Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Турбонагнетатель. Пристрій і принцип роботи

  1. Принцип роботи
  2. Плюси і мінуси
  3. Механічні нагнітачі або турбонагнетатели?

Що таке турбонагнетатель? Це компресор, покликаний нагнітати повітря, але його привід здійснюється не від коленвала через ремінну передачу, а використовуючи енергію відпрацьованих газів. Розглянемо пристрій і принцип роботи турбонагнетателей.

Принцип роботи

Робота турбонагнетателя гранично проста. Вихлопні гази, проходячи в турбіну, приводять в обертання ротор. Колесо відцентрового компресора жорстко закріплено на осі ротора і обертається з тією ж швидкістю.
Робота турбонагнетателя гранично проста Чим більшою енергією володіють вихлопні гази, тим швидше обертаються колеса турбіни і, відповідно, компресори. Чим більше повітря подається в циліндри, тим більше палива може згоріти, тим вище потужність. При цьому частота обертання турбокомпресора може бути дуже і дуже високою - 150 тис. Об / хв.
Більшість турбонагнетателей мають механізм зміни геометрії турбіни. Додаткове кільце з керованими напрямними лопатками дозволяє підтримувати потік вихлопних газів не тільки постійним, а й керувати ним. Так, на низьких оборотах, коли потік невеликий, поперечний переріз турбіни зменшується, що збільшує швидкість газів, що надходять на колесо, підвищуючи її потужність. На високих же оборотах лопаті повністю відкривають вхід газам, збільшуючи пропускну здатність турбіни.

Таке гнучке управління дозволяє не тільки розширити діапазон ефективної роботи турбонагнетателя, а й істотно знизити споживання палива і шкідливі викиди. Турбонагнетатель із змінною геометрією турбіни забезпечує ефективну роботу не тільки на високих, але і на низьких оборотах двигуна.

Плюси і мінуси

Перевага в тому, що на відміну від механічних нагнітачів , Що приводяться від колінчастого вала і віднімають потужність безпосередньо у двигуна, турбонагнетатели використовують фактично дармову енергію, яка в моторі викидається з вихлопної труби. Це робить турбонагнетатели більш ефективними, ніж механічні.
Одночасно турбонаддув дозволяє отримати високі потужності - понад 300 л. с. з одного літра обсягу. Двигун з турбонагнітачем має потужність на 40% вище, ніж без нього. Як не дивно, але турбовані двигуни більш економічні. Низьке ККД двигуна внутрішнього згоряння обумовлюється втратами на тертя і низькою теплової ефективністю. Зі збільшенням розмірів мотора ці втрати різко збільшуються. Невеликі турбовані мотори в зв'язку з цим більш кращі.
Перевага в тому, що на відміну від   механічних нагнітачів   , Що приводяться від колінчастого вала і віднімають потужність безпосередньо у двигуна, турбонагнетатели використовують фактично дармову енергію, яка в моторі викидається з вихлопної труби Турбонагнітачі недосконалі і мають ряд проблемних місць. Найпомітніше - ефект «турбоями» . Відсутність механічного зв'язку між компресором і двигуном призводить до невідповідності між необхідною потужністю, що задається водієм педаллю "газу" і продуктивністю компресора.

Недоліком турбокомпресорів вважається невисока ефективність роботи на малих обертах двигуна. Але і ця проблема знаходить свої рішення. Турбіни зі змінною геометрією, установка двох і більше турбін, що працюють паралельно (системи bi-turbo), дозволяють підвищити віддачу системи.


Турбокомпресори мають ті ж недоліки, що і відцентрові нагнітачі.

Для ефективної роботи вони повинні обертатися з дуже високою швидкістю. Плюс високий нагрів (близько 1000 ° С), складності в мастилі, відведенні тепла. Підвищені температури позначаються не тільки на мастилі деталей турбонагнітача, але і на нагнітається повітрі: його охолодження виявляється гострим питанням. Для ефективного охолодження интеркулер розраховується і підбирається з особливою ретельністю.
Як і в будь-якому нагнітальному пристрої, в турбонагнітачем необхідний клапан, що спускає зайвий тиск . З турбіною ще складніше. Тут потрібно не тільки стежити за тиском наддуву, а й перепускати вихлопні гази, щоб знизити надлишок тиску у випускному колекторі, і виключити надмірно високу швидкість обертання ротора на високих оборотах двигуна.
Для ефективної роботи вони повинні обертатися з дуже високою швидкістю Потрібно сказати, що після роботи на підвищених обертах турбіна повинна «відпочити» на холостих обертах. Попрацювавши так кілька хвилин, турбіна остигає, і її можна зупинити. Пристрій, що називається турботаймером, дозволяє при виключенні запалення глушити двигун через час, який можна запрограмувати, або воно визначається автоматично, виходячи з температури мотора. За відсутності такого приладу водій повинен забезпечити «режим охолодження» самостійно.

Механічні нагнітачі або турбонагнетатели?

Порівнюючи нагнітачі з механічним приводом і турбопріводом, треба відзначити один факт. Масове виробництво дозволяє автомобільної промисловості істотно знижувати собівартість моторів з турбонагнітачами. Використання ж у тюнінгу пов'язане з чималими труднощами, перш за все в установці.
Аналогічні відцентрові механічні нагнітачі більш прості в установці і в експлуатації. Але гідності турбонагнетателей призводять до того, що їх частіше використовують при тюнінгу двигуна. Існують готові комплекти для різних авто.

На закінчення слід сказати: турбонагнетатели поза сумнівом цікаві, не дарма більшість спортивних машин оснащуються турбінами. Високий ККД і інші позитивні фактори роблять їх привабливими як для звичайних автомобілів, так і для тюнінгу.

Що таке турбонагнетатель?
Механічні нагнітачі або турбонагнетатели?