Содержание
Практически все автолюбители сегодня стараются как-нибудь выделить свой автомобиль из потока, сделать машину особенной. Улучшением ходовых качеств занимаются чуть ли не сразу после приобретения. Нередко на дорогах можно встретить турбо ВАЗ. С установкой турбонаддува на двигатели "АвтоВАЗа" можно существенно повысить мощность мотора. А вот без турбины, но с установкой тюнингованных комплектующих, существенной прибавки в мощности получить не удастся. Давайте посмотрим, как собрать турбированный мотор для ВАЗ.
Что необходимо знать о наддуве
Турбонаддув – это принудительное нагнетание воздуха в камеры сгорания посредством создания на входе впускного тракта зоны высокого давления. Когда водитель автомобиля нажмет на педаль, и дроссельная заслонка откроется, во впускной коллектор попадет значительно больше воздуха, чем, если бы он подавался при атмосферном давлении. С увеличением количества кислорода карбюратор или инжектор увеличивает и порцию топлива. За счет этого вырастает мощность мотора.
Камера сгорания имеет фиксированный размер, а объем ее — это постоянная величина. На штатном двигателе в нее помещается лишь какое-то ограниченное количество топливной смеси. Для повышения мощности необходимо поместить в цилиндр больший объем горючего. Реализовывается это при помощи создания высокого давления, которое сожмет смесь. Тогда она займет меньше места. Для этого и необходим турбонаддув.
Преимущества установки турбины на двигатели ВАЗ
Установка турбо-компрессора имеет массу плюсов. Механизм имеет достаточно низкий вес. Турбины зачастую универсальные – их можно отрегулировать под любые двигатели, карбюраторы и другие системы питания. Комплект можно установить на тюнингованные моторы, а монтаж не помешает дальнейшим доработкам. Турбировать можно моторы любого объема.
С чего начать?
Для тюнинга подходит далеко не любая машина. Важно обязательно обращать внимание на состояние авто. Лучше разобрать автомобиль до основания. Главная проблема – это коррозия. Нужно понимать, что металл на автомобилях от "АвтоВАЗа" достаточно тонкий, и высокие нагрузки ему противопоказаны. Стоит приложить серьезную нагрузку, и ржавый металл буквально порвет.
Начать следует с замены металла в моторном отсеке на более мощный. Когда все неисправности кузова отремонтированы, можно продолжить тюнинг дальше. Если автомобиль куплен специально для тюнинга, то первым делом нужно заставить его двигаться в стоковом состоянии. Далее меняют электропроводку, приводят в хорошее состояние двигатель или же меняют его на шестнадцатиклапанный. Также проводят ревизию тормозной системы и трансмиссии.
Это и есть первый пункт, с которого начинается инструкция по турбированию. Когда железо вернулось в идеальное, близкое к заводскому состояние, можно продолжить дальше. Тем более мы уже достаточно знаем об оборудовании для туробонаддува.
Подходящие двигатели
Проще всего сделать турбо ВАЗ на базе 16-клапанного агрегата. Он отличается достаточно простой конструкцией и за счет этого так же прост в тюнинге и обслуживании. И самое важное – он идеально подойдет для автоспорта, так как при минимальных затратах способен выдавать достаточную мощность.
Старые моторы, оснащенные карбюраторной системой питания, подобному тюнингу практически не поддаются. Но некоторые умельцы все-таки строят турбо ВАЗ-2106. 8- клапанные инжекторные моторы подошли бы для гражданской эксплуатации, однако в автоспорте нужна и важна каждая лошадиная сила. Специалисты в автотюнинге рекомендуют использовать именно 16-клапанные двигатели ВАЗ.
Что необходимо для постройки турбированного двигателя?
Для тех, кто желает получить мощность 200+, лучше всего достать блок двигателя от «Лады Калины». Можно использовать и блок от ВАЗ-2110, однако при строительстве автомобиля для автоспорта важная любая мелочь. Для мотора также необходим коленчатый вал от «Калины», где кривошип имеет диаметр 75,6 мм. Поршни для турбо ВАЗа лучше приобретать кованные, предварительно выточив на них выемку под нужную степень сжатия.
Турбокомпрессор
Данный нагнетатель сделан в виде отдельного агрегата, который приводится в действие при помощи приводного ремня.
Последний будет брать крутящий момент от коленвала. Компрессор никак не связан с смазочной или охлаждающей системой мотора. Чтобы сбрасывать лишнее давление, которое иногда возникает во впускном тракте в некоторых рабочих режимах, к воздушным подключен дополнительный клапан. Зачастую для тюнинга автомобилей используют два варианта компрессоров – это центробежный и винтовой. Первый сделан в форме улитки, внутри которой находится крыльчатка. В винтовом компрессоре давление получается за счет одновременного вращения двух валов, оснащенных лопастями.
Для самостоятельного тюнинга автомобилей применяют именно центробежные компрессоры. Они более доступны, имеют небольшие габаритные размеры, просты в монтаже. По причине того, что характеристики производительности ограничены частотой вращения коленвала двигателя, то он может выдавать не более 0,7 Бар давления. Компрессор может поднять мощность мотора от 15% до 30% на максимальных оборотах до 40 тысяч в минуту. Это довольно серьезный показатель.
Среди преимуществ компрессоров можно выделить высокую долговечность и надежность, малые требования к состоянию мотора, простоту монтажа, доступность. В процессе работы турбокомпрессора подхват случается на оборотах от трех и более. Мотор сразу реагирует на нажатие педали – в этом случае нет, так называемой «турбоямы», которая бывает при установке других нагнетателей. Однако на высоких оборотах двигателя (более пяти тысяч) прирост мощности практически незаметен.
Газовая турбина
Среди особенностей турбины можно выделить скорость ее вращения. Она может достигать 200 тыс. об/мин, при этом давление может доходить до 2 Бар. Данная турбина способна увеличить мощность мотора до 50 процентов. Подшипники турбины вращаются на огромных скоростях и требуют смазки. Система подключается к смазочной системе ДВС. Турбине нужно определенное время, чтобы набрать необходимые обороты. Поэтому она начнет работать только после трех тысяч оборотов. Если попытаться резко нажать педаль акселератора на низких оборотах коленчатого вала, то напор отработанных газов будет слишком мал для работы агрегата. Можно ощутить провалы. Это явление называется не иначе, как «турбояма».
Подбираем турбокомпрессор
Если установить маленький элемент, то он будет работать на небольших и средних оборотах коленчатого вала. На высоких такой компрессор функционировать не будет. С большим агрегатом все с точностью до наоборот. Чаще всего устанавливают модели TD04L от Subaru, TD05 – Mitsubishi, турбины Garett, китайские турбины сомнительного качества – T3 и T4.
Охлаждение
С охлаждением ВАЗа турбо все просто. Устанавливают двухрядные радиаторы от ВАЗ-2110, так как они гораздо более производительны. Также можно установить интеркулер. Если он будет слишком большим, то может вызвать проблемы.
Маленький не имеет должной производительности и просто не будет успевать охлаждать подающийся в цилиндры воздух.
Клапан Blow-off
Это важная часть конструкции. Основная задача ее – сбрасывать часть воздуха после того, как дроссельная заслонка закроется. Если этого клапана не будет, то давлением может буквально порвать все соединения. Клапанов этих на рынке достаточно много – от промышленных до сделанных своими руками.
Клапан "Вестгейт"
Этот клапан необходим, чтобы пропускать часть воздуха мимо турбины. Таким образом поддерживается заданное давление в системе.
Готовые наборы
Чтобы создать турбо-мотор, совсем не обязательно собирать комплект необходимого оборудования. Сегодня можно приобрети уже готовые наборы. Они предназначены, как для 16-клапанных двигателей, так и для 8-клапанных инжекторных моторов.
Набор для двигателей 8-клапанов
Турбо-комплект для 8-клапанного двигателя имеет следующие характеристики. Он способен генерировать давление до 0,5 Бар. С этим комплектом можно увеличить мощность до 120 лошадиных сил, а крутящий момент до 190 Нм. Установка этого набора никак не влияет на ресурс силового агрегата. Монтаж достаточно простой, а все детали из набора – навесные. Для монтажа не нужно как-нибудь дорабатывать двигатель.
В турбо-кит входит:
- Стальной коллектор.
- Турбокомпрессор.
- Прокладки.
- Шланг подачи масла.
- Система подачи охлаждающей жидкости.
- Клапана для сброса избыточного давления.
- Соединительные элементы.
- Крепеж и другие детали.
Набор для 16-клапанных агрегатов полностью аналогичный. Также аналогичны и его технические характеристики. В продаже можно найти турбо-кит на 8-клапанный мотор мощностью до 250 лошадиных сил. Здесь используется турбокомпрессор с давлением в 1 Бар.
Монтаж
Нужно помнить, что оснащение двигателя системой турбонаддува – это достаточно длительный процесс. Хоть производители наборов и говорят, что можно обойтись без модернизации двигателя, это не совсем так. С чего начать? Конечно же, с покупки необходимых запчастей и подготовки мотора. Необходимо заменить поршни, кольца, прокладку ГБЦ, топливный регулятор, дроссель, а также трубки и прочие детали. Все эти механизмы должны быть максимально надежными.
Также нужно помнить, что постройка мощного авто может существенно различаться в зависимости от модели турбины. Инструкция будет достаточно усредненной. К примеру, для того чтобы построить турбо ВАЗ-2106, сперва необходимо заменить мотор.
Нужно установить 16-клапанный инжекторный агрегат. Первым делом нужно подготовить двигатель. Мотор разбирают, проводят проверку цилиндров, коленчатого вала, шатунов, масляного насоса. Если необходимо, выполняют шлифовку блока. Поршни следует приобретать после того, как будут подготовлены цилиндры.
Далее собирают навесное оборудование. На этом этапе устанавливают форсунки, меняют топливный насос. Затем устанавливают ресивер, выпускной коллектор и применяют турбину. Также монтируют все стальные элементы. И, наконец, последний этап – настройка. От того, как профессионально и правильно будет выполнена регулировка, будет зависеть максимальная мощность, крутящий момент и другие характеристики мотора. Если все операции по подготовке и сборке системы можно сделать своими руками, то для настройки лучше обратится к профессионалам (особенно, если ВАЗ турбо на газу). Кстати, сейчас много споров по поводу того, можно ли на "турбу" ставить ГБО. Специалисты говорят, что октановое число у такой смеси более 102. Поэтому газ работе такого силового агрегата не навредит.
Установка турбины своими руками – это один из самых эффективных способов улучшить динамические и скоростные показатели вашего автомобиля. Благодаря установке турбокомпрессора (турбонаддува) вы сможете увеличить мощность своего транспортного средства, что будет чувствоваться практически сразу. Не существует таких водителей, которые не хотели бы хоть немного улучшить характеристики своего железного товарища.
Подобные желания и заставляют автомобилистов проводить установку нагнетателя на машину. Своими руками или нет – это зависит от вашего финансового положения и наличия свободного времени. Данная процедура не из дешевых, поэтому единственное, на чем вы сможете сэкономить, не подвергнув свое здоровье риску из-за покупки дешевых деталей, это услуги автомехаников. О том, как провести установку турбокомпрессора на ВАЗ, Шевроле или любой другой автомобиль, пойдет речь в нашей статье.
Турбонаддув – что это?
Исходя из вышеуказанного, вы, наверное, уже успели догадаться, что турбонаддув или турбина – это неплохой способ увеличить мощность двигателя вашего автомобиля, не увеличивая при этом его «аппетит». Теперь давайте разберемся с устройством турбины.
Так выглядит конструкция турбины автомобиля
Хотелось бы отметить, что используя турбину, вы окажете пользу для окружающей среды. Эта польза состоит в том, что работа механизма основывается на использовании выхлопных газов, из которых турбина потребляет энергию.
Попадая на крыльчатку турбины, отработанные газы заставляют ее раскручиваться. Это и приводит в движение располагающиеся на том же валу лопасти компрессора.
К преимуществам турбокомпрессора стоит отнести:
- возможность увеличения мощности двигателя от 25 до 40 процентов;
- оказание пользы для окружающей среды;
- установить агрегат можно практически на любой автомобиль;
- выполнять данную операцию можно без помощи специалистов.
Благодаря вращательным движениям лопастей в цилиндрах двигателя начинает нагнетаться воздух. Это и обогащает топливную смесь под искусственным наддувом. В результате сгорания обогащенного топлива мощность двигателя увеличивается.
Принцип работы турбонагнетателя
Единственным минусом данной системы, кроме ее стоимости, является сильное нагревание, что происходит в результате сгорания большого количества топлива и нагнетаемого кислорода. Результатом такого перегрева может стать и взрыв турбины, но разработчики сумели решить данную проблему. Все оказалось довольно просто – установка интеркуллера на турбокомпрессор, который играет роль обычного радиатора.
Как выбрать турбокомпрессор
Для получения желаемого результата нужно знать, какую мощность двигателя вы хотите иметь. Для этого также нужно выбрать правильную турбину, ведь она должна подходить под модель вашего автомобиля.
Важно! Монтаж турбины будет зависеть от объема «движка» и от типа нагнетателя. Например, установка турбины ТКР-7 позволит добиться увеличения количества лошадиных сил, путем повышения уровня давления в патрубках топливной системы.
При достижении слишком высокого давления вы рискуете повредить двигатель, а вернее, выпускные клапана. Существует специальный патрубок в турбине, отвечающий за регулировку выхлопных газов, попадающих в турбонаддув. Дело в том, что при работе не все отработанные газы будут попадать в турбину – некоторая часть будет проходить мимо турбокомпрессора.
Если вы используете свое транспортное средство исключительно в пределах города, то вам подойдет турбина К16-2467, монтаж и эксплуатация которой отличается своей простотой. Только это касается дизельных двигателей, для бензиновых авто такой вариант не особо подходит (крыльчатка не предназначена для такого температурного режима). Также вашему вниманию предлагается неплохой вариант – IHI RHF55. Турбина, которая сможет прослужить вам на протяжении длительного периода, обеспечивая быстрое и надежное движение. Изготовлено для двигателей «Исузу».
Довольно популярная турбина IHI RHF55
Посетив любой из автомагазинов своего города, вы сможете выбрать подходящий для вас вариант уже на месте. При этом новая деталь в сочетании с правильным уходом сможет прослужить не один десяток лет. Разумеется, есть и такие мастера, которые изготавливают турбины собственноручно, но специалисты рекомендуют не экономить на детали. Лучше сэкономьте деньги на установке турбокомпрессора, ведь сделать это вы сможете и самостоятельно.
Важно! Выбирая турбину, ищите возможные компромиссы между стоимостью, издаваемой мощностью и устойчивостью к быстрым нагреваниям. Эти качества и послужат основными характеристиками вашего авто в будущем.
Подготовка к установке турбины
Желательно изначально продумать все этапы данной операции, поскольку для этого требуется особая подготовка. Если вы не являетесь новичком, то установка турбокомпрессора в домашних условиях не станет для вас очень сложной процедурой. В противном случае, готовьтесь к трудностям, которые обязательно возникнут.
Перед тем, как приступить к установке нагнетателя, нужно очистить поверхность двигателя от скопившейся пыли и грязи. Позаботьтесь о том, чтобы частицы пыли не попали в трубопроводы турбины для подачи масла. Помимо этого, многие специалисты рекомендуют провести замену масла и фильтрующих элементов (воздушный и масляный).
Пошаговая установка турбокомпрессора
Серьезные ошибки при установке турбокомпрессора, вероятно, может привести к поломке агрегата, что чревато дополнительным финансовым затратам.
Конструкция турбокомпрессора включает в себя две специальные детали, именуемые улитками. Их задача заключается в нагнетании воздуха в рабочие цилиндры (улитка-компрессор) и переработке и выводе отработанных газов (улитка-турбина). Итак, приступим к установке.
Шаг 1. Извлеките воздушный фильтр и карбюратор. Перед снятием их необходимо почистить.
Снимаем воздушный фильтр
Шаг 2. Если ваше авто оснащено катализатором, проведите его диагностику на наличие неисправностей.
Проверяем состояние катализатора
Шаг 3. Обработайте при помощи тряпки с бензином все воздушные патрубки и систему вентиляции картера.
Тщательно обработайте все патрубки
Шаг 4. Проведите чистку всех каналов, подающих воздух. Если в них будут остатки песка или грязи, то это плохо повлияет на работу нагнетателя.
Избавьтесь от остатков грязи и пыли
Шаг 5. Установите турбину и надежно ее закрепите.
Проведите установку турбокомпрессора. Не забудьте надежно ее закрепить
Шаг 6. Используйте специальные пластиковые хомута для фиксации патрубков выхода отработанных газов и нагнетания.
Воспользуйтесь хомутами для фиксации
Шаг 7. Запустив турбинный вал вручную, залейте в агрегат немного масла. Воспользуйтесь для этого специальный шприц. Ни в коем случае не прекращайте прокручивать ротор турбины.
Небольшими порциями заливайте масло в систему
Шаг 8. Запустите двигатель и дайте ему немного времени поработать на минимальных оборотах. Затем оцените результаты своей работы.
После установки турбины произведите запуск двигателя
Важно! Запуск двигателя можно производить только после того, как предварительный осмотр не показал наличие каких-либо неполадок. Длительность работы не должна превышать отметку в двадцать секунд, после чего нужно снова провести визуальный осмотр.
После сравнения приложенных усилий для проворачивания ротора до и после запуска можно смело эксплуатировать обновленный автомобиль.
Правила эксплуатации автомобиля с турбонаддувом
После успешной установки турбины владельцев ожидают перемены в лучшую сторону. Еще бы, ведь помимо увеличения мощности стального коня он станет употреблять топлива на порядок меньше. Примерно 20-30 процентов несгоревшего топлива не выбрасывается наружу, как это делается в обычных автомобилях, а повторно используется. Таким образом, загрязнение окружающей среды происходит в гораздо меньших объемах.
После правильного выполнения всех рекомендаций можете наслаждаться результатом
Для того чтобы ваш протюнингованный автомобиль смог прослужить дольше, нужно соблюдать определенные правила:
- обязательно прогревайте двигатель перед каждым выездом, а после поездки давайте ему поработать определенное время на минимальных оборотах;
- приобретайте исключительно качественное турбинное масло. Дешевые аналоги навредят вашему автомобилю;
- регулярно проводите замену фильтрующих элементов.
Лишь при соблюдении этих рекомендаций установленный вами турбокомпрессор будет служить на протяжении многих лет
Видео – Установка турбокомпрессора своими руками
Слово «турбонаддув» хоть раз в жизни слышал, вероятно, каждый автомобилист. Еще в старые советские времена среди гаражных мастеров ходило множество невероятных слухов о колоссальном приросте мощности, даваемом турбонаддувом, однако реально с моторами такого типа в легковых авто никто тогда не сталкивался.
p, blockquote 1,0,0,0,0 —>
p, blockquote 2,0,0,0,0 —>
Сегодня же наддувные двигатели прочно вошли в нашу действительность, однако в реальности далеко не каждый может сказать о том, как работает турбина в автомобиле, и какая существует реальная польза либо вред от использования турбины.
p, blockquote 3,0,0,0,0 —>
p, blockquote 4,0,0,0,0 —>
Что ж, попробуем разобраться в этом вопросе и узнать, каков принцип работы турбонаддува, а также о том, какие он имеет преимущества и недостатки.
p, blockquote 5,0,0,0,0 —>
Автомобильная турбина — что это такое
p, blockquote 6,0,0,0,0 —>
Говоря простым языком, автомобильная турбина представляет собой механическое устройство, подающее в цилиндры воздух под давлением. Задачей турбонаддува является увеличение мощности силового агрегата при сохранении рабочего объема мотора на прежнем уровне.
p, blockquote 7,0,0,0,0 —>
То есть, по факту, используя турбонаддув, можно добиться пятидесятипроцентного (и даже более) прироста мощности в сравнении с безнаддувным мотором аналогичного объема. Обеспечивается повышение мощности тем, что турбина подает в цилиндры воздух под давлением, что способствует лучшему горению топливной смеси и, как результат, мощностной отдаче.
p, blockquote 8,0,0,0,0 —>
Чисто конструктивно турбина представляет собой механическую крыльчатку, приводимую в действие выхлопными газами двигателя. По сути, используя энергию выхлопа, турбонаддув способствует захвату и подаче «жизненно важного» для мотора кислорода из окружающего воздуха.
p, blockquote 9,0,0,0,0 —>
Сегодня турбонаддув выступает самой эффективной в техническом плане системой для повышения мощности мотора, а также достижения малого расхода топлива и токсичности отработанных газов.
p, blockquote 10,0,0,0,0 —>
Видео — как работает автомобильная турбина:
p, blockquote 11,0,0,0,0 —>
p, blockquote 12,0,0,0,0 —>
Турбина одинаково широко применяется как на бензиновых силовых агрегатах, так и на дизелях. При этом в последнем случае турбонаддув оказывается наиболее эффективным ввиду высокой степени сжатия и малой (относительно бензиновых моторов) частоты вращения коленвала.
p, blockquote 13,0,0,0,0 —> adsp-pro-1 —>
Кроме того, эффективность применения турбонаддува на бензиновых двигателях ограничена возможностью проявления детонации, которая может возникать при резком увеличении оборотов мотора, а также температура выхлопных газов, которая составляет порядка одной тысячи градусов по Цельсию против шестисот у дизеля. Само собой, что подобный температурный режим способен привести к разрушению элементов турбины.
p, blockquote 14,0,0,0,0 —>
Конструктивные особенности
p, blockquote 15,0,1,0,0 —>
Несмотря на то, что турбонаддувные системы у различных производителей имеют свои отличия, существует и ряд общих для всех конструкций узлов и агрегатов.
p, blockquote 16,0,0,0,0 —>
В частности, любая турбина имеет воздухозаборник, установленный непосредственно за ним воздушный фильтр, заслонку дросселя, сам турбокомпрессор, интеркулер, а также впускной коллектор. Элементы системы соединяются между собой шлангами и патрубками, выполненными из прочных износостойких материалов.
p, blockquote 17,0,0,0,0 —>
p, blockquote 18,0,0,0,0 —>
Как наверняка заметили читатели, знакомые с конструкцией автомобиля, существенным отличием турбонаддува от традиционной системы впуска является наличие интеркулера, турбокомпрессора, а также конструктивных элементов, предназначенных для управления наддувом.
p, blockquote 19,0,0,0,0 —>
Турбокомпрессор или, как его еще называют, турбонагнетатель, представляет собой основной элемент турбонаддува. Именно он отвечает за увеличение давления воздуха во впускном тракте двигателя.
p, blockquote 20,0,0,0,0 —>
Конструктивно турбокомпрессор состоит из пары колес – турбинного и компрессорного, которые размещаются на роторном валу. При этом каждое из этих колес имеет собственные подшипники и заключено в отдельный прочный корпус.
p, blockquote 21,0,0,0,0 —>
Как работает турбонаддув в машине
p, blockquote 22,0,0,0,0 —>
Энергия отработанных выхлопных газов в двигателе направляется на турбинное колесо нагнетателя, которое под воздействием газов вращается в своем корпусе, имеющем особую форму для улучшения кинематики прохождения выхлопных газов.
p, blockquote 23,0,0,0,0 —>
Температура здесь весьма высока, а потому корпус и сам ротор турбины вместе с ее крыльчаткой выполняются из жаропрочных сплавов, способных выдерживать длительное высокотемпературное воздействие. Также в последнее время для этих целей используются керамические композиты.
p, blockquote 24,0,0,0,0 —>
Компрессорное колесо, вращаемое за счет энергии турбины, осуществляет всасывание воздуха, его сжатие и последующее нагнетание в цилиндры силового агрегата. При этом вращение компрессорного колеса также производится в отдельной камере, куда попадает воздух после прохождения через воздухозаборник и фильтр.
p, blockquote 25,0,0,0,0 —>
Видео — для чего нужен турбокомпрессор и как он работает:
p, blockquote 26,0,0,0,0 —>
p, blockquote 27,0,0,0,0 —>
Как турбинное, так и компрессорные колеса, как уже говорилось выше, жестко закрепляются на роторном валу. При этом вращение вала производится с помощью подшипников скольжения, которые смазываются моторным маслом из основной системы смазки двигателя.
p, blockquote 28,0,0,0,0 —>
Подача масла к подшипникам производится по каналам, которые располагаются непосредственно в корпусе каждого подшипника. Для того, чтобы герметизировать вал от попадания масла внутрь системы, используются специальные уплотнительные кольца из жаростойкой резины.
p, blockquote 29,0,0,0,0 —>
Безусловно, основной конструктивной сложностью для инженеров при проектировании турбонагнетателей является организация их эффективного охлаждения. Для этого в некоторых бензиновых моторах, где тепловые нагрузки наиболее высоки, нередко применяется жидкостной охлаждение нагнетателя. При этом корпус, в котором расположены подшипники, включается в двухконтурную систему охлаждения всего силового агрегата.
p, blockquote 30,0,0,0,0 —>
Еще одним важным элементом системы турбонаддува является интеркулер. Его предназначением выступает охлаждение поступающего воздуха. Наверняка многие из читателей этого материала зададутся вопросом о том, зачем охлаждать «забортный» воздух, если его температура и так невелика?
p, blockquote 31,1,0,0,0 —>
Ответ кроется в физике газов. Охлажденный воздух увеличивает свою плотность и, как результат, возрастает его давление. При этом конструктивно интеркулер представляет собой воздушный либо жидкостный радиатор. Проходя через него, воздух снижает температуру и увеличивает свою плотность.
p, blockquote 32,0,0,0,0 —>
Важной деталью системы турбонаддува автомобиля выступает регулятор давления наддува, представляющий собой перепускной клапан. Он применяется с целью ограничить энергию отработавших газов двигателя и направляет их часть в сторону от колеса турбины, что позволяет регулировать давление наддува.
p, blockquote 33,0,0,0,0 —>
Привод клапана может быть пневматическим или электрическим, а его срабатывание осуществляется за счет сигналов, получаемых от датчика давления наддува, которые обрабатываются блоком управления двигателем автомобиля. Именно электронный блок управления (ЭБУ) подает сигналы на открытие или закрытие клапана в зависимости от данных, получаемых датчиком давления.
p, blockquote 34,0,0,0,0 —>
Помимо клапана, регулирующего давление наддува, в воздушном тракте непосредственно после компрессора (где давление максимально) может монтироваться предохранительный клапан. Целью его использования является защита системы от скачков давления воздуха, которые могут быть в случае резкого перекрытия дроссельной заслонки двигателя.
p, blockquote 35,0,0,0,0 —>
Избыточное давление, возникающее в системе, стравливается в атмосферу с помощью так называемого блуофф-клапана, либо направляется на вход в компрессор клапаном типа bypass.
p, blockquote 36,0,0,0,0 —>
Принцип работы автомобильной турбины
p, blockquote 37,0,0,0,0 —>
Как уже писалось выше, принцип действия турбонаддува в автомобиле основывается на использовании энергии, выделяемой отработавшими газами двигателя. Газы вращают колесо турбины, которое, в свою очередь, через вал передает крутящий момент колесу компрессора.
p, blockquote 38,0,0,0,0 —>
Видео — принцип работы двигателя с турбонаддувом:
p, blockquote 39,0,0,0,0 —>
p, blockquote 40,0,0,0,0 —>
Тот, в свою очередь, сжимает воздух и осуществляет его нагнетение в систему. Охлаждаясь в интеркулере, сжатый воздух попадает в цилиндры двигателя и обогащает смесь кислородом, обеспечивая эффективную «отдачу» мотора.
p, blockquote 41,0,0,0,0 —>
p, blockquote 42,0,0,0,0 —>
Собственно, именно в принципе действия турбины в автомобиле кроются ее достоинства и недостатки, устранить которые инженерам весьма непросто.
p, blockquote 43,0,0,0,0 —>
Плюсы и минусы турбонаддува
p, blockquote 44,0,0,0,0 —>
Как уже известно читателю, турбина в автомобиле не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя. По логике, подобное решение должно нивелировать зависимость оборотов турбины от частоты вращения последнего.
p, blockquote 45,0,0,0,0 —>
Тем не менее, в реальности эффективность работы турбины находится в прямой зависимости от оборотов мотора. Чем сильнее открыта дроссельная заслонка, чем больше обороты мотора, тем выше энергия выхлопных газов, вращающих турбину и, как результат, больше объем воздуха, нагнетаемого компрессором в цилиндры силового агрегата.
p, blockquote 46,0,0,0,0 —>
Собственно говоря, «опосредованная» связь между оборотами и частотой вращения турбины не через коленвал, а через выхлопные газы, приводит к «хроническим» недостаткам турбонаддувов.
p, blockquote 47,0,0,1,0 —>
Среди них – задержка роста мощности мотора при резком нажатии на педаль «газа», ведь турбине нужно раскрутиться, а компрессору – дать цилиндрам достаточную порцию сжатого воздуха. Подобное явление называют «турбоямой», то есть моментом, когда отдача мотора минимальна.
p, blockquote 48,0,0,0,0 —>
Исходя из этого недостатка сразу исходит и второй – резкий скачок давления после того, как двигатель преодолевает «турбояму». Это явление получило название «турбоподхвата».
p, blockquote 49,0,0,0,0 —> adsp-pro-2 —>
И главной задачей инженеров-мотористов, создающих наддувные двигатели, является «выравнивание» этих явлений для обеспечения равномерной тяги. Ведь «турбояма», по своей сути, обуславливается высокой инерционностью системы турбонаддува, ведь для приведения наддува «в полную готовность» требуется определенное время.
p, blockquote 50,0,0,0,0 —>
В результате потребность в мощности со стороны водителя в конкретной ситуации приводит к тому, что мотор не способен «выдать» все свои характеристики одномоментно. В реальной жизни это, например, потерянные секунды при сложном обгоне…
p, blockquote 51,0,0,0,0 —>
Безусловно, сегодня существует ряд инженерных ухищрений, позволяющих минимизировать и даже полностью исключить неприятный эффект. В их числе:
p, blockquote 52,0,0,0,0 —>
- использование турбины с переменной геометрией;
- использование пары турбокомпрессоров, расположенных последовательно либо параллельно (так называемые схемы twin-turdo или bi-turdo);
- применение комбинированной схемы наддува.
Турбина, имеющая переменную геометрию, осуществляет оптимизацию потока выхлопных газов силового агрегата за счет изменения в режиме реального времени площади входного канала, через который они поступают. Подобная схема турбин очень распространена в турбонаддувах дизельных моторов. В частности, именно по этому принципу функционируют турбодизели Volkswagen серии TDI.
p, blockquote 53,0,0,0,0 —>
Схема с парой параллельных турбокомпрессоров используется, как правило, в мощных силовых агрегатах, построенных по V-образной схеме, когда каждый ряд цилиндров оснащен собственной турбиной. Минимизация эффекта «турбоямы» достигается за счет того, что две малые турбины имеют гораздо меньшую инерцию, нежели одна большая.
p, blockquote 54,0,0,0,0 —>
Система с парой последовательных турбин используется несколько реже двух перечисленных, но она же обеспечивает наибольшую эффективность за счет того, что двигатель оснащается двумя турбинами, обладающими различной производительностью.
p, blockquote 55,0,0,0,0 —>
То есть при нажатии на педаль «газа» в действие вступает малая турбина, а при росте скорости и оборотов подключается вторая, и они работают суммарно. При этом эффект «турбоямы» практически исчезает, а мощность нарастает планомерно сообразно ускорению и росту оборотов.
p, blockquote 56,0,0,0,0 —>
При этом многие автопроизводители используют даже не два, а три турбокомпрессора, как например компания BMW в своей схеме triple-turbo. А вот инженеры, проектировавшие суперкар Bugatti, вообще оснастили силовой агрегат сразу четырьмя последовательными компрессорами, что позволило достичь уникальных мощностных характеристик при вполне «гражданском» поведении мотора в рядовых режимах езды.
p, blockquote 57,0,0,0,0 —>
Схема так называемого комбинированного наддува или, как ее называют автопроизводители, twincharger, подразумевает совместное использование механического и турбонаддува. При малых оборотах двигателя наддув обеспечивается механическим нагнетателем, а турбина вступает в действие при увеличении числа оборотов. При этом механический нагнетатель отключается. По такой схеме работают наддувные моторы TSI компании Volkswagen.
p, blockquote 58,0,0,0,0 —>
Как видим, принципы работы турбонаддува достаточно просты и понятны. При этом сегодня автопроизводители всячески делают ставку на турбированные агрегаты малого рабочего объема, которые обеспечивают достаточную мощность при относительной экологической чистоте выхлопа.
p, blockquote 59,0,0,0,0 —>
Но не следует забывать и еще об одном серьезном недостатке – турбированный мотор испытывает гораздо большие нагрузки и, что вполне закономерно, имеет меньший моторесурс, чем безнаддувный агрегат. Соответственно, взвесив все преимущества и недостатки, и следует выбирать тот или иной силовой агрегат.
p, blockquote 60,0,0,0,0 —>
Посмотрите принцип работы гидрокомпенсатора клапанов двигателя автомобиля.
Прочитайте статью, рассказывающую о предпусковом подогревателе двигателя Бинар.
Видео — что такое турбина:
p, blockquote 62,0,0,0,0 —> p, blockquote 63,0,0,0,1 —>
