4Июл

Турбонаддув что это: Турбонаддув – назначение, устройство, принцип работы

4 Июл 2023 alexxlab Комментировать

Содержание

что это такое и как работает

Алексей Федоров

автомеханик со стажем

Профиль автора

Чем больше топливовоздушной смеси поступит в цилиндры, тем выше будет КПД двигателя.

Подать больше топлива не проблема: достаточно установить более производительный топливный насос и форсунки. С воздухом сложнее: в конце такта впуска в цилиндре атмосферного двигателя он будет разреженным.

Система турбонаддува использует энергию отработавших газов и делает так, чтобы воздуха в цилиндрах было больше. Атмосферный двигатель 1,6 л 103 л. с. прослужит дольше турбированного 1 л. Но последний при этом будет более экономичным и экологичным при той же мощности.

Разберемся, как устроена система турбонаддува и как она работает.

Что вы узнаете

  • На какие двигатели ставят турбонаддув
  • Что такое турбокомпрессор
  • Интеркулер
  • Вестгейт и актуатор турбины
  • Предохранительный клапан
  • Как работает турбонаддув
  • Дополнительные системы в турбонаддуве

Рассылка для автолюбителей и тех, кто подумывает ими стать

Главное о том, сколько стоит владеть машиной, к чему быть готовым и как отстаивать свои права, — в вашей почте дважды в месяц. Бесплатно

На какие двигатели ставят турбонаддув

Турбонаддув встречается и на бензиновых, и на дизельных двигателях. На последних значительно чаще.

Работой бензинового ДВС управляет дроссельная заслонка: топливо подается пропорционально поступающему в цилиндры воздуху. Поэтому атмосферный бензиновый двигатель выдает неплохие показатели во всем диапазоне оборотов.

/guide/throttle/

Дроссельная заслонка: зачем нужна и как ломается

Работа дизельного двигателя регулируется количеством топлива, которое распыляют форсунки в цилиндры. Дроссельной заслонки нет, воздух в них поступает свободно. На холостом ходу и в режиме частичной нагрузки дизельный ДВС работает отлично. В режиме средней и полной нагрузки подача топлива увеличивается, а воздуха столько же: топливо в избытке, смесь переобогащенная, двигатель теряет эффективность.

Турбонаддув компенсирует недостаток воздуха. Благодаря турбине дизельный двигатель легкового автомобиля работает фактически в том же рабочем диапазоне оборотов, что и бензиновый.

Система турбонаддува состоит из турбокомпрессора, интеркулера, а также из регулировочных и предохранительных клапанов. Дальше мы поговорим о компонентах системы турбонаддува, поймем, где их искать, а также разберемся, как все это работает.

Из чего состоит система турбонаддува

Турбокомпрессор

У турбокомпрессора есть холодная и горячая части — обе похожи на улитку. Такая форма позволяет наиболее эффективно направлять потоки газов. Улитки соединены через картридж — корпус для вала, с одной стороны которого закреплено колесо турбины, а с другой — колесо компрессора. В корпусе картриджа есть масляные каналы и каналы для охлаждающей жидкости.

Горячая часть турбины работает с выхлопными газами высокой температуры — обычно 500—1000 °С. Улитка здесь отлита из чугуна с добавлением никеля, крыльчатка турбины — из жаропрочного сплава стали, никеля и хрома — инконеля. Холодная часть работает с воздухом из атмосферы, поэтому улитку и крыльчатку чаще всего отливают из алюминия.

Один из способов повысить производительность турбокомпрессора — сделать крыльчатки с обеих сторон более легкими. Горячую крыльчатку могут изготовить из титана или керамики, холодную — из магния. Также холодную крыльчатку можно выточить с помощью ЧПУ из цельного куска алюминия, ребра в таком случае будут тоньше. Все вышеперечисленные доработки делают турбокомпрессор более дорогим.

/guide/obkatka/

Что такое обкатка двигателя и как его обкатать

Турбокомпрессор или турбокомпрессоры — если их два или больше — ставят там, откуда выходят отработавшие газы. Вот какие могут быть варианты:

  1. один турбокомпрессор: обычно на рядных двигателях с тремя или четырьмя цилиндрами. Включается, когда энергии выхлопных газов достаточно, чтобы раскрутить турбинное колесо, — в среднем и высоком диапазоне оборотов двигателя;
  2. два разных турбокомпрессора, которые стоят один за другим. Систему можно встретить на рядных двигателях с четырьмя или больше цилиндрами. Маленький работает в низком диапазоне оборотов двигателя. При средних и высоких оборотах он выключается и начинает работать большой турбокомпрессор;
  3. два одинаковых по размерам и характеристикам турбокомпрессора, которые почти всегда стоят по отдельности. В рядном шестицилиндровом двигателе будет по одному на три цилиндра, в V-образном или оппозитном — по одному турбокомпрессору на головку блока цилиндров.

Одна и та же конфигурация с двумя турбокомпрессорами у одного производителя может называться «Битурбо», у другого — «Твинтурбо».

Теперь попробуем разобраться, где под капотом искать турбокомпрессор. Иногда его видно, иногда нет. Примеры — на фотографиях ниже.

/kapremont-dvs-honda/

Как я делал капитальный ремонт двигателя Хонды Аккорд 2007 года

Из чего состоит система турбонаддува

Интеркулер

Интеркулер — это радиатор для охлаждения сжатого воздуха. Бывает воздушный и жидкостной.

Воздушный интеркулер работает на открытом воздухе. Через его каналы проходит сжатый разогретый воздух, который потом поступает в цилиндры ДВС. А набегающий воздух с улицы идет через соты: все работает так же, как в случае с радиатором охлаждения двигателя.

Такие интеркулеры чаще всего устанавливают перед основным радиатором или под ним. Иногда его располагают над двигателем, в этом случае на капоте будет явно выраженный воздухозаборник.

Интеркулер может быть расположен даже в боковых дефлекторах бампера, под фарами. Так делали на Пассате в кузове B5, Шкоде Октавии Тур. На Фольксвагене Туареге два интеркулера — с обеих сторон переднего бампера.

/guide/motor-po-kontraktu/

Как покупать б/у двигатели и коробки передач

Проблемы воздушных интеркулеров:

  1. Соты забиваются грязью, воздух проходит хуже, появляются проблемы с охлаждением.
  2. Может потерять герметичность из-за механических повреждений или коррозии. Сжатый воздух уходит, давление наддува снижается, мощность падает.
  3. Даже будучи абсолютно чистым, может перегреться, если машина стоит в пробке. Встречного потока воздуха нет, сжатый воздух не охлаждается, эффективность интеркулера падает. Но восстанавливается, когда машина начинает двигаться с достаточной для охлаждения скоростью.

Жидкостной интеркулер — радиатор с охлаждающей жидкостью внутри впускного коллектора и с собственным контуром охлаждения. Такой интеркулер сильно экономит подкапотное пространство, вдобавок уменьшает объем впускного тракта от турбины до двигателя. Благодаря такой конструкции турбокомпрессор раньше выходит на рабочее давление.

Машина с жидкостным интеркулером ведет себя практически одинаково и в жару, и в мороз. Минус — более сложная конструкция: нужен дополнительный радиатор, чтобы охладить горячий антифриз из интеркулера.

Если жидкостный интеркулер перестанет быть герметичным, антифриз попадет в масло. В одном случае может образоваться эмульсия, в другом случится гидроудар — тут как повезет.

/guide/motor-oil/

Моторное масло: из чего состоит и как его правильно выбирать

Жидкостной интеркулер Фольксвагена Тигуана с двигателем 1.4 TSI. Закреплен во впускном коллекторе десятью винтами, из него выходят патрубки охлаждающей жидкости. Машина после ДТП, передняя часть разобрана Радиаторам тоже досталось, зато хорошо видно, что их три

Из чего состоит система турбонаддува

Вестгейт и актуатор турбины

Актуатор турбины управляет регулировочным клапаном — вестгейтом. Или, в простонародье, калиткой. Как только в горячей части турбины возникает максимально допустимое давление наддува, актуатор открывает вестгейт. Часть выхлопных газов проходит мимо крыльчатки турбины. Благодаря этому она не разгоняется больше, чем необходимо.

На конце тяги актуатора есть резьба, которая позволяет отрегулировать положение вестгейта. В нормальном состоянии он должен быть плотно закрыт Выход из горячей части турбины: вестгейт слева, крыльчатка — справа

Из чего состоит система турбонаддува

Предохранительный клапан

Если резко сбросить газ, обороты двигателя упадут быстро, дроссельная заслонка закроется.

Но турбокомпрессор продолжит быстро вращаться по инерции и создавать повышенное давление. Если это произойдет, вал может сместиться, а масляный клин — разрушиться. Возникнет трение, детали картриджа износятся.

Чтобы не повредить детали впускного тракта, нужен предохранительный клапан. Есть два варианта.

6 способов сломать двигатель автомобиля

Перепускной клапан, байпас. Когда водитель резко отпускает газ, дроссельная заслонка закрывается, давление на впуске растет, а клапан открывается и перепускает сжатый воздух обратно — в зону до турбины, к воздушному фильтру. Нагрузки на крыльчатку не избежать, но такая система позволяет хорошо амортизировать такие толчки и перенаправлять уже сжатый воздух обратно во впуск.

Двигатель Фольксвагена 1.4 TSI CAXA. Перепускной клапан — байпас — в черном корпусе, прикручен к холодной улитке. Байпас связан с блоком управления двигателя через разъем и может открываться не при возрастании давления, а как только закроется дроссельная заслонка.
Это существенно снижает риск критических нагрузок

Редукционный клапан, блоу-офф. Работает по тому же принципу: открывается при достижении предела допустимого давления, но выбрасывает наружу сжатый воздух, а это также снижает нагрузку на крыльчатку турбины. В процессе слышен характерный свист — его ценят любители автомобильного тюнинга.

Автопроизводители чаще используют байпас: он не создает излишнего шума под капотом. Это преимущество, если речь идет о семейном или рабочем автомобиле.

Блоу-офф на патрубке подвода сжатого воздуха, синий шланг подключен к нему же. Когда давление на впуске возрастает, давление через этот шланг передается на мембрану внутри редукционного клапана. Он открывается и стравливает избыточное давление наружу. Такие часто используют в автоспорте либо в тюнинге, чтобы получить от турбины «пшик». Источник: taro911_Photographer / Shutterstock Как звучит блоу-офф разных производителей. Источник: канал «AJS Нюансы Тюнинга» на «Ютубе»

Как работает турбонаддув

Поток отработавших газов в турбированном двигателе первым делом попадает на турбинное колесо, а только потом — в выхлопную трубу. Крыльчатка турбинного колеса преобразует энергию во вращение и через ось передает его на крыльчатку колеса компрессора. В свою очередь, она засасывает воздух в центре и разгоняет его по радиусу.

Форма улитки на горячей стороне помогает эффективно улавливать поток отработавших газов. На холодной стороне — собирать атмосферный воздух и направлять его дальше по каналам интеркулера. Ось при этом работает в масляном клину и развивает до 150 000 оборотов в минуту.

При сжатии воздух сильно нагревается и попадает в интеркулер. После него уже охлажденный воздух попадает в цилиндры двигателя. Вестгейт и предохранительный клапан срабатывают по мере необходимости.

Сообщество 07.04.22

Чем рискует продавец автомобиля с нештатным двигателем?

Дополнительные системы в турбонаддуве

Изменяемая геометрия турбины — решение, которое позволяет направлять потоки выхлопных газов на крыльчатку турбины под разным углом. Работают специальные подвижные лопатки. Когда давление выхлопных газов низкое, они встают под острым углом и почти смыкаются. Газы попадают на крыльчатку под более острым углом, скорость потока увеличивается, турбина работает на низких оборотах. Когда двигатель набирает обороты, давление выхлопа возрастает, лопатки изменяемой геометрии встают в исходное положение и не препятствуют потоку выхлопных газов.

Такая система почти всегда есть на дизельных двигателях: у них невысокий рабочий диапазон оборотов.

Горячая часть справа. Над крыльчаткой турбины есть подвижные лопатки. Источник: dreamnikon / Shutterstock Принцип работы турбокомпрессора с изменяемой геометрией. Источник: канал «Coupemaniaful» на «Ютубе»

Управление подъемом выпускных клапанов. Клапаны здесь также ускоряют поток выхлопных газов на пути к крыльчатке турбины: приподнимаются на определенную высоту, при которой могут его усилить, когда это необходимо.

Такое техническое решение применили на двигателях 1.8 и 2.0 TSI третьего поколения. Их можно встретить на Шкоде Октавии в кузове A7, в новом Фольксвагене Тигуане или Пассате. При этом есть такие же двигатели, но электроника на них управляет подъемом впускных клапанов. Такие ДВС менее мощные, но более экономичные.

Антилаг можно встретить на гоночных автомобилях, особенно на раллийных. Когда пилот бросает газ, дроссельная заслонка резко закрывается и блок управления двигателем устанавливает очень позднее зажигание.

/list/the-fastest-cars/

Ручная сборка и серебро в салоне: топ-10 самых быстрых машин в мире

Топливовоздушная смесь поджигается уже с открытым выпускным клапаном, появляется прямой поток горящего пламени. Турбина продолжает благодаря этому работать на высоких оборотах, а из выхлопной трубы вылетают языки пламени.

Обычно это происходит, когда гоночная машина входит в поворот: в этот момент пилот отпустил газ и включилась антилаг-система. На выходе из поворота он выжмет газ, а во впускном коллекторе уже будет сжатый воздух.

Запомнить

  1. Машины с турбонаддувом более дорогие при покупке и в эксплуатации.
  2. Прибавка 30—50% мощности — весомый аргумент в пользу турбированного двигателя.
  3. Почти любой дизельный двигатель на легковой машине — турбированный.


Новости, которые касаются всех, — в нашем телеграм-канале. Подписывайтесь, чтобы быть в курсе происходящего: @tinkoffjournal.

Страница не найдена

Как должна приходить повестка по новым правилам

Как оформить договор купли-продажи автомобиля

Шорты

12 городов мира, в которых дешевле всего жить

Плохая медицина и сложности с социализацией: почему мы решили уехать из Канады

Всем интересно

См. все

Дневники трат

Инвестиции для начинающих

Финансовая подушка

Льготы от государства

Как снять квартиру

Как погасить кредит

Дневники трат

Инвестиции для начинающих

Финансовая подушка

Льготы от государства

Как снять квартиру

Как погасить кредит

См. все

30 подмосковных усадеб, в которых вам стоит побывать

Сколько стоят монеты в вашем кошельке

Как пользоваться Midjourney для генерации рисунков и правильно составлять запросы

Как рисуют нейросети: 12 интересных сервисов

Как мужчина пришел за пенсией, которую не снимал много лет. Но получать было нечего

Куда можно уехать из России

Как выйти на пенсию раньше

Как получить компенсацию по советскому вкладу

Жильцы больше не должны сообщать о поверке счетчиков в УК и ТСЖ. Так решил Верховный суд

Посылка застряла на таможне. Что делать?

Какие страны открыты для туристов из России

Купить новостройку: как выбрать надежного застройщика

Лучшее за полгода

См. все

Как получить грин-карту США

Правила въезда в Турцию для россиян в 2023 году

Куда можно уехать из России

Как зарегистрировать автомобиль в ГИБДД

Единое пособие на детей до 17 лет в 2023 году: условия, размер выплат

Как я заказал машину из Японии

Как пользоваться Midjourney для генерации рисунков и правильно составлять запросы

Как получить компенсацию по советскому вкладу

Как рассчитать декретные выплаты

Подозрительно: массовые смс с кодами активации от разных сервисов

Как правильно подобрать презерватив: подробная инструкция

Что такое кредитная история

Как меня обманули на 15 000 ₽ с «Авито-доставкой»

Нейросеть рисует аниме: как обработать фото с помощью Different Dimension Me

Сколько стоят монеты в вашем кошельке

Как стать почетным донором крови

Курсы помогут

См. все

Озеленить дом

Победить выгорание

Выбрать квартиру

Улучшить жизнь с помощью «Экселя»

Заработать на акциях

Начать инвестировать

Разобраться в благотворительности

Путешествовать безопасно

Зарабатывать на кредитке

Не прогадать с ипотекой

Защититься от мошенников

Не разориться на здоровье

Сортировать мусор

Рулить тачкой

Завести собаку

Быть самозанятым

Жить в России

Что такое турбокомпрессор и как он работает?

Блог 22 сентября 2016 г.

Турбокомпрессор представляет собой устройство, установленное на двигателе транспортного средства и предназначенное для повышения общей эффективности и повышения производительности. Именно по этой причине многие автопроизводители выбирают турбонаддув для своих автомобилей. Новые Chevrolet Trax и Equinox предлагаются с двигателями с турбонаддувом, и со временем ими будет оснащаться все больше и больше автомобилей.

Хотите знать, что такое нагнетатель? Перейдите по этой ссылке

Как это работает?

Турбина состоит из двух половин, соединенных валом. С одной стороны, горячие выхлопные газы вращают турбину, соединенную с другой турбиной, которая всасывает воздух и сжимает его в двигателе. Это сжатие дает двигателю дополнительную мощность и эффективность, потому что чем больше воздуха может попасть в камеру сгорания, тем больше топлива можно добавить для большей мощности.

Преимущества

В дополнение к дополнительной мощности, турбонагнетатели иногда называют устройствами, которые предлагают «бесплатную мощность», потому что, в отличие от нагнетателя, для его привода не требуется мощность двигателя. Горячие и расширяющиеся газы, выходящие из двигателя, приводят в действие турбонагнетатель, поэтому полезная мощность двигателя не расходуется. Двигатели с турбонаддувом также не подвержены такому воздействию, как двигатели без наддува, когда они работают на больших высотах. Чем выше на высоту поднимается безнаддувный двигатель, тем труднее ему становится получать кислород из-за разрежения атмосферы. Турбокомпрессор решает эту проблему, потому что он нагнетает кислород в камеру сгорания двигателя, иногда под давлением, в два раза превышающим атмосферное.

Турбокомпрессоры также улучшают топливную экономичность автомобиля, однако существует неправильное представление о транспортных средствах с турбонаддувом и топливной экономичности. Взятие безнаддувного двигателя и установка на него турбокомпрессора не улучшит эффективность использования топлива. Способ, которым производители улучшают эффективность использования топлива с помощью турбонаддува, заключается в уменьшении размера двигателя, а затем в его турбонаддуве. Например, возьмите 2,5-литровый рядный 4-цилиндровый безнаддувный двигатель и уменьшите рабочий объем до 1,4 л, а затем установите на него турбокомпрессор. Двигатель меньшего размера с турбонаддувом по-прежнему будет иметь те же характеристики (или немного лучше), но из-за меньшего рабочего объема он также будет потреблять меньше топлива.

Похожие статьи

  • Ценность 2,7-литрового двигателя с турбонаддувом

  • General Motors развлекает и информирует Netflix об электромобилях

  • 2.

    7L I-4 Chevy & GMC Truck Engine Основы

  • Зависит ли североамериканский рынок электромобилей от литиевого рудника в Квебеке?

  • GM Canada модернизирует сборочный завод CAMI

  • Получите Chevrolet Camaro Z/28 1969 года выпуска всего за $209,99… из набора Lego

  • Новые автомобили Chevrolet и GMC теперь оснащены автомобильной информационно-развлекательной системой Android

  • Советы по предотвращению кражи топлива из вашего автомобиля

  • Как сделать ваш автомобиль более экономичным

  • Что такое нагнетатель и как он работает?

Недостатки

Турбокомпрессоры имеют 2 основных недостатка по сравнению с двигателем без наддува или наддувом. Во-первых, это тепло. Поскольку турбина работает на горячих выхлопных газах, она очень сильно нагревается. Иногда при определенных режимах работы двигателя сам турбокомпрессор мог начать светиться красным, но, конечно, этого не происходит в повседневных условиях вождения; это происходит, когда двигатель постоянно работает на пределе своих возможностей. Вот почему вы видите некоторые спортивные автомобили с турбонаддувом с вентиляционными отверстиями в капоте или сбоку, чтобы попытаться заставить воздух проходить через моторный отсек и сохранять прохладу.

Другим большим недостатком турбокомпрессора является так называемая турбозадержка. При определенных условиях, всякий раз, когда вы нажимаете на педаль газа, возникает задержка между моментом, когда вы требуете мощности от двигателя, и моментом, когда вы действительно начинаете ее ощущать. Это турбо лаг. Когда скорость двигателя низкая, через турбокомпрессор проходит не так много выхлопных газов, поэтому, когда вы требуете мощности от двигателя, турбине турбокомпрессора нужно время, чтобы начать вращаться с оптимальной скоростью. Последствия этого можно уменьшить, переключившись на более низкую передачу, но опытные водители все еще могут иногда замечать задержку отклика.

Так что, когда в следующий раз будете в выставочном зале GM, не упускайте из виду автомобили с турбонаддувом. Они предлагают ту же или большую мощность, что и V6, а иногда даже аналоги V8, и обычно имеют лучшую экономию топлива из-за двигателя меньшего рабочего объема и меньшего веса.

Eagle Ridge GM – Кокитлам, Британская Колумбия

Facebook | Твиттер | Линкедин | Инстаграм | Ютуб

Предыдущий пост Следующий пост

Что такое турбонаддув?

Что такое турбозарядка и наука, стоящая за этой технологией, мы собираемся обсудить в этой статье.

В недавнем прошлом все мы видели на автомобилях такие значки, как TSi, TDI, iTURBO и TURBO. Но знаете ли вы, что они на самом деле означают и почему технология приобрела такую ​​популярность? Все аббревиатуры, упомянутые выше, означают, что автомобиль оснащен турбонаддувом. Турбокомпрессор — это простой способ добиться высокой выходной мощности двигателей меньшей мощности при сохранении экономии топлива. Прочтите, чтобы понять технологию и то, что такое ярость.

Автомобили в настоящее время неуклонно становятся больше, а список их оборудования длиннее, но двигатель, приводящий их в действие, становится меньше. Чтобы обеспечить полноценный набор мощности, технологий и экономичности в рамках бюджета, производители транспортных средств во многом полагаются на турбонаддув.

Турбокомпрессор — это метод увеличения выходной мощности и эффективности двигателя внутреннего сгорания за счет подачи сжатого воздуха в двигатель. В двигателе с турбонаддувом используется турбокомпрессор, устройство принудительной индукции с приводом от турбины, которое работает на горячих выхлопных газах двигателя. Турбокомпрессор использует горячие выхлопные газы двигателя для вращения турбины, которая приводит в действие центробежный компрессор для подачи холодного сжатого воздуха в двигатель. Важнейшими компонентами турбокомпрессора являются турбина, компрессор и вал, соединяющий эти два компонента.

Одним из ключевых различий между нагнетателем и турбокомпрессором является способ запуска устройства принудительной индукции. В то время как турбонагнетатель использует выхлопные газы, нагнетатель использует механические устройства, такие как ремни, для соединения индукционного устройства непосредственно с коленчатым валом. Турбокомпрессор также известен как турбонагнетатель, поскольку он использует устройства принудительной индукции, такие как нагнетатель.

Эта простая диаграмма выше объясняет работу турбонагнетателя. В конце рабочего цикла выхлопные газы от сжигания топлива внутри двигателя направляются по трубам к каталитическому нейтрализатору, а затем выбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу. А теперь представьте, если на выходе из выходного отверстия двигателя установлена ​​турбина. Горячие газы будут проходить через турбину, и кинетическая энергия газов будет вращать турбину. Теперь подключите компрессор к оси турбины. Горячие газы, вращающие турбину, также будут вращать компрессор. Это вращение будет всасывать воздух при температуре окружающей среды и давлении на входе компрессора. Затем этот воздух проходит через компрессор, где его давление и температура повышаются, чтобы помочь нагнетать больше воздуха в двигатель и повысить его объемную эффективность. Дополнительный воздух помогает производить больше мощности за цикл и увеличивает общую мощность двигателя.

Чтобы добиться такого увеличения объема, мы можем использовать различные типы турбокомпрессоров, такие как односпиральный турбокомпрессор, двухконтурный турбокомпрессор, турбокомпрессор с изменяемой геометрией и другие. Каждая система использует свою методологию, основанную на требованиях к мощности двигателя.

В дополнение к компонентам, упомянутым выше, в турбонагнетателях высокого давления также используются продувочный клапан и перепускной клапан. Продувочный клапан используется на впускной стороне двигателя, а вестгейт — на выпускной стороне. Оба компонента работают на предотвращение взрыва турбокомпрессора. Когда давление воздуха на входе или выхлопных газов на выходе превышает установленное значение, эти компоненты перепускают газы, чтобы предотвратить повреждение системы.