Турбованный двигатель что это

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.

Источник

Атмосферный или турбированный двигатель?

В современном моторостроении турбированные моторы пришли на смену атмосферным. Осталось мало производителей, выпускающих атмосферные агрегаты. Стоит отметить, что нет колоссального отличия в конструкциях этих двух типов движков. Из обыкновенного атмосферного можно без проблем сделать турбированный, установив на него специальных выпускной коллектор, турбину, интеркуллер и модернизировать систему смазки для подачи масла на надув.

Читайте также:  Сколько кушает газель с 402 двигателем

Атмосферный мотор

Данный агрегат является очень простым и надежным. Большинство автомобилей до 2010-х годов выпускались именно с таким типом движков. Лидерами в данной категории являются 4G63 от Mitsubishi и M50 от BMW, которые буквально способны работать на протяжении миллиона километров при правильной эксплуатации.

Основные достоинства:

1. Ресурс. Благодаря отсутствию больших нагрузок на элементы и наличия лишнего оборудования эти моторы проезжают в среднем 450 тысяч км.

2. Более низкий расход масла. Нормальным расходом в таких движках считается 200 мл на 10 000 км.

3. Данные агрегаты не настолько требовательны к качеству масла. Рекомендуется заливать качественное масло в любой мотор, однако то, которое «убьет» турбированный, не убьет атмосферный.

4. Больший интервал замены масла (15-20 тыс. км). Это обусловлено тем, что в турбированных моторах масло сильнее разогревается и пригорает из-за больших нагрузок. Большое количество масла подается на саму турбину с целью ее охлаждения.

5. Меньшие требования к качеству топлива. Например, если в атмосфернике можно ездить на 92-м бензине, то турбомотор от такого топлива просто будет страдать из за того, что фактическое давление в цилиндре выше при одинаковой степени сжатия и 92-й будет детонировать.

Турбированные моторы

Данные агрегаты имеют почти такую же конструкцию как атмосферные, за исключением других поршней, вкладышей. Данные узлы вращаются при высоких оборотах и они испытывают большие нагрузки, поэтому выполняются из более износостойких материалов.

Крыльчатка турбины вращается за счет отработанных выхлопных газов с одной стороны и с другой нагнетает воздух. Воздух проходит через воздушный фильтр и подается под давлением в цилиндры. Соответственно, турбина может нагнетать в камеру сгорания большое количество воздуха и соответственно можно подать больше топлива, благодаря чему, топливная смесь при воспламенении выделяет больше энергии. Именно поэтому турбированные моторы мощнее (прирост до 40 процентов).

Основные достоинства:

  • Высокая мощность. Однако такой прирост мощности мотор получает только на высоких оборотах, что называют турбоямой. Суть данного явления заключается в том, что крыльчатка турбины раскручивается от выхлопных газов, а на низких оборотах у этих газов давление невелико.
  • Меньший расход топлива. Если взять обыкновенный атмосферный агрегат с объемом в 2 литра и 1.4 турбированый, то мощность в них будет одинаковой, однако расход топлива во втором варианте будет меньше. Данное явление полезно не только для кошелька, но и для природы.

Недостатки:

  • Качество топлива, которое влияет на температурный режим крыльчатки турбины. Из-за некачественного топлива данных механизм может просто сгореть.
  • Качество масла. Заливается только синтетическое высокотемпературное, которое должно охлаждать подшипники надува, которые раскручиваются до огромных скоростей.
  • Высокий расход масла, норма которого 0.8 литра на 10 000 км. Есть случаи, когда такие моторы расходуют 3 литра на 10 000 км.
  • Ресурс. Сама турбина в среднем работает безотказно на протяжении 100 000 км, после чего ее необходимо менять.

Вывод

Если водителю от двигателя нужна мощность и драйв, то турбированый мотор является для него лучшим вариантом. Для сторонников надежности придется пожертвовать динамикой и приобрести авто с атмосферным агрегатом, однако отличную динамику можно получить от атмосферников с большими объемами. Данные моторы сочетают в себе и качество и надежность, однако стоят больших денег и, как правило, ставятся только на премиальные автомобили.

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.

Читайте также:  Датчик показывающий температуру двигателя ваз 2109

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

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.

Читайте также:  Как узнать модель двигателя по номеру двигателя тойота

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.

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

Оцените статью