Турбонаддув двигателя описание и принцип работы, плюсы и минусы

Турбонаддув двигателя описание и принцип работы, плюсы и минусы

Как турбина влияет на мощность двигателя

Опубликовано Master в 7 марта, 2019

Выбор правильного автомобиля как средства передвижения является важным решением. Здесь необходимо учитывать цену, потребление, комфорт, но есть и другие незаменимые факторы. Одним из таких факторов, который привлекает внимание к авто, является двигатель с турбонаддувом (турбина). Данная система помогает повысить мощность двигателя и предлагает экономию потребления топлива. Что такое турбонаддув, как турбина влияет мощность двигателя и общую производительность автомобиля – об этом расскажем в данном посте.

Содержание

Что такое турбонаддув

Тот, кто работает за рулем, даже если он не очень осведомлен в механике, имеет острое представление о том, как работает машина. Мощность, измеряемая в лошадиных силах, является способностью двигателя превращать топливо в движение и скорость. А это и есть тот значимый элемент, когда речь идет об эффективной, качественной и экономичной работе автомобиля.

На практике это выглядит так: каждая быстрая машина – мощная, но не всякая мощная – быстрая. Это связано с тем, что чем тяжелее транспортное средство, тем больше силы оно использует для движения.

Турбонаддув (система двигателя внутреннего сгорания на основе турбокомпрессора, или турбины) – это способ повысить мощность двигателя, используя компрессор для вытягивания и сжатия большего количества воздуха в камеру сгорания, увеличивая мощность сгорания топлива и, следовательно, увеличивая скорость передвижения авто, вне зависимости от его веса.

Как работает турбонаддув в машине

Двигатель с турбонаддувом состоит из двух частей – выпускного коллектора и турбокомпрессора. Первый отвечает за сбор газов из каждого цилиндра, которые будут поступать в выхлопную систему и выбрасываться в атмосферу.

Турбина собирает воздух, который, в свою очередь, приводит в движение винт, производя прохладный, чистый воздух. Этот воздух передается в компрессор, который уплотняет его и направляет в радиатор промежуточного охладителя, тем самым, охлаждая воздух. Таким образом, большее количество воздуха проходит через цилиндры и попадает в зону сгорания.

Схема работы турбонаддува

Двигатель работает на взрыве, а это значит, что ему нужен огонь, верно? То есть: тепло + топливо + кислород (газы, собираемые из выхлопных газов). Чем больше воздуха в системе, тем больше возможностей сжигать бензин и вырабатывать больше энергии. Прелесть в том, что он создает действенный круг, в котором тот самый газ, генерируемый двигателем (посредством взрывов), становится силой, приводящей в движение турбо систему.

Как турбина влияет на производительность автомобиля

После теоретической части следует объяснить, как турбина влияет на мощность двигателя и производительность автомобиля. Самым большим преимуществом турбины является экономный расход топлива. Но чтобы добиться такой экономии, водителю также необходимо внести свой вклад, научившись управлять своим транспортным средством безопасно, с наименьшим количеством тормозов и внезапным ускорением.

Помимо экономного расхода топлива, турбина помогает снизить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. И, конечно же, с турбиной производительность авто будет на высоте (из-за нехватки кислорода транспортные средства теряют около 25% своей мощности). Двигатели с турбонаддувом повторно используют выхлопные газы.

Читайте также:  Замена салонного фильтра на Шевроле Круз Инструкция, Фото, Видео

Турбонаддув сегодня признан самым действенным механизмом усиления мощности двигателя внутреннего сгорания без увеличения частоты оборота его коленчатого вала и рабочего объема цилиндров. Система с турбонаддувом используется на бензиновых и дизельных двигателях, однако её максимальная действенность доказана на дизельных двигателях за счет высокой степени сжатия в двигателе и относительно невысокой частоты оборота коленчатого вала. В бензиновом двигателе турбонаддув может вызвать эффект детонации по причине резкого увеличения частоты оборотов двигателя, а также высокой температуры отработанных газов и сильного нагрева турбины.

Как турбина влияет на мощность автомобиля, преимущества турбоагрегата

Опубликовано Master в 12 марта, 2019

Если мощность автомобиля не устраивает его владельца, то её можно значительно повысить, установив турбину с компрессором. Для любителей адреналина, энергии и скорости, турбина станет именно тем решением, которое удовлетворит эти потребности. В этой статье пойдет речь о том, как турбина влияет на мощность автомобиля.

Ключевые тезисы

Что такое турбина и как она работает

Двигатель транспортного средства вырабатывает энергию из топлива, которое он сжигает. Однако двигатель способен сжигать больше топлива и вырабатывать большее количество энергии соответственно, если в его цилиндры поступает больше воздуха. Турбина с компрессором нагнетает много воздуха в двигатель, позволяя ему сжигать больше энергии и увеличивать мощность. Типичная турбина для авто способна увеличить мощность авто на целых 50%!

В турбокомпрессоре есть две ключевые составляющие – это турбина и компрессор. Когда турбина соединяется с потоком выхлопных газов и начинает вращаться со скоростью до 15 000 оборотов в минуту, это будет превышать заводскую мощность двигателя примерно в 30 раз. Вал соединяет турбину с компрессором, который также вращается. Он располагается на воздухосборнике автомобиля, и при вращении нагнетает больше воздуха в цилиндры.

Воздух в цилиндрах позволяет двигателю сжигать топливо быстрыми темпами и генерировать больше энергии соответственно. Идея использования турбины состоит в том, чтобы максимально увеличить мощность, а также повысить топливную экономичность машины и снизить выбросы углекислого газа в окружающую среду.

Турбокомпрессор небольшого размера способен повысить мощность автомобиля быстрее даже при низких оборотах двигателя, однако не обеспечивает такой же уровень мощности на более высоких скоростях.

Влияние турбины на мощность авто

Как правило, у любого двигателя неравномерные характеристики в зависимости от числа оборотов. В некоторых моторах на низких оборотах более высокая тяга, чем на высоких. Для увеличения мощности на средних и высоких оборотах ставится турбина.

Особенности автомобиля с турбиной, видео:

Благодаря турбине увеличивается нагрузка на поршневую группу. Однако на скорость машины не влияет, только на динамику разгона. Также много зависит от индивидуальных характеристик машины и стиля езды. На бензиновом двигателе ресурс турбины – около 150 000 километров, на дизельном двигателе – 250 000 км. Однако при быстрой езде ресурс механизма сокращается до 60 000-100 000 км.

Читайте также:  Маркировка поршней ваз 21213

Ни одна турбина не обходится без качественного масла, поэтому ошибочно полагать, что с турбиной будет экономия масла. Зато экономия топлива – типичный показатель авто, работающих на турбинах. Хотя и здесь не обойтись без исключения – если гонщик «топает» педалью газа и наслаждается высокой производительностью турбины, большая часть топлива теряется.

Резюмируя, перечислим главные преимущества авто с турбиной:

  • Турбодвигатель помогает расходовать меньше топлива, нежели двигатель без турбины;
  • Турбина характеризуется лучшими показателями в соотношении веса двигателя к развиваемой им мощности;
  • Механизм помогает оптимизировать другие возможности автомобиля, улучшает крутящийся момент, предотвращая переключении передач при езде в пробках;
  • Двигатель с турбиной работает тише, чем агрегат аналогичной мощности, но без турбины;
  • Авто с турбиной меньше выбрасывает вредных газов в окружающую среду;
  • Из-за высокой концентрации воздуха в цилиндрах устройства, топливная смесь сгорает полностью, что делает авто более безопасным.

Принцип работы дизельной турбины

Турбокомпрессор — это компрессор, или воздушный насос, который приводится в работу от турбины. Турбина вращается за счет использования энергии потока отработанных газов. Частота вращения турбокомпрессора дизельного двигателя находится в пределах от 1 000 до 130 000 об/мин (это значит, что лопатки турбины разгоняются почти до линейной скорости звука).

Турбина непосредственно соединяется с компрессором жесткой осью. Компрессор засасывает через воздушный фильтр свежий воздух, сжимает его и затем под давлением подает во впускной коллектор двигателя.
Чем больше воздуха подается в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, а это повышает мощность двигателя.

Теоретически существует равновесие мощностей между турбиной и компрессором турбокомпрессора. Чем большую энергию имеют отработанные газы, тем быстрее будет вращаться турбина.
Как следствие, компрессор тоже будет вращаться быстрее.

1. Всасываемый воздух
2. Ротор компрессора
3. Сжатый воздух
4. Вход отработавших газы
5. Ротор турбины
6. Выход отработавших газов

Турбина

Турбина состоит из корпуса и ротора Отработанные газы из выпускного коллектора двигателя попадают в приемный патрубок турбокомпрессора. Проходя по сужающемуся внутреннему каналу корпуса турбины, они ускоряются, и минуя «улитку» направляются к ротору турбины, который приводят во вращение.

Скорость вращения турбины определяется размером и формой канала в ее корпусе.

Корпусы турбин значительно различаются в зависимости от сферы применения. Корпус турбины двигателя грузовика может быть разделен на два параллельных канала, поэтому на ротор воздействуют два потока отработанных газов.

В турбокомпрессоры с большим объемом часто устанавливают дополнительное кольцо с направляющими лопатками. Оно облегчает создание постоянного потока отработанных газов на роторе турбины и делает возможным регулировку потока.

Корпус турбины и ротор отливаются из сплава с высокой термостойкостью.

На оси жестко крепится ротор турбины. Материал оси отличается от материала, используемого для ротора турбины.
Сборка этого соединения осуществляется следующим способом:

Читайте также:  Как добраться до автовокзалов от ЖД вокзала Челябинска и обратно

Ось и ротор, вращающиеся в противоположных направлениях на очень большой скорости, прижимают друг к другу.

Выделяющееся при трении тепло сплавляет их друг с другом, образуя неразъемное соединение.

Ось в месте соединения пустотелая. Эта пустота затрудняет передачу тепла от ротора турбины к ее оси. На оси со стороны турбины имеется углубление, в котором располагается уплотнительное кольцо.

Рабочая поверхность радиальных подшипников упрочняется и полируется.

На более тонкий конец оси устанавливается ротор компрессора; там имеется резьба, на которую навинчивается предохранительная гайка для закрепления ротора.

После того, как ось изготовлена, она должна быть отбалансирована с максимально возможной точностью, прежде чем она будет установлена в корпус.

Компрессор

Компрессор состоит из корпуса и ротора
Размеры компрессора определяются количеством воздуха, требуемого для двигателя, и скоростью вращения турбины. Ротор компрессора жестко закреплен на оси турбины и, следовательно, вращается с той же скоростью, что и ротор турбины.

Лопатки ротора компрессора, изготавливаемые из алюминия, имеют такую форму, что воздух засасывается через центр ротора. Всасываемый таким образом воздух направляется к периферии ротора и при помощи лопаток отбрасывается на стенку корпуса компрессора.
Благодаря этому воздух сжимается и через впускной коллектор попадает в двигатель.
Корпус компрессора также изготовлен из алюминия.

Корпус подшипников

Смазка турбокомпрессора производится от системы смазки двигателя:

  • Корпус оси образует центральную часть турбокомпрессора, расположенную между турбиной и компрессором
  • Ось вращается в подшипниках скольжения
  • Моторное масло по каналам проходит между корпусом и подшипниками, а также между подшипниками и осью

    Примечание: В настоящее время появились конструкции, в которых подшипник неподвижен, а ось вращается в масляной ванне. В таких конструкциях масло не только служит для смазки оси, но и охлаждает подшипники с корпусом.

    Для уплотнения турбокомпрессора с двух сторон устанавливаются маслоотражательные прокладки и уплотнительные кольца. Но, несмотря на то, что эти кольца помогают избежать утечек масла, они в действительности не являются уплотнительными прокладками. Их нужно рассматривать как элемент, затрудняющий утечку воздуха и газов между турбиной, компрессором и корпусом оси.

    В обычном режиме работы турбокомпрессора давление в турбине и компрессоре больше давления в корпусе оси.
    Часть газов из турбины и часть воздуха, сжатого в компрессоре, попадают в корпус оси и вместе с моторным маслом по сливному маслопроводу проходят в масляный картер двигателя.

    Все масляные уплотнения динамического типа, т.е. работают на принципе разности давлений:

  • Уплотнительное кольцо вращается с той же скоростью, что и ось. Благодаря имеющимся в нем трем отверстиям создается противодавление маслу
  • Внутренняя часть корпуса оси на уровне кольца имеет сложную герметическую форму для предотвращения просачивания масла к компрессору

  • Ссылка на основную публикацию
    Трубная резьба основные разновидности и их отличия
    Трубная резьба виды, размеры, ГОСТы, таблицы резбь Резьба встречается нам часто и видов ее много. Например, на крепеже — болтах,...
    Травление металла в домашних условиях; этапы гравировки металла
    Чернение латуни в домашних условиях раствор Чернение латуни проводится для того, чтобы придать металлическим предметам состаренный вид. Так они будут...
    Травление металла ножа в домашних условиях, рисунка своими руками солью, хлорным железом – что это т
    Химическое травление металла в домашних условиях, травление рисунка Удаление части поверхностного слоя металлического изделия с помощью химической реакции называют травлением....
    Трубная резьба размеры дюйма в мм, таблица ГОСТ с диаметрами и шагом
    Дюймовая резьба таблицы, размеры, шаг, обозначение, ГОСТ Резьбовые соединения получили весьма широкое распространение. Дюймовая резьба чаще всего используется при изготовлении...
    Adblock detector