнетателя) является единственным, чем отличается атмосферный двигатель от турбированного. Но производители сегодня инвестируют именно в турбоагрегаты, так что их количество на рынке постоянно растет, а технологии активно меняются.

Принципиальная разница между этими моторами заключается в том, что у атмосферного агрегата воздух подается под естественным давлением через впускной клапан. В турбомоторе воздух подается принудительно компрессором под большим давлением.

Пример турбированного двигателя

Это порождает следующие отличия атмосферного двигателя от турбированного:

• на нижнем диапазоне оборотов большинство моторов
  работают примерно в одинаковом режиме;
• на более высоких оборотах включается турбина,
  силовая установка получает значительный прилив мощности;
• в рабочем диапазоне оборотов турбомотор
  потребляет меньше топлива, так как работает более эффективно;
• разгон современного агрегата с нагнетателем
  гораздо более динамичный, а максимальная скорость часто выше;
• эластичность работы мотора с компрессором лучше,
  так как функциями турбины управляет умный компьютер.

Если раньше турбокомпрессор мог работать в дух режимах (дуть или не дуть), то сегодня техника стала гораздо умнее. Нагнетание давления воздуха не чувствуется в виде резких толчков или рывков, мотор просто получает отличный задор и динамику.

В этом и заключается разница между атмосферным и турбированным двигателем – турбоагрегат лучше подстраивается под пожелания водителя и может работать эффективнее.

Из чего состоит система турбонаддува

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.

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.

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.

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

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.

Виды котлов

Начать стоит с краткого анализа основных видов котлов, чтобы понять систему их работы и уместность установки в том или ином жилище.

Настенные и напольные

Именно эта спецификация определяет не только место крепления котла, но и его форму, вес и возможности.

Напольный котёл. Отличается тем, что его вес может достигать 100 кг, для установки требуется много места (вывод трубы, установка насоса, кранов) и сам монтаж достаточно сложный, а значит, более дорогой. Помимо сложностей с установкой, проблема заключается в том, что большинство напольных котлов не имеют дополнительной функции «бойлера», то есть не разогревают воду для подачи на смесители, достаточно сильно шумят во время работы, а дымоход требует регулярной чистки не только от сажи, но и от различного мусора. Рассматривая положительные стороны, стоит сказать о том, что напольные котлы в разы мощнее настенных, и более долговечные. Поэтому если вам требуется мощный котёл без лишней электроники, тогда лучше выбирать напольный вариант.

Настенный котёл. Обогреватель имеет меньшие габариты, чем напольный, и весит порядка 50 кг. Такие агрегаты в основном являются двухконтурными, то есть заменяют вам газовую колонку или бойлер. Настенный вариант проще монтировать, и он занимает намного меньше места, а возможность вывода «выхлопов» не только дымоходом, но и прямо через стену позволяет устанавливать агрегат практически в любом удобном месте, соблюдая требования.

На заметку! Настенные и напольные котлы могут быть как одноконтурными, так и двухконтурными. Расположение агрегата никак не влияет на количество контуров.

Однако не всё так гладко. Наличие большого количества электроники делает такой котёл зависимым от неё. То есть, если в котле что-то перегорит, то вы останетесь без обогрева. Как правило, такие котлы стоят в разы дороже, а их ремонт может составить до 1/3 от суммы нового агрегата. Целесообразно устанавливать настенный обогреватель в небольших квартирах или домах, где нет лишнего места для монтажа увесистого напольного котла и сопутствующих частей.

Одноконтурные и двухконтурные

Одноконтурные и двухконтурные котлы отличаются задачами, которые они могут выполнять. Так, к примеру, двухконтурный котёл (следуя названию) выполняет две задачи: отапливает помещение и греет воду для подачи на смеситель.

Одноконтурный

выполняет только одну стандартную функцию – отопление.

…

Двухконтурный котёл

, кроме стандартной функции, даёт возможность получать горячую воду на различные нужны, однако назвать его полноценным «бойлером» нельзя. Дело в том, что напор воды, которая проходит через агрегат, должен быть очень сильным, чтобы система сработала. Поэтому монтировать такой котёл нужно возле ванной и кухни.

Одноконтурный котёл не даёт вам дополнительной функции бойлера, однако и стоит в разы дешевле. Система работы такого агрегата простая, а значит, при поломке его будет проще починить. В дополнение к одноконтурному котлу можно установить бойлер косвенного нагрева

, который может работать на различном топливе (газ, электричество, твёрдое топливо), быть напольным или настенным.

Он работает следующим образом: к бойлеру подведена система центрального отопления (на малом круге); внутри агрегата установлена колба с водой, через которую проходит змеевик. Горячая вода, проходя через змеевик, нагревает воду внутри бойлера, и её можно использовать в личных целях. Когда отопление отключено, на входе и выходе труб ЦО перекрываются краны, а вода в бойлере разогревается с помощью газа, электричества или твёрдого топлива.

Детально о строении и разнице между одноконтурным и двухконтурным котлами смотрите видео

Виды нагнетателей

Справедливости ради надо сказать, что первыми появились механические нагнетатели (kompressor, supercharger), которые приводятся в действие механической энергией вырабатываемой двигателем.
Различают несколько типов механических нагнетателей:
— центробежные, наиболее похожие на турбонаддув, поскольку воздух засасывается центробежной крыльчаткой;
— нагнетатели типа «Рутс»(Roots), в котором воздух нагнетается двумя роторами, как в маслонасосе;
— винтовые нагнетатели (Lysholm), по принципу похожие на Roots, но вместо двух роторов с лопастями применены винтовые роторы;

Компрессор Рутса

Компрессор Лисхольм

Центробежный компрессор

Плюсы механических нагнетателей:
— начинают работать сразу, как только начинает работать двигатель — нет турбоямы;
— прямая связь с оборотами двигателя — мгновенный отклик на нажатие педали газа;
— отличная тяга на «низах»;

Минусы механических нагнетателей:
— весьма существенно отнимают мощность у мотора (до 20%);

Есть и «электрический наддув» (электрокомпрессор), когда приводом компрессора служит электродвигатель. Но как правило такие нагнетатели устанавливаются не автономно, а в паре с турбонагнетателем.

Электрический нагнетатель

Плюсы электрических нагнетателей:
— можно настроить программу оборотов под любой режим работы ДВС — нет «провалов»;

Минусы электрических нагнетателей:
— для обеспечения требуемого потока воздуха необходим мощный электродвигатель, который потребляет много энергии;

Поскольку и у механических и у электрических нагнетателей есть один, но существенный минус — они требуют много дополнительной энергии для работы, то наибольшего распространения получили турбонагнетатели с приводом от выхлопных газов (турбокомпрессоры), которые такого недостатка лишены.
Турбокомпрессор приводится в движение отработанными газами, которые все равно «выбрасываются» наружу.

Турбокомпрессор в разрезе:

Плюсы турбокомпрессоров:
— нет потери мощности ДВС;

Минусы турбокомпрессоров:
— задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма;
— резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — турбоподхват.
— воздух в турбокомпрессоре сильно нагревается, для его дальнейшего использования необходимо дополнительное охлаждение;
— требуется более качественное масло и более частая его замена;

Простыми словами: почему турбомоторы все чаще встречаются на автомобилях?

По мере того, как правительства самых автомобилизированных стран мира продолжают бороться за экономию топлива и регулирование выбросов, двигатели с турбонаддувом среднего и малого объема становятся все более распространенными.

Считается, что компактные двигатели с турбонаддувом могут сочетать в себе превосходную топливную экономичность при аккуратном использовании в городском потоке (по крайней мере, на бумаге) и при этом иметь высокую пиковую мощность (как минимум на бумаге) на максимальных оборотах. По этой причине автопроизводители повсеместно начали использовать этот тип моторов для того, чтобы их продукция могла соответствовать все более строгим стандартам по экологичности выбросов и, как прежде, давать клиентам тот же уровень мощности, каким он был раньше, а иногда предлагать даже более высокий.

В этой статье мы кратко опишем, как работает двигатель с турбонаддувом (иногда их также называют «двигатели с принудительной индукцией»), и ответим на распространенные вопросы потребителей, которые рассматривают как вариант покупку турбированных среднеобъемников, но ни разу с ними не сталкивались.

Но прежде сделаем небольшое отступление: в наши дни турбированные двигатели можно обнаружить на всех типах транспортных средств, включая спорткары, кроссоверы, внедорожники и даже пикапы, поэтому мы надеемся, что этот пост вооружит вас полезными базовыми знаниями, которые вам понадобятся при выборе нового или подержанного современного автомобиля.

О расходе топлива

Если вы внимательно прочитали о плюсах и минусах обоих моторов (атмосферного и турбированного), то вас удивило то, что мы ничего не рассказали о расходе топлива. На этом вопросе стоит остановиться несколько подробнее. Попробуем разобраться, какой мотор является более экономичным.

Сначала сравним два двигателя с одинаковым объемом (например, 1,4 литра). Атмосферный мотор будет расходовать в среднем около 6÷7 л на 100 км пробега, а трубированному потребуется уже 8÷9 литров. Однако при этом он развивает мощность в 1,5 раза большую, чем атмосферный. Вывод: при одинаковом рабочем объеме «атмосферник» значительно экономичнее (ведь он не только «ест» меньше топлива, но и использует более дешевый бензин), однако значительно уступает турбированному по мощности.

Теперь проведем сравнение расхода топлива у моторов с одинаковой мощностью (например, около 140÷150 лс). Столько «лошадок» под капотом обычно имеет атмосферный мотор объемом 2,0 литра или турбированный двигатель объемом 1,4 литра. В городском цикле расход у обычного двигателя составит около 12÷14 литров на 100 км, у турбированного – все те же 8÷9 литров. Вывод: даже учитывая меньшую стоимость бензина, необходимого для нормальной эксплуатации атмосферного двигателя, мотор с турбо наддувом значительно экономичнее.

Турбированный и компрессорный

TSI – это одновременно и турбированный, и компрессорный агрегат. Специалисты группы VAG применили такую конструкцию, чтобы решить стандартную проблему мотора. Это провалы на небольших оборотах двигателя. Если рассматривать классические турбодвигатели, то «улитка» функционирует за счет отработанных газов. Сила давления при работе на небольших оборотах не дает возможности нагнетателю создавать нужное усилие и подавать в камеры сгорания достаточное количество воздуха.

На двигатель 1,8 турбо («Фольксваген») устанавливается компрессор. Он не дает падать мощности. Максимальный крутящий момент в обыкновенном атмосферном двигателе находится на уровне около 5000 об./мин. В случае с моторами TSI максимум крутящего момента пребывает в диапазоне от 1500 об./мин до 4500 об./мин. Это рабочий интервал, который используют большинство водителей. В моторах TSI за счет применения двух турбин создается давление до 2,5 Бар.

Преимущества и недостатки турбированного двигателя

В последнее время продажи машин, оснащённых турбированными моторами, значительно выросли. Автолюбители же разделились на два лагеря: тех, кто не признаёт необходимости установки компрессора, в частности в бензиновых моторах, предпочитая классику, и тех, кто любит ветер инноваций, считая, что атмосферникам пора на пенсию. И те, и другие по-своему правы, поэтому, определяясь с покупкой авто, нужно тщательно взвесить все плюсы и минусы турбированного бензинового мотора или дизеля, а также учесть и прочие факторы, определяющие целесообразность приобретения.

Преимущества турбодвигателей очевидны:

• повышенные характеристики мощности при таком же объёме;
• компактность и малый вес агрегата;
• высокий крутящий момент, начиная с самых низких оборотов, демонстрирующий стабильность;
• небольшой расход топлива относительно мощностных характеристик;
• меньший объём выхлопов.

Минусы турбированных двигателей в следующем:

• при высокоскоростной езде расход топлива повышен;
• необходимость прогрева двигателя в морозы;
• наличие «турбоям» (явление провала мощности при резком нажатии на педаль газа характерно для старых конструкций агрегатов);
• сильный нагрев;
• дороговизна ремонта;
• чувствительность к топливу и смазочным материалам низкого качества, как следствие – зависимость ресурса от используемых средств;
• периодичность замены масла, а также масляного и воздушного фильтров чаще, чем у атмосферников;
• высокая стоимость обслуживания, вызванная необходимостью использования только высококачественных рабочих жидкостей.

Для многих водителей недостатки турбированных двигателей значительно перевешивают преимущества. Особенно пугают затраты и необходимость постоянного контроля состояния, а также щепетильность в уходе, что связано со сложностью конструкции агрегата. Надёжность атмосферников уже никто не ставит под сомнение, тогда как в случае с моторами, оснащёнными наддувом, ресурс целиком и полностью зависит от владельца.

Турбонаддув — плюсы и минусы

Плюсы

Основные плюсы турбонаддува – повышение КПД и экономичности двигателя автомобиля. Причина этого в том, что система приводится в действие за счет энергии отработавших газов, не отнимая мощность у мотора. Необходимо различать удельную и общую экономичность двигателя автомобиля.

Силовой агрегат, имеющий турбонаддув, потребляет больше топлива, чем «атмосферник» того же объема, поскольку большее количество воздуха, загнанного в цилиндры, позволяет сжечь больше топлива, но массовая доля горючего из расчета на единицу мощности в час всегда ниже, чем у мотора без турбонаддува.

Минусы

У турбонаддува есть и свои минусы. Во-первых, такое устройство требует аккуратного обращения. Дело в том, что масло к подшипникам компрессора подается под давлением, пока работает двигатель автомобиля. После поездки, когда мотор горячий, стоит только выключить зажигание, и масло подаваться перестанет. Если двигатель работал в тяжелых режимах, то вполне вероятен перегрев компрессора и выход его из строя. Чтобы избежать поломки, необходимо дать мотору поработать некоторое время на холостых оборотах, и только потом заглушить. Некоторые автомобили оснащаются турботаймером, который берет эту заботу на себя.

Другие значительные минусы – это ограниченный диапазон эффективной работы турбокомпрессора и турбояма (замедленный отклик турбины на нажатие педали газа). Система турборнаддува эффективно работает в довольно узком диапазоне частоты вращения коленвала, который зависит от размеров турбины. Для решения данной проблемы производители часто применяют двойной турбонаддув, т.е. устанавливают две турбины с крыльчатками разного диаметра, каждая из которых эффективно работает в разных диапазонах, либо две одинаковых турбины (Би-турбо и Твин-турбо).

В первом случае система турбонаддува расширяет диапазон эффективности. Принцип действия заключается в том, что там, где первая турбина теряет эффективность, подхватывает вторая. Во втором достигается максимальная производительность системы. Устанавливается двойной турбонаддув как на рядные, так и на V-образные моторы. Для уменьшения эффекта турбоямы производители стараются максимально снизить вес валов и крыльчаток, чтобы уменьшить инерцию.

Мне нравится1Не нравится

Как работает турбина

Турбина состоит из двух частей:

1. Холодная – всасывает и раскручивает впускной воздух,
2. Горячая – раскручивается воздух посредством движения выхлопных газов.

В турбине установлен картридж с лопастями, которые от движения воздуха раскручиваются вплоть до 150 000 оборотов в минуту, создавая давление. Вращаются лопасти на подшипниках, а за смазывание и охлаждение отвечает подача масла с двигателя.

Так как при резком повышении давления воздух сильно нагревается, был изобретен интеркуллер, охлаждающий воздух до нужной температуры.

Во впускной магистрали установлен клапан, отвечающий за сброс избыточного давления впускного воздуха (Blow off), а также вестгейт, ограничивающий количество отработанных газов, попадающих в турбину, что позволяет избежать резкого роста повышения оборотов крыльчатки (простыми словами-ограничитель).

Работа турбины крайне проста: в горячую часть турбины попадают отработанные газы и раскручивают крыльчатку. В холодной части раскрученная крыльчатка всасывает большое количество воздуха, который проходит через интеркулер, и в охлажденном состоянии попадает в цилиндры. После того, как отработанные газы раскрутили турбину, они идут далее по выпускной магистрали.

Чем отличается турбированный двигатель от атмосферного и что лучше

По своей сути конструкция турбированного двигателя полностью идентична конструкции атмосферного, как собственно и алгоритм функционирования обоих моторов. Отличия между ними заключаются в способе подачи воздуха в камеру сгорания. У турбированного этим занимается специальная система, использующая энергию отработанных газов. В классическом атмосферном моторе воздух попадает в камеру сгорания под действием обычного атмосферного давления, вследствие чего этот ДВС и получил свое название.

Однозначно сказать, какой тип двигателя — турбированный или атмосферный лучше нельзя. Каждый решает самостоятельно, что для него важнее — динамические характеристики или простота в обслуживании и более длительный ресурс эксплуатации. Конечно, для спокойной и равномерной езды обычный атмосферник выглядит предпочтительнее, но вот, когда нужно совершить резкий маневр на дороге, например, быстро обогнать впереди идущую машину, дефицит лошадиных сил может сразу дать о себе знать.

Выбирая автомобиль лучше сразу определиться, чего вы хотите от него и на какие жертвы готовы при этом пойти. Дороговизна в обслуживании и необходимость переборки мотора уже на 150 тысячах могут отпугнуть начинающего автолюбителя, с другой стороны возможность получить под капотом 200 л.с. при объеме всего в 1,8 литра также выглядят очень привлекательно. Поэтому, выбирая турбированный двигатель, будьте готовы, что вложить в него придется значительно больше чем в атмосферный, особенно если машина не новая и предыдущий владелец халатно относился к ее обслуживанию.

Как турбировать атмосферный двигатель

И напоследок давайте рассмотрим, как турбировать атмосферный двигатель.

Если раньше за такую работу никто не брался, то сегодня некоторые квалифицированные автосервисы способны сделать из обычного мотора настоящего «зверя».

Единственное, что нужно помнить – данная работа выльется владельцу в серьезные затраты на покупку дополнительных материалов и их установку.

В частности, необходимо дополнительно смонтировать интеркулер, турбину, дополнительный блок-перехватчик и так далее. Но и это еще не все.

Чтобы получить турбированный мотор, существенная оптимизация должна быть внесена в топливную систему – придется установить более мощный бензонасос, усилить поршневую группу, потратиться на форсунки с большей пропускной способностью и так далее.

Таким образом, получиться своеобразный тюнинг двигателя и в случае переделки последнего необходимо несколько раз пересчитать затраты, чтобы убедиться в актуальности такого мероприятия.

Принцип работы турбонагнетателя

На гражданском автомобиле он представляет собой агрегат, состоящий из двух камер – горячей и холодной. Они герметически изолированы друг от друга. В них находится крыльчатка, лопасти вентилятора в каждой из них. Они насажены на общий вал. При вращении одной, синхронно вращается другая.

Нагнетание воздуха во впускной коллектор происходит крыльчаткой холодной части турбины. Воздух засасывается с улицы, сжимается, под давление поступает в цилиндры турбодвигателя.

Чтобы раскрутить лопасти холодной камеры, нужна энергия. А где ее взять? Догадались использовать энергию выхлопных газов. Они из выхлопного коллектора поступают в горячую часть турбинки, раскручивают крыльчатку. Она в свою очередь разгоняет лопасти холодной камеры, которые всасывают уличный воздух. Вот так, без дополнительных затрат энергии получилось принудительно надувать кислород в камеры сгорания.

Поэтому возникает эффект «турбоямы». При маленьких оборотах ДВС, скорости отработанных газов недостаточно, чтобы раскрутить крыльчатки. В холодной части не создается достаточного давления, всасывается воздуха меньше, чем необходимо. Поэтому происходит кратковременный провал мощности при резком нажатии на педаль газа. Нужно крутить мотор, чтобы он вышел на рабочие обороты, и смог «надуть» цилиндры. Скорость вращения крыльчаток турбоагрегата доходит до 100-150 тысяч об/мин.

Именно из-за того, что турбонагнетатель работает за счет энергии выхлопных газов и вращается с большой скоростью, у турбомоторов возникает ряд определенных проблем. Поэтому их многие недолюбливают, обходят стороной при покупке.

https://vk.com/video_ext.php