Принцип работы турбины — ТУРБО-ТЕХ Москва

Ремонт турбин легковых и грузовых автомобилей в Москве

24.04.2019

Для того, чтобы выяснить принцип работы турбины в авто, необходимо тщательно ознакомиться с функциями ДВС (двигателя внутреннего сгорания). Большая часть легковых и грузовых машин имеют в своем составе четырехтактный агрегат, который на контроле у двух клапанов. Эти клапаны называются впускным и выпускным.

Рабочие циклы

Каждый из циклов работы ДВС состоит из 4 тактов. За эти 4 такта, коленвал выполняет 2 оборота. Ниже опишем каждый из тактов:

1. Впуск. Поршень перемещается вниз, а тем временем камера сгорания насыщается воздушно-топливной смесью (если ДВС на бензине). Если авто на дизеле, то в камеру попадает лишь воздушная масса.
2. Компрессия. В этом такте производится сжатие горючего.
3. Расширение. Смесь загорается искрой, а сама искра вырабатывается свечами.
4. Выпуск. Поршень движется вверх.

Основными элементами турбинная часть и компрессорная. Турбина представлена в виде устройства, которое подает под высоким давлением воздушный поток в цилиндры. Турбинная часть нужна для повышения мощности силового агрегата без изменений рабочего объема двигателя. Обе части турбокомпрессора соединены жесткой осью. Все элементы совершают движение в одно время и в одном и том же направлении. Энергия создавшаяся поток выхлопа переходит в крутящий момент и это приводит в движение компрессорную часть. Когда газы попадают на крыльчатку турбины, выхлоп преобразовывается в энергию вращения.

Преимущество использования турбокомпрессора

Турбина имеет огромную популярность на рынке автопроизводства и сейчас большинство компаний делают новые модели авто с турбированным двигателем.

Преимуществ в использовании турбо-автомобиля достаточно:

• Повышение скорости движения авто.
• Меньше расходуется топливо.
• Двигатель работает стабильно и надежно.

Как выбрать турбину?

Важным моментом, является сбалансированная работа мотора и самой турбины. При приобретении турбины следует обратить внимание на ее качество. Если вдруг турбина сломалась, то стоит обращаться в специализированные сервисы, где вам выполнят качественный ремонт и САМОЕ ГЛАВНОЕ – будут использовать оригинальные запасные части.

Самостоятельным ремонтом заниматься не стоит, ведь это сверхточный агрегат, который требует профессиональных рук и знаний. Покупать новую турбину – это очень дорогое удовольствие и мало кому это по карману, а приобретение б/у агрегата может и вовсе навредить вашему авто, так что такой вариант даже не рассматривайте.

Симптомы поломки турбины

Турбокомпрессор требователен и необходимо проводить регулярные проверки данного агрегата, но все-таки вы должны знать основные симптомы поломки турбины:

1. Понижение мощности мотора.
2. Сизый дым.
3. Повышенный расход масла.
4. Посторонний запах гари.

Представьтесь

Телефон*

E-mail

Текст сообщения

Нажимая на кнопку «Отправить», вы даете согласие на обработку данных.

Представьтесь

Отзыв

Оцените нас!

rating fields

Нажимая на кнопку «Добавить отзыв», вы даете согласие на обработку данных.

Представьтесь

Ваш телефон*

Нажимая на кнопку «Заказать звонок»,
вы даете согласие на обработку данных.

Принципы работы автомобильной турбины — описание, механизм, схемы

Турбокомпрессор, турбонаддув, или турбина с постоянным наддувом представляет собой механическое устройство, функция которого состоит в перегрузе эндотермического двигателя, улучшая его характеристики. Чтобы правильно понять функционирование агрегата, необходимо ввести понятие количества поглощаемого воздуха. Существуют различные способы увеличения количества воздуха, поступающего в двигатель, например, увеличение его смещения или увеличение скорости вращения. Однако самый простой способ – в буквальном смысле «залить» камеру сгорания воздухом. Именно в этой гипотезе турбокомпрессор вступает в игру. Целью турбокомпрессора на практике является увеличение плотности поступаемого воздуха, условие, которое позволяет двигателю пропорционально увеличивать его эффективную мощность. В этой статье рассмотрим принципы работы автомобильной турбины в следующем порядке:

1. Как увеличивается плотность воздуха в турбине.
2. Как работает автомобильная турбина с наддувом.

Увеличение плотности воздуха в турбине

Для увеличения плотности воздуха используется турбина (турбокомпрессор с наддувом) с промежуточным охладителем, который выполняет функцию охлаждения сжатого воздуха. Эта конфигурация позволяет вводить большее количество кислорода в камеру сгорания, что, в свою очередь, позволяет заливать большую массу топлива. Так увеличивается мощность двигателя авто.

Но важно понять пошаговые принципы работы автомобильной турбины. Итак, турбокомпрессор состоит из двух основных элементов: компрессора и турбины. Они состоят из рабочего колеса, заключенного в корпус в форме улитки, который может вращаться на значительном числе оборотов. Компрессор и турбина вращаются с одинаковой угловой скоростью, поскольку они выполнены как одно целое через шпиндель.

Принцип работы автомобильной турбины – схема

Турбина здесь в роли интеллектуального устройства, поскольку оно восстанавливает кинетическую энергию выхлопных газов (в противном случае они будут потеряны), превращая их в механическую энергию, полезную для привода крыльчатки компрессора. Следовательно, сжатый воздух вводится во впускной коллектор, обеспечивая невозможный (в противном случае) объем воздуха для безнаддувного двигателя. Не менее важной является функция, выполняемая интеркулером, поскольку сжатый воздух имеет тенденцию повышать свою температуру, а теплообменник (интеркулер) позволяет снизить её и увеличить плотность воздуха.

Принципы работы автомобильной турбины с постоянным наддувом

Внедрение турбокомпрессоров в автопромышленности высветило некоторые проблемы, которые пытались решить в течение многих лет. Например, явление детонации из-за слишком высоких или недостаточных коэффициентов сжатия для надлежащего функционирования системы. Решение было найдено путем установки клапанов, называемых перепускной и отводной, предназначенных для поступления или отвода всасываемого воздуха или выхлопных газов наружу системы.

Клапан перепускной заслонки установлен в выпускном коллекторе, и его отверстие прямо пропорционально давлению наддува. Его функция заключается в ограничении оборотов двух рабочих колес, чтобы двигатель не подвергался чрезмерному напряжению из-за избыточного давления. При превышении пределов, установленных на этапе проектирования, избыточное давление преодолевает сопротивление пружины, помещенной внутрь клапана, отводя выхлопные газы наружу, позволяя компрессору замедляться, снижая следствие наддува.

Турбины компрессора с постоянным наддувом работают только под давлением потока выхлопного газа, который сначала собирается в контейнере, пока не будет создано достаточно высокое давление. При импульсном усилении используется импульс движения выхлопных газов. Поток выхлопных газов поступает непосредственно в турбину через наименьшую возможную трубу выхлопных газов при её перемещении.

Современные турбокомпрессоры развивают скорость до 300 000 оборотов/мин, и требуют экстремальных технических требований для строительства и охлаждения. Гидродинамический подшипник скольжения, который позволяет непрерывной масляной пленке минимизировать трение вала в турбине, является требованием для таких высоких оборотов. Кроме того, в современных турбокомпрессорах используются керамические элементы, что делает устройство более прочным.

Принципы работы турбины в автомобиле, видео:

Основным преимуществом турбокомпрессора является увеличение мощности и оборотов. В результате, значительно снижается расход топлива. Основным недостатком является повышение температуры, вызванное элементами двигателя, что требует более сложной системы охлаждения. В старых турбодвигателях также существует проблема так называемой «задержки турбонаддува», которая при низких оборотах не может создавать достаточно высокое давление и, следовательно, приводит к снижению производительности авто.

Читайте также: История возникновения автомобильной турбины.

Как работает турбокомпрессор

Компания Drive и ее партнеры могут получить комиссию, если вы приобретете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Было время, когда безраздельно правил V8. Когда «Нет замены водоизмещению!» был прикреплен к бамперу каждого хромированного маслкара. Однако, как однажды сказал Боб Дилан: «Времена меняются», и в автомобильном мире это изменение приносит с собой турбокомпрессоры.

Турбокомпрессор — это система, которая помогает двигателю развивать большую мощность и крутящий момент за счет принудительной индукции. По сути, турбонаддув всасывает воздух, охлаждает его, а затем принудительно подает в двигатель больше воздуха, чем он мог бы получить через стандартный воздухозаборник. Конечным результатом является гораздо больше «Вау!»

Тем не менее, турбокомпрессоры могут быть загадочными, а их внутренняя работа может казаться неприступной для полного понимания. Они не должны быть. Вместе с первоклассной информационной командой The Drive мы избавим вас от щурящихся взглядов на двигатель и ошибочных указаний на стартер до запасных частей из Японии… или Австрии.

Готов? Устойчивый? Идти!

Турбокомпрессор!, Depositphotos

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор представляет собой небольшую турбину, расположенную между двигателем и выхлопной системой. Подключенный к обоим, а также к воздухозаборнику автомобиля, турбокомпрессор использует выхлопные газы для вращения турбины, которая затем нагнетает больше воздуха в двигатель вашего автомобиля и увеличивает его мощность. Есть четыре части, которые позволяют работать турбокомпрессору. Их:

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор сам по себе напоминает улитку и имеет воздухозаборник, выпускной патрубок, два разных рабочих колеса (турбина сзади и компрессор спереди) и патрубок нагнетаемого воздуха, который идет к промежуточному охладителю. Также есть шланг для масла.

Промежуточный охладитель

Для снижения температуры наддувочного воздуха, выходящего из турбонагнетателя, вторичный радиатор или промежуточный охладитель перехватывает воздух до того, как он достигнет двигателя. В качестве охлаждающего агента используется хладагент.

Вестгейт

Вестгейт — это клапан между впускным отверстием для выхлопных газов и турбонагнетателем, который обходит турбину для регулирования давления наддува.

ECU Tune

Электронный мозг двигателя с турбонаддувом нуждается в другой калибровке топливно-воздушных смесей и угла опережения зажигания по сравнению с автомобилем с безнаддувным двигателем. Таким образом, если кто-то добавляет турбокомпрессор к двигателю, который никогда не предназначался для него, ему придется перепрограммировать электронный блок управления двигателем (ECU), чтобы он работал правильно.

McLaren 720S с двойным турбонаддувом. , Jonathon Klein

Типы турбокомпрессоров

Существует большое разнообразие турбокомпрессоров и приложений с турбонаддувом. Вот краткое изложение общих настроек.

Одиночный турбокомпрессор

Одиночный турбокомпрессор является наиболее распространенным типом установки с турбонаддувом. Он оснащен одной турбиной, и на основном потребительском рынке он обычно используется в более простых автомобилях, которым не требуется много лошадиных сил или крутящего момента. На вторичном рынке это одно из самых популярных обновлений тюнера.

Примером этого может служить Honda Civic.

С двойным турбонаддувом

Добавление второго турбонагнетателя увеличивает количество воздуха, которое может быть нагнетено в двигатель для создания большей мощности и крутящего момента. Настройка в целом остается такой же, как и у системы с одним турбонаддувом, если только у вас нет ступенчатой ​​системы с двумя турбонагнетателями, которая сочетает малый турбонаддув с большим турбонаддувом для устранения задержки.

Четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом

Bugatti Chiron — единственный серийный автомобиль, оснащенный четырехцилиндровым двигателем с турбонаддувом. Bugatti объединяет две большие турбины и две маленькие турбины с 8,0-литровым двигателем W16, что дает в общей сложности 1500 лошадиных сил. По словам человека, который разогнал его до 304 миль в час, это спешка.

Смешанный наддув

Система с составным наддувом — это когда турбокомпрессор работает в паре с нагнетателем. Нагнетатель используется для создания более быстрого крутящего момента, а турбокомпрессор увеличивает количество лошадиных сил.

Схема электронного турбокомпрессора., Audi

Электронный турбокомпрессор

Концепция электронного турбокомпрессора обсуждалась в течение некоторого времени, но потребовались исследования и разработки Формулы 1 на миллиарды долларов, чтобы спроектировать достойный производства продукт.

Электронный турбонагнетатель, дизайн которого взят из современных автомобилей Формулы-1, добавляет в смесь электроэнергии, чтобы устранить турбояму. Небольшой электродвигатель расположен между корпусом турбины и компрессором и питается от электрической системы 48 В. Электродвигатель может вращать компрессор раньше, чем это сделают выхлопные газы, что сокращает время между отсутствием наддува и наддувом.

Audi заявляет, что добавление электродвигателя к ее устройству «сокращает время отклика [турбокомпрессора] до менее чем 250 миллисекунд, что быстрее, чем время реакции среднего человека».

Наряду с Audi Mercedes-Benz также выпускает автомобили с электронным турбонаддувом.

Турбокомпрессор Hot-V

Установка «Hot-V» — это когда турбокомпрессор или турбокомпрессоры размещаются внутри «V» двигателя. Это не только уменьшает пространство, необходимое для двигателя, но также уменьшает расстояние, которое необходимо пройти нагнетаемому воздуху между компрессором и двигателем. Это означает, что турбокомпрессор или турбокомпрессоры могут вращаться быстрее и уменьшать запаздывание.

Установка «Hot-V» также разделяет турбину и компрессор и размещает их на противоположных сторонах двигателя. Это снижает накопление тепла в наддуваемом воздухе и значительно снижает охлаждающую нагрузку промежуточных охладителей.

Mercedes-Benz был первым автопроизводителем, запустившим в производство установку «Hot-V».

Hyundai Veloster N. с турбонаддувом, Джонатон Кляйн

Кто изобрел турбокомпрессор?

В 1905 году швейцарский инженер Альфред Бучи впервые предложил конструкцию турбокомпрессора для увеличения мощности дизельных двигателей.

Сколько дополнительной энергии вы можете получить?

Это вопрос каждого редуктора, и, к сожалению, на него нет простого ответа. Обычный турбокомпрессор дает энтузиастам примерно на 20-40 процентов больше мощности, чем штатный.

Однако количество дополнительной мощности зависит от множества переменных, в том числе от того, насколько велик или мал турбокомпрессор, какие модификации вы внесли во внутренние части двигателя, какой тип топлива вы используете, а также от настройки вашего турбокомпрессора с помощью ЭБУ. настройка использует. Прибыль вашего автомобиля будет разной.

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров

У всего есть свои недостатки, и турбокомпрессоры ничем не отличаются. Вот несколько преимуществ и недостатков турбокомпрессоров.

Преимущества

Благодаря увеличенному потоку воздуха турбокомпрессор повышает мощность и крутящий момент двигателя. В то же время, поскольку турбокомпрессоры могут производить большую мощность, производители могут уменьшить объем двигателя и, таким образом, получить более высокую эффективность и более низкие выбросы.

Недостатки

Однако есть и недостатки, такие как повышенная сложность, что делает ремонт двигателя с турбонаддувом дорогим. Есть еще проблема с турбо лагом.

Что такое турболаг?

Одной из самых больших проблем с производительностью турбокомпрессора является турбозадержка. Поскольку турбонагнетателям требуются выхлопные газы для вращения турбины и, следовательно, компрессора, требуется время для создания наддува и подачи большего количества воздуха в двигатель. Эффект ощущается так, как будто есть мгновенная пауза между тем, когда вы нажимаете на газ, и вы чувствуете скачок мощности. Вот почему производители начали экспериментировать с электронными турбокомпрессорами.

Shelby Mustang GT500 с наддувом. , Джонатон Кляйн

Часто задаваемые вопросы о турбокомпрессорах

У вас есть вопросы о турбокомпрессорах, Информационная группа Drive найдет ответы.

Чем отличается нагнетатель?

В то время как турбокомпрессор использует выхлопные газы для приведения в движение турбины, которая нагнетает больше воздуха в двигатель, нагнетатель использует ременную систему двигателя для вращения турбины, которая нагнетает больше воздуха в двигатель. Поскольку он работает от собственной мощности двигателя, нагнетатели, как правило, менее эффективны как в создании наддува, так и в экономии топлива по сравнению с турбонагнетателем.

Есть ли в моей машине турбокомпрессор?

Возможно. Есть несколько способов проверки. Первый и самый простой — полистать пыльное руководство по эксплуатации вашего автомобиля. Второй — поиск в Интернете, либо на сайте производителя, либо в Google. Последний способ – визуальный осмотр двигателя. Если возле выхлопной трубы вашего автомобиля или вдоль буквы «V» двигателя есть цилиндрическая металлическая деталь, похожая на улитку, у вас есть автомобиль с турбонаддувом. Турбо свисток?

Каким был первый серийный автомобиль с турбонаддувом?

Эта честь принадлежит Oldsmobile Jetfire, производство которого началось в 1962 году. 

Дороги ли турбокомпрессоры?

Могут быть. Если вы модифицируете существующий автомобиль, в котором изначально не было турбокомпрессора, вам нужно будет сделать много модификаций, чтобы турбокомпрессор заработал. Это может дорого обойтись, так как комплекты турбокомпрессора стоят от 1500 до 20 000 долларов в зависимости от автомобиля, на который вы надеваете эти улитки.

Точно так же замена сломанных турбокомпрессоров также может быть дорогостоящей, например, турбокомпрессоры Mercedes-Benz AMG, замена которых стоит более 15 000 долларов.

Почему так много автомобилей имеют турбокомпрессоры?

Поскольку требования к топливу и выбросам ужесточаются, производителям приходится уменьшать рабочий объем двигателей в своих модельных рядах. Чтобы поддерживать уровень мощности для этих все более тяжелых транспортных средств, автопроизводители переключились на двигатели с турбонаддувом для дополнительной мощности.

Что такое Ford EcoBoost?

EcoBoost от Ford — это просто название продуктов бренда с турбонаддувом. Ford использовал имя EcoBoost на таких автомобилях, как Ford Mustang, пикапы F-серии, новый Bronco и вплоть до суперкара Ford GT.

Получите собственный комплект турбокомпрессора от Vivid Racing

Ваш автомобиль не обеспечивает достаточной скорости для вас? Вас чуть не убил сливающийся полуприцеп, пока ваша машина изо всех сил пытается разогнаться до 60 миль в час? Вы тоскуете по этому сладкому, сладкому свисту турбокомпрессора на пике наддува? Что ж, тогда вам может подойти комплект турбокомпрессора. Вот почему мы сотрудничаем с нашими друзьями из Vivid Racing, чтобы дать вам турбонаддув! Нажмите здесь, чтобы ознакомиться с линейкой комплектов турбокомпрессоров Vivid Racing.

Рекомендуемые продукты для турбокомпрессоров

Есть вопрос? Есть профессиональный совет? Отправьте нам сообщение: guidesandgear@thedrive.com

Как работает турбокомпрессор?

Проще говоря, турбокомпрессор — это своего рода воздушный насос, который забирает воздух при атмосферном давлении, сжимает его до более высокого давления и подает сжатый воздух в двигатель через впускные клапаны. Для автомобилей и фургонов, как правило, турбонаддув чаще использовался на дизельных двигателях как способ повышения производительности, но, чтобы соответствовать постоянно ужесточающемуся контролю за выбросами, в настоящее время наблюдается переход к турбонаддуву серийных бензиновых двигателей.

 

Поскольку все двигатели зависят от воздуха и топлива, мы знаем, что увеличение этих элементов в установленных пределах увеличивает мощность двигателя, но если мы увеличим количество топлива, мы должны быть в состоянии сжечь его полностью, иначе смесь станет слишком богат, что может иметь различные проблемы. Точно так же слишком много воздуха считается слишком бедным и может быть весьма разрушительным.

Для удовлетворения наших потребностей в энергии требуется воздух; добавление большего количества воздуха представляет гораздо больше проблем, чем добавление большего количества топлива. Воздух все время находится вокруг нас и находится под давлением (на уровне моря это давление составляет около 15 фунтов на квадратный дюйм), и именно это в сочетании с тактом впуска двигателя нагнетает воздух в цилиндры. Для дальнейшего увеличения воздушного потока устанавливается воздушный насос (турбокомпрессор), и в двигатель подается сжатый воздух. Этот воздух смешивается с впрыскиваемым топливом, позволяя топливу сгорать более эффективно, что увеличивает выходную мощность двигателя.

Другая сторона турбонаддува, которая может представлять интерес, — это двигатель, который регулярно работает на больших высотах, где воздух менее плотный и где турбонаддув может восстановить часть мощности, потерянной из-за падения давления воздуха. Мощность двигателя на высоте 8000 футов составляет всего 75% от его мощности на уровне моря.

 

Захват

Вместо выхода через выхлопную трубу горячие газы, образующиеся при сгорании, поступают в турбонагнетатель. Цилиндры внутри двигателя внутреннего сгорания срабатывают последовательно (не все сразу), поэтому выхлоп выходит из камеры сгорания нерегулярными импульсами. Обычные турбокомпрессоры с одной спиралью направляют эти нерегулярные импульсы выхлопных газов в турбину таким образом, что они сталкиваются и мешают друг другу, уменьшая силу потока. Напротив, турбокомпрессор с двойной спиралью собирает выхлопные газы от пар цилиндров в чередующейся последовательности.

 

Вращение

Выхлоп ударяет в лопатки турбины, раскручивая их до 150 000 об/мин. Чередующиеся импульсы выхлопа помогают устранить турбояму.

 

Вентиляционное отверстие

Отработав свое предназначение, выхлопные газы проходят через выпускное отверстие в каталитический нейтрализатор, где очищаются от угарного газа, оксидов азота и других загрязняющих веществ перед выходом через выхлопную трубу.