Давление турбонаддува дизельного двигателя: Давление наддува турбины дизельного двигателя

Содержание

Давление наддува турбины дизельного двигателя


Всё про наддув. Избыточное давление. (Часть 1) — DRIVE2

У shtirlitz74 нашел интересную ссылку про турбины популярно. Решил, что надо сохранить статью, чтобы не потерять.

Всё про современные системы наддуваНаддув — самый доступный и простой способ увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. Теория проста: чтобы выросла отдача, нужно сжечь как можно больше топлива. Но для его горения необходим ещё и воздух. И если «налить» в цилиндры сколько угодно топлива проще простого (качай себе и качай мощным насосом), то с воздухом дело обстоит сложнее — для него тоже нужен своеобразный насос. И роль такого агрегата в двигателях играют нагнетатели. Вне зависимости от его типа, оснащённый наддувом двигатель обладает большей мощностью и крутящим моментом, чем аналогичный атмосферник. Почему это возможно, какие существуют конструкции и какие побочные эффекты имеет наддув? Рассказываем в нашей справке по современным системам.

История наддуваВпервые техническая идея загнать в автомобильный двигатель больше воздуха с помощью энергии вращения коленвала пришла в голову Готтлибу Даймлеру в 1885 году, а в 1905 году швейцарец Альфред Бюхи получил патент на аналогичную систему, работающую уже от энергии выхлопных газов. Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.

Точно такой же мотор Oldsmobile без турбины выдавал в то время 155-195 сил в зависимости от степени форсировки.

Но важнее другое: тяга даже 195-сильного атмосферника ограничивалась 300 Н·м, тогда как турбокупе выдавало все 410. Если у атмосферных моторов существует практически прямая зависимость между объёмом камеры сгорания и максимальным крутящим моментом, то наддувные агрегаты такого недостатка лишены — по-разному конфигурируя систему, инженеры могут добиваться очень впечатляющей прибавки тяги при неизменном объёмеВскоре турбина появилась и на Chevrolet Corvair Corsa (расположенный сзади 6-цилиндровый оппозитник воздушного охлаждения с наддувом был лишь одним из необычных технических решений этой экзотической машины), а после подоспели и европейцы в лице Porsche (911 Turbo в 1975 году) и Saab (99 Turbo 1978 года). А вот с наддувным дизельным седаном всех опередил производитель из Старого Света — в 1978 году появилась версия 300SD лимузина Mercedes-Benz W116. Вскоре дизельные автомобили приобрели в Европе огромную популярность, а турбонаддув стал неотъемлемой частью конструкции легкового дизеля. Существуют и грузовые дизели с приводными нагнетателями, но по ряду технологических причин эта схема не получила широкого распространения в автомобилестроении.

Какие существуют виды наддува

Избыточное давление, которое создаёт нагнетатель, потому так и называется, что оно больше окружающего нас атмосферного. Иногда давление наддува указывается в абсолютных величинах: в таком случае рабочее пиковое давление системы в 1,6 бара будет означать 0,6 бара избытка. Чаще всего в разговорах и литературе упоминается именно значение избытка. На фотографии монитор Subaru Forester (читайте соответствующий тест-драйв) показывает давление избытка: поскольку на холостых оборотах в камере сгорания разрежение, то давление меньше атмосферного, и на дисплее указано отрицательное значениеК механическим видам наддува (обычно под наддувом понимаются именно механические схемы) относят приводной компрессор и турбокомпрессор. Приводной нагнетатель, как правило, располагается вдоль блока рядного двигателя или в развале V-образного блока и приводится от коленвала с помощью ременной передачи, прессуя воздух парой винтовых роторов или крыльчаткой. Турбина же приводится в действие вылетающими из цилиндров в коллектор под большим давлением выхлопными газами и утрамбовывает воздух на впуске крыльчаткой. Обычно турбина находится сразу за выпускным коллектором или непосредственно интегрирована в него — как, например, в современных моторах группы Volkswagen.

На оборотах двигателя выше 3500 в бампере Porsche Panamera GTS открываются боковые воздуховоды, и двигатель получает больше воздуха. А на высоких скоростях благодаря рассчитанной форме и сечению патрубков во впускной системе создаётся эффект увеличенного давления воздуха, что позволяет считать такую систему разновидностью наддуваОтдельно можно выделить эксперименты производителей с электротурбинами. Они не отбирают мощность у двигателя и лишены газовой турбоямы, так как колесо компрессора вращает электромотор. Впрочем, к этой схеме у производителей до сих пор остаётся немало вопросов, и подробнее об этом можно прочитать в нашем материале Audi завтрашнего дня. Кроме механического, существует ещё безагрегатный наддув. Так называют повышение давления на впуске с помощью сочетания скорости движения и особой формы и размеров впускных патрубков. Избыточное давление такого типа является мерой дополнительного форсирования преимущественно спортивных атмосферных двигателей. Примером заводской реализации такой схемы может служить впускной тракт хэтчбека Porsche Panamera в особой версии GTS.

Как устроен турбонагнетательКонструкция турбонагнетателя проста: на едином валу находятся две крыльчатки, каждая из которых вращается в своём корпусе, называемом в народе «улитка». Одну крыльчатку (в так называемой горячей улитке) вращает поток выхлопных газов, а связанная с ней единой осью вторая крыльчатка в холодной части крутится и трамбует во впускной тракт забираемый с улицы воздух. Таким образом, чем выше обороты работы двигателя, тем больше он вырабатывает газов и тем больше воздуха впоследствии получает. Идеальный замкнутый круг с бесконечным потенциалом повышения мощности?

Современные турбокомпрессоры имеют практически нелимитированный потенциал увеличения мощности двигателя. Ограничителем обычно выступает механическая прочность вращающихся и движущихся деталей силового агрегата, а также баланс итоговых характеристик мотора и здравый смысл. Ввиду меньшего КПД и ряда технических особенностей приводные нагнетатели позволяют увеличивать мощность не так эффективноНо всё не так просто. Во-первых, шатунно-поршневая группа каждого мотора рассчитана на определённые нагрузки, и превышение их приведёт к разрушению двигателя. Во избежание бесконтрольного роста давления наддува в горячей части нагнетателя предусмотрена специальная калитка-клапан под названием «вейстгейт» (в переводе — клапан для излишков), которая открывается с помощью пневматики или сервопривода при достижении пикового расчётного давления в системе. В результате «лишние» газы просто идут в обход турбинного колеса прямиком в выхлопной тракт и не раскручивают компрессор сверх меры. Как правило, в моторах есть и ещё одна страховка от «передува» — при превышении критического порога давления блок управления двигателем ограничивает увеличение подачи топлива на безопасной отметке, и мотор перестаёт производить слишком много выхлопных газов.

Эта анимация наглядно показывает как устроен и работает классический турбонагнетатель

Но в защите нуждается не только поршневая группа, но и сам турбокомпрессор. Представьте, что он уже «надул» много сжатого воздуха во впускной трубопровод, а водитель внезапно закрыл дроссель — ударившись в такое препятствие, сжатый воздух направится искать себе другую дорогу и обязательно найдёт её в противоположном направлении, где находится только что спрессовавшее его колесо компрессора. Возникающая в таком случае на крыльчатку нагрузка называется помпаж и воздействует на турбонагнетатель самым деструктивным образом. Для стравливания излишнего воздуха в районе впускного патрубка или интеркулера в систему встраивается ещё один перепускной клапан, который отправляет воздух обратно на впуск перед турбокомпрессором (тогда клапан называется байпасным) или в атмосферу (блоу-офф-клапан). Последняя разновидность «перепускников» как раз и порождает чихающие, свистящие и шипящие звуки тюнингованных автомобилей с турбонаддувом, которые можно услышать на улицах.

С понятием «турбоямы» не нужно путать понятие «турболаг». Если первое — это диапазон оборотов двигателя, где турбосистема не способна эффективно работать, то второе — время задержки системы в ответ на нажатие педали газа с целью получить генерируемую турбокомпрессором дополнительную мощность. Природа лага состоит в том, что дополнительный воздух необходимо всосать, сжать и прогнать по трубопроводу системы впуска до самой камеры сгорания. По конструктивным и компоновочным причинам весь впускной тракт иногда получается достаточно длинным, и на его прохождение воздуху требуется то самое время, которым измеряется задержка под названием «турболаг»Ещё одна проблема уже эксплуатационного характера заключается в том, что на малых оборотах поток газов слишком мал, чтобы раскрутить вал турбокомпрессора для создания сколько-нибудь существенного давления и получения дополнительной мощности — в народе такая ситуация называется «турбоямой». Поэтому конструкторы систем наддува тщательно подбирают размеры «холодной» и «горячей» крыльчаток в зависимости от объёма двигателя и желаемого характера тяги. Например, в спортивной Audi Sport quattro турбина имеет огромную горячую часть и небольшую холодную, поэтому, чтобы раскрутить такой нагнетатель, нужно выйти на высокие обороты (3500-4000 об/мин и выше), но зато потом следует очень резкий бескомпромиссный подхват. А в современном гражданском Mini Countryman (мы совсем недавно ездили на обновлённой модели) с небольшим моторчиком объёмом 1,6 литра нагнетатель маленький, но зато легко раскручивается с минимальных оборотов, что удобно в городских условиях.

Благодаря универсальности и простоте твинскролльные турбокомпрессоры получают всё большее распространение в легковом автомобилестроенииЧтобы понизить порог наддува, когда турбина создаёт избыточное давление, и сократить зону турбоямы, создатели турбокомпрессоров используют различные конструктивные ухищрения. Самые распространённые из них — крыльчатка с изменяемой геометрией и твинскролльная горячая «улитка». TwinScroll предусматривает два параллельных, но разного размера и формы канала для выхлопных газов в едином корпусе улитки — газы в каждый из каналов попадают от своей группы цилиндров, но крутят единое турбинное колесо. Его лопатки выполнены таким образом, что одинаково эффективно воспринимают импульсы из обоих каналов.

Наибольшее распространение нагнетатели с изменяемой геометрией получили на дизельных моторах, в бензиновых агрегатах одними из первых массово подобную конструкцию применили создатели Porsche 911 Turbo предыдущего поколения 997Из-за различной геометрии каналов и достигается хорошая тяга одновременно и на низких, и на средних и высоких оборотах, а отсутствие столкновения и завихрения потоков газов от разных групп цилиндров улучшает газодинамические свойства системы. Турбины же с изменяемой геометрией имеют специальные, приводимые актуатором, подвижные лопатки-заслонки, которые в разных положениях позволяют менять форму газового канала в горячей улитке (упрощённо — в разное время имитируют маленькую и большую турбину) и таким образом максимально эффективно в конкретный момент времени направлять на турбинное колесо поток выхлопных газов.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией можно изучить на примере дизельного нагнетателя компании Holset

Продолжение

Избыточное давление. Всё про наддув. Часть 1 — DRIVE2

Наддув — самый доступный и простой способ увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. Теория проста: чтобы выросла отдача, нужно сжечь как можно больше топлива. Но для его горения необходим ещё и воздух. И если «налить» в цилиндры сколько угодно топлива проще простого (качай себе и качай мощным насосом), то с воздухом дело обстоит сложнее — для него тоже нужен своеобразный насос. И роль такого агрегата в двигателях играют нагнетатели. Вне зависимости от его типа, оснащённый наддувом двигатель обладает большей мощностью и крутящим моментом, чем аналогичный атмосферник. Почему это возможно, какие существуют конструкции и какие побочные эффекты имеет наддув? Рассказываем в нашей справке по современным системам.

История наддуваВпервые техническая идея загнать в автомобильный двигатель больше воздуха с помощью энергии вращения коленвала пришла в голову Готтлибу Даймлеру в 1885 году, а в 1905 году швейцарец Альфред Бюхи получил патент на аналогичную систему, работающую уже от энергии выхлопных газов. Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.

Точно такой же мотор Oldsmobile без турбины выдавал в то время 155-195 сил в зависимости от степени форсировки. Но важнее другое: тяга даже 195-сильного атмосферника ограничивалась 300 Н·м, тогда как турбокупе выдавало все 410. Если у атмосферных моторов существует практически прямая зависимость между объёмом камеры сгорания и максимальным крутящим моментом, то наддувные агрегаты такого недостатка лишены — по-разному конфигурируя систему, инженеры могут добиваться очень впечатляющей прибавки тяги при неизменном объёме

Вскоре турбина появилась и на Chevrolet Corvair Corsa (расположенный сзади 6-цилиндровый оппозитник воздушного охлаждения с наддувом был лишь одним из необычных технических решений этой экзотической машины), а после подоспели и европейцы в лице Porsche (911 Turbo в 1975 году) и Saab (99 Turbo 1978 года). А вот с наддувным дизельным седаном всех опередил производитель из Старого Света — в 1978 году появилась версия 300SD лимузина Mercedes-Benz W116. Вскоре дизельные автомобили приобрели в Европе огромную популярность, а турбонаддув стал неотъемлемой частью конструкции легкового дизеля. Существуют и грузовые дизели с приводными нагнетателями, но по ряду технологических причин эта схема не получила широкого распространения в автомобилестроении.Какие существуют виды наддува

Избыточное давление, которое создаёт нагнетатель, потому так и называется, что оно больше окружающего нас атмосферного. Иногда давление наддува указывается в абсолютных величинах: в таком случае рабочее пиковое давление системы в 1,6 бара будет означать 0,6 бара избытка. Чаще всего в разговорах и литературе упоминается именно значение избытка. На фотографии монитор Subaru Forester (читайте соответствующий тест-драйв) показывает давление избытка: поскольку на холостых оборотах в камере сгорания разрежение, то давление меньше атмосферного, и на дисплее указано отрицательное значение

К механическим видам наддува (обычно под наддувом понимаются именно механические схемы) относят приводной компрессор и турбокомпрессор. Приводной нагнетатель, как правило, располагается вдоль блока рядного двигателя или в развале V-образного блока и приводится от коленвала с помощью ременной передачи, прессуя воздух парой винтовых роторов или крыльчаткой. Турбина же приводится в действие вылетающими из цилиндров в коллектор под большим давлением выхлопными газами и утрамбовывает воздух на впуске крыльчаткой. Обычно турбина находится сразу за выпускным коллектором или непосредственно интегрирована в него — как, например, в современных моторах группы Volkswagen.

На оборотах двигателя выше 3500 в бампере Porsche Panamera GTS открываются боковые воздуховоды, и двигатель получает больше воздуха. А на высоких скоростях благодаря рассчитанной форме и сечению патрубков во впускной системе создаётся эффект увеличенного давления воздуха, что позволяет считать такую систему разновидностью наддува

Отдельно можно выделить эксперименты производителей с электротурбинами. Они не отбирают мощность у двигателя и лишены газовой турбоямы, так как колесо компрессора вращает электромотор. Впрочем, к этой схеме у производителей до сих пор остаётся немало вопросов, и подробнее об этом можно прочитать в нашем материале Audi завтрашнего дня. Кроме механического, существует ещё безагрегатный наддув. Так называют повышение давления на впуске с помощью сочетания скорости движения и особой формы и размеров впускных патрубков. Избыточное давление такого типа является мерой дополнительного форсирования преимущественно спортивных атмосферных двигателей. Примером заводской реализации такой схемы может служить впускной тракт хэтчбека Porsche Panamera в особой версии GTS.Как устроен турбонагнетательКонструкция турбонагнетателя проста: на едином валу находятся две крыльчатки, каждая из которых вращается в своём корпусе, называемом в народе «улитка». Одну крыльчатку (в так называемой горячей улитке) вращает поток выхлопных газов, а связанная с ней единой осью вторая крыльчатка в холодной части крутится и трамбует во впускной тракт забираемый с улицы воздух. Таким образом, чем выше обороты работы двигателя, тем больше он вырабатывает газов и тем больше воздуха впоследствии получает. Идеальный замкнутый круг с бесконечным потенциалом повышения мощности?

Современные турбокомпрессоры имеют практически нелимитированный потенциал увеличения мощности двигателя. Ограничителем обычно выступает механическая прочность вращающихся и движущихся деталей силового агрегата, а также баланс итоговых характеристик мотора и здравый смысл. Ввиду меньшего КПД и ряда технических особенностей приводные нагнетатели позволяют увеличивать мощность не так эффективно

Но всё не так просто. Во-первых, шатунно-поршневая группа каждого мотора рассчитана на определённые нагрузки, и превышение их приведёт к разрушению двигателя. Во избежание бесконтрольного роста давления наддува в горячей части нагнетателя предусмотрена специальная калитка-клапан под названием «вейстгейт» (в переводе — клапан для излишков), которая открывается с помощью пневматики или сервопривода при достижении пикового расчётного давления в системе. В результате «лишние» газы просто идут в обход турбинного колеса прямиком в выхлопной тракт и не раскручивают компрессор сверх меры. Как правило, в моторах есть и ещё одна страховка от «передува» — при превышении критического порога давления блок управления двигателем ограничивает увеличение подачи топлива на безопасной отметке, и мотор перестаёт производить слишком много выхлопных газов.Эта анимация наглядно показывает как устроен и работает классический турбонагнетатель

Но в защите нуждается не только поршневая группа, но и сам турбокомпрессор. Представьте, что он уже «надул» много сжатого воздуха во впускной трубопровод, а водитель внезапно закрыл дроссель — ударившись в такое препятствие, сжатый воздух направится искать себе другую дорогу и обязательно найдёт её в противоположном направлении, где находится только что спрессовавшее его колесо компрессора. Возникающая в таком случае на крыльчатку нагрузка называется помпаж и воздействует на турбонагнетатель самым деструктивным образом. Для стравливания излишнего воздуха в районе впускного патрубка или интеркулера в систему встраивается ещё один перепускной клапан, который отправляет воздух обратно на впуск перед турбокомпрессором (тогда клапан называется байпасным) или в атмосферу (блоу-офф-клапан). Последняя разновидность «перепускников» как раз и порождает чихающие, свистящие и шипящие звуки тюнингованных автомобилей с турбонаддувом, которые можно услышать на улицах.

С понятием «турбоямы» не нужно путать понятие «турболаг». Если первое — это диапазон оборотов двигателя, где турбосистема не способна эффективно работать, то второе — время задержки системы в ответ на нажатие педали газа с целью получить генерируемую турбокомпрессором дополнительную мощность. Природа лага состоит в том, что дополнительный воздух необходимо всосать, сжать и прогнать по трубопроводу системы впуска до самой камеры сгорания. По конструктивным и компоновочным причинам весь впускной тракт иногда получается достаточно длинным, и на его прохождение воздуху требуется то самое время, которым измеряется задержка под названием «турболаг»

Ещё одна проблема уже эксплуатационного характера заключается в том, что на малых оборотах поток газов слишком мал, чтобы раскрутить вал турбокомпрессора для создания сколько-нибудь существенного давления и получения дополнительной мощности — в народе такая ситуация называется «турбоямой». Поэтому конструкторы систем наддува тщательно подбирают размеры «холодной» и «горячей» крыльчаток в зависимости от объёма двигателя и желаемого характера тяги. Например, в спортивной Audi Sport quattro турбина имеет огромную горячую часть и небольшую холодную, поэтому, чтобы раскрутить такой нагнетатель, нужно выйти на высокие обороты (3500-4000 об/мин и выше), но зато потом следует очень резкий бескомпромиссный подхват. А в современном гражданском Mini Countryman с небольшим моторчиком объёмом 1,6 литра нагнетатель маленький, но зато легко раскручивается с минимальных оборотов, что удобно в городских условиях.

Благодаря универсальности и простоте твинскролльные турбокомпрессоры получают всё большее распространение в легковом автомобилестроении

Чтобы понизить порог наддува, когда турбина создаёт избыточное давление, и сократить зону турбоямы, создатели турбокомпрессоров используют различные конструктивные ухищрения. Самые распространённые из них — крыльчатка с изменяемой геометрией и твинскролльная горячая «улитка». TwinScroll предусматривает два параллельных, но разного размера и формы канала для выхлопных газов в едином корпусе улитки — газы в каждый из каналов попадают от своей группы цилиндров, но крутят единое турбинное колесо. Его лопатки выполнены таким образом, что одинаково эффективно воспринимают импульсы из обоих каналов.

Наибольшее распространение нагнетатели с изменяемой геометрией получили на дизельных моторах, в бензиновых агрегатах одними из первых массово подобную конструкцию применили создатели Porsche 911 Turbo предыдущего поколения 997

Из-за различной геометрии каналов и достигается хорошая тяга одновременно и на низких, и на средних и высоких оборотах, а отсутствие столкновения и завихрения потоков газов от разных групп цилиндров улучшает газодинамические свойства системы. Турбины же с изменяемой геометрией имеют специальные, приводимые актуатором, подвижные лопатки-заслонки, которые в разных положениях позволяют менять форму газового канала в горячей улитке (упрощённо — в разное время имитируют маленькую и большую турбину) и таким образом максимально эффективно в конкретный момент времени направлять на турбинное колесо поток выхлопных газов.Принцип работы турбины с изменяемой геометрией можно изучить на примере дизельного нагнетателя компании HolsetКак устроен механический нагнетательВ отличие от питающегося «бесплатными» выхлопными газами турбокомпрессора, механический нагнетатель приводится в движение энергией вращающегося коленвала. Соответственно, чтобы получить дополнительную мощность, двигатель сначала часть мощности отдаёт, поэтому КПД такого решения ниже. Но, тем не менее, производители не спешат отказываться от приводных нагнетателей, потому как они наделяют автомобиль моментальной тягой с самых низких оборотов — понятие турбоямы к приводным компрессорам практически неприменимо. Конструкция предусматривает ременную, цепную или реже передачу иного типа, которая вращает вал нагнетателя от коленвала мотора. Аналогично турбокомпрессору, нагнетатель прессует воздух и отправляет его под избыточным давлением во впускной коллектор. Наиболее похожий на турбокомпрессор вид приводного нагнетателя — центробежный. Он трамбует воздух аналогичным турбинным колесом, но приводится оно не выхлопными газами, а механически.

Механический нагнетатель типа Roots

Приводной винтовой компрессор типа Lysholm

Эта анимация компании Eaton – одного из ведущих производителей компрессоров Roots-типа — объясняет принцип работы такого нагнетателя

Но самым первым компрессором, который применил в автомобилестроении Готлиб Даймлер, стал агрегат типа Roots, названный по имени своих создателей-братьев — изначально они разработали устройство для промышленных нужд. Такой нагнетатель представляет собой собранные в едином корпусе и находящиеся своими лопастями-кулачками в зацеплении два продолговатых ротора, которые своим вращением по направлению друг к другу захватывают и прокачивают воздух во впускной коллектор. Третья разновидность компрессоров — винтовые типа Lysholm — перекачивают и сжимают воздух с помощью сверлообразных несимметричных роторов, которые находятся в зацеплении. Благодаря уменьшающимся по направлению к выходу из компрессора воздушным камерам между шнеками осуществляется внутреннее сжатие воздуха, что обеспечивает большую в сравнении с Roots-нагнетателями эффективность системы. Аналогично газотурбинным схемам, развиваемое механическими компрессорами давление регулируется с помощью клапанов или муфт.

Турбонагнетатель? Нет, это третья разновидность приводного компрессора, который в качестве нагнетающего элемента использует улитку с крыльчаткой внутри, как у классической газовой турбины

Комбинированные схемы агрегатного наддуваКак только системы наддува стали использоваться массово, инженеры стали думать над повышением их эффективности. Для борьбы с турбоямой, помимо вышеупомянутого твинскролльного наддува, используется схема с двумя последовательно дующими нагнетателями: это может быть маленькая турбина для низких оборотов в сочетании с большой для средних и высоких (так называемая архитектура твинтурбо; пример — Subaru Legacy в кузове BE/BH) или симбиоз приводного компрессора для низких оборотов и турбокомпрессора для средних и высоких. Последним прославилась компания Volkswagen со своим мотором 1.4 Twincharger, который обеспечивал плавный рост давления, но вместе с тем из-за сложности конструкции доставлял немало хлопот по части надёжности и обслуживания.

Это двигатель Volkswagen 1.4 TSI Twincharger. Разработчики умудрились скомпоновать в небольшой «четвёрке» механический нагнетатель (слева от блока цилиндров на изображении) и газовую турбину (справа от блока)

Однако две турбины одного мотора не обязательно отличаются размерами и работают последовательно: во многих современных наддувных моторах цилиндры условно делятся на две группы, и каждая из них обслуживается своим собственным нагнетателем. Однако инженерные изыскания порой порождают и более экзотические варианты: например, в новом трёхлитровом супердизеле BMW (381 л.с./740 Н•м) — три турбины! На низких оборотах работает первая маленькая турбина с изменяемой геометрией, на средних оборотах в дело включается большой нагнетатель, а на высоких прокачивать воздух в цилиндры помогает третий небольшой турбокомпрессор. Результат — водитель трёхлитровой машины ощущает под капотом литров так пять, да ещё и как будто с механическим нагнетателем, практически без турбоямы и лага. Ещё одна схема, пока не нашедшая серийного применения — электрическая турбина в качестве помощника обычному газовому компрессору, мы упоминали о ней выше.На этой анимации компании BMW представлена схема работы нагнетателей первого в мире легкового двигателя с тремя турбинами

какое давление турбины на дизеле ~ AUTOTEXNIKA.RU

Какое давление турбины на дизеле

Если Вы ощутили, что пропала тяга в автомобиле — означает с большой вероятностью сломался турбокомпрессор.

Предпосылкой проверки работы турбокомпрессора может быть малый уровень тяги либо посторонний свист, производимый турбиной. Автовладельцы с долголетним стажем имеют свои специальные методы проверки аппарата, но, лучше пользоваться особыми сервисными устройствами.

Как проверить турбину на дизеле?

В сервисных центрах обычно для выявления неисправной работы турбины, к специальному разъему автомобиля подключают сканер. Отключение турбонаддува может случиться из-за нагнетаемого воздуха либо из-за выработки собственного ресурса турбиной. Для определения давления воздуха, который нагнетается во время работы турбиной, к ее выходу нужно подключить особое устройство с манометром. Снятые характеристики дадут осознать, необходимо поменять турбокомпрессор на сто процентов либо проводить ремонт турбины. При этом, если Вы решите купить бу турбину (при нарушении целостности корпуса турбины), то обращайтесь в наш техцентр. Специалисты помогут Вам подобрать необходимую модель, которая на 30-40% дешевле.

Проверка давления наддува в нагрузке

Работу турбины необходимо проверять в нагрузке. Нормальная турбина должна качать не менее 0.9кг/см. с ув.

TD42T давление турбины.

Актуатор турбины TD42T не лезет в леворукую 60ку, упирается в рулевой кардан. Крепление приходится колхозить

Видео — турбина кидает масло во впуск

Причины неисправности турбины автомобиля

Причиной неисправности турбины является выброс синего выхлопного дыма при разгоне автомобиля, а при постоянных оборотах его исчезновения. Это может быть вызвано сгоранием масла, попадающего в цилиндры мотора из-за утечки в турбокомпрессоре.

Также о неисправности в системе управления ТКР (турбокомпрессор) может свидетельствовать черный дым, появляющийся во время сгорания обогащенной смеси за счет утечки воздуха в нагнетающих магистралях.

Белые же выхлопные газы, наоборот, говорят о том, что засорился сливной маслопровод ТКР. Увеличение расходов масла (0,2 – 1 л на 1 тыс. км) и наличие подтеков на стыках патрубков воздушного тракта и на турбине, происходит, вероятнее всего, из-за загрязнения сливного маслопровода или воздушного канала.

Также причиной может стать закоксовывание корпуса оси ТКР. За счет недостаточного поступления воздуха из неисправного турбокомпрессора, может ухудшиться динамика разгона авто.

Если во время работы двигателя слышен посторонний шум или свист, то источником проблемы может быть утечка воздуха на стыке выхода мотора и компрессора.

Видео — свист на Mercedes-Benz Sprinter

Если же вы услышите характерный скрежет при работе или заметите трещины и деформацию корпуса турбины, то будьте готовы к тому, что ТКР в скором времени может выйти из строя.

Компоненты, из которых состоит система турбонадува: турбина, электронные датчики давления, воздуха, масла, магистраль по забору и передаче воздуха в нагнетающий трубопровод, клапан-отсекатель и т.п. Многие современные машины оснащены системами автоматики, которые немедленно отключат турбину, если одна из перечисленных систем выйдет из строя. А это, в свою очередь, скажется на возможности развить максимальную мощность двигателем.

Какое Давление Должна Выдавать Турбина

Сообщества › Diesel Power (Дизельные ДВС) › Блог › Давление турбины

Всем привет. Поставил датчик надува турбины и боюсь теперь что давит уж больно много. Слышал дето что для дизелей 0.8 бар норма. Да вот моя дует от 0.9 до 1.2 в зависимости от скорости. Короче после 130км/ч при вдавливании педали даёт 1.1-1.2 на меньшей скорости до 1 бара. Была беда связанная с отсечкой турбины — теперь боюсь))

В общем вопрос какая норма для дизелей. F8QT

ВСЕМ СПАСИБО! Я хоть успокоился )) думал у дизельков придел 0.8 бар.

43

Читаю и и думаю что у меня что -то не то. У меня при разгоне, на 1.9dci 115 сил, Турбина дует 2.2, это нормально вообще? (Машина на полном стоке, 2002 года, делает бмв е39 2.5 бензин) p.s турбину менял на такую же.

на F8QT при 2000+\-100 об.мин 0.6-0.8 бар

2500+\-100 об.мин 0.8-0.95 бар

3000+\-100 об.мин 0.8-0.95 бар

У тебя есть вентилирование на интеркулер с эл. приводом ? ( электрический вентилятор )

Да у тебя турбина вообще зверь … ! тут прокачаная давит 1.2 на Сафарях И ДжиЭрах . а у тебя на Каризме.

Где покупал такой показометр?

тут ктото выкидывал на продажу на драйве. в прошлом году дело было а то и больше))

2.1 избытка, 2 литра 270 сил

Это пока датчик больше не видит) модно поменять и дуть 2.6-2.6, и так бывает)

F9Q750 1.9dci — 1.5bar

В стоке 1,5-1,6 бара, небольшой чип и дую 1,7 в пиках доходит до 2,1 ( 3,1 по диагностике )

С ума сойти. Блин, а двиг чинить не придётся после такого

Нет, только турбина на максимуме работает, но 1,7 для той которая стоит это и есть потолок, была бы возможность задрал бы до 2х кг, нужно понимать что это дизель и ему нужно МНОГО ВОЗДУХА, при переизбытке топливо згарает полностью ( мощь + нет черного дыма ) и температура в камере снижается, как недостаток получил холодный двиг в зимнее время .

Турбина и ее давление.

Я Vk. Наша группа. В знак благодарности. Карта сбербанка 5469 …

Давление турбины — Как отрегулировать наддув турбины // turbomicron.by

Регулировка давления наддува турбины Регулировка электронного сервопривода турбины. Ремонт…

Тут на сайте много людей кто ставит турбину куда больше стоковой и получают из 110лс мотора за 200лс. Есть пару интересных записей — поищите аппаратный тюнинг дизеля и многое станет интересным.

У меня дует 1.5 бара. (2.0 дизель 200 сил)

Только не путать относительное давление с абсолютным.

Диагностика показывает 2.5 бара. Но нужно отнимать 1 бар атмосферного давления. Итого: 1.5 бара.

смотри клапан зброса на турбине чтобы роботал как звонок это самое главное возможно тебе будет проще снять катализатор и просмотреть его с наружи а то чегота маловато она у тебя дует беда всегда из за перегрева происодит и из за не вовремя заменяемого масло это самые те убийцы турбины так же может быть закоревший клапон…если он чутка приоткрытый то турбина не будет развевать весь свой полный потенциал …да и ещё смотри вход турбины не коких люфтоф не должно быть так же просмотри лопасти самой крыльчатки они не должны быть покоцаными если покоцаные то в её возможна влитали иноробные тила метал.придметы и тд.

так что решай сам прооще возможно отдать на рестоврацию говорят так дешевле

Ха… Да я наоборот боялся что много дует. Мотор дето около 100лс, 98 помоему. Я думал для него и 1.2 много

я видел малолитражки 1.5об. так она развивала 1,5 б там толька втурбине стояла буст контроллер…это такая штука которая фарсирует турбину т.е типпа чип тюненга

У меня мотор KKDA с турбиной с изменяемой геометрией, стабильно 1.6, было пару раз до 1.8 доходило, но это в горку и с большой нагрузкой

Вчера логи снял, на 4 500 оборотах дует 1.6 бар. 90 сильный ALH на шкоде чипов небыло пока.

для каждого двигателя свои нормы, посмотри в автодате на свой двигатель. а так вроде нормально всё.

Что за автодата? Или так и задавать в поиск

в поисковике autodata

На холостых 0.9 пик надува 1.8.

У меня дуло 1.1 в стоке после чипа 1.5 после дул 2 бара. Сейчас снизил до 1.6 1.7. И ни чего страшного.

На колекторе должен стоять клапан, лишку сбросит.

Я знаю. Из за того что его заклинило у меня выдавило прокладку ГБЦ и водичка в блок шуравала. Каки наделало что капец. Поэтому впринципе и встал вопрос.

На колекторе должен стоять клапан, лишку сбросит.

У всех клапана стоят? 220 cdi 611.962?

Это нормально в принципе, ну можешь приоткрутить маленько и выставить как тебе нужно, а так для дизел правильно писали уже 0,7–1,2 бара

ребят, а вы уверенны, что датчик не врет?!)) Китайские датчики могут врать до 0.4 бар))

У меня 1.5-1.6бар в планах 2-2.2бара

Отчёт как подключал выложи.

Я без хитростей делал. Поставил чисто на проверку, пропустил сбоку двери. На постоянку есть желание поставить вот тогда и выложу. Просто ещё в кучу хочу добавить вольтметр и температуру масла.

Избыточное давление. Всё про наддув

Наддув — самый доступный и простой способ увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. Теория проста: чтобы выросла отдача, нужно сжечь как можно больше топлива. Но для его горения необходим ещё и воздух. И если «налить» в цилиндры сколько угодно топлива проще простого (качай себе и качай мощным насосом), то с воздухом дело обстоит сложнее — для него тоже нужен своеобразный насос. И роль такого агрегата в двигателях играют нагнетатели. Вне зависимости от его типа, оснащённый наддувом двигатель обладает большей мощностью и крутящим моментом, чем аналогичный атмосферник. Почему это возможно, какие существуют конструкции и какие побочные эффекты имеет наддув? Рассказываем в нашей справке по современным системам.

История наддува

Впервые техническая идея загнать в автомобильный двигатель больше воздуха с помощью энергии вращения коленвала пришла в голову Готтлибу Даймлеру в 1885 году, а в 1905 году швейцарец Альфред Бюхи получил патент на аналогичную систему, работающую уже от энергии выхлопных газов. Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.

Точно такой же мотор Oldsmobile без турбины выдавал в то время 155-195 сил в зависимости от степени форсировки. Но важнее другое: тяга даже 195-сильного атмосферника ограничивалась 300 Н·м, тогда как турбокупе выдавало все 410. Если у атмосферных моторов существует практически прямая зависимость между объёмом камеры сгорания и максимальным крутящим моментом, то наддувные агрегаты такого недостатка лишены — по-разному конфигурируя систему, инженеры могут добиваться очень впечатляющей прибавки тяги при неизменном объёме

Вскоре турбина появилась и на Chevrolet Corvair Corsa (расположенный сзади 6-цилиндровый оппозитник воздушного охлаждения с наддувом был лишь одним из необычных технических решений этой экзотической машины), а после подоспели и европейцы в лице Porsche (911 Turbo в 1975 году) и Saab (99 Turbo 1978 года). А вот с наддувным дизельным седаном всех опередил производитель из Старого Света — в 1978 году появилась версия 300SD лимузина Mercedes-Benz W116. Вскоре дизельные автомобили приобрели в Европе огромную популярность, а турбонаддув стал неотъемлемой частью конструкции легкового дизеля. Существуют и грузовые дизели с приводными нагнетателями, но по ряду технологических причин эта схема не получила широкого распространения в автомобилестроении.

Какие существуют виды наддува

Избыточное давление, которое создаёт нагнетатель, потому так и называется, что оно больше окружающего нас атмосферного. Иногда давление наддува указывается в абсолютных величинах: в таком случае рабочее пиковое давление системы в 1,6 бара будет означать 0,6 бара избытка. Чаще всего в разговорах и литературе упоминается именно значение избытка. На фотографии монитор Subaru Forester (читайте соответствующий тест-драйв) показывает давление избытка: поскольку на холостых оборотах в камере сгорания разрежение, то давление меньше атмосферного, и на дисплее указано отрицательное значение

К механическим видам наддува (обычно под наддувом понимаются именно механические схемы) относят приводной компрессор и турбокомпрессор. Приводной нагнетатель, как правило, располагается вдоль блока рядного двигателя или в развале V-образного блока и приводится от коленвала с помощью ременной передачи, прессуя воздух парой винтовых роторов или крыльчаткой. Турбина же приводится в действие вылетающими из цилиндров в коллектор под большим давлением выхлопными газами и утрамбовывает воздух на впуске крыльчаткой. Обычно турбина находится сразу за выпускным коллектором или непосредственно интегрирована в него — как, например, в современных моторах группы Volkswagen.

На оборотах двигателя выше 3500 в бампере Porsche Panamera GTS открываются боковые воздуховоды, и двигатель получает больше воздуха. А на высоких скоростях благодаря рассчитанной форме и сечению патрубков во впускной системе создаётся эффект увеличенного давления воздуха, что позволяет считать такую систему разновидностью наддува

Отдельно можно выделить эксперименты производителей с электротурбинами. Они не отбирают мощность у двигателя и лишены газовой турбоямы, так как колесо компрессора вращает электромотор. Впрочем, к этой схеме у производителей до сих пор остаётся немало вопросов, и подробнее об этом можно прочитать в нашем материале Audi завтрашнего дня. Кроме механического, существует ещё безагрегатный наддув. Так называют повышение давления на впуске с помощью сочетания скорости движения и особой формы и размеров впускных патрубков. Избыточное давление такого типа является мерой дополнительного форсирования преимущественно спортивных атмосферных двигателей. Примером заводской реализации такой схемы может служить впускной тракт хэтчбека Porsche Panamera в особой версии GTS.

Как устроен турбонагнетатель

Конструкция турбонагнетателя проста: на едином валу находятся две крыльчатки, каждая из которых вращается в своём корпусе, называемом в народе «улитка». Одну крыльчатку (в так называемой горячей улитке) вращает поток выхлопных газов, а связанная с ней единой осью вторая крыльчатка в холодной части крутится и трамбует во впускной тракт забираемый с улицы воздух. Таким образом, чем выше обороты работы двигателя, тем больше он вырабатывает газов и тем больше воздуха впоследствии получает. Идеальный замкнутый круг с бесконечным потенциалом повышения мощности?

Современные турбокомпрессоры имеют практически нелимитированный потенциал увеличения мощности двигателя. Ограничителем обычно выступает механическая прочность вращающихся и движущихся деталей силового агрегата, а также баланс итоговых характеристик мотора и здравый смысл. Ввиду меньшего КПД и ряда технических особенностей приводные нагнетатели позволяют увеличивать мощность не так эффективно

Но всё не так просто. Во-первых, шатунно-поршневая группа каждого мотора рассчитана на определённые нагрузки, и превышение их приведёт к разрушению двигателя. Во избежание бесконтрольного роста давления наддува в горячей части нагнетателя предусмотрена специальная калитка-клапан под названием «вейстгейт» (в переводе — клапан для излишков), которая открывается с помощью пневматики или сервопривода при достижении пикового расчётного давления в системе. В результате «лишние» газы просто идут в обход турбинного колеса прямиком в выхлопной тракт и не раскручивают компрессор сверх меры. Как правило, в моторах есть и ещё одна страховка от «передува» — при превышении критического порога давления блок управления двигателем ограничивает увеличение подачи топлива на безопасной отметке, и мотор перестаёт производить слишком много выхлопных газов.

Эта анимация наглядно показывает как устроен и работает классический турбонагнетатель

Но в защите нуждается не только поршневая группа, но и сам турбокомпрессор. Представьте, что он уже «надул» много сжатого воздуха во впускной трубопровод, а водитель внезапно закрыл дроссель — ударившись в такое препятствие, сжатый воздух направится искать себе другую дорогу и обязательно найдёт её в противоположном направлении, где находится только что спрессовавшее его колесо компрессора. Возникающая в таком случае на крыльчатку нагрузка называется помпаж и воздействует на турбонагнетатель самым деструктивным образом. Для стравливания излишнего воздуха в районе впускного патрубка или интеркулера в систему встраивается ещё один перепускной клапан, который отправляет воздух обратно на впуск перед турбокомпрессором (тогда клапан называется байпасным) или в атмосферу (блоу-офф-клапан). Последняя разновидность «перепускников» как раз и порождает чихающие, свистящие и шипящие звуки тюнингованных автомобилей с турбонаддувом, которые можно услышать на улицах.

С понятием «турбоямы» не нужно путать понятие «турболаг». Если первое — это диапазон оборотов двигателя, где турбосистема не способна эффективно работать, то второе — время задержки системы в ответ на нажатие педали газа с целью получить генерируемую турбокомпрессором дополнительную мощность. Природа лага состоит в том, что дополнительный воздух необходимо всосать, сжать и прогнать по трубопроводу системы впуска до самой камеры сгорания. По конструктивным и компоновочным причинам весь впускной тракт иногда получается достаточно длинным, и на его прохождение воздуху требуется то самое время, которым измеряется задержка под названием «турболаг»

Ещё одна проблема уже эксплуатационного характера заключается в том, что на малых оборотах поток газов слишком мал, чтобы раскрутить вал турбокомпрессора для создания сколько-нибудь существенного давления и получения дополнительной мощности — в народе такая ситуация называется «турбоямой». Поэтому конструкторы систем наддува тщательно подбирают размеры «холодной» и «горячей» крыльчаток в зависимости от объёма двигателя и желаемого характера тяги. Например, в спортивной Audi Sport quattro турбина имеет огромную горячую часть и небольшую холодную, поэтому, чтобы раскрутить такой нагнетатель, нужно выйти на высокие обороты (3500-4000 об/мин и выше), но зато потом следует очень резкий бескомпромиссный подхват. А в современном гражданском Mini Countryman (мы совсем недавно ездили на обновлённой модели) с небольшим моторчиком объёмом 1,6 литра нагнетатель маленький, но зато легко раскручивается с минимальных оборотов, что удобно в городских условиях.

Благодаря универсальности и простоте твинскролльные турбокомпрессоры получают всё большее распространение в легковом автомобилестроении

Чтобы понизить порог наддува, когда турбина создаёт избыточное давление, и сократить зону турбоямы, создатели турбокомпрессоров используют различные конструктивные ухищрения. Самые распространённые из них — крыльчатка с изменяемой геометрией и твинскролльная горячая «улитка». TwinScroll предусматривает два параллельных, но разного размера и формы канала для выхлопных газов в едином корпусе улитки — газы в каждый из каналов попадают от своей группы цилиндров, но крутят единое турбинное колесо. Его лопатки выполнены таким образом, что одинаково эффективно воспринимают импульсы из обоих каналов.

Наибольшее распространение нагнетатели с изменяемой геометрией получили на дизельных моторах, в бензиновых агрегатах одними из первых массово подобную конструкцию применили создатели Porsche 911 Turbo предыдущего поколения 997

Из-за различной геометрии каналов и достигается хорошая тяга одновременно и на низких, и на средних и высоких оборотах, а отсутствие столкновения и завихрения потоков газов от разных групп цилиндров улучшает газодинамические свойства системы. Турбины же с изменяемой геометрией имеют специальные, приводимые актуатором, подвижные лопатки-заслонки, которые в разных положениях позволяют менять форму газового канала в горячей улитке (упрощённо — в разное время имитируют маленькую и большую турбину) и таким образом максимально эффективно в конкретный момент времени направлять на турбинное колесо поток выхлопных газов.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией можно изучить на примере дизельного нагнетателя компании Holset

Как устроен механический нагнетатель

В отличие от питающегося «бесплатными» выхлопными газами турбокомпрессора, механический нагнетатель приводится в движение энергией вращающегося коленвала. Соответственно, чтобы получить дополнительную мощность, двигатель сначала часть мощности отдаёт, поэтому КПД такого решения ниже. Но, тем не менее, производители не спешат отказываться от приводных нагнетателей, потому как они наделяют автомобиль моментальной тягой с самых низких оборотов — понятие турбоямы к приводным компрессорам практически неприменимо. Конструкция предусматривает ременную, цепную или реже передачу иного типа, которая вращает вал нагнетателя от коленвала мотора. Аналогично турбокомпрессору, нагнетатель прессует воздух и отправляет его под избыточным давлением во впускной коллектор. Наиболее похожий на турбокомпрессор вид приводного нагнетателя — центробежный. Он трамбует воздух аналогичным турбинным колесом, но приводится оно не выхлопными газами, а механически.

Механический нагнетатель типа Roots

Приводной винтовой компрессор типа Lysholm

Эта анимация компании Eaton – одного из ведущих производителей компрессоров Roots-типа — объясняет принцип работы такого нагнетателя

Но самым первым компрессором, который применил в автомобилестроении Готлиб Даймлер, стал агрегат типа Roots, названный по имени своих создателей-братьев — изначально они разработали устройство для промышленных нужд. Такой нагнетатель представляет собой собранные в едином корпусе и находящиеся своими лопастями-кулачками в зацеплении два продолговатых ротора, которые своим вращением по направлению друг к другу захватывают и прокачивают воздух во впускной коллектор. Третья разновидность компрессоров — винтовые типа Lysholm — перекачивают и сжимают воздух с помощью сверлообразных несимметричных роторов, которые находятся в зацеплении. Благодаря уменьшающимся по направлению к выходу из компрессора воздушным камерам между шнеками осуществляется внутреннее сжатие воздуха, что обеспечивает большую в сравнении с Roots-нагнетателями эффективность системы. Аналогично газотурбинным схемам, развиваемое механическими компрессорами давление регулируется с помощью клапанов или муфт.

Турбонагнетатель? Нет, это третья разновидность приводного компрессора, который в качестве нагнетающего элемента использует улитку с крыльчаткой внутри, как у классической газовой турбины

Комбинированные схемы агрегатного наддува

Как только системы наддува стали использоваться массово, инженеры стали думать над повышением их эффективности. Для борьбы с турбоямой, помимо вышеупомянутого твинскролльного наддува, используется схема с двумя последовательно дующими нагнетателями: это может быть маленькая турбина для низких оборотов в сочетании с большой для средних и высоких (так называемая архитектура твинтурбо; пример — Subaru Legacy в кузове BE/BH) или симбиоз приводного компрессора для низких оборотов и турбокомпрессора для средних и высоких. Последним прославилась компания Volkswagen со своим мотором 1.4 Twincharger, который обеспечивал плавный рост давления, но вместе с тем из-за сложности конструкции доставлял немало хлопот по части надёжности и обслуживания.

Это двигатель Volkswagen 1.4 TSI Twincharger. Разработчики умудрились скомпоновать в небольшой «четвёрке» механический нагнетатель (слева от блока цилиндров на изображении) и газовую турбину (справа от блока)

Однако две турбины одного мотора не обязательно отличаются размерами и работают последовательно: во многих современных наддувных моторах цилиндры условно делятся на две группы, и каждая из них обслуживается своим собственным нагнетателем. Однако инженерные изыскания порой порождают и более экзотические варианты: например, в новом трёхлитровом супердизеле BMW (381 л.с./740 Н•м) — три турбины! На низких оборотах работает первая маленькая турбина с изменяемой геометрией, на средних оборотах в дело включается большой нагнетатель, а на высоких прокачивать воздух в цилиндры помогает третий небольшой турбокомпрессор. Результат — водитель трёхлитровой машины ощущает под капотом литров так пять, да ещё и как будто с механическим нагнетателем, практически без турбоямы и лага. Ещё одна схема, пока не нашедшая серийного применения — электрическая турбина в качестве помощника обычному газовому компрессору, мы упоминали о ней выше.

На этой анимации компании BMW представлена схема работы нагнетателей первого в мире легкового двигателя с тремя турбинами

Охлаждение воздуха

Так как воздух в процессе прохождения через нагнетатель спрессовывается и соприкасается с горячими деталями агрегата, он нагревается и сам. Тёплый воздух имеет меньшую плотность, а порог разрушающей мотор детонации при использовании горячего воздуха становится ниже. Вот почему можно ощутить, что в жару автомобиль с наддувным двигателем «не едет» — в условиях недостатка воздуха (по сравнению с идеальными условиями) система управления двигателем готовит меньше горючей смеси, ограничивая до нужного соотношения и подачу топлива. Поэтому для охлаждения воздуха между нагнетателем и впускным коллектором в системах наддува предусмотрен промежуточный охладитель или, иными словами, интеркулер. Он представляет собой теплообменник (то есть радиатор), через который по пути в камеру сгорания проходит весь нагнетаемый воздух. По конструкции интеркулеры делятся на системы вида: «воздух-воздух» и «воздух-вода».

Двигатель Subaru с интеркулером верхнего расположения. Для большей эффективности на некоторых модификациях WRX STI для внутреннего рынка установлена система водяного орошения интеркулера. По нажатию кнопки в салоне кулер через установленные на нём форсунки омывается водой из находящегося в багажнике специального бака 

Двигатель BMW с интеркулером фронтального расположения

Из-за заднемоторной компоновки интеркулеры Porsche 911 Turbo находятся по бокам в задних крыльях

Первые дешевле в производстве, легче и в целом компактнее, но менее эффективны и дают меньшую гибкость в компоновке моторного отсека. Охлаждение наддувного воздуха осуществляется в них посредством попадающего на рёбра интеркулера набегающего воздуха через воздухозаборники переднего бампера (фронтальное расположение, например, у Mitsubishi Lancer Evolution и вообще у большинства современных автомобилей) или капота (Subaru Impreza WRX, Toyota Caldina GT-T и прочие автомобили с «ноздрёй» над мотором). Интеркулер же типа «воздух-вода» остужает воздух с помощью циркулирующей по встроенному контуру жидкости, имеющей отдельно вынесенный радиатор охлаждения. Такая система обеспечивает меньшую длину впускного тракта, а значит, и меньший турболаг, а также позволяет более гибко выбирать месторасположение кулера. Среди её минусов — повышенная сложность и масса конструкции, а соответственно и цена такого решения.

Пять мифов о турбонаддуве

Миф 1. Наддув снижает надёжность, турбины всё время ломаются

Пожалуй, это миф номер один, и доля правды в нём есть. Это связано с тем, что двигатель с наддувом имеет более сложную конструкцию, больше деталей и сложнее в проектировании, а значит — при прочих равных, — шанс, что в нём что-то сломается, выше, чем в случае с атмосферником. Однако конструктивные просчёты случаются и в безнаддувных моторах, поэтому удачная модель турбодвигателя не уступит в надёжности другому такому же удачному атмосфернику. Конечно, внутренние нагрузки в наддувных моторах выше, но каждый двигатель проектируется инженерами с учётом этих особенностей, поэтому все необходимые детали турбо- или компрессорного мотора изначально усилены. Сам по себе нагнетатель достаточно надёжен, но вследствие неправильной эксплуатации или конструктивных просчётов может выйти из строя, как и любая другая деталь. Даже если это случилось, то специализированные сервисы способны отремонтировать агрегат: для большинства современных моделей выпускаются запасные части и ремкомплекты, а точные измерения, необходимые для ремонта нагнетателя, вполне доступны квалифицированным мастерам. Резюме по мифу номер один: нагнетатель не является каким-либо особенно слабым звеном наддувного двигателя, а если его поломка и произошла, этот узел вполне поддаётся восстановлению или замене.

Миф 2. Автомобиль с наддувом потребляет больше топлива

Отчасти верно, но это касается, в основном, механических нагнетателей. Современные же турбированные двигатели создаются в основной своей массе именно с целью экономии топлива, так как в экономичном режиме вождения мотор с меньшим, чем у атмосферника сопоставимой мощности, рабочим объёмом потребляет меньше топлива, а в случае необходимости наддув даёт возможность распоряжаться существенной мощностью. Иными словами, много топлива расходуется только тогда, когда это действительно необходимо в соответствии с условиями движения. Повсеместный переход производителей на турбомоторы — лишнее тому подтверждение, ведь такое решение позволяет выпускать автомобили с более скромными показателями среднего расхода, а значит, и платить меньше обусловленных экологическим законодательством пошлин. Резюме по мифу номер два: современный автомобиль с турбонаддувом — это экономично.

Миф 3. Чем больше турбина, тем лучше

Размер нагнетателя — понятие, которое невозможно описать каким-то одним параметром. Это всегда совокупность размеров деталей компрессора, которые определяют его характеристики и совместимость системы с конкретным двигателем. В случае с турбокомпрессором основными и определяющими являются размеры и форма холодной и горячей частей, а производительность механического нагнетателя определяется габаритами винтовых элементов и соотношением диаметров приводных шкивов. Простой пример: если заменить турбину на автомобиле гольф-класса на узел от более объёмного мотора, то производимых компактным двигателем выхлопных газов может не хватить для эффективного раскручивания турбинного колеса, а значит, и компрессорная «холодная» крыльчатка не создаст нужного давления в системе. Некоторые турбокомпрессоры большего размера всё-таки помогут существенно увеличить мощность небольшого мотора, но доступна она будет только в узком диапазоне высоких оборотов, что удобно для трассы, но оборачивается чудовищной турбоямой в городе. Резюме по мифу номер три: размер нагнетателя требует инженерных расчётов и должен соответствовать параметрам двигателя и планируемым условиям эксплуатации автомобиля.

Миф 4. Владеть автомобилем с наддувом хлопотнее, чем обычным

В последние годы турбированные двигатели получили такое распространение, что далеко не все владельцы в курсе самого факта наличия нагнетателя под капотом. Разве владелице ярко-оранжевого Audi Q3 интересно, что шильдик TFSI на крышке багажника означает турбомотор? В эксплуатации современные автомобили с наддувом не требуют никаких особенных действий — нужно просто заливать соответствующее качественное топливо (не ниже 95 бензина в большинстве случаев и строго 98 для отдельных высокофорсированных моделей) и вовремя проходить регламентное обслуживание. Автомобили 10-20-летней давности с наддувными двигателями требовали более частого техобслуживания, однако сейчас у большинства производителей наддувные версии требуется загонять на сервис с той же регулярностью, что и атмосферные. Это стало возможным благодаря совершенствованию конструкции моторов, а также появлению новых видов масел.

Старые автомобили с наддувными моторами также боялись резкого глушения после «отжига» — детали турбины продолжали в таком случае вращаться по инерции, а подача масла уже прекращалась, что вело к повышенному износу. Для защиты механизма либо применялось устройство под названием турбо-таймер, которое давало поработать двигателю минуту-другую и затем автоматически его глушило, либо водитель сам ждал пару минут, прежде чем остановить мотор после активной поездки. Современные двигатели ничего подобного не требуют, так как система смазки турбокомпрессора рассчитана на такие условия. К примеру, на турбомоторах Volkswagen предусмотрена отдельная помпа, которая прокачивает через нагнетатель холодный антифриз после выключения зажигания. Резюме по мифу номер четыре: следите за качеством топлива и вовремя посещайте сервис — и можете не вдаваться в детали конструкции. Впрочем, это справедливо для любого автомобиля.

Миф 5. Наддув включается и отключается на определённых оборотах

Нагнетатель — это агрегат, который, как правило, всегда активен с самого момента запуска двигателя. Равно как с первым оборотом коленвала начинают вращаться приводящие механический компрессор шкивы, так даже на холостых оборотах мотор выделяет выхлопные газы, которые через горячую крыльчатку слегка вращают ось турбокомпрессора. Поэтому нагнетатель работает всегда, но вот быть эффективным начинает только с определённого момента. Порог, с которого нагнетатель создаёт избыточное давление, в каждой системе индивидуален, а рост давления может происходить быстро или медленно, но всегда относительно плавно. Резюме по мифу 5: нагнетатель не работает по принципу «вкл-выкл», а степень его участия в наполнении цилиндров воздухом зависит от оборотов двигателя. Исключение составляют системы, где присутствует более одного нагнетателя — в таких схемах обычно предусмотрено электронное управление потоками воздуха, и в зависимости от условий работы мотора специальные актуаторы и клапаны задействуют в нужный момент тот или иной компрессор.

Перспективы развития систем наддува

В настоящее время наблюдается всеобщая тенденция перехода на твинскролльные турбонагнетатели вкупе с уменьшением рабочего объёма двигателей. Эта схема практически не имеет недостатков: такой турбокомпрессор выходит на рабочее давление уже на низких оборотах и успешно «дует» вплоть до высоких. Таким образом, он успешно заменяет приводной нагнетатель в деле обеспечения тяги с самых низов, но при этом имеет более высокий коэффициент полезного действия и все преимущества традиционной турбины. А ровный, без «турбоям» и ярких подхватов, характер тяги делает вождение автомобилей с такими двигателями простым занятием для самого широкого круга водителей. Иной раз даже мы, откатавшие сотни разных машин журналисты, не сразу можем распознать наличие под капотом турбины. Но и приводные нагнетатели не потеряли окончательно своей актуальности. Во-первых, верность им сохраняют производители, для которых беспощадная тяга с самых низов является фирменной чертой характера. Типичный пример — компания Jaguar, чей 5-литровый V8 с механическим нагнетателем своей тягой и звуком пленил немало водительских сердец. Хотя тенденция неумолима: даже компания-первопроходец в области легкового приводного наддува, Mercedes-Benz, в последние годы совершила резкий переход на более эффективную турбокомпрессорную схему.

Это турбодвигатель Maserati Quattroporte нового поколения, на котором мы поездили в прошлом году. Maserati делала наддувные моторы ещё в прошлом веке, и сейчас после некоторого периода атмосферников вновь вернулась к этой схеме в числе многих других производителей

А во-вторых, компрессоры хороши для использования в… гибридах! Когда нужно состыковать тягу двигателя внутреннего сгорания и электромотора, более прогнозируемым и легко настраиваемым нагнетателем по словам инженеров некоторых автомобильных компаний является всё же механический. Один из примеров — Porsche Panamera S E-Hybrid, который мы недавно протестировали вместе с электрокаром Tesla Model S, а о ещё одном примере такой схемы мы расскажем вам уже на следующей неделе. Наконец, уменьшение рабочего объёма двигателя. Именно широкое распространение нагнетателей дало возможность производителям сделать моторы более компактными, лёгкими, малообъёмными и не жертвовать при этом мощностью. Такая игра идёт на всех уровнях легкового автопрома: взять хотя бы моторчики Fiat MultiAir (0,9 л) или Ford EcoBoost (1,0 л) для компактов, ещё недавно смехотворный для гольф-класса объём в 1,2 литра (например, Volkswagen TSI), распространённую ныне формулу «два-ноль-турбо» для автомобилей среднего класса, наддувные трёхлитровые «шестёрки» для больших седанов бизнес-сегмента и турбированные V8, которые пришли на смену атмосферным монстрам V10 и V12 в суперкарах.

Автор: Дмитрий Ласьков
Фотографии и иллюстрации компаний-производителей, из архива редакции и www.oldcarbrochures.com

Какое давление создает турбина дизельного двигателя?

Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Турбонаддув обязан свои появлением пресловутой немецкой рачительности и практичности во всём. Ещё Рудольфу Дизелю и Готлибу Даймлеру, в конце XIX века, не давал покоя такой вопрос. Как же так: выхлопные газы просто так выбрасываются в трубу, а энергия, которой они обладают, не приносит никакой пользы? Непорядок… В веке двадцать первом, двигатели, оснащённые турбиной, давно перестали быть экзотикой и используются повсеместно, на самой разной технике. Почему турбины получили распространение прежде всего на дизельных двигателях и каков принцип работы этих полезных агрегатов, разберём далее – в строго научно-популярной, но наглядной и понятной каждому форме.

Об истории изобретения и внедрения турбонаддува

Итак, идея «пустить в дело» энергию отработанных выхлопных газов появилась уже вскоре после изобретения и успешных опытов применения двигателей внутреннего сгорания. Немецкие инженеры и первопроходцы автомобиле- и тракторостроения, во главе с Дизелем и Даймлером, провели первые опыты по повышению мощности двигателя и снижению расхода топлива с помощью нагнетания сжатого воздуха от выхлопов.

Готдиб Даймлер выпускал вот такие автомобили, а уже задумывался о внедрении системы турбонаддува

Но первым, кто построил первый эффективно работающий турбокомпрессор, стали не они, а другой инженер – Альфред Бюхи. В 1911 году он получил патент на своё изобретение. Первые турбины были таковы, что использовать их было возможно и целесообразно только на крупных двигателях (например, судовых).

Далее турбокомпрессоры начали использоваться в авиационной промышленности. Начиная с 30-х годов ХХ века, в Соединённых Штатах регулярно запускались в «серию» военные самолёты (как истребители, так и бомбардировщики), бензиновые двигатели которых были оснащены турбонагнетателями. А первая в истории грузовая автомашина с турбированным дизельным мотором была сделана в 1938 году.

В 60-е годы корпорация «Дженерал Моторс» выпустила первые легковые «Шевроле» и «Олдсмобили» с бензиновыми карбюраторными двигателями, оснащёнными турбонаддувом. Надежность тех турбин была невелика, и они быстро исчезли с рынка.

Oldsmobile Jetfire 1962 года – первый серийный автомобиль с турбонаддувом

Мода на турбированные моторы вернулась на рубеже 70-х/80-х, когда турбонаддув начали широко использовать в создании спортивных и гоночных автомобилей. Приставка «турбо» стала чрезвычайно популярной и превратилась в своеобразный лейбл. В голливудских фильмах тех лет супергерои нажимали на панелях своих суперкаров «магические» кнопки «турбо», и машина уносилась вдаль. В реальной же действительности турбокомпрессоры тех лет ощутимо «тормозили», выдавая существенную задержку реакции. И, кстати, не только не способствовали экономии топлива, а наоборот, увеличивали его расход.

Труженик советских полей – трактор К-701 «Кировец» с турбонаддувом

Первые действительно успешные попытки внедрения турбонаддува в производство автомобильных двигателей серийного производства осуществили в начале 80-х годов «SAAB» и «Mercedes». Этим передовым опытом не замедлили воспользоваться и другие мировые машиностроительные компании.

Почему в итоге турбины получили распространение именно на дизельных, а не бензиновых двигателях? Потому что дизельные моторы имеют гораздо большую степень сжатия воздуха, а их выхлопные газы – более низкую температуру. Соответственно, требования к жаропрочности турбины гораздо меньше, а её стоимость и эффективность использования – гораздо больше.

Устройство системы турбонаддува

Система турбонаддува состоит из двух частей: из турбины и турбокомпрессора. Турбина служит для преобразования энергии отработанных газов, а компрессор – непосредственно для подачи многократно сжатого атмосферного воздуха в рабочие полости цилиндров. Главные детали системы – два лопастных колеса, турбинное и компрессорное (так называемые «крыльчатки»). Турбокомпрессор представляет собой технологичный насос для воздуха, приводимый в действие вращением ротора турбины. Единственная его задача – нагнетание сжатого воздуха в цилиндры под давлением.

Составные части устройства турбонаддува:

  • корпус компрессора;
  • компрессорное колесо;
  • вал ротора, или ось;
  • корпус турбины;
  • турбинное колесо;
  • корпус подшипников.

Основа системы турбонаддува – это ротор, закреплённый на специальной оси и заключённый в особый жаропрочный корпус. Беспрерывный контакт всех составных частей турбины с чрезвычайно раскалёнными газами определяет необходимость создания как ротора, так и корпуса турбины из специальных жаропрочных металлосплавов.

Крыльчатка и ось турбины вращаются с очень высокой частотой и в противоположных направлениях. Это обеспечивает плотный прижим одного элемента к другому. Поток отработанных газов проникает вначале в выпускной коллектор, откуда попадает в специальный канал, что расположен в корпусе турбо-нагнетателя. Форма его корпуса напоминает панцирь улитки. После прохождения этой «улитки» отработанные газы с разгоном подаются на ротор. Так и обеспечивается поступательное вращение турбины.

Ось турбонагнетателя закреплена на специальных подшипниках скольжения; смазка осуществляется подачей масла из системы смазки моторного отсека. Уплотнительные кольца и прокладки препятствуют утечкам масла, а также прорывам воздуха и отработанных газов, а также их смешиванию. Конечно, полностью исключить попадание выхлопа в сжатый атмосферный воздух не удаётся, но в этом и нет большой необходимости…

Как работает турбина дизельного двигателя

Мощность любого двигателя и производительность его работы зависит от целого ряда причин. А именно: от рабочего объёма цилиндров, от количества подаваемой воздушно-топливной смеси, от эффективности её сгорания, а также от энергетической части топлива. Мощность двигателя возрастает пропорционально росту количества сжигаемого в нём за определённую единицу времени горючего. Но для ускорения сгорания топлива необходимо увеличение запаса сжатого воздуха в рабочих полостях мотора.

То есть, чем больше за единицу времени сжигается горючего, тем большее количество воздуха потребуется «впихнуть» в мотор (не очень красивое слово «впихнуть» здесь, тем не менее, очень хорошо подходит, поскольку сам мотор не справится с забором избыточного количества сжатого воздуха, и фильтры нулевого сопротивления в этом ему не помогут).

В этом, повторимся, и состоит основное назначение турбонаддува – в наращивании подачи воздушно-топливной смеси в камеры сгорания. Это обеспечивается нагнетанием сжатого воздуха в цилиндры, которое происходит под постоянным давлением. Оно происходит вследствие преобразования энергии отработанных газов, проще говоря, из бросовой и утерянной – в полезную. Для этого, прежде чем выхлопные газы должны быть выведены в выхлопную трубу, а далее и, соответственно, в атмосферу, их поток направляется через систему турбокомпрессора.

Этот процесс обеспечивает раскручивание колеса турбины («крыльчатки»), снабжённого специальными лопастями, до 100-150ти тысяч оборотов в минуту. На одном валу с крыльчаткой закреплены и лопасти компрессора, которые нагнетают сжатый воздух в цилиндры двигателя. Полученная от преобразования энергии выхлопных газов сила используется для значительного увеличения давления воздуха. Благодаря чему и появляется возможность впрыскивания в рабочие полости цилиндров гораздо большего количества топлива за фиксированное время. Это даёт значительное увеличение как мощности, так и КПД дизеля.

Дизельная турбина в разрезе

Проще говоря, турбосистема содержит две лопастных «крыльчатки», закреплённых на одном общем валу. Но находящихся при этом в отдельных камерах, герметично отделённых друг от друга. Одна из крыльчаток вынуждена вращаться от постоянно поступающих на её лопасти выхлопных газов двигателя. Поскольку вторая крыльчатка с нею жёстко связана, то и она также начинает вращаться, захватывая при этом атмосферный воздух и подавая его в сжатом виде в цилиндры двигателя.

Необходимые дополнения в состав системы турбонаддува: клапаны, интеркулер

Не один десяток лет потребовался инженерам, чтобы создать действительно эффективно работающий турбокомпрессор. Ведь это только в теории всё выглядит гладко: от преобразования энергии отработанных газов можно «вернуть» утерянный процент КПД и значительно увеличить мощность двигателя (например, со ста до ста шестидесяти лошадиных сил). Но на практике подобного почему-то не получалось.

Кроме того, при резком нажатии на акселератор приходилось ждать увеличения оборотов мотора. Оно происходило только через некоторую паузу. Рост давления выхлопных газов, раскрутка турбины и загонку сжатого воздуха происходили не сразу, а постепенно. Данное явление, именуемое «turbolag» («турбояма») никак не удавалось укротить. А справиться с ним получилось, применив два дополнительных клапана: один – для перепускания излишнего воздуха в компрессор через трубопровод из двигательного коллектора. А другой клапан – для отработанных газов. Да и в целом, современные турбины с изменяемой геометрией лопаток даже своей формой уже значительно отличаются от классических турбин второй половины ХХ века.

Дизельный турбокомпрессор «Бош»

Другая проблема, которую пришлось решать при развитии технологий дизельных турбин, состояла в избыточной детонации. Детонация эта возникала из-за резкого увеличения температуры в рабочих полостях цилиндров при нагнетании туда дополнительных масс сжатого воздуха, особенно на завершающей стадии такта. Решать данную проблему в системе призван промежуточный охладитель наддувочного воздуха (интеркулер).

Кроме того, современная система турбонаддува двигателя не обходится без:

  • регулировочного клапана (wastegate). Он служит для поддержания оптимального давления в системе, и для его сброса , при необходимости, в приёмную трубу;
  • перепускного клапана (bypass-valve). Его предназначение – отвод наддувочного воздуха назад во впускные патрубки до турбины, если нужно снизить мощность и дроссельная заслонка закрывается;
  • и/или «стравливающего» клапана (blow-off-valve). Который стравливает наддувочный воздух в атмосферу в том случае, если дроссель закрывается и датчик массового расхода воздуха отсутствует;
  • выпускного коллектора, совместимого с турбокомпрессором;
  • герметичных патрубков: воздушных для подачи воздуха во впуск, и масляных – для охлаждения и смазки турбокомпрессора.

Применение турбонаддува в мировом машиностроении

На дворе двадцать первый век, и никто уже не гонится за тем, чтобы название его легкового автомобиля было с модной в веке ХХ-м приставкой «турбо». Никто и не верит более в «магическую силу турбины» для резкого ускорения автомобиля. Смысл применения и эффективность работы системы турбонаддува всё-таки не в этом.

Разумеется, наиболее эффективен турбонаддув при его использовании на двигателях тракторов и тяжёлых грузовиков. Он позволяет добавить мощности и крутящего момента без возникновения перерасхода топлива, что очень важно для экономических показателей эксплуатации техники. Там он и используется. Нашли своё широкое применение турбосистемы также на тепловозных и судовых дизелях. И это наиболее мощные из созданных человеком турбин для дизельного двигателя.

Сообщества › Diesel Power (Дизельные ДВС) › Блог › Давление турбины

Всем привет. Поставил датчик надува турбины и боюсь теперь что давит уж больно много. Слышал дето что для дизелей 0.8 бар норма. Да вот моя дует от 0.9 до 1.2 в зависимости от скорости. Короче после 130км/ч при вдавливании педали даёт 1.1-1.2 на меньшей скорости до 1 бара. Была беда связанная с отсечкой турбины — теперь боюсь))
В общем вопрос какая норма для дизелей. F8QT
_______________________________

ВСЕМ СПАСИБО! Я хоть успокоился )) думал у дизельков придел 0.8 бар.

Смотрите также

Комментарии 43

Читаю и комментарии и думаю что у меня что -то не то. У меня при разгоне, на 1.9dci 115 сил, Турбина дует 2.2, это нормально вообще? (Машина на полном стоке, 2002 года, делает бмв е39 2.5 бензин) p.s турбину менял на такую же.

на F8QT при 2000+-100 об.мин 0.6-0.8 бар
2500+-100 об.мин 0.8-0.95 бар
3000+-100 об.мин 0.8-0.95 бар

У тебя есть вентилирование на интеркулер с эл. приводом ? ( электрический вентилятор )

Да у тебя турбина вообще зверь … ! тут прокачаная давит 1.2 на Сафарях И ДжиЭрах . а у тебя на Каризме.

Где покупал такой показометр?

тут ктото выкидывал на продажу на драйве. в прошлом году дело было а то и больше))

2.1 избытка, 2 литра 270 сил

Это пока датчик больше не видит) модно поменять и дуть 2.6-2.6, и так бывает)

F9Q750 1.9dci — 1.5bar

В стоке 1,5-1,6 бара, небольшой чип и дую 1,7 в пиках доходит до 2,1 ( 3,1 по диагностике )

С ума сойти. Блин, а двиг чинить не придётся после такого

Нет, только турбина на максимуме работает, но 1,7 для той которая стоит это и есть потолок, была бы возможность задрал бы до 2х кг, нужно понимать что это дизель и ему нужно МНОГО ВОЗДУХА, при переизбытке топливо згарает полностью ( мощь + нет черного дыма ) и температура в камере снижается, как недостаток получил холодный двиг в зимнее время .
Тут на сайте много людей кто ставит турбину куда больше стоковой и получают из 110лс мотора за 200лс. Есть пару интересных записей — поищите аппаратный тюнинг дизеля и многое станет интересным.

У меня дует 1.5 бара. (2.0 дизель 200 сил)
Только не путать относительное давление с абсолютным.
Диагностика показывает 2.5 бара. Но нужно отнимать 1 бар атмосферного давления. Итого: 1.5 бара.

смотри клапан зброса на турбине чтобы роботал как звонок это самое главное возможно тебе будет проще снять катализатор и просмотреть его с наружи а то чегота маловато она у тебя дует беда всегда из за перегрева происодит и из за не вовремя заменяемого масло это самые те убийцы турбины так же может быть закоревший клапон…если он чутка приоткрытый то турбина не будет развевать весь свой полный потенциал …да и ещё смотри вход турбины не коких люфтоф не должно быть так же просмотри лопасти самой крыльчатки они не должны быть покоцаными если покоцаные то в её возможна влитали иноробные тила метал.придметы и тд.
так что решай сам прооще возможно отдать на рестоврацию говорят так дешевле

Ха… Да я наоборот боялся что много дует. Мотор дето около 100лс, 98 помоему. Я думал для него и 1.2 много

я видел малолитражки 1.5об. так она развивала 1,5 б там толька втурбине стояла буст контроллер…это такая штука которая фарсирует турбину т.е типпа чип тюненга

У меня мотор KKDA с турбиной с изменяемой геометрией, стабильно 1.6, было пару раз до 1.8 доходило, но это в горку и с большой нагрузкой

Вчера логи снял, на 4 500 оборотах дует 1.6 бар. 90 сильный ALH на шкоде чипов небыло пока.

для каждого двигателя свои нормы, посмотри в автодате на свой двигатель. а так вроде нормально всё.

Что за автодата? Или так и задавать в поиск

в поисковике autodata

На холостых 0.9 пик надува 1.8.

У меня дуло 1.1 в стоке после чипа 1.5 после дул 2 бара. Сейчас снизил до 1.6 1.7. И ни чего страшного.

На колекторе должен стоять клапан, лишку сбросит.

Я знаю. Из за того что его заклинило у меня выдавило прокладку ГБЦ и водичка в блок шуравала. Каки наделало что капец. Поэтому впринципе и встал вопрос.

На колекторе должен стоять клапан, лишку сбросит.

У всех клапана стоят? 220 cdi 611.962?

Это нормально в принципе, ну можешь приоткрутить маленько и выставить как тебе нужно, а так для дизел правильно писали уже 0,7–1,2 бара

ребят, а вы уверенны, что датчик не врет?!)) Китайские датчики могут врать до 0.4 бар))

У меня 1.5-1.6бар в планах 2-2.2бара

Отчёт как подключал выложи.

Я без хитростей делал. Поставил чисто на проверку, пропустил сбоку двери. На постоянку есть желание поставить вот тогда и выложу. Просто ещё в кучу хочу добавить вольтметр и температуру масла.
Нехочу просто переделывать по 2 раза

Panda34 › Blog › Всё про наддув. Избыточное давление. (Часть 1)

У shtirlitz74 нашел интересную ссылку про турбины популярно. Решил, что надо сохранить статью, чтобы не потерять.

Всё про современные системы наддува
Наддув — самый доступный и простой способ увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. Теория проста: чтобы выросла отдача, нужно сжечь как можно больше топлива. Но для его горения необходим ещё и воздух. И если «налить» в цилиндры сколько угодно топлива проще простого (качай себе и качай мощным насосом), то с воздухом дело обстоит сложнее — для него тоже нужен своеобразный насос. И роль такого агрегата в двигателях играют нагнетатели. Вне зависимости от его типа, оснащённый наддувом двигатель обладает большей мощностью и крутящим моментом, чем аналогичный атмосферник. Почему это возможно, какие существуют конструкции и какие побочные эффекты имеет наддув? Рассказываем в нашей справке по современным системам.

История наддува
Впервые техническая идея загнать в автомобильный двигатель больше воздуха с помощью энергии вращения коленвала пришла в голову Готтлибу Даймлеру в 1885 году, а в 1905 году швейцарец Альфред Бюхи получил патент на аналогичную систему, работающую уже от энергии выхлопных газов. Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.

Точно такой же мотор Oldsmobile без турбины выдавал в то время 155-195 сил в зависимости от степени форсировки. Но важнее другое: тяга даже 195-сильного атмосферника ограничивалась 300 Н·м, тогда как турбокупе выдавало все 410. Если у атмосферных моторов существует практически прямая зависимость между объёмом камеры сгорания и максимальным крутящим моментом, то наддувные агрегаты такого недостатка лишены — по-разному конфигурируя систему, инженеры могут добиваться очень впечатляющей прибавки тяги при неизменном объёме
Вскоре турбина появилась и на Chevrolet Corvair Corsa (расположенный сзади 6-цилиндровый оппозитник воздушного охлаждения с наддувом был лишь одним из необычных технических решений этой экзотической машины), а после подоспели и европейцы в лице Porsche (911 Turbo в 1975 году) и Saab (99 Turbo 1978 года). А вот с наддувным дизельным седаном всех опередил производитель из Старого Света — в 1978 году появилась версия 300SD лимузина Mercedes-Benz W116. Вскоре дизельные автомобили приобрели в Европе огромную популярность, а турбонаддув стал неотъемлемой частью конструкции легкового дизеля. Существуют и грузовые дизели с приводными нагнетателями, но по ряду технологических причин эта схема не получила широкого распространения в автомобилестроении.

Какие существуют виды наддува

Избыточное давление, которое создаёт нагнетатель, потому так и называется, что оно больше окружающего нас атмосферного. Иногда давление наддува указывается в абсолютных величинах: в таком случае рабочее пиковое давление системы в 1,6 бара будет означать 0,6 бара избытка. Чаще всего в разговорах и литературе упоминается именно значение избытка. На фотографии монитор Subaru Forester (читайте соответствующий тест-драйв) показывает давление избытка: поскольку на холостых оборотах в камере сгорания разрежение, то давление меньше атмосферного, и на дисплее указано отрицательное значение
К механическим видам наддува (обычно под наддувом понимаются именно механические схемы) относят приводной компрессор и турбокомпрессор. Приводной нагнетатель, как правило, располагается вдоль блока рядного двигателя или в развале V-образного блока и приводится от коленвала с помощью ременной передачи, прессуя воздух парой винтовых роторов или крыльчаткой. Турбина же приводится в действие вылетающими из цилиндров в коллектор под большим давлением выхлопными газами и утрамбовывает воздух на впуске крыльчаткой. Обычно турбина находится сразу за выпускным коллектором или непосредственно интегрирована в него — как, например, в современных моторах группы Volkswagen.

На оборотах двигателя выше 3500 в бампере Porsche Panamera GTS открываются боковые воздуховоды, и двигатель получает больше воздуха. А на высоких скоростях благодаря рассчитанной форме и сечению патрубков во впускной системе создаётся эффект увеличенного давления воздуха, что позволяет считать такую систему разновидностью наддува
Отдельно можно выделить эксперименты производителей с электротурбинами. Они не отбирают мощность у двигателя и лишены газовой турбоямы, так как колесо компрессора вращает электромотор. Впрочем, к этой схеме у производителей до сих пор остаётся немало вопросов, и подробнее об этом можно прочитать в нашем материале Audi завтрашнего дня. Кроме механического, существует ещё безагрегатный наддув. Так называют повышение давления на впуске с помощью сочетания скорости движения и особой формы и размеров впускных патрубков. Избыточное давление такого типа является мерой дополнительного форсирования преимущественно спортивных атмосферных двигателей. Примером заводской реализации такой схемы может служить впускной тракт хэтчбека Porsche Panamera в особой версии GTS.

Как устроен турбонагнетатель
Конструкция турбонагнетателя проста: на едином валу находятся две крыльчатки, каждая из которых вращается в своём корпусе, называемом в народе «улитка». Одну крыльчатку (в так называемой горячей улитке) вращает поток выхлопных газов, а связанная с ней единой осью вторая крыльчатка в холодной части крутится и трамбует во впускной тракт забираемый с улицы воздух. Таким образом, чем выше обороты работы двигателя, тем больше он вырабатывает газов и тем больше воздуха впоследствии получает. Идеальный замкнутый круг с бесконечным потенциалом повышения мощности?

Современные турбокомпрессоры имеют практически нелимитированный потенциал увеличения мощности двигателя. Ограничителем обычно выступает механическая прочность вращающихся и движущихся деталей силового агрегата, а также баланс итоговых характеристик мотора и здравый смысл. Ввиду меньшего КПД и ряда технических особенностей приводные нагнетатели позволяют увеличивать мощность не так эффективно
Но всё не так просто. Во-первых, шатунно-поршневая группа каждого мотора рассчитана на определённые нагрузки, и превышение их приведёт к разрушению двигателя. Во избежание бесконтрольного роста давления наддува в горячей части нагнетателя предусмотрена специальная калитка-клапан под названием «вейстгейт» (в переводе — клапан для излишков), которая открывается с помощью пневматики или сервопривода при достижении пикового расчётного давления в системе. В результате «лишние» газы просто идут в обход турбинного колеса прямиком в выхлопной тракт и не раскручивают компрессор сверх меры. Как правило, в моторах есть и ещё одна страховка от «передува» — при превышении критического порога давления блок управления двигателем ограничивает увеличение подачи топлива на безопасной отметке, и мотор перестаёт производить слишком много выхлопных газов.

Но в защите нуждается не только поршневая группа, но и сам турбокомпрессор. Представьте, что он уже «надул» много сжатого воздуха во впускной трубопровод, а водитель внезапно закрыл дроссель — ударившись в такое препятствие, сжатый воздух направится искать себе другую дорогу и обязательно найдёт её в противоположном направлении, где находится только что спрессовавшее его колесо компрессора. Возникающая в таком случае на крыльчатку нагрузка называется помпаж и воздействует на турбонагнетатель самым деструктивным образом. Для стравливания излишнего воздуха в районе впускного патрубка или интеркулера в систему встраивается ещё один перепускной клапан, который отправляет воздух обратно на впуск перед турбокомпрессором (тогда клапан называется байпасным) или в атмосферу (блоу-офф-клапан). Последняя разновидность «перепускников» как раз и порождает чихающие, свистящие и шипящие звуки тюнингованных автомобилей с турбонаддувом, которые можно услышать на улицах.

С понятием «турбоямы» не нужно путать понятие «турболаг». Если первое — это диапазон оборотов двигателя, где турбосистема не способна эффективно работать, то второе — время задержки системы в ответ на нажатие педали газа с целью получить генерируемую турбокомпрессором дополнительную мощность. Природа лага состоит в том, что дополнительный воздух необходимо всосать, сжать и прогнать по трубопроводу системы впуска до самой камеры сгорания. По конструктивным и компоновочным причинам весь впускной тракт иногда получается достаточно длинным, и на его прохождение воздуху требуется то самое время, которым измеряется задержка под названием «турболаг»
Ещё одна проблема уже эксплуатационного характера заключается в том, что на малых оборотах поток газов слишком мал, чтобы раскрутить вал турбокомпрессора для создания сколько-нибудь существенного давления и получения дополнительной мощности — в народе такая ситуация называется «турбоямой». Поэтому конструкторы систем наддува тщательно подбирают размеры «холодной» и «горячей» крыльчаток в зависимости от объёма двигателя и желаемого характера тяги. Например, в спортивной Audi Sport quattro турбина имеет огромную горячую часть и небольшую холодную, поэтому, чтобы раскрутить такой нагнетатель, нужно выйти на высокие обороты (3500-4000 об/мин и выше), но зато потом следует очень резкий бескомпромиссный подхват. А в современном гражданском Mini Countryman (мы совсем недавно ездили на обновлённой модели) с небольшим моторчиком объёмом 1,6 литра нагнетатель маленький, но зато легко раскручивается с минимальных оборотов, что удобно в городских условиях.

Благодаря универсальности и простоте твинскролльные турбокомпрессоры получают всё большее распространение в легковом автомобилестроении
Чтобы понизить порог наддува, когда турбина создаёт избыточное давление, и сократить зону турбоямы, создатели турбокомпрессоров используют различные конструктивные ухищрения. Самые распространённые из них — крыльчатка с изменяемой геометрией и твинскролльная горячая «улитка». TwinScroll предусматривает два параллельных, но разного размера и формы канала для выхлопных газов в едином корпусе улитки — газы в каждый из каналов попадают от своей группы цилиндров, но крутят единое турбинное колесо. Его лопатки выполнены таким образом, что одинаково эффективно воспринимают импульсы из обоих каналов.

Наибольшее распространение нагнетатели с изменяемой геометрией получили на дизельных моторах, в бензиновых агрегатах одними из первых массово подобную конструкцию применили создатели Porsche 911 Turbo предыдущего поколения 997
Из-за различной геометрии каналов и достигается хорошая тяга одновременно и на низких, и на средних и высоких оборотах, а отсутствие столкновения и завихрения потоков газов от разных групп цилиндров улучшает газодинамические свойства системы. Турбины же с изменяемой геометрией имеют специальные, приводимые актуатором, подвижные лопатки-заслонки, которые в разных положениях позволяют менять форму газового канала в горячей улитке (упрощённо — в разное время имитируют маленькую и большую турбину) и таким образом максимально эффективно в конкретный момент времени направлять на турбинное колесо поток выхлопных газов.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе и ее устройство

Гениальная идея использования выхлопных газов для разгона ротора позволила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и увеличить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в обычном режиме выброс газов сопровождается снижением коэффициента полезного действия в пределах 30 — 40%.

Принцип работы турбины дизельного двигателя основан на увеличении количества воздуха, смешиваемого с топливом и поступающего в камеру сгорания. За один и тот же период времени и при равных объемах цилиндров, двигатель с турбонаддувом может сжечь большее количество топлива, чем движок, не оснащенный таким устройством. А значит, его мощность и КПД в единицу времени значительно возрастет.

Рассмотрим устройство турбины дизельного двигателя, как работает, и каким образом достигаются такие показатели.

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Она также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в движение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал, имеющий форму улитки, что позволяет им увеличить скорость.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, скорость вращения ротора передается крыльчатке. Круг замыкается:

  • Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
  • Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
  • Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
  • Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее при большем количестве забираемого воздуха.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины после увеличения подачи топлива нажатием на педаль газа, так как для разгона ротора выхлопными газами требуется время.

Вслед за турбоямой наступает момент турбоподхвата, когда разогнавшийся ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, повышая мощность двигателя.

Регулировка давления наддува

Турбонаддув дизельного двигателя повышает его мощность за счет возрастания давления выхлопных газов, являющихся результатом увеличения числа оборотов и интенсивности работы мотора. Этот же процесс повышает давление наддува. Если его не регулировать, то на самых высоких оборотах оно может достичь опасных значений, приводящих к поломкам и механическим повреждениям.

Регулировка давления производится с помощью выпускного предохранительного клапана, а контроль максимально допустимого значения — с помощью мембраны и пружины определенной жесткости.

Суть работы: при достижении предельного значения давления, мембрана, установленная в корпусе компрессора, преодолевает воздействие пружины и открывает регулировочный клапан.

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

  1. Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
  2. В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Второй вариант расположения клапана позволяет изготавливать системы меньших габаритов. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в компрессоре подвержен чрезмерному нагреву из-за повышенной температуры выпускаемого воздуха, что негативно сказывается на эффективности его работы.

Поэтому турбонаддув дизельного двигателя чаще оснащают регулировочным клапаном в турбине, а регулировку в компрессоре используют в качестве дополнения.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

На вал устанавливают уплотнительные кольца, предотвращающие проникновение масла в полости корпусов компрессора и турбины. Они же предохраняют корпуса от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько уплотнениями, сколько разностью величины давления в различных частях агрегата. Эту разницу давлений создает турбинная ось (вал), имеющая неравномерный диаметр.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Если мотор не развивает требуемую мощность, это может быть симптомом неисправности турбонаддува. Наиболее часто встречающиеся проблемы — загрязнение воздушного фильтра или потеря герметичности впускного коллектора. Кроме потери мощности, их можно диагностировать по несвойственному для исправной машины цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

  • Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
  • Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Правила эксплуатации

Чтобы в полной мере использовать ресурс турбины дизельного мотора и продлить ее срок службы, необходимо выполнять ряд условий:

  • Регулярно менять масло в системе, чтобы не допустить попадания абразива в маслопровод и его засорения.
  • Применять только качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует указанной в паспортных данных двигателя.
  • Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
  • Никогда резко не отключать движок, а после остановки автомобиля давать ему возможность поработать несколько секунд на холостых оборотах.

Турбонаддув

В турбокомпрессоре используются центробежные насосы. Под действием центробежных сил, вызванных вращением колеса с лопатками, воздух отбрасывается к периферии колеса, а в его центре создается разрежение, что обеспечивает всасывание воздуха. Для эффективной работы турбокомпрессора частота вращения колеса компрессора должна быть очень высокой не менее 50–100 тыс. мин –1 .
При работе ДВС из выпускного трубопровода под давлением выбрасываются продукты сгорания, которые имеют высокую температуру. Поток газов приводит во вращение колесо турбины, которое передается закрепленному на общем вале колесу компрессора.
Для достижения фазы наддува, т. е. момента, когда давление воздуха на впуске превысит атмосферное, необходимо, чтобы была достигнута определенная частота вращения турбины (не менее 60 000 мин –1 ). При малых оборотах двигателя турбокомпрессор работает в дежурном режиме (частота 5 000–10 000 мин –1 ). Необходимо учитывать, что наличие турбины в выпускном тракте создает сопротивление выходу отработавших газов.

Очень важный вопрос — выбор правильного размера турбины для конкретного двигателя. В первых двигателях с турбонаддувом для легковых автомобилей 1970-х гг. использовались готовые конструкции, разработанные, как правило, для дизелей больших грузовых автомобилей. Такие устройства давали хороший результат для увеличения максимальной мощности, но были неэффективными для получения большого крутящего момента в среднем диапазоне частот вращения двигателя, т. е. для получения достаточной приемистости автомобиля. Большие турбины требовали некоторого времени на «раскрутку», когда при небольших нагрузках открывалась дроссельная заслонка, что приводило к задержке нарастания давления наддува. Этот эффект получил название турбоямы.

Большинство современных турбокомпрессоров легковых автомобилей имеют небольшие размеры и высокую частоту вращения. Для того чтобы увеличить диапазон частот вращения двигателя, при которых турбонаддув обеспечивает повышение давления, применяются по два турбокомпрессора на одном двигателе. Один турбокомпрессор работает при низких оборотах, а второй при высоких. В последних поколениях наддувных двигателей стали применяться турбокомпрессоры с переменной геометрией, которые сохраняют высокую скорость газов при малых нагрузках, так что турбина всегда вращается с нужной скоростью. В таких турбокомпрессорах поток направляемых на турбину газов управляется с помощью специальных поворачивающихся заслонок. Одновременный поворот заслонок производится с помощью штока вакуумной камеры. Разрежение в камере регулируется электромагнитным клапаном по сигналу компьютера.

При работе системы турбонаддува происходит сильный нагрев турбины, а компрессор остается сравнительно холодным. Очень важным узлом, определяющим долговечность турбокомпрессора, является узел подшипников вала. Обычно масло для смазки подшипников подается под давлением из системы смазки двигателя. Иногда для повышения работоспособности наддува применяют охлаждение корпуса турбины жидкостью из системы охлаждения двигателя. После продолжительного движения на высокой скорости автомобиля с турбонаддувом турбина может раскрутиться до высоких скоростей (сотни тысяч оборотов в минуту). После остановки двигателя турбокомпрессор останавливается не сразу, а масло уже не поступает к подшипникам. Чтобы не произошло повреждения подшипников, рекомендуется перед выключением двигателя дать ему возможность некоторое время поработать на холостом ходу.

Очень хорошо система турбонаддува работает в дизелях. Отработавшие газы в дизеле холоднее, чем в бензиновых двигателях, что облегчает работу турбокомпрессора, и, кроме того, в дизеле не существует опасности возникновения детонации. Поэтому неслучайно, что турбонаддув устанавливается почти на всех современных дизельных двигателях легковых автомобилей.

В многоцилиндровых двигателях с большим рабочим объемом некоторых грузовых автомобилей отработавшие газы продолжают обладать большой энергией, даже после прохождения турбокомпрессора. Эту энергию можно использовать для дальнейшего повышения мощностных характеристик двигателя, создавая так называемые турбокомпаундные двигатели. В таком двигателе часть энергии отработавших газов используется для раскручивания дополнительной турбины, которая через гидравлическую муфту связана с коленчатым валом. Такая конструкция дает возможность, увеличить крутящий момент на вале двигателя.
Подробнее о турбонаддуве – в главе Турбокомпрессор

Источники:

http://www.drive2.ru/c/2239609/

http://www.drive2.com/b/1759237/

http://avtodvigateli.com/vidy/turbirovannyj/princip-raboty-turbiny-dizelya.html

http://wiki.zr.ru/%D0%A2%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D0%B4%D1%83%D0%B2

http://www.spbmotor.ru/serdi/index_id_71.php

Принцип работы турбокомпрессора для дизельного двигателя

Для точного определения неисправностей, связанных с турбокомпрессором, необходимо знание принципа его работы. Нижеприведеннная информация относится к турбокомпрессорам массовых дизельных двигателей, поскольку они достаточно просты.

Турбокомпрессор — это компрессор, или воздушный насос, который приводится от турбины. Турбина вращается за счет использования энергии потока отработавших газов. Частота вращения турбокомпрессора дизельного двигателя находится в пределах от 1000 до 130.000 об/мин (это значит, что лопатки турбины разгоняются почти до линейной скорости звука). Турбина непосредственно соединяется с компрессором жесткой осью. Компрессор засасывает через воздушный фильтр свежий воздух, сжимает его и затем под давлением подает во впускной коллектор двигателя. Чем больше воздуха подается в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, а это повышает мощность двигателя.

Теоретически существует равновесие мощностей между турбиной и компрессором турбокомпрессора. Чем большую энергию имеют отработавшие газы, тем быстрее будет вращаться турбина. Как следствие, компрессор тоже будет вращаться быстрее.


Турбокомпрессор Garrett в разобранном виде

Турбина

Турбина состоит из корпуса и ротора. Отработавшие газы из выпускного коллектора двигателя попадают в приемный патрубок турбокомпрессора. Проходя по постепенно сужающемуся внутреннему каналу корпуса турбины, они ускоряются, а пройдя этот имеющий форму улитки корпус, направляются к ротору турбины и приводят ее во вращение.

Скорость вращения турбины определяется размером и формой канала в ее корпусе. Это напоминает поливочный шланг: чем больше вы перекрываете пальцем выходное отверстие, тем дальше бьет струя воды. Размеры турбины и ее корпуса зависят от конкретного двигателя.

Корпусы турбин значительно различаются в зависимости от сферы применения. Корпус турбины двигателя грузовика может быть разделен на два параллельных канала, поэтому на ротор воздействуют два потока отработавших газов. При таком типе корпуса становится возможным использование импульсного движения потока газов и достижение резонансных явлений. Отсюда и обязательность разделения выпускных каналов для каждого цилиндра.

В корпусе турбины, имеющем двойной канал, каждый поток распределяется по всей поверхности ротора турбины. Другая конструкция корпуса с двумя каналами позволяет использовать импульсы давления (поток распределяется симметрично с каждой стороны ротора).

В случае системы с постоянным давлением используется только энергия поступательного движения отработавших газов. При этом могут применяться только корпусы турбины с одним каналом. Этот вариант используется в корпусах с водяным охлаждением, которые применяются на судовых двигателях.

В турбокомпрессоры с большим объемом часто устанавливают дополнительное кольцо с направляющими лопатками. Оно облегчает создание постоянного потока отработавших газов на роторе турбины и делает возможным регулирование потока внутри ее корпуса.

Корпус турбины отливается из сплава с высокой термостойкостью. Ротор турбины также изготавливается из высококачественных материалов, имеющих высокую температурную стойкость. Ту часть, через которую входят отработавшие газы, называют впуском, а идущую к выхлопной трубе — выпуском.

На оси жестко крепится ротор турбины. Материал оси отличается от материала, используемого для ротора турбины. Сборка этого соединения осуществляется следующим способом. Ось и ротор, вращающиеся в противоположных направлениях на очень большой скорости, прижимают друг к другу. Выделяющееся при трении тепло сплавляет их друг с другом, образуя неразъемное соединение.

Ось в месте соединения пустотелая. Эта пустота затрудняет передачу тепла от ротора турбины к ее оси. На оси со стороны турбины имеется углубление, в котором располагается уплотнительное кольцо. Рабочая поверхность радиальных подшипников упрочняется и полируется.

Выступающий бортик, на который будет запрессовано кольцо, обрабатывается с высокой точностью. На более тонкий конец оси устанавливается ротор компрессора; там имеется резьба, на которую навинчивается предохранительная гайка для закрепления ротора. После того, как ось изготовлена, она должна быть отбалансирована с максимально возможной точностью прежде чем она будет установлена в корпус.

Компрессор

Компрессор состоит из корпуса и ротора. Размеры компрессора определяются количеством воздуха, требуемого для двигателя, и скоростью вращения турбины. Ротор компрессора жестко закреплен на оси турбины и, следовательно, вращается с той же скоростью, что и ротор турбины.

Лопатки ротора компрессора, изготавливаемые из алюминия, имеют такую форму, что воздух засасывается через центр ротора. Всасываемый таким образом воздух направляется к периферии ротора и при помощи лопаток отбрасывается на стенку корпуса компрессора. Благодаря этому воздух сжимается и через впускной коллектор попадает в двигатель. Корпус компрессора также изготовлен из алюминия.

Корпус оси

Смазка турбокомпрессора производится от системы смазки двигателя. Корпус оси образует центральную часть турбокомпрессора, расположенную между турбиной и компрессором. Ось вращается в подшипниках скольжения. Моторное масло по каналам проходит между корпусом и подшипниками, а также между подшипниками и осью. В большинстве турбокомпрессоров радиальные подшипники вращаются со скоростью, равной половине скорости оси.

В настоящее время появились конструкции, в которых подшипник неподвижен, а ось вращается в масляной ванне. Масло не только служит для смазки оси, но и охлаждает ее, подшипники и корпус.

Для уплотнения с двух сторон турбокомпрессора устанавливаются маслоотражательные прокладки. С двух сторон устанавливаются также уплотнительные кольца.

Но, несмотря на то, что эти кольца помогают избежать утечек масла, они в действительности не являются уплотнительными прокладками. Их нужно рассматривать как элемент, затрудняющий утечку воздуха и газов между турбиной, компрессором и корпусом оси. В обычном режиме работы турбокомпрессора давление в турбине и компрессоре больше давления в корпусе оси. Часть газов из турбины и часть воздуха, сжатого в компрессоре, попадают в корпус оси и вместе с моторным маслом по сливному маслопроводу проходят в масляный картер двигателя.


На рисунке показан путь, по которому проходит масло внутри корпуса оси турбокомпрессора Garrett T04B

Все масляные уплотнения динамического типа, т.е. работают на принципе разности давлений:

1. Разница в диаметрах оси из-за действия центробежных сил образует разность давлений, что затрудняет просачивание масла к турбине.

2. Со стороны турбины уплотнительные кольца расположены в выточках (как в корпусе оси так и на самой оси). Этот же принцип установки колец применен и со стороны компрессора.

Уплотнительные кольца являются элементом, играющим главную роль в обеспечении герметичности. Кроме того, они передают тепло с оси на корпус.

3. Уплотнительное кольцо вращается с той же скоростью, что и ось. Благодаря имеющимся в нем трем отверстиям создается противодавление маслу.

4. Внутренняя форма корпуса оси на уровне кольца герметичности весьма своеобразна с целью предотвращения просачивания масла к компрессору.

5. Давление в компрессоре и турбине вытесняет масло в корпус оси.

Когда обороты двигателя низкие или он работает без нагрузки, давление в корпусе оси больше, чем в компрессоре. В компрессоре воздух отжимается от центра на периферию и сжимается. Этот же эффект мы можем наблюдать при быстром размешивании кофе в чашке: кофе будет отброшен на стенки чашки. Воздух в компрессоре завихряется и отбрасывается на стенки компрессора, после чего этот сжатый воздух поступает в двигатель. Поэтому становится ясно, почему в случае слабого наддува в двигателе с турбокомпрессором (т.е. когда давление турбокомпрессора близко к нулю) за ротором компрессора образуется небольшое разрежение.

Естественно, при работе компрессора могут иметь место утечки масла из корпуса оси в компрессор. Скорость вращения оси турбокомпрессора может быть настолько высокой, что избежать утечек масла, используя обычные манжеты (устанавливаемые, к примеру, в коробке передач), невозможно.

Поэтому в корпус оси устанавливают несколько уплотнительных колец, используя разные методы для наиболее качественного уплотнения мест возможной утечки масла.

Вот некоторые из них:

Механический сливной маслопровод турбокомпрессора Garrett. В этом компрессоре главную роль при уплотнении играет уплотнительное кольцо. Когда двигатель работает на малых оборотах либо без нагрузки, за ротором компрессора образуется область пониженного давления (разрежения). Масло и газы, которые находятся в корпусе оси, устремляются между задней пластиной и уплотнительным кольцом к компрессору. Когда эта смесь проходит через отверстия кольца, масло, более тяжелое, чем газы, отбрасывается к наружной стороне кольца, но остается в корпусе оси, в то время как газы продолжают свое движение в компрессоре.

Таким образом, уплотнительное кольцо, которое вращается на большой скорости вместе с осью турбокомпрессора, действует как центробежный сепаратор масла.

Пластина для отвода масла. Большинство производителей турбокомпрессоров в той или иной форме используют эту схему. Это неподвижная пластина, расположенная поперечно со стороны компрессора.

Масло, идущее от уплотнительных колец, стекает по внутренней стороне пластины вниз, то есть к отверстию для слива масла. Верхняя часть этой пластины имеет такую форму, что она постоянно находится выше нормального уровня масла в корпусе оси. В случае возможного образования разрежения в компрессоре газы засасываются легче, чем более тяжелое масло.

Со стороны турбины проблема отвода масла не так важна, если принять во внимание, что в нормальных условиях давление в турбине всегда выше, чем в корпусе оси. При некоторых условиях эксплуатации может иметь место падение давления в турбине; в таком случае требуется установка пластины для отвода масла со стороны турбины.

Любая конструкция корпуса оси подразумевает также необходимость максимального снижения теплообмена между турбиной с уплотнительными кольцами и компрессором. С этой целью со стороны турбины устанавливается термоизоляционная прокладка, а в корпусе оси имеется множество элементов для теплообмена. Например, в турбокомпрессорах (Garrett для дизельных двигателей с марта 1989 года используется корпус оси, имеющий ребра охлаждения.

Регулировка давления наддува

Мощность дизельного двигателя ограничена максимальным числом оборотов, равным приблизительно 5000 об/мин. Ее можно поднять, только увеличив рабочий объем двигателя или степень сжатия.

По соображениям ограничения массы и размеров автомобиля его оснащают как можно меньшим двигателем, который будет работать с максимальными оборотами, чтобы обеспечить требуемую мощность.

Дизельный двигатель работает в широком диапазоне чисел оборотов. Соответствие мощности турбины и нерегулируемого компрессора турбокомпрессора означает соответствие создаваемого последним давления энергии отработавших газов. Увеличивая мощность двигателя (например, нажимая на педаль акселератора), мы увеличиваем как количество отработавших газов, так и давление наддува. Недостатком этой конструкции будет создание слишком высокого давления на максимальных оборотах. Повреждения двигателя избегают, ограничивая давление.

Принцип работы регулятора давления.
Давление наддува в компрессоре воздействует на мембрану, которая прижимается пружиной. Когда сила сжатой пружины преодолевается, открывается регулировочный клапан, уменьшая поток отработавших газов через турбину и удерживая таким образом давление наддува ниже определенного предела, при превышении которого двигатель был бы поврежден. В турбокомпрессорах для дизельных двигателей этот клапан почти всегда встроен в корпус турбины. Этим достигается компактность конструкции и точность работы.

На рисунке представлен в разрезе регулировочный клапан фирмы Garrett.


1 — корпус турбины; 2 — клапан; 3 — уплотнение; 4 — направляющая пружины; 5 — пружины; 6 — клапан; 7 — контргайка; 8 — крышка с отводом воздуховода; 9 — вентиляционный канал

Верхняя часть стержня клапана полая. Эта полость заканчивается на середине стержня боковым отверстием. Обычно давление во впускном трубопроводе над мембраной выше давления в корпусе. Вот почему более холодный воздух из компрессора циркулирует по полости в стержне к точке крепления стержня в корпусе турбины и затем по вентиляционному воздуховоду к корпусу турбины. Крышка Мембраны зажата на корпусе клапана таким образом, что на практике никакая регулировка усилия пружины невозможна. Если предохранительный клапан не работает как надо, корпус турбины вместе с клапаном должен быть заменен полностью.

Работа предохранительного клапана фирмы KKK.
Этот клапан также может быть встроен в выхлопную трубу, как отдельно от корпуса турбины, так и в ней. Чтобы максимально уменьшить передачу тепла, встраивают множество теплоизоляционных элементов. Кроме этого, корпус клапана имеет ребра охлаждения, которые поглощают тепло и рассеивают его в окружающий воздух.

Давление наддува можно также регулировать со стороны компрессора. При определенном давлении регулировочный клапан открывается и выпускает часть воздуха в атмосферу или во впускной трубопровод перед компрессором. Эта система, правда, имеет два недостатка. Во-первых, выпускаемый воздух имеет повышенную температуру, поэтому термодинамические преимущества турбокомпрессора уменьшаются. Во-вторых, если давление регулируется только компрессором, требуется слишком большая турбина, чтобы в любой момент времени обеспечить нужную производительность компрессора. Это вызывает увеличение времени реакции на нажатие педали акселератора, поскольку турбокомпрессор срабатывает с запаздыванием.

На практике клапан у компрессора используется как дополнительная защита от повышения давления совместно с регулятором давления наддува.

Корпус оси

С уменьшением размеров турбины и компрессора общая величина современных турбокомпрессоров также уменьшается. При этом турбина располагается все ближе к компрессору.

Передача тепла от турбины к компрессору по оси и корпусу оси неблагоприятно сказывается на надежности и долговечности корпуса, а также ухудшает теплоотдачу турбокомпрессора: воздух должен быть как можно более холодным, поскольку холодный (более плотный) воздух содержит больше кислорода, чем горячий.

В ходе развития турбокомпрессоров для автомобильных дизельных двигателей конструкторы постоянно искали новые возможности воспрепятствования передаче тепла. При изготовлении корпуса оси стали встраивать большее количество термокомпенсационных элементов, увеличили количество содержащегося в корпусе масла.

Так, фирма Garrett изготовила «морщинистый» корпус оси, разработанный специально для автомобильных двигателей. Этот корпус устанавливается на турбокомпрессоре TЗ той же фирмы. Благодаря особой форме корпуса достигнуто снижение температуры на его внутренней поверхности, при этом пиковые температуры снижены:

а) усилением вентиляции вокруг основания турбины, что значительно улучшает циркуляцию масла и отвод тепла;

б) увеличением размеров металлических деталей, чтобы ускорить поглощение тепла;

в) использованием охлаждающих ребер для улучшения отвода тепла от основания турбины.

 

Двигатель

Какое давление наддува турбины дизельного двигателя

Главная » Разное » Какое давление наддува турбины дизельного двигателя

О турбонаддуве

Нагнетание воздуха при помощи турбокомпрессора

Мощность, которую может развивать двигатель внутреннего сгорания, зависит от количества воздуха и топлива, которые поступают в двигатель. Таким образом, добиться повышения мощности можно, увеличив количество этих компонентов. Увеличение количества топлива совершенно бессмысленно, если одновременно не увеличивается количество воздуха для его сгорания. Поэтому одним из решений проблемы повышения мощности двигателя является увеличение количества воздуха, поступающего в цилиндры; при этом можно сжечь больше топлива и получить, соответственно, большую энергию. Это подразумевает, что необходимый для сгорания топлива воздух должен быть сжат перед подачей в цилиндры. 

Увеличение мощности атмосферного двигателя может быть достигнуто путём увеличения либо его рабочего объёма, либо оборотов. Увеличение рабочего объёма сразу же увеличивает вес, размеры двигателя и, в конечном итоге, его стоимость. Увеличение оборотов проблематично из-за возникающих при этом технических проблем, особенно в случае двигателя со значительным рабочим объёмом. Технически приемлемым решением проблемы увеличения мощности является использование нагнетателя (компрессора). Это означает, что подающийся в двигатель воздух сжимается перед его впуском в камеру сгорания. 

Турбокомпрессор был впервые сконструирован швейцарским инженером Бюши ещё в 1905 году, но только много лет спустя он был доработан и использован на серийных двигателях с большим рабочим объёмом. В принципе, любой турбокомпрессор состоит из центробежного воздушного насоса и турбины, связанных при помощи общей жесткой оси между собой. Оба этих элемента вращаются в одном направлении и с одинаковой скоростью. Энергия потока отработавших газов, которая в обычных двигателях не используется, преобразуется здесь в крутящий момент, приводящий в действие компрессор. Происходит это так: выходящие из цилиндров двигателя отработавшие газы имеют высокую температуру и давление, они разгоняются до большой скорости и вступают в контакт с лопатками турбины, которая и преобразует их кинетическую энергию в механическую энергию вращения (крутящий момент).


Это преобразование энергии сопровождается снижением температуры газов и их давления. Компрессор засасывает воздух через воздушный фильтр, сжимает его и подает в цилиндры двигателя. Количество топлива, которое можно смешать с воздухом, при этом можно увеличить, что позволяет двигателю развивать большую мощность. Кроме того, улучшается процесс сгорания, что позволяет увеличить характеристики двигателя в широком диапазоне оборотов.

Между двигателем и турбокомпрессором существует связь только через поток отработавших газов. Частота вращения турбокомпрессора напрямую не зависит от числа оборотов двигателя и характеризуется некоторой инерционностью, т.е. сначала увеличивается подача топлива и энергия потока отработавших газов, а затем уже увеличиваются обороты турбины и давление нагнетания, и в цилиндры двигателя поступает ещё больше воздуха, что даёт возможность увеличить подачу топлива. 

Характеристики мотора напрямую зависят от давления наддува: чем больше воздуха удастся загнать в цилиндры, тем мощнее будет двигатель. При определенном стиле вождения появляются и другие плюсы – снижается расход топлива, мотор не боится горных дорог, где обычные двигатели буквально задыхаются от нехватки кислорода в разреженной атмосфере.

Все современные автомобили оснащены системой турбонаддува, которая позволяет повысить мощность двигателя на 20-35% при этом двигатель, оснащенный турбонаддувом, обладает более высоким крутящим моментом на средних и высоких оборотах, что делает автомобиль более динамичным и экономичным при движении. Но при торможении двигателем автомобиль останавливается медленней, за счет пониженной степени сжатия в цилиндрах. Турбина начинает эффективно работать на дизельном авто при 2200-2500 об/мин, на бензиновом при 2800 — 3500 об/мин. Промежуток оборотов двигателя от холостых оборотов до включения турбины называется турбо-яма. Современные системы управления турбиной позволяют минимизировать эффект турбо-ямы.

Показателем эффективности работы турбины является давление наддува, которое на дизельных двигателях обычно достигает до 0.6-0.7 бар а на бензиновых от 0.6-1.0 бар. Качество сгораемого топлива зависит от процентного содержания смеси топливо-воздух и определяет состояние выхлопных газов двигателя.

Все турбонаддувы можно условно разделить на два типа – низкого (0,20 бара) и высокого давления (0,82 бара). Первый, как показала практика, может вообще обходиться без регуляторов. К примеру, на мотор Saab 95 V6 Ecopower Turbo объемом 3,0 л установлена относительно маломощная, поэтому и менее «задумчивая» турбина Garrett. Интересно, что для достижения максимального давления 0,25 бара она использует энергию отработавших газов лишь трех цилиндров из шести. На больших оборотах турбонагнетатель не может как следует разогнаться, что и обеспечивает низкое давление наддува. Электронно управляемая заслонка в этой турбине тут же открывается при любом нажатии на педаль газа. Это позволяет турбине немедленно получать необходимое количество отработавших газов для того, чтобы закачивать в цилиндры больше воздуха. Как только «воздушный насос» раскрутился, заслонка возвращается в положение, соответствующее заданному числу оборотов двигателя. В результате максимальный момент 310 Нм этот мотор выдает при 2100 об/мин.

Но это исключение из правил. Обычно в качестве регуляторов давления в турбодвигателях используют предохранительные клапаны – механические, либо с электронным управлением. Первые открываются избыточным давлением наддуваемого воздуха, вторые имеют исполнительные механизмы, как правило, электромагнитные. Команду открыть-закрыть клапану дает ЭБУ двигателя, руководствуясь информацией целой группы датчиков: давления во впускном коллекторе, детонации, расходомера воздуха и т. д. Первым подобную систему применил Saab в 1981 году.

Давление наддува обычно регулируется с помощью клапанных систем, которые перепускают требуемое количество отработавших газов. Хотя встречаются модели, в которых избыточный воздух сбрасывается прямо под капот, что не совсем выгодно с точки зрения экономичности. Впрочем, и первый способ не идеален, ведь значительное количество отработавших газов не выполняет никаких полезных действий. Вот если бы объединить две турбины в одной! Тогда бы одна использывалась для малых оборотов двигателя, а другая – для максимальных. При этом перепускной клапан использовался бы эпизодически.

Что такое VTG?

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией VTG (Variable Turbo Geometry) – это вовсе не турбина с поворотными крыльчатками. Реализовать подобное затруднительно. Но зато ничто не мешает сделать подвижным направляющий аппарат, который в зависимости от нагрузки дозировал бы количество и скорость поступающих на «горячую крыльчатку» отработавших газов. Самый простой вариант использовали в роторном моторе Mazda RX7 в конце 80х. Здесь струя выхлопных газов была разделена на два потока. На малых оборотах они воздействовали только на верхнюю часть турбинного колеса. При достижении определенной частоты вращения коленвала срабатывал клапан, после чего отработавшие газы подавались уже на всю поверхность крыльчаток. Правда, оказалось, что данная система хорошо работала только в паре с роторнопоршневым двигателем Ванкеля.

Более удачной оказалась идея с несколькими поворотными лопатками, закрепленными в специальной обойме. Они регулировали скорость и давление потока отработавших газов в зависимости от режима работы. В грузовых автомобилях первой удачно применила этот метод фирма Mitsubishi в середине 80х, а в легковых – Audi и Volkswagen – фирма Allied Signal (Garrett) в 1995 году. Позже VTG-нагнетатетелями обзавелись легковые дизели BMW и MercedesBenz, а также AlfaRomeo. К слову, нечто подобное устанавливалось на советские танковые дизели с середины 60х.

Но пока, к сожалению, такая система прижилась только на дизельных моторах. Дело в том, что нежный направляющий аппарат теряет подвижность после долгой работы при высоких температурах выхлопных газов. Сравним 1050°С для бензинового двигателя и всего 600°С для дизеля. Кроме того, турбина с переменной геометрией дороже, чем обычная. А ее надежность и долговечность все-таки поменьше. Поэтому в ближайшее время вопрос о том, каким должен быть идеальный наддув, остается открытым. Один из перспективных путей – применение комбинированного наддува. К примеру, на малых оборотах воздух в цилиндры нагнетает приводной компрессор, а уже со средних в дело вступает турбонаддув.

Дизельный насос (ТНВД) имеет турбо-корректор, который подает топливо относительно поступаемого в камеру сгорания воздуха. Такая же коррекция происходит и в инжекторных системах. Окружная скорость вращения вала турбо-корректора достигает 50-70 м/с, что в несколько раз выше скорости движения автомобиля и на порядок выше окружной скорости коленчатого вала, если эти данные перевести в об/мин то ротор турбо-корректора вращается с 150000 — 210000 об/мин а коленвал с 5000-7000 об/мин. При этой скорости малейший дисбаланс превращает ротор в вибратор большего размера, что приводит к механичекому и акустическому шуму, утечке масла через уплотнения и неэффективной работы турбины, а в конечном итоге к заклиниванию вала и обрыву горячей крыльчатки. Вот зачем необходима балансировка вала до сборки турбокомпрессора и после. Особую роль нужно отдать диагностике работы двигателя и топливной системы.

Для проверки эффективности работы турбокомпрессора используется вакуумметр-манометр. Для проверки давления картерных газов используем напоромер. Данный прибор позволяет диагностировать состояние двигателя в целом. Ведь работа турбины на 99% зависит от состояния двигателя, а повышенный расход масла и топлива ошибочно указывает на изношенное состояние турбокомпрессора. Что касается диагностики топливной системы автомобиля, то лучше это сделать на специализированной СТО, но некоторые неисправности очевидны. Так средний пробег распылителей форсунок составляет 100 тыс. км. пробега, работа свечей накала 50 тыс. км., свечей зажигания обычных 25 тыс. км. а платиновых 60 тыс. км. Периодическая профилактическая чистка топливной системы составляет около 25 тыс. км. км пробега. Клиенты к нам обращаются как в плане консультации при покупке автомобиля, так и с просьбой диагностики турбины и двигателя для определения реального состояния цилиндро-поршневой группы и ремонта.

Преимущества турбокомпрессорного двигателя

Двигатель, оснащённый турбокомпрессором, обладает техническими и экономическими преимуществами по сравнению с атмосферным (безнаддувным) двигателем:

  • Соотношение «масса/мощность» у двигателя с турбокомпрессором выше, чем у атмосферного двигателя.
  • Двигатель с турбокомпрессором менее громоздок, чем атмосферный двигатель той же мощности.
  • Кривая крутящего момента двигателя с турбокомпрессором может быть лучше адаптирована к специфическим условиям эксплуатации. При этом, водитель тяжёлого грузовика должен намного реже переключать передачи на горной дороге, и само вождение будет более «мягким». 

Кроме того, можно на базе атмосферных двигателей создавать версии, оснащённые турбокомпрессором и различающиеся по мощности. Ещё более ощутимы преимущества двигателя с турбокомпрессором на высоте. Атмосферный двигатель теряет мощность из-за разрежения воздуха, а турбокомпрессор, обеспечивая повышенную подачу воздуха, компенсирует снижение атмосферного давления, почти не ухудшая характеристики двигателя. Количество нагнетаемого воздуха станет лишь ненамного меньше, чем на более низкой высоте, то есть двигатель практически сохраняет свою обычную мощность. Кроме того:

  • Двигатель с турбокомпрессором обеспечивает лучшее сгорание топлива.Подтверждением тому служит уменьшение потребления топлива грузовиками на больших пробегах.
  • Поскольку турбокомпрессор улучшает сгорание, он также способствует уменьшению токсичности отработавших газов.
Ремонт турбин дизельных двигателей

Турбированный дизельный двигатель с неисправным компрессором теряет от 30 до 60 процентов своей мощности. К сожалению, вывести этот агрегат из строя довольно легко: достаточно несколько раз после холодного пуска дать двигателю высокие обороты. Если к тому же моторное масло не соответствует типу двигателя или засорен фильтр, ремонт турбокомпрессора придется делать почти наверняка.

Рекомендации по эксплуатации автомобиля с турбиной

Очевидно, что классическое обслуживание автомобиля — ещё не гарантия того, что Турбина и двигатель может пройти 500 000 км до капремонта. В регламентное обслуживание необходимо вводить такие работы: очистка топливной системы, диагностика-регулировка топливо-воздушной системы, проверка на загрязнение катализатора в выхлопной системе.

    • При запуске двигателя используйте минимальный газ и не меньше минуты держите двигатель на холостых оборотах. Газовать на двигателе, который лишь несколько секунд назад завелся, значит, заставлять турбину вращаться на высоких скоростях в условиях ограниченной смазки.
    • После больших оборотов и нагрузки двигателя не выключайте зажигание, дайте двигателю поработать на холостых оборотах от 15 до 30секунд (в зависимости от режима работы двигателя). При нагруженном двигателе крыльчатка турбины вращается на очень высоких оборотах. Быстрое же выключение зажигания приводит к прекращению подачи масла в то время когда крыльчатка ещё вращается с большой скоростью…
    • Избегайте длительной работы на холостых оборотах. При этом давление масла в турбине больше, чем воздуха в компрессорной части. Масло может вытекать в улитки и появится сизый дым.
    • Масло, на котором эксплуатируется ваш автомобиль — это действительно самая главная деталь в работоспособности турбонаддува.
Практические советы по обслуживанию, диагностике

Сегодня многие СТО «боятся» автомобилей с турбокомпрессорами. Это происходит из-за нехватки информации с одной стороны и нежелании механиков получать дополнительные знания по автодиагностике. Предлагаем Вам ознакомиться с подходом к турбокомпрессору. Не нужно бояться турбин, нужно технически грамотно представлять процесс проверки турбокомпрессора. 

Если автомобиль нуждается в ремонте, а признаки указывают, что неисправность связана с турбокомпрессором, важно точно установить, поврежден он или нет. Это можно сделать, пользуясь таблицей, приведенной ниже. Если точно установлено, что турбокомпрессор неисправен, нужно обязательно отыскать причину этого. Если её не устранить, новый компрессор, установленный взамен неисправного, тоже выйдет из строя, иногда это происходит в первые же секунды после запуска двигателя.

Методика диагностирования турбокомпрессора на двигателе
  1. Необходимо подсоединиться к системе впускного коллектора с помощью тройника, так как система должна быть герметична.
  2. Произвести запуск двигателя, дать возможность прогреться двигателю до температуры 70°С.
  3. Статическая проверка турбонаддува:
    • на инжекторных автомобилях показания прибора при холостых оборотах должны быть в секторе вакуумирования (левая зелёная зона). На дизельных автомобилях показания прибора колеблются около «0»;
    • для дизельных автомобилей: при холостых оборотах стрелка на приборах находится в «0», при резком и кратковременном нажатии на педаль газа может быть в пределах 0,5 – 0,8 бар при 2200 –3500 об/мин, нагнетание становится эффективным от 2200 об/мин;
    • на инжекторных автомобилях при плавном нажатии на педаль акселератора на оборотах двигателя 2000 об/мин показания прибора достигают 0 – 0,2 бар. При резком нажатии на педаль акселератора показания прибора достигают 0,3 – 0,5 бар, и происходит сброс давления, т.к. двигатель не нагружен. Поэтому инжекторный автомобиль необходимо диагностировать в движении. Эффективность нагнетания происходит от 2800 об/мин двигателя.

4. Динамическая проверка турбонаддува:

    • необходимо вывести прибор в салон автомобиля;
    • произвести измерение на 2-й передаче с максимальным ускорением, при этом показания прибора на инжекторных автомобилях достигают 0,8 – 1,0 бар, а на дизельных – 0,6 – 0,8 бар.

5. После измерения турбонаддува необходимо все соединения вернуть в начальное состояние.

Внимание!!! Если давление турбонаддува для дизеля ниже 0,5 бар, то необходимо уделить серьёзное внимание топливной аппаратуре. Если ниже 0,3 бар при исправном двигателе, то турбокомпрессор требует ремонта. 

Внимание!!! Если давление турбонаддува превышает максимально допустимые параметры, то существует большая вероятность выхода из строя цилиндропоршневой группы (прогар поршня).
Вопреки распространенному мнению, можно починить практически любой компрессор. Однако сам процесс ремонта турбин очень сложен, и кроме опыта требует специального оборудования.

 Сначала агрегат разбирается и проводится тщательная ревизия состояния всех его деталей. После этого делается собственно ремонт турбокомпрессора, для чего применяются лишь фирменные запчасти, а все подшипники и компрессионные кольца заменяются новыми. Затем турбину тщательно балансируют и картридж собирают. Далее на стенде добиваются идеальной балансировки уже самого картриджа, после чего турбину можно устанавливать на двигатель.

Замена турбокомпрессора

При самостоятельной установке турбины следует выполнять приведённые указания:

  1. Проверить сливные маслопроводы, снять и полностью их прочистить. Убедиться в отсутствии вмятин, повреждений, пережатий. Случается, что шланги и резиновые патрубки через некоторое время разбухают изнутри, что затрудняет движение масла. В случае сомнений рекомендуется заменить резиновые части новыми деталями.
  2. Проверить сапун двигателя, снять и полностью очистить его. Нужно следовать тем же указаниям, что и для маслопроводов. Проверить, при необходимости заменить клапаны (если они есть). На сапуне часто устанавливают небольшой конденсатор масла, его также нужно очистить и проверить. Одним словом, давление картерных газов не должно превышать 50 кг/м2.
  3. Пред установкой турбокомпрессора (далее ТКР) заглушить патрубок маслоподачи и слива на ТКР.
  4. Прогреть двигатель до рабочей температуры, произвести замер давления масла в патрубке подачи масла на ТКР ( не менее 0,8 кг/см2 ) на холостых оборотах и (не более 6,5 кг/см2) на максимальных оборотах.
  5. Слить отработанное масло с двигателя.
  6. Произвести замену всех фильтров (масляного, воздушного, топливного). Очистить внутренние полости корпуса воздушного фильтра от инородных частиц и мусора.
  7. Залить масло, соответствующее требованиям завода-изготовителя для данного типа двигателя (смотреть инструкцию по эксплуатации автомобиля).
  8. Произвести чистку и проверить герметичность воздушных патрубков подачи и слива масла (патрубки трубопроводов должны соответствовать требованию завода-изготовителя).
  9. При наличии интеркулера промыть его от остатков масла.
  10. При наличии катализатора в выхлопной системе необходимо проверить сопротивление противовыхлопа (не более 0,2кг/см2 на оборотах).
    При завышенном давлении, или если автомобиль имеет пробег более 100 тыс. км, катализатор нужно заменить или удалить.
  11. Снять заглушку с маслоподающего патрубка. На стартерном режиме произвести прокачивание маслом подающей трубки, слить в ёмкость примерно 100 г масла.
  12. Произвести монтаж ТКР, не подключая патрубки всасывания и наддува воздуха.
  13. Подключить маслоподающую трубку к ТКР.
  14. На стартерном режиме произвести прокачивание масла через ТКР в ёмкость примерно 100 г, контролируя появление масла на сливной трубке.
  15. Подсоединить маслосливную трубку к ТКР.
  16. Запустить двигатель, не пользуясь педалью акселератора. Дать поработать двигателю 5–10 минут на холостых оборотах, при этом контролировать температуру патрубка подачи масла (50–60°С), контролировать герметичность всех соединений.
  17. Увеличить обороты двигателя до 2500/3000 об/мин. При этом отслеживать выброс масла из нагнетающего патрубка улитки ТКР.
  18. Убедившись, что ТКР не выбрасывает через нагнетающий патрубок улитки масло, произвести монтаж воздушных патрубков.
  19. Запустить двигатель, проверить герметичность всех соединений.
  20. Замерить давление во всасывающем тракте после турбины.

Если обнаружены неисправности, конечно же следует их устранить.

С уважением СТО «Ковш»

Как работают турбокомпрессоры? | Кто изобрел турбокомпрессоры?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 6 января 2020 г.

Нет такого понятия, как совершенное изобретение: мы всегда можем сделать что-то лучше, дешевле, более эффективный или более экологичный. Возьми внутренний двигатель внутреннего сгорания. Вы можете подумать, что это замечательно, что машина приведенный в действие жидкостью может швырнуть Вас по шоссе или ускорить Вас через небо во много раз быстрее, чем вы могли бы путешествовать.Но это всегда можно построить двигатель, который будет двигаться быстрее, дальше или использовать меньше топлива. Один из способов улучшить двигатель — это использовать турбокомпрессор -a. пара вентиляторов, которые используют отработанную выхлопную мощность в задней части двигателя, чтобы втиснуть больше воздух впереди, доставляя больше «ооо», чем вы в противном случае получить. Мы все слышали о турбинах, но как именно они работают? Давайте присмотрись!

Фото: типичный автомобильный турбонагнетатель использует пару вентиляторов в форме улитки, как это.Здесь вы видите Garrett GT2871R, который вот-вот будет установлен на двигатель Pontiac G8. Фото Райана С. Делькора любезно предоставлено ВМС США.

Что такое турбокомпрессор?

Фото: два вида безмасляного турбонагнетателя, разработанного НАСА. Фото предоставлено Исследовательский центр Гленна НАСА (NASA-GRC).

Вы когда-нибудь видели, как мимо вас проносятся машины с дымящимися выхлопными газами? Очевидно, что выхлопные газы вызывают загрязнение воздуха, но это гораздо меньше Очевидно, что они тратят энергию в то же время.Выхлоп есть смесь горячих газов, откачивающихся со скоростью и всей энергии содержит — тепло и движение (кинетическая энергия) — исчезают бесполезно в атмосферу. Не было бы аккуратно, если бы двигатель Можно ли использовать эту затраченную энергию для ускорения движения машины? Это именно то, что делает турбокомпрессор.

Автомобильные двигатели получают мощность, сжигая топливо в прочных металлических банках, называемых цилиндрами. Воздух входит каждый цилиндр смешивается с топливом и горит, чтобы произвести небольшой взрыв который выталкивает поршень, поворачивая валы и шестерни, которые вращают колеса автомобиля.Когда поршень возвращается назад, он откачивает отработанный воздух и топливная смесь из цилиндра в качестве выхлопа. Количество силы автомобиль может производить напрямую связан с тем, насколько быстро он сжигает топливо. Чем больше у вас баллонов и чем они больше, тем больше топлива автомобиль может гореть каждую секунду и (теоретически, по крайней мере) быстрее можешь идти.

Один из способов сделать машину быстрее, это добавить больше цилиндров. Вот почему супер-быстрые спортивные автомобили как правило, имеют четыре и двенадцать цилиндров вместо четырех или шести цилиндры в обычной семейной машине.Другой вариант заключается в использовании турбокомпрессор, который каждую секунду нагнетает больше воздуха в цилиндры, они могут сжигать топливо с большей скоростью. Турбокомпрессор простой, относительно дешевый, дополнительный немного комплекта, который может получить больше мощности от того же двигателя!

Как работает турбокомпрессор?

Если вы знаете, как работает реактивный двигатель, вы на полпути к пониманию турбокомпрессора автомобиля. реактивный двигатель всасывает холодный воздух спереди, сжимает его в камеру где он горит топливом, а затем выбрасывает горячий воздух из спины.Так как горячий воздух уходит, он ревет мимо турбины (немного похоже на очень компактная металлическая ветряная мельница), которая приводит в движение компрессор (воздушный насос) спереди двигателя. Это бит, который выталкивает воздух в двигатель заставить топливо гореть правильно. Турбокомпрессор на автомобиль наносит очень принцип, аналогичный поршневому двигателю. Он использует выхлопные газы для водить турбину. Это раскручивает воздушный компрессор, который выталкивает дополнительный воздух (и кислород) в цилиндры, позволяя им сжигать больше топлива каждый второй. Вот почему автомобиль с турбонаддувом может производить больше мощности (что это еще один способ сказать «больше энергии в секунду»).Нагнетатель (или «нагнетатель с механическим приводом», чтобы дать ему полное название) очень похож на турбонагнетатель, но вместо того, чтобы приводиться в движение выхлопными газами с помощью турбины, он питается от вращающегося коленчатого вала автомобиля. Обычно это недостаток: если турбонагнетатель работает от ненужной энергии в выхлопе, нагнетатель фактически крадет энергию от собственного источника питания автомобиля (коленчатого вала), что, как правило, бесполезно.

Фото: сущность турбокомпрессора: два газовых вентилятора (турбина и компрессор), установленные на одном валу.Когда один поворачивается, другой поворачивается тоже. Фото любезно предоставлено NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Как работает турбонаддув на практике? Турбокомпрессор — фактически два маленьких воздушных вентилятора (также названный рабочими колесами или газовые насосы) сидят на одном металлическом валу так, что оба вращаются вокруг все вместе. Один из этих вентиляторов, называемый турбиной , находится в поток выхлопных газов из цилиндров. Как цилиндры дуют горячий газ мимо лопасти вентилятора, они вращаются и вал, к которому они подключены (технически называется вращающийся узел центральной ступицы или CHRA) вращается также.Второй вентилятор называется компрессором и, поскольку он сидит на одном валу с турбиной, он тоже вращается. Он установлен внутри воздухозаборника автомобиля, поэтому при вращении он притягивает воздух в машину и выталкивает его в цилиндры.

Теперь здесь есть небольшая проблема. Если вы сжимаете газ, вы делаете его горячее (вот почему велосипедный насос прогревается, когда вы начинаете накачивать шины). Hotter воздух менее плотный (поэтому теплый воздух поднимается над радиаторами) и меньше помогает сжигать топливо, поэтому было бы гораздо лучше, если бы воздух, поступающий из компрессора, охлаждался до его поступления цилиндры.Чтобы охладить его, выход компрессора проходит через теплообменник, который удаляет дополнительный нагрев и каналы это в другом месте.

Как работает турбокомпрессор — внимательнее

Основная идея заключается в том, что выхлоп приводит в движение турбину (красный вентилятор), которая напрямую подключен (и питает) компрессор (синий вентилятор), который направляет воздух в двигатель. Для простоты мы показываем только один цилиндр. Итак, вот как это все 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 с большей скоростью.
  6. Поскольку цилиндр сжигает больше топлива, он вырабатывает энергию быстрее и может передавать больше энергии колесам через поршень, валы и шестерни.
  7. Отработанный газ из цилиндра выходит через выпускное отверстие.
  8. Горячие выхлопные газы, проходящие мимо вентилятора турбины, заставляют его вращаться с высокой скоростью.
  9. Вращающаяся турбина установлена ​​на том же валу, что и компрессор (показана здесь бледно-оранжевой линией). Таким образом, когда турбина вращается, компрессор тоже вращается.
  10. Выхлопные газы покидают автомобиль, тратя меньше энергии, чем в противном случае.

На практике компоненты могут быть подключены примерно так.Турбина (красная справа) забирает отработанный воздух через воздухозаборник, приводя в действие компрессор (синяя слева), который забирает чистый наружный воздух и закачивает его в двигатель. Эта конкретная конструкция оснащена электрической системой охлаждения (зеленого цвета) между турбиной и компрессором.

Artwork: Как турбина и компрессор соединены в турбонагнетателе с электрическим охлаждением. Из патента США №7946118: охлаждение турбонагнетателя с электрическим управлением, выполненного Уиллом Хиппеном и др., Ecomotors International, выданным 24 мая 2011 года.Произведение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Откуда берется дополнительная сила?

Турбокомпрессоры дают автомобилю большую мощность, но эта дополнительная мощность не поступают непосредственно из отработанного выхлопного газа — и это иногда смущает людей. С турбокомпрессором, мы используем часть энергии в выхлопе для привода компрессора, что позволяет двигателю сжигать больше топлива каждую секунду. Это дополнительное топливо, где автомобиль имеет дополнительную мощность происходит от. Все выхлопные газы питают турбокомпрессор и, потому что турбокомпрессор не связан с коленчатым валом или колесами автомобиля, это не непосредственно , добавляя к движущей силе автомобиля любым способом.Это просто позволяет Тот же двигатель для сжигания топлива с большей скоростью, что делает его более мощным.

Сколько дополнительной мощности вы можете получить?

Если турбокомпрессор даст двигателю большую мощность, больший и лучший турбокомпрессор даст это еще большая сила. Теоретически, вы можете продолжать улучшать турбокомпрессор сделать ваш двигатель все более и более мощным, но в конечном итоге вы достигнете предела. Цилиндры очень большие, и они могут сжечь столько топлива. Там только столько воздуха, что вы можете нагнетать в них через впуск определенного размера, и только столько выхлопных газов, которые вы можете выбросить, что ограничивает энергию, которую вы можете использовать для управления турбонагнетателем.Другими словами, в игру вступают другие ограничивающие факторы, которые вы должны принять во внимание. счет также; Вы не можете просто турбировать свой путь в бесконечность!

Преимущества и недостатки турбокомпрессоров

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 больше мощности для двигателя одинакового размера (каждый такт поршня в каждом цилиндре вырабатывает больше энергии, чем в противном случае).Тем не менее, чем больше мощность, тем больше энергии и выработки в секунду, и закон сохранения энергии говорит нам, что это означает, что вам также нужно вкладывать больше энергии, поэтому вы должны сжигать соответственно больше топлива. Теоретически это означает, что двигатель с турбонагнетателем не более экономичен, чем двигатель без него. Однако на практике двигатель, оснащенный турбонагнетателем, намного меньше и легче, чем двигатель, вырабатывающий ту же мощность без турбонагнетателя, поэтому автомобиль с турбонагнетателем может обеспечить лучшую экономию топлива в этом отношении.Производители теперь часто могут сойти с рук, установив гораздо меньший двигатель на тот же автомобиль (например, V6 с турбонаддувом вместо V8 или четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом вместо V6). И здесь автомобили с турбонаддувом получают свое преимущество: работая хорошо, они могут сэкономить до 10 процентов вашего топлива. Поскольку они сжигают топливо с большим количеством кислорода, они имеют тенденцию сжигать его более тщательно и чисто, производя меньше загрязнения воздуха.

« Большинство экспертов отрасли ожидают, что к 2027 году более половины автомобилей, продаваемых в Соединенных Штатах, будут оснащены одним.

Нью-Йорк Таймс, 2018

Больше мощности для двигателя того же размера звучит замечательно, так почему же не все двигатели с турбонаддувом? Одна из причин заключается в том, что преимущества экономии топлива, обещанные ранними турбокомпрессорами, не всегда оказывались столь впечатляющими, как того требовали производители (стремящиеся использовать любые маркетинговые преимущества над своими конкурентами). В одном из исследований Consumer Reports 2013 года были обнаружены небольшие двигатели с турбонаддувом, обеспечивающие значительно более низкую экономию топлива, чем их «безнаддувные» (обычные) аналоги, и сделан вывод: «Не принимайте эко-хвасту от двигателей с турбонаддувом по номинальной стоимости.Существуют более эффективные способы экономии топлива, в том числе гибриды, дизели и другие передовые технологии ». Надежность также часто была проблемой: турбокомпрессоры добавляют еще один уровень механической сложности обычному двигателю — короче говоря, есть еще немало вещей, которые можно Неправильно. Это может сделать обслуживание турбин значительно дороже. По определению, турбонаддув — это все, что нужно для получения большего от той же базовой конструкции двигателя, и многие компоненты двигателя должны испытывать более высокие давления и температуры, что может привести к преждевременному выходу деталей из строя; поэтому, вообще говоря, двигатели с турбонаддувом не работают так долго.Даже вождение может быть другим с турбинами: поскольку турбонагнетатель работает на выхлопных газах, часто существует значительная задержка («турбо-лаг») между тем, когда вы ставите ногу на акселератор, и когда включается турбина, и это может привести к турбо автомобили очень разные (а иногда и очень сложные) для вождения. В последние несколько лет ведущие производители, такие как Garrett и BorgWarner, активно разрабатывали частично или полностью электрические турбонагнетатели для решения этой проблемы; Предложение Гарретта называется E-Turbo, а предложение Borg — eBooster®.

Кто изобрел турбокомпрессор?

Кого мы благодарим за турбокомпрессоры? Альфред Дж. Бючи (1879–1959), автомобильный инженер, работающий в компании Gebrüder Sulzer Engine Company, Винтертур, Швейцария. Как и турбокомпрессор, который я проиллюстрировал выше, его оригинальная конструкция использовала вал турбины с приводом от выхлопа для питания компрессора, который нагнетал больше воздуха в цилиндры двигателя. Первоначально он разработал турбокомпрессор за годы до Первой мировой войны и запатентовал его в Германии в 1905 году, но продолжал работать над улучшенными конструкциями до своей смерти четыре десятилетия спустя.

Однако

Бючи была не единственной важной фигурой в истории. Несколькими годами ранее сэр Дугальд Кларк (1854–1932), шотландский изобретатель двухтактного двигателя, экспериментировал с разделением ступеней сжатия и расширения внутреннего сгорания с использованием двух отдельных цилиндров. Это работало как наддув, увеличивая как поток воздуха в цилиндре, так и количество топлива, которое можно было сжечь. Другие инженеры, включая Луи Рено, Готлиба Даймлера и Ли Чедвик также успешно экспериментировал с системами наддува.

Произведение искусства: один из проектов турбокомпрессора Альфреда Бучи, выпущенный в конце 1920-х годов (патент был подан в 1927 году и выдан в апреле 1934 года). Я раскрасил его, чтобы вы могли быстро разобраться в этом. Вы можете увидеть один цилиндр (желтый) и поршень, кривошип и шатун (красный) слева. Выхлопной газ из цилиндра подается вокруг трубы (зеленого цвета), которая приводит в движение турбину. Это связано с оранжевым «нагнетателем» (компрессор) и охладителем (синяя коробка), который выталкивает воздух в цилиндр через синюю трубу.Существуют и другие сложные элементы, но я не буду вдаваться во все детали; если вам интересно, взгляните на патент США №1955620: двигатель внутреннего сгорания (подается через патенты Google). Произведение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

,

Что такое помпаж турбокомпрессора?

Турбокомпрессор

является одной из важнейших частей главной двигательной установки корабля. Помпаж турбокомпрессора — это явление, которое влияет на производительность турбокомпрессора и снижает его эффективность. В этой статье мы узнаем все о помпаже турбокомпрессора.

Помпаж турбокомпрессора можно определить как сильную вибрацию звукового уровня, поступающую со стороны нагнетателя или со стороны компрессора турбокомпрессора. Это часто встречается в низкоскоростных дизельных двигателях, и морской инженер должен был слышать этот воющий звук, издаваемый двигателем, по крайней мере, один раз за свою морскую карьеру.

См. Также: 8 общих проблем, обнаруженных в судовых 2-тактных судовых двигателях

Всякий раз, когда в турбокомпрессоре происходит нарушение потока газа, происходит обратный выброс продувочного воздуха через лопасти диффузора и рабочего колеса в сторону воздуходувки, что вызывает помпаж , Проще говоря, большая масса колеблющегося воздушного потока может вызывать вибрацию рабочего колеса турбокомпрессора и его лопастей, что делает компрессор неспособным нормально работать, создавая высокий уровень шума в качестве реакции, которая называется скачком компрессора.

Кредиты: abb.com

Другие терминологии, такие как турбонагнетатель или помпаж двигателя, также могут использоваться для описания этого явления, но непосредственным компонентом помпажа является компрессор турбонагнетателя или турбокомпрессор. Сторона турбины или сторона выхлопного газа турбокомпрессора не играет прямой роли в процессе помпажа. Это, несомненно, может повлиять на производительность всего турбокомпрессора, что может привести к скачкам турбокомпрессора.

Во время работы двигателя в море может произойти небольшое количество скачков напряжения, поскольку это также зависит от внешних факторов, таких как состояние моря, погода, резкое маневрирование, остановка при аварии и т. Д.Такие случаи помпажа компрессора являются приемлемыми. Однако инженер на судне должен убедиться, что состояние подшипника турбокомпрессора и смазочного масла находятся в хорошем рабочем состоянии.

См. Также: Общие сведения о подшипниках и смазке турбокомпрессора на судах

Если помпаж возникает во время нормальной работы двигателя, а частота помпажа двигателя высокая, это может привести к повреждению подшипника и, в некоторых случаях, к механическому отказу. ротора компрессора.Следовательно, помпаж турбокомпрессора является результатом того, что различные детали двигателя не работают синхронно. Изношенный цилиндр двигателя или топливная система могут привести к проблемам в двигателе и турбокомпрессоре. Это приведет к уменьшению потока воздуха в компрессор по сравнению с более высоким противодавлением, что приведет к помпажу компрессора.

Поэтому турбокомпрессоры должны быть согласованы с нормой расхода воздуха двигателя и давлением во всем рабочем диапазоне двигателя и не должны попадать в пределы помпажа.

Линия помпажа

Как показано на графике, рабочая линия двигателя должна поддерживать давление и объем всасываемого воздуха в точке A, чтобы поддерживать равновесие и эффективную работу турбонагнетателя. Предположим, происходит увеличение объема всасываемого воздуха, давление на линии постоянной скорости будет снижаться. Чтобы поддерживать равновесие, то есть находиться на рабочей линии, объем должен уменьшаться.

Однако, если в точке B наблюдается небольшое уменьшение объема (при том же давлении, что и у A), это приведет к снижению давления в линии постоянной скорости.На этом этапе компрессор не сможет поддерживать требуемое давление, и объем будет дополнительно уменьшаться, что приведет к помпажу компрессора.

Термины, связанные с выбросом турбокомпрессора

Падение скачка давления: Цикл помпажа имеет определенный перепад давления, и если цикл продолжается без изменения рабочей точки, размер перепада давления сохранится.

Время цикла помпажа: Время, когда начинается помпаж, пока рабочая точка не изменится, чтобы снова достичь равновесия, т.е.е. конец помпажа двигателя.

Поведение при температуре помпажа: При возникновении помпажа будет происходить изменение направления воздушного потока, что приведет к изменению температуры на входе.

Изменения частоты вращения помпажного вала: Вал турбокомпрессора, содержащий компрессор и колесо турбины, также будет испытывать изменения скорости во время помпажа компрессора. двигателя, и не должны попадать в пределы помпажа.

Image Credits — Wikimedia / Sunil Chaudhari

Категория турбокомпрессора Импульс:

Умеренный всплеск: Всплески, происходящие в мягких условиях, незначительны. Они могут расти из-за отсутствия реверса потока и небольших колебаний давления.

Классический скачок: Классический скачок, который происходит из-за низкочастотных колебаний с большими колебаниями давления.

Глубокая помпаж: Это критическое состояние, когда в компрессоре происходит изменение массового расхода, которое приводит к помпажу.

Каковы причины помпажа турбокомпрессора?

Ниже приведены причины помпажа турбокомпрессора:

Неправильное распределение мощности: Неадекватное распределение мощности между цилиндрами главного двигателя может вызвать скачок турбонагнетателя, поскольку один блок вырабатывает больше энергии, а другой — меньше. Из-за этого расход воздуха, требуемый обоими турбокомпрессорами, различается, что приводит к помпажу.

Компоновка двигателя и турбокомпрессора и связанные с ними детали

Детали загрязненного турбокомпрессора:

  • Если впускной фильтр для компрессора со стороны турбины загрязнен, то для сгорания не может подаваться достаточное количество воздуха, что приводит к помпажу.
  • Аналогично, если сторона турбины также загрязнена, i. форсунка, лопасти и т. д. не может быть произведено достаточно воздуха для сгорания.
  • Поврежденный глушитель
  • Изношенные подшипники турбокомпрессора

См. также: Как очистить стороны турбонагнетателя и турбины на судне?

Проблемы в системе очистки воздуха:

Связанные чтения: Как морская система зарядки воздуха для двигателей изменилась с течением времени

Проблемы в системе выпуска: Выхлопы с сильным загрязнением i.е. Экономайзер, если он установлен, может вызвать обратное давление в турбонагнетателе и, таким образом, привести к скачкам напряжения. Другая проблема выхлопа может быть следующей:

  • Неисправность выпускного клапана и его неправильное открытие
  • Поврежденная или заблокированная защитная решетка перед турбокомпрессором
  • Пульсация давления после турбонагнетателя и внутри приемника выхлопных газов
  • Поврежденный компенсатор, установленный на линии входа турбокомпрессора

См. Также: Компоненты и конструкция системы выхлопных газов главного двигателя на судне

Проблема в топливной системе: Если топливная система работает неэффективно, это может быть вызвано следующими причинами: проблемы:

  • Низкое давление циркуляционного или подающего насоса
  • Воздух или вода в мазуте
  • Низкая температура подогрева топлива
  • Неисправен всасывающий клапан топливного насоса
  • Заклинило поршень топливного насоса и шпиндель клапана из-за отложений углерода
  • Повреждено сопло топливного клапана
  • Неисправная система распределения нагрузки m

См. также: 10 баллов за эффективную работу турбокомпрессора на судах

Прочие факторы:

  • Из-за плохой погоды двигатель неожиданно начинает работать и происходит внезапное изменение нагрузки.Это происходит потому, что во время плохой погоды или качки гребной винт движется внутрь и наружу из воды, вызывая изменение нагрузки на двигатель.
  • Плохо согласованная настройка двигателя и турбокомпрессора, которая может происходить в старом двигателе из-за изоляции одного из них. или более блока или неисправной детали двигателя
  • Изменение условий окружающей среды, т. е. изменение давления и температуры

Как предотвратить выброс турбокомпрессора?

Ниже приведены способы предотвращения выброса турбокомпрессора.Однако следует отметить, что некоторые моменты могут отличаться в зависимости от конструкции и конструкции турбокомпрессора.

  • Содержите впускной фильтр турбокомпрессора в чистоте.
  • Промойте водой турбину и сторону компрессора турбокомпрессора.
  • Периодически следует проводить надлежащее техническое обслуживание и проверки для различных частей турбокомпрессора. Если есть какие-либо проблемы, ремонт турбокомпрессора должен быть выполнен как можно скорее без нагрузки на двигатель.
  • Время от времени следует наносить удар копотью в случае экономайзера или выхлопного котла.

Связанные чтения: Что можно и чего нельзя делать для эффективной работы котла на судах

  • Карточки-указатели для оценки цилиндра и распределения мощности отдельных агрегатов
  • Убедитесь, что вспомогательные агрегаты двигателя и детали, которые влияют на турбонагнетатель, обслуживаются надлежащим образом
  • Эффективное обслуживание системы воздушного охлаждения
  • Регулярная очистка и проверка экономайзера
  • Регулярная очистка и проверка выпускного коллектора

Модификация конструкции для противодавления:

Существует несколько мер и модификаций конструкции, которые можно использовать как антипомпажную для уменьшения вероятности всплескаЭтому можно временно противодействовать, выпуская воздух из клапана, расположенного в верхней части ресивера. Однако это приведет к повышению температуры выхлопных газов, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы не превысить предельные значения.

Помимо вышеупомянутой модификации, предотвращающей помпаж, на рынке доступны различные типы турбонагнетателей, которые испытывают меньшие помехи, чем обычные турбокомпрессоры:

Гибридный турбокомпрессор : Гибридный турбокомпрессор обеспечивает лучший крутящий момент для турбины компрессора. двигатель, который снижает риск помпажа турбокомпрессора.Узнайте больше о гибридном турбокомпрессоре.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией: VGT практически не испытывает классического помпажа, поскольку он работает намного ближе к запасу по помпажу для достижения максимального давления. Подробнее о турбокомпрессоре с переменной геометрией.

Двухступенчатый турбокомпрессор: Двухступенчатые компрессоры также имеют байпасы, предназначенные для подавления помпажа компрессора. Подробнее о двухступенчатом турбокомпрессоре

Отказ от ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают взгляды Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются, в статье получены из доступной информации и не были аутентифицированы никаким установленным законом органом. Автор и Marine Insight не утверждают, что он является точным, и не несут никакой ответственности за это. Мнения представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно каких-либо действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Теги: турбокомпрессор главного двигателя компрессора

.

Как это работает: турбонаддув | Вождение

Раньше турбокомпрессоры использовались в основном на спортивных автомобилях с высокими эксплуатационными характеристиками. Они по-прежнему дают быстродействующим автомобилям дополнительный прирост мощности, но все чаще автопроизводители используют их на двигателях меньшего размера для повышения мощности при необходимости, но с большей общей экономией топлива. Они также используются практически на всех дизельных двигателях для увеличения мощности.

Турбокомпрессор — это, по сути, воздушный насос, который подает дополнительный кислород в двигатель по мере необходимости, так что он может сжигать больше топлива для увеличения мощности.

Двигатели содержат поршни, которые перемещаются вверх и вниз в цилиндрах. Они поворачивают тяжелый центральный коленчатый вал, так же, как ваши ноги двигаются вверх и вниз, приводя в движение велосипед. Вращательное движение коленчатого вала используется для поворота колес автомобиля.

Двигатель Audi 3.0-L V6 с двумя турбонагнетателями, установленными последовательно.

Что заставляет все это двигаться, так это пары воздуха и бензина в верхней части поршня. Когда это зажигается свечой зажигания, сила сгорания толкает поршень вниз, чтобы повернуть рукоятку.Сгоревшие газы затем удаляются в виде выхлопных газов.

Каждый поршень смещается вниз в начале своего цикла, создавая вакуум. В нетурбинном двигателе, известном как безнаддувный, воздух приливается, когда открывается впускной клапан, но он может заполнять цилиндр только при атмосферном давлении. Сжигание большего количества топлива приводит к большей мощности, но поскольку топливно-воздушная смесь должна быть точной, чтобы двигатель работал правильно, добавление большего количества бензина не будет работать, и цилиндр не сможет втянуть дополнительный воздух.

В двигателе с турбонаддувом турбонагнетатель нагнетает больший объем воздуха под давлением, и компьютер автомобиля отвечает, добавляя правильное количество дополнительного топлива.

Турбо работает от выхлопных газов. Одна сторона турбины расположена у выпускного коллектора, другая — у воздухозаборника двигателя и содержит два небольших вентилятора, соединенных валом. Когда выхлоп проходит через турбо, он вращает один вентилятор, называемый турбиной. Это, в свою очередь, приводит в движение второй вентилятор, называемый компрессором, который всасывает свежий воздух, создает давление в нем и нагнетает его в двигатель. Разница между атмосферным давлением и величиной давления воздуха, которое обеспечивает турбонагнетатель, называется повышением и измеряется в фунтах на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм).

Вместо турбонаддува некоторые автомобили используют нагнетатель, который также нагнетает воздух, но механически движется от коленчатого вала двигателя вместо потока выхлопных газов.

Вырез турбокомпрессора, показывающий вентиляторы турбины и компрессора, соединенные валом.

Одна из проблем, связанных 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 смешивать с большим количеством топлива и правильно сжигать в цилиндре.Автопроизводители добавляют теплообменник, называемый интеркулером, к турбосистеме, которая поглощает тепло и снижает температуру воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.

Вентиляторы Turbo вращаются очень быстро — до 250 000 оборотов в минуту или более — и существует вероятность слишком высокого давления в двигателе при максимальной нагрузке. Если это произойдет, откроется клапан, называемый перепускным клапаном, который отводит некоторые выхлопные газы от турбины.

Турбокомпрессор не поддерживает двигатель все время.Если вы едете умеренно, достаточно воздуха, всасываемого при атмосферном давлении, и двигатель работает как атмосферный. Когда вы нажимаете на газ, двигатель работает тяжелее и создает большее давление выхлопных газов. Это раскручивает турбокомпрессор, который, в свою очередь, повышает мощность двигателя, который, в свою очередь, получает больше топлива — вот почему эти двигатели небольшого объема могут внезапно стать намного жаждущими, чем ожидалось, когда вы жестко управляете ими. (С другой стороны, дополнительный кислород способствует более полному сгоранию топлива в цилиндре, что повышает эффективность двигателя и снижает вредные выбросы.)

Турбокомпрессор также создает головную боль для инженеров, потому что он не сразу работает на полную мощность. Существует небольшая задержка между моментом, когда вы опускаете ногу, и когда турбонагнетатель разворачивается на достаточную скорость, чтобы обеспечить ускорение и дать вам желаемый всплеск ускорения. Это известно как турбо лаг.

Раньше это было гораздо более заметно на старых автомобилях, но сегодня автопроизводители используют разные методы, чтобы уменьшить его. Используются легкие лопатки турбин, поэтому для их вращения требуется меньше давления.Турбокомпрессоры меньшего размера вращаются быстрее, и некоторые автопроизводители ставят два из них на двигатель, комбинируя маленький для быстрого начального ускорения с большим, который может обеспечить большую мощность при более высоких оборотах двигателя. Для достижения этого несколько автопроизводителей, включая Volvo, используют как нагнетатель с механическим приводом, так и турбонагнетатель с выхлопом.

Другая технология — это изменяемая геометрия, которая автоматически регулирует поток выхлопных газов в колесо турбины в зависимости от частоты вращения двигателя и требований к мощности.

Двигатели с турбонаддувом

, как правило, не требуют дополнительного обслуживания, за исключением случаев, когда автомобиль выполняет замену масла и замену свечи зажигания. Некоторые более новые турбодвигатели работают нормально на бензине обычного качества, но проверьте руководство своего владельца на предмет требований премиум-класса.

Большинство автопроизводителей просто говорят «с турбонаддувом», но некоторые используют фирменные названия, такие как TFSI от Audi (для многослойного впрыска с турбонаддувом) или Ford EcoBoost. Если вы не уверены, спросите, если это турбо, прежде чем купить.


Низкое или медленно нарастающее давление наддува

Турбонагнетатель

Несколько параметров турбонагнетателя могут являться причи­ной низкого или инерционного давления наддува. Большинство при­чин происходит или из-за плохо работающей новой установки или из-за старой системы с новыми проблемами.

Размер турбонагнетателя

Если турбонагнетатель слишком большой реакция, конечно, будет замедленной. Можно взять турбонагнетатель настолько большой, что он вообще не будет производить никакого давления наддува, потому что отработанных газов от двигателя недостаточно для его работы. Хотя это очень маловероятно, почти также маловероятно, что удастся вы­брать оптимальный размер турбонагнетателя с первой попытки. Реше­ние состоит в уменьшении размер кожуха турбины.

Утечки на выхлопе

Большие утечки отработанных газов перед турбиной могут вно­сить вклад в замедленную реакцию. Большие утечки будут не только слышны, они должны быть огромны. Если не найдено отверстие, в которое Вы можете вставить карандаш, не ожидайте, что причина замед­ленной реакции — утечки на выхлопе.

Гайка крепления колеса компрессора

Гайка фиксации компрессора, если она незатянута, позволит валу проворачиваться внутри колеса компрессора. Необходим доступ к ра­бочему колесу турбины, для фиксации вала при затяжке гайки фикса­ции компрессора. Эти гайки вообще затягиваются с моментом приблизительно 25 кг*см. Это может быть приблизительно так, затяги­вайте гайку, пока она не коснется колеса компрессора, затем доверните на четверть оборота. При затяжке гайки компрессора, важно не допу­скать никакой боковой нагрузки на вал турбины.

Отсутствие воздушного фильтра

Износ рабочего колеса компрессора может понижать давление наддува. Работа без воздушного фильтра, в конечном счете, приведет к износу рабочего колеса компрессора до такой степени, что оно больше не сможет нагнетать воздух. Когда начинается процесс износа, рабочее колесо компрессора будет терять свою эффективность, приводя к по­вышению температуры воздуха, которая в свою очередь может приво­дить к проблемам с детонацией.

Вестгейт

Механические неисправности, из-за которых вестгейт не может полностью закрываться, вызывают большую утечку выхлопных газов мимо турбонагнетателя, вызывая инерционную медленную реакцию.

Неисправный клапан вестгейта вообще редко будет препятство­вать созданию нормального давления турбонагнетателем, но потре­буются гораздо большие обороты двигателя, чтобы достигнуть нормального давления наддува. Если, например, клапан вестгейта за­клинен в положении максимального давления наддува, система должна развить достаточно оборотов только для того, чтобы количество газов превысило размеры утечки перед тем, как создать какое-нибудь давле­ние наддува.

Выхлопная труба

Любые неисправности в выхлопной трубе, которые создают пре­пятствие для выхода выхлопных газов, будут причиной более высокого порога наддува и/или более низкого значения максимального наддува. Проверьте давление в трубе выше любого возможного препятствия. Во­обще, обратное давление более 0,7 бара, вызывает почти полную по­терю наддува. Обратное давление более 0,15 бара нежелательно при любых обстоятельствах, даже если не вызывает потери абсолютного дав­ления наддува.

Воздушный фильтр

Если воздушный фильтр меньше требуемого размера или слиш­ком загрязнен, то он не позволит системе функционировать на ожидае­мом уровне. Это условие также создает плохой побочный эффект в виде увеличения температуры на впуске.

Впускные шланги компрессора

Почти всегда, воздушный фильтр или измеритель расхода воздуха будут соединены с входом компрессора турбонагнетателя гибким патрубком того или иного вида. Если фильтр или расходомер являются узкими частями системы, возможно создание разрежения, достаточного, чтобы сплющить соединительные шланги. Обычный признак сплю­щенного шланга — внезапная потеря наддува. Сила, действующая на большие шланги от небольшой разницы давлений, может быть доста­точно большой.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Воплощение идеи по использованию выхлопных газов с целью разгона ротора позволила увеличить мощность дизельного мотора примерно на 30%. Мотор, на который установлен турбонаддув, называется турбодизелем.

Содержание:

Устройство турбины дизельного двигателя

Турбокомпрессор выполняет задачу по нагнетанию воздуха под давлением в цилиндры мотора: чем больше будет воздуха, тем больше топлива силовой агрегат сможет сжечь, что, в свою очередь, приведет к увеличению мощности двигателя без увеличения объема имеющихся цилиндров.

Чтобы выполнять возложенные функции с необходимой эффективностью, турбонаддув имеет особую конструкция, состоящую из двух элементов:

  • турбины;
  • компрессора.

Главная функция компрессора заключается в усилении поступления воздуха в топливную систему. Составные части компрессора находятся в алюминиевом корпусе. Внутри него располагается ротор, закрепленный на оси турбины. Вращаясь, ротор вбирает воздух: большая скорость вращения приводит к большему количеству попавшего внутрь воздуха. Для набора скорости существует турбина.

Турбина состоит из корпуса с ротором внутри. Поскольку все элементы устройства взаимодействуют с газами высокой температуры, они изготавливаются из специальных материалов, невосприимчивых к такому воздействию.

Как работает турбина на дизельном двигателе

Ротор и ось, на которой он закреплен, вращаются в разных направлениях. Частота вращения довольно велика, поэтому элементы плотно прижимаются друг к другу.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе следующий:

  • компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры;
  • топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор;
  • скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение;
  • вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха.

Таким образом, принцип работы основывается на взаимосвязи: чем сильнее вращается ротор, тем больше поступает воздуха, но при этом ротор увеличивает скорость вращения, если количество воздуха возрастает.

Как работает турбонаддув

Чтобы разобраться в работе турбонаддува, для начала следует уяснить понятия турбоподхвата и турбоямы.

Турбоподхват – ситуация, когда набравший скорость ротор увеличивает поступление воздуха в цилиндры, следствием чего становится повышение мощности двигателя.

Турбояма – момент небольшой задержки, наблюдаемый в работе турбины при увеличении количества поступившего горючего, что достигается нажатием на педаль газа. Задержка вызвана временем, которое нужно ротору для его разгона газами.

Турбонаддув увеличивает давление отработанных газов за счет более интенсивной работы двигателя. В то же самое время повышается и давление наддува: этот процесс требует контроля и регулировки, поскольку при достижении высоких значений велика вероятность поломки. Функции регулировки давления возложены на клапан, контролем предельно возможных значений занимаются мембрана и пружина с определенными значениями жесткости (когда достигается максимально допустимая величина, мембрана открывает клапан).

Работа турбины дизельного двигателя также требует контроля давления:

  1. компрессор через клапан, дабы снизить давление, сбрасывает лишний забранный воздух;
  2. когда давление поступившего воздуха достигает максимально допустимой величины, клапан выпускает газы, и ротор вращается с требуемой скоростью, а компрессор всегда забирает только нужное количество воздуха.

Минусы использования турбокомпрессора

Казалось бы, установка турбодизеля влечет за собой сплошные преимущества, но это не так. У устройства есть определенные недостатки:

  1. возрастает расход топлива, что особенно ощущается при неправильной регулировке системы;
  2. температура в процессе сжатия повышается, что может привести к детонации. Чтобы избежать такой неприятности, необходим монтаж регуляторов, охладителей и ряда других элементов.

Турбированный мотор: правила эксплуатации

Чтобы дизельная турбина работала с максимальным КПД и как можно дольше не выходила из строя, нужно придерживаться определенных правил в процессе эксплуатации автомобиля:

  • придерживаться графика замены масла, что позволит не допустить засорения маслопровода абразивами;
  • использовать качественное моторное масло, соответствующее по характеристикам в паспорте двигателя;
  • не трогаться сразу после включения мотора – движок должен быть прогрет;
  • сразу после прекращения движения не выключать двигатель, дав ему хотя бы 10 секунд поработать на холостых оборотах.

Как работает турбина: видео

Что вызывает низкое давление наддува? — Ремонт европейских автомобилей в Далласе и Плано | European Auto Shop

Находясь в дороге в автомобиле, будь то BMW, Audi, Mercedes или Porsche, вы ищите ту мощность, которая в первую очередь заставит вас влюбиться в свой автомобиль. Ваш двигатель с турбонаддувом обеспечивает дополнительную мощность для вашего привода за счет увеличения количества воздуха и топлива, которое он может сжечь в существующих цилиндрах.

Но иногда эффективность турбонаддува недостаточна, что приводит к невысокой мощности двигателя.Что именно вызывает такое низкое давление турбонаддува? Читай дальше что бы узнать.

Как работают турбокомпрессоры

Чтобы сначала описать, как давление турбонаддува может быть ниже оптимального уровня, важно сначала продемонстрировать, как турбо влияет на вашу мощность в первую очередь.

Турбокомпрессоры — это система принудительного впуска, которая сжимает воздух для повышения его давления перед подачей в двигатель. В результате этой системы давление воздуха в двигателе значительно выше, что приводит к увеличению мощности двигателя.Турбокомпрессор раскручивает турбину и, следовательно, раскручивает воздушный насос намного быстрее, чем обычный двигатель. Он подключается к вытяжному потоку, чтобы сработала функция вращения.

Причина низкого давления наддува турбонагнетателя

Вы выбрали свой автомобиль из-за его высокопроизводительного двигателя, а это означает, что, когда он начинает работать хуже, важно выяснить причину и найти лучшее решение, чтобы вернуть ее. в рабочем состоянии. Есть много причин, по которым ваш турбокомпрессор может показывать признаки неисправности — ниже приведены некоторые из наиболее распространенных причин низкой производительности турбонаддува:

Турбина не бесплатна

Причиной низкого давления турбонаддува может быть результат ограниченного выхлопа из-за подсоединенной турбины и засорения ее.Это приводит к тому, что двигателю необходимо отталкиваться от выхлопа с большей силой, уменьшая количество энергии, которое может передаваться от цилиндров для мощности двигателя при движении.

Масляное голодание

Как вы, наверное, знаете, масло является одной из основных жидкостей, необходимых в вашем двигателе для оптимальной работы вашего европейского автомобиля. Если вашему турбокомпрессору не хватает масла — будь то утечка масла или ограничение между турбонаддувом и двигателем, это может не только привести к заметно плохим характеристикам на дороге, но и может привести к долгосрочным и необратимым повреждениям.

Air Leak

Постоянное и сильное давление воздуха имеет решающее значение для работы двигателя вашего автомобиля. Если вы заметили разницу в том, как двигатель передает мощность на привод, проверьте шланги турбонагнетателя на предмет утечек или ослабленных соединений).

Как определить низкое давление наддува турбокомпрессора

Есть несколько различных способов определить, работает ли ваш турбокомпрессор недостаточно эффективно:

  1. Наблюдайте за индикатором вакуума / наддува или индикатором наддува. Если ваше давление наддува показывает низкое или значительно высокое давление, это признак того, что необходимо более детально изучить и, скорее всего, отремонтировать.
  2. Проверьте свой перепускной клапан Operation . Следующий способ проверить турбокомпрессор — понаблюдать за функциями перепускной заслонки. Признаками плохих новостей для вашего турбокомпрессора является то, что перепускная заслонка неподвижна или не закрывается полностью. На этом этапе одна вещь, которую вы можете попробовать на месте, — это попытаться отсоединить перепускную заслонку и поработать рычаг вручную, чтобы проверить заедание и надлежащее закрытие.
  3. Осмотрите сам турбокомпрессор. Если вы заметите качающийся вал, это может привести к дополнительному трению, которое мешает нормальному функционированию турбокомпрессора. Другие вещи, на которые следует обратить внимание, включают сколы, трещины и эрозию в любой части турбокомпрессора.

Как сложный элемент в вашем автомобиле, важно следить за признаками того, что ваш турбокомпрессор нуждается в ремонте или капитальном ремонте.

У вас низкое турбо-давление — что теперь?

Больной турбодвигатель, как и больной человек, требует внимания профессионала.Как только вы заметили признаки и симптомы, указывающие на то, что вашему европейскому автомобилю требуется некоторое внимание, вы можете попытаться диагностировать проблему самостоятельно или отвезти свой автомобиль к высококвалифицированному специалисту, который специализируется на конкретных проблемах в Европе и Германии. сделал автомобили.

Восстановите здоровье вашего больного Turbo с AutoScope!

Обеспечьте бесперебойную работу вашего BMW, Audi, Mercedes или Porsche на дороге с помощью специализированных услуг наших европейских экспертов по автомобилям.AutoScope обслуживает районы Даллас, Плано, Фриско, Флауэр-Маунд и Ирвинг, предлагая высококачественное обслуживание европейских автомобилей, таких как Audi, Porsche, BMW и Mercedes.

Запишитесь на прием в AutoScope сегодня!

Распространенные проблемы турбокомпрессора | Вестерн Турбо Дизель и Впрыск топлива

Хотя современные турбокомпрессоры представляют собой высокоразвитые системы, обеспечивающие относительно безотказное обслуживание на протяжении всего срока службы вашего двигателя, хорошо иметь возможность распознавать симптомы неисправностей турбокомпрессора и их причины, чтобы упростить ремонт одной из ключевых систем повышения производительности вашего автомобиля. .Очень часто проблема турбокомпрессора является результатом проблемы в другом месте системы и будет повторяться, если не будет решена основная проблема.

Выхлопной дым — черный

Существует множество причин, по которым в выхлопных газах вашего автомобиля может появиться чрезмерное количество черных твердых частиц. Обратите внимание на систему воздушного фильтра и подачу масла в турбокомпрессор, а также на повреждения самого агрегата. Часто корпус турбины, заслонка или подшипник турбокомпрессора выходят из строя, или поворотный клапан регулирования давления наддува не закрывается должным образом.Эта проблема также может быть вызвана проблемами в других частях двигателя — изношенные направляющие клапана, поршневые кольца или стенки цилиндра могут вызвать удар, который проявляется в виде черного дыма.

Выхлопной дым — синий

Синий дым может быть вызван рядом факторов, включая общий износ двигателя. Причины этого симптома, связанные с турбокомпрессором, включают грязные компрессоры, чрезмерное сопротивление потоку выхлопных газов или повреждение подшипников. Обратите внимание на грязные системы воздушного фильтра или скопление кокса и шлама в корпусе турбокомпрессора.

Чрезмерное давление наддува

Если у вас слишком высокое давление наддува, вероятная причина кроется в поворотном или тарельчатом клапане или связанном с ним узле трубы. Это также может быть вызвано проблемой впрыска топлива.

Неисправные колеса компрессора или турбины

Части высокоскоростного вращения турбоагрегата могут быть повреждены из-за чрезмерного нагрева и трения из-за неправильной смазки. Если эти детали изношены или сломаны, их необходимо заменить.

Расход масла

Высокий расход масла может быть вызван рядом факторов, в том числе изношенными компонентами двигателя, такими как поршневые кольца, направляющие клапана и стенки цилиндра. Это также может быть признаком такой простой вещи, как загрязненная система воздушного фильтра или неправильно вентилируемый картер.

Для экспертной диагностики вашего дизельного двигателя в Виннипеге посетите Western Turbo. Помимо обслуживания и ремонта турбо-систем, мы предоставляем новое оборудование для ведущих брендов в отрасли — Holset, BorgWarner и Garrett.

Western Turbo расположен по адресу 325 Eagle Drive в Виннипеге.

Boosting Systems

Boosting Systems

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Использование турбонаддува в бензиновых двигателях, которое исторически ограничивалось высокопроизводительными автомобилями, стало стандартной практикой для двигателей уменьшенного размера, где наддув позволяет значительно увеличить удельный крутящий момент.Существуют значительные различия в требованиях к системе наддува для бензиновых и дизельных двигателей легковых автомобилей. В дизелях для заданного расхода топлива требуется больший воздушный поток и более высокое давление наддува, а для более низких плотностей крутящего момента по сравнению с бензиновыми двигателями требуются двухступенчатые системы наддува.

Системы наддува бензиновых двигателей малой мощности

Хотя турбокомпрессоры применялись в производственных бензиновых двигателях в течение многих десятилетий, они в основном использовались на автомобилях с высокими характеристиками, за которые заказчики были готовы платить дополнительные расходы.Объемы производства этих автомобилей обычно были относительно небольшими. С появлением бензиновых двигателей меньшего размера с прямым впрыском для соответствия различным нормативным требованиям по выбросам парниковых газов и экономии топлива ситуация изменилась. Объемы производства бензиновых двигателей с турбонаддувом быстро увеличивались, в то время как готовность клиентов платить за производительность, возможно, не так сильно изменилась. Эта комбинация увеличенных объемов, давления, направленного на снижение затрат, а также сочетание относительно новых технологий двигателей резко изменили подход к встраиванию турбонагнетателя в серийный бензиновый двигатель за относительно короткое время.

Рисунок 1 . Кривые крутящего момента при полной нагрузке для нескольких бензиновых двигателей с прямым впрыском с турбонаддувом

Чтобы лучше понять, как развивалась и развивается современная технология турбонаддува для бензиновых двигателей уменьшенного размера, полезно изучить несколько примеров кривых крутящего момента при полной нагрузке для некоторых бензиновых двигателей с наддувом в категории менее 2,0 л. Рисунок 1.

Рассмотрим сначала два примера двигателей с одним турбонаддувом середины 2000-х годов Volkswagen 2.0 л FSI (280 Нм / 147 кВт) и 1,4 л FSI (200 Нм / 90 кВт). Эти двигатели имели максимальные значения BMEP около 1,8 МПа и удельную мощность менее 75 кВт / л. Также обратите внимание, что существует компромисс между удельной мощностью и минимальной частотой вращения двигателя, при которой достигается максимальный крутящий момент. Эти значения образуют удобную базовую линию, которая отражает технологию, доступную производителям двигателей для экономичного массового производства бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива на этот период. Для достижения более высокого BMEP 2,2 МПа, широкого диапазона частот вращения двигателя с пиковым крутящим моментом и более высокой удельной мощности 90 кВт / л в середине 2000-х годов потребовалось два компрессора, что отражено в примере Volkswagen 1.Двигатель TSI объемом 4 л (240 Нм / 125 кВт), в котором использовалась комбинация нагнетателя и турбокомпрессора.

К началу второго десятилетия 21 века ситуация существенно изменилась. В 2011 году Ford анонсировал свой 1,0-литровый двигатель EcoBoost (170 Нм / 93 кВт), чьи установившиеся значения удельного крутящего момента и удельной мощности были очень близки к таковым для 1,4-литрового TSI Volkswagen, но для этого требовался только один турбокомпрессор с перепускным клапаном (в в переходных режимах этот 1,0 л EcoBoost выдавал 200 Нм крутящего момента).1,0-литровый EcoBoost также показал значительное снижение минимальных оборотов двигателя, при которых мог быть достигнут максимальный крутящий момент — важное достижение, учитывая более высокий BMEP по сравнению с двигателями с одним турбонагнетателем всего несколькими годами ранее. Низкая частота вращения двигателя для достижения максимального крутящего момента является критическим требованием для сохранения низкого расхода топлива в двигателях меньшего размера.

Чтобы реализовать это повышение производительности, 1,0-литровый EcoBoost вместе с рядом других его современников опирался на ряд доступных технологий двигателей, некоторые новые разработки, а также конструктивный подход, который гораздо более тесно интегрировал двигатель и турбокомпрессор в единый пакет. чем было сделано в прошлом.

###

Противодавление выхлопных газов двигателя

Противодавление выхлопных газов двигателя

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Компоненты выхлопной системы, такие как глушители и устройства дополнительной обработки выхлопных газов, являются источником противодавления выхлопных газов двигателя. Повышенный уровень противодавления может привести к увеличению выбросов, увеличению расхода топлива и может отрицательно сказаться на характеристиках двигателя.

Введение

Определение

Противодавление выхлопных газов двигателя определяется как давление выхлопных газов, которое создается двигателем для преодоления гидравлического сопротивления выхлопной системы для выпуска газов в атмосферу. Для этого обсуждения противодавление выхлопных газов — это избыточное давление в выхлопной системе на выходе из выхлопной турбины в двигателях с турбонаддувом или давление на выходе из выхлопного коллектора в двигателях без наддува.Термин «противодавление» можно также записать одним словом (противодавление) или с помощью дефиса (противодавление).

Следует отметить, что термин «противодавление» противоречит интуиции и может мешать правильному пониманию механики потока выхлопных газов. Слово back , кажется, предполагает давление, которое оказывает на жидкость против направления потока — на самом деле, определения обратного давления такого рода распространены в источниках мягких научных стандартов. Есть две причины возразить.Во-первых, давление — это скалярная величина, а не векторная величина, и она не имеет направления. Во-вторых, поток газа управляется градиентом давления, причем единственное возможное направление потока — от более высокого давления к более низкому. Газ не может течь против повышающегося давления — это дизельный двигатель, который нагнетает газ, сжимая его до достаточно высокого давления, чтобы преодолеть препятствия потоку в выхлопной системе.

Учитывая, насколько широко он используется среди разработчиков двигателей, мы будем использовать термин противодавление , как определено выше, для обозначения давления выхлопных газов на выходе турбонагнетателя (или выпускного коллектора), которое численно равно падению давления выхлопных газов на выходе из турбины. вся выхлопная система.Однако мы считаем, что использование этого термина не следует расширять для обозначения падения давления выхлопного газа на отдельные компоненты выхлопной системы, что иногда используется некоторыми авторами. Например, мы избегаем использования термина «противодавление глушителя» в пользу «падения давления в глушителе» (или «потери давления») в соответствии с терминологией, используемой в гидродинамике.

Общие метрические единицы измерения противодавления выхлопных газов включают килопаскаль (кПа), который мы используем в этой статье, и миллибар (мбар), последний равен гектопаскалям (гПа).Обычные единицы измерения включают дюйм водяного столба (в H 2 0) и дюйм ртутного столба (в Hg). Между этими единицами существует следующая взаимосвязь:

1 кПа = 10 гПа = 10 мбар = 4,0147 дюймов Hg 2 0 = 0,2953 дюймов Hg (1)

Эффекты противодавления

В то время как разработчики выхлопных систем всегда сталкивались с соображениями противодавления, повышенный интерес к давлению выхлопных газов был вызван оснащением дизельных двигателей сажевыми фильтрами (DPF) и внедрением сложных систем нейтрализации выхлопных газов в целом.Установка сажевых фильтров часто вызывает опасения по поводу повышенного противодавления выхлопных газов. В нормальных условиях уровни падения давления, вызванные выхлопным глушителем и правильно спроектированным сажевым фильтром, могут быть практически одинаковыми. На рис. 1 показан эффект замены глушителя OEM на дизельный сажевый фильтр на дизельном двигателе большой мощности в двух различных режимах цикла ISO 8178. Изменение противодавления составляет менее 1 кПа при чистом фильтре.

Рисунок 1 . Давление на выходе турбины с глушителем и чистым сажевым фильтром

1997 Cummins B3.Двигатель 9-C EPA Tier 1 для внедорожников с глушителем и дооснащен 6-литровым DPF

Однако большая часть падения давления выхлопных газов на сажевом фильтре, как правило, вызвана накопленной сажей, а не подложкой фильтра. Проблемы возникают, если регенерация DPF не происходит на регулярной основе, что приводит к увеличению падения давления до неприемлемого уровня.

Повышенное давление выхлопных газов может иметь следующие последствия для дизельного двигателя:

  • Повышенная прокачка
  • Пониженное давление наддува впускного коллектора
  • Эффекты продувки и сгорания цилиндра
  • Проблемы с турбокомпрессором

При повышенных уровнях противодавления двигатель должен сжимать выхлопные газы до более высокого давления, что требует дополнительной механической работы и / или меньшего количества энергии, извлекаемой выхлопной турбиной, что может повлиять на давление наддува во впускном коллекторе.Это может привести к увеличению расхода топлива, выбросов ТЧ и CO и температуры выхлопных газов. Повышенная температура выхлопных газов может привести к перегреву выхлопных клапанов и турбины. Увеличение выбросов NOx также возможно из-за увеличения нагрузки двигателя.

Возможны и другие воздействия на сгорание дизельного топлива, но они зависят от типа двигателя. Повышенное противодавление может повлиять на производительность турбонагнетателя, вызывая изменения в соотношении воздух-топливо — обычно обогащение — что может быть источником выбросов и проблем с производительностью двигателя.Величина эффекта зависит от типа системы наддувочного воздуха. Повышенное давление выхлопных газов может также препятствовать выходу некоторых выхлопных газов из цилиндра (особенно в двигателях без наддува), создавая внутреннюю рециркуляцию выхлопных газов (EGR), отвечающую за некоторое снижение NOx. Этим эффектом, возможно, объясняется небольшое снижение NOx, о котором сообщается с некоторыми системами DPF, обычно ограниченное 2-3% процентов.

В турбонагнетателях в качестве смазочной и охлаждающей среды обычно используется моторное смазочное масло.Чрезмерное давление выхлопных газов может увеличить вероятность выхода из строя уплотнений турбонагнетателя, что приведет к утечке масла в выхлопную систему. В системах с каталитическими сажевыми фильтрами или другими катализаторами такая утечка масла также может привести к дезактивации катализатора фосфором и / или другими каталитическими ядами, присутствующими в масле.

Пределы противодавления

Все двигатели имеют максимально допустимое противодавление, указанное производителем двигателя. Эксплуатация двигателя с избыточным противодавлением может привести к аннулированию гарантии на двигатель.Чтобы облегчить дооснащение существующих двигателей сажевыми фильтрами, особенно с использованием систем пассивных фильтров, производители систем контроля выбросов и пользователи двигателей просят производителей двигателей увеличить максимально допустимые пределы противодавления в своих двигателях.

Глушители обычно обеспечивают максимальное противодавление в диапазоне 6 кПа. В выхлопных системах с сажевым фильтром противодавление может возрасти до значительно более высоких уровней, особенно если фильтр сильно загружен сажей. Швейцарская программа VERT определила максимальные пределы противодавления, позволяющие устанавливать сажевые фильтры на большое количество оборудования [1319] .В таблице 1 приведены рекомендуемые компанией VERT пределы противодавления для двигателей различных размеров. Давление выхлопных газов для больших двигателей было ограничено низкими значениями из-за перекрытия клапанов и высокого давления наддува.

10 кПа

Производители двигателей обычно более консервативны в отношении пределов противодавления.Например, двигатели дизель-генераторных установок от Caterpillar, Cummins, John Deere и DDC / MTU мощностью от 15 до 1000 кВт имеют пределы противодавления от 6,7 до 10,2 кПа.

При установке пределов противодавления необходимо учитывать множество факторов. К ним относятся влияние на производительность турбокомпрессора, выбросы выхлопных газов, расход топлива и температуру выхлопных газов. Предел, который может выдержать конкретный двигатель, будет зависеть от конкретных конструктивных факторов, и дать общие рекомендации сложно.

###

Насколько сильно должен работать мой стандартный Duramax turbo?


Двигатели Duramax всегда поставлялись с твердотельными турбинами. Однако после нескольких миль свиста и ускорения у вашего турбонаддува могут возникнуть проблемы. Или у вас могут быть другие проблемы, которые заставляют вас думать, что у вашего турбо есть проблемы. Это очень распространено, поскольку большинство водителей следят за ускорением, следя за тем, сколько PSI они производят. Само собой разумеется, что если ваш пиковый наддув падает, у вашего турбо проблемы. Однако обычно это не так.Чаще всего, когда мы диагностируем этот симптом, мы обнаруживаем, что есть другие проблемы, приводящие к более низкому, чем ожидалось, числу повышения.

Целевые значения ускорения для следующих RPO следующие (PSI)

2001-2004 LB7- Stock 20-22, настроен 24-26, настроен с клапаном повышения PPE 28-31. Отказ произойдет около 34psi

2004.5-2016 Stock 22-24, Mild tune 27-28, Hot tune 33-35

Заводской картографический датчик, который электронным образом измеряет наддув на 2001-2004 гг.5 грузовиков показывают показания только до 22-24 фунтов на квадратный дюйм, датчики MAP 2006-2016 считывают до 37 фунтов на квадратный дюйм. Если вы хотите видеть цифры повышения выше, вам понадобится датчик вторичного рынка.

Распространенной причиной низкого наддува является утечка наддува. Утечки Boost вызывают низкую мощность, медленное нарастание катушки, отсутствие реакции на дросселирование, чрезмерный черный дым и высокие EGT. Это происходит, когда в системе наддувочного воздуха возникает утечка. Система наддувочного воздуха включает в себя трубопровод промежуточного охладителя, промежуточный охладитель, Y-образный мост и т. Д.В видео ниже вы узнаете, как правильно протестировать Duramax. Остерегайтесь простого визуального осмотра. Многие утечки происходят в местах, которые вы не сможете увидеть сверху на моторный отсек. Кроме того, утечки могут возникать в ботинках и не проявляются, если они не находятся под нагрузкой, поэтому необходимо создать давление во всей системе.

Другой распространенной проблемой является отказ или отказ системы рециркуляции отработавших газов. Система рециркуляции выхлопных газов (EGR) направляет инертный выхлопной газ в систему наддувочного воздуха для снижения давления сгорания в двигателе.Мы регулярно видим застрявшую в открытом положении систему рециркуляции отработавших газов, которая сбрасывает давление выхлопных газов из турбины и вызывает низкий наддув и чрезмерный черный дым. Неисправности прокладки системы рециркуляции ОГ также часто вызывают утечки наддува. Ознакомьтесь с полезными ресурсами, такими как DuramaxForum.com и DieselPlace.com, за помощью для энтузиастов.

Если вы правильно диагностировали свой грузовик и уверены, что у вас нет утечек наддува, и ваша система рециркуляции отработавших газов не является фактором, рассмотрите другие возможные проблемы, влияющие на общий наддув. При повышении влажности происходит сжатие меньшего количества молекул воздуха, как и при повышении температуры окружающего воздуха.Чем меньше воздуха вы можете втянуть в грузовик, тем меньше вы сможете сделать наддува. То же самое и с грузовиками на больших высотах.

Если вам нужен полный список характеристик Duramax turbo, ознакомьтесь с загрузкой, доступной ниже.



Что такое Turbo Boost

Как превратить взрывы в тягу?

Название игры внутреннего сгорания — преобразование тепловой энергии в движение.Внутри двигателя мы воспламеняем такое топливо, как бензин, и горячие расширяющиеся топливно-воздушные газы давят на поршни. Подъемно-опускающиеся поршни соединены с вращающимся коленчатым валом в нижней части двигателя, превращая это вертикальное движение в возвратно-поступательное. Подключите все это к коробке передач, соединенной с колесами, и вперед!

Как сделать большие взрывы для большей тяги?

Если вы когда-либо разжигали костер, чтобы приготовить смор, вы, вероятно, помните три части «огненного треугольника»: воздух, топливо и источник возгорания.У костра то же самое, что и внутри двигателя: воздух, поступающий во впускное отверстие, соединяется с топливом из топливных форсунок и воспламеняется от свечей зажигания.

Если мы хотим увеличить мощность, нам нужно убедиться, что у нас достаточно всех трех компонентов нашего огненного треугольника. В двигателе это означает, что если мы впрыснем больше топлива, мы также должны убедиться, что получаем больше воздуха (и, следовательно, больше кислорода), чтобы сжечь все топливо, поскольку дополнительное топливо не сгорит, если в нем не будет больше кислорода с которые объединить и сжечь.

В химии есть слово для обозначения идеального количества реагентов в уравнении, которое необходимо уравновесить без остатков: стехиометрия. В бензиновом двигателе стехиометрическое отношение кислородсодержащего воздуха к топливу составляет 14,7 частей (по массе) воздуха на 1 часть бензина.

Ввести принудительную индукцию

«Замены для смещения нет» — это фраза из «Big Block V8 days», где большая мощность означала физически более крупные двигатели, которые потребляли больше воздуха и топлива. Цилиндры большего размера могли всасывать не только больше топлива, но и больше воздуха, чтобы полностью сгореть вместе с топливом, и это давало вам больше мощности.

К сожалению, больший размер также означает больший вес, поэтому некоторые инженеры вместо этого пришли к идее подавать больше воздуха в двигатель, нагнетая его: вместо того, чтобы делать двигатель физически больше, чтобы всасывало больше воздуха , толкает больше воздуха в двигатель того же размера. Воздух под давлением, нагнетаемый в двигатель, называется наддувом, при этом давление увеличивается по сравнению с давлением окружающего воздуха, измеряемым в фунтах на квадратный дюйм или бар / килопаскалях.

Эти первые воздушные насосы с принудительным впуском назывались нагнетателями, и их лопастные компрессорные колеса приводились в движение самим двигателем через ремни или шестерни, приводимые в движение коленчатым валом двигателя.Стехиометрия означает, что для каждого небольшого количества дополнительного топлива требуется в 14,7 раза больше воздуха, поэтому неудивительно, что нагнетатели используют огромное количество энергии (иногда до 20% от общей мощности двигателя!), Чтобы перекачивать весь этот воздух.

Больше мощности с меньшим количеством отходов — турбокомпрессор.

Размер и вес — это плохо для автомобилей, а — хуже, — для самолетов, которые были ранними разработками с принудительной индукцией. Мало того, что тяжелый двигатель делает тяжелый самолет, но и физически большой двигатель делает фюзеляж громоздким и неаэродинамичным.В самолетах был добавлен стимул для повышения давления входящего воздуха, чтобы компенсировать его разрежение на больших высотах, предотвращая падение мощности двигателя на большой высоте.

При такой высокой мощности и весе в самолетах швейцарский авиационный инженер Альфред Бючи придумал, как избавиться от этих 20% потерь мощности нагнетателя: вместо того, чтобы использовать мощность двигателя через ремень / шестерни для вращения компрессора, подключите компрессор. к соответствующему колесу турбины и колесу в выхлопной системе, улавливая энергию из потока выхлопных газов, который в противном случае тратится впустую, как ветряная мельница улавливает энергию ветра.

Эти ранние «турбинные нагнетатели» или «турбонагнетатели» в конечном итоге стали приводить в действие многие гоночные самолеты, бомбардировщики и истребители в 1930-х и 1940-х годах и в то время считались передовой аэрокосмической технологией с частями, вращающимися сотнями тысяч. оборотов и турбинных колес, подвергающихся воздействию температуры выхлопных газов до 1800 ° F / 1000 ° C. Таким образом, внедрение такого дорогостоящего оборудования в автомобили поначалу было медленным и экспериментальным: несколько моделей, таких как Chevrolet Corvair, появлялись с 1950-х годов и позже с дополнительным турбомотором.

Именно энергетический кризис 1970-х действительно подтолкнул автопроизводителей к тому, чтобы всерьез задуматься о турбокомпрессорах как способе уменьшить размеры двигателей (и улучшить выбросы и экономию топлива) без ущерба для мощности.

Мощность и управление

1970-е и 1980-е годы также совпали с компьютерной революцией, и эти передовые технологии управления топливом и двигателем оказались хорошо подходящими для повышения производительности и долговечности турбокомпрессора. От первых аналоговых датчиков температуры и расхода в 1970-х годах до нескольких объединенных в сеть блоков управления в 2000-х годах и позже — системы развивались, чтобы не отставать от потребности выжать как можно больше энергии из капли топлива:

  • Лямбда Система Sond (датчик кислорода), при этом Volvo стала первым автопроизводителем, который использовал эту комбинацию датчиков для измерения топлива:
    • Датчики массового расхода воздуха для измерения количества воздуха, поступающего в двигатель
    • Электронный впрыск топлива для измерения расхода правильное соотношение топлива к потоку с известным количеством воздуха
    • Кислородные (лямбда) датчики, измеряющие остатки топлива или кислорода в выхлопе, чтобы определить, насколько близко к 14.7: 1 стехиометрический, двигатель работает
  • Датчики детонации для измерения состояния и времени событий сгорания
  • Катушка прямого зажигания для регулировки синхронизации свечи зажигания для предотвращения детонации
  • Цифровые блоки управления двигателем (ЭБУ) для непрерывного измерения всех этих входных данных и корректировки выходных данных
  • Схемы управления двигателем Запроса крутящего момента до
    • A: точно определить, сколько мощности водитель (через правую ногу водителя на педали газа) запрашивает
    • B: » работать в обратном направлении », рассчитывая наименьшее количество открытого дросселя, топлива и наддува, необходимое для достижения целевой мощности водителя. участие в повышении надежности и производительности турбокомпрессора.По мере развития 80-х и 90-х годов турбонаддув стал более распространенным, с предсказуемой выходной мощностью и временем между капитальными ремонтами в режиме турбонаддува, которые теперь достигают 100 000 миль или более.

      Конструкция турбонагнетателя также претерпела изменения, сначала с помощью вакуумных соленоидов с компьютерным управлением, открывающих и закрывающих перепускную заслонку для управления общим наддувом, а также с фундаментальными изменениями самого турбонагнетателя, такими как корпуса турбины с двойной спиралью и изменяемой геометрией, повышающие эффективность турбонаддува за счет извлечения большого количества энергии в виде возможно от выхлопной струи.

      По мере того, как мы идем в 21 век, турбокомпрессоры играют ключевую роль в достижении максимальной эффективности двигателей внутреннего сгорания до того, как электромобили будут готовы занять место в массовых автомобилях. Турбина была с нами почти столько же, сколько и сама машина, но над ней еще есть над чем поработать.

      Более подробную информацию о компонентах турбокомпрессора и обслуживании системы см. В нашей статье о типичных проблемах турбонагнетателя.

      Признаки неисправного или неисправного шланга отводного клапана

      Когда турбокомпрессор был представлен в начале 1900-х годов для применения в дизельных двигателях, одним из наиболее серьезных побочных эффектов было повреждение внутренних компонентов двигателя, вызванное избыточным давлением, создаваемым этими системами принудительной индукции.Решением для уменьшения этой проблемы было создание трубки сброса давления, которую в современных двигателях с турбонаддувом обычно называют шлангом перепускного клапана.

      Современные автомобили, грузовики и внедорожники, в которых используются турбокомпрессоры, обычно работают на дизельном топливе. Турбо-система снабжает двигатель дополнительным воздухом или «наддувом» внутри коллектора впрыска топлива и нагнетается в камеру сгорания для создания более эффективного горения. Когда турбонагнетатель создает слишком большое давление, оно сбрасывается через шланг перепускной заслонки.По сути, это ворота внутри турбонагнетателя, которые открываются или закрываются в зависимости от требований производительности. Когда он открывается, он пропускает воздух через турбо. Когда он закрывается, он отключает наддув или ограничивает поток нагнетаемого воздуха в камеру сгорания.

      Когда эта сложная система производительности работает должным образом, производительность двигателя транспортного средства может улучшиться на целых 40% по сравнению со стандартной системой впрыска топлива. Однако плохой или неисправный шланг перепускной заслонки может вызвать ряд различных проблем для вашего двигателя.Вот некоторые общие симптомы и предупреждающие знаки, которые могут указывать на изношенный шланг перепускного клапана:

      1. Загорается индикатор двигателя.

      Поскольку шланг перепускной заслонки предназначен для сброса давления внутри коллектора турбонагнетателя, он постоянно контролируется ЭБУ автомобиля (блоком управления двигателем). Обычно каждый производитель автомобилей устанавливает зону рабочего давления, варьирующуюся от минимально допустимого давления до максимального количества «наддува», создаваемого внутри турбонагнетателя.Поскольку эти системы чрезвычайно сложны и настроены с невероятно жесткими допусками, когда наддув приближается к верхней зоне или затмевает ее менее чем на один фунт давления воздуха, он обычно запускает код предупреждения и, таким образом, загорается световой индикатор Check Engine. Если у вас автомобиль с турбонаддувом и на приборной панели загорается этот индикатор, вам следует безопасно вернуться домой и как можно скорее связаться с сертифицированным механиком.

      Иногда эта проблема может быть вызвана утечкой вакуума, но с автомобилем с турбонаддувом очень трудно диагностировать без надлежащего опыта, инструментов и процедур, которыми обладает сертифицированный дизельный механик.

      2. Турбина автомобиля не дает наддува при разгоне

      Если вы раньше управляли двигателем с турбонаддувом, вы легко поймете разницу между двигателем, который включает турбонаддув, и двигателем, который не работает должным образом. Когда вы прикладываете давление дроссельной заслонки к двигателю, а турбонагнетатель не включается, или датчик турбонаддува не регистрирует уровень наддува, это обычно связано с неправильной работой перепускной заслонки или засорением шланга перепускной заслонки.

      Если вы заметили эту проблему, рекомендуется немедленно связаться с опытным дизельным механиком, имеющим опыт работы с системами с турбонаддувом, чтобы устранить проблему, прежде чем произойдет дополнительное повреждение турбокомпрессора.

      3. Качающееся давление турбонаддува

      Когда перепускная заслонка не сбрасывает давление на постоянной основе, это обычно вызывает быстрые колебания давления наддува внутри турбонагнетателя. Например, если во время нормального ускорения ваш турбо-наддув постоянно увеличивается по мере ускорения вашего автомобиля и медленно снижается, когда вы перестаете нажимать на педаль акселератора, это то, что должно происходить. Если ваш турбонаддув быстро падает или быстро повышается без использования дроссельной заслонки, это может быть вызвано закупоркой в ​​перепускной заслонке или сломанным шлангом перепускной заслонки.Если проблема в этом, скорее всего, вам придется заменить шланг перепускной заслонки.

      4. Резкое снижение экономии топлива

      Одним из главных преимуществ покупки дизельного двигателя с турбонаддувом является то, что он по большей части обеспечивает исключительную экономию топлива. Однако, когда шланг перепускной заслонки сломан, протекает или забит, это приведет к тому, что больше сырого топлива будет вытеснено из выхлопной системы без сгорания.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован.

Таблица 1
Максимальное рекомендуемое противодавление выхлопных газов VERT
Объем двигателя Предел противодавления
Менее 50 кВт 40 кПа
50-500 кВт 20 кПа
500 кВт и более