Турбированный двигатель что это такое

Что такое турбированный двигатель

Современные тенденции автопроизводителей сделали ставку на компактный турбированный двигатель. Это дало ряд преимуществ, среди которых компактность, экономичность, экологичность и максимальный КПД при малых объемах.

Основные отличия турбированного двигателя от атмосферного

Если атмосферный двигатель подразумевает впуск воздуха посредством разряжения, созданным поршнем, то с турбированным мотором все иначе. Для максимально эффективного сгорания топлива необходимо большое количество воздуха, чего невозможно добиться от атмосферника, поэтому нужно было воздух, в большом объеме, «затолкать».

В атмосферном силовом агрегате крутящий момент и мощность во многом зависит от объема цилиндров, что и стало основным отличием от турбомоторов.

Особенности турбированных двигателей

Принцип работы турбины состоит в принудительном нагнетании воздуха под давлением в цилиндры. Такое действие позволяет увеличить рабочий объем камеры сгорания за счет сильного сжатия, поэтому при равном объеме двигателя, разница в мощности между атмосферником и турбомотором колоссальная.

Главные предпосылки появления турбированных моторов:

  • Невозможность существенного увеличения мощности без увеличения объема и количества цилиндров (отсюда мы имеем агрегаты V8 и V12)
  • «Выжимание» максимальной мощности с помощью уменьшения камеры сгорания увеличивает степень сжатия, а значит работа двигателя без детонации невозможна. Детонация разрушает поршни.
  • Любые манипуляции по увеличению мощности атмосферника увеличивают расход топлива, а также делают невозможным комфортную эксплуатацию во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изначально в массовое производство был запущен дизельный турбированный двигатель — такие моторы «наматывали» миллионы километров без особых проблем. В 80-х годах прошлого века среди легковых автомобилей начали появляться бензиновые турбоагрегаты.

Стоимость таких автомобилей существенно отличалась от обычных. До 90-х годов широко использовались механические нагнетатели, приводящиеся в движение через ремень от коленвала. Конструкция довольно проста и надежна, о чем свидетельствует яркий пример в лице двигателя Mercedes-Benz M111 E23 Compressor.

Позднее решено было переходить на турбокомпрессор, работающий от выхлопных газов, так как механический нагнетатель забирал значительную мощность на раскручивание лопастей.

Как работает турбина

Турбина состоит из двух частей:

  1. Холодная – всасывает и раскручивает впускной воздух,
  2. Горячая – раскручивается воздух посредством движения выхлопных газов.

В турбине установлен картридж с лопастями, которые от движения воздуха раскручиваются вплоть до 150 000 оборотов в минуту, создавая давление. Вращаются лопасти на подшипниках, а за смазывание и охлаждение отвечает подача масла с двигателя.

Так как при резком повышении давления воздух сильно нагревается, был изобретен интеркуллер, охлаждающий воздух до нужной температуры.

Во впускной магистрали установлен клапан, отвечающий за сброс избыточного давления впускного воздуха (Blow off), а также вестгейт, ограничивающий количество отработанных газов, попадающих в турбину, что позволяет избежать резкого роста повышения оборотов крыльчатки (простыми словами-ограничитель).

Работа турбины крайне проста: в горячую часть турбины попадают отработанные газы и раскручивают крыльчатку. В холодной части раскрученная крыльчатка всасывает большое количество воздуха, который проходит через интеркулер, и в охлажденном состоянии попадает в цилиндры. После того, как отработанные газы раскрутили турбину, они идут далее по выпускной магистрали.

Турбированный двигатель, плюсы и минусы

Сначала о преимуществах:

  1. Возможность с малого объема “выжать” большую мощность, зачастую это 100 л.с. на каждый литр объема.
  2. Крутящий момент уже с холостых оборотов дает уверенную тягу, но только в случае, если турбина маленькая, она раскручивается быстрее.
  3. Диапазон крутящего момента широкий.
  4. Расход топлива, при одинаковой мощности с атмосферным моторов, явно ниже.
  5. Возможность увеличивать мощность с помощью прошивки на 20-30% без вреда ресурсу и комфорту движения.
  1. Ресурс турбины современных авто едва достигает 100 тыс.км.
  2. Возникновение «турбоямы», процесса между провалом и резким набором скорости из-за ожидания раскрутки турбины.
  3. Стоимость ремонта дороже, обслуживать двигатель нужно чаще.
  4. Возрастает потребность в качественном масле и топливе.
Читайте также:  Сааб чем отличаются двигатели

Отличие от механического нагнетателя

Приводной нагнетатель широко используется на американских автомобилях с V-образными «восьмерками». Явной потери мощности не ощущается в силу большого объема, зато компрессор уже с холостых оборотов обеспечивает стабильный крутящий момент. К тому же, конструктивно приводной компрессор удобнее и дешевле, чем установка двух турбин.

Турбина, работающая от выхлопных газов, значительно повышает КПД, а его сопротивление приравнивается к 0, так как используется энергия отработанных газов.

У приводного компрессора есть два недостатка: повышенный шум работы и потери мощности на раскручивание.

Основной проблемой турбированного двигателя является незнание правильного ухода и обслуживания таких агрегатов. Турбомоторы требуют более частого внимания, в таком случае дорогой ремонт турбины можно отсрочить на долгие годы.

Источник

Устройство, преимущества и недостатки турбированных двигателей

Достаточно большая часть современных автомобилей оснащаются турбированными двигателями, что позволяет одновременно улучшить показатели динамики авто, сохранив при этом достаточно небольшой расход топлива. При этом многие автовладельцы попросту не знают, как устроен турбонаддув, как правильно обслуживать такой двигатель и эксплуатировать автомобиль. Поговорим поподробнее об устройстве современного турбонаддува.

Основные преимущества турбинованных двигателей

Первые турбированные моторы стали изначально использоваться в мире автоспорта, где не так была важна надежность, а требовалось выжать из мотора все соки. В последующем уже на гражданских авто появились первые дизельные турбомоторы, которые позволяли несколько улучшить мощностные характеристики таких моторов. В начале двухтысячных годов все больше автопроизводителей начали использовать турбомоторы, которые стали реальной альтернативой для обычных атмосферных двигателей.

Основными преимуществами тубрированных двигателей является следующее:

1. Прекрасные показатели топливной экономичности.

2. Хорошая экологичность моторов.

3. Увеличение мощности.

4. Оптимизация работы мотора.

5. Низкая шумность на минимальных оборотах.

Если же говорить о недостатках турбонаддува, то можно отметить, что максимум тяги достигается на высоких оборотах. Тогда как до оборотов приблизительно 2-3 тысячи водитель может ощущать недостаток мощности, что может существенно затруднить управление автомобилем. На относительно старых турбомоторах также имелся характерный вой турбины, который не добавлял комфорта при использовании машины. Однако на современных моторах такие проблемы уже решены.

Принцип работы наддува

Турбонаддув позволяет выходящим из мотора газам раскручивать лопасти турбины, которая нагнетает воздух в компрессор, создавая нужное давление. Далее такой чистый воздух смешивается с топливом и под высоким давлением поступает в двигатель. В процессе работы турбины ее крыльчатка может раскручиваться до огромной скорости, что предъявляет повышенные требования к устройству системы смазки.

Масло в турбину отбирается из мотора, причем устанавливаются дополнительные охладители, так как рабочая температура в турбине может достигать 900 градусов и выше. Из-за протечек масла и некачественного смазывания подвижных деталей может выходить из строя турбонаддув, после чего требуется выполнять сложный ремонт силового агрегата. Чтобы предупредить подобные критические неисправности, необходимо не только своевременно менять масло, но и поддерживать хорошее техническое состояние турбины.

Одной из особенностей турбонаддува является то, что скорость вращения турбины будет напрямую зависеть от частоты оборотов двигателя. На минимальных оборотах мотора крыльчатка наддува практически не раскручивается, что несколько уменьшает крутящий момент. А вот при высоких оборотах мотора турбина начинает раскручиваться даже до 250 тысяч оборотов в минуту, что позволяет существенно поднять давление в системе.

Воздух, который подается в двигатель, по причине высокого давления начинает быстро нагреваться. Чтобы решить эту проблему устанавливается дополнительный радиатор, что позволяет обеспечить работоспособность всего мотора. При выполнении сервисного обслуживания двигателя мастера часто вскрывают мотор и прочищают охладитель турбонаддува, что исключает его загрязнение и поломки агрегата.

Подведем итоги

В настоящее время все больше автопроизводителей отказываются от использования классических атмосферных моторов, используя на машинах турбированные силовые агрегаты. Такие двигатели обладают рядом преимуществ и в первую очередь мощностью и топливной экономичностью. Конструкция турбины тут достаточно сложна, что объясняется существенными нагрузками, которые приходятся на нее в процессе работы. Упрощенно говоря, состоит нагнетатель из крыльчатки, которая раскручивается выхлопными газами, после чего свежий воздух под высоким давлением и после принудительного охлаждения смешивается с топливом и подается в мотор.

Читайте также:  Какое масло лить в двигатель санг енг актион дизель
Источник

Турбированный двигатель — какой у него ресурс? Его плюсы и минусы

Турбомоторы считаются очень слабыми и проблемными. От части – это правда. У турбированных моторов ресурс (то есть срок службы) намного меньше, чем у их обычных, атмосферных братьев. Слабое место – это сама турбина, которая может «закончиться» несколько раз за всю жизнь самого двигателя.

В этой статье я постараюсь вам рассказать про ресурс турбированных двигателей, их достоинства и недостатки, а так же предложу несколько советов по эксплуатации автомобилей с такими двигателями.

Достоинства

Самое первое, что приходит на ум любому человеку, если его спросить о достоинствах турбодвигателя – он сразу же скажет, что это мощность. Да, за счет работы турбины обычные двигатели могут выдать гораздо больше мощности, дать вам больше эмоций и наслаждения от вождения автомобиля.

Еще одно достоинство – это расход топлива. Если брать в учет расход топлива на единицу лошадиных сил двигателя, то у турбодвигателя он всегда будет ниже.

Турбодвигатели намного компактнее атмосферных двигателей. Яркий пример тому – движки с двумя или тремя цилиндрами, но с турбиной. Можете загуглить – Fiat 0,9 TwinAir на 2 цилиндра и Ford 1,0 EcoBoost на 3 цилиндра.

Недостатки

Первый недостаток исходит из достоинства, как бы это странным не казалось. Турбодвигатель будет расходовать больше топлива, чем атмосферник. Тут и еще 1 недостаток – таким двигателям нужно хорошее, качественное топливо, чтобы не терять ресурс.

Еще 1 недостаток, хотя он довольно сомнителен – ему нужно только качественное масло. Каждому авто нужно качественное масло, но турбо – более требователен. На самом деле, просто нужно лить то масло, которое советует производитель. Да и масло нужно менять чаще, чем на атмосферниках.

Ресурс среднестатистической турбины – 150 тысяч км. Да, некоторые ходят и по 250 тысяч, но это редкость. Ремонт или замена турбины – удовольствие дорогое.

Турбину после каждой поездки надо охлаждать – тут нельзя, как с обычным атмосферником, заглушить и идти по своим делам. Турбина должна поработать около 5 минут, чтобы остыть и очиститься.

Ресурс турбодвигателя

А теперь о мифе, что турбодвижки имеют меньший ресурс, по сравнению с такими же атмосферниками. На самом деле – это не совсем правда. Ресурс практически одинаковый, вот только турбодвигатель более требователен к основным компонентам (топливу, маслу, эксплуатации), поэтому и дохнет он намного чаще.

Если следить за турбодвигателем – он без каких-либо проблем проедет те же 300 тысяч км, что и атмосферный.

Кстати, важный факт – за малообъемными турбодвигателями нужно еще больше ухода, чем за обычными. Такие двигатели постоянно работают под высокой нагрузкой (ведь они выдают очень много мощности). То есть, меняем масло не каждые 7500 км, а каждые 4-5 тысяч км.

Полезные советы

Вот 4 основных правила, которые, по моему скромному мнению, должен знать каждый владелец автомобиля с турбированным двигателем.

Совет первый – замена масла

Регулярно и часто меняйте масло в двигателе. Если автомобиль ездит только в городе – сокращайте интервал замены масла на четверть от рекомендуемого. Вместе с этим, замене подлежит и воздушный фильтр.

Совет второй – качество масла

Всегда покупайте НАСТОЯЩЕЕ и качественное масло, которое будет справляться со своей задачей. Если вы действительно об этом печетесь – почитайте соответствующие ресурсы (например – оил клуб). Ну или оставайтесь на моем канале – я обязательно выпущу серию статей про моторное масло.

Совет третий – лишняя нагрузка

Да, у вас турбодвигатель, в нем куча дури, постоянно хочется отжигать. Но не забывайте ездить не только в отсечке, но и в спокойном режиме. Это положительно скажется на ресурсе двигателя и самой турбины, а так же на вашем кошельке. А вот сети АЗС могут начать плакать из-за потери прибыли.

Совет четвертый – дайте ему остыть

Как я уже писал выше – турбодвигателю надо давать остыть после каждой поездке. Не глушите мотор сразу же после остановки, а дайте ему поработать хотя бы 3-4-5 минут на холостом ходу. Это позволит турбине не только остыть, но и сохранить свой ресурс.

Читайте также:  Какое масло надо лить в двигатель ваз 2106

Ротор так же смазывается маслом, а если заглушить машину – он, не сбросив обороты, продолжит крутиться, в прямом смысле истирая себя.

Ну и негласная истина – турбодвигателям обязательно нужен прогрев (да и атмосферникам тоже), так как маслоканал длиннее, а значит нужно больше давления для прокачки масла. Лучше всего это происходит на «теплом» масле.

Надеюсь, что вам было интересно и вы возьмете это на заметку. Подписывайтесь на канал и ставьте «большой палец вверх», чтобы видеть в своей ленте еще больше интересных статей на автомобильную тему каждый день.

Источник

Чем различаются турбомотор и простой атмосферник? 2 плюса турбонаддува

Смотрю я, что многие автомобили нынче идут с турбированными моторами, причем это не только турбодизели, но и бензиновые агрегаты. Видимо, есть у таких моторов какой-то плюс, раз их ставят под капоты транспортных средств. Или плюсов не один, а много? Давайте разберемся, но сперва поймем, а чем же турбированный двигатель отличается от атмосферного, вдруг уважаемый читатель еще не совсем понимает суть дела.

Атмосферный двигатель засасывает воздух в свои цилиндры под воздействием разрежения. Оно появляется, когда поршень идет в направлении нижней мертвой точки. Чаще всего внутри цилиндра на момент конца спуска давление меньше, чем в атмосфере. Помним, что ветер дует в зону низкого давления из зоны давления высокого – вот воздух у нас и пошел в цилиндры, повинуясь этому нехитрому закону. Вот с этой порцией воздуха и реализуется рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

В цилиндры надувного мотора идет воздух, который предварительно сжат компрессором до нужного давления. Так что воздуха в такой агрегат попадет существенно больше, нежели в простой атмосферник. Это уже не свободное, а нагнетаемое всасывание получается. Чем больше воздуха, тем больше и кислорода, а чем больше кислорода за единицу времени войдет в мотор, тем больше топлива может быть сожжено за эту самую единицу времени.

В итоге турбированный мотор при том же объеме мощнее атмосферного или компактнее пари большей мощности.

Вот только воздух внутри компрессора нагревается, а его надо охладить. Не беда – эта задача возлагается на интеркулер, присутствующий в конструкции. Компрессоры существуют разные – одни работают от коленвала, другие являются волновыми обменниками давления, но все же двигатель с турбонаддувом плюсы имеет явные по сравнению с перечисленными конструкциями. Говоря о том, что такое турбонаддув, буду краток: тут задействована энергия выхлопных газов.

Газы вращают центростремительную турбину, а на одном с ней валу вращается колесо центробежного компрессора – оно и сжимает воздух перед отправкой в нутро цилиндров. Естественно, наддувный мотор конструктивно сложнее атмосферного, а потому. давайте по порядку.

Пройдемся по положительным качествам двигателя с турбонаддувом:

1. Крутящий момент просто превосходный! Разгон ведь при любой трансмиссии зависит от того, насколько быстро силовой агрегат раскрутится с холостого хода до оборотов, на которых развивается максимальная мощность. Мощность, как знаем, является пропорциональной произведению оборотов коленвала на показатель крутящего момента. Вот почему нужно как можно больше крутящего момента на низких оборотах.

Проектируют надувные моторы так, чтобы компрессор «очень рано» давал весьма большое давление наддува, пока коленвал еще вращается на небольших оборотах. В итоге обороты небольшие, а крутящий момент уже приличный. Делать момент еще больше чревато существенными повреждениями мотора из-за нагрузок на детали.

Чтобы такого не произошло, начинает работать перепускной клапан, уводящий часть выхлопных газов мимо турбины. Так ограничивается производительность турбокомпрессора, и кривая линия крутящего момента переходит в горизонтальную полку.Вот за что любят турбомоторы особо активные водители.

2. Малый расход горючего – в атмосферном двигателя энергия выхлопных газов не используется, они уходят в трубу. В надувном моторе и температура, и давление газов рационально используются. Эта энергия благодаря работе турбины не улетает зря, а используется для движения. Но это верно для спокойной манеры движения.

Но есть еще и минусы мотора с турбиной. О них мы расскажем чуть позже, а вы пока подписывайтесь на канал, проставляйте лайки, а также печатайте комментарии по рассмотренной теме. С уважением и до новых текстов!

Источник

Оцените статью