Идея дополнительного нагнетания воздуха зародилась едва не сразу же после постройки первых полноценных двигателей внутреннего сгорания. Изначально использование энергии выхлопных газов для повышения мощности ограничивалась корабельными ДВС, позже двигатель с турбонаддувом пришел в авиастроение. И только в 1931 году первый турбокомпрессор был установлен на грузовой автомобиль. Что такое турбонаддув и как использование нагнетателей сказывается на КПД двигателя – тема сегодняшней статьи.

Теория газообмена в ДВС

Основной принцип работы 4-х тактного ДВС мы уже рассматривали, поэтому для автолюбителей, только начинающих свое изучение технической составляющей автомобиля, было бы крайне полезно ознакомиться со статьей для лучшего понимания предназначения турбонаддува.

Знание того, что двигатель внутреннего сгорания работает на воздухе, является основополагающим для понимания предназначения турбонаддува. Формулировка именно такова, поскольку подача в цилиндры топлива на современном этапе развития техники не является проблемой. Технически реализовать крайне производительный бензонасос, ТНВД и топливные форсунки очень просто. Одна из главных проблем в работе двигателя – подача в цилиндры воздуха. Чем больше окислителя мы можем подать в цилиндры, тем больший объем топливовоздушной смеси можно приготовить, а чем больший объем ТПВС мы имеем, тем большую отдачу мы получим при ее сгорании. В свою очередь, мощность, выдаваемая двигателем, напрямую зависит от работы, выполняемой при сгорании ТПВС.

Подача окислителя в цилиндры

В атмосферном двигателе всасывание воздуха происходит из-за разряжения, возникающего при движении поршня к нижней мертвой точке (НМТ). В теории мы имеем определенное идеальное количество воздуха, которое может поместиться в цилиндр, ограничивающееся объемом цилиндра. В действительности из-за всевозможных потерь цилиндр наполняется лишь на 70-80% своего объема. Именно в этом моменте раскрывается главное предназначение турбонаддува – принудительное нагнетание воздуха в цилиндры.

Используя турбокомпрессор, мы можем не только заполнить полностью цилиндры, но и даже превысить этот показатель, подавая воздух под давлением, что ведет к увеличению плотности на единицу объема и, как следствие, увеличению общей массы воздушного заряда.

Виды турбонаддува

Принципиальная разница заключается лишь в конструкции турбокомпрессора. Для дополнительного нагнетания воздуха могут использоваться:

• турбина, которая приводится в действие энергией выхлопных газов. Конструктивно турбину можно представить как два вентилятора, которые расположены на одной оси. Один из вентиляторов сочленен с выхлопной системой автомобиля, второй располагается во впускном тракте. Выходящие на такте выпуска из цилиндра газы приводят в движении турбинное колесо. Поскольку оба «вентилятора» закреплены на одной оси, то колесо компрессора во впускном тракте также начинает вращаться, ускоряя тем самым прохождение воздуха. Чем выше обороты двигателя, тем большее давление выхлопных газов во впускном тракте, а чем большее давление на выпуске, тем быстрее будет вращаться турбинное колесо во впускном тракте. Соответственно, в цилиндры можно затолкнуть больше воздуха, подать больше топлива, сгенерировав больше выхлопных газов на выпуске. Подробно принцип работы рассмотрен в статье «Устройство турбины на пальцах«;
• механический нагнетатель, известный еще как Supercharger или Kompressor. Нагнетатель раскручивается приводным ремнем от шкива коленчатого вала, поэтому выхлопные газы в работе компрессора никак не используются.

Турбина

Для контроля воздушного потока, а также сбрасывания избытка давления в горячей части используется wastegate. Избыточная скорость выхлопных газов приводит к тому, что воздушный поток срывается с лопастей колеса, снижая тем самым на ноль эффективность турбинного колеса. Также увеличение сечения выпускной системы, за которое и отвечает клапан вестгейта, уменьшает подпор выхлопных газов на высоких оборотах. Для повышения эффективности, уменьшение турбоямы и большей эластичности на авто устанавливаются турбины с изменяемой геометрией.

Интеркулер в системе турбонаддува предназначен для охлаждения воздушного потока. При повышении температуры плотность воздуха уменьшается, что ведет к уменьшению массы на единицу объема.

Характеристики системы

Особенности работы турбины:

• наиболее эффективна в режиме высоких и средних оборотов;
• очень низкая эффективность до момента, называемого выходом на буст. Еще больше ухудшает ситуацию уменьшение степени сжатия для предотвращения детонации. Поэтому у авто с одноступенчатой системой турбонаддува присутствует турбояма, или турболаг;
• так или иначе, но присутствует противодействие выхлопным газам на выпуске, что немного ухудшает КПД двигателя, хоть в целом турбонаддув позволяет увеличить мощность ДВС;
• повышаются требования к качеству и периодичности замены моторного масла.

Механический нагнетатель

• отсутствует инерционность, присущая турбине. Нагнетание дополнительного воздушного заряда увеличивается пропорционально увеличению количества оборотов ДВС и продолжается до момента срыва потока из лопастей;
• наиболее эффективны в режиме низких и средних оборотов;
• небольшое снижение КПД двигателя вследствие дополнительных потерь на трение.

Эксплуатация

Наибольшего распространения система турбонаддува получила на дизельных двигателях. В высокотехнологичных моторах часто применяются двухступенчатые системы наддува:

• Biturbo – одна маленькая турбина для прибавки в мощности на низких оборотах и большая турбина для высоких оборотов;
• Турбина + механический нагнетатель. Конструкцию и принцип работы такой системы мы рассматривали на примере двигателей TSI от Volkswagen Group.

Что такое турбокомпрессор и как он работает?

Блог 22 сентября 2016 г.

Турбокомпрессор представляет собой устройство, установленное на двигателе транспортного средства и предназначенное для повышения общей эффективности и повышения производительности. Именно по этой причине многие автопроизводители выбирают турбонаддув для своих автомобилей. Новые Chevrolet Trax и Equinox предлагаются с двигателями с турбонаддувом, и со временем ими будет оснащаться все больше и больше автомобилей.

Хотите знать, что такое нагнетатель? Перейдите по этой ссылке

Турбина состоит из двух половин, соединенных валом. С одной стороны, горячие выхлопные газы вращают турбину, соединенную с другой турбиной, которая всасывает воздух и сжимает его в двигателе. Это сжатие дает двигателю дополнительную мощность и эффективность, потому что чем больше воздуха может попасть в камеру сгорания, тем больше топлива можно добавить для большей мощности.

В дополнение к дополнительной мощности, турбонагнетатели иногда называют устройствами, которые предлагают «бесплатную мощность», потому что, в отличие от нагнетателя, для его привода не требуется мощность двигателя. Горячие и расширяющиеся газы, выходящие из двигателя, приводят в действие турбонагнетатель, поэтому полезная мощность двигателя не расходуется. Двигатели с турбонаддувом также не подвержены такому воздействию, как двигатели без наддува, когда они работают на больших высотах. Чем выше на высоту поднимается безнаддувный двигатель, тем труднее ему становится получать кислород из-за разрежения атмосферы. Турбокомпрессор решает эту проблему, потому что он нагнетает кислород в камеру сгорания двигателя, иногда под давлением, в два раза превышающим атмосферное.

Турбокомпрессоры также улучшают топливную экономичность автомобиля, однако существует неправильное представление о транспортных средствах с турбонаддувом и топливной экономичности. Взятие безнаддувного двигателя и установка на него турбокомпрессора не улучшит эффективность использования топлива. Способ, которым производители улучшают эффективность использования топлива с помощью турбонаддува, заключается в уменьшении размера двигателя, а затем в его турбонаддуве. Например, возьмите 2,5-литровый рядный 4-цилиндровый безнаддувный двигатель и уменьшите рабочий объем до 1,4 л, а затем установите на него турбокомпрессор. Меньший двигатель с турбонаддувом по-прежнему будет иметь те же характеристики (или немного лучше), но из-за меньшего рабочего объема он также будет потреблять меньше топлива.

Похожие статьи

• Получите Chevrolet Camaro Z/28 1969 года выпуска всего за $209,99… из набора Lego

• Новые автомобили Chevrolet и GMC теперь оснащены автомобильной информационно-развлекательной системой Android

• Советы по предотвращению кражи топлива из вашего автомобиля

• Как сделать ваш автомобиль более экономичным

• Что такое нагнетатель и как он работает?

• Лучшие автомобили GM «Снова в школу»

• Как ухаживать за шинами вашего автомобиля

• Различные типы трансмиссий в автомобилях GM

• Как использовать беспроводную связь Apple CarPlay и Android Auto в автомобилях GM

• Худшие трюки в автомобилях сегодня

Турбокомпрессоры имеют 2 основных недостатка по сравнению с двигателем без наддува или наддувом. Во-первых, это тепло. Поскольку турбина работает на горячих выхлопных газах, она очень сильно нагревается. Иногда при определенных режимах работы двигателя сам турбокомпрессор мог начать светиться красным, но, конечно, этого не происходит в повседневных условиях вождения; это происходит, когда двигатель постоянно работает на пределе своих возможностей. Вот почему вы видите некоторые спортивные автомобили с турбонаддувом с вентиляционными отверстиями в капоте или сбоку, чтобы попытаться заставить воздух проходить через моторный отсек и сохранять прохладу.

Другим большим недостатком турбокомпрессора является так называемая турбозадержка. При определенных условиях, всякий раз, когда вы нажимаете на педаль газа, возникает задержка между моментом, когда вы требуете мощности от двигателя, и моментом, когда вы действительно начинаете ее ощущать. Это турбо лаг. Когда скорость двигателя низкая, через турбокомпрессор проходит не так много выхлопных газов, поэтому, когда вы требуете мощности от двигателя, турбине турбокомпрессора нужно время, чтобы начать вращаться с оптимальной скоростью. Последствия этого можно уменьшить, переключившись на более низкую передачу, но опытные водители все еще могут иногда замечать задержку отклика.

Так что, когда в следующий раз будете в выставочном зале GM, не упускайте из виду автомобили с турбонаддувом. Они предлагают ту же или большую мощность, что и V6, а иногда даже аналоги V8, и обычно имеют лучшую экономию топлива из-за двигателя меньшего рабочего объема и меньшего веса.

Eagle Ridge GM – Кокитлам, Британская Колумбия

Facebook | Твиттер | Линкедин | Инстаграм | Ютуб

Предыдущий пост Следующий пост

Что такое турбо и для чего оно?

Турбокомпрессоры или турбины изначально были разработаны для использования в самолетах. Их начали устанавливать на автомобили в 1960-х годах, а по-настоящему они приобрели известность в 1980-х. Большинство современных бензиновых и дизельных двигателей сегодня имеют турбонаддув, но что такое турбо и как оно работает? Вы узнаете из этого руководства.

Как работают автомобильные турбины?

Двигатель автомобиля работает по принципу внутреннего сгорания, при этом в каждом цилиндре происходит множество крошечных контролируемых взрывов. Эти взрывы нуждаются в тепле, топливе и воздухе, чтобы произойти, и, увеличив один из этих трех элементов, вы можете увеличить размер взрыва, в результате производя больше энергии.

Двигатели большего объема (например, 6,2 литра) вмещают в себя больше топлива для сжигания при каждом цикле сгорания, производя больше мощности, но двигатель большого объема потребляет больше топлива в каждом сценарии, что приводит к более высоким счетам за бензин или дизельное топливо.

Турбина работает, нагнетая больше воздуха в двигатель, при этом количество впрыскиваемого топлива соответственно увеличивается, увеличивается сила сгорания и вырабатывается больше мощности. Прелесть турбокомпрессора в том, что он не всегда включен, как правило, он активируется только при определенных оборотах двигателя и увеличивает его мощность по мере увеличения оборотов двигателя.

Это означает, что если вы осторожно нажимаете на педаль акселератора, турбонаддув либо не активируется, либо активируется плавно, что упрощает достижение хорошей экономичности, чем в двигателе большой мощности, который всегда потреблял много топлива.

Еще одна интересная особенность турбин заключается в том, что они не требуют дополнительной мощности двигателя для вращения, приводимые в движение выхлопными газами, которые в противном случае пропали бы зря. Отработанные газы выходят из двигателя под высоким давлением и раскручивают вентиляторные лопасти турбонагнетателя до очень высокой скорости (около 280 000 оборотов в минуту), при этом турбонагнетатель всасывает чистый воздух, который затем нагнетается в двигатель.

Ранние турбины были довольно грубыми устройствами, которые давали дополнительную мощность одним огромным куском. Saab и Porsche были двумя фирмами, которые много сделали для популяризации турбокомпрессоров, и слово «турбо» вскоре стало самостоятельным, применяясь ко всему, от фенов до пылесосов.

Современные турбины содержат сложные системы, которые контролируют движение газов через них с минимальной степенью точности, обеспечивая более «линейную» подачу мощности и большую эффективность.

Почему сейчас так много двигателей с турбонаддувом?

Как объяснялось выше, турбины не всегда работают на полную мощность, они включаются выше определенных оборотов и увеличивают работу, которую они выполняют, по мере увеличения нагрузки на двигатель. Это означает, что при легком вождении и во время официальных испытаний автомобиля на экономию топлива могут быть достигнуты впечатляющие показатели эффективности,

Дизельные двигатели особенно подходят для турбонаддува, потому что они имеют более простые системы впуска для смешивания топлива и воздуха и более прочные блоки цилиндров, которые могут выдерживать огромное давление воздуха, создаваемое турбинами. За последние 15 лет или около того производители усовершенствовали металлургию, которая позволяет легкому блоку бензинового двигателя из легкого сплава выдерживать сверхвысокое давление наддува. Ранее блоки бензиновых двигателей с турбонаддувом обычно изготавливались из тяжелого железа или стали. Более легкий двигатель означает, что весь автомобиль весит меньше и более эффективен.

Результатом всего этого стал бензиновый двигатель, такой как 1,0-литровый 3-цилиндровый EcoBoost от Ford, который может производить больше мощности, чем старый 1,6-литровый 4-цилиндровый безнаддувный бензиновый двигатель Ford, обеспечивая при этом лучшую топливную экономичность и более низкий уровень выбросов.

В чем преимущества турбодизеля?

Помимо увеличения мощности, турбонаддув увеличивает крутящий момент — силу двигателя — особенно на низких оборотах. Это полезно в небольших бензиновых двигателях, которые, как правило, не создают большого крутящего момента на высоких оборотах без турбонаддува. Дизельные двигатели без наддува, напротив, развивают большой крутящий момент на низких оборотах. Добавление турбонаддува усиливает эффект, поэтому турбодизели чувствуют себя такими сильными, если вы нажимаете на педаль газа, скажем, на скорости 50 миль в час на высшей передаче.

Автомобили с турбонаддувом также имеют более тихие выхлопные трубы. Турбоэффективно уменьшает количество газа, выходящего из выхлопных газов, поэтому он не такой громкий, как автомобиль без турбонаддува. Однако вы можете услышать «пыхтение», когда убираете ногу с педали газа. Это «вестгейт», который выбрасывает лишний газ из турбины, когда он не нужен.

Какие недостатки у двигателя с турбонаддувом?

Вы часто сталкиваетесь с термином «турбо-лаг», который относится к временной задержке между нажатием на педаль газа и появлением дополнительной мощности турбонаддува. Это просто функция времени, которое требуется выхлопным газам, чтобы достичь турбины и раскрутить турбину до скорости. Большой турбонагнетатель часто преувеличивает эффект, так как большим лопастям турбины требуется больше времени, чтобы разогнаться.

Современные турбины имеют много способов уменьшить запаздывание. Некоторые двигатели имеют еще две турбины увеличивающегося размера, которые работают на разных оборотах, в то время как производители автомобилей также разработали электродвигатели, которые вращают турбину еще до того, как газы достигнут ее. Некоторое количество турбоямы неизбежно, но сейчас у многих двигателей она настолько мала, что ее практически невозможно обнаружить.

Турбины тоже могут выйти из строя. Они могут и делают — некоторые двигатели особенно подвержены проблемам с турбонаддувом. Подсказки — густой белый дым из выхлопных газов и потеря мощности. Пренебрежение, злоупотребление и большой пробег являются обычными причинами, но если автомобиль правильно обслуживается, это не должно быть проблемой.

Чем отличается нагнетатель?

Нагнетатели также повышают мощность, нагнетая больше воздуха в двигатель, но турбина вращается самим двигателем. Они работают без задержек, производят больший крутящий момент и звучат потрясающе, но поскольку они питаются от самого двигателя, а не от выхлопных газов, они не так эффективны.

Умрет ли турбо с электричеством?

Да, в общем, хотя и не по названию. Porsche использует прозвище Turbo для обозначения самых мощных версий своего электромобиля Taycan, а также существует вероятность того, что будущие двигатели смогут сжигать водород и использовать для этого турбонаддув.

Поменяй машину с carwow

Ищешь простой способ поменять машину? Тогда carwow — это то, что вам нужно. Вы можете продать свой старый автомобиль по отличной цене и получить лучшие предложения на новый. Все через нашу сеть надежных дилеров и все, не выходя из дома. Нажмите кнопку ниже, чтобы начать сегодня.

Простой способ изменить свой автомобиль

Как работает турбокомпрессор

Компания Drive и ее партнеры могут получить комиссию, если вы приобретете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Было время, когда безраздельно правил V8. Когда «Нет замены водоизмещению!» был прикреплен к бамперу каждого хромированного маслкара. Однако, как однажды сказал Боб Дилан: «Времена меняются», и в автомобильном мире это изменение приносит с собой турбокомпрессоры.

Турбокомпрессор — это система, которая помогает двигателю развивать большую мощность и крутящий момент за счет принудительной индукции. По сути, турбонаддув всасывает воздух, охлаждает его, а затем принудительно подает в двигатель больше воздуха, чем он мог бы получить через стандартный воздухозаборник. Конечным результатом является гораздо больше «Вау!»

Тем не менее, турбокомпрессоры могут быть загадочными, а их внутренняя работа может казаться неприступной для полного понимания. Они не должны быть. С помощью первоклассной информационной команды The Drive мы избавим вас от косых взглядов на двигатель и ошибочных указаний на стартер до запасных частей из Японии. .. или Австрии.

Готов? Устойчивый? Идти!

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор представляет собой небольшую турбину, расположенную между двигателем и выхлопной системой. Подключенный к обоим, а также к воздухозаборнику автомобиля, турбокомпрессор использует выхлопные газы для вращения турбины, которая затем нагнетает больше воздуха в двигатель вашего автомобиля и увеличивает его мощность. Есть четыре части, которые позволяют работать турбокомпрессору. Их:

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор сам по себе напоминает улитку и имеет воздухозаборник, выпускной патрубок, два разных рабочих колеса (турбина сзади и компрессор спереди) и выпуск нагнетаемого воздуха, который направляется к промежуточному охладителю. Также есть шланг для масла.

Промежуточный охладитель

Для снижения температуры наддувочного воздуха, выходящего из турбонагнетателя, вторичный радиатор или промежуточный охладитель перехватывает воздух до того, как он достигнет двигателя. В качестве охлаждающего агента используется хладагент.

Вестгейт

Вестгейт — это клапан между выпускным патрубком и турбонагнетателем, который обходит турбину для регулирования давления наддува.

ECU Tune

Электронный мозг двигателя с турбонаддувом нуждается в другой калибровке топливно-воздушных смесей и угла опережения зажигания по сравнению с автомобилем с безнаддувным двигателем. Таким образом, если кто-то добавляет турбокомпрессор к двигателю, который никогда не предназначался для него, ему придется перепрограммировать электронный блок управления двигателем (ECU), чтобы он работал правильно.

Типы турбокомпрессоров

Существует большое разнообразие турбокомпрессоров и приложений с турбонаддувом. Вот краткое изложение общих настроек.

Одиночный турбокомпрессор

Одиночный турбокомпрессор является наиболее распространенным типом установки с турбонаддувом. Он оснащен одной турбиной, и на основном потребительском рынке он обычно используется в более простых автомобилях, которым не требуется много лошадиных сил или крутящего момента. На вторичном рынке это одно из самых популярных обновлений тюнера.

Примером этого может служить Honda Civic.

С двойным турбонаддувом

Добавление второго турбонагнетателя увеличивает количество воздуха, которое может быть нагнетено в двигатель для создания большей мощности и крутящего момента. Настройка в целом остается такой же, как и у системы с одним турбонаддувом, если только у вас нет ступенчатой ​​системы с двумя турбонагнетателями, которая сочетает малый турбонаддув с большим турбонаддувом для устранения задержки.

Четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом

Bugatti Chiron — единственный серийный автомобиль, оснащенный четырехцилиндровым двигателем с турбонаддувом. Bugatti объединяет две большие турбины и две маленькие турбины с 8,0-литровым двигателем W16, что дает в общей сложности 1500 лошадиных сил. По словам человека, который разогнал его до 304 миль в час, это спешка.

Смешанный наддув

Система с составным наддувом — это когда турбокомпрессор работает в паре с нагнетателем. Нагнетатель используется для создания более быстрого крутящего момента, а турбокомпрессор увеличивает количество лошадиных сил.

Электронный турбокомпрессор

Концепция электронного турбокомпрессора обсуждалась в течение некоторого времени, но для ее разработки потребовались миллиардные исследования и разработки Формулы-1. достойный производства продукт.

Электронный турбонагнетатель, дизайн которого взят из современных автомобилей Формулы-1, добавляет в смесь электроэнергии, чтобы устранить турбояму. Небольшой электродвигатель расположен между корпусом турбины и компрессором и питается от электрической системы 48 В. Электродвигатель может вращать компрессор раньше, чем это сделают выхлопные газы, что сокращает время между отсутствием наддува и наддувом.

Audi заявляет, что добавление электродвигателя на ее агрегат «сокращает время отклика [турбокомпрессора] до менее чем 250 миллисекунд, что быстрее, чем время реакции среднего человека».

Наряду с Audi Mercedes-Benz также выпускает автомобили с электронным турбонаддувом.

Турбокомпрессор Hot-V

Установка «Hot-V» — это когда турбокомпрессор или турбокомпрессоры размещаются внутри «V» двигателя. Это не только уменьшает пространство, необходимое для двигателя, но также уменьшает расстояние, которое необходимо пройти нагнетаемому воздуху между компрессором и двигателем. Это означает, что турбокомпрессор или турбокомпрессоры могут вращаться быстрее и уменьшать запаздывание.

Установка «Hot-V» также разделяет турбину и компрессор и размещает их на противоположных сторонах двигателя. Это снижает накопление тепла в наддуваемом воздухе и значительно снижает охлаждающую нагрузку промежуточных охладителей.

Mercedes-Benz был первым автопроизводителем, запустившим в производство установку «Hot-V».

Кто изобрел турбокомпрессор?

В 1905 году швейцарский инженер Альфред Бучи впервые предложил конструкцию турбокомпрессора для увеличения мощности дизельных двигателей.

Сколько дополнительной мощности вы можете получить?

Это вопрос каждого редуктора, и, к сожалению, на него нет простого ответа. Обычный турбокомпрессор дает энтузиастам примерно на 20-40 процентов больше мощности, чем штатный.

Однако количество дополнительной мощности зависит от множества переменных, в том числе от того, насколько велик или мал турбокомпрессор, какие модификации вы внесли во внутреннюю часть двигателя, какой тип топлива вы используете, а также от настройки вашего турбокомпрессора с помощью ЭБУ. настройка использует. Прибыль вашего автомобиля будет разной.

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров

У всего есть свои недостатки, и турбокомпрессоры ничем не отличаются. Вот несколько преимуществ и недостатков турбокомпрессоров.

Преимущества

Благодаря увеличенному потоку воздуха турбокомпрессор увеличивает мощность и крутящий момент двигателя. В то же время, поскольку турбокомпрессоры могут производить большую мощность, производители могут уменьшить объем двигателя и, таким образом, получить более высокую эффективность и более низкие выбросы.

Недостатки

Однако есть и недостатки, такие как повышенная сложность, что делает ремонт двигателя с турбонаддувом дорогим. Есть еще проблема с турбо лагом.

Что такое турболаг?

Одной из самых больших проблем с производительностью турбокомпрессора является турбозадержка. Поскольку турбонагнетателям требуются выхлопные газы для вращения турбины и, следовательно, компрессора, требуется время для создания наддува и подачи большего количества воздуха в двигатель. Эффект ощущается так, как будто есть мгновенная пауза между тем, когда вы нажимаете на газ, и вы чувствуете скачок мощности. Вот почему производители начали экспериментировать с электронными турбокомпрессорами.

Часто задаваемые вопросы о турбокомпрессорах

У вас есть вопросы о турбокомпрессорах, Информационная группа Drive найдет ответы.

Чем отличается нагнетатель?

В то время как турбокомпрессор использует выхлопные газы для приведения в движение турбины, которая нагнетает больше воздуха в двигатель, нагнетатель использует ременную систему двигателя для вращения турбины, которая нагнетает больше воздуха в двигатель. Поскольку он работает от собственной мощности двигателя, нагнетатели, как правило, менее эффективны как в создании наддува, так и в экономии топлива по сравнению с турбонагнетателем.

Есть ли в моей машине турбокомпрессор?

Возможно. Есть несколько способов проверки. Первый и самый простой — полистать пыльное руководство по эксплуатации вашего автомобиля. Второй — поиск в Интернете, либо на сайте производителя, либо в Google. Последний способ – визуальный осмотр двигателя. Если возле выхлопной трубы вашего автомобиля или вдоль буквы «V» двигателя есть цилиндрическая металлическая деталь, похожая на улитку, у вас есть автомобиль с турбонаддувом. Турбо свисток?

Каким был первый серийный автомобиль с турбонаддувом?

Эта честь принадлежит Oldsmobile Jetfire, производство которого началось в 1962 году. 

Дороги ли турбокомпрессоры?

Могут быть. Если вы модифицируете существующий автомобиль, в котором изначально не было турбокомпрессора, вам нужно будет сделать много модификаций, чтобы турбокомпрессор заработал. Это может дорого обойтись, так как комплекты турбокомпрессора стоят от 1500 до 20 000 долларов в зависимости от автомобиля, на который вы надеваете эти улитки.

Точно так же замена сломанных турбокомпрессоров также может быть дорогостоящей, например, турбокомпрессоры Mercedes-Benz AMG, замена которых стоит более 15 000 долларов.

Почему так много автомобилей имеют турбокомпрессоры?

Поскольку требования к топливу и выбросам ужесточаются, производителям приходится уменьшать рабочий объем двигателей в своих модельных рядах. Чтобы поддерживать уровень мощности для этих все более тяжелых транспортных средств, автопроизводители переключились на двигатели с турбонаддувом для дополнительной мощности.

Что такое Ford EcoBoost?

EcoBoost от Ford — это просто название продуктов бренда с турбонаддувом. Ford использовал имя EcoBoost на таких автомобилях, как Ford Mustang, пикапы F-серии, новый Bronco и вплоть до суперкара Ford GT.

Получите собственный комплект турбокомпрессора от Vivid Racing

Ваш автомобиль не обеспечивает достаточной скорости для вас? Вас чуть не убил сливающийся полуприцеп, пока ваша машина изо всех сил пытается разогнаться до 60 миль в час? Вы тоскуете по этому сладкому, сладкому свисту турбокомпрессора на пике наддува? Что ж, тогда вам может подойти комплект турбокомпрессора. Вот почему мы сотрудничаем с нашими друзьями из Vivid Racing, чтобы дать вам турбонаддув! Нажмите здесь, чтобы ознакомиться с линейкой комплектов турбокомпрессоров Vivid Racing.

Рекомендуемые продукты для турбокомпрессоров

Есть вопрос? Есть профессиональный совет? Отправьте нам сообщение: [email protected]

Как работают турбокомпрессоры? | Кто изобрел турбокомпрессоры?

Вы здесь: Домашняя страница > Транспорт > Турбокомпрессоры

• Дом
• Индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 29 сентября 2022 г.

Идеального изобретения не бывает: всегда можно сделать что-то лучше, дешевле, более эффективным или более экологичным. Возьмите внутреннюю двигатель внутреннего сгорания. Вы можете подумать, что это замечательно, что машина приводимый в действие жидкостью, может швырнуть вас по шоссе или ускорить небо во много раз быстрее, чем вы могли бы путешествовать в противном случае. Но это всегда можно построить двигатель, который будет двигаться быстрее, дальше или потреблять меньше топливо. Один из способов улучшить двигатель — использовать турбокомпрессор —а пара вентиляторов, которые используют мощность выхлопных газов в задней части двигателя, чтобы втиснуть больше воздух в переднюю часть, доставляя больше «крутости», чем в противном случае получить. Мы все слышали о турбинах, но как именно они работают? Давайте посмотри внимательнее!

Фото: Безмасляный турбокомпрессор, разработанный НАСА. Фото предоставлено Исследовательский центр Гленна НАСА (НАСА-GRC).

Содержание

1. Что такое турбонагнетатель?
2. Как работает турбокомпрессор?
3. Как работает турбокомпрессор — более подробно
4. Откуда берется дополнительная мощность?
5. Сколько дополнительной энергии вы можете получить?
6. Преимущества и недостатки турбокомпрессоров
7. Кто изобрел турбокомпрессор?
8. Узнать больше

Что такое турбокомпрессор?

Вы когда-нибудь наблюдали, как мимо вас проносятся машины, из выхлопных труб которых вырываются сажевые выхлопы? Очевидно, что выхлопные газы вызывают загрязнение воздуха, но это гораздо меньше. очевидно, что они тратят энергию впустую в то же время. Выхлоп смесь горячих газов, выбрасываемых со скоростью и всей энергией, содержит — тепло и движение (кинетическую энергию) — бесполезно исчезает в атмосфере. Было бы неплохо, если бы двигатель можно ли как-то использовать эту ненужную мощность, чтобы машина ехала быстрее? Это именно то, что делает турбокомпрессор.

Фото: Типичный автомобильный турбокомпрессор использует пару вентиляторов в форме улитки, как этот. Здесь вы видите Garrett GT2871R, который вот-вот будет установлен на двигатель Pontiac G8. Фото Райана С. Делкора предоставлено ВМС США.

Автомобильные двигатели вырабатывают энергию, сжигая топливо в прочных металлических банках, называемых цилиндрами. Воздух входит каждый цилиндр, смешивается с топливом и сгорает с небольшим взрывом который выталкивает поршень, вращая валы и шестерни, которые вращают колеса автомобиля. Когда поршень вдавливается обратно, он нагнетает отработанный воздух. и топливная смесь выходит из цилиндра в виде выхлопа. Количество энергии автомобиль может производить напрямую зависит от того, как быстро он сжигает топливо. у вас больше цилиндров и чем они больше, тем больше топлива машина может гореть каждую секунду и (по крайней мере теоретически) тем быстрее она можешь идти.

Один из способов увеличить скорость автомобиля — добавить больше цилиндров. Вот почему сверхбыстрые спортивные автомобили обычно имеют восемь и двенадцать цилиндров вместо четырех или шести цилиндров в обычном семейном автомобиле. Другим вариантом является использование турбокомпрессор, который каждую секунду нагнетает в цилиндры больше воздуха, поэтому они могут сжигать топливо быстрее. Турбокомпрессор — это простая, относительно дешевая дополнительная немного комплекта, который может получить больше мощности от того же двигателя!

Рекламные ссылки

Как работает турбокомпрессор?

Если вы знаете, как работает реактивный двигатель, вы на полпути к пониманию работы турбокомпрессора автомобиля. А реактивный двигатель всасывает холодный воздух спереди, выдавливает его в камеру где он горит топливом, а затем выдувает горячий воздух сзади. В качестве горячий воздух уходит, он ревет мимо турбины (немного похожей на очень компактный металлический ветряк), который приводит в действие компрессор (воздушный насос) спереди двигателя. Это часть, которая нагнетает воздух в двигатель, чтобы заставить топливо гореть правильно.

Турбокомпрессор автомобиля очень аналогичный принцип работы поршневого двигателя. Он использует выхлопные газы для водить турбину. Это вращает воздушный компрессор, который выталкивает дополнительный воздух. (и кислород) в цилиндры, что позволяет им сжигать больше топлива каждый раз. второй. Вот почему автомобиль с турбонаддувом может производить больше энергии (что это еще один способ сказать «больше энергии в секунду»). А 9Нагнетатель 0009 (или «механический нагнетатель», чтобы дать ему полное название) очень похож на турбонагнетатель, но вместо выхлопных газов с помощью турбины он приводится в действие от вращающегося коленчатого вала автомобиля. Обычно это недостаток: там, где турбокомпрессор питается от отработанной энергии выхлопных газов, нагнетатель фактически крадет энергию из собственного источника энергии автомобиля (коленчатый вал), что обычно бесполезно.

Фото: Суть турбокомпрессора: два газовых вентилятора (турбина и компрессор) установлены на одном валу. Когда один поворачивается, другой тоже поворачивается. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Как работает турбонаддув на практике? Турбокомпрессор фактически представляет собой два небольших вентилятора (также называемых крыльчатками). или бензонасосы) сидят на одном металлическом валу так, что оба крутятся вокруг вместе. Один из этих вентиляторов, называемый турбиной , находится в поток выхлопных газов из цилиндров. Когда цилиндры продувают горячий газ лопасти вентилятора, они вращаются и вал, к которому они подключены (технически называемый вращающимся узлом центральной ступицы или CHRA) так же вращается. Второй вентилятор называется компрессор а, так как он сидит на том же валу, что и турбина, он тоже крутится. Он установлен внутри воздухозаборника автомобиля, поэтому при вращении втягивает воздух в машину и нагнетает его в цилиндры.

Здесь небольшая проблема. Если вы сжимаете газ, вы делаете его горячее (вот почему велосипедный насос прогревается, когда вы начинаете накачивать шины). горячее воздух менее плотный (поэтому теплый воздух поднимается над радиаторами) и менее эффективно помогает топливу гореть, поэтому было бы намного лучше, если бы воздух, выходящий из компрессора, охлаждался перед поступлением цилиндры. Для его охлаждения выход компрессора проходит над теплообменником, удаляющим дополнительное тепло и направляет его в другое место.

Как работает турбокомпрессор — более подробно

Основная идея заключается в том, что выхлоп приводит в движение турбину (красный вентилятор), которая напрямую подключен к компрессору (и питает его) (синий вентилятор), который нагнетает воздух в двигатель. Для простоты мы показываем только один цилиндр. Итак, вкратце, как все это работает:

1. Холодный воздух поступает в воздухозаборник двигателя и направляется к компрессору.
2. Вентилятор компрессора помогает всасывать воздух.
3. Компрессор сжимает и нагревает поступающий воздух и снова выдувает его.
4. Горячий сжатый воздух из компрессора проходит через теплообменник, который охлаждает его.
5. Охлажденный сжатый воздух поступает в воздухозаборник цилиндра. Дополнительный кислород помогает сжигать топливо в цилиндре быстрее.
6. Поскольку цилиндр сжигает больше топлива, он производит энергию быстрее и может передавать больше мощности на колеса через поршень, валы и шестерни.
7. Отработанный газ из цилиндра выходит через выпускной патрубок.
8. Горячие выхлопные газы, обдувая вентилятор турбины, заставляют его вращаться с высокой скоростью.
9. Вращающаяся турбина установлена ​​на том же валу, что и компрессор (здесь показана бледно-оранжевой линией). Таким образом, когда вращается турбина, вращается и компрессор.
10. Выхлопные газы покидают автомобиль, затрачивая меньше энергии, чем в противном случае.

На практике компоненты можно было бы соединить примерно так. Турбина (красная, справа) всасывает выхлопной воздух через впускное отверстие, приводя в действие компрессор (синий, слева), который всасывает чистый наружный воздух и нагнетает его в двигатель. Эта конкретная конструкция имеет электрическую систему охлаждения (зеленого цвета) между турбиной и компрессором.

Художественное произведение: Как турбина и компрессор соединены в турбонагнетателе с электрическим охлаждением. Из патента США №7,946,118: Охлаждение турбокомпрессора с электрическим управлением, выданного Уиллом Хиппеном и др., Ecomotors International, 24 мая 2011 г. Изображение предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Откуда берется дополнительная мощность?

Турбокомпрессоры дают автомобилю больше мощности, но эта дополнительная мощность не поступает непосредственно из отработанных выхлопных газов, и это иногда сбивает людей с толку. С турбонагнетателем мы используем часть энергии выхлопных газов для привода компрессора. что позволяет двигателю сжигать больше топлива каждую секунду. Это дополнительное топливо — это дополнительная мощность автомобиля. происходит от. Все, что делает выхлопной газ, это приводит в действие турбокомпрессор и, поскольку турбонагнетатель не соединен с коленчатым валом или колесами автомобиля, он не напрямую каким-либо образом увеличивает мощность автомобиля. Это просто позволяет тот же двигатель, чтобы сжигать топливо с большей скоростью, что делает его более мощным.

Сколько дополнительной энергии вы можете получить?

Если турбокомпрессор придает двигателю большую мощность, более крупный и лучший турбокомпрессор даст это еще больше силы. Теоретически вы могли бы продолжать улучшать свой турбокомпрессор. чтобы сделать ваш двигатель все более и более мощным, но в конечном итоге вы достигнете предела. Цилиндры настолько велики, что столько топлива они могут сжечь. Через впускное отверстие определенного размера вы можете нагнетать в них столько воздуха, сколько вы можете выпустить выхлопных газов, что ограничивает энергию, которую вы можете использовать для привода турбонагнетателя. Другими словами, в игру вступают другие ограничивающие факторы, которые необходимо учитывать. аккаунт тоже; вы не можете просто турбонаддувом свой путь к бесконечности!

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров

Преимущества

Фото: Типичный автомобильный турбокомпрессор. Вы можете ясно видеть два вентилятора/воздуходувки (один над другим) и их впускные/выпускные отверстия. Фото предоставлено армией США.

Вы можете использовать турбокомпрессоры как с бензиновыми, так и с дизельными двигателями и на более или менее любых тип транспортного средства (автомобиль, грузовик, корабль или автобус).

Основное преимущество использования турбокомпрессора заключается в том, что вы получаете большую выходную мощность при том же размере двигателя (каждый ход поршня в каждом отдельном цилиндре генерирует больше мощности, чем в противном случае). Однако больше мощности означает больше энергии выход в секунду, и закон сохранения энергии говорит нам, что это означает, что вы также должны вкладывать больше энергии, поэтому вы должны сжигать соответственно больше топлива.

Теоретически это означает, что двигатель с турбокомпрессором не более экономичен по топливу, чем двигатель без него. Однако на практике двигатель, оснащенный турбокомпрессором, намного меньше и легче, чем двигатель той же мощности без турбокомпрессора, поэтому автомобиль с турбокомпрессором может обеспечить лучшую экономию топлива в этом отношении. Теперь производителям часто удается установить на тот же автомобиль двигатель гораздо меньшего размера (например, V6 с турбонаддувом вместо V8 или четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом вместо V6). И именно здесь автомобили с турбонаддувом получают свое преимущество: работая хорошо, они могут сэкономить до 10 процентов вашего топлива. Поскольку они сжигают топливо с большим содержанием кислорода, они, как правило, сжигают его более тщательно и чисто, загрязняя воздух меньше.

“ Большинство отраслевых экспертов ожидают, что к 2027 году более половины автомобилей, продаваемых в США, будут оснащены им. »

Нью-Йорк Таймс, 2018 г.

Недостатки

Большая мощность при том же объеме двигателя звучит замечательно, так почему же не все двигатели оснащены турбонаддувом?

Одна из причин заключается в том, что преимущества экономии топлива, обещанные ранними турбонагнетателями, не всегда оказывались такими впечатляющими, как хотели заявлять производители (стремящиеся воспользоваться любым маркетинговым преимуществом перед своими конкурентами). Одно исследование, проведенное Consumer Reports в 2013 году, показало, что небольшие двигатели с турбонаддувом обеспечивают значительно меньшую экономию топлива, чем их «безнаддувные» (обычные) аналоги, и пришел к выводу: «Не принимайте экологические достоинства двигателей с турбонаддувом за чистую монету. экономить топливо, включая гибриды, дизели и другие передовые технологии».

Надежность тоже часто была проблемой: турбокомпрессоры добавляют еще один уровень механической сложности к обычному двигателю — короче говоря, есть еще несколько вещей, которые могут пойти не так. Это может значительно удорожить обслуживание турбин. По определению, турбонаддув — это получение большего от той же базовой конструкции двигателя, и многие компоненты двигателя должны работать при более высоких давлениях и температурах, что может привести к более раннему выходу деталей из строя; вот почему, вообще говоря, двигатели с турбонаддувом не служат так долго.

С турбонаддувом даже вождение может быть другим: поскольку турбонагнетатель приводится в действие выхлопными газами, часто возникает значительная задержка («турбо-лаг») между нажатием педали газа и включением турбонагнетателя, что может делают автомобили с турбонаддувом очень разными (а иногда и очень сложными) в управлении. В последние несколько лет ведущие производители, такие как Garrett и BorgWarner, активно разрабатывают частично или полностью электрические турбокомпрессоры для решения этой проблемы; Предложение Garrett называется E-Turbo, а предложение Borg — eBooster®.

Кто изобрел турбокомпрессор?

Кого мы благодарим за турбокомпрессоры? Альфред Дж. Бюхи (1879–1959), автомобильный инженер, работавший в компании Gebrüder Sulzer Engine Company в Винтертуре, Швейцария. Подобно турбонагнетателю, который я проиллюстрировал выше, его первоначальная конструкция использовала вал турбины с приводом от выхлопных газов для питания компрессора, который нагнетал больше воздуха в цилиндры двигателя. Первоначально он разработал турбокомпрессор еще до Первой мировой войны и запатентовал его в Германии в 1919 году.05, но продолжал работать над улучшенными конструкциями до своей смерти четыре десятилетия спустя. Однако

Бючи был не единственной важной фигурой в этой истории. Несколькими годами ранее сэр Дугалд Кларк (1854–1932), шотландский изобретатель двухтактного двигателя, экспериментировал с разделением стадий сжатия и расширения внутреннего сгорания с помощью двух отдельных цилиндров. Это работало как наддув, увеличивая как поток воздуха в цилиндр, так и количество топлива, которое можно было сжечь. Другие инженеры, в том числе Луи Рено, Готлиб Даймлер и Ли Чедвик также успешно экспериментировал с системами наддува.

Произведение: Один из проектов турбокомпрессора Альфреда Бюхи конца 1920-х годов (патент был подан в 1927 году и выдан в апреле 1934 года). Я раскрасил его, чтобы вы могли быстро разобраться. Вы можете видеть один цилиндр (желтый) и поршень, кривошип и шатун (красный) слева. Выхлопной газ из цилиндра проходит по трубе (зеленая), которая приводит в движение турбину. Он подключен к оранжевому «зарядному вентилятору» (компрессор) и охладителю (синяя коробка), который нагнетает воздух в цилиндр через синюю трубку. Есть и другие запутанные детали, но я не буду вдаваться во все детали; если вам интересно, взгляните на патент США № 1,9.55 620: двигатель внутреннего сгорания (обслуживается через патенты Google). Работа предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

Подробнее

На этом сайте

• Оси и колеса
• Автомобильные двигатели (бензиновые двигатели)
• Компрессоры и насосы
• Шестерни
• Турбины

Книги для читателей постарше

• Turbo: Real World High-Performance Turbocharge Systems by Jay K. Miller. Cartech Voyageur, 2008. Отличное общее введение.
• Турбокомпрессор: Справочник по производительности Джеффа Хартмана. Motorbooks International, 2007.
• Sport Compact Turbos & Blowers от Джо Петтитта. CarTech, 2004. Более практичное практическое руководство по установке и использованию турбокомпрессоров.
Турбокомпрессоры
• от Хью Макиннеса и Бетти Макиннес. Книги HP, 1987.
• Porsche Turbo: Полная история Питера Ванна. Motorbooks International, 2004. Первая глава включает общую историю турбокомпрессоров.

Книги для юных читателей

• Автомобильная наука Ричарда Хаммонда. Дорлинг Киндерсли, 2007 г. Объясняет науку, которая заставляет вашу машину работать (9–12 лет).

Артикул

• Создание лучшего турбокомпрессора, Дэн Карни, Design News, 19 октября 2029 г. Короткое, но интересное интервью с техническим директором Borg Warner смотрит, куда движется технология.
• Garrett E-Turbo обещает большую мощность, лучшую эффективность и меньшее отставание от Аарона Терпена, New Atlas, 20 октября 2019 г. . История новых электрических турбин Garrett.
• Прыжки с турбонаддувом с ипподрома в тупик Стивена Уильямса. The New York Times, 25 октября 2018 г. Как турбокомпрессоры стали важным компонентом двигателя современного автомобиля.
• Маленький вентилятор, решающий самую большую проблему турбокомпрессора, Алекс Дэвис. Wired, 24 августа 2017 г. Краткий обзор eBooster от BorgWarner.
• Как повысить эффективность двигателей с турбонаддувом? Просто добавь воды, Ник Чап. Нью-Йорк Таймс, 29Сентябрь 2016 г. Bosch возрождает идею распыления воды в цилиндры с турбонаддувом, чтобы сделать их более холодными и менее хаотичными.
• Автопроизводители считают, что турбины — это мощный путь к топливной экономичности, Лоуренс Ульрих. The New York Times, 26 февраля 2015 г. Почему такие производители, как Ford и BMW, активно продвигают двигатели с турбонаддувом.
• 50 лет назад турбокомпрессор был прорывной технологией Джима Коска. The New York Times, 19 декабря 2014 г. Как ранние турбокомпрессоры в конечном итоге преодолели свои первые проблемы.
• Если вы не водите турбо, скоро будете, Чак Скуатриглиа. Wired, 24 сентября 2010 г. Ожидается, что к 2015 г. число автомобилей с установленными турбонагнетателями удвоится, поскольку производители ищут новые способы повышения производительности двигателей меньшего размера.
• Turbo приветствует свою зеленую репутацию от Йорна Мэдслиена. BBC News, 11 октября 2009 г. Турбины заставляют автомобили двигаться быстрее; они также могут сделать их «более экологичными» за счет снижения расхода топлива.

Патенты

Если вы ищете подробное техническое описание того, как что-то работает, лучше всего начать с патентов. Здесь Вот несколько недавних патентов на турбокомпрессоры, на которые стоит обратить внимание:

• Патент США № 1 955 620: Двигатель внутреннего сгорания Альфреда Дж. Бючи, выданный 17 апреля 1934 г. Ранний турбодвигатель, разработанный самим изобретателем турбокомпрессоров.
• Патент США № 2,309,968: Управление турбокомпрессором и метод Ричарда Дж. Ллойда, The Garrett Corporation, выданный 1 февраля 1977 года. Основное внимание уделяется системе управления турбокомпрессором, которая эффективно работает при различных скоростях двигателя.
• Патент США № 4,083,188: Система турбонагнетателя двигателя, разработанная Эмерсоном Куммом, The Garrett Corporation, выдана 11 апреля 19 г.78. Современный турбокомпрессор для дизеля с низкой степенью сжатия.
• Патент США № 7,946,118: Охлаждение турбокомпрессора с электрическим управлением, выданный Уиллом Хиппеном и др., Ecomotors International, 24 мая 2011 г. Новый метод охлаждения турбокомпрессора.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

eBooster является зарегистрированным товарным знаком корпорации BorgWarner Inc.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2010/2020) Турбокомпрессоры. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-turbochargers-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Средства связи
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и инструменты
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Что такое турбодвигатель и как он работает?

Все мы слышали о двигателях с турбонаддувом, но что вы знаете о том, как они работают? В этом руководстве мы рассмотрим все плюсы и минусы турбокомпрессоров, от их преимуществ и недостатков до того, чем они отличаются от двигателей без наддува.

Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор представляет собой компонент, состоящий из турбины и воздушного компрессора, который используется для утилизации выхлопных газов, выбрасываемых двигателем. Он нагнетает больше воздуха в цилиндры, помогая двигателю производить больше мощности.

Как они работают?

Турбины состоят из вала с турбинным колесом на одном конце и компрессорным колесом на другом. Они закрыты корпусом в форме улитки с впускным отверстием, куда отработанные выхлопные газы попадают под высоким давлением. Когда воздух проходит через турбину, турбина вращается, а компрессор вращается вместе с ней, втягивая огромное количество воздуха, который сжимается и выходит через выпускное отверстие.

Трубка подает сжатый воздух обратно в цилиндры через промежуточный охладитель, который охлаждает воздух до того, как он достигнет цилиндров. Поскольку турбины работают на таких высоких скоростях (до 250 000 об/мин), у них обычно есть система охлаждения масла, чтобы они не перегревались. Большинство систем также содержат клапан, известный как «вестгейт», который используется для отвода избыточного газа от турбонагнетателя, когда двигатель создает слишком большой наддув, предотвращая повреждение турбины за счет ограничения ее скорости вращения.

Двигатели с турбонаддувом отличаются от стандартных двигателей тем, что они используют отработанные выхлопные газы для подачи большего количества воздуха во впускной клапан. В то время как безнаддувные двигатели используют естественное давление воздуха для всасывания воздуха в двигатель, турбонаддув ускоряет этот процесс, производя энергию более экономично.

Каковы преимущества турбонагнетателей?

Турбокомпрессоры имеют ряд преимуществ, поэтому они так популярны в современных автомобилях. Здесь мы перечислим основные плюсы турбированного двигателя.

Турбины производят больше мощности в двигателе того же размера. Это потому, что каждый ход поршня генерирует больше мощности, чем в безнаддувных двигателях. Это означает, что теперь все больше автомобилей оснащается двигателями меньшего размера с турбонаддувом, которые заменяют более крупные и менее экономичные агрегаты. Хорошим примером этого является решение Ford заменить свой стандартный 1,6-литровый бензиновый двигатель на 1-литровый агрегат с турбонаддувом, который компания называет EcoBoost.

Поскольку турбонагнетатели могут производить такую ​​же мощность, как и более крупные безнаддувные двигатели, это открывает путь к использованию более компактных, легких и экономичных двигателей. Теперь все современные автомобили с дизельным двигателем оснащены турбокомпрессором, что повышает экономию топлива и снижает выбросы.

Даже на самых маленьких двигателях турбонагнетатели создают больший крутящий момент, особенно в нижнем диапазоне оборотов. Это означает, что автомобили выигрывают от мощной и быстрой работы, которая хороша в городе и помогает двигателю чувствовать себя лучше на более высоких скоростях на автомагистралях и дорогах класса А. На низких скоростях небольшие двигатели с турбонаддувом могут опередить автомобили, оснащенные более крупными безнаддувными двигателями, благодаря развиваемому ими крутящему моменту.

Поскольку воздух в двигателе с турбонаддувом фильтруется через большее количество труб и компонентов, шум впуска и выпуска снижается и очищается, что делает звук двигателя более тихим и плавным — возможно, это одно из самых неожиданных преимуществ двигателя с турбонаддувом.

А каковы недостатки?

Хотя турбодвигатели становятся все более популярными, у них есть некоторые подводные камни, которые мы перечислили ниже.

Турбокомпрессоры усложняют двигатель, поскольку под капотом находится множество других компонентов, которые могут выйти из строя или выйти из строя. Эти проблемы могут быть дорогими для устранения и могут повлиять на другие компоненты в случае их отказа.

Турбо-лаг — это короткая задержка реакции после нажатия на дроссельную заслонку, которая может возникнуть, когда двигатель не производит достаточно выхлопных газов для достаточно быстрого вращения впускной турбины турбокомпрессора. На самом деле это происходит только при агрессивном вождении автомобиля или при закрытом положении дроссельной заслонки. В высокопроизводительных автомобилях производители предотвращают турбозадержку, добавляя два турбонагнетателя с разной геометрией, а не один большой с одной турбиной.

Для достижения заявленных показателей эффективности двигателя с турбонаддувом требуется тщательное управление дроссельной заслонкой, при котором педаль акселератора не нажимается слишком сильно. Когда турбокомпрессор работает «на наддуве», цилиндры сжигают топливо быстрее, что приводит к снижению эффективности. Водителям, переходящим с автомобиля без наддува на модель с турбонаддувом, может потребоваться скорректировать свой стиль вождения, чтобы сохранить хорошую эффективность, особенно при первом трогании с места.

Откуда берутся турбокомпрессоры?

Первый турбокомпрессор был произведен в конце 19 ^-го века немецким инженером Готлибом Даймлером, но они не получили известности до окончания Первой мировой войны, когда производители самолетов начали устанавливать их на самолеты для обеспечения мощности двигателей, работающих на более высоких скоростях. высотах, где воздух разрежен.

Турбокомпрессоры не добавлялись к автомобильным двигателям до 1961 года, когда американский производитель Oldsmobile использовал простую турбину для увеличения мощности 3,5-литрового двигателя V8. В 1984 компания Saab разработала новую, более эффективную турбосистему, и эта конструкция, с некоторыми изменениями и модификациями, остается сегодня самой популярной конфигурацией турбокомпрессора.

В Redex присадки для топливной системы улучшают характеристики дизельных и бензиновых двигателей с турбонаддувом и без наддува. С порцией Redex в каждом топливном баке вы можете наслаждаться улучшенными характеристиками и здоровьем двигателя. Для получения дополнительной информации посетите домашнюю страницу Redex .

Как это работает: турбонаддув | Вождение

Этот компонент сжимает воздух, поступающий в двигатель, для увеличения мощности, но при этом возникает экономия топлива. 4 минуты чтения  • 

Содержание статьи

Раньше турбокомпрессоры в основном использовались на высокопроизводительных спортивных автомобилях. Они по-прежнему дают скоростным автомобилям дополнительный прирост мощности, но автопроизводители все чаще используют их на двигателях меньшего размера для увеличения мощности, когда это необходимо, но с большей общей экономией топлива. Они также используются практически во всех дизельных двигателях для увеличения мощности.

Объявление 2

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Турбокомпрессор представляет собой воздушный насос, который по мере необходимости нагнетает в двигатель дополнительный кислород, чтобы он мог сжигать больше топлива для получения большей мощности.

Приносим свои извинения, но это видео не удалось загрузить.

Попробуйте обновить браузер или
нажмите здесь, чтобы посмотреть другие видео от нашей команды.

Как это работает: турбонаддув Назад к видео

Двигатели содержат поршни, которые двигаются вверх и вниз в цилиндрах. Они вращают тяжелый центральный коленчатый вал точно так же, как ваши ноги двигаются вверх и вниз, приводя в движение велосипед. Вращение коленчатого вала используется для вращения колес автомобиля.

Содержание артикула

Все это приводит в движение пары воздуха и бензина в верхней части поршня. Когда он воспламеняется от свечи зажигания, сила сгорания толкает поршень вниз, чтобы провернуть кривошип. Затем сгоревшие газы выбрасываются в виде выхлопных газов.

Каждый поршень скользит вниз в начале своего цикла, создавая вакуум. В двигателе без турбонаддува, известном как безнаддувный, воздух устремляется внутрь при открытии впускного клапана, но он может заполнить цилиндр только при атмосферном давлении. Сжигание большего количества топлива дает большую мощность, но поскольку топливно-воздушная смесь должна быть точной для правильной работы двигателя, добавление большего количества бензина не сработает, и цилиндр не сможет втянуть лишний воздух.

Реклама 3

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание артикула

В двигателе с турбонаддувом турбонагнетатель подает больший объем воздуха под давлением, а компьютер автомобиля реагирует на это добавлением нужного количества дополнительного топлива.

Турбина приводится в действие выхлопными газами. Одна сторона турбонаддува расположена у выпускного коллектора, другая — у воздухозаборника двигателя, и содержит два небольших вентилятора, соединенных валом. Когда выхлоп проходит через турбину, она вращает один вентилятор, называемый турбиной. Это, в свою очередь, вращает второй вентилятор, называемый компрессором, который всасывает свежий воздух, сжимает его и нагнетает в двигатель. Разница между атмосферным давлением и давлением воздуха, создаваемым турбонагнетателем, называется наддувом и измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi).

Вместо турбонагнетателя в некоторых автомобилях используется нагнетатель, который также нагнетает воздух, но работает механически от коленчатого вала двигателя, а не от потока выхлопных газов.

Объявление 4

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Одна из проблем с турбонаддувом заключается в том, что воздух нагревается при сжатии, а это противоположно тому, что вы хотите. Холодный воздух более насыщен кислородом, поэтому его можно смешать с большим количеством топлива и при этом правильно сжечь в цилиндре. Автопроизводители добавляют в турбосистему теплообменник, называемый интеркулером, который поглощает тепло и снижает температуру воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.

Вентиляторы турбодвигателя вращаются очень быстро — до 250 000 оборотов в минуту и ​​более — и при максимальной нагрузке в двигателе может возникнуть слишком большое давление. Если это происходит, клапан, называемый перепускным клапаном, открывается, отводя часть выхлопных газов от турбины.

Турбокомпрессор не постоянно форсирует двигатель. Если вы едете умеренно, всасываемого воздуха атмосферного давления достаточно, и двигатель работает как без наддува. Когда вы нажимаете на педаль газа, двигатель работает сильнее и создает большее давление выхлопных газов. Это приводит в действие турбокомпрессор, который, в свою очередь, увеличивает мощность двигателя, который, в свою очередь, получает больше топлива — вот почему эти малолитражные двигатели могут внезапно стать намного более жадными, чем ожидалось, когда вы на них сильно ездите. (Плюсом является то, что дополнительный кислород способствует более полному сжиганию топлива в цилиндре, повышая эффективность двигателя и снижая вредные выбросы.)

Объявление 5

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание статьи

Турбокомпрессор также создает головную боль для инженеров, поскольку он не сразу работает на полную мощность. Существует небольшая задержка между моментом, когда вы нажимаете педаль газа, и моментом, когда турбонагнетатель вращается до достаточной скорости, чтобы обеспечить наддув и дать вам желаемое ускорение. Это известно как турбо лаг.

Раньше это было более заметно в старых автомобилях, но сегодня автопроизводители используют различные методы, чтобы уменьшить его. Используются легкие лопасти турбины, поэтому для их вращения требуется меньшее усилие. Турбокомпрессоры меньшего размера раскручиваются быстрее, и некоторые автопроизводители устанавливают на двигатель два таких турбокомпрессора, комбинируя один маленький для быстрого начального наддува с большим, который может обеспечить большую мощность при более высоких оборотах двигателя. Несколько автопроизводителей, в том числе Volvo, для достижения этой цели используют в двигателе как механический нагнетатель, так и турбокомпрессор с приводом от выхлопных газов.

Объявление 6

История продолжается ниже

Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

Содержание артикула

Еще одной технологией является изменяемая геометрия, которая автоматически регулирует направление потока выхлопных газов в турбинное колесо в зависимости от частоты вращения двигателя и требуемой мощности.

Двигатели с турбонаддувом, как правило, не требуют какого-либо дополнительного обслуживания, за исключением рекомендованных для автомобиля замен масла и замены свечей зажигания. Некоторые новые двигатели с турбонаддувом прекрасно работают на обычном бензине, но проверьте в руководстве пользователя любые требования к бензину премиум-класса.

Большинство автопроизводителей просто говорят «с турбонаддувом», но некоторые используют собственные названия, такие как TFSI от Audi (для послойного впрыска топлива с турбонаддувом) или EcoBoost от Ford.