Все о принципах работы турбонаддува (турбины)
Турбонаддув – это система, позволяющая увеличить максимальную мощность двигателя автомобиля, используя для этого энергию выхлопных газов. Эту систему еще часто называют просто «турбина» – по названию основного агрегата, который под давлением нагнетает отработанные мотором газы в турбокомпрессор, а тот, в свою очередь, подает в цилиндры двигателя большее количество воздуха, чем атмосферный мотор.
История
Многие водители полагают, что турбированные моторы появились относительно недавно — во второй половине ХХ века, когда турбонагнетателями стали оснащать силовые установки автомобилей немецких марок Mercedes-Benz и BMW. На самом деле датой рождения турбированного двигателя считают 1911 год, когда американец Альфред Бюхи получил патент на промышленное изготовление системы, позволявшей в несколько раз увеличить мощность обычного двигателя. Надо отметить, что за 15 лет до этого события двое немцев, Готлиб Даймлер и Рудольф Дизель уже проводили испытание агрегатов, которые помогали более эффективно нагнетать воздух в цилиндры двигателя, но да патентования этой технологии дело так и не дошло.
Впрочем, первые турбины хотя и давали весьма ощутимую прибавку в мощности, но из-за своей громоздкости во много раз увеличивали и без того немаленький вес двигателей автомобилей тех лет. Так что распространение технологии турбонаддува для легковых автомобилей застопорилось на долгие годы, тогда как турбины довольно активно применялись на грузовом и специальном трaнcпорте. В США, фактической и юридической родине турбонагнетательной системы, производители легкового трaнcпорта не спешили применять ее в серийном производстве, сделав ставку на большие по объему и прожорливые атмосферные моторы. Хотя первые серийные модели, на которых устанавливался турбонаддув, появились именно в Соединенных Штатах – это были Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire.
Более экономная Европа, по которой, к тому же, в середине ХХ века ударил бензиновый кризис, начала склоняться к популярной ныне идее дayнсайзинга – уменьшения рабочего объема двигателя с одновременным повышением его мощности. Добиться такого результата помогала система турбонаддува. За прошедшие с момента изобретения системы годы конструкторы усовершенствовали технологию, сделав элементы системы более легковесными, одновременно повысив ее производительность. Но одним из существенных недостатков, который так и не был искоренен по прошествии времени, являлся повышенный расход топлива. И именно поэтому модели, оборудовавшиеся турбированными бензиновыми моторами, не снискали популярности в народе.
Выход из ситуации был найден в 1970-х годах, когда компания Mercedes-Benz выпустила на рынок свою первую модель, оснащенную дизельным двигателем с турбонаддувом – 300 SD.
Конструкторам удалось решить одну из главных проблем турбодвигателя – расход топлива, ведь, как известно, дизельный агрегат менее «прожорливый», чем бензиновый. Еще один несомненный плюс дизельного топлива – его отработанные газы имеют температуру ниже, чем бензиновые, стало быть, основные агрегаты системы турбонаддува можно было производить из менее тяжеловесных и жаростойких материалов. А это, в свою очередь, влияло на конечную стоимость автомобиля, что довольно скоро оценили покупатели.
В чем отличия?
Системы турбонаддува для бензинового и дизельного моторов конструктивно пpaктически не имеют отличий. В эту систему входят такие компоненты: турбина, турбокомпрессор и интеркулер (промежуточный охладитель). Некоторые водители ошибочно считают, что между турбонаддувом и турбокомпрессором есть какая-то разница. Ее нет, так как компрессор – лишь составляющий элемент системы наддува.
Турбина представляет собой улиткообразный патрубок, в который попадают выхлопные газы. Они вращают крыльчатку находящегося в патрубке ротора, благодаря чему газы идут дальше в турбокомпрессор. Он также представлен в виде улиткообразного патрубка, в котором есть своя крыльчатка. Ротор турбины объединен с ротором турбокомпрессора, следовательно, чем быстрее вращается крыльчатка первого, тем быстрее крутится крыльчатка второго. Попадающая в турбокомпрессор воздушная смесь под давлением, которое создается вращением крыльчатки, подается к цилиндрам двигателя.
На входе в цилиндры стоит третий основной компонент турбонаддува – интеркулер, который охлаждает поступающий из турбокомпрессора воздух, чтобы повысить его плотность и уменьшить объем – тогда в цилиндры попадет больше воздуха, который, смешиваясь с топливом, сгорает более эффективно. А эффективное сгорание топлива позволяет поднять мощность двигателя, при этом расход топлива, идущий на образование топливовоздушной смеси в цилиндрах уменьшается.
Еще один немаловажный компонент системы турбонаддува – приводной нагнетатель (либо малый турбокомпрессор), который создает давление в турбине на малых оборотах и помогает избежать такого явления как турбояма (когда двигатель не может развить мощность на малых оборотах из-за недостаточного поступления в систему турбонаддува выхлопных газов).
Помимо указанных выше основных компонентов турбонаддува, в систему входят еще такие элементы как регулировочный, перепускной и стравливающий клапаны, а также выпускной коллектор, воздушные и масляные патрубки.
Регулировочный клапан помогает поддерживать давление в системе на установленном уровне и при необходимости сбрасывать его в трубу приемки. Функция перепускного клапана состоит в нагнетании воздуха обратно во впускные патрубки, откуда он снова попадает в турбину – это происходит, когда дроссельная заслонка закрыта. Стравливающий клапан отводит избыточный воздух из системы турбонаддува при закрытой дроссельной заслонке. Воздушные патрубки подают воздух в турбину, а по масляным патрубкам подается жидкость для смазки и охлаждения системы турбонаддува.
Разновидности
В настоящее время производится два основных вида турбин: одинарные и двойные. Первые устанавливаются в основном на рядные двигатели: они используют энергию выхлопных газов от всех цилиндров мотора и подают воздух во все цилиндры. Вторыми комплектуются силовые установки с V-образным расположением цилиндров. Они имеют два турбокомпрессора, которые подают воздух в определенные цилиндры. Иногда для повышения мощности двигателя на таких турбинах используют так называемый перекрестный выпускной коллектор, который аккумулирует выхлопные газы из всех цилиндров мотора и направляет этот, более мощный поток к компрессорам, что повышает давление в турбине, и, соответственно, мощность двигателя.
Революционной в деле турбонаддува стала идея применения изменяемой геометрии турбины. Она позволяет регулировать геометрию сопла турбины, создавая более мощные потоки воздуха уже на низких оборотах, вследствие чего многократно повышается мощность двигателя.
Один из самых насущных для автолюбителей вопросов - стоит ли менять в коробке переключения передач своего «железного коня» трaнcмиссионную жидкость и когда...
26 01 2022 2:53:27
Пожалуй, многие семейные автолюбители с нетерпением ожидают того дня, когда их дети достигнут возраста, при котором не нужно будет сидеть в машине в автокр...
25 01 2022 11:20:23
В XX веке автомобили имели только два вида трaнcмиссий – «механику» и классический «автомат». К обоим у водителей были претензии: «механике» пеняли необход...
24 01 2022 16:37:19
Наверняка многие автомобилисты при заезде на мойку видели в списке услуг строку – «мойка двигателя автомобиля». Действительно, раз у автомобиля есть двигат...
23 01 2022 0:42:30
О том, что любая коробка передач является одной из самых ключевых деталей в автомобиле, думаю, спорить никто не будет. Поэтому и все проблемы, которые рано...
22 01 2022 7:47:32
Совсем недавно автор этих строк приобрел подержанную Skoda Octavia A7 по весьма выгодной цене. Поэтому данную статью я решил посвятить выбору и покупке это...
21 01 2022 19:39:24
В Европе на большинстве заправок нет никакой градации в выборе бензина – есть только бензин и дизель. У неподготовленных российских туристов это вызывает у...
20 01 2022 14:11:24
Мы уже рассказывали о раскоксовке двигателя, ее плюсах, минусах и особенностях, но остался главный вопрос: как же эту раскоксовку сделать. Всего существует...
19 01 2022 16:20:14
Поршень двигателя служит для преобразования химической реакции топлива в механическую работу коленчатого вала. Он работает в условиях высокой температуры и...
18 01 2022 18:30:37
Многим российским автолюбителям хотелось бы иметь кроссовер - автомобиль с увеличенным дорожным просветом, а также с полным подключаемым, либо передним при...
17 01 2022 19:52:17
Один из самых актуальных и часто задаваемых вопросов среди водителей – “почему скрипят колодки?” Особенно неприятно, когда в теплое время года тянешься в п...
16 01 2022 5:56:57
Методы восстановления автомобилей становятся все совершеннее, и покупателям не всегда удается определить, был ли понравившийся автомобиль в аварии. Мало то...
15 01 2022 8:48:21
Наверное, все водители хотя бы раз в жизни обнаруживали царапины на кузове автомобиля. Кто-то бежит в сервис и платит немалые деньги за устранение оных, а...
14 01 2022 14:51:47
В 2011 году, через два года после выхода в свет пятидверного хэтчбека Opel Astra J, в свет вышла его трехдверная версия под названием GTC. Хоть маркетологи...
13 01 2022 7:26:27
Мы уже не раз сетовали, что сегодня водителям все труднее и труднее диагностировать собственные автомобили, особенно на ходу. Инструментарий постоянно сокр...
12 01 2022 8:13:15
Honda Accord 7 - яркий и динамичный седан со спортивным хаpaктером. Несмотря на то, что автомобиль был представлен еще в 2002 году, его внешность и по сей...
11 01 2022 4:28:27
Главные признаки, по которым можно определить, что двигатель ест масло: • Быстро «падает» уровень масла на щупе; • Выхлопные газы синего цвета; • Замаслива...
10 01 2022 21:19:31
Водители со стажем знают непреклонное правило – проехался активно, дай машине остыть работой на холостых оборотах. Однако в последние годы упоминания об эт...
09 01 2022 7:49:33
Вакуумный усилитель тормозов, как и любой другой механизм, имеет свой срок службы. Чтобы вовремя выявить поломку и найти ее причину, необходимо понимать, к...
08 01 2022 11:49:42
Хрустящие звуки при повороте руля не являются частой неисправностью, поэтому могут поставить автовладельцев в тупик – у многих просто нет опыта борьбы с эт...
07 01 2022 16:37:44
Каждый невольно задумывался, реально ли сократить свои расходы на заправку? Ведь с каждым днем, цены на топлива неумолимо повышаются, и приходится тратить...
06 01 2022 3:33:42
Автомобили, оснащенные ГУР (гидроусилитель руля), имеют существенное преимущество перед машинами, лишенными этого важного узла. Наличие гидроусилителя не т...
05 01 2022 22:32:35
Есть категория людей, которая покупает исключительно новые автомобили. Например, человек купил новинку, обслуживался только в сервисе официального дилера,...
04 01 2022 11:23:10
Датчик температуры охлаждающей жидкости — элемент, играющий не последнюю роль в обеспечении должной работы мотора. Он позволяет водителю всегда быть в курс...
03 01 2022 3:19:18
Рано или поздно в любом автомобильном сообществе обычно возникает тема про впрыск воды в двигатель, мол, кто-то где-то слышал, что это повышает мощность и...
02 01 2022 7:42:53
Помимо всех неприятностей, связанных с холодом и снегом, зима приносит еще одну: необходимость прогревать автомобиль. Вероятно, данная необходимость выгляд...
01 01 2022 1:10:54
Четвертое поколение Kia Rio сменило третье, когда это была самая продаваемая машина на российском рынке. А это не только популярность и лояльная аудитория,...
31 12 2021 9:17:45
Некогда популярный автомобиль от компании Hyundai — модель ix35. С самого начала, этот кроссовер прекрасно продавался в официальных салонах, а теперь идет...
30 12 2021 5:40:50
История покупки Так получилось, что предыдущий и любимый Renault Grand Scenic 3 2012 года не очень хотел продаваться за живые деньги, зато как-то легко и б...
29 12 2021 3:17:53
Электронная система курсовой устойчивости, у которой, в зависимости от производителя, имеется несколько названий (ESP – «Electronic Stability Program», ESC...
28 12 2021 1:18:44
Промывка системы охлаждения – операция, которая не часто выходит на первый план в теме обслуживания автомобиля. Замена масла, фильтров, свечей – об этом зн...
27 12 2021 1:51:41
В сегодняшней статье поговорим о таких важных элементах трaнcмиссии, как подушки КПП. Многие автолюбители даже не знают, как они выглядят и где находятся д...
26 12 2021 7:24:26
Педаль сцепления на автомобиле с механической трансмиссией служит для включения и выключения сцепления при трогании и остановке авто и переключении передач...
25 12 2021 15:24:20
Никто не станет отрицать, что прогресс в автомобильной промышленности расслабил среднестатистического водителя донельзя. Мы уже не так трясемся над масляны...
24 12 2021 1:17:47
О том, смазывать или не смазывать свечи и катушки зажигания, ярых споров в гаражах или на просторах интернета не идет. Хотя вопрос весьма интересный. С одн...
23 12 2021 19:32:58
Прежде чем разбираться с темой, что такое втулка стабилизатора, не мешало бы освежить в памяти знание о самих стабилизаторах, для чего они нужны? Главная з...
22 12 2021 20:34:10
Даже если вы никогда не слышали о такой модели, вы обязательно ее видели. По телевизору в новостях, в американских фильмах или в компьютерных играх. Речь п...
21 12 2021 16:46:28
Иметь автомобиль – это не только счастье и ответственность, но и периодические сюрпризы. Среди них нередко встречается и такой: нажимаем на кнопку брелока...
20 12 2021 14:28:47
Топливный фильтр – небольшой, но важный элемент автомобиля, который отвечает за очистку топлива от нежелательных примесей, пыли и воды. Замена фильтра точн...
19 12 2021 9:38:11
Многие автомобилисты знают, что в конструкции трaнcмиссии их машины есть редуктор. Но о том, что это за механизм, как он устроен, какие функции выполняет в...
18 12 2021 17:10:24
Volvo перестали выпускать автомобили с “большими” моторами. Но, на вторичке еще можно купить живой экземпляр - Volvo XC90 V8, например. Про бензиновый и ди...
17 12 2021 22:22:36
Вынесенный в заголовок вопрос можно причислить к категории вечных, то есть таких, о которых автомобилисты будут спорить до хрипоты до тех пор, пока в ходу...
16 12 2021 21:26:53
Причин, по которым вы случайно можете захлопнуть дверь автомобиля с оставшимися внутри ключами, может быть масса. В любом случае, если в такой неприятной с...
15 12 2021 12:21:21
В современном мире дayнсайзинга, доля турированных автомобилей на рынке растёт с каждым днем. Кого-то это пугает, кто-то считает это естественным развитием...
14 12 2021 4:44:14
Рынок поддержанных автомобилей полон полноприводных кроссоверов, и не только. Большинство из них имеют так сказать не совсем полноценную систему полного пр...
13 12 2021 10:14:40
Борьба автомобильных инженеров за экологию привела к появлению в конструкции автомобилей агрегатов, которые для движения не используются, но снижают уровен...
12 12 2021 2:34:24
При замене или простом обслуживании суппортов, рекомендуется смазывать трущиеся, подвижные детали специальными смазками, для обеспечения нормальной работы...
11 12 2021 11:36:44
Свечи зажигания – один из важнейших элементов двигателя внутреннего сгорания, без которого силовой агрегат автомобиля работать не будет. Поэтому определени...
10 12 2021 12:20:50
Оснащенный двигателем внутреннего сгорания автомобиль нуждается в системе, через которую бы осуществлялся выпуск отработанных газов. Такая система, названн...
09 12 2021 17:12:40
При покупке автомобиля важным фактором выбора является его стоимость. Сегодня у автолюбителей есть альтернатива: приобрести ту или иную модель у официально...
08 12 2021 23:17:48
Еще:
Устройство автомобиля -1 :: Устройство автомобиля -2 :: Устройство автомобиля -3 ::
