Наличие турбонаддува позволяет заметно улучшить динамику двигателей и уменьшить расход топлива на единицу мощности. Устройство турбины автомобиля современных двигателей дает возможность значительно увеличить их эффективность на различных оборотах и адаптировать количество подаваемого воздуха к режимам его работы.
Энергию движения турбонаддув получает от отработанных газов, выходящих с большой скоростью из камеры сгорания. Газы попадают на лопасти специальной геометрии приводной турбины, вращение через вал подается на привод нагнетающих лопастей. Происходит захват воздуха и под давлением подача его в камеры сгорания цилиндров.
Для чего нужна турбина в автомобиле? С помощью этого агрегата автомобильные производители получили возможность значительно улучшать характеристики двигателя и выдерживать существующие стандарты по экологичности.
За счет принудительного увеличения количества подаваемого воздуха есть возможность понижать степень сжатия горючей смеси. Чем ниже степень сжатия – тем меньше нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, тем ниже вероятность возникновения явлений детонации, тем длительнее ресурс их работы, тем больше гарантированный пробег.
Принципы работы и устройство турбонаддува
Устройство турбины, как в целом устройство автомобиля, постоянно совершенствуется, в результате новых разработок улучшается его реальная эффективность. Сегодня это сложный механизм, в максимальной степени учитывающий количество индивидуальных факторов эксплуатации двигателя. Все виды турбин состоят из нескольких базовых агрегатов:
- Воздухозаборник с воздушным фильтром.
- Турбокомпрессор для подачи воздуха под давлением в камеры сгорания цилиндров.
- Интеркулер для снижения температуры воздуха. При высокой температуре воздуха понижается его плотность, а это негативно сказывается на общем количестве кислорода.
- Турбина.
- Впускные коллекторы.
Современные модели агрегатов имеют дополнительные клапаны для обеспечения расчетного цикла подачи воздуха и поддержки оптимального давления, перепускного клапана для отвода лишнего воздуха. Для улучшения параметров подаваемого воздуха на низких оборотах некоторые модели могут иметь по две турбины.
Это дает возможность улучшать динамические характеристики двигателя даже на небольших оборотах. Если еще не так давно многие владельцы автомобилей не понимали всех преимуществ нового агрегата и спрашивали себя, для чего нужна турбина в автомобиле, то сегодня этот вопрос не задает никто.
Лопасти турбины могут менять свой угол наклона, таким методом стабилизируются ее технические показатели вне зависимости от скорости выхлопных газов. К турбине предъявляются жесткие требования по качеству материалов изготовления – все элементы устройства работают в условиях высоких температур и высоких скоростей.
Для улучшения режимов работы турбин на них устанавливаются системы охлаждения. Система охлаждения может выполняться маслом или антифризом, подключается к действующей системе двигателя.
Охлаждение маслом имеет более простую конструкцию с инженерной точки зрения, но поступается эффективностью перед водяной. Современные модели турбонаддува в большинстве случаев имеют водяное охлаждение.
Многие детали турбин изготавливаются из инновационных керамических материалов, что увеличивает ресурс их работы.
К недостаткам турбонаддувом относится относительно большая стоимость, сложный ремонт и возможность появления «турбинных ям» – режимов работы двигателя с низкими показателями коэффициента полезного действия.
✔
