Для чего нужен турбонаддув и как он работает в машине

Для чего нужен турбонаддув и как он работает в машине

На сегодняшний день в мире современных технологий и изобретений трудно найти человека, который никогда не слышал такого диковинного слова, как «турбонаддув» и не видел значка «Turbo» на крышке багажника автомобиля.

А знаете ли Вы, что «турбонаддув» это изобретение рук Альфреда Бюхи (1911г)?

Да, да именно в этом году сие чудо было открыто для автолюбителей!

Бюхи своим ноу-хау достиг увеличения мощности двигателя на 120 процентов. С этого момента и началась новая эра турботехнологий.

Впервые данные технологии были воплощены в жизнь у таких легковых автомобилей, как Шевролле и Олдсмобиль. Но мы не будем углубляться в историю, а перейдем лучше непосредственно к преимуществам «турбонаддува».

Турбонаддув принцип работы

Чтобы понять все плюсы турбины, необходимо понять как это работает. Основной принцип работы построен на использовании энергии уже отработанных газов, сила которых толкает большее количество воздуха с топливом в цилиндры принудительно, а значит при воспламенении большего объема воздуха с топливом образуется и большее количество газа, который в свою очередь с еще большей силой давит на поршень.

Как правило, у двигателей с турбиной эффективность расходуемого количества топлива по сравнению с обычным двигателем намного больше. Это свойство и дает дополнительную мощность небольшому мотору.

Турбонаддув плюсы и минусы

Но у этого чуда техники есть и свои недостатки, например дороговизна, а так же «эффект турбоямы». Так называемый «эффект турбоямы» получается при маленьких оборотах, когда выхлопных газов мало, а турбина довольно «тяжелая на подъём» — пока раскрутится, должно пройти некоторое время и, таким образом, происходит временный провал мощности.

А вот, когда турбина раскрутится, то и ощутимый всплеск мощности радует автолюбителя своей силой, а окружающих характерным ревом мотора.

Однако прогресс на месте не стоит и решением проблемы «турбоямы» стало применение турбины с изменяемой геометрией.

Вообще при покупке подержанного автомобиля с турбиной, да еще и с катализатором нужно быть очень внимательным,так как если турбина замасленная, то жить ей осталось не долго, а запчасти и ремонт довольно дорогостоящим получается.

Двигатели с турбиной более восприимчивы к качеству обслуживания и их использования. Не стоит сразу после поворота ключа в замке зажигания двигаться в путь, стоит немного подождать и в конце поездки, так как ротор турбины вращается на подшипниках, которые нуждаются в достаточной смазке, чтобы предотвратить трение «металл по металлу».

В связи с этим необходима качественная система смазки. И даже не смотря на все эти сложности и проблемы, быстрый разгон, старт с места, желание всегда быть впереди всех на перекрестке берет верх при выборе между турбированным мотором нежели обычным.

Со своей стороны осталось пожелать Вам удачи при выборе автомобиля с турбиной.

Турбированный двигатель плюсы и минусы

В настоящее время конструкторы и производители стараются выпускать на автомобильный рынок транспортные средства уже с имеющимися турбинами на двигателе, способные увеличить мощность от десяти процентов и выше, при этом, не нанося существенный ущерб деталям ДВС при низком потреблении топлива. Конечно, турбированный двигатель является большим шагом в автомобилестроении, так как он позволяет увеличить мощность мотора даже совсем с небольшим объемом. Однако не стоит забывать, что турбированный двигатель имеет не только список плюсов, но так же и ряд минусов.

Преимущества

Турбированный двигатель имеет как свои преимущества так и свои недостатки

Во-первых, самый весомый и заметный плюс такого двигателя – большая мощность. Обычные атмосферные ДВС могут еще попросить фору у турбированного, так как при старте турбины дают больше резвости и динамики, а так же быстрее набирают обороты. Во-вторых, турбированные движки имеют небольшой объем. За счет турбин обычный седан любого представительского класса с объемом мотора в 1,8 литров может с легкостью разогнаться до сотни за десяток секунд. В-третьих, благодаря сравнительно небольшому объему, но большой мощности, данный двигатель, в отличие от стандартного мотора, расходует меньше топлива, как по городу, так и по трассе. К примеру: иномарки, у которых объем ДВС составляет от 2.8 литров до 3.2 литров, не только проигрывает в резвости турбированным движкам, но и при большем объеме расходуют больше топлива, что сказывается на финансовом состоянии владельца автомобиля. То есть: если расход топлива на сто километров у подержанной иномарки с объемом ДВС в 2,8 литра, составит около четырнадцати-пятнадцати литров в городском цикле, то турбированный двигатель с объемом в 1,8 литров будет потреблять около восьми или девяти литров на сто километров по городу. При этом в резвости, динамике и скорости автомобиль с турбинами ничуть не уступит транспортному средству с обычным мотором. Конечно, такую экономию видно на лицо, но не все так просто.

Недостатки

Турбина в разрезе

Во-первых, одним из недостатков турбированного движка является то, что перед началом работы автомобиля мотор нужно прогревать, даже в теплую весеннюю и летнюю погоду. Конечно, эта проблема не является столь глобальной и серьезной. Во-вторых, более значительным и дорогим является тот недостаток, что двигатель с турбонаддувом является довольно прихотливым. Да, такие моторы требуют только очень хорошее и качественное моторное масло, например Motul, которое необходимо менять как минимум раз в год, а стоит оно, однако, не так дешево, как кажется. В-третьих, турбины устроены так, что они постоянно и значительно нагреваются. Для использования данного двигателя существует специальная, более сложная система охлаждения, которая сама по себе состоит из многих деталей. А чем больше деталей, тем больше процентов того, что у вас что-то может выйти из строя. В-четвертых, при наличии двигателя с турбонаддувом появляется такая проблема, как турбояма. Конечно, производители и конструкторы всеми способами пытаются избавиться от данной неприятной вещи. Существуют такие движки, как, например, Bi и Twin-Turbo, которые разработаны так, чтобы сокращать время при включении турбины то есть они снижают вероятность возникновения турбоям. Так же у некоторых движков с турбонаддувом существуют такие проблемы, как низкая динамика и маленькие обороты в самом начале работы турбин. То есть турбированный движок достигает полной отдачи мощности не сразу, а спустя некоторое время.

Однако не стоит сразу ставить крест на моторах с турбонаддувом, ведь достоинств у них намного больше, нежели недостатков.

Все о турбированных двигателях

Некоторые автолюбители ставят на свои машины турбированный двигатель, чтобы увеличить мощность и количество лошадиных сил. Установка турбированного двигателя – дело не хитрое, но тут нужно помнить, что прежде чем установить турбонаддув, нужно подготовить основной двигатель, а это требует определенных затрат.

Что представляет собой турбированный двигатель?

Для начала рассмотрим, что же такое турбированный двигатель и чем он отличается от двигателя, который устанавливают в автомобиле на заводе.

Итак, турбированный двигатель – это двигатель, имеющий в своем строении турбину – внешний насос, который увеличивает подачу воздуха, посредством чего давление в цилиндрах увеличивается, тем самым увеличивая мощность автомобиля. Они бывают бензиновые и газовые.

Сейчас некоторые марки выпускают автомобили с уже установленным турбированным двигателем, например, BMW и Mercedes Benz.

Преимущества

Срок службы турбированного двигателя иногда достигает невероятных показателей. Иногда турбомотор может пройти более пятисот тысяч километров, а бывает и так, что мотор сохранялся гораздо дольше, чем сам автомобиль. Конечно, в данном случае все напрямую зависит от эксплуатации.

Как и у любого предмета, у двигателя с турбонаддувом есть свои плюсы и минусы. Рассмотрим сначала плюсы:

• мощность – это, пожалуй, самый главный плюс. Турбированные ДВС, в отличие от атмосферных, гораздо быстрее набирают обороты, более резвые и имеют хорошую динамику;
• объем. Мотор с турбонаддувом имеет относительно небольшой объем при его мощности;
• расход. Турбированный двигатель имеет меньший расход, чем обычный. Это особенно важно при езде по городу, так как есть большая вероятность попасть в пробку, а в таком случае низкий расход – это отличная экономия.
  

Но, несмотря на то, что турбированный двигатель имеет низкий расход топлива, при увеличении объема двигателя, расход также будет увеличиваться. Эта закономерность присуща турбомоторам.

Минусы

Несмотря на ряд преимуществ, у турбодвигателя все же есть ряд отрицательных черт:

• прогрев. Нельзя просто завести машину и поехать. На обычном двигателе это почти никак не отразится, но на турбированном могут быть весьма плачевные последствия. Поэтому нужно прогревать машину даже в теплую погоду. Также нельзя глушить двигатель сразу. Нужно дать ему поработать некоторое время на низких холостых оборотах, и только потом глушить;
• содержание. Мотор с турбонаддувом требует особого ухода. Например, если в обычный двигатель можно залить любое масло, и ничего не произойдет, но в турбированный двигатель нужно заливать только хорошее масло, которое стоит недешево;
• высокая температура. Такой вид ДВС очень быстро нагревается, поэтому требуется дополнительная система охлаждения. Она очень сложная и состоит из большого количества деталей;
• турбоямы – это скачок при разгоне, то есть мотору нужно определенное время, чтобы выйти на рабочий уровень, набрать нужное давление. На малых оборотах машина будет немного дергаться, в данном случае создать плавное ускорение, чтобы двигатель раскрутился и давление нормализовалось.

Но все же, несмотря на минусы, отбраковывать такой двигатель не стоит, ведь плюсов куда больше, нежели минусов.

Принцип работы турбированного двигателя

Теперь рассмотрим, как работает турбированный двигатель, тем самым выявим его отличия от атмосферного. Итак, турбонаддув отличается от атмосферного ДВС системой утилизации отходов и выхлопом. Производительность турбины повышается за счет газов, посредством увеличения давления. В процессе работы турбины выхлопные газы используются как дополнительный источник мощности. За счет газов крыльчатка начинает двигаться, затем посредством компрессора, который расположен по соседству с крыльчаткой, повышается давление в цилиндрах. Если в обычных двигателях воздух попадает внутрь за счет открытия поршня, то в турбодвигателях воздух попадает искусственным путем. За счет такой подачи воздуха мощность при сгорании увеличивается, тем самым делая автомобиль быстрее и выносливее. Чтобы увидеть, как работает турбированный мотор, предлагаем посмотреть видео:

Атмосферный двигатель или турбированный

Рассмотрим основные отличия атмосферного ДВС от турбированного:

• подача воздуха. В турбированный мотор воздух подается под давлением, атмосферный же тянет самостоятельно;
• мотор с турбиной при меньшем объеме выдает большую мощность, нежели атмосферный, в котором действует принцип: больше объем – выше мощность;
• расход топлива. На любом турбодвигателе (бензиновый, газовый, дизельный) расход будет меньше, чем на атмосферном ДВС такого же типа.

Многие водители задаются вопросом, какой двигатель лучше – атмосферный или турбонаддув. Единого мнения здесь нет, сколько водителей, столько и мнений. На самом деле, турбомотор – это мотор на любителя. Если вы готовы покупать дорогое масло, прогревать машину в любое время года и глушить только после нескольких минут на холостых оборотах, то турбодвигатель для вас. Безусловно, у каждого вида есть и преимущества, и недостатки, выбрать вид мотора можно, опираясь на достоинства каждого вида.

Эксплуатация

Мотор с турбиной немного капризен в эксплуатации. При использовании турбомотора важно помнить, что сразу на нем ехать нельзя. Сначала нужно прогреть, даже в теплое время года. То же и с его отключением. Прежде чем заглушить двигатель, нужно дать ему поработать на холостых оборотах. Таким образом, мотор постепенно будет остывать.

Переделка двигателя

Некоторые автовладельцы устанавливают турбины и на дизельный двигатель. В данном случае лучше использовать турбины низкого наддува. Это придаст автомобилю мощности и может в некоторых случаях увеличить расход топлива примерно на 1-1,5 литра.

Каждый автолюбитель совершенствует автомобиль под себя. Так, некоторые водители устанавливают на турбированный двигатель газобаллонное оборудование (ГБО). На самом деле, ничего не меняется, машина так и остается резвой и быстроходной, зато появляется несомненное преимущество – существенная экономия средств. Устанавливать ГБО на турбодвигатель можно, но делать это лучше на СТО.

Конечно, у каждого водителя на счет установки ГБО свое мнение. Некоторые устанавливают газ даже на иномарки, например, на Volkswagen Polo, и машинка отлично работает, и нареканий никаких нет, разница почти не заметна. Другие же говорят, что газ портит двигатель, форсунки раньше времени выходят из строя. В данном случае, решать вам – устанавливать ли газ на турбодвигатель или ездить на бензиновом.

Как выбрать масло?

Чтобы двигатель служил долго без нареканий и поломок, необходимо использовать качественное масло. Выбирать его надо по следующим критериям:

• высокая вязкость;
• устойчивость к перепадам температуры. Важно, чтобы масло сохраняло свои свойства и в холодное время года;
• высокий срок службы;
• низкий индекс испарения;
• термостойкость.

Это обязательные свойства масла для турбодвигателя. Какой вид масла выбрать – минеральное, синтетическое или полусинтетическое – решать вам, главное, чтобы оно соответствовало заявленным требованиям. Многие водители используют масло фирмы ENEOS, оно соответствует всем требованиям и отлично подходит как для турбированных ДВС, так и для атмосферных.

Если мотор новый, то расход масла, в среднем, будет составлять 80-90 г на 100 литров топлива, не зависимо газ или бензин. Конечно, если двигатель уже порядком изношен, то и расход масла увеличивается.

Важно! Не смешивайте масла разных марок. Стандартов изготовления масел нет, поэтому, если вы решили его сменить, сначала используйте промывочное масло, чтобы вымыть остатки старого, а потом заливайте новое.

Переделать атмосферный двигатель в турбированный можно, но не стоит забывать, что после переделки у мотора появятся свои капризы, например, качество масла. Обратно поменять вам смогут только в автомастерской.

Если вы решили установить турбину самостоятельно, предлагаем вам посмотреть видео, как сделать это правильно

Установка турбокомпрессора: плюсы и минусы

Сегодня автомобилисты стараются по максимуму усовершенствовать свое транспортное средство. В ход идут все способы увеличить мощность, развить скорость, создать уникальный дизайн. Установкой турбокомпрессора для двигателя никого нельзя удивить. Турбина встречается достаточно часто, поскольку для некоторых моделей двигателей является необходимостью. Компрессоры автомобильные можете приобрести онлайн.

• Что такое турбокомпрессор, его составляющие
• Принцип работы турбокомпрессора
• Преимущества и недостатки установки турбонаддува
• Материалы и технология установки турбокомпрессора
• Увеличение мощности двигателя: опасность, охлаждение

Что такое турбокомпрессор, его составляющие

В погоне за лошадиными силами производители пришли к двум вариантам: либо увеличить объем потребляемой горючей смеси, либо давление поступающего воздуха. Подключение газотурбинного нагнетателя – один из двух основных способов увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания.

Говоря простым языком, центробежный нагнетатель ­– сложная конструкция, которая преобразовывает потенциальную энергию выхлопа для усиления давления воздуха в мотор.

Чаще всего, в механизм турбонаддува входят:

1. Улитки турбины и компрессора;
2. Крыльчатки турбины и компрессора;
3. Подшипники.

Кольцо компрессора нагнетает воздушный поток в систему впуска, а улитка турбины проводит выхлоп и приводит в движение колесо турбины. Газы выходят через выхлопной тракт из крыльчаток турбины и компрессора. Вся конструкция помещается в корпус, который вмещает шарикоподшипниковый картридж и охлаждающий контур. Охлаждение – одна из основных частей турбонаддува, поскольку в процессе работы каждая составляющая подвергается сильным термодинамическим нагрузкам.

Температура выхлопа достигает 800-1100°С.

Из-за высоких температурных нагрузок тело турбины отливают из специфического чугуна, а в связи с высокой скоростью вращения вала компрессора смазочные материалы имеют уникальные характеристики.

Принцип работы турбокомпрессора

Основа работы турбокомпрессора – преобразование энергии выхлопных газов. Отработанный поток попадает на лопасти крыльчатки, установленной на валу. Одновременно запускаются лопасти компрессора, которые нагнетают воздух к цилиндрам мотора.

При использовании турбонагнетателя к цилиндрам попадает большее количество воздуха для генерации топливо-воздушной смеси. В итоге во время сгорания объем горючей смеси увеличивается, за счет смешивания с воздухом и сила, которая давит на поршень, становится больше.

Увеличение мощности двигателя, без увеличения оборотов дает меньший удельный расход топлива и высокая литровая мощность. В итоге после изменения объемов воздуха в цилиндрах повышается риск детонации. Из-за этого в конструкции турбодвигателей заранее предусмотрен меньший уровень сжатия и рекомендуется использование исключительно высокооктанового топлива.

Отдельным элементом системы турбонаддува является промежуточный охладитель – интеркулер. По сути, это просто радиатор. Однако благодаря ему удается сохранить плотность воздуха, чтобы не снижать КПД турбины.

Прямая необходимость в турбокомпрессоре есть у грузовиков и тяжелых автомобилей. Он способен повысить мощность и крутящий момент, не увеличивая при этом расход.

Преимущества и недостатки установки турбонаддува

Прежде чем бездумно устанавливать под капот турбину, уповая на повышение мощности лучше детально проанализировать преимущества и недостатки нагнетателя.

Благодаря турбокомпрессору можно получить:

• Увеличение мощности до 80%.
• При повышении производительности, не увеличивается объем камеры сгорания.
• Улучшение качества сгорания топлива.
• Увеличение концентрации воздуха при лучшем сгорании уменьшает выброс химических реагентов в атмосферу.

С другой стороны, установка турбины имеет ряд недостатков:

• Стоимость. Помимо дорогостоящей установки, быстрый износ конструкции «выльется» в «круглую» сумму.
• На низких оборотах двигатель может не выдавать необходимую мощность. В первую очередь – это связано с низким исходящим потоком газов. Их силы не хватает, чтобы разогнать лопасти крыльчатки до нужной скорости – эффект «турбоямы».
• Усиленные требования к моторному маслу, поскольку детали двигателя и турбины смазываются одним типом масла.
• Быстрый износ деталей цилиндропоршневой группы, за счет возрастания концентрации картерных газов.

Материалы и технология установки турбокомпрессора

Прежде чем начать работу, необходимо уточнить, что категорически запрещено использовать герметик для фиксации материалов. Под влиянием температуры выхлопа, структура герметика будет плавиться и, рано или поздно, частицы попадут в компрессор и приведут к нарушению работы двигателя.

Во время монтажа очень важно следить, чтобы на детали механизма не попали инородные жидкости и вещества.

Для начала под капотом проверяют исправность всех соединяющих шлангов и трубопроводов. Обязательно подлежат замене все масляные, топливные и воздушные фильтры. После чего досконально очищается маслопровод от инородных предметов. Удаляются все неисправные, поврежденные маслопроводы и патрубки.

Перед началом следующего этапа необходимо зачистить сапун мотора и промыть все подающие магистрали. Обязательно после этого слить все масло.

Монтаж центробежного нагнетателя происходит относительно конструкции маслопровода, без перегибов и вертикалей. Моторным маслом обрабатывают все места стыков и соединения турбины.

Увеличение мощности двигателя: опасность, охлаждение

Основное условие правильной работы нагнетателя – грамотное охлаждение. Чаще всего можно встретить масляное и комплексное охлаждение (антифриз + масло).

Первый способ появился вместе с понятием турбонаддува. Однако физико-химические свойства материала очень быстро поглощали температуру, провоцируя кипение. В результате происходит коксование, и проводящие каналы быстро забиваются.

Несмотря на то, что такая турбина проста по конструкции и сравнительно дешевая, требовательность к качеству маслу существенно возрастает. При несвоевременной замене или низком качестве смазывающего вещества сразу же проявятся все неисправности масляной системы.

При комплексном охлаждении устанавливается отдельный масляный контур и система с антифризом. Это значительно улучшает качество работы турбины, но усложняет ее конструкцию.

Масло, как и в первом случае, служит для охлаждения и смазки элементов нагнетателя, а антифриз предотвращает перегрев масла и подается из общей цепи охлаждения мотора.

Дополнительным элементом системы охлаждения является интеркулер. После некоторого времени непрерывной работы, турбина начинает нагонять горячий воздух. Как известно, чем выше температура воздуха, тем меньше в нем содержания кислорода. Чтобы не снижать из-за этого производительность турбонаддува, в конструкцию начали интегрировать вспомогательный охладитель – интеркулер.

Прежде чем заниматься выбором и установкой турбонагнетателя лучше ознакомиться с принципом ее работы наглядно:

Тюнинг автомобиля при помощи центробежного нагнетателя – распространенный способ увеличить мощность двигателя. На сегодняшний день автомобильные производители преодолели массу проблем на пути к безопасному повышению КПД мотора – турбина работает постоянно и наиболее эффективно при определенном значении оборотов. Специалисты всячески дополняют конструкцию турбины для достижения максимально продуктивного результата.