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

Давление наддува турбины бензинового двигателя

Фильтр твердых частиц выхлопа дизельных двигателей

телефон:
+7 495 212-91-03
г. Москва
проезд Завода Серп и Молот, 5
c 10 до 20, кроме воскресенья

Системы турбонаддува Ауди и Фольксваген

Volkswagen AG последовательно переводит все модели на турбонаддув. Например, у дебютирующего в 2007 году VW Tiguan вообще не будет атмосферных моторов: бензиновый двигатель 1.4 TSI Twincharger с комбинированным наддувом и турбодизель 2.0 TDI развивают 150 либо 170 л.с., турбомотор 2.0 TFSI — 200 л.с. Данная ситуация вполне логична — двигатель с системой турбонаддува более экологичен, экономичен и обладает большей мощностью при меньшей массе. Новейшие технологии в будущем позволят достичь новых высот при проектировании наддувных двигателей, а пока, рассмотрим существующие.

Кстати, в нашем сервисе вы можете приобрести оригинальные турбокомпрессоры Audi и Volkswagen для любой модели.

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией VTG (Variable Geometry Turbine)

Первым VNT (Variable Nozzle Turbine) турбокомпрессором с изменяемой геометрией в 1995 году стал турбокомпрессор для Фольксвагена Multivane с 1,9 литровым двигателем TDI. Принцип действия VNT турбокомпрессора заключается в оптимизации потока выхлопных газов, направляемых на крыльчатку турбины. На низких оборотах двигателя и малом количестве выхлопных газов VNT турбокомпрессор направляет весь поток выхлопных газов на колесо турбины, тем самым увеличивая ее мощность и давление наддува (на рисунке слева). При высоких оборотах и высоком уровне газового потока турбокомпрессор VNT располагает подвижные лопатки в открытом положении, увеличивая площадь сечения и отводя часть выхлопных газов от крыльчатки, защищая себя от превышения оборотов и поддерживая давление наддува на необходимом двигателю уровне, исключая перенаддув (на рисунке справа).

Двигатель с системой VNT, имеет лучший отклик, производит большую мощность и крутящий момент, потребляет меньше топлива и обеспечивает снижение вредных выбросов по сравнению с двигателем, связанным с турбокомпрессором традиционным байпасом. Благодаря короткому времени отклика и плавному ускорению улучшается управляемость машиной и срок ее службы. По сравнению с турбокомпрессором, оборудованным байпасом, турбокомпрессор VNT, более эффективный в более широком диапазоне величин потока, имеет следующие 3 основных преимущества:

  1. Более высокая мощность: при определенной скорости двигателя и для заданного давления наддува модели VNT обеспечивают большую разность давлений и снижают температуру газов на выходе из двигателя
  2. Больший крутящий момент: при низких оборотах двигателя модели VNT обеспечивают повышенное давление наддува
  3. Экономия топлива и снижение выброса вредных веществ в атмосферу: контролируемые непосредственно системой управления двигателем, турбокомпрессоры VNT оптимизируют сгорание

Основной проблемой VNT турбокомпрессора является недостаточная устойчивость конструкции к высоким температурам. По этой причине основным местом применения технологии VNT стали дизельные двигатели. Первой «ласточкой» в применении турбины с изменяемой геометрией на бензиновых двигателях стала компания Porsche с ее новой моделью 911 Turbo.

Параллельный турбонаддув Biturbo

При параллельном наддуве, вместо одной большой, используют две одинаковых маленьких турбины, которые работают независимо друг от друга. Чем меньше турбина, тем быстрее она раскручивается, тем более «отзывчивым» получается двигатель. Две турбины ставят на V-образные двигатели, по одной на каждую «половинку».

За примером параллельного наддува долго ходить не придется — это и знаменитый двигатель V6 Audi 2.7 Biturbo от S4/RS4 и Олроуда, и V8 4,2 Biturbo от RS6. Да и новые дизельные двигатели большого объема стали оснащать двумя турбокомпрессорами — 4.2 TDI, или новейший W12 6.0 TDI.

Фирменный двигатель Ауди Фольксваген 1,4 TSI Twincharger

Очень необычную вариацию на тему последовательного турбонаддува предложили инженеры фирмы «Фольксваген». В двигателях семейства TSI приводной нагнетатель и турбокомпрессор работают совместно. Пока обороты невелики, воздух подает нагнетатель, а турбина раскручивается вхолостую, без нагрузки. По мере роста оборотов агрегат потребляет все больше мощности на привод, а это расточительно. Поэтому после 2400 об/мин открывается перепускная заслонка, подающая воздух в обход нагнетателя. Электромагнитная муфта в его приводе отключает устройство. Одновременно закрывается перепускной клапан турбокомпрессора, и турбокомпрессор, успевший набрать скорость на холостом ходу, включается в работу. Результат: с 1,4-литрового мотора снимают 170 л.с., а момент больше 200 Н.м двигатель выдает уже при 1250 об/мин.

Конструкторы Audi и Volkswagen без устали продолжают поиск новых решений. Поскольку температура отработавших газов современных двигателей порой превышает 1300°С, появляются роторы из высокопрочной керамики, термостойкой и легкой.

В ближайшие годы системы турбонаддува наверняка усовершенствуют. Механические нагнетатели, родившиеся почти 100 лет назад, не сдают позиций. Ведь современные технологии позволяют делать «классические» компрессоры с точностью часовых механизмов. Резервы турбонаддува и подавно не исчерпаны. Так что «надувательство» будет продолжаться, пока жив сам двигатель внутреннего сгорания.

Пресс-рум Россия

3-литровый V6 c двойным турбонаддувом станет флагманом в линейке двигателей Cadillac нового поколения

Самый современный 6-цилиндровый двигатель – лучший в мире по показателям мощности и эффективности

ДЕТРОЙТ – Cadillac объявляет о запуске нового поколения двигателей, во главе с флагманским V6 c двойным турбонаддувом – 3.0L Twin Turbo. Этот силовой агрегат станет одним из самых современных 6-цилиндровых бензиновых двигателей в истории мировой автопромышленности. Сбалансированное сочетание эффективности, динамических качеств и плавной работы позволят использовать этот двигатель в новом спортивном седане класса люкс — CT6.

Новый 3-литровый двигатель Cadillac с двойным турбонаддувом разрабатывался в полном соответствии с высокими стандартами нового премиального седана и устанавливает новую планку производительности, в сочетании с совершенством настроек. Мировая премьера CT6 состоится 31 марта на Международном автосалоне в Нью-Йорке. Производство начнется на заводе General Motors в Детройт-Хамтрамк во второй половине этого года.

Расчетная максимальная мощность составит 400 л.с., а максимальный крутящий момент – 543 Нм, что ставит его в ряд самых энерговооруженных двигателей V6 в мире с двойным верхним распредвалом. Удельная мощность на 1 л объема составит 133 л.с. (99 кВт).

3.0L Twin Turbo – единственный 6-цилиндровый двигатель, который сочетает технологию турбонаддува с функцией отключения цилиндров и системой «Старт-Стоп», позволяющей экономить топливо. По мнению экспертов Cadillac, это позволит улучшить показатели экономичности примерно на 6%. Функция отключения цилиндров при небольшой нагрузке отключает два из шести цилиндров, что улучшает эффективность, и незаметно для водителя активирует их, когда необходима максимальная отдача.

Используя систему «Старт-Стоп», 3.0L Twin Turbo экономит топливо при движении по городу, автоматически выключаясь при остановках и включаясь, когда водитель убирает ногу с педали тормоза.

«Выход автомобилей Cadillac на ведущие позиции в мире не в последнюю очередь зависит от современных технологий в области разработки двигателей, и в частности, с современным мотором 3.0L Twin Turbo, который позволит обойти привычных лидеров в сегменте по показателям мощности и плавности работы», – говорит заместитель главного инженера Рич Бартлетт (Rich Bartlett).

В новом седане Cadillac CT6 мощь двигателя 3.0L Twin Turbo передается через отлично зарекомендовавшую себя 8-ступенчатую автоматическую трансмиссию Hydra-Matic 8L90.

Турбонагнетатели на 3.0L Twin Turbo схожи по конструкции с теми, что применяются на спортивном седане Cadillac ATS-V: легкие, малоинерционные турбины, изготовленные из алюминида титана, и эффективные, малообъемные интеркулеры, которые отвечают за оптимальное давление наддува и мгновенный отклик двигателя.

Читать еще:  Что за двигатель команрей

Современные, малоинерционные турбины позволяют двигателю развивать максимальный крутящий момент в диапазоне от 2500 до 5000 об/мин. Такой широкий диапазон крутящего момента делает мотор приемистым и дает возможность получить уверенную тягу на любых оборотах.

«Крутящий момент – это важнейшая характеристика двигателя. Новый 3‑литровый V-образный турбомотор демонстрирует завидную плавность при наборе оборотов двигателя», – говорит Бартлетт.

Мощность 3.0L Twin Turbo достигает 400 л.с. (133 л.с. на 1 л объема), что на 27% выше, чем у аналогичного 3-литрового V6, которым оснащен BMW 740Li (315 л.с. и 105 л.с./1 л объема), и на 29% выше, чем у 3‑литрового двигателя V6 с механическим нагнетателем, устанавливаемого на Audi A7 (310 л.с и 103 л.с/1 л объема).

Полностью измененная конструкция

Новый двигатель Cadillac 3.0L Twin Turbo входит в линейку современных двигателей V6 нового поколения, также включающую новую версию атмосферного 3,6-литрового двигателя, который долгое время используется в модельном ряду бренда и завоевал множество наград. Все конструктивные элементы и форма камеры сгорания были усовершенствованы. При возросшей мощности и эффективности двигателя удалось достичь невероятной плавности и бесшумности работы.

3.0L Twin Turbo на 5 дБ тише, чем двигатель Audi 3.0L TFSI, а 3.6‑литровый агрегат – на 4 дБ тише, чем 3,7-литровый двигатель V6 Infiniti.

Общие элементы конструкции турбомотора 3.0L Twin Turbo и 3,6‑литрового атмосферного агрегата:

  • Более прочный и жесткий алюминиевый блок с более прочными перегородками, которые обеспечивают превосходную жесткость;
  • Коленчатый вал изготовлен из кованой стали, шатуны из стали с большим содержанием меди, поршни с полимерным покрытием;
  • Новая четырех-кулачковая система фаз газораспределения с функцией промежуточного удержания впускных клапанов на стадии закрытия если того требуют условия, улучшает наполнение камер сгорания повышая эффективность в широком диапазоне;
  • Абсолютно новая система «точечного» охлаждения, позволяющая эффективно отводить тепло от зон с высокой температурной нагрузкой, и в то же время, уменьшать время прогрева двигателя;
  • Новые головки цилиндров, улучшающие процесс сгорания топлива, включают в себя систему непосредственного впрыска и интегрированные выпускные коллекторы;
  • Измененный и доработанный механизм газораспределения с задемпфированными шестеренками цепного привода, делает работу двигателя более тихой;
  • Абсолютно новая двухстадийная система смазки с масляным насосом внутри блока обеспечивает более тихую работу и повышает эффективность.

«Новая конструкция двигателя использует то лучшее, что есть у Cadillac, в плане разработки V6, с акцентом на надежность и долговечность, в сочетании с эффективностью и мощностью», – говорит Бартлетт.

Дополнительная информация по конструкции, характеристикам и возможностям нового семейства двигателей V6, доступна в пресс-релизе по двигателю объемом 3.6 л.

Уникальное основание

Хотя в основе нового двигателя Cadillac 3.0L Twin Turbo та же структура, что и у атмосферного 3,6-литрового V6, он включает некоторые особые компоненты и системы, которые выдерживали бы повышенные нагрузки и давление в цилиндрах, характерные для двигателей с наддувом.

Диаметр поршня составляет 86 мм, что на 10% меньше, чем у 3,6‑литрового двигателя, в то время как ход поршня обоих агрегатов составляет 85,8 мм. Благодаря уменьшенному диаметру поршни 3.0L Twin Turbo более компактные и легкие, что позволяет вращающимся узлам двигателя лучше выдерживать нагрузки при возросших оборотах двигателя. Также снижению нагрузки способствует ускоренная подача смеси малоинерционных турбокомпрессоров.

«Благодаря практически нулевой «турбояме», а также низкоинерционной конструкции, этот двигатель плавно набирает обороты и доставляет тягу именно тогда, когда это нужно», – говорит Бартлетт, «Это не просто максимальная отдача, двигатель передает мощность напористо и плавно».

Уменьшенные размеры цилиндров позволили увеличить размеры кожуха с водяным охлаждением, что обеспечивает оптимальный температурный баланс во всем диапазоне оборотов и особенно на высоких скоростях, когда двигатель работает с максимальной нагрузкой.

Дополнительные элементы конструкции 3.0L Twin Turbo:

  • Более низкая степень сжатия (9.8:1) по сравнению с 3,6-литровым атмосферным двигателем (11.5:1);
  • Высокопрочный коленчатый вал из стали 44MnSiV6;
  • Механически обработанные алюминиевые поршни бочкообразной формы со стальным кольцедержателем в верхней части для увеличения прочности;
  • Впускные клапаны диаметром 36 мм и 29-милиметровые выпускные с натриевым наполнителем, которые обеспечивают постоянную циркуляцию большого объема воздуха;
  • Впускные клапаны расположены под углом 19 градусов, а выпускные – под углом 16 градусов, против 16 и 15 у двигателя объемом 3,6 л;
  • Пружины клапанов стали более жесткими для улучшения воздухообмена в пиковых режимах;
  • Седла выпускных клапанов изготовлены из закаленной стали для большей устойчивости к высоким температурам, а многослойное стальное уплотнение головок цилиндров с блоком выдерживает возросшее давление наддувного двигателя;
  • Доработанные впускной и выпускной тракты, алюминиевые клапанные крышки и другие технические особенности, способствующие тихой и плавной работе.

Малоинерционные турбокомпрессоры и перепускные клапаны с вакуумным приводом

Для улучшения отзывчивости мотора и точного дозирования крутящего момента в обоих турбокомпрессорах применяются облегченные турбины из алюминида титана и перепускные клапана с вакуумным приводом. Фактически, турбины из алюминида титана позволяют снизить инерционную нагрузку на 50% по сравнению с обычными турбинами, изготовленными из сплава инконель. Это означает, что для их раскручивания требуется меньше энергии выхлопных газов, и инерционные нагрузки в выпускном тракте понижаются.

С практической точки зрения это значит, что несмотря на небольшие размеры турбокомпрессоров и их облегченных турбинных колес, они мгновенно включаются в работу, что позволяет почувствовать практически мгновенное нарастание мощности, нивелируя «турбояму». Максимальное давление наддува, развиваемое турбокомпрессорами, составляет 1,25 Бара.

Поступление сжатого двумя турбонагнетателями и охлажденного в интеркулере воздуха в цилиндры регулируется одной дроссельной заслонкой в верхней части двигателя. Такая конструкция ускоряет отклик двигателя при нажатии педали газа, к тому же она более простая, чем пара дроссельных заслонок.

Специальные перепускные клапаны с вакуумным приводом – по одному на каждый турбокомпрессор – применены для улучшения управления наддувом двигателя и последующим нарастанием крутящего момента, и, в конечном итоге обеспечивают ощущение плавности работы мотора. Они действуют отдельно, для каждого ряда цилиндров, чтобы сбалансировать отдачу компрессоров и получить более равномерное давление наддува.

Перепускные клапаны работают согласованно с клапанами рециркуляции с вакуумным приводом – с тем, чтобы исключить эффект «воздушной волны» от турбин, который может привести к развороту потока в момент после закрытия дроссельной заслонки. Общая интеграция системы способствует наиболее плавному и точному управлению отдачей двигателя.

Запатентованный малообъемный интеркулер

Запатентованная жидкостная система охлаждения нагнетаемого воздуха также способствует большей отзывчивости мотора, поскольку от компрессора до интеркулера воздух преодолевает очень короткий путь.

Благодаря этой конструктивной особенности практически отсутствует запаздывание реакции турбокомпрессоров. Объем воздушного потока снижен на 60% по сравнению с интеркулером обычной конструкции с дистанционно расположенным теплообменником.

«Путь от турбин до дроссельной заслонки очень короток», – говорит Бартлетт. «Компрессоры забирают воздух через всасывающий патрубок и нагнетают его через интеркулер практически мгновенно, что позволяет ощущать огромный потенциал мощности и реализовывать его по первому требованию».

Читать еще:  Весь тюнинг двигателя ваз классики

Теплообменники снижают температуру воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, более чем на 94°C, что позволяет уплотнить его при нагнетании в камеры сгорания и повысить мощность. Система промежуточного охлаждения воздуха достигает эффективности в 80% уже при давлении около 1 атмосферы (7 кПа), что способствует скорейшему получению необходимого крутящего момента.

Производство

Оба новых двигателя V6 Cadillac будут производиться на заводе GM Romulus Powertrain около Детройта. Инвестиции в производство нового поколения двигателей V6 составят 540 млн долларов.

ФАКТ: Первый серийный Cadillac, выпущенный в 1903 году, оснащался 1‑цилиндровым двигателем мощностью в 10 л.с.

ВАЗ и турбонаддув: за и против

Вопросы о возможности турбирования вазовских моторов не дают покоя автомобилистам­патриотам. Может, пришло время попытаться ответить на них? Первый и главный вопрос — ЗАЧЕМ? Смысл любой доводки мотора — увеличение его мощности. Этой цели можно достичь двумя способами: вышеупомянутым турбированием двигателя или же его форсированием. Второй способ в этой статье не рассматриваем — не до него пока. С наддувом бы разобраться… Как известно, мощность ДВС определяется, помимо прочего, массой топливовоздушного заряда, попадающего в цилиндры в единицу времени, поэтому — чем больше воздуха (и топлива) поступает в цилиндры, тем больше мощности можно выжать из мотора. Азы! Поэтому моторы и «наддувают», силой загоняя воздух в цилиндры. Мощность и момент (при прочих равных условиях) повышаются, ответ на первый вопрос — получен.

Немного теории Двигатели с наддувом имеют меньшую геометрическую степень сжатия. Если в двигателях без наддува (бензиновых) ее значение порядка 9,5­11,0, то с наддувом степень сжатия, как правило, не превышает 8,5. Дело в том, что при увеличении давления смеси в начале сжатия (что и дает наддув) пропорционально увеличивается и давление в конце его. Если давление не уменьшить увеличением объема камеры сгорания (т.е. уменьшением геометрической степени сжатия), то двигатель не сможет надежно работать из­за детонации. Снижение геометрической степени сжатия — важнейший нюанс, который необходимо учитывать, приступая к турбированию любого двигателя! Далее: поскольку количество топливовоздушной смеси увеличивается (с сохранением рабочего объема), то увеличивается и количество выделившегося при сгорании тепла. Возрастает температура и давление в цилиндрах, что приводит к необходимости усиливать и изменять детали двигателя. Чем выше давление наддува — тем больше изменений требует конструкция. Аксиома, которую упорно игнорируют… Ученье — свет, а неученых — тьма.

Конструктивные особенности установки ТКР на двигатели ВАЗ Прежде всего необходимо определить максимальное избыточное давление, создаваемое ТКР, при котором у двигателя будет сохранен запланированный вами ресурс (чем больше давление наддува — тем ресурс меньше). В зависимости от запланированного давления и определяется, на сколько нужно понижать исходную (заводскую) степень сжатия. Конструктивно это осуществляется утолщением прокладки ГБЦ либо увеличением камеры сгорания путем выборки металла в поршне, или сочетанием перечисленных методов. Далее — установка турбокомпрессора требует замены штатного выпускного коллектора на специальный, предусмотренный под ТКР. Следующие шаги: установка «интеркулера» (радиатора охлаждения надуваемого воздуха), масляного радиатора, замена форсунок на более производительные (для сохранения пропорций топливной смеси). Да и свечи желательно поменять… Заключительный этап — настройка фаз газораспределения и перепрошивка ЭБУ.
Роберт Ишкулов, мастер одной из тюменских СТО:*- Я собирал ВАЗ­21 083 для участия в ралли. Мотор подверг форсировке — от родного двигателя, грубо говоря, остался только блок цилиндров. Остальные узлы были заменены на более прочные — кованые, но и они не устроили — некоторые узлы дорабатывали вручную, на заводе. Сначала я участвовал в гонках на атмосферном моторе, потом — на турбированном. Честно говоря, турбированный понравился меньше: в гонках двигатели традиционно работают на высоких оборотах, а турбодвигатель особо не раскрутишь. Поэтому турбина здесь скорее мешает, нежели помогает. А вот в городском режиме турбовой ВАЗ великолепно показал себя. Нет рывков, смесь более качественно сгорает в цилиндрах. Как следствие — выше КПД. Однако мы не смогли решить проблему «турбоямы» на низких оборотах. Решение видится в установке системы «битурбо»: маленькой «улитки», работающей «на низах», и большой, добавляющей жару «на верхах». …Говорить о сохранении моторесурса нет смысла — автомобиль собирался исключительно для спорта, а там одна гонка — один двигатель… Так что отстраивали работу мотора так, чтобы получить максимальную отдачу. Остальное — неважно! Стоимость установки турбины (с учетом интеркулера, масляного радиатора, патрубков ) составила приблизительно 100 тысяч рублей, что в сравнении с постройкой высокофорсированного атмосферного мотора — мелочь.
*
Денис Ефимов — главный механик завода «СибЭС»; Станислав Чикишев — выпускник ИнТра ТюмГНГУ:*- Мы установливали на ВАЗ­21 083 «турбокит», заказанный в Москве. Когда начинали — думали, что равных машине не будет, все японцы будут глотать выхлоп, но — увы. Ожидаемого эффекта мы не получили. Да, на «низах» двигатель действительно хорошо «подрывает», но «крутить» его бесконечно нельзя — в инструкции к турбине указан рекомендуемый предел — 6500 об./мин. (максимальные обороты стандартного 8­клапанного «восьмерочного» мотора по инструкции — 6300 об./мин.). Турбированный ВАЗ очень хорошо зарекомендовал себя в городском трафике с постоянными рывками и ускорениями. Пропадают рывки, которые так раздражают водителей отечественных автомобилей, плавность хода напоминает иномарку. При установке ТКР на ВАЗ динамические характеристики автомобиля впечатляют. Моторесурс же при грамотной установке «турбокита» не снижается, он остается приблизительно равным заводскому. Однако не все так гладко. Турбированный двигатель требует к себе больше внимания, чем атмосферный — нужно обязательно следить за уровнем масла. Далее — синонимом к слову «турбоВАЗ» должен стать турботаймер. Минусом турбированного мотора является и увеличение расхода топлива — ведь новые форсунки впрыскивают его больше
(мы устанавливали волговские).*При тестировании автомобиля на трассе после 150 км/час температура двигателя начала подниматься до 130° С и более. Причину мы так и не нашли, но решили, что тосол нужно менять на более теплоемкую жидкость…
…Наше мнение: если «турбокит» устанавливается для городской — «овощной» — езды, то это выход. А вот для спорта вряд ли — там нужны кардинальные конструктивные изменения, моторы там работают на максимальных оборотах.
Евгений Виноградов, директор «Турбо­Центра»:­ Не готов был я к такому развитию событий — не ожидал столь высокого интереса молодежи к установке турбины на ВАЗ. Непрекращающиеся звонки побудили разобраться в этом не интересном мне с технической точки зрения вопросе. ТКР на ВАЗ? Зачем? Мощность увеличить? Резонно, но на сколько и для чего? Хочешь быть самым быстрым — купи «японку» с «твин­турбо»! Быть самым быстрым из ВАЗов? Это что­то дает. Автомобиль при рождении наделен некими генами. Грузовик — для грузов, F­1 — для гонок. «Смарт» — для города, джип — понятно для чего, лимузин — для шика… «Лада» — для чего? Явно не для гонок. Сделай ты хоть «химию» дворняжке — не станет она болонкой……А если серьезно — материалы, применяемые в отечественном машиностроении, не соответствуют требованиям, которые предъявляет им турбированный двигатель. Пока мы не научимся создавать качественные материалы, турбировать «наш» двигатель бес­по­лез­но! Он все равно долго не «проживет» — даже при грамотной установке ТКР наши материалы не выдержат возросших нагрузок. Еще в СССР на заводах велись работы по созданию «турбокитов» для «атмосферного» двигателя, но когда при расчетах выяснилось, что затраты на изменение конструкции двигателя таковы, что легче создать новый, изначально турбированный мотор — работы прекратились! Полученный эффект не соответствует материальным и трудовым затратам… При установке ТКР нагрузки возрастают кратно, а вазовский мотор на них не рассчитан.Я считаю, что увеличивать динамические характеристики автомобиля ВАЗ необходимо методом форсирования «атмосферного» мотора. Этим способом можно добиться большего соответствия материальных затрат и полученного эффекта.
Самостоятельно заниматься «творчеством» можно (мотивация у всех своя), но никто не отменял принцип разумности. Установка ТКР на ВАЗ возможна, как, впрочем, и на ЗАЗ. Но! 1. Как рассчитать соотношение воздуха и топлива («настроить» топливо)? 2. Как оптимизировать работу двигателя и турбокомпрессора? Задачка не из легких — переборщили с наддувом, и мотор развалили в первой же поездке. Покупка второго. 3. Турбина — импортный агрегат, данных на который, как правило, нет… 4. Как «прошить мозги»? К специалистам? 5. Коллекторы — их геометрию надо рассчитывать. Как и распредвал, кстати. 6. Поршни, вал, шатуны, блок — читай выше про материалы… 7. Усиление кузова, тормозов (разогнаться проще, чем тормозить!), сцепления, КПП… 8. При штатном масляном фильтре турбина долго жить не будет, масла — только для турбированных моторов… 9. А детонация. Достаточно? У вас еще не пропало желание? Тогда — вперед, и кто знает — может, вы измените ВАЗ, как никто другой! Но что­то не видно турбо­ВАЗов на улицах города… Может, в гаражах — на ремонте. Плюсы турбированного двигателя ВАЗ (по сравнению с атмосферным)

    Читать еще:  Газогенераторный двигатель своими руками

    Устройство и принцип работы турбокомпрессора

    Турбокомпрессор (турбина) – механизм, применяемый в автомобилях для принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. При этом привод турбины осуществляется исключительно за счет действия отработавших газов (выхлопа). Применение турбокомпрессора позволяет существенно увеличить мощность двигателя (примерно на 40%), сохраняя компактными его габаритные размеры и низкий уровень расхода топлива.

    1. Конструкция и принцип работы турбины
    2. Особенности эксплуатации турбин
    3. Виды и срок службы турбокомпрессоров

    Конструкция и принцип работы турбины

    Классический турбокомпрессор состоит из следующих элементов:

    1. Корпус. Выполняется из жаропрочных материалов (стали). Он имеет форму улитки с двумя разнонаправленными патрубками, оснащенными фланцами для крепления в системе турбонаддува.
    2. Турбинное колесо. Преобразует энергию отработавших газов во вращение вала, на котором оно жестко зафиксировано. Изготавливается из жаропрочных материалов (железо-никелевый сплав).
    3. Компрессорное колесо. Воспринимает вращение от турбинного колеса и нагнетает воздух в цилиндры двигателя. Колесо компрессора зачастую изготавливают из алюминия, что снижает потери энергии. Температурный режим на этом участке близок к нормальным условиям, и применение жаропрочных материалов не требуется.
    4. Вал турбины (ось) – соединяет турбинное и компрессорное колеса.
    5. Подшипники скольжения, или шарикоподшипники. Необходимы для крепления вала в корпусе. В конструкции может быть предусмотрен один или два подшипника. Смазка последних осуществляется общей системой смазки двигателя.
    6. Перепускной клапан – предназначен для управления потоком отработавших газов, воздействующим на колесо турбины. Это позволяет управлять мощностью наддува. Клапан оснащен пневматическим приводом. Его положение регулируется ЭБУ двигателя, получающим соответствующий сигнал от датчика скорости.

    Принцип работы турбокомпрессора

    Основной принцип работы турбины на бензиновом и дизельном двигателях заключается в следующем:

    • Отработавшие газы направляются в корпус турбокомпрессора, где воздействуют на лопатки турбинного колеса.
    • Колесо турбины начинает вращаться и разгоняться. Скорость вращения турбины при высоких оборотах может достигать до 250 000 оборотов в минуту.
    • Пройдя через колесо турбины, отработавшие газы отводятся в систему выпуска.
    • Компрессорное колесо синхронно вращается (поскольку находится на одном валу с турбинным) и направляет поток сжатого воздуха в интеркулер и далее во впускной коллектор двигателя.

    Особенности эксплуатации турбин

    В сравнении с механическим нагнетателем, работающим от привода коленчатого вала, достоинствами турбины является то, что она не отнимает мощность у двигателя, а использует энергию побочных продуктов его работы. Она дешевле в изготовлении и экономичнее в эксплуатации.

    Хотя технически устройство турбины дизельного двигателя практически не отличается от систем для бензиновых моторов, на дизеле она встречается чаще. Основная особенность заключается в режимах работы. Так для дизеля могут применяться менее жаропрочные материалы, поскольку температура отработавших газов в среднем составляет от 700 °С в дизельных двигателях и от 1000°С в бензиновых моторах. Это значит, что устанавливать дизельную турбину на бензиновый двигатель нельзя.

    С другой стороны, для этих систем характерны и разные уровни давления наддува. При этом стоит учитывать, что производительность турбины зависит от ее геометрических размеров. Давление нагнетаемого в цилиндры воздуха складывается из двух частей: 1 атмосфера давления окружающей среды плюс избыточное, создаваемое турбокомпрессором. Оно может варьироваться от 0,4 до 2,2 и более атмосфер. Если учесть, что принцип работы турбины на дизельном двигателе предусматривает поступление большего объема выхлопных газов, конструкция для бензинового мотора также не может устанавливаться на дизелях.

    Виды и срок службы турбокомпрессоров

    Основным недостатком работы турбины является возникающий на малых оборотах двигателя эффект “турбоямы”. Он представляет собой временную задержку отклика системы на изменение оборотов двигателя. Для устранения этого недостатка разработаны различные виды турбокомпрессоров:

    • Система twin-scroll, или раздельный турбокомпрессор. Конструкция имеет два канала, которые разделяют камеру турбины и, соответственно, поток отработавших газов. Это обеспечивает более быстрое реагирование, максимальную производительность турбины, а также предотвращает перекрытие выпускных каналов.
    • Турбина с изменяемой геометрией (с переменным соплом). Такая конструкция чаще используется на дизеле. Она предусматривает изменение сечения входа в колесо турбины за счет подвижности ее лопастей. Смена угла поворота позволяет регулировать поток отработавших газов, благодаря чему происходит согласование скорости отработавших газов и рабочих оборотов двигателя. На бензиновом двигателе турбина с изменяемой геометрией часто устанавливается на спортивных автомобилях.

    К минусам турбокомпрессоров можно отнести и небольшой срок службы турбины. Для бензиновых двигателей он в среднем составляет 150 000 километров пробега машины. В свою очередь, ресурс турбины дизельного двигателя несколько больше и в среднем достигает 250 000 километров. При постоянной езде на высоких оборотах, а также при неправильном подборе масла сроки эксплуатации могут сократиться в два или даже в три раза.

    В зависимости от того, как работает турбина, на бензиновом или дизельном двигателе, можно судить о ее исправности. Сигналом о необходимости проверки узла является появление синего или черного дыма, снижение мощности двигателя, а также появление свиста и скрежета. Для профилактики неисправностей необходимо вовремя менять масло, воздушные фильтры и регулярно проходить техобслуживание.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector