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

Что такое турбонаддув двигателя плюсы и минусы

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.

Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы

Из чего состоит

Особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор — основной элемент турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе.

Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер это радиатор воздушного или жидкостного типа.

Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува — перепускной клапан. Он ограничивает энергию отработавших газов, направляя часть в обход турбинного колеса, обеспечивая оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува.

Турбонаддув двигателя не имеет жесткой связи с коленвалом и эффективность работы системы зависит от числа оборотов. Чем выше обороты мотора, тем больше отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется на мощных V-образных двигателях. Принцип работы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая. При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре — quad-turbo.

Что такое турбокомпаунд двигателя

Турбокомпаундный двигатель — классический пример рециркуляции. Вместо того, чтобы выбрасывать «отработанную энергию» в атмосферу, вторая турбина, установленная за турбокомпрессором, приводимая в действие выпускными газами, отбирает из них дополнительное тепло.
Турбина турбокомпаунда вращается со скоростью 55000 об/мин. Это движение передается через турбинные шестерни и гидравлическую муфту, а затем через шестерни газораспределительного механизма на коленчатый вал. Передача вращения на них создает полезную прибавку крутящего момента, что отражается и на изменении крутящего момента на маховике. Такая дополнительная тяга возникает без увеличения расхода топлива.

Читать еще:  Ваз 2110 работа двигателя при холодном двигателе

Схема работы

  • Выхлопные газы поступают из выпускного коллектора двигателя при температуре, близкой к 700° С.
  • Выхлоп используются для привода традиционного турбокомпрессора, в котором энергия используется для повышения эффективности сгорания топлива, мощности и крутящего момента двигателя. Затем газы из выхлопа, вместо того, чтобы впустую уйти в атмосферу, направляются в блок турбокомпаунда.
  • На входе в блок турбокомпаунда выхлопные газы сохраняют высокую температуру (около 600°С); их энергия используется для разгона второй турбины до 55000 об/мин. На выходе из этой турбины температура газов снижается до 500°С, после чего они отводятся через обычную систему выпуска и глушитель.
  • Вращательное движение турбины передается через несколько понижающих передаточных устройств — механические передачи и гидравлическую муфту.
  • К моменту передачи вращательного движения на маховик, частота вращения снижается примерно до 1900 об/мин.
  • Вращательный момент на маховике увеличивается, и вращение маховика становится более устойчивым и плавным.

Плюсы и минусы турбонаддува

В отличие от механических нагнетателей, приводимых от коленчатого вала и отнимающих мощность непосредственно у двигателя, турбонагнетатели используют дармовую энергию , которая в моторе выбрасывается из выхлопной трубы. Это делает турбонагнетатели более эффективными, чем механические.

Одновременно турбонаддув позволяет получить высокие мощности – свыше 250 л. с. с одного литра объема. Двигатель с турбонагнетателем имеет мощность на 40% выше, чем без него. Как ни странно, но они и более экономичны. Низкое КПД двигателя обусловливается потерями на трение и низкой тепловой эффективностью. С увеличением размеров мотора эти потери резко увеличиваются. Небольшие турбированные моторы более эффективны.

Турбонагнетатели обладают рядом проблемных мест. Самое заметное – эффект «турбоямы». Отсутствие механической связи между компрессором и двигателем приводит к несоответствию между требуемой мощностью, задаваемой водителем педалью «газа» и производительностью компрессора.

Турбокомпрессоры имеют те же недостатки, что и центробежные нагнетатели. Для эффективной работы они должны вращаться с очень высокой скоростью. Плюс высокий нагрев (порядка 1000 °С), сложности в смазке, отводе тепла. Повышенные температуры сказываются не только на смазке деталей турбонагнетателя, но и на нагнетаемом воздухе: его охлаждение оказывается острым вопросом. Для эффективного охлаждения интеркулер рассчитывается и подбирается с особой тщательностью.

Как и в любом нагнетательном устройстве, в турбонагнетателе необходим клапан, спускающий излишнее давление. С турбиной еще сложнее. Здесь нужно не только следить за давлением наддува, но и перепускать выхлопные газы, чтобы снизить избыток давления в выпускном коллекторе, и исключить чрезмерно высокую скорость вращения на высоких оборотах.

Атмосферный двигатель или турбированный: плюсы и минусы

Нередко покупатели автомобилей сталкиваются с такими понятиями как «атмосферный двигатель» или «турбированный двигатель» (иногда встречаются «форсированные двигатели»).

Из этой статьи вы узнаете:

  • Принципиальные отличия двигателей
  • Атмосферные двигатели
  • Турбированные двигатели
  • Форсированные двигатели
  • Эксплуатация
  • Прогресс и кошелёк

Бывает даже так, что о типе мотора покупатель узнаёт непосредственно перед самой покупкой автомобиля, не догадываясь, что каждый двигатель имеет свои особенности эксплуатации, о которых важно знать ещё до того как покупатель сядет за руль.

Принципиальные отличия двигателей

Атмосферный двигатель представляет из себя «обычный» двигатель внутреннего сгорания, конструкция которого была разработана уже очень давно и за многие десятилетия эксплуатации доведена до своего совершенства.

Турбированный двигатель представляет из себя такой же двигатель внутреннего сгорания, в конструкцию которого была добавлена турбина, закачивающая воздух в цилиндры под давлением, что заметно увеличивает мощность мотора. Турбированный двигатель малого объёма (например 1.3 литра турбо — 140 л.с.) может иметь такую же мощность, что и заметно больший атмосферник (1.8 литра — 140 л.с.).

Форсированный двигатель представляет из себя такой же двигатель внутреннего сгорания, но имеющий довольно сложную конструкцию, нередко подразумевающую применение гоночных технологий, дорогих материалов и всевозможных механизмов для извлечения максимальной мощности. Может оснащаться турбиной или нет. Конструкция форсированного двигателя нередко подразумевает, что высокая мощность двигателя идёт в ущерб ресурсу (форсированные двигатели долго не живут).

Каждый тип двигателя обладает плюсами и минусами, которые определяют ряд требований к эксплуатации такого двигателя.

Атмосферные двигатели

К минусам атмосферных двигателей обычно относят их «устаревшую» конструкцию, малую мощность на единицу объёма, а так же сравнительно невысокую экономичность (вследствие чего увеличиваются вредные выбросы).

Однако, у атмосферного двигателя есть один очень серьёзный плюс, который в Российских условиях эксплуатации, зачастую, перевешивает все минусы — это высокая надёжность.

Конструкция атмосферника достаточно проста (в сравнении с турбированным и форсированным двигателем), в таком двигателе после многих десятилетий доработок и усовершенствований уже практически не осталось частей, которые могут сломаться.

Последние значимые изменения в конструкции атмосферных двигателей, заметно увеличившие мощность и уменьшившие расход топлива, произошли в 80-х 90-х годах прошлого века. С тех пор практически все автомобильные производители вносят изменения в конструкцию своих атмосферных моторов только из соображения уменьшения вредных выбросов.

Читать еще:  Электрокар двигатель своими руками

Благодаря своей простоте и надёжности, атмосферный двигатель обладает ещё одним существенным плюсом — неприхотливостью. Атмосферный мотор способен заметно легче переносить эксплуатацию на плохом бензине (который в России не редкость), чем турбированный или форсированный двигатель. Эта особенность очень актуальна для владельцев недорогих автомобилей, на которые чаще всего устанавливаются такие двигатели.

Турбированные двигатели

Что касается двигателя с турбиной, то он имеет немало минусов, о которых не говорит дилер при продаже машины.

К минусам часто относят сложность конструкции двигателя (как следствие — поломки случаются чаще), сравнительно маленький срок службы турбины (из-за постоянной работы при высоких температурах), невысокий ресурс самого двигателя (из-за работы при повышенных нагрузках).

Так же к минусам относят высокий расход топлива (при интенсивной езде), требовательность к его качеству, наличие «турбо-ямы» при разгоне, которую имеют многие модели турбодвигателей, большое количество сложностей при эксплуатации и уходе за турбиной (установку турбо-таймера, использование специальных масел и т.д.).

Ещё одним существенным минусом является высокий расход масла, который для многих турбодвигателей является нормой.

Кроме всего прочего, турбированный двигатель требует высококвалифицированных мастеров при обслуживании и ремонте. Этим фактом многие автовладельцы пренебрегают, отдавая автомобиль во «всеядные» сервисы, после работы которых срок службы двигателя может сократиться очень существенно.

К плюсам турбированного двигателя, в свою очередь, можно отнести довольно высокую мощность при сравнительно малом объёме. Это позволяет производителям:

  • — во-первых — добиваться сравнительно низкого расхода топлива в городском режиме движения и снижения вредных выбросов (что соответствует экологическим нормам Евро-4 и Евро-5 и прочим).
  • — во-вторых — устанавливать двигатели небольшого объёма на сравнительно тяжёлые автомобили (бизнес-седаны и паркетники).

Так же к плюсам турбодвигателей ценители относят неповторимое удовольствие от вождения и характерные свистящие звуки при разгоне.

Форсированные двигатели

Плюсы и минусы форсированных двигателей часто похожи на плюсы и минусы турбодвигателей.

К минусам относят сложность конструкции (как следствие — поломки случаются чаще), требовательность к качеству топлива и невысокий общий ресурс двигателя.

Форсированные двигатели так же требовательны к качественному ремонту и могут потреблять довольно много масла.

К плюсам форсированного мотора так же можно отнести довольно высокую мощность при сравнительно малом объёме, что позволяет производителям добиваться низкого расхода топлива в городе и снижения вредных выбросов. Благодаря своей высокой мощности такие двигатели так же могут устанавливаются на тяжёлые автомобили.

Эксплуатация

Стоимость эксплуатации двигателя (и всего автомобиля), как правило, зависит от сложности конструкции этого двигателя.

Если двигатель имеет сложную конструкцию (турбированный или форсированный), то для его нормальной работы необходимо качественное топливо (риск залить плохой бензин в России велик), качественное масло (подделок известных брендов на рынке много), а так же квалифицированный сервис, стоящий довольно дорого.

Сложный по конструкции двигатель имеет больше шансов сломаться, а запчасти на такой двигатель стоят довольно дорого.

Справедливо и обратное — чем проще по конструкции двигатель, тем меньше средств владельцу приходится затрачивать для поддержания нормальной его работы (дешевле запчасти, проще сервис, меньше вероятность поломок).

Прогресс и кошелёк

Тенденция последнего времени такова, что практически все автопроизводители, стремясь увеличить мощность двигателя и одновременно уменьшить его расход, переходят на выпуск автомобилей с турбированными или форсированными двигателями маленького объёма.

Такой подход позволяет выпускать достаточно мощные и экологичные автомобили, но в тоже время довольно сильно усложняет конструкцию (что ведёт к более частым поломкам), а так же уменьшает ресурс.

Для покупателя подобный подход является плюсом до тех пор, пока он не начинает сталкиваться непосредственно с ремонтом — то есть до окончания гарантийного срока. После этого автомобиль с турбированным или форсированым двигателем вполне может стать головной болью своего владельца.

Разумеется, большинство покупателей нового автомобиля, как правило, ездят на нём как раз до окончания гарантийного срока, после чего продают.

Однако, любой покупатель подержанного автомобиля будет заранее рассчитывать свои возможные затраты на эту машину и не станет платить много денег за автомобиль, ресурс двигателя которого будет вызывать определённые сомнения.

Поэтому, чтобы продать б.у. автомобиль с турбированным или с форсированным двигателем небольшого объёма, продавцам, скорее всего, придётся потерять в деньгах больше, чем при продаже такого же автомобиля, но с атмосферным двигателем нормального объёма, ресурс которого изначально больше.

Таким образом, технический прогресс для любого автовладельца в России будет иметь свою стоимость — для владельца новой машины она будет составлять величину потери на последующей продаже, а для владельца подержанной машины — величину затрат на обслуживание и более дорогой ремонт.

Что такое турбонаддув и как он работает? Принцип работы турбонаддува дизельного двигателя

Дабы увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания, производители разработали специальный агрегат. Его мощность напрямую зависит от его же рабочего объёма и наличия топливно-воздушной смеси, которая подаётся в цилиндры. Это устройство называется турбонаддувом, а ниже мы рассмотрим виды турбонаддува.

Читать еще:  Что такое раскоксовка двигателя и как она делается

Виды турбонаддува

1) Резонансный (здесь применяется кинетическая энергия воздуха именно во впускном коллекторе);

2) Механический турбонаддув (нагнетание воздуха идёт с помощью компрессора, который приводится в действие от двигателя);

3) Газотурбинный (здесь идёт использование энергии отработавших газов).

Особенность работы резонансного наддува

В данном случае нагнетатель не применяют. Повышение давление воздуха происходит за счёт чётко выверенной формы и длинны впускного коллектора. Работа его очень проста и подробному рассмотрению не подлежит.

Особенность работы механического наддува

Использование компрессора является одним из способов увеличения подачи воздуха в цилиндры двигателя. Механический нагнетатель воздуха для автомобиля работает следующим образом: компрессор запускается в работу от шкива коленчатого вала, что и вызывает нагнетание воздуха, как только мотор начинает работать.

Преимущество этой системы в том, что воздух нагнетается на любых режимах работы силового агрегата. При минимальных оборотах также происходит нагнетание. Давление начинает увеличиваться с ростом оборотов коленвала.

Минус такого оборудования в том, чтобы обеспечить работу нагнетателя расходуется часть мощи двигателя машины. Следовательно, снижается его КПД.

Что собой представляет газотурбинный наддув

Принцип работы этого устройства достаточно не сложный. На одном валу находятся крыльчатка-нагнетатель и крыльчатка-турбина. Все из турбин вращается в своей улитке. Газы, которые отработали, проходят из выпускного коллектора через одну из улиток и вращают крыльчатку-турбину. Обороты посредством общего вала передаются второй крыльчатке, которая способствует повышению давления атмосферного воздуха, который проходит через вторую улитку.

Турбонаддув плюсы и минусы

Повышается КПД и двигатель автомобиля становится более экономичным. Это всё происходит по той причине, что система приводится в действие за счёт энергии отработавших газов.

Основным плюсом является экологичность оборудования . Турбонаддув способствует обеспечению более полного сгорания горючего. Он помогает понизить температуру камеры сгорания, что и приводит к понижению образования оксида азота.

Недостатк и турби р ованного дв игателя

Впервую очередь, такое устройство нуждается в бережном отношении к себе. Дело в том, что масло к подшипникам компрессора подаётся под давлением во время работы двигателя автомобиля. Поэтому, если сразу заглушить мотор и выключить зажигание, большая вероятность того, что у вас перегреется компрессор или вообще выйдет из строя. Дабы избежать подобных поломок, дайте мотору пару минут поработать на холостых оборотах. Только после этого глушите его.

Силовой агрегат с турбонаддувом потребляет больше топлива. Связанно это с большим количеством воздуха, загнанного в цилиндры. Сжигается больше топлива, но при этом массовая доля горючего из расчёта на единицу мощности в час всегда меньше, чем у самого мотора, не имеющего турбонаддув.

Ограничение диапазона эффективной работы турбокомпрессора также значительный минус. Здесь происходит очень медленный отклик турбины на нажатие педали газ. Система турбонаддува хорошо и качественно работает в достаточно узком диапазоне частоты вращения коленвала. Он же полностью зависит от размеров турбины. Чтобы решить подобную проблему, производители устанавливают двойной турбонаддув, то есть, две турбины с разным диаметром крыльчатками. Порой променяют и две полностью одинаковые турбины. Это для того, когда первая турбина теряет свои качества, её подхватывает вторая. Для уменьшения инерции и эффекта турбоямы, производители пытаются максимально понизить вес валов.

как ра ботает ту рб ина в авто мобиле видео

Принци п работы ту р бонаддува дизельного двигателя

И так, как работает турбонаддув в дизельном двигателе? Работа турбированного дизельного двигателя основана на применении энергии выхлопных газов. Например, отработавшие газы после покидания цилиндра попадают на крыльчатку турбины, вращая её.

Если сравнивать с атмосферными дизелями, то в турбокомпрессорных агрегатах воздух в цилиндры подаётся под более высоким давлением. В итоге получается, что объём воздуха, который попадает в цилиндр за один цикл, увеличивается.

Турбонаддув дизельного двигателя менее экономичен. Система такого наддува восприимчива к истощению поршневой группы. Увеличение давления картерных газов значительно снижает ресурс турбины. Такие турбины нуждаются в применении специальных сортов масел и тщательного соблюдения рекомендуемых производителем сроков обслуживании.

Принци п работы турбона ддува бензино вого двигателя

И так, как работает турбонаддув в бензиновом двигателе? Использование системы турбонаддува двигателя, в основном, основывается на применении энергии, выделяемой при сгорании газа. Уже отработанные газы начинают вращать колесо турбины. Оно же ведёт в оборот компрессионное колесо через вал ротора. Компрессорное колесо приступает к сжатию воздуха, отправляя его в систему. Нагретый воздух при сжатии, поступает в цилиндр двигателя.

Несмотря на то, что турбонаддув не связан с коленвалом двигателя, качество работы зависит от количества оборотов двигателя. Чем выше будет частота вращения, тем больше энергии отработанных газов. В этом случае турбина начинает вращаться быстрее, а в цилиндр поступает необходимое количество сжатого воздуха. Так что теперь вы знаете, что такое турбонаддув в автомобиле и как он работает!

как уби ть авт омобиль – что нельз я делать

Если статья понравилась, делимся в соцсетях и оставляем комментарии!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector