Avtoargon.ru

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

Дизельная и бензиновая турбина: в чем отличия

Дизельная и бензиновая турбина: в чем отличия

Турбокомпрессор – важный элемент современного дизельного и бензинового автомобиля. Он позволяет на 20-30% увеличить мощность машины, без увеличения расхода топлива. При этом обеспечивается высокая экологичность выхлопа, за счет того, что топливо сгорает практически полностью, и все вредные вещества распадаются. Однако, при неправильной эксплуатации турбомотора очень быстро может потребоваться ремонт турбин, что подтверждают эксперты сервисного центра TurboSTO.

Но перспектива скорого ремонта не пугает автовладельцев и турбированные машины становятся все популярнее. Мы решили разобраться, есть ли отличия в обслуживании дизельной и бензиновой турбины, и могут ли они заменять друг друга.

Принцип работы дизельной турбины

Турбина в дизельном автомобиле используется уже больше сотни лет. Еще со времен первого дизельного двигателя ученые начали разработки в этой области, однако отсутствие огнеупорных материалов и точных технологий производства ограничивали прогресс в этой области.
Сегодня турбины для дизельных двигателей можно считать вершиной инженерной мысли, ведь они могут:

  • разгоняться до 250 тыс. об/мин;
  • изменять свою геометрию для эффективной работы при разном давлении выхлопных газов;
  • нагнетать очень высокое давление воздуха, увеличивая общий КПД мотора;

Турбина в дизельном двигателе является логичным развитием технологии, которая обеспечивает дополнительную порцию воздуха в камеру сгорания, повышая тем самым производительность мотора. Благодаря современным материалам и новым конструкциям, удалось избавиться от многих недостатков в работе этого механизма и значительно увеличить его ресурс.

Отличия турбокомпрессора для бензинового мотора

Турбина на бензиновом двигателе работает аналогично с дизельным: обеспечивает закачку дополнительной порции воздуха в камеру сгорания. Однако сложность ее установки заключается в том, что температура выходящих газов после сгорания бензина очень высокая, доходит до 1000 градусов. Поэтому турбины для бензиновых моторов делают из особых огнеупорных сплавов и стоят такие агрегаты достаточно дорого. Это и обуславливает тот момент, что устанавливают турбокомпрессоры обычно на дорогие бензиновые авто.
Кроме того, что такая турбина увеличивает мощность двигателя на 20-30%, дополнительных бонусов она не приносит. А вот сложностей в уходе за машиной точно прибавляет:

  • нужно проводить замену масла и масляного фильтра каждые 5-7 тыс. км;
  • использовать для этого специальное масло для турбомоторов;
  • заливать бензин только лучшего качества, чтобы не собирался нагар на лопастях крыльчатки.

Можно ли поставить дизельную турбину на бензиновый двигатель?

Технически, установить турбину с дизельного мотора на бензиновый и наоборот вполне реально. Но только положительного эффекта от этого не будет. Скорость вращения и особенности конструкций у этих двух типов агрегатов очень разные, поэтому эффективную работу они не покажут. Даже наоборот, используя в бензиновом двигателе дизельную турбину, она будет просто задувать воздухом камеры сгорания, и двигатель будет постоянно детонировать. В худшем случае, есть риск, что турбина расколется из-за высокой температуры.
Турбированные моторы – будущее автомобилей с ДВС. Они позволяют экономить ценное топливо и выбрасывать в окружающую среду минимум вредных соединений. Если эти параметры вам важны – смело можете покупать хоть дизель, хоть бензин. Оба варианта будут экологичные и экономные.

Турбина на двигатель — дизельный и бензиновый

Дизельная турбина и бензиновая турбина

  • Бензин или дизель?
  • В чем отличия между турбинами на дизельном и бензиновом агрегате?
  • Возможна ли замена бензиновой турбины на дизельную и наоборот?

Турбоагрегаты, предназначенные для бензиновых моторов, в отличие от дизельных рассчитаны на малую степень повышения давления. Поставить дизельную турбину на бензиновый двигатель означает спровоцировать опасность возникновения детонации. Кроме того, нехарактерные рабочие условия бензиновой турбины повлекут за собой гораздо меньшую эффективность агрегата.

Разница турбин по типу двигателя

Температура газа

Турбины дизельных двигателей раскручиваются благодаря выхлопным газам, максимальная температура которых равна 850 градусам. А вот на бензиновую турбину газ воздействует при температуре около 1000 градусов. Специалисты прогнозируют, что в очень скором времени из-за экологических ограничений придется увеличить указанную выше температуру воздействия. В этом и состоит главное отличие между турбинами дизельного и бензинового двигателя.

Читать еще:  Газель двигатель 4216 плохо заводится на горячую и троит

Материалы дизельной турбины и бензиновой

Из-за разницы температур различны и требования к материалам, используемым для изготовления «горячих» частей турбокомпрессора – корпуса и колеса турбины. Так, конструкция бензиновой турбины требует применения более жаропрочных и жаростойких сплавов, нежели турбина дизельная.

Из всего вышесказанного напрашивается вывод: использовать дизельную турбину для осуществления наддува двигателя, работающего на бензине, очень рискованно. То же самое можно сказать и по поводу эксплуатации дизельного мотора с бензиновой турбиной.

Механизмы VNT для турбин разных типов двигателей

VNT (Variable Turbo Geometry) — это турбокомпрессор с изменяемой геометрией с помощью специального направляющего аппарата.

Стоит отметить, что ассортимент турбоагрегатов, работающих на бензине, не включает никаких приспособлений, сравнимых по эффективности с турбинами для дизеля, оснащенными регулируемым сопловым аппаратом. Таких бензиновых турбоагрегатов просто-напросто не производят.

Технологии VNT, VTG, VGT, которые применяются в дизельных моторах с турбонаддувом современного образца, на сегодняшний день совершенно неактуальны для мира серийных бензиновых двигателей.

Почему же возникает такая ситуация? Дело в недостаточной надежности механизма VNT при высокой температуре выхлопных газов у бензиновых «зажигалок».

Аппарат становится малоподвижным после долгой работы при высоких температурах близких к 1000 градусам. Поэтому, на сегодняшний день, вопрос — «Каким должен быть идеальный турбокомпрессор?» остается открытым.

Как выбрать Б/У турбину?

Наддув в дизельных силовых агрегатах используется б

олее двадцати лет, а бензиновые двигатели получили их более пятнадцати лет назад. В большинстве моторов, выпускавшихся в этом тысячелетии, используются системы турбонаддува. Они хоть и сделали двигатели мощнее, но прибавили проблем владельца авто.

«АвтоСтронг» разбирается в особенностях турбин и рассказывает, как выбрать хорошую б/у турбину. Подробнее – в статье и видео:

Как устроена турбина?

Точное название этого устройства – турбокомпрессор. В его состав входят 3 основные части, а именно – корпуса:

· турбины – горячая часть;

· компрессора – холодная часть;

· подшипника, или картридж.

В картридже – ротор с крыльчатками турбины и компрессора на его концах. В среднем на крыльчатке от девяти до двенадцати лопастей. Для крепления вала используются опорные и упорные подшипники (втулки). Но сейчас выпускается все больше турбин, в которых используются шариковые подшипники.

Подшипникам необходимо масло: на образовавшемся масляном клине происходит вращение ротора турбины, который скользит по маслу при вращении. Масло постоянно поступает в картридж и сливается. Масло не поступает в корпуса турбины и компрессора благодаря хитрой конструкции – уплотнительным кольцам из стали.

Принцип работы турбины

Турбину запускает поток выхлопных газов: благодаря им раскручиваются крыльчатки турбины и компрессора, которая всасывает воздух и создает давление. Очевидно, что у турбины рабочий диапазон ограничен, и при слабом потоке выхлопных газов мощность турбины мала, зато при «раскрутке» мотора турбина запустится, а ее производительность станет максимальной.

Управление турбиной

Турбина может быть капризной: при ее высокой скорости работы возникает «передув», что плохо и для турбины, и для двигателя. Поэтому турбина нуждается в управлении, для чего используется перепускной клапан (на дизельных и бензиновых двигателях). Это хорошее и надежное решение, так как при высоком значении наддува клапан открывается, выпуская отработавшие газы через выхлопную систему, не попадая в колесо турбины. Клапан открывается с помощью пневматического актуатора.

Есть и более гибкий выход: управлять направлением потока с помощью пневмопривода или электронного привода с сервомотором. На помощь приходят лопатки с регулируемым углом атаки, установленные в горячей части «улитки». Такое решение получило название «управляемая геометрия». Угол большой при малых оборотах, благодаря чему газы «отклоняются» на лопасти турбины, а при росте давления и мощности мотора лопатки устанавливаются так, что никак не воздействуют на поток газов. Управляемая геометрия применяется только в турбинах дизельных моторов, исключение составляют некоторые спорткары Porsche. Это обусловлено высокой температурой выхлопных газов в бензиновых силовых агрегатах, из-за чего лопатки должны быть выполнены из дорогих сплавов.

Читать еще:  Вода в двигателе может замерзать при температуре

В особо мощных моторах перепускной клапан также установлен в впускном коллекторе. Он нужен для того, чтобы сбрасывать избыточное давление в различных ситуациях, когда резко растет нагрузка на ротор и крыльчатку компрессора.

Разновидности турбин

· парными (выпускаются двойные, тройные, четверные модели).

Выпускаются в том числе и «твинскрольные турбины», которые устанавливаются в легковых бензиновых силовых агрегатах и дизельных грузовых. В таких турбинах потоки выхлопных газов попадают в 2 раздельных канала, что исключает взаимное противодавление. Как результат – уменьшается расход топлива.

В последние годы получили распространение компрессоры с электроприводом, в которых не используется работа выхлопных газов. Главное отличие в том, что в устройстве установлен мощный электромотор, который заменяет крыльчатки турбины. Отличий в компрессорной части практически нет.

Почему бывшая в употреблении турбина – хороший выбор?

Почему стоит отдать предпочтение турбинам б/у, а не новым? Основной плюс – цена: например, в каталоге «АвтоСтронг» стоимость турбин составляет от ста до восьми сотен рублей, а восстановление обойдется в 2-3 раза дороже. Хоть б/у турбины изношены, но это не так критично. Например, восстановление турбины не на заводе-изготовителе также имеет свой минус: турбина получит расходники из Китая, которые надежностью не отличаются. А если обращаться за новой турбиной, то она обойдется в несколько тысяч долларов.

При покупке турбины б/у обращайте внимание на:

· отсутствие люфта ротора. Для проверки попробуйте расшатать турбину пальцами, взявшись за кончик вала: люфт должен отсутствовать. А вот небольшой радиальный люфт вполне может быть – он существует для того, чтобы его заполняло масло для вращения ротора;

· отсутствие повреждений и сколов. Если вы видите их – откажитесь от покупки турбины;

· корпус турбины. На нем должны отсутствовать потеки масла. Если потеки есть, это сигнализирует о том, что турбина сильно изношена;

· улитку. Если она не сухая изнутри, не покупайте б/у турбину;

· трубки, через которые масло попадает в турбину и сливается из нее. Они должны быть завальцованы, чтобы грязь не оказалась в картридже.

Советы, как установить турбину

Процессы установки б/у, отремонтированной или новой турбины ничем не отличаются. Во-первых, так как турбина не ломается без причины, нужно заменить забившийся воздушный фильтр, решить возникшие проблемы с катализатором или сажевым фильтром. К тому же не рекомендуется использовать дешевое моторное масло: нужно почистить впуск от масла, вылив его из интеркулера или вовсе заменив интеркулер.

Следующий шаг – это проверка каналов подачи и слива масла из картера. Забившиеся каналы нужно почистить и заменить трубки, заодно проверив состояние системы вентиляции картерных газов.

После устранения всех проблем, из-за которых турбина и вышла из строя, можно приступать к установке. Обязательно нужно устанавливать новые комплекты прокладок и других расходников, добавлять в картридж турбины немного масла и после установки турбокомпрессора запускать двигатель, не подавая топлива: это создаст требуемое давление масла.

Выполнение таких требований поможет б/у турбине прослужить длительный срок. Заказывайте турбины в АвтоСтронг: доставим по России, Беларуси, Казахстану.

Что такое турбированный двигатель

Современные тенденции автопроизводителей сделали ставку на компактный турбированный двигатель. Это дало ряд преимуществ, среди которых компактность, экономичность, экологичность и максимальный КПД при малых объемах.

Основные отличия турбированного двигателя от атмосферного

Если атмосферный двигатель подразумевает впуск воздуха посредством разряжения, созданным поршнем, то с турбированным мотором все иначе. Для максимально эффективного сгорания топлива необходимо большое количество воздуха, чего невозможно добиться от атмосферника, поэтому нужно было воздух, в большом объеме, «затолкать».

В атмосферном силовом агрегате крутящий момент и мощность во многом зависит от объема цилиндров, что и стало основным отличием от турбомоторов.

Читать еще:  Вечный двигатель своими руками для детей

Особенности турбированных двигателей

Принцип работы турбины состоит в принудительном нагнетании воздуха под давлением в цилиндры. Такое действие позволяет увеличить рабочий объем камеры сгорания за счет сильного сжатия, поэтому при равном объеме двигателя, разница в мощности между атмосферником и турбомотором колоссальная.

Главные предпосылки появления турбированных моторов:

  • Невозможность существенного увеличения мощности без увеличения объема и количества цилиндров (отсюда мы имеем агрегаты V8 и V12)
  • «Выжимание» максимальной мощности с помощью уменьшения камеры сгорания увеличивает степень сжатия, а значит работа двигателя без детонации невозможна. Детонация разрушает поршни.
  • Любые манипуляции по увеличению мощности атмосферника увеличивают расход топлива, а также делают невозможным комфортную эксплуатацию во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изначально в массовое производство был запущен дизельный турбированный двигатель — такие моторы «наматывали» миллионы километров без особых проблем. В 80-х годах прошлого века среди легковых автомобилей начали появляться бензиновые турбоагрегаты.

Стоимость таких автомобилей существенно отличалась от обычных. До 90-х годов широко использовались механические нагнетатели, приводящиеся в движение через ремень от коленвала. Конструкция довольно проста и надежна, о чем свидетельствует яркий пример в лице двигателя Mercedes-Benz M111 E23 Compressor.

Позднее решено было переходить на турбокомпрессор, работающий от выхлопных газов, так как механический нагнетатель забирал значительную мощность на раскручивание лопастей.

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.

Турбированный двигатель, плюсы и минусы

Сначала о преимуществах:

  1. Возможность с малого объема “выжать” большую мощность, зачастую это 100 л.с. на каждый литр объема.
  2. Крутящий момент уже с холостых оборотов дает уверенную тягу, но только в случае, если турбина маленькая, она раскручивается быстрее.
  3. Диапазон крутящего момента широкий.
  4. Расход топлива, при одинаковой мощности с атмосферным моторов, явно ниже.
  5. Возможность увеличивать мощность с помощью прошивки на 20-30% без вреда ресурсу и комфорту движения.
  1. Ресурс турбины современных авто едва достигает 100 тыс.км.
  2. Возникновение «турбоямы», процесса между провалом и резким набором скорости из-за ожидания раскрутки турбины.
  3. Стоимость ремонта дороже, обслуживать двигатель нужно чаще.
  4. Возрастает потребность в качественном масле и топливе.

Отличие от механического нагнетателя

Приводной нагнетатель широко используется на американских автомобилях с V-образными «восьмерками». Явной потери мощности не ощущается в силу большого объема, зато компрессор уже с холостых оборотов обеспечивает стабильный крутящий момент. К тому же, конструктивно приводной компрессор удобнее и дешевле, чем установка двух турбин.

Турбина, работающая от выхлопных газов, значительно повышает КПД, а его сопротивление приравнивается к 0, так как используется энергия отработанных газов.

У приводного компрессора есть два недостатка: повышенный шум работы и потери мощности на раскручивание.

Основной проблемой турбированного двигателя является незнание правильного ухода и обслуживания таких агрегатов. Турбомоторы требуют более частого внимания, в таком случае дорогой ремонт турбины можно отсрочить на долгие годы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector