0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое турбонаддув двигателя плюсы и минусы

Турбинный двигатель: плюсы и минусы

К выбору автомобиля каждый потребитель относится трепетно. Важно учесть все нюансы, чтобы приобретенная машина обеспечила полноценный комфорт, порадовала техническими характеристиками. Наибольшего внимания заслуживает «сердце» автомобиля. Почитатели высоких мощностей нередко отдают предпочтение моделям с моторами, оснащенными турбинами. Начинающим автолюбителям, решившим выбрать турбинный двигатель, плюсы и минусы этих агрегатов стоит рассмотреть внимательно, чтобы избежать ошибки.

Принцип работы, особенности турбированного агрегата

Отличием турбированного двигателя от атмосферного аналога является наличие системы турбонаддува. В нее входит несколько важных элементов:

  • турбокомпрессор,
  • интеркулер,
  • регулятор давления,
  • предохранительный клапан.

Турбокомпрессор является главным механизмом турбонаддува. В его функции входит создание повышенного давления в системе выпуска. Увеличению давления способствует и интеркулер, охлаждающий сжатый воздух. Управляет работой системы регулятор давления, отправляющий часть отработанного газа мимо турбины при необходимости. Предохранительный клапан исключает скачки, способные нарушить работу турбонаддува. Снижение давления осуществляется отправлением воздуха в компрессор или стравливанием в атмосферу.

Наличие системы позволяет обеспечивать двигателю предельную мощность, даже при небольших объемах. Особенности конструкции, которыми отличается турбированный двигатель, и обеспечивают ему плюсы и минусы, которые нужно учитывать автовладельцам.

Плюсы и минусы двигателя с турбиной

Основные плюсы агрегата, оснащенного турбонаддувом, заключаются в его высокой мощности. Работа этой системы обеспечивает двигателю показатели, существенно превышающие те, которыми обладают традиционные атмосферные варианты. При этом мотор обладает компактными размерами, сравнительно небольшим весом, что позволяет снизить массу мощного автомобиля, следовательно, уменьшить расход топлива.

Главными почитателями моделей с турбированными агрегатами являются поклонники высоких скоростей. Они отмечают, что езда на такой машине доставляет истинное удовольствие. Дополнительным привлекательным моментом является характерный звук, сопровождающий разгон авто. Водителей экономичных устраивает сниженный расход топлива.

Преимущества моторов неоспоримы. Но минусы у таких двигателей, все же, имеются. Не секрет, что чем сложнее конструкция механизма, тем выше риск его поломки. Турбированные двигатели в этом плане не являются исключением. Постоянная работа при воздействии высоких температур снижает срок службы турбины. Быстрее изнашивается и сам агрегат.

Владельцам автомобилей с турбированным двигателем нужно внимательно относиться к выбору мастерской для сервисных работ. Не в каждой из них есть специалисты, способные грамотно, квалифицированно выполнить ремонт.

Такой двигатель требует особого ухода: применения специальных масел, оборудование турбо-таймеров. К тому же расход смазочных материалов у таких моторов высокий, что потребует дополнительных расходов.

Преимущества и недостатки турбированного бензинового двигателя

Плюсы и минусы турбированных бензиновых двигателей

Известные автопроизводители увеличивают выпуск машин с бензиновыми двигателями, оснащенными турбогенератором. Популяризация турбодвигателей вызвана повышенным спросом на транспортные средства, обладающие улучшенными динамичными, мощностными и тяговыми характеристиками. Однако, на фоне несомненных преимуществ данные усовершенствования часто приводят к определенным недостаткам и потерям.

История развития турбомоторов

Первые легковые автомобили с турбодвигателем начали появляться в начале 60-х годов прошлого столетия. Техника с турбированным дизелем стала стремительно набирать популярность среди автомобилистов. В отличие от дизельных силовых агрегатов, карбюраторные турбомоторы отставали по таким важным показателям, как экономичность, надежность и пр. Не только начальная стоимость, но и дальнейшее техобслуживание таких машин обходилось намного дороже атмосферных аналогов.

С течением времени современные производители бензиновых моторов вновь обратились к турбокомпрессорам. Это связано со стремительным развитием новых технологий, а также с ужесточением требований международных экологических стандартов.

Преимущества турбированных бензиновых двигателей

Под воздействием турбины в камеру сгорания воздух поступает принудительно. Увеличенное количество кислорода в рабочих цилиндрах приводит к росту объема сжигаемого топлива и, соответственно, мощности самого мотора. Для улучшения мощностных характеристик не нужно наращивать физические объемы камер сгорания и число цилиндров.

Читать еще:  Что такое диагностика двигателя авео
Достоинства карбюраторных моторов с турбиной:
  1. Двигатель, оснащенный турбокомпрессором, мощнее обычного атмосферника почти на 30%.
  2. Улучшены тяговые усилия на пониженных оборотах и общие динамичные показатели (машина быстрее разгоняется).
  3. Такие силовые агрегаты обладают повышенной экономичностью (уменьшен расход топлива и моторного масла).
  4. Экологичность работы (вторичное использование выхлопных газов для раскрутки лопастей турбины).
  5. Компактные размеры системы турбонаддува.
  6. Обеспечение ровной «полки» на графике момента вращения в расширенном диапазоне оборотов.

Слабые стороны бензиновых турбомоторов

К самым большим недостаткам можно отнести срок службы самого турбокомпрессора, причем ресурс турбины на бензиновых двигателях значительно ниже, чем на дизельных. Причиной является более высокая температура отработавших газов. А цена качественной турбины составляет от 800 у.е. и болеше.

Грамотный ремонт с предоставлением официальных гарантий способен выполнить далеко не каждый турбо сервис. Ну и стоимость подобных работ может доходить до 50% от цены новой детали.

При разработке ДВС с турбонаддувом инженерам приходится существенно усложнять ее конструкцию. Общую схему дополняют новыми элементами и устройствами. Производство турбодвигателя обходится намного дороже за счет использования рабочих деталей и узлов, изготовленных из более дорогостоящих жаропрочных сплавов.

В процессе эксплуатации силовых агрегатов данного типа имеется наибольшая вероятность появления эффектов детонации. Особенно остро это проявляется при использовании бензина несоответствующего качества.

Система смазки турбодвигателя нуждается в специальном моторном масле, в состав которого входят особые добавки и присадки, повышающие устойчивость рабочего материала при работе в режиме сверхвысоких температур. Замену масла, масляных и воздушных фильтров здесь необходимо проводить намного чаще по сравнению с безнаддувным вариантом.

Продажа восстановленных турбонагнетателей в Украине

Компания «TurboRotor» — официальный представитель мировых производителей турбонагнетателей. У нас в наличие самые популярные модели турбин к автомобилям на украинском рынке. Если вам нужна особенная турбина, то мы привезем ее под заказ.

Вторая наша специализация – капитальный ремонт турбонагнетателей. На все выполнение нами работы мы предоставляем гарантию в 1 год. Само восстановление займет 1-2 дня. У нас также можно приобрести оригинальные ремкомплекты и наборы уплотнителей для самостоятельного ремонта.

Мы приглашаем к сотрудничеству СТО и частных мастеров. Подробнее об условиях сотрудничества можно прочитать на сайте или обсудить с менеджером в телефонном режиме.

Плюсы и минусы турбины и компрессора

И турбина, и компрессор решают одну задачу повышают производительность двигателя. Но выбрать между ними непросто. Ведь хочется получить одновременно и надежный агрегат, и существенный КПД. Какой из двух распространенных вариантов увеличения мощности автомобиля лучше? Чтобы ответить на вопрос, рассмотрим достоинства и недостатки турбины и компрессора на авто.

Принцип работы компрессора

Компрессор механический нагнетатель воздуха, появился раньше турбо, эффективный метод повышения мощности ДВС. Для его установки не нужно вмешиваться в устройство движка. Популярны три вида устройств наддува (отличаются способом подачи воздуха):

  • Роторный внутри два кулачковых вала. Небольшой прирост мощности.
  • Винтовой внутри два лопастных ротора. Более эффективный.
  • Центробежный внутри крыльчатка. Обеспечивает наибольшую прибавку мощности.

Механизм устанавливается рядом с мотором и запускается с помощью приводного ремня или цепи от коленчатого вала. Ремень или цепь оборачивают вокруг колеса, подключенного к ведущей шестеренке. Ротор компрессора захватывает воздух, сжимает его в меньшем пространстве и сбрасывает во впускной коллектор. Поскольку шестерня компрессора меньше по размерам, то и вращается с большей скоростью и соответственно подача воздуха увеличивается.

Плюсы и минусы компрессора

+ Долговечность и прочность конструкции.

‑ Не дает такой прибавки мощности, как турбина.

+ Повышает производительность на 10%.

‑ Многие модели для авто уже не производятся.

+ Не прихотлив в уходе. Может работать длительный промежуток времени.

‑ Обороты компрессора ограничены: 7 ‑ 8 тысяч, максимально 10-12 тыс. Прибавка производительности составит 10-12%.

Читать еще:  Хендай соната 2005 громко работает двигатель

+ Компрессор не вмешивается в двигатель. Это отдельное устройство, раскручивается только ремнями. Не нужны отработавшие газы.

+ Не работает при высоких температурах.

+ Можно монтировать самостоятельно.

Механический нагнетатель по стоимости обходится дешевле, да и ремонт компрессора будет стоить меньше.

Принцип работы турбины

Турбина сложный технологичный агрегат. Работает на энергии отработанных газов. Чтобы турбина работала, нужно соединить ее с глушителем и другими системами, а это вмешательство в строение двигателя. Ведь для смазки и охлаждения устройства наддува используется моторное масло. Выхлопы из выпускного коллектора через приемный патрубок попадают на горячую крыльчатку и раскручивают ее. Лопатки компрессора турбины, расположенного на одном валу с крыльчаткой, нагнетают давление. Холодная крыльчатка подает воздух в цилиндры принудительно и под высоким давлением. Скорость ее вращения достигает 200 240 тыс. об/мин. Больший объем топливно-воздушной смеси дает прирост мощности 25-45%. При этом габариты двигателя не изменяются.

Плюсы и минусы турбины

+ Высокая производительность ‑ 25-45% прироста мощности.

‑ Используется моторное масло для смазки турбины. Поэтому его нужно менять чаще на 30-40%.

‑ Низкий ресурс ‑ 150 тыс. км.

‑ Стоит дорого, а ремонт турбины иногда обходится в половину ее стоимости.

‑ Работает при высоких температурах: 700-800 0С Цельсия (для дизелей) и 1000 0С (для бензиновых)

‑ Турбине нужно давать время остыть, устанавливать турботаймеры.

‑ Больший расход масла ‑ до 1 л на 10 тыс. км.

Поскольку есть разница в устройстве компрессора и турбины, то и во время их ремонта есть свои нюансы. Тонкости ремонта турбины Ремонт турбины сложнее и затратнее. Конструкция агрегата на первый взгляд кажется простой, но на самом деле имеет несколько нюансов:

  1. Есть мелкие детали, которые важно правильно поставить, почистить, смазать.
  2. Должен быть допустимый заводскими стандартами люфт ротора. Измерить его на точно, прикинув на глаз, невозможно.
  3. Обязательна строгая балансировка всех вращающихся элементов (отдельно ротора, компрессорного колеса, турбины в сборке). Проводить балансировку желательно на специальном оборудовании с точными показателями частоты вращения.
  4. Незначительное ослабление или перетяжка болтов приведет к дисбалансу элементов турбины и поломке.

Работа турбоагрегата зависит от исправности нескольких взаимосвязанных систем (топливной, воздушной и др), поэтому его ремонт лучше доверить специалистам. Производители устройств турбонаддува рекомендуют проводить диагностику турбины регулярно через несколько тысяч километров пробега. Тонкости ремонта компрессора Компрессор проще в эксплуатации. Он отделен от двигателя и не зависит от исправности всех сопутствующих систем. Конструкция устройства простая, детали выдерживают большие нагрузки. Механический нагнетатель не нужно проверять на специальном оборудовании. Диагностический осмотр компрессора можно проводить каждые 10 тыс. км пробега. Для этого не нужны особенные технические знания. В случае, когда вам сложно выбрать, какой автомобиль брать: с компрессором вместо турбины или наоборот, берите машину с двигателем TSI. На них нередко устанавливают оба устройства наддува.

Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы

Из чего состоит

Особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор — основной элемент турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе.

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

Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува — перепускной клапан. Он 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.

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

Читать еще:  Двигатель ваз 2109 при запуске дергается

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

Что такое турбокомпаунд двигателя

Турбокомпаундный двигатель — классический пример рециркуляции. Вместо того, чтобы выбрасывать «отработанную энергию» в атмосферу, вторая турбина, установленная за турбокомпрессором, приводимая в действие выпускными газами, отбирает из них дополнительное тепло.
Турбина турбокомпаунда вращается со скоростью 55000 об/мин. Это движение передается через турбинные шестерни и гидравлическую муфту, а затем через шестерни газораспределительного механизма на коленчатый вал. Передача вращения на них создает полезную прибавку крутящего момента, что отражается и на изменении крутящего момента на маховике. Такая дополнительная тяга возникает без увеличения расхода топлива.

Схема работы

  • Выхлопные газы поступают из выпускного коллектора двигателя при температуре, близкой к 700° С.
  • Выхлоп используются для привода традиционного турбокомпрессора, в котором энергия используется для повышения эффективности сгорания топлива, мощности и крутящего момента двигателя. Затем газы из выхлопа, вместо того, чтобы впустую уйти в атмосферу, направляются в блок турбокомпаунда.
  • На входе в блок турбокомпаунда выхлопные газы сохраняют высокую температуру (около 600°С); их энергия используется для разгона второй турбины до 55000 об/мин. На выходе из этой турбины температура газов снижается до 500°С, после чего они отводятся через обычную систему выпуска и глушитель.
  • Вращательное движение турбины передается через несколько понижающих передаточных устройств — механические передачи и гидравлическую муфту.
  • К моменту передачи вращательного движения на маховик, частота вращения снижается примерно до 1900 об/мин.
  • Вращательный момент на маховике увеличивается, и вращение маховика становится более устойчивым и плавным.

Плюсы и минусы турбонаддува

В отличие от механических нагнетателей, приводимых от коленчатого вала и отнимающих мощность непосредственно у двигателя, турбонагнетатели используют дармовую энергию , которая в моторе выбрасывается из выхлопной трубы. Это делает турбонагнетатели более эффективными, чем механические.

Одновременно турбонаддув позволяет получить высокие мощности – свыше 250 л. с. с одного литра объема. Двигатель с турбонагнетателем имеет мощность на 40% выше, чем без него. Как ни странно, но они и более экономичны. Низкое КПД двигателя обусловливается потерями на трение и низкой тепловой эффективностью. С увеличением размеров мотора эти потери резко увеличиваются. Небольшие турбированные моторы более эффективны.

Турбонагнетатели обладают рядом проблемных мест. Самое заметное – эффект «турбоямы». Отсутствие механической связи между компрессором и двигателем приводит к несоответствию между требуемой мощностью, задаваемой водителем педалью «газа» и производительностью компрессора.

Турбокомпрессоры имеют те же недостатки, что и центробежные нагнетатели. Для эффективной работы они должны вращаться с очень высокой скоростью. Плюс высокий нагрев (порядка 1000 °С), сложности в смазке, отводе тепла. Повышенные температуры сказываются не только на смазке деталей турбонагнетателя, но и на нагнетаемом воздухе: его охлаждение оказывается острым вопросом. Для эффективного охлаждения интеркулер рассчитывается и подбирается с особой тщательностью.

Как и в любом нагнетательном устройстве, в турбонагнетателе необходим клапан, спускающий излишнее давление. С турбиной еще сложнее. Здесь нужно не только следить за давлением наддува, но и перепускать выхлопные газы, чтобы снизить избыток давления в выпускном коллекторе, и исключить чрезмерно высокую скорость вращения на высоких оборотах.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector