Как работает турбокомпрессор.

8 марта 2024

123

Турбокомпрессор используется для наддува двигателя – увеличения его мощности без увеличения мощности. Он состоит из турбины и компрессора, смонтированных на общем валу. Используя энергию выхлопных газов, он увеличивает давление воздуха, поступающего в камеру сгорания. Это дает возможность сжигать большее количество топлива, что приводит к увеличению мощности двигателя.

Зачем нам турбонаддув?
Ответ прост: чтобы повысить производительность. Конструкторы всегда стремились увеличить мощность двигателя . Первоначально этой цели они достигли за счет увеличения мощности – в более крупный двигатель можно было закачивать большее количество топливно-воздушной смеси. Чем больше топлива, тем сильнее «взрыв» в камере сгорания и больше мощность. Однако увеличение габаритов силового агрегата было связано с увеличением его веса и повлекло за собой значительный рост расхода топлива.

И тут на сцену вышел турбокомпрессор. Это устройство, которое подает большее количество воздуха во впускную систему. Он позволяет более эффективно сжигать топливо и повысить производительность двигателя без увеличения его мощности .

Турбокомпрессор – конструкция
Турбокомпрессор состоит из двух основных частей — турбины и компрессора — и их роторов, которые установлены на общем валу. Они расположены на границе двух систем: выхлопной и впускной. Турбина, называемая горячей стороной, расположена во впускном коллекторе , а компрессор, называемый холодной стороной, расположен во впускном канале . Кроме того, весь механизм также включает в себя уплотнительные кольца, скользящие и упорные подшипники, масляные каналы и перепускные или продувочные клапаны, которые регулируют количество воздуха, подаваемого двигателем.

Как работает турбокомпрессор?
Турбокомпрессор — это почти вечный двигатель — он приводится в действие энергией, получаемой из… выхлопных газов. Его работа проста. Выхлопные газы, выходящие из моторного отсека, приводят в движение турбинное колесо , а затем выбрасываются через выхлопную систему . Это через общий вал приводит в движение ротор компрессора . Компрессор забирает воздух из системы впуска, затем сжимает его и под давлением «выплевывает» в моторный отсек.

В современных конструкциях этот поток поступает в интеркулер , который охлаждает его перед отправкой в цилиндры . При этом увеличивается мощность турбонаддува – чем ниже температура воздуха, тем выше его плотность, а значит, большая часть попадает в моторный отсек. Эффект? Больше воздуха = более эффективное сгорание топлива = увеличенная мощность агрегата.

Проблема с турбонаддувом – турболаг.
Работу турбокомпрессора можно сравнить с работой вентилятора на палке. Турбине, как и вентилятору, который мы начинаем дуть, нужно время, чтобы разогнаться под воздействием идущих выхлопных газов. Когда мы начинаем движение, частота вращения двигателя низкая, а давление выхлопных газов низкое. Слишком мал, чтобы привести в движение колесо турбины. Эти доли секунды, которые проходят между нажатием на педаль газа и накруткой двигателя до соответствующих оборотов и запуском турбонаддува, называются турболагом . Его наличие снижает комфорт езды – при таком турбо-пинке машину сильно дергает вперед. Это также может быть опасно. В старых автомобилях резкое увеличение крутящего момента приводило даже к потере тяги.

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией
Проблему турболагов конструкторы устранили , внедрив в турбокомпрессоры изменяемую геометрию . Эта технология, получившая название ВГТ, ВТГ или ВНТ, предполагает изменение угла наклона подвижных лопастей, которые окружают ротор и направляют к нему поток воздуха. Когда автомобиль заводится и обороты низкие, лопасти наклоняются, чтобы уменьшить диаметр потока выхлопных газов. Это ускоряет поток, заставляя роторы вращаться все быстрее и быстрее, активируя весь механизм турбокомпрессора. Турбонаддув, а вместе с ним и двигатель, работает более плавно – турболаг-эффект гораздо меньше и незаметен для водителя.

Турбонаддув на данный момент является лучшим способом увеличения мощности двигателя без увеличения его размеров. И нет никаких признаков того, что это изменится в ближайшем будущем — крупнейшие руководители автомобильной промышленности сосредоточены на совершенствовании этой технологии, а не на изобретении новых. Поэтому можно ожидать, что в ближайшие несколько лет с конвейеров сойдут только автомобили с двигателями с наддувом.

Позвоните нам!