Как работает
Стоит отметить, что принцип работы турбины на бензиновом двигателе такой же, как и на дизельном. Во время работы ДВС вырабатываются выхлопные газы. Они поступают в корпус (горячую часть улитки), где двигаются по лопаткам турбинного колеса. Последнее раскручивается до невероятных скоростей – 100 и более тысяч оборотов в минуту. Поскольку турбинное колесо жестко соединено с валом, крутящий момент передается на вторую холодную часть турбины. Та, в свою очередь, начинает захватывать кислород из атмосферы. Он проникает внутрь после того, как пройдет через фильтр. Далее воздух под давлением попадает во впускной коллектор, где смешивается с топливом и проникает в камеру сгорания. В качестве материалов для корпуса турбины используются жаропрочные марки стали и железоникелевый сплав.
Производительность компрессора зависит от ее формы и габаритных размеров. Чем больше ее диаметр, тем больше воздуха засасывается во впускной коллектор. Но нельзя постоянно увеличивать размеры компрессора. Это может привести к турбозадержке. Малая турбина раскручивается значительно быстрее до номинальной скорости. Но на пике имеет меньшую производительность. Поэтому размеры и форма элемента подбираются строго индивидуально для каждого ДВС. Нельзя установить агрегат от бензинового авто на дизельный, и наоборот. Хоть и имеет одинаковый принцип работы турбина, действовать она будет иначе на разных авто.
Важный момент: для регулирования давления наддува в конструкции предусмотрен специальный перепускной клапан. Он имеет пневматический привод, а управляется ЭБУ двигателя.
Особенности ремонта
Как только демонтаж завершен, можно делать ремонт. Для этого под рукой должен быть специальный ремкомплект, где есть все необходимое – вкладыши, метиз, сальники и кольца.
Проверьте качество фиксации номинальных вкладышей. Если они болтаются, то их нужно проточить и провести балансировку вала.
При этом вкладыши желательно хорошо почистить и смазать моторным маслом.
Стопорные кольца, расположившейся внутри турбины, необходимо установить в картридж. При этом проследите, чтобы они оказались на своем месте (в специальных пазах).
После этого можно монтировать вкладыш турбины, предварительно смазав его маслом для двигателя. Фиксация вкладыша производится стопорным кольцом.
Следующий шаг – монтаж компрессорного вкладыша, после чего можно вставлять хорошо смазанную втулку.
Далее надевайте на нее кольцо пластину и хорошенько затяните болтами (без фанатизма).
Установите грязезащитную пластину (крепится с помощью стопорного кольца) и маслосъемное кольцо.
Остается только вернуть на место улитки. Вот и все.
В данной статье указан общий алгоритм работ по разборке и сборе турбины. Безусловно, в зависимости от типа последней, частично данный алгоритм будет изменен, но общих ход работ будет идентичный.
Ну а если выявлена серьезная поломка, то лучше сразу заменить старую турбины на новую.
Как работает
Стоит отметить, что принцип работы турбины на бензиновом двигателе такой же, как и на дизельном. Во время работы ДВС вырабатываются выхлопные газы. Они поступают в корпус (горячую часть улитки), где двигаются по лопаткам турбинного колеса. Последнее раскручивается до невероятных скоростей – 100 и более тысяч оборотов в минуту. Поскольку турбинное колесо жестко соединено с валом, крутящий момент передается на вторую холодную часть турбины. Та, в свою очередь, начинает захватывать кислород из атмосферы. Он проникает внутрь после того, как пройдет через фильтр. Далее воздух под давлением попадает во впускной коллектор, где смешивается с топливом и проникает в камеру сгорания. В качестве материалов для корпуса турбины используются жаропрочные марки стали и железоникелевый сплав.
Производительность компрессора зависит от ее формы и габаритных размеров. Чем больше ее диаметр, тем больше воздуха засасывается во впускной коллектор. Но нельзя постоянно увеличивать размеры компрессора. Это может привести к турбозадержке. Малая турбина раскручивается значительно быстрее до номинальной скорости. Но на пике имеет меньшую производительность. Поэтому размеры и форма элемента подбираются строго индивидуально для каждого ДВС. Нельзя установить агрегат от бензинового авто на дизельный, и наоборот. Хоть и имеет одинаковый принцип работы турбина, действовать она будет иначе на разных авто.
Важный момент: для регулирования давления наддува в конструкции предусмотрен специальный перепускной клапан. Он имеет пневматический привод, а управляется ЭБУ двигателя.
В чем разница между турбокомпрессором и турбонагнетателем (турбонаддув)?
Турбокомпрессоры и турбонагнетатели работают аналогичным образом. Функция их проста: сжатие всасываемого воздуха и подача его в камеру сгорания двигателя. Но, несмотря на одинаковый смысл работы между двумя видами турбин, существуют отличия.
Главное отличие двух видов турбин это система их питания.
Турбокомпрессор получает питание от ременного привода, который передает крутящий момент двигателя на турбину, точно также, как силовой агрегат передает с помощью ремней и роликов крутящий момент на электрический генератор автомобиля, который заряжает аккумуляторную батарею. То есть, по сути, турбокомпрессор питается от электричества.
Что касаемо турбонагнетателя или турбонаддува, то этот вид турбин работает от выхлопных газов. Как мы уже сказали выше, после нагнетания кислорода он подается под давлением в камеру сгорания увеличивая крутящий момент двигателя и его мощность.
1 Преимущества и недостатки механического нагнетателя
Выбор большинства специалистов в области тюнинга падает на компрессор не зря. Дело в том, что монтаж объемного нагнетателя воздуха с механическим приводом является самым простым способом существенно увеличить мощность двигателя автомобиля с минимальной его доработкой. Этого нельзя сказать об , для выполнения которой требуется тщательная промывка магистралей вентиляционной системы, демонтаж фильтров и карбюратора машины. Привод объемного нагнетателя воздуха с механическим приводом осуществляется непосредственно от коленвала автомобиля, благодаря чему компрессор начинает закачивать воздух в цилиндры уже при минимальных оборотах. Большинство компрессоров из-за особенностей своей конструкции не нуждаются во вмешательстве в штатную смазочную и охлаждающую систему. Работая, механический нагнетатель не нагревает выпускной коллектор, тем самым не увеличивая температуру под капотом автомобиля. Все эти факторы, бесспорно, относятся к достоинствами компрессоров.
Наряду с преимуществами, нагнетатель воздуха имеет и недостатки. К ним относится снижение КПД двигателя, так как на привод компрессора затрачивается 10-15% от всей мощности мотора. В некоторых случаях такое оборудование занимает много места под капотом и требует специального шестеренчатого привода. Помимо того, старые модели нагнетателей имеют свойство издавать много шума в процессе работы.
Механический нагнетатель можно установить двумя способами: экспериментальным, или приобрести готовый Кит-комплект. Чтобы понять, какой метод подойдет именно вам, рассмотрим каждый из них по отдельности.
Что представляет собой турбояма?
Выражаясь простым языком, турбоямой можно назвать провал, возникающий во время наращивания двигателем автомашины оборотов из-за инерционных явлений турбоустановки. На практике это выглядит очень просто: водитель нажимает на газ, желая увеличить скорость, но его автомобиль начинает разгон не сразу, а лишь спустя некоторые доли секунды. Этот скачок оборотов и принято называть турбоямой.
Дело в том, что нажимая на акселератор, автолюбитель подает увеличенное количество горючего. Если закачивающаяся в двигателе смесь будет недостаточно богата кислородом, то она будет прогорать не полностью, вызывая одновременное падение мощностных характеристик силового агрегата. Чтобы этого не происходило, мотор оборудуется турбокомпрессором, который призван «разбавлять» увеличенное количество горючего дополнительным воздухом. Такая турбо-система представляет собой пару крыльчаток, прикрепленных к общему валу, однако разграниченных отдельными камерами. Ведущая крыльчатка приводится в действие благодаря поступающему потоку выхлопных газов, а вращение происходит из-за передачи поступающих вращательных импульсов от первой крыльчатки, посредством жесткого соединения с общим валом. Она тоже приводится в действие, главная задача которой состоит в нагнетании воздушного потока, подаваемого в цилиндры двигателя.
Как установить турбину на ниву
Один из популярных запросов в интернете – это установка турбины на ниву. И неспроста эта тема так востребована, турбирование ВАЗов, в частности Нивы – очень популярный вид тюнинга, цель которого является повышение мощности.
Установка турбины на ниву не сказать, что очень сложный процесс, но и далеко не легкий. Если есть знания, опыт ремонта и хороший набор инструментов, то, в принципе, установить турбину можно и самому, в этом поможет данная статья. Если же нет уверенности в правильности самостоятельной установки, то лучше доверить это дело профессионалам, обсудив с ними бюджет и желаемый результат.
Нива – отличный автомобиль в плане езды по бездорожью, он имеет отличную компоновку и углы съезда, но в нём есть существенный недостаток – это его двигатель, точнее его мощность. Стандартный нивовский 1.7-литровый инжекторный мотор выдает всего 81 л. с, и небольшой крутящий момент. При езде по серьезному бездорожью мощности очень не хватает, и там, где конструкция автомобиля позволяет проехать, может не вытянуть мотор. Потому, ниве, больше всего из всех детищ АвтоВАЗа нужен турбонаддув.
Лада 4х4 является одним из самых бюджетных внедорожников, потому, чаще всего, бюджет владельца на доработки не слишком велик. Хочется сделать всё «дешёво и сердито». Но есть и другие ситуации, когда главная цель сделать из Нивы мощный шоукар. Обе ситуации будут рассмотрены и описаны основные задачи по установке турбины.
В этом случае увеличить мощность в несколько раз не получится, на то это и минимальный бюджет. Ожидаемая прибавка будет около 30-50%, чего в принципе и не мало, это позволит намного увереннее себя чувствовать на бездорожье и в городском потоке.
Минимальные затраты предполагают покупку дешевой турбины, тут есть два варианта, либо турбина от ЗИЛа (Бычка) либо китайская, покупается через интернет. КПД этих двух вариантов нельзя назвать высокими, да и надувать они начинают больше 4 тысяч оборотов, что не есть плюсом. Но, свои деньги они отрабатывают полностью. Также нужно купить китайский датчик давления, который устанавливается в салоне и показывает величину наддува.
Также нужно будет купить или изготовить выпускной турбо коллектор, чтобы собственно к нему крепить горячую часть турбины. Выхлопную магистраль желательно заменить, для лучшего КПД, на 55-и миллиметровую, если бюджет позволяет. Стандартные форсунки будут загружены полностью примерно на 120 л.с, потому, если предполагается получение большей мощности, нужно менять родные форсы на волговские. В список деталей для покупки еще допишутся впускные трубы, силиконовые соединители, хомуты и более производительный бензонасос.
Работа включает в себя не только установку турбины и подключение её к впуску, но и создание системы смазки самой турбины моторным маслом. Для этого в поддон вваривается трубка, к которой и крепится шланг слива масла с турбины. Подачу масла можно организовать из тройника датчика давления масла в блоке. Охлаждается турбина антифризов, для этого она врезается в штатную систему охлаждения параллельно, с помощью тройников.
Еще необходимо будет понизить степень сжатия путем установки более толстой прокладки ГБЦ, и расточки каналов самой ГБЦ. Это стоит сущие копейки, а конечный результат улучшит значительно.
Поршневая группа, ресивер, распредвал, дроссельный узел и другие элементы остаются штатными, ведь это ультрабюджет. Собирается вся эта система умелыми руками за один день. После сборки необходима прошивка онлайн, и проект «поедет», поедет на свои деньги. Весь бюджет, включая настройку, не превышает 100 тысяч рублей.
Конечно, такой способ нельзя назвать правильным, ведь много чего не доработано или не установлено, но, тем не менее, вариант имеет право на существование, тем более, что машин с такой вариацией установки турбо ездит много.
Мощность, которую можно получить с вазовским двигателем на ниве, составляет порядка 400 л.с. Это высокий показатель, при котором повседневная эксплуатация автомобиля становится некомфортной, создается такой проект только для соревнований.
Когда предполагается повышение мощности на ниве в несколько раз, в отличии от стандарта, то нужно позаботиться о тормозной системе, которая в стоке очень слабая. Доработка тормозной системы включает в себя установку передних тормозных дисков 15 диаметра и установку задних дисковых тормозов, взамен барабанных.
Труды Густава Лаваля
Первым создателем турбины на пару стал Густав Лаваль, изобретатель родом из Швеции. Бытует мнение о том, что к конструированию такого механизма его привело желание обеспечить собственноручно сделанный сепаратор для молока механическим действием, выполняющимся без прямого вмешательства человеком. Двигатели тех времен не позволяли создавать необходимую скорость вращения.
Рабочим телом в машине Лаваля послужил пар. В 1889 году он сделал дополнение сопла турбин, на которые поставил конические расширители. Его труд стал инженерным прорывом, и это ясно, ведь анализ величины нагрузки, которую оказывали на рабочее колесо, показывает, что она была сверхсильной. Такое воздействие даже при малейшем нарушении привело бы к сбою в удержании центра тяжести и вызвало бы незамедлительное возникновение неполадок в работе подшипников. Избежать такой проблемы изобретатель смог при помощи использования тонкой оси, прогибающейся при вращении.
Признаки неисправностей
Изготовление турбины – это достаточно трудоемкий процесс, несмотря на кажущуюся простоту ее конструкции. Производителями агрегата приходится вымерять его размеры до долей миллиметра.
Прежде чем осуществлять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо провести предварительную диагностику.
Любые ошибки в ходе восстановления ткр приводят к резкому удорожанию работ ввиду высокой стоимости агрегата. Для выявления неисправностей и их устранения потребуется помощь опытного специалиста. Однако можно провести диагностику мотора самостоятельно. На наличие проблем с двигателем могут указать следующие признаки неисправности турбины:
- Выхлопные газы приобрели черный, сизый или синеватый оттенок.
- Мотор начал сильно шуметь в разных режимах работы.
- Температура двигателя регулярно достигает высоких отметок (наблюдается перегрев).
- Силовая установка стала потреблять заметно больше топлива и масла.
- Появление четких хлопков во время работы мотора, свиста или глухого гула.
- Снижение динамики автомобиля вследствие уменьшения уровня тяги. На низких оборотах силовой агрегат работает нестабильно.
- Появление запаха масла.
Паровая турбина
Принцип работы ее немного иной. Пар, который образуется в котле, под давлением попадает на крыльчатку турбины. Последняя совершает обороты, тем самым, вырабатывая механическую энергию. Обычно такая турбина соединена с генератором и применяется на электростанциях. Благодаря механической энергии, генератор производит электричество. Мощность таких агрегатов может достигать 1000 МВт.
Однако данный показатель существенно зависит от перепада давления пара на входе и выходе. Также подобные турбины применяются для привода питательного насоса, на кораблях и судах с ядерной установкой. Что касается военных кораблей, здесь применяется газовая турбина. Принцип работы ее заключается в следующем. Газ поступает через сопловой аппарат компрессора в область низкого давления. При этом он расширяется и ускоряется. Затем поток газа двигает лопатки турбины. Последние передают усилия на вал через диски. Таким образом создается полезный крутящий момент.
Возможно ли в автомобиле отремонтировать турбину?
На первых этапах развития турбированных двигателей в случае выхода турбокомпрессоров из строя, водителям приходилось приобретать новую турбину, так как ремонту они не подлежали. Но благодаря развитию технологий автопроизводители все-же научились производить турбокомпрессоры, которые в наши дни подлежат частичному ремонту с помощью специальных для этого ремкомпектов.
К большому сожалению друзья, произвести ремонт турбины самостоятельно у вас не получится. Помните о том, что ремонт турбокомпрессоров должен выполняться только квалифицированным персоналом, которые должны помимо своего опыта иметь еще и специальные инструменты с оборудованием.
Принцип работы турбинного двигателя на автомобиле
В зависимости от устройства и принципа действия ДВС бывают:
- атмосферными;
- турбированными.
Разница между ними заключается в том, что в систему турбонаддува входит компрессор, интеркулер, регулятор давления наддува и пр. Основным элементом является турбокомпрессор, который отвечает за повышение давления в системе впуска воздуха. Интеркулер необходим для охлаждения воздуха и увеличения его плотности.
Система находится под управлением регулятора наддува – перепускного клапана, который контролирует давление газов. Ограничивая их количество, клапан создает оптимальное давление в системе.
Турбокомпрессор функционирует следующим образом:
- Пройдя сквозь воздушный фильтр, воздух достигает входного отверстия.
- Воздух сжимается, процент содержания в нем кислорода повышается; за счет нагрева воздуха уменьшается его плотность.
- Воздушная масса выходит из турбинного компрессора, попадает в интеркулер, где охлаждается.
- Через дроссель и впускной коллектор сжатый воздух попадает в цилиндры двигателя.
- Часть образовавшихся при работе двигателя выхлопных газов подается турбиной обратно в коллектор турбины; за счет этого воздушного потока приводится в движение вал, на одном из концов которого находится компрессор.
- После этого воздух начинает повторно сжиматься.
Бензиновые и дизельные турбинные двигатели на автомобилях практически идентичны, разница заключается только в уровне наддува. Для дизельных ДВС необходимо большее давление, в связи с этим они комплектуются более мощными нагнетателями воздуха. Бензиновым двигателям достаточно нагнетателей меньшей мощности, поскольку излишнее давление в камере сгорания может привести к детонации.
-
Бензиновый турбинный двигатель на автомобиле представляет собой ДВС с искусственно увеличенным благодаря турбине уровнем сжатия воздуха в камерах. За счет повышения этого параметра увеличивается мощность мотора и ряд других характеристик.
Создав самый первый силовой агрегат, инженеры начали попытки увеличения его мощности без значительного изменения объема мотора. Казалось бы, решить эту задачу очень просто, позволив ДВС более эффективно «дышать». Дополнительный объем воздуха, поступающий в цилиндры принудительно, под давлением, способен улучшить параметры сгорания топливовоздушной смеси.
За счет большего объема воздуха топливо может прогорать полностью, тем самым повышая мощность. Однако внедрение новых технологий происходило медленно. Изначально турбокомпрессоры устанавливались только на большие двигатели кораблей и авиации.
- Турбодизельные агрегаты имеют практически аналогичное строение. Разница между бензиновым и дизельным турбинным двигателем на автомобиле заключается в наличии интеркулера – узла, охлаждающего воздух перед его поступлением в цилиндры. Так как холодный воздух имеет меньший объем по сравнению с теплым, он может поступить в цилиндры в большем количестве.
Характеристики турбины:
A\R корпуса турбины — Аббревиатура «A/R» (от англ. «Area/Radius», т. е. «площадь/радиус») служит для описания геометрической характеристики корпусов компрессора и турбины. Это отношение площади сечения впускного (или выпускного, в случае с корпусами компрессора) канала к расстоянию от центра вала турбины до центра сечения этого канала (радиус).
Соблюдается соотношение A1 / R1 = A2 / R2 = A3 / R3 = A4 / R4 = A5 / R5 = A6 / R6
Параметр A/R по-разному влияет на производительность компрессора и турбины.
A/R компрессора – производительность компрессора сравнительно слабо зависит от изменения параметра A/R. Корпуса с большим значением A/R иногда применяются для оптимизации производительности систем с низким уровнем наддува, а корпуса с меньшим значением A/R применяются для систем с высоким уровнем наддува. Однако в связи с тем, что влияние A/R на производительность компрессора не велико, значение A/R у большинства компрессорных корпусов почти не отличается.
A/R турбины – производительность турбины находится в сильной зависимости от изменения параметра A/R, поскольку он определяет пропускную способность крыльчатки турбины.
При меньшем значении A/R повышается скорость отработавших газов, направляемых в турбинное колесо. Это способствует увеличению отдачи турбины на малых оборотах двигателя, что позволяет ускорить реакцию турбины на повышение оборотов. Однако при небольшом значении A/R воздух попадает в крыльчатку турбины по более пологой траектории, что уменьшает максимальную пропускную способность турбинного колеса. В результате возрастает противодавление отработавших газов, а это приводит к ухудшению «продувки» двигателя на максимальных оборотах и негативно сказывается на пиковой мощности двигателя.
При большем значении A/R, напротив, скорость потока выхлопа снижается, а реакция турбины на повышение оборотов замедляется. В корпусе с большим значением A/R поток входит в крыльчатку турбины по более радиальной траектории, и эффективная пропускная способность крыльчатки возрастает, что приводит к снижению противодавления выхлопа и повышению мощности двигателя на высоких оборотах.
Индюсер (Inducer) – это диаметр той части колеса крыльчатки, в которую воздух входит.
Эксдюсер (Exducer) – диаметр крыльчатки, откуда воздух выходит.
Trim этим термином обозначается соотношение площадей индюсера и эксдюсера компрессорного или турбинного колеса.
Trim рассчитывается по формуле: Trim = ( inducer² / exducer² ) * 100
Например, для Garrett GT2860R имеется компрессорное колесо с эксдюсером 60,0 мм и индюсером 47,0 мм.
Значит Trim = ((47*47) / (60*60)) *100 = 61,3
От Trim крыльчатки турбины и компрессора зависит ее производительность. Чем больше значение Trim, тем больший поток воздуха проходит через крыльчатку за единицу времени, и тем больше воздуха будет поступать в цилиндры двигателя.
Характеристики стандартного турбокомпрессора собираются в единый график, который называется турбокарта. Каким образом читать турбокарты смотрите в отдельной статье.
Как влияет неисправная турбина на работу двигателя автомобиля
Многие считают, что небольшой агрегат в виде турбины при выходе из строя вряд ли окажет сильное негативное влияние на работу двигателя, однако это не совсем так. Очень частой причиной поломки турбины является низкое масляное давление либо плохое его качество. Падение давления часто обусловлено сильным загрязнением масляного фильтра или плохим его качеством, а так же как результат применения метода «промывка пятиминутка».
С учетом больших оборотов турбины, а также постоянного воздействия высоких температур, а именно это и есть нормальные рабочие условия, даже незначительное и кратковременное падение давления в масляной системе может вызвать поломку подшипника оси турбины. При его сильном износе увеличивается радиальный зазор, а этот люфт приводит к повреждению и выходу из строя сальников.
С разрушенными сальниками нет должной герметичности, а соответственно масло беспрепятственно попадает в коллектор двигателя. Параллельно этому давление масла в подшипниках оси турбины еще сильнее падает, что приводит к еще большим повреждениям этого узла.
Горячий выхлопной газ проходит через разбитые элементы и попадает во внутреннее пространство подшипников, где повышает температуру до такой степени, что все смазочные материалы полностью выгорают. Это ведет к полному разрушению самого подшипника. Он перестает выполнять свою функцию, что влечет поломку лопастей турбины, обломки которой остаются внутри агрегата.
Качество смазки элементов турбины очень сильно зависит от масляного насоса двигателя. Даже не очень продолжительная работа агрегата в таком режиме оставит двигатель автомобиля без смазочных материалов. А что будет с двигателем при работе без масла объяснений не требует.
Во избежание подобных неприятных ситуаций, важно помнить основные признаки неисправности и выхода из строя турбокомпрессора
Если вовремя не обратить внимание на эти симптомы и не принять соответствующие меры, то звук характерного скрежета лопастей, трущихся о внутренний корпус турбины, который ведет к еще большим проблемам, не заставит себя долго ждать. При появлении хоть какого-нибудь намека на неисправность, лучше незамедлительно обратиться к специалистам автосервиса или СТО
2 Экспериментальный метод монтажа компрессора
Для того чтобы установить нагнетатель воздуха с механическим приводом экспериментальным способом, необходимо самостоятельно определить состояние двигателя, требующего улучшения. Для того чтобы получить более четкую картину, от вас потребуется:
- точно рассчитать, каким образом будут обеспечены крепежи, и как будет осуществляться привод компрессора (шестеренки, натяжной ролик или ремень);
- своими силами определить производительность системы подачи топлива машины;
- произвести подсчеты необходимых доработок ДВС (к примеру, снижение показателей сжатия)
- приобрести и суметь установить своими руками бай-пасную заслонку или бай-пасный клапан;
В зависимости от типа выбранного нагнетателя воздуха количество параметров для подсчета может увеличиваться.
Недостатки экспериментального метода монтажа очевидны: большая стоимость и сложность проекта. Этот метод требует услуг специалистов, способных подобрать детали компрессора для установки нагнетателя.
Единственным большим плюсом экспериментального метода является эксклюзивность автомобиля, полученного в итоге.
Турбонагнетатели: плюсы и минусы
Принцип действия обычных компрессоров, которые приводятся в движение ременной или кривошипно-шатунной передачей в том, что устройство и принцип действия таких устройств потребляют энергию двигателя. На двигатель создается дополнительная нагрузка.
Турбонагнетатели используют дармовую энергию. Такой принцип действия почти идеальный, так как отработанные газы попросту выбрасываются, а здесь они еще служат приводом ротора и сидящих на нем колес.
Турбонаддув может получить развивать мощность до 300 лс с одного литра объема.
Двигатель с установленным турбонагнетателем (турбонаддувом) может развивать мощность на 40% больше, чем ДВС без него. К тому же, турбированные движки намного экономичнее. У ДВС без турбонагнетателя низкий КПД из-за потери на трение и низкой тепловой эффективности.
Соответственно, при увеличении объема двигателя без турбированного наддува, коэффициент полезного действия еще ниже. Турбированные моторы с малым объемом эффективнее ДВС с большим объемом.
Недостатки турбонагнетателей
При эксплуатации этого устройства появляется, так называемый, эффект турбоямы. Так привод осуществляется без механического соединения с валом двигателя, а за счет физического воздействия газов, то иногда появляется несоответствие в работе турбонаддвува и самого двигателя. То есть, мощность, которую задает водитель нажатием на педаль газа не соответствует мощности компрессора. Такие проблемы в работе составных устройств мотора можно выявить, если делать диагностику авто через ноутбук.
У турбонагнетателей есть еще такие недостатки, которые присущи обычным компрессорам. Чтобы их работа была максимально эффективной, они должны вращаться на максимальной скорости. К тому же, при таком режиме работы температура некоторых деталей доходит до 1000 С, также есть сложность в смазке и отведении тепла.
Высокие температуры уменьшают качество смазки и создают очень горячий поток входящего воздуха. Охлаждение нагнетаемого воздуха — острый вопрос.
Для обеспечения эффективного охлаждения подбирается интеркулер с особой тщательностью по данным режима работы устройства.
В конструкции устройства турбонагнетателя, как и любом другом нагнетающем устройстве, должен быть вмонтирован спускной клапан (стравливающий избыточное давление). С турбиной немного сложнее. В турбине, помимо, отслеживания избыточного давления наддува нужно еще перепускать отработанные газы, чтобы обеспечить снижения излишнего давления во впускном коллекторе для исключения образования чрезмерно высокой скорости вращения ротора при больших оборотах ДВС.
Для увеличения ресурса эксплуатации турбонаддува, турбине надо дать остыть на холостом режиме работы мотора после работы на очень высоких оборотах. Достаточно дать поработать на холостых оборотах несколько минут, затем мотор можно заглушить.
Для удобства водителям, создан специальный турботаймер. Турботаймер — электронное устройство, которое после выключения замка зажигания, позволяет мотору еще некоторое время работать, чтобы эксплуатировать турбонагнетатель в щадящем режиме и не сломать его. Его можно запрограммировать на определенное время или сделать, чтобы работал в зависимости от температуры нагрева двигателя.
Если турботаймера нет, то водителю надо самостоятельно ждать несколько минут на холостом ходу и не глушить мотор сразу.
Преимущества комплекта турбо для Нивы
Комплект турбо, установленный на базовый мотор Шевроле Нивы, значительно улучшает «поведение» автомобиля в различных дорожных условиях.
Оснащение Нивы турбокомплектом значительно меняет эксплуатационные качества автомобиля:
- Повышаются динамические характеристики благодаря приросту мощности на 30% и выше.
- Мощность базового силового агрегата возрастает до 105-120 л. с.
- Максимальный крутящий момент движка увеличивается д о170 Нм, причем прирост наблюдается практически во всем диапазоне оборотов. Для сохранения ресурса двигателя максимальный крутящий момент не превышает технических условий, установленных производителем.
- Мотор становится более экономичным из-за повышения КПД и увеличения крутящего момента, особенно на низких оборотах.
- Не меняются требования к топливу — движок по-прежнему «потребляет» 95-й бензин.
- Из-за возросшей мощности появляется возможность установки дополнительного оборудования и колес большего диаметра.
- Понижаются акустические шумы при работе двигателя, что повышает комфортность поездок.
- Повышается экологичность автомобиля из-за снижения объема вредных веществ в выхлопе двигателя.
Форсирование движка в виде установки на Шеви Ниву готового турбокита также имеет свои преимущества над другими способами увеличения мощности:
- Турбонаддув полностью готов к монтажу и имеет полную инструкцию по установке. Нет необходимости в поиске и приобретении отдельных деталей комплекта.
- Монтаж турбины не требует большого объема работ и может быть выполнен в любом автосервисе. При наличии достаточных навыков ремонта и знаний устройства автомобилей с ним может справится и сам владелец.
- Установка турбокита не требует внесения изменений в конструкцию мотора — увеличения хода поршней или диаметра цилиндров путем «расточки» и т. д. Также не понадобится и значительное переоборудование моторного отсека автомобиля.
Все это делает установку турбины на мотор достаточно простым и эффективным способом повышения мощности мотора по сравнению с другими вариантами.
Где используется
В основном, такой агрегат можно встретить на современных автомобилях. Но используется данный нагнетатель не на всех ДВС. Сдерживающим фактором применения турбины на бензиновых моторах является высокая степень детонации. Она связана с увеличением частоты вращения ДВС и огромной температурой выхлопных газов (до тысячи градусов). Ввиду этого часто используется турбина на дизельном двигателе. Принцип работы такого ДВС несколько иной. Здесь меньший риск детонации, а температура газов не превышает 600 градусов. Особенно часто компрессоры встречаются на коммерческом транспорте. Невозможно представить современный автобус или магистральный тягач, не оснащенный такой турбиной. Если говорить о марках, то турбина устанавливается на следующие авто:
- «Фольксваген».
- «Мерседес».
- «Вольво».
- «Мазда».
- «Ауди».
- «Рено».
- «Тойота».
Есть и другие сферы, где применяется подобный элемент. Например, это электростанции и ДВС кораблей. Но здесь используется уже паровая турбина, принцип работы которой мы рассмотрим немного позже.
Заключение
Дурной славе 1.4 TSI и 1.2 TSI обязаны семейству ЕА111. Более поздние ЕА2111 пока избежали неудач предшественника. Сегодня, в эпоху «охоты на дизельные двигатели», объявленной в Европе, они представляют собой действительно интересную альтернативу.
Версия / мощность |
Код |
Объем (см3) |
Наддув |
Привод ГРМ |
Популярные модели |
EA111 – 1.2 TSI (TFSI) 8V (2009-2015) |
|||||
1.2 / 86-90 л.с. |
CBZA, CBZC |
1197 |
турбина |
цепь |
Skoda Fabia II, VW Polo V |
1.2 / 105 л.с. |
CBZB |
1197 |
турбина |
цепь |
Seat Ibiza IV, Audi A3 8P |
EA111 – 1.4 TSI (TFSI) 16V (2009-2015) |
|||||
1.4 / 122 л.с. |
CAXA, CNVA |
1390 |
турбина |
цепь |
Skoda Octavia II, VW Passat B6, Tiguan I, Golf VI |
1.4 / 125 л.с. |
CAXC, CZCA |
1390 |
турбина |
цепь |
Audi A3 8P и A1 8X, Seat Leon II, Skoda Superb II |
1.4 / 140 л.с. |
BMY |
1390 |
турбина + компрессор |
цепь |
VW Touran I, VW Golf V |
1.4 / 150 л.с. |
BWK, CAVA, CDGA*, CAVF, CTHA |
1390 |
турбина + компрессор |
цепь |
VW Touran I, Passat B7*, Sharan II, Seat Ibiza III FR |
1.4 / 160 л.с. |
CAVD, CTHD, CKMA |
1390 |
турбина + компрессор |
цепь |
VW Tiguan I, Passat B7, CC, Scirocco, Golf VI |
1.4 / 170 л.с. |
BLG, CAVB |
1390 |
турбина + компрессор |
цепь |
VW Golf V GT, Golf VI, Touran I |
1.4 / 180 л.с. |
CAVE, CTHE |
1390 |
турбина + компрессор |
цепь |
Skoda Fabia II RS, VW Polo V GTI, Seat Ibiza IV Cupra |
1.4 / 185 л.с. |
CAVG, CTHG |
1390 |
турбина + компрессор |
цепь |
Audi A1 8X |
EA211 – 1.2 TSI (TFSI) 16V (2012-2018) |
|||||
1.2 / 86 л.с. |
CJZB |
1197 |
турбина |
ремень |
VW Golf VII, Seat Leon III |
1.2 / 90 л.с. |
CJZC, CYVA |
1197 |
турбина |
ремень |
Skoda Fabia II, VW Polo V |
1.2 / 105 л.с. |
CJZA |
1197 |
турбина |
ремень |
Audi A3 8V, Skoda Octavia III |
1.2 / 110 л.с. |
CJZD, CYVB |
1197 |
турбина |
ремень |
Skoda Rapid, VW Touran II |
EA211 – 1.4 TSI (TFSI) 16V (с 2012 года) |
|||||
1.4 / 110-115 л.с. |
CPWA (110 л.с.)*, CZCC |
1395 |
турбина |
ремень |
VW Golf VII Seat Leon III |
1.4 / 122-125 л.с. |
CMBA, CZCA, CZDB |
1395 |
турбина |
ремень |
Audi Q3, VW Passat B8 |
1.4 / 140 л.с. |
CHPA, CPTA** |
1395 |
турбина |
ремень |
Audi A3 8V, Skoda Octavia III |
1.4 / 150 л.с. |
CZDA, CVNA |
1395 |
турбина |
ремень |
Audi A4 B9, VW Tiguan II |
1.4 / 150 л.с. ACT/COD |
CZEA** |
1395 |
турбина |
ремень |
Audi Q2, Seat Ateca, Skoda Kodiaq, Superb III |
* — версия, работающая на газе ** — с отключением цилиндров |