Турбина на атмосферный двигатель: 7 главных минусов и 2 плюса турбомоторов — журнал За рулем

Установка турбины на атмосферный двигатель

Мотор – это главный механизм в любом транспортном средстве. Все двигатели условно разделяются на 2 группы: турбированные и атмосферные. Атмосферные ДВС бывают газовыми, дизельными и бензиновыми, в зависимости от конструкционных особенностей и типа топлива, которое необходимо для их функционирования. У каждого начинающего автовладельца рано или поздно возникает вопрос: «Можно ли поставить турбину на атмосферный двигатель?». Ответ на этот вопрос можно дать только один – положительный. В этой статье мы расскажем вам, как обычный атмосферный мотор можно сделать турбированным.

Зачем устанавливать турбину

Чтобы разобраться в этом, сначала необходимо обратить внимание на принцип работы атмосферного мотора. Он функционирует таким образом: воздух попадает в него естественным путем, затем смешивается с топливом, переходит в цилиндр и воспламеняется от искры, в результате выделяется энергия, которая приводит в движение автомобиль.

Установка турбины делает двигатель более мощным и износостойким, увеличивает крутящий момент и снижает уровень вредности выхлопных газов.

Благодаря турбине топливная смесь становится более насыщенной воздухом, интенсивнее горит. Мощность двигателя увеличивается на 10%, а то и более. Кроме того, он экономичнее расходует топливо.

Работает эта деталь так: в ее корпус попадают выхлопные газы, которые вращают крыльчатку. На одном валу располагается рабочее колесо компрессора. На вход устройства поступает отработавший в двигателе атмосферный воздух, а на выходе получается «надувочный». Поэтому эта процедура известна под названием «турбонаддув». Таким образом, КПД двигателя объемом 1.4 литра, оснащенного системой турбонаддува, вполне сравним с мощностью агрегатов с полезным объемом 1.8 литра. При этом, разумеется, что менее объемный двигатель расходует значительно меньше топлива. Особой популярностью данная технология пользуется у производителей японских и немецких автомобилей. Тем не менее, нередко турбину устанавливают и в постсоветских странах, даже на старые машины.

Элементы, необходимые для установки

Чтобы установить турбину на атмосферный двигатель, вам понадобится подготовить следующие детали:

1. Саму турбину.
2. Электронику, которая будет обеспечивать контроль подачи топлива.
3. Выпускной коллектор.
4. Высокопроизводительные форсунки.
5. Интеркуллер для охлаждения воздуха.
6. Трубу, соединяющую турбину с глушителем (даун-пайп).
7. Магистраль подачи воздуха, выполненная из нержавейки и алюминиевых трубок.
8. Трубки, обеспечивающие подачу масла и охлаждающей жидкости.
9. Силиконовые патрубки, предназначенные для соединения трубок.

Учтите, что вместо обыкновенного коллектора вам понадобится турбоколлектор. Через него выхлопные газы будут выходить, а затем перенаправляться в турбину. Коллектор должен обладать толстыми стенками и большим запасом прочности. Поэтому лучше заказывать его изготовление в автомастерской, а не покупать дешевые готовые детали в Интернет-магазине.

Профессиональный сварщик выполнит деталь так, что на ней не будет трещин, а окалина не попадет внутрь турбины.

Чтобы не допускать перегрева турбины, дополнительно устанавливают охлаждающую систему. В даун-пайп встраивается кислородный датчик. Крыльчатка турбины выполняет очень высокие обороты. Чтобы исключить риск ее преждевременного выхода из строя, к ней подводят масло, которое будет подаваться из двигателя. Лишнее давление будет сбрасываться при помощи клапана, который называется блоу-офф.

Как устанавливается турбина

Вы и сами можете переделать мотор, если умеете выполнять следующие операции:

• увеличение объемов цилиндров;
• замена клапана и кулачкового вала;
• снижение сопротивления ГРС;
• установка улучшенных воздухофильтров;
• использование патрубков и увеличение насосной мощности.

В результате мощность силового агрегата увеличится минимум на 30%. Однако вряд ли вы сумеете провести чип-тюнинг, то есть прошивку мотора при помощи специальных компьютерных программ. Это позволяет повысить мощность устройства приблизительно на 15%. Стоит отметить, что стоит это довольно дорого. У экспертов нет однозначного мнения по поводу степени полезности этой процедуры. Одни из них утверждают, что после нее двигатель изнашивается быстрее, а другие убеждены, что перепрошивка наоборот расширяет эксплуатационный ресурс деталей.

После операций по повышению мощности ДВС можно столкнуться с тем, что агрегат начал перегреваться, особенно при жаркой погоде. Чтобы избежать этого, нужно будет установить интеркулер. Это устройство охлаждает надувочный воздух. Стоит отметить, что его можно установить и обычный атмосферный двигатель. Интеркулер сделает так, что в поступающем холодном воздухе будет содержаться больше кислорода. Это обеспечит лучшее сгорание топлива, за счет чего возрастет и КПД двигателя. Поскольку данное устройство является достаточно компактным, его можно устанавливать практически куда угодно.

Большинство автовладельцев отмечает приятные изменения в первые же минуты вождения машины, в которую был вмонтирован интеркулер. Температура воздуха снижается на 15%, что увеличивает мощность ДВС в среднем на 4%. При этом сокращается расход топлива. В отдельных случаях при помощи данного механизма мощность мотора можно повысить даже на 25%.

Может ли быть установлена турбина на атмосферный двигатель вашей машины? Это определяется моделью авто. Иногда проще купить новый автомобиль, чем подбирать необходимые запасные части для старого. Если вы все-таки хотите турбировать мотор, то лучше не пытайтесь делать это самостоятельно, а обратитесь за помощью к профессионалу.

Переоборудование начинается с демонтажа всех деталей, связанных с впуском и выпуском воздуха. Затем коллектор соединяют с турбиной, развернутой таким образом, чтобы работа с присоединением патрубков выполнялась максимально легко.

Турбина вращается очень быстро, поэтому ее подшипники должны постоянно смазываться. Трубку для подачи смазки необходимо подсоединить к тому месту в моторе, в котором масло идет под давлением. Для подключения также может использоваться тройник датчика давления. Второй конец трубки подключают к верхнему сегменту картриджа турбины. Сливаться масло будет под низким давлением, через предназначенный для этого сосок. Система охлаждения подключается с обратной стороны от водяной помпы.

Двигатель будет получать больше воздуха, а значит, ему понадобится большее количество топлива. Для увеличения его подачи устанавливаются форсунки, обладающие высокой производительностью. Также в некоторых случаях имеет смысл установить новый топливный насос. Электроника будет контролировать уровень давления воздуха, не допуская избыточных показателей. К ней подсоединяют датчики температуры. Контроллер нужно откалибровать так, чтобы топливная смесь впрыскивалась точно в нужный момент.

Не забывайте, что прошивкой двигателя обязательно должен заниматься очень опытный специалист. Здесь есть риск сбить заводские настройки, что выведет мотор из строя. Тогда придется тратить дополнительные средства на его ремонт. Установка турбокомпрессора на атмосферный двигатель в значительной степени упрощает его настройку. Тогда двигатель сможет эффективно работать и на высоких, и на низких оборотах.

Электрический турбонагнетатель KAMANN — альтернатива для атмосферных двигателей

Покупая автомобиль, Вы прежде всего обращаете внимание на безопасность и надежность, красоту и функциональность, а также на мощность и крутящий момент. Максимальные скоростные характеристики, полученные при использовании дополнительной аэродинамики, не могут помочь в получении качественного ускорения на многих автомобилях. Классический способ улучшить ускорение состоит в том, чтобы использовать двигатель большего объема, что в свою очередь увеличивает потребление топлива и количество отработанных газов.
После многих лет научных исследований, специалисты из Германии разработали признанную во всей Европе и доступную идею нагнетания воздуха с минимальными затратами. Новый, и существенно эффективный, способ улучшить нагнетание воздуха в двигатель, предлагает компания KAMANN с использованием мини-турбины, установленной во впускной системе. Изобретенный в Германии ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЬ является мини-турбиной, электрической системой нагнетания воздуха в подкапотном пространстве. Такая установка увеличивает крутящий момент двигателя, что в свою очередь, способствует уменьшению расхода топлива, улучшает качество выхлопных газов, снижая показатели CО и продлевая срок службы катализаторов, и улучшает динамические характеристики автомобиля в целом

БОЛЬШЕ МОЩНОСТИ, МЕНЬШЕ ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ
Большинство обычных двигателей внутреннего сгорания, оснащенных турбинами для получения большей мощности и хорошего ускорения, потребляют меньше топлива и порождают меньшее количество выхлопных газов и СО при увеличенной производительности, по сравнению с аналогичным двигателем без нагнетателя или компрессора. Все это хорошо производит впечатление в теории, на практике же, складывается другая ситуация. Высокий крутящий момент часто имеется в распоряжении только в относительно узком диапазоне числа оборотов. В частности, у некоторых турбо-дизельных двигателей наблюдается очень плохой показатель ускорения, когда в ответ на изменение положения педали газа двигателю необходимо какое-то время, чтобы увеличить мощность и ускориться. Такое явление получило название «турбо-яма»

БЫСТРЫЙ ОТВЕТ И ЭКОНОМИЯ
Проанализировав рынок современных автомобилей, KAMANN утверждает, что к 2010-2012 году доля автомобилей, оснащенных турбо-нагнетателями, будет составлять 60-70 % от общего количества проданных авто. Тщательно рассмотрев все существующие турбо-системы, специалисты KAMANN разработали прибор, помогающий быстрее реагировать на изменение положения педали газа и в то же самое время экономичен. Эти требования пока не могут быть реализованы в двигателе, оснащенном обычной турбо-системой. Двигатели с турбо-системой от выхлопных газов эффективны только в пределах определенного диапазона оборотов двигателя. Неоспоримым преимуществом электрических турбо-систем является эффективность нагнетания воздуха во всем диапазоне оборотов двигателя, даже когда двигатель только запустился — нагнетаемый воздух уже присутствует во впускном коллекторе. Нагнетая воздух при запуске двигателя, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТУРБО-НАГНЕТАТЕЛЬ дает мгновенный ответ на нажатие педали газа, даже на небольшой скорости. Плюс, нагнетая воздух во время переключения передач, Вы все равно непрерывно получаете дополнительную энергию для движения и ускорения.

ТУРБО-НАГНЕТАТЕЛЬ ДОПОЛНЯЕТ ТУРБО-СИСТЕМЫ
Также Электрический Турбо-Нагнетатель от KAMANN способен дополнить уже существующие системы подачи воздуха в бензиновых/дизельных турбо-двигателях, ускорение такого автомобиля только улучшится. Большинство турбин начинает эффективно работать только свыше 2000-3000 об/мин, что означает — крутящий момент ниже этого значения не увеличивается, что делает Ваш автомобиль не динамичным, а двигатель — слабым. Такая особенность работы двигателей с классической турбо-системой уходит в прошлое. С установкой ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТУРБО-НАГНЕТАТЕЛЯ уже при 1200-1500 об/мин и спустя 1 секунду после нажатия на педаль акселератора, Ваш двигатель получает в распоряжение больше чистого воздуха, не затрачивая при этом ценную энергию. Крутящий момент увеличивается при этом на 10-12% по сравнению с классическим способом всасывания воздуха двигателем!

УВЕЛИЧИВАЕМ МОЩНОСТЬ — И ЭКОНОМИМ
Главное преимущество после установки ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТУРБО-НАГНЕТАТЕЛЯ — получение для двигателя непрерывного крутящего момента и быстрое ускорение автомобиля. KAMANN AUTOSPORT сравнил автомобиль с бензиновым двигателем 1,4, но с установленным ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТУРБО-НАГНЕТАТЕЛЕМ, и автомобиль той же марки с бензиновым двигателем 1,6 и без нагнетателя, и получил результат: у обоих автомобилей примерно одна и та же мощность и крутящий момент (динамика разгона), и это при почти неизменном потреблении топлива! Значит, двигатель 1,4 имеет ту же мощность, что и двигатель 1,6, но при этом потребляет меньше топлива. Владелец такого автомобиля экономит при движении до 10% топлива! Теперь у Вас действительно будут Мощность и Экономия топлива в одном!

Справка
Электрический турбонагнетатель КАМАНН (KAMANN) в Украине можно приобрести в компании ATLAS Tuning Technologies.

Эксперты развеяли мифы о турбомоторах — Российская газета

Сложился стереотип, что турбированные двигатели по определению менее надежны, чем атмосферные агрегаты. Эксперты «За рулем» опровергают эту точку зрения.

Специалисты подчеркивают, что мнение о ненадежности турбоагрегатов укоренилось на заре массового выпуска таких двигателей в начале 80-х годов прошлого века, когда к серийным силовым агрегатам, грубо говоря, попросту «прикручивали» турбину.

Однако современные турбомоторы снабжаются усиленными поршнями и шатунами, а нередко и оригинальными коленчатыми валами. У них также особая система охлаждения днища поршней маслом, особая головка блока цилиндров и более жаростойкие материалы в клапанном механизме. Эксперты также опровергают мнение о том, что у современных турбомоторов имеется так называемая «турбояма».

Во-первых, турбояма устраняется двойным и даже тройным турбонаддувом. Кроме того, у первых наддувных моторов действительно наблюдалось ухудшение разгонных характеристик из-за инерции ротора турбины. Однако на современных турбоагрегатах инерция снижена благодаря уменьшению диаметра роторов турбины. Кроме того, даже на малых оборотах турбодвигателя современная турбина сполна обеспечивает снабжение воздухом.

Развеивается также миф о том, что турбомоторы якобы провоцируют повышенный расход топлива. Все как раз наоборот. Благодаря использованию энергии выхлопных газов наддувные двигатели имеют расход топлива на 20-40% ниже, чем у атмосферных аналогов. В то же время отмечается, что в отличие от предшественников родом из 80-х годов современные турбомоторы нельзя эксплуатировать после выхода из строя системы турбонаддува. Электронный блок управления позволит работать мотору лишь на небольших оборотах и мощности, а также зажжет контрольную лампу «Check engine».

Отмечается также, что вопреки стереотипам современные турбоагрегаты вполне ремонтопригодны. В основном они состоят из четырех узлов: улитка турбины, улитка компрессора, картриджа и модуля регулирования давления наддува. Все эти элементы можно приобрести новыми или восстановленными и заменить.

Наконец, опровергается мнение, что турбодвигатели якобы обязательно требуют высокооктанового топлива. На самом деле все зависит от калибровок и требований автопроизводителя. К примеру, представленный год назад новый турбонаддувный двигатель для Geely Atlas адаптирован под бензин АИ-92.

Можно ли поставить турбину на атмосферный двигатель

Главная » Разное » Можно ли поставить турбину на атмосферный двигатель

FAQ по установке турбины на не предназначенный для этого двигатель — DRIVE2

Часто задают вопросы, буду стараться ответить реальными примерами, а не копипастами разных теоретиков. Если у кого есть вопросы — задавайте.

Не буду разжовывать что это и зачем надо, про это много воды написано на каждом шагу, только обычно от этого не легче.

1. Откуда берется мощность?
Турбину крутят выхлопные газы, быстро выталкиваемые из двигателя. Компрессор турбины нагнетает воздух в мотор. Больше воздуха — больше топлива можно сжечь, больше мощность.

2. Ой расход наверное конский?
Конечно, если выше максимальная мощность, то и расход воздуха/бензина выше. НО. Не всегда же вы будете ездить на максимальных режимах. Практика показывает, что грамотно построенный и настроенный эффективный турбомотор потребляет не больше обычного, а иногда (например на трассе) и меньше, причем что едет заметно лучше. К примеру уже настроил не один 16кл переднеприводник «обычный» (сток мотор, голова, только поршни нива с лужей, СЖ 7.8), расход по трассе 6-7л. 95-го, по городу 11-12л. Запуск в любой мороз. И пробег не 5 тыщ до ремонта, один мотор уже отбегал 70 тыщ, развозит СУШИ 🙂

3. Какие проблемы чаще всего возникают после постройки турбомотора?
а. перегревы, мотор сильно греется, нужен хороший обдув, большой радиатор и надежные вентиляторы
б. давит масло, тосол, откручиваются болты, нагрузка на двигатель то возросла, все что может проканать на обычном двигателе, на турбо моторе вылазит, причем постоянная череда этих косяков иногда доводит строителей до отказа или продажи проекта, были случаи, мотор нужно собирать очень надежным
в. слабое сцепление, крутящий значительно, зачастую в 2 раза больше, поэтому родная сцепа быстро сдается, особенно при наваливании на 3 и 4 передачах

г. кпп резко укорачивается, первые 2 передачи не информативны становятся, сложно контроллировать букс
д. ломает трансмиссию (шестрени) и привода
е. дует (поднимает) прокладку ГБЦ, нужно усиливать болты ГБЦ и применять надежные прокладки (например мет. приоропрокладку для 16кл ваза).

4. Пацаны сказали надо дуть 1.5 бара, типа меньше смысла нет?
На самом деле мотор с давлением выше 1. 0 уже очень серьезное произведение, если он не сыпется каждый день. 0.5-0.6 давление вполне щедящее, можно без проблем ездить долгое время, а потом задуть под 1 бар и поломки полезут одна за одной. Основные проблемы это прокладка гбц, сцепление, привода, кпп. Так что мощный мотор выше 1 бара потянет за собой усиленное (возможно керамику, зависит от стиля езды) сцепление, хороший дорогой бенз, прочие усиленные моменты в кпп и приводах.
Опять же само по себе давление не показатель. То что в двигатель задули 1.5 бара и он не развалился еще не значит что он мощный. Мощность зависит от наполнения цилиндров и оборотов. Можно поставить маленькую турбину (как на многих сайтах советуют GT17) и иметь пик момента чуть ли не с холостых, зато на середине двигатель уже умрет, выпускные газы упрутся в маленькую горячу турбины и двигатель перестанет дышать. Да пинать будет знатно в спину, но после пинка нужно будет сразу перелючаться.

Я считаю, что нужно турбину подбирать по стилю езды в первую очередь. Не бывает с низов и до верхов. Да и конский момент с низов он не нужен, ездить будет не удобно, постоянные подрывы и переключения.
Лучше пусть принимает с 3000, но чтоб до 5000-6000 ехала. Будет эффективный диапазон с запасом на разгон. И тошнить до 3000 по городу можно.
К тому же не каждая турбина рассчитана на большое давление. Чем выше давление, тем сильнее давление на крыльчатки, быстрее изнашиваются подшипники, упорные кольца, масло давит наружу. Проще говоря турбина быстрее умрет, даже если двигатель не развалится.

5. Хочу поставить турбину на стоковый двигатель, что нужно сделать?
а. определиться с диапазоном работы двигателя
б. понять какое давление надо, выбрать турбину
в. возможно расжать двигатель, для большой мозщность разобрать, продефектовать, собрать надежный и с правильными зазорами, СЖ.
г. определиться с настройками блока управления, лучше это делать на доступных деталях и у опытных людей, т.е. сначала ищем кто будет все настраивать, а не наоборот, самый доступный вариант настраивать все на ЭБУ Январь в онлайне, если это возможно, карбюратор сразу в печь
д. найти откуда взять масло и тосол на турбину, врезать слив в поддон или блок выше уровня масла
е. установить форсунки и насос соответствующих мощности
ж. все установить, завести, обкатать, настроить

6. У меня впрыск, хочу поставить турбину, что-то нужно переделать?
Хорошо если такой вопрос возник. Бывали случаи, что сначала ставят, ломают, потом спрашивают. В чем собственно проблема? А проблема в выходе за рамки расчетной заводом мощности, поэтому многие компоненты мотора на это не рассчитаны. Если с железом более менее понятно, то на электронике остановимся подробнее.
Устаревшие системы типа моновпрыска рассматривать не будем.
Основная проблема при установке жутко не стандартного железа — как этим всем управлять?
У двигателя есть центральный процессор (ЭБУ, мозг, проц и пр.). Который смотрит в датчики, считает режимы, воздух и подает нужное количество топлива и вычисляет нужный момент зажигания.
Атмосферный двигатель изначально настроен на среднюю смесь между бедно и вроде едет. Т.е. в обычных режимах это в районе 14-15 (воздух/топливо), на переходных и экономичных может быть 15-17 или даже 18, что достаточно бедно. В нагрузочных режимах судя по таблицам может быть и даже 12.5, но на самом верху. У хонды например очень богатые смеси в режиме валилова. Для турбо же в режиме буста необходимо укладываться в рамки 10-12.5, т.е. штатный лямбда-зонд для этого не подходит однозначно, он настроен на 14.7. Для настройки понадобится использовать специальный прибор с широкополосной лямбдой.
И тут вырисовывается основная проблема — как настроить программу? Обычно в штатный мозг залеть или сложно или невозможно. Можно использовать полумеры-обманки, отдельные процессоры заменяющие сигналы основному процессору и таким образом заставляющие его выдавать что надо. В этом случае невозможно настроить все таблицы, запуск, прогрев, переходные какие-то режимы, отсечку и прочее. Да и стоят такие системы порядочно. Популярны для тюнинга иномарок, например при буст-апе или замене валов в ГБЦ.
Но мы то строим двигатель можно сказать с нуля. Поэтому лучше сразу продумать как это все будет управляться.
В России популярным, доступным и достаточно изученным методом является установка Января или Корвета. Эти мозги позволяют рулить многими параметрами, причем прошивка настраивается полностью под конкретный двигатель во всех режимах, все настройки открытые. Есть конечно и другие направления, но они не так распространены, банально можно много времени на их изучение убить недостроив проект, а спросить не у кого.
Для подсчета воздуха у процессора есть 2 направления:
а. ДМРВ считает напрямую пролетевший воздух через трубу, по кол-ву воздуха вычисляется сколько нужно топлива. Часто используется, позволяет точно посчитать воздух. Не надежный часто ломается, забивается, врет. При разрыве патрубков мотор работать не будет. Не любит хлопков и большого давления. При настройке придется по отдельным приборам смотреть давление, чтобы выставить смеси/зажигание на бусте. К тому же предела штатного ДМРВ может не хватить.
б. ДАД показывает давление во впускном коллекторе, кол-во воздуха вычисляется эмпирически через наполнение, объем и поправки по оборотам и пр. Очень удобный для турбо и надежный прибор. Стоит не дорого. Но требует переделки проводки и специального спортивного ПО, штатное с ним работать не будет.

Турбомощность затягивает, приравниваю к тяжелым наркотикам, деньги тратятся очень даже. Начать нужно со стабильного заработка.

Буду дописывать.

www.drive2.ru

Установка турбины на атмосферный двигатель

Мотор – это главный механизм в любом транспортном средстве. Все двигатели условно разделяются на 2 группы: турбированные и атмосферные. Атмосферные ДВС бывают газовыми, дизельными и бензиновыми, в зависимости от конструкционных особенностей и типа топлива, которое необходимо для их функционирования. У каждого начинающего автовладельца рано или поздно возникает вопрос: «Можно ли поставить турбину на атмосферный двигатель?». Ответ на этот вопрос можно дать только один – положительный. В этой статье мы расскажем вам, как обычный атмосферный мотор можно сделать турбированным.

Зачем устанавливать турбину

Чтобы разобраться в этом, сначала необходимо обратить внимание на принцип работы атмосферного мотора. Он функционирует таким образом: воздух попадает в него естественным путем, затем смешивается с топливом, переходит в цилиндр и воспламеняется от искры, в результате выделяется энергия, которая приводит в движение автомобиль. Установка турбины делает двигатель более мощным и износостойким, увеличивает крутящий момент и снижает уровень вредности выхлопных газов.

Благодаря турбине топливная смесь становится более насыщенной воздухом, интенсивнее горит. Мощность двигателя увеличивается на 10%, а то и более. Кроме того, он экономичнее расходует топливо.

Работает эта деталь так: в ее корпус попадают выхлопные газы, которые вращают крыльчатку. На одном валу располагается рабочее колесо компрессора. На вход устройства поступает отработавший в двигателе атмосферный воздух, а на выходе получается «надувочный». Поэтому эта процедура известна под названием «турбонаддув». Таким образом, КПД двигателя объемом 1.4 литра, оснащенного системой турбонаддува, вполне сравним с мощностью агрегатов с полезным объемом 1.8 литра. При этом, разумеется, что менее объемный двигатель расходует значительно меньше топлива. Особой популярностью данная технология пользуется у производителей японских и немецких автомобилей. Тем не менее, нередко турбину устанавливают и в постсоветских странах, даже на старые машины.

Элементы, необходимые для установки

Чтобы установить турбину на атмосферный двигатель, вам понадобится подготовить следующие детали:

1. Саму турбину.
2. Электронику, которая будет обеспечивать контроль подачи топлива.
3. Выпускной коллектор.
4. Высокопроизводительные форсунки.
5. Интеркуллер для охлаждения воздуха.
6. Трубу, соединяющую турбину с глушителем (даун-пайп).
7. Магистраль подачи воздуха, выполненная из нержавейки и алюминиевых трубок.
8. Трубки, обеспечивающие подачу масла и охлаждающей жидкости.
9. Силиконовые патрубки, предназначенные для соединения трубок.

Учтите, что вместо обыкновенного коллектора вам понадобится турбоколлектор. Через него выхлопные газы будут выходить, а затем перенаправляться в турбину. Коллектор должен обладать толстыми стенками и большим запасом прочности. Поэтому лучше заказывать его изготовление в автомастерской, а не покупать дешевые готовые детали в Интернет-магазине. Профессиональный сварщик выполнит деталь так, что на ней не будет трещин, а окалина не попадет внутрь турбины.

Чтобы не допускать перегрева турбины, дополнительно устанавливают охлаждающую систему. В даун-пайп встраивается кислородный датчик. Крыльчатка турбины выполняет очень высокие обороты. Чтобы исключить риск ее преждевременного выхода из строя, к ней подводят масло, которое будет подаваться из двигателя. Лишнее давление будет сбрасываться при помощи клапана, который называется блоу-офф.

Как устанавливается турбина

Вы и сами можете переделать мотор, если умеете выполнять следующие операции:

• увеличение объемов цилиндров;
• замена клапана и кулачкового вала;
• снижение сопротивления ГРС;
• установка улучшенных воздухофильтров;
• использование патрубков и увеличение насосной мощности.

В результате мощность силового агрегата увеличится минимум на 30%. Однако вряд ли вы сумеете провести чип-тюнинг, то есть прошивку мотора при помощи специальных компьютерных программ. Это позволяет повысить мощность устройства приблизительно на 15%. Стоит отметить, что стоит это довольно дорого. У экспертов нет однозначного мнения по поводу степени полезности этой процедуры. Одни из них утверждают, что после нее двигатель изнашивается быстрее, а другие убеждены, что перепрошивка наоборот расширяет эксплуатационный ресурс деталей.

После операций по повышению мощности ДВС можно столкнуться с тем, что агрегат начал перегреваться, особенно при жаркой погоде. Чтобы избежать этого, нужно будет установить интеркулер. Это устройство охлаждает надувочный воздух. Стоит отметить, что его можно установить и обычный атмосферный двигатель. Интеркулер сделает так, что в поступающем холодном воздухе будет содержаться больше кислорода. Это обеспечит лучшее сгорание топлива, за счет чего возрастет и КПД двигателя. Поскольку данное устройство является достаточно компактным, его можно устанавливать практически куда угодно.

Большинство автовладельцев отмечает приятные изменения в первые же минуты вождения машины, в которую был вмонтирован интеркулер. Температура воздуха снижается на 15%, что увеличивает мощность ДВС в среднем на 4%. При этом сокращается расход топлива. В отдельных случаях при помощи данного механизма мощность мотора можно повысить даже на 25%.

Может ли быть установлена турбина на атмосферный двигатель вашей машины? Это определяется моделью авто. Иногда проще купить новый автомобиль, чем подбирать необходимые запасные части для старого. Если вы все-таки хотите турбировать мотор, то лучше не пытайтесь делать это самостоятельно, а обратитесь за помощью к профессионалу.

Переоборудование начинается с демонтажа всех деталей, связанных с впуском и выпуском воздуха. Затем коллектор соединяют с турбиной, развернутой таким образом, чтобы работа с присоединением патрубков выполнялась максимально легко.

Турбина вращается очень быстро, поэтому ее подшипники должны постоянно смазываться. Трубку для подачи смазки необходимо подсоединить к тому месту в моторе, в котором масло идет под давлением. Для подключения также может использоваться тройник датчика давления. Второй конец трубки подключают к верхнему сегменту картриджа турбины. Сливаться масло будет под низким давлением, через предназначенный для этого сосок. Система охлаждения подключается с обратной стороны от водяной помпы.

Двигатель будет получать больше воздуха, а значит, ему понадобится большее количество топлива. Для увеличения его подачи устанавливаются форсунки, обладающие высокой производительностью. Также в некоторых случаях имеет смысл установить новый топливный насос. Электроника будет контролировать уровень давления воздуха, не допуская избыточных показателей. К ней подсоединяют датчики температуры. Контроллер нужно откалибровать так, чтобы топливная смесь впрыскивалась точно в нужный момент.

Не забывайте, что прошивкой двигателя обязательно должен заниматься очень опытный специалист. Здесь есть риск сбить заводские настройки, что выведет мотор из строя. Тогда придется тратить дополнительные средства на его ремонт. Установка турбокомпрессора на атмосферный двигатель в значительной степени упрощает его настройку. Тогда двигатель сможет эффективно работать и на высоких, и на низких оборотах.

rulikoleso.ru

Установка турбины на атмосферный двигатель автомобиля

Турбина это сложное техническое устройство, которое позволяет развивать двигателю большую мощность. Установка турбины на атмосферный двигатель является доступной доработкой для улучшения динамических характеристик автомобиля.

Данное устройство устанавливается на некоторые автомобили с завода, но далеко не на все. В последнее время, очень популярны бензиновые малолитражки с мотором 1.2 или 1.4 и установленной на них турбиной. Примечательно, что расход топлива у них в городском цикле редко превышает 7 литров, а вот мощности хватит, чтобы уделывать со светофоров средние атмосферники.

Принцип работы турбины

 

Как видим, в корпус турбины попадают выхлопные газы, они крыльчатку или, другими словами, турбинное колеса, после того как они отработали они выходят из турбины. На одном валу турбинным валом находится рабочее колесо компрессора. Оно установлено внутри корпуса компрессора. На вход идет атмосферный воздух, а на выходе под большим давлением мы получаем, так называемый, надувочный воздух.

Турбонадув очень хорошо способствует увеличению мощности и снижению расхода топлива. Например, если на двигатель объемом 1.4 или 1.6 установить турбину, то вполне вероятно получить очень не плохую мощность автомобиля сравнимую с мощностью автомобиля без турбины, но с двигателем 1.8-2.0. Экономичнее из этих двух автомобилей, будет конечно-же автомобиль, с меньшим объемом двигателя. Эта технология очень популярна у немцев и некоторых японцах. Например, некоторые модели VW Golf идут с небольшими объемами мотора, но с хорошей мощностью, которая в свою очередь достигается за счет турбины.

Что необходимо для установки турбины

Помимо самой турбины, в системе присутствуют еще некоторые компоненты, которые не обходимы для её работы. Такими компонентами являются:

Выпускной коллектор турбины.

Так как турбина работает на отработавших газах, её нужно врезать в магистраль выхода выхлопных газов из двигателя. Поможет на в этом так называемый специальный выпускной коллектор. Вот так вот она выглядет в сборе с турбиной.

Пайп для вывода отработавших газов

Еще одним необходимым элементом системы с установленным турбокомпрессором является специальный пайп для вывода отработавших газов наружу.

Кстати говоря в него нужно встраивать датчик лямбда зонда. Вот так это выглядит.

Магистраль подачи воздуха

Следующий необходимый элемент это сооружение магистрали подачи воздуха. Тут используются алюминиевые трубки и силиконовые патрубки для их соединения.

Прежде чем попасть воздух в мотор, для его более эффективного использования его нужно охладить. Для этого применяется интеркуллер. Вот так вот он выглядит.

На картинки он уже вместе с необходимыми патрубками. Следует отметить, что так как в турбину поступают отработанные газы, то она очень сильно нагревается, и просто необходимо подвести к ней канал с охлаждающей жидкостью.

Так – же обороты крыльчатки турбины очень высокие, и для обеспечения её долгой и надежной работы, необходимо подвести к ней масло канал из двигателя.

Блоуофф

Все наверное слышали так называемый пшик у автомобилях с турбиной, или блоуофф. Нужен он для сброса лишнего давление воздуха.

Электроника

Если вы решили установить турбину на свой автомобиль, то необходимо позаботится о форсунках. Форсунки нужно приобреси с более высокой производительностью, так мощность двигателя возрастет и стандартных форсунок просто напросто не хватит. У народных тюнеров пользуются спросом форсунки от субару, ну или более дешевый вариант — поставить волговские.

Так же стоит уделить внимание и на ЭБУ. Так как стандартная программа больше не подойдет, ее нужно будет менять и откатывать онлайн. Для этого нужно будет воспользоваться услугами настройщиков у которых есть специальное оборудование для этого.

Проблемы турбированных двигателей

Самый главный враг надутых моторов, это детонация. С турбиной в моторе образуется большее количество воздушно топливной смеси. Существую несколько путей решения, как избежать детонации.
— установить поршни в двигатель с более низкой степенью сжатия
— использовать бензин с более высоким октановым числом
— уменьшить угол опережение зажигания

На большинстве стоковых моторов, при установке турбины нельзя дуть более 0.5 бар, так как при большем давлении есть риск, что стандартная поршневая может не выдержать. Поэтому для достижения более высоких показателей, устанавливают кованные поршни, которые рассчитаны на более высокие нагрузки.

На этом вводная статья заканчивается, но мы обязательно вернемся еще к этой теме, так как она в наше время очень актуальна.

djago.ru

Турбирование на понятном языке — DRIVE2

Сейчас турбирование двигателей авто — наиболее распространенный и универсальный вариант форсировки.
Изучено немало конструкций и принципов работы различных опробованных схем. Решил вот поделиться опытом и теоретическими знаниями с теми, кто задумался турбировать атмосферный двигатель или же форсировать имеющийся уже турбированный.

1.Во-первых нужен новый выпускной коллектор, на который можно будет установить турбокомпрессор. Если ваша модель двигателя популярна для тюнинга, то скорее всего можно купить готовый коллектор с фланцем под турбину. Также его можно изготовить самостоятельно при наличии навыков работы со сваркой, трубами и так далее. Ещё можно подобрать похожий и подогнать или же изготовить из стандартного. Отличие выпускного коллектора к турбине от обычного в том, что он направляет выхлопные газы не в приёмную трубу глушителя, а в турбину, чтобы привести её в движение, а только потом из турбины выхлопные газы попадут в выпускную систему. Так же немало внимания уделяется равнодлинности каналов коллектора.

2.Так как воздуха машина с турбиной должна «вдыхать» побольше, можно подобрать новый воздушный фильтр больших размеров(подобрать его несложно) после чего либо переделать стандартную коробку воздушного фильтра под новый, или подобрать готовую коробку с фильтром от более прожорливой тачки. Другой вариант-нулевик конечно же. А необходима замена фильтра по нескольким причинам: во-первых при увеличении расхода воздуха стандартный воздушный фильтр будет загрязняться намного быстрее, во-вторых пропускной способности малообъёмного фильтра будет не хватать. Кроме фильтра и корпуса фильтра желательно заменить впускной воздуховод к фильтру на более крупный по диаметру.

3.В зависимости от модели выбранной турбины помимо четырех больших отверстий для впуска/выпуска воздуха и впуска/выпуска выхлопных газов вы обнаружите на ней два или четыре(четыре встречается реже) места для крепления патрубков. Если у вас их два — это впускное отверстие для масла(верхнее) и сливное(соответственно нижнее). Масло выполняет одновременно и смазывающую и охлаждающую функцию, в приёмное отверстие нужно подключить патрубок( на входное можно поставить армированный) от двигателя, по которому масло будет поступать в турбину. Для этого можно например приобрести проставку под масляный фильтр с входным и выходным фланцами(такие проставки активно используются и найти их можно под любой двигатель). Сливное отверстие нужно патрубком соединить с двигателем так, чтобы масло вернулось в его поддон. Для этого можно вварить фланец прямо в поддон, можно подсоединить к той же проставке. Масло турбине нужно в больших количествах потому как у неё очень высокая скорость вращения, высокий диапазон рабочих температур и используются подшипники скольжения на масляной подушке, хотя встречаются и шариковоподшипниковые. Если же отверстия четыре, то другие два из них нужны под охлаждающую жидкость, откуда её подвести я думаю любой найдет без проблем.

4. Переходим к впуску. Ко впускному отверстию турбины нужно подсоединить патрубок воздухозаборника(тот, на котором смонтирован воздушный фильтр). Но в отличие от атмосферного двигателя, у которого есть только один впускной пайпинг до дросселя, на турбодвигателе путь воздуха от фильтра к дросселю намного длиннее: Выходной патрубок турбины сначала подает сжатый нагретый воздух в интеркулер, для его охлаждения, что снизит нагрев двигателя и увеличит плотность воздуха, подаваемого в цилиндр, а только потом уже в дроссель. Поэтому нужно придумать схему расположения новых впускных трубопроводов в вашем капоте с минимумом поворотов — следовательно, минимальным сопротивлением. Также важно, чтобы сечение впускного тракта не варьировалось по его длине, чтобы не создавались лишние препятствия воздушному потоку. Другое отличие от впуска атмосферника — нужна большая прочность пайпингов, так как нагрузка на трубы и патрубки, создаваемое давлением турбины, намного больше, чем нагрузка, создаваемая разрежением обычного мотора. Поэтому применяются прочные силиконовые патрубки, а так же алюминиевые трубы, соединённые силиконовыми манжетами. Соединения скрепляются хомутами увеличенных размеров, чтобы давлением не сорвало тот или иной патрубок. У алюминиевых воздуховодов есть и еще плюсы — они рассеивают тепло сжатого воздуха — что только на пользу, а также не раздуваются, как резиновые, тем самым они не поглощают часть давления на преодоление упругости. Поэтому лучший вариант — выварить весь пайпинг из алюминиевой трубы, будет крепче, холоднее, однороднее.

5. следующий важный элемент блоу-офф(Blow-off). Это клапан сброса избыточного давления. Когда вы отпускаете педаль газа обороты двигателя падают, расход воздуха падает, но вал турбины благодаря инерции совсем не сразу снижает свою скорость. Из-за того давление в воздуховоде возрастает, так как мотор не справляется с объёмом подаваемого в него воздуха. Это даёт большую нагрузку на двигатель(детонация, температура), воздуховоды, крыльчатку турбины и ухудшает качество смеси. Блоу-офф это клапан, который открывается при возрастании давления в воздушной системе издавая при этом характерный свистящий «пшик» например при сбросе газа при переключении передач или просто когда вы отпускаете акселератор. Ставится клапан в разрез между компрессором и интеркулером, но возможны варианты: вварить в впускной воздуховод фланец под блоу-офф, вварить его прямо в воздуховод, вварить во впускной коллектор, в интеркулер, или иначе. Есть и другой вариант-байпасс(Bypass) клапан. он выпускает лишний воздух не в атмосферу а во впускной канал компрессора по трубке(в общем как бы избавляя двигатель от необходимости засасывать уже «обработанный» объем воздуха через воздушный фильтр). Байпасс-клапаны обычно стоят с заводана турбо-автомобилях, так как они менее шумные в отличие от блоу-оффов, а так же не загрязняют воздух, так как на выходе турбины воздух может содержать масло и другие продукты, а для повседневных автомобилей это считается неприемлемым. Также проблемой лишнего давления занимается встроенный в горячую часть турбины механизм(если есть). при превышении давления в холодной улитке он перемещает специальную заслонку внутри турбины, которая отправляет выхлопные газы в обход лопаток турбины в глушитель( или же изменяет геометрию наклона лопаток), тем самым сбрасывая обороты вала компрессора, сопротивление выпускной системы и понижая давление на впуске. Если давление на выходе турбины наоборот недостаточно, он наоборот повышает количество энергии выхлопных газов, направленных на вращение турбины, повышая частоту её вращения. Это приспособление называется Вестгейт, он бывает встроен в турбину, смонтирован на ней, а может быть вообще выносным, отдельным. Это единственный орган управления турбиной кроме изменения мощности потока газов.

6.Степень сжатия — отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания. Для эффекта от использования турбины нужно понизить степень сжатия в цилиндрах двигателя. Для этого можно использовать поршни со сниженной степенью(с выточками-«лужами»), можно расточить камеры сгорания, использовать короткие шатуны, коленвал с уменьшеным подъемом. В общем нужно каким-либо способом увеличить объем камеры сгорания, так как в рабочий объем цилиндра будет нагнетаться количество воздуха, в разы превышающее обычное, а форсунки подадут большее количество топлива. То есть в цилиндр попадет намного больше смеси, поэтому после сжатия в не увеличенной камере сгорания эта смесь приобретет чрезмерно высокую компрессию, что может повлечь детонацию и повреждение двигателя, а так же создаст большее сопротивление вращению коленчатого вала. Поэтому снижение степени сжатия призвано сделать так, чтобы большее, чем раньше кол-во смеси после сжатия приобрело компрессию, не превышающую необходимую для полного сгорания топлива величину и не создающую лишнего сопротивления валу, не меняя при этом рабочий объем. Можно даже использовать толстую стальную «прокладку» под ГБЦ, что немного её приподнимет, главное учесть длину и тепловое расширение болтов крепления головы, соответственный момент затяжки, угол доворота и прочность — таковы требования. Конечно же поверхности проставки, гбц и бц должны быть идеально подогнаны и в проставке должны быть каналы подачи масла, антифриза и т.д. Также при установке турбины стоит подумать о кованной поршневой(чтобы выдержать возросшие нагрузки), усиленных шпильках гбц(для того же), более злых клапанных пружинах и прочем, причем чем больше узлов будет затронуто, тем больше будет рабочий диапазон форсированного двигателя и его надежность, отсюда и срок службы.

7. Отстройка — скорректировать фазы газораспределения(посредством установки разрезных шестерен, модифицированных распредвалов, или программно на автомобилях, оснащенных муфтой смещения фаз газораспределения или регулировки подъема клапанов, такие как VVT или VTEC ) отрегулировать ХХ, количество подаваемого топлива(путем изменения времени открытия форсунок, использования форсунок большей производительности), чтобы оптимизировать двигатель под новый диапазон оборотов и для получения пиковых мощности и момента ну других оборотах. Сделать это можно, внеся изменения в прошивку мозгов, в формулу смеси, если мозг подлежит перепрошивке, если же нет — используется вспомогательный мозг, получающий сигналы от штатного эбу, подменяющим нужные величины на нужные значения и отправляющий их дальше(такой как HKS f-con, например). Так же возможна установка гоночных управляемых мозгов вместо заводских. Какой вариант придется использовать — зависит от совместимости устройств и конкретной конфигурации.
Установив буст-контроллер(такой как Blitz sbc i-D) вы сможете задать давление, которое будет создавать ваша турбина. Вестгейт управляет частотой вращения крыльчатки и расчитан на определенное давление, когда оно достигается, частота снижается, когда до него далеко, вестгейт наращивает обороты турбины. Но если вы хотите управлять этим давлением, то устанавливаете в разрез трубки от выходи турбины к вестгейту специальный соленоид, который будет заменять давление на вест-гейт желаемым вами, таким образом позволяя «надуть» больше, а так же продлить пиковый буст при ослабевании потока выхлопных газов при сбросе оборотов.
Двигатель нужно опробовать в различных диапазонах оборотов, привести в соответствие возросшие объемы воздуха и топлива, время выхода на буст, возможно сдвинуть отсечку по оборотам, подобрать размер дросселя, на который будет более оптимальная реакция, изменить параметры холостого хода, учитывая, что на холостом ходу турбина не работает, а мощность турбодвигателя до включения наддува ниже, чем мощность на атмосферном, а поэтому для поддержания ровной работы на хх нужно снизить объем подаваемый форсунками относительно объема на рабочих оборотах, а так же увеличить обороты холостого хода.
Ну и конечно другие важные факторы:
маслорадиатор. — необходим чтобы компенсировать дополнительный нагрев масла в связи с контактом масла и турбины. Может быть установлен вразрез выходного патрубка с турбины, может быть подсоединен к проставке под масляный фильтр, можно и иначе.
так же Важное место имеет геометрия выпускного коллектора, или паука, считается, что лучшая геометрия — равнодлинный коллектор с минимальным сопротивлением потоку и большей надежности чем оригинальный. Поэтому используют выпускные коллекторы, сваренные из гнутых труб таким образом, чтобы несмотря на разные расстояния от цилиндров до турбины поток газов проходил их за одно и то же время. Таким образом обеспечивается наиболее ровный и стабильный поток газов и давление в выпускном коллекторе. Использование нержавеющей стали вместо чугуна ускоряет охлаждение выпускного коллектора, а так же снижает его вес.
Топливный насос повышенной производительности — его установка необходима, так как пропускная способность родного насоса расчитана на поддержание давления с учетом более слабых форсунок и режимов эксплуатации.
Увеличенный радиатор охлаждения-так же логично, чтобы радиатор справлялся с большей жарой большей мощности.
Свечи учитывая, что количество смеси, воспламеняемое свечой за раз возрастает, возрастает и нагрузка на свечу, причем чем б

www.drive2.ru

Установка турбины — Honda Civic Hatchback, 1.6 л., 1999 года на DRIVE2

Установка турбины на атмосферный двигатель подразумевает собой вмешательство практически во все системы автомобиля, а так же установку множества дополнительных компонентов.

В данном случае Мы пошли по пути бюджетного ТУРБО, да и требования были весьма четкие — получить динамичный городской автомобиль с хорошим крутящим моментом с низких оборотов и до отсечки.
Главной статьей экономии было решение дуть «в сток», т.е. оставить родной двигатель без изменений.

Работу начали с установки расточенного впуска и ДЗ, диаметр компонентов был подогнан таким образом, чтобы он совпадал с внутренним диаметром труб пайпинга.

Затем приступили к установке интеркулера. Спроектировав места крепления и положение интеркулера, приварили уголки крепления непосредственно к корпусу радиатора, а затем закрепили его на кузове.
Положение интеркулера было выбрано таким образом, чтобы в разрез бампера попадала максимальная площадь радиатора.

Клиент предоставил нам китайский выпускной ТУРБО коллектор, фланец и геометрия которого не подходили к приобретенной новой турбине Garrett GT17. Мы изготовили новый фланец из 12мм стали, который был вырезан лазером.

Доработали коллектор и приварили новый фланец, после чего обработали внутреннюю поверхность коллектора шарошкой, для оптимального течения газов.

Установили коллектор и турбину на двигатель.

Слив масла из турбины, через максимально короткую магистраль, организован прямо в картер двигателя.

Теперь все основные узлы нашего турбо комплекта заняли свои места и Мы приступили к проектированию и изготовлению пайпинга от турбины к интеркулеру и от кулера к двигателю. Процесс это не простой и достаточно сложный, т.к. необходимо было изготовить максимально прямой пайпинг, который не должен мешать стандартным деталям подкапотного пространства.
Пайпинг был изготовлен разборным для быстрого и удобного демонтажа, состоит он из 3х частей, остальные соединения были сварены аргоном. На концах труб пайпинга были изготовлены «хампы» для того, чтобы силиконовые соединители надежно держались и не срывались.

Затем Мы приступили с созданию даун пайпа — части выпускной системы, которая направляет выхлопные газы из турбины в глушитель. Даун-пайп был изготовлен из нержавеющей трубы, диаметром 76мм. Для оптимизации температуры, большая часть даунпайпа Мы замотали термолентой. После чего установили деталь.

На фото ниже показано взаимное расположение труб пайпинга и даунпайпа.

Для оптимизации температуры масла и дольшего сохранения его смазочных свойств необходимо было установить охладитель моторного масла — маслокулер.
Нам пришлось переделывать и устанавливать китайский комплект, купленный владельцем.
На армированные шланги маслянных магистралей были установлены промышленные фиттинги, которые выдерживают высокое давление и не текут.
Нам пришлось установить пакет из 2х шайб под маслянный фильтр, в первой находились датчики доп. приборов температуры и давления масла, вторая направляла масло в радиатор. Иного решения не нашлось, т.к. датчик давления масла был очень большим.

Сам радиаторы Мы установили под радиаторную решетку, это позволяло сократить длину магистралей, а так же получить максимальный эффект от радиатора.
Стилистическая составляющая в данном сетапе так же была. 🙂

После изготовления впускного патрубка турбины и финишной сборки всей системы, Мы запустили двигатель, — все работает, проблем нет.
Сразу же после сборки блок управления ДВС был настроен для оптимальной работы, а мощность ДВС была измеряна. На давлении 0.45 бар, с ДВС объмом 1.6л. получили 204.5 л.с. и максимальный крутящий момент 270 Нм.

С длинной МКПП S40 автомобиль получился безумно эластичным и динамичным. Крутящий момент есть всегда, на любых оборотах и любой передаче. Такое ощущение, что тепловоз уперся в задний бампер и бесконечно толкает автомобиль. При этом никаких пробуксовок колес и прочих неприятностей.

www.drive2.ru

Как поставить на атмосферный двигатель турбину: Видео

Что нужно знать при установке турбины на атмосферный двигатель

Вот что вам нужно для того, чтобы установить турбину на автомобиль с атмосферным двигателем.

 

Как-то я задумался, что нужно, для того чтобы установить турбину на свою машину, на которой стоял обычный 2.5 литровый атмосферный дизельный мотор. Поспрашивав советов у друзей и полазив по форумам, пришел к выводу, что эту затею можно реализовать, но прибавка в мощности будет совершенно не соответствовать тем денежным затратам, которые предстоят мне в реализации этой авантюры. Ну а если ставить большую турбину с большим давлением наддува, то нужен вообще воз и маленькая тележка денег, поскольку под замену автоматически попадают коробка переключения передач, элементы трансмиссии, приводов и даже тормоза.

 

С последующим появившимся во владении автомобилем, такие идеи также меня посещали, но самое главное «но» на этот раз заключалось в неминуемом снижении ресурса на этот раз бензинового 1.8 литрового мотора.

Впрочем, читая форумы в Рунете и в зарубежном сегменте интернета, можно легко прийти к выводу о том, что данная тема остается популярной у любителей тюнинга, которые не останавливаются из-за временных затрат и в связи с денежными тратами, их даже не пугает то, что двигатель может выйти из строя. Для этих парней главное скорость и создание чего-то нового на базе имеющейся технической основы. Похвальная тяга к приключениям, нечего сказать.

 

Не далее, чем четыре дня назад на сайте www.popularmechanics.com было опубликовано видео Engineering Explained с Джейсоном Фенске, в котором были объяснены азы установки турбины на атмосферный двигатель.

 

Сегодня мы не будем углубляться в технические подробности этого мероприятия, а лишь опубликуем видео (инструкцию по включению переведенных на русский язык субтитров разместим в конце новости), для тех, кто хочет подробнее узнать, как установить турбину на атмосферный двигатель в следующую пятницу мы напишем подробную статью.

 

 

А пока повторим пять основных моментов, которые нужно учитывать при установке турбины на нетурбированный двигатель:

1. 1. Приобрести турбину, подходящую по характеристикам к данному типу двигателя
2. 2. Установить новые топливные компоненты питания двигателя, в которые входят топливный насос, насос высокого давления, если таковой есть, более производительные топливные форсунки. Также в видео рассуждают о необходимости использования высокооктанового топлива, если предполагается значительно поднимать мощность двигателя.
3. 3. При наличии блока управления двигателем ECU (ЭБУ) он также будет подлежать замене или рекалибровке для правильного питания двигателя.
4. 4. Дополнительно нужно будет заменить датчики, отвечающие за работу мотора в тех или иных режимах работы, установить интеркулер, заменить свечи на другой тип, установить проставку между головкой и блоком мотора для снижения компрессии или использовать специальные поршни, также разработанные для снижения компрессии.
5. 5. И наконец, пятый основной пункт, требуется найти хороших опытных мастеров, профессионалов, которые все это добро установят и правильно откалибруют.

Кратко- это были основные советы, прозвучавшие в видео. Подробнее об установке турбины мы напишем на следующей неделе. До скорых встреч!

 

Как включить субтитры.

 

1. Откройте настройки в правом нижнем углу и включите английские субтитры

2. Повторно зайдите в настройки- субтитры и нажмите «Перевести»

1gai.ru

Стоит ли устанавливать турбину на атмосферный двигатель: за и против |

Я, субъект персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152 «О персональных данных» предоставляю ООО «Мега групп» (далее — Оператор), расположенному по адресу 115191, г. Москва, Духовской переулок, дом 17, стр. 15, согласие на обработку персональных данных, указанных мной в форме веб-чата и/или в форме заказа обратного звонка на сайте в сети «Интернет», владельцем которого является Оператор.

Состав предоставляемых мной персональных данных является следующим: ФИО, адрес электронной почты и номер телефона.
Целями обработки моих персональных данных являются: обеспечение обмена короткими текстовыми сообщениями в режиме онлайн-диалога и обеспечение функционирования обратного звонка.
Согласие предоставляется на совершение следующих действий (операций) с указанными в настоящем согласии персональными данными: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка).
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что предоставление Оператору какой-либо информации о себе, не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено.
В случае принятия мной решения о предоставлении Оператору какой-либо информации (каких-либо данных), я обязуюсь предоставлять исключительно достоверную и актуальную информацию и не вправе вводить Оператора в заблуждение в отношении своей личности, сообщать ложную или недостоверную информацию о себе.
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что Оператор не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых мной, и не имеет возможности оценивать мою дееспособность и исходит из того, что я предоставляю достоверные персональные данные и поддерживаю такие данные в актуальном состоянии.
Согласие действует по достижении целей обработки или в случае утраты необходимости в достижении этих целей, если иное не предусмотрено федеральным законом.
Согласие может быть отозвано мною в любое время на основании моего письменного заявления.

turboru.ru

Атмо или турбо? — DRIVE2

Восхитительно!

Турбо или атмо, кто быстрее?

С тех пор, как начали появляться первые турбины на тюнингованных автомобилях, возникает вопрос — кто быстрее, автомобили с турбонаддувом или атмосферники с большими распредвалами?

Ответ однозначен — правильно собранный турбо мотор не оставит никакого шанса самому «злому атмо».
Самый мощный атмосферный двигатель на данный момент применяется в боллидах Формула-1, с одного литра объёма двигателя снимается около 300 л/с.

формула 1 турбо Для примера: правильно собранный турбо мотор выдаёт до 900 л/с с литра объёма, при наддуве 5,5 атмосфер. Такие моторы применялись на Формуле-1 во времена турбо-эры с 1977 по 1988 г, с мотора объёмом 1,5 литра снимали от 700 до 1400 л/с (на фото).
Подобные моторы сейчас применяются в драг рейсинге класса «top fuel» в США, с мотора объёмом 8,2 литра снимается 7000 л/с.
От куда же берутся эти лошадиные силы? Ведь обычный мотор внутреннего сгорания имеет около 60 л/с с литра.
Обычный мотор расчитан на езду в городских условиях, с крутящим моментом на низких оборотах. Такая компоновка имеет свои ограничения в максимальной мощности и скорости. Цилиндры двигателя имеют огромный потенциал для увеличения мощности без увеличения объёма двигателя.

На сколько можно повысить мощность двигателя с помощью турбины? При увеличении наддува на 1 атмосферу, мощность увеличивается примерно на 100%. То есть если двигатель имел изначально 100 л/с, то при давлении турбонаддува 3 атмосферы (3 бар), его мощность возрастёт до 300 л/с. Естественно двигатель должен быть подготовлен к такой нагрузке: резко возрастает тепловой режим работы мотора — повышается температура клапанов, поршней, масла, охлаждающей жидкости, выпускной системы. Эти элементы должны быть доработаны к условиям возросшей температуры. Возрастает нагрузка на поршни, шатуны, коленвал, блок двигателя, сцепление, трансмиссию. Эти элементы автомобиля должны быть подобраны в соответствии с возросшей мощностью.

Степень сжатия на турбо моторах должна быть уменьшена в зависимости от давления наддува. На самом деле высокая степень сжатия с использованием высокооктанового топлива даёт не такую уж большую прибавку мощности, как разница в цене на топливо. При увеличении степени сжатия на единицу — мощность возрастает примерно на 1,5%. Конечно существует топливо с октановым числом 150 — метиловый спирт. Его использование на атмосферном двигателе позволяет применять степень сжатия 1:15, но прибавка мощности с высокооктановым топливом слишком несущественна. Так что не нужно скупиться на уменьшении степени сжатия на турбо моторах, и в моторах с закисью азота. На мощных турбо моторах степень сжатия находится в пределах 7-8, в зависимости от применяемого топлива. Детонация очень разрушает мотор, так что лучше меньше, чем больше.

Выбор турбины.

Турбины ТКР.

Турбины произведённые в России и странах СНГ имеют обозначение — ТКР. Существует несколько типов, которые отличаются размерами и производительностью, а так же КПД от 43 до 77%. Они используются на дизельных двигателях разной мощности, серийное применение на бензиновых двигателях данных турбин пока отсутствует.
Возможно ли применение турбин ТКР на бензиновых двигателях?
Да возможно.
Не сгорят ли лопасти турбины, предназначенной для дизельных двигателей, на бензиновом моторе, ведь температура горения бензина выше чем солярки?
Случаев сгорания лопастей турбины от дизеля на бензиновом двигателе в практике не обнаружено. Температура выхлопных газов прежде всего отдаётся поршням, клапанам, блоку цилинров, выпускному коллектору, и только потом — турбине.

Турбины Garrett.

Широкое распространение в использовании на серийных дизельных и бензиновых двигателях получили турбины Garrett, которые производятся на 14 заводах по всему миру. Они так же активно используются в автоспорте и тюнинге. Имеются турбины Garrett не только с подшипниками скольжения (бронзовые втулки) как на ТКР, но и с шарикоподшипниками, которые имеют обозначение с буквой «R», например GT42R. Шарикоподшипники менее чувствительны к масляному голоданию, повышенным оборотам, имеют меньшее трение, и соответственно быстрее раскручиваются. Так же имеются турбины с каналом для охлаждения подшипника с помощью охлаждающей жидкости, что благоприятно сказавается на их сроке службы.

Расход воздуха турбинами и степень повышения наддува.

Каждая турбина имеет определённую производительность накачки воздуха. Максимальное давление наддува получается на оптимальных оборотах ротора, превышать которые не стоит, иначе пострадает подшипник турбины. На данной схеме показана производительность турбин ТКР. Для примера: расход воздуха 0.10 кг/с равняется 130 л/с мощности двигателя. К примеру турбина ТКР-6, которая применяется на машинах типа «Бычок», «Валдай», выдаёт максимально 150 л/с.
На ТКР-6 диаметр компрессорного колеса 60 мм, а на ТКР-10 соответственно 100 мм, это видно из маркировки турбин.

На данной схеме представлен расход воздуха турбин Garrett в фунтах/мин и степень повышения давления (атм). Расход воздуха 50 фунтов в минуту равняется примерно 410 л/с конечной мощности двигателя.
Турбину для тюнинга стоит выбирать с запасом, что бы она работала не на пределе своей производительности. У больших турбин немного больше турболаг (провал), но у них гораздо больший потенциал конечной мощности по сравнению с маленькими турбинами. Маленькая турбина при достижении своего пика прекращает повышать мощность двигателя, и стравливает выхлопные газы в обход крыльчатки (при наличии клапана вестгейт), или разрушается, при отсутствии клапана.
Клапан вестгейт (Wastegate).

Обходной клапан вестгейт служит для защиты подшипника турбины и двигателя от разрушения. Поток выхлопных газов старается раскрутить крыльчатку до бесконечности, тем самым нагнетая всё больше и больше воздуха в двигатель. Соответственно воздух увеличивает количество рабочей смеси, увеличивая поток выхлопных газов. Турбина раскручивается ещё быстрее. Получается замкнутый цикл.
Если этот цикл не остановить, турбина набирает обороты гораздо больше максимальных 100000 об/мин, и подшипник приходит в негодность. Получается люфт, и крыльчатка начинает задевать о корпус турбокомпрессора, мгновенно изнашиваясь. Так же от неконтролируемого повышения мощности может пострадать двигатель.
Обходной клапан бывает двух видов: встроенный и внешний. Встроенный крепится прямо на турбине, и имеет заслонку, которая отводит часть выхлопных газов, при достижении определённого давления, в обход турбины, в глушитель. У него ограниченные возможности, он не может отводить слишком большой поток выхлопных газов.
Внешний клапан выполняет те же функции, но крепится на выпускном коллекторе. При достиженнии заданного давления компрессора, открывается, и начинает стравливать выхлопные газы с выпускного коллектора, в обход турбины — в глушитель, не позволяя раскручиваться турбине больше положенного.

www.drive2.ru

Как собрать турбо мотор на ВАЗ. — DRIVE2

Постоянно спрашивают о том что нужно для сборки турбо мотора. Чтобы каждый раз не отвечать каждому отдельно, я решил написать эту статью.

Сборка турбо мотора ВАЗ ничем не отличается от сборки обычного мотора. Поэтому все работы проводятся в соответствии с рекомендациями производителя. Тупо открываем книжку по ремонту ВАЗ и делаем все как там написано. Единственное на что стоит обратить внимание- это чистота при сборке и ее качество. Те ошибки которые простит стандартный мотор на турбовом могут стать причиной поломки.

Самым простым для турбирования Ваз является двигатель 2112
для него продается много готовых комплектов
так же в нем с завода идут маслофорсунки

Теперь по железу.

В первую очередь нам нужна турбина.
тут выбор велик. Маленькая турбина будет раньше раздуваться, но у нее будут ограничение по мощности. Большую наоборот будет сложнее разогнать, но с ней можно получить большую мощность. Слишком большая турбина может вовсе не выйти на буст. Более подробное описание выбора турбины выходит за рамки этой статьи, поэтому возможно посвятим этому отдельную.
Для Ваза оптимальным вариантом будет TD04L от субару, или более производительная TD05-16G

Выпускной коллектор

Турбина устанавливается на выпускной коллектор. Можно сделать его самому или купить готовый.
Впуск
так как место штатного впускного коллектора теперь займет турбина, нужно поменять впуск на рессивер устанавливаемый спереди двигателя. Вариантов множество. в подробности выбора вдаваться не станем.

Маслоподача
это трубка которая будет соединять систему смазки двигателя с турбиной и подводить к ней масло. Готовых вариантов тоже множество, можно так же сделать самому. Главное чтобы она была надежна. Это очень ответственная деталь.
на вазовском двигателе проще всего запитать ее от тройника с датчика давления масла.

маслослив
трубка которая отводит масло с турбины обратно в двигатель.

Охлаждение турбины

надо организовать подвод охлаждающей жидкости к турбине. Запитывается она вместо подогрева дроссельной заслонки.

Поршни

степень сжатия турбомотора отличается от атмосферного. поэтому нужны другие поршни чтобы ее понизить. Покупаем готовые или делаем сами из нивовских. Для второго варианта нужен специальный инструмент, станки, опыт и т.д так что ПОКУПАЕМ ГОТОВЫЕ!

Форсунки
чем больше мощность тем больше топлива расходует мотор. Штатные форсунки уже не смогут прокормить его. надо ставить более производительные. Как их выбрать я рассказывал в предыдущей статье.

бензонасос

штатный меняем на более производительный. тоже все есть в предыдущем посте.

ДАД
датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) начинает неадекватно работать при большом расходе воздуха а так же при избытке давления во впуске, поэтому его надо заменить на датчик абсолютного давления (ДАД), дополнением ему будет датчик температуры воздуха (ДТВ)

ЭБУ
из вазовских блоков управления двигателем с ДАДом могут работать только январь 5.1…41, 5.1…61 или январь 7.2 старой аппаратной реализации ( алюминиевая крышка блока)

если у вас другие то надо заменить их на вышеуказанные. Может потребоваться и замена проводки под них или переделка старой.

Так же не у всех настройщиков есть софт под эти блоки. Так что по поводу выбора стоит проконсультироваться с тем кто будет это все настраивать.

Мы можем настроить все три варианта.

Интеркулер

так называемый промежуточный охладитель. При сжатии в турбине воздух нагревается и его желательно охладить до поступления в двигатель. Представляет из себя радиатор для воздуха.

пайпинг

соединяет турбину с интеркуллером, интеркулер с впускным рессивером.

клапан сброса избыточного давления

когда после перегазовки вы отпускаете педаль газа и дроссельная заслонка закрывается, то турбина некоторое время продолжает крутиться по интерции и качать воздух. если этому воздуху некуда деваться то давление во впуске до дроселя наченает резко расти. Это может стать причиной поломки турбины, интеркуллера, пайпингов, и т.д Поэтому в таком случае надо куда то скидывать этот воздух. Для этого нам и нужен клапан сброса.
Их два вида. принцип один.

Байпас скидывает воздух на впуск после фильтра до турбины

Блоу офф скидывает воздух в атмосферу. (делает пшик =) )

Самое интересное) че почем)

в зависимости от комплектации и степени подготовки цены могут отличаться, но напишу хотябы минимум необходимого.
ПРИМЕРНЫЕ ЦЕНЫ
Турбина
*новая китайская — 12 000р
* бу оригинал -как найдете

Коллектор турбо- 5000р
впускной рессивер- 5000р

форсунки
*новые от 5000р
*бу как найдете

ДАД- 1000р
ДТВ- 100-500р
пайпинги- 1500р
интеркуллер -5000р
поршни -2000р
настройка ЭБУ от 7000р

так же не забываем что при сборке мотора делаем его кап ремонт. Так что меняем все прокладочки, сальники, маслосъемные колпачки, кольца, вкладыши, МАСЛОНАСОС. При необходимости точим блок, шлифуем колено, развешиваем поршневую и т.д.

Если что то не понятно перечитываем статью три раза потом спрашиваем)

Дополнительные вопросы в коменты. фотки позже)

www.drive2.ru

Стоит ли устанавливать турбину на атмосферный двигатель: за и против |

Я, субъект персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152 «О персональных данных» предоставляю ООО «Мега групп» (далее — Оператор), расположенному по адресу 115191, г. Москва, Духовской переулок, дом 17, стр. 15, согласие на обработку персональных данных, указанных мной в форме веб-чата и/или в форме заказа обратного звонка на сайте в сети «Интернет», владельцем которого является Оператор.

Состав предоставляемых мной персональных данных является следующим: ФИО, адрес электронной почты и номер телефона.
Целями обработки моих персональных данных являются: обеспечение обмена короткими текстовыми сообщениями в режиме онлайн-диалога и обеспечение функционирования обратного звонка.
Согласие предоставляется на совершение следующих действий (операций) с указанными в настоящем согласии персональными данными: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка).
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что предоставление Оператору какой-либо информации о себе, не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено.
В случае принятия мной решения о предоставлении Оператору какой-либо информации (каких-либо данных), я обязуюсь предоставлять исключительно достоверную и актуальную информацию и не вправе вводить Оператора в заблуждение в отношении своей личности, сообщать ложную или недостоверную информацию о себе.
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что Оператор не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых мной, и не имеет возможности оценивать мою дееспособность и исходит из того, что я предоставляю достоверные персональные данные и поддерживаю такие данные в актуальном состоянии.
Согласие действует по достижении целей обработки или в случае утраты необходимости в достижении этих целей, если иное не предусмотрено федеральным законом.
Согласие может быть отозвано мною в любое время на основании моего письменного заявления.

Тюнинг Субару часть 4. Установка турбины

Эта часть статьи посвящена повышению производительности мотора за счет установки турбины. Перейти к остальным разделам вы можете по ссылке из оглавления в конце каждой статьи.

Варианты увеличения производительности

Поднять производительность обычного атмосферного двигателя можно без изменения его объема, за счет принудительной подачи дополнительного воздуха в цилиндры и создания давления, выше атмосферного. Для этих целей существует два типа внешних механизмов:

• механический нагнетатель (supercharger), приводимый в движении двигателем
• турбо-нагнетатель (turbocharger), который использует энергию выхлопных газов, то есть работает на отходах

Компрессор с механическим приводом забирает на себя часть энергии двигателя, а турбокомпрессор не требует дополнительных  энергозатрат и обеспечивают более высокий прирост мощности, поэтому сегодня речь пойдет о последнем.

Как работает турбокомпрессор

Принцип действия заключается в следующем: на одном валу закреплены 2 колеса с лопастями, иначе, крыльчатки. Выхлопные газы вращают лопасти одной крыльчатки, она передает движение на вторую, которая, в свою очередь, начинает вращаться и нагнетать в цилиндры двигателя обычный воздух. Естественно, на объем поступающего воздуха оказывает влияние размер самой турбины.

Типы турбин

Обычный турбокомпрессор действует, практически, как насос, поэтому прежде, чем начать подачу воздуха в двигатель, ему необходимо наполниться. Естественно, существенное влияние на результат оказывает размер корпуса турбины, отсюда возникло деление турбин на большие и маленькие.

Если размер невелик, то наполнение произойдет быстрее, и выход на буст произойдет раньше. Правда, значительного прироста мощности в этом случае ожидать не приходится. Большой турбокомпрессор, напротив, способен прокачать больший объем воздуха, обеспечивая максимальную мощность, зато увеличивается турболаг (или другими словами – турбояма).  Для ускорения раскрутки и сокращения турбоямы используются более продвинутые варианты –  твин-турбо и би-турбо. В основном, такая технология применяется на спортивных и гоночных моделях, что объясняется сложной системой управления и высокой ценой.

Сказать, что один тип турбины лучше другого, нельзя – все зависит от того, какую цель вы преследуете. 

Установка турбины

Задача это комплексная и непростая. Нужно понимать, что другие компоненты автомобиля должны будут соответствовать выбранному уровню тюнинга. Помимо выбора оптимального компрессора, понадобятся работы по увеличению прочности и надежности двигателя, доработке системы управления двигателем, впускного коллектора и всей выхлопной системы. Возможно, как шутят мастера, придется перебрать половину автомобиля.

Что касается марок турбин для Субару, то на сегодняшний день основными производителями являются японские компании Ishikawajima Heavy Industries (IHI) и  Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Также на российском рынке представлены системы турбонаддува Advanced Vehicle Operations, Апекси, Greddy. Информацию о технических  характеристиках турбин Субару можно найти в статье «Турбина Субару – за и против».

Но окончание установки не означает завершение процесса: турбокомпрессор  Субару требует особого ухода и регулярного техобслуживания, поэтому желательно найти надежный автосервис.

Установка турбины – это дорогостоящий и сложный способ технического тюнинга, зато увеличение мощности и крутящего момента будет впечатляющим.

Все статьи цикла «Тюнинг Субару»

Прочитать другие статьи вы можете, переходя по ссылкам.

1. Виды тюнинга
2. Диагностика и ремонт двигателя – первый шаг к тюнингу
3. Чип-тюнинг Субару, экономично и эффективно
4. Установка турбины Субару
5. Тюнинг топливной системы Субару
6. Настройка выхлопной системы Субару как необходимый этап для тюнинга двигателя
7. Мелкий подготовительный тюнинг
8. Тюнинг двигателя: повышение параметров надежности
9. Новый коленвал, поршни и шатуны Субару – новые возможности
10. Строкер-кит и гильзовка
11. Спортивный распредвал для Субару
12. Закись азота – быстрый результат

Атмосферный или турбированный двигатель

Главная » Двигатели » Атмосферный или турбированный двигатель

просмотров 3 129

Что такое атмосферный и турбированный двигатель (мотор) доподлинно известно производителям моторов, да небольшому кругу специалистов, которые занимаются ремонтом двигателей. Большая часть автомобилистов имеет слабое представление о различиях этих двух типов.

Атмосферный

Обычный классический двигатель внутреннего сгорания (АДВС), имеющий давно разработанную конструкцию, доведённую до совершенства за долгие годы эксплуатации.

Турбированный

ДВС (ТДВС), но в его конструкцию добавили турбину, закачивающую воздух под давлением, заметно увеличивая мощность моторов. У каждого типа двигателя имеются как положительные, так и отрицательные стороны. Минусом АДВС принято считать малую мощность, невысокую экономичность, устаревшую конструкцию и большой вес. Атмосферные двигатели отличаются скромной динамикой и невозможностью выдавать номинальную мощность в горной местности с разреженным воздухом.

Однако вся автообщественность отмечает высокую надёжность как главный плюс этого типа моторов, что для российских условий эксплуатации перевешивает все минусы. За время доработок и усовершенствования в двигателе почти не осталось элементов, которые могут сломаться.

Последними изменения в конструкции этого типа моторов произведены около 20 лет назад и в настоящее время какие-либо новшества в конструкцию двигателей вносятся разве что из соображения снижений вредных выбросов. АДВС не только надёжен, но и не прихотлив. Он легче переносит «пытки» плохим бензином, что весьма актуально для владельцев автомобилей бюджетного класса. Этот тип однозначно имеет больший ресурс по сравнению со своим турбированным собратом.

И только с хорошей стороны показал свою трудоспособность и выносливость. Многие моторы вне зависимости от топлива проезжают до 500 тыс.км без каких-либо серьёзных вмешательств. Известны и такие автоэкземпляры, у которых кузов сгнил полностью, а мотор потом успешно эксплуатировался на другом транспортном средстве.

В смысле ремонтопригодности атмосферный двигатель можно перебрать полностью и снова собрать, что по сравнению с ТДВС обойдётся намного дешевле.

Видео

Турбированный  тоже имеет как достоинства, так и недостатки. К последним относится сложность конструкции, недолгий срок службы турбины и небольшой ресурс самого ТДВС. Поломки этого типа случаются чаще, т. к. и турбина работает при высоких температурах, и сам двигатель эксплуатируется в условиях повышенных нагрузок. Чтобы увеличить эксплуатацонный срок турбины рекомендуется перед отключением дать поработать ей на холостых оборотах и остыть.

При интенсивной езде расходуется больше топлива, а к его качеству турбированные двигатели предъявляют высокие требования.

Эксплуатация и уход за турбиной усложнены из-за необходимости применения специальных масел, установки турбо-таймера и т. д. Для их обслуживания и ремонта требуются специалисты высокой квалификации. А большой расход масла для турбодвигателей – это нормальное явление.

Причём, этот тип мотора требует регулярной замены и масляного фильтра: и масло и фильтр служат меньше, чем у атмосферных, в 2 раза. Одно из достоинств ТДВС – высокая мощность при малом объёме, что позволяет добиваться низкого расхода топлива в городских режимах движения и снижения вредных выбросов. За счёт дополнительного турбонаддува топливо сгорает практически без остатка. Такой тип устанавливается на тяжёлых автомобилях. Владельцы машин с ТДВС в полной мере могут наслаждаться не только динамикой в движения и бесшумностью, чем не может похвастать атмосферный мотор.

Стоимость эксплуатации двигателя напрямую зависит от его конструкции. Для моторов со сложной конструкцией необходимы качественное масло и бензин. Они требуют и квалифицированного дорогостоящего сервиса. И чем проще конструкция ДВС, тем дешевле обходится его содержание и поддержание нормальной работы. В настоящее время большинство автопроизводителей стремятся увеличить мощность моторов, и, стараясь уменьшить расход, перешли на выпуск машин с турбированными двигателями. Это позволяет выпускать экологичные и достаточно мощные транспортные средства, но приводит к усложнению конструкции ТДВС, а значит, к уменьшению его ресурса.

Приобретая новый автомобиль с турбированным двигателем владелец пользуется его достоинствами до тех пор, пока не столкнётся с необходимостью ремонта. По окончании гарантийного срока машина с ТДВС превращается в скопище проблем. Поэтому, обладатели машин с ТДВС эксплуатируют его до окончания гарантийного срока, а затем стараются от него избавиться. Покупатели подержанных машин должны заранее рассчитывать предстоящие затраты, если ресурс двигателя вызывает сомнения. От продажи подержанной машины с турбированным мотором продавец потеряет средств больше, чем потерял бы, продавая атмосферный двигатель с гораздо большим ресурсом.

Какой же их двух типов предпочтительнее? Если говорить о динамике и мощности, то, конечно, выбирать следует турбированный. Но с ним нужно готовиться к расходам на качественное топливо, масло, эксплуатацию. В этом же смысле менее прихотливым и требовательным является атмосферный двигатель. Он подходит для тех, кто ограничен в средствах.

Впрочем, сейчас можно турбировать и атмосферный двигатель, но и эта работа очень затратна: потребуются дополнительные материалы и их установка. Придётся купить турбину, интеркулер, дополнительный блок-перехватчик. Оптимизируется топливная система — устанавливается бензонасос с большей мощностью, усиливается поршневая группа.

Нужно покупать форсунки, пропускная способность которых больше, и многое другое. Тюнинг двигателя обойдётся не дёшево и прежде чем заняться этим, следует убедиться в его необходимости.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья? Загрузка…

Можно ли поставить турбонаддув в любой безнаддувный автомобиль?

Если вы хотите увеличить мощность своего автомобиля, внесите изменения в систему воздухозаборников и выхлопных газов. И хотя настройка шин и подвески может увеличить скорость в поворотах, в какой-то момент требуется больше мощности, чтобы ехать быстрее. Это часто достигается за счет принудительной индукции, что обычно для тюнеров и OEM-производителей означает турбокомпрессор. Но так ли просто установить турбонаддув на безнаддувный автомобиль?

Турбокомпрессор является только частью технологического процесса

Установка турбонагнетателя на двигатель без наддува принципиально не меняет принцип работы двигателя.Воздух все еще засасывается в камеру сгорания, где он смешивается с топливом и сгорает. Разница в том, что турбонагнетатель раскручивается выхлопными газами. Это позволяет подавать больше свежего воздуха в камеру сгорания. Больше воздуха означает большую стрелу, что означает большую мощность.

Два турбокомпрессора Garrett GTX3582R Gen II | Гаррет через Instagram

Однако, хотя работа турбокомпрессора в теории кажется простой, в действительности она может быть довольно сложной. Например, турбины разного размера лучше подходят для разных частей диапазона оборотов, объясняет Hot Rod .Кроме того, в отчете CarThrottle следует рассмотреть различные геометрические формы лопастей и места для размещения самих турбин.

СВЯЗАННЫЙ: R32 Skyline GT-R мощностью 2100 л.с. — самый быстрый в мире тягач с полным приводом

Но турбонаддув двигателя требует большего, чем просто выбор типа турбонаддува, который вам нужен. Как объясняет Хейнс, , когда турбины начинают вращаться, они нагреваются, особенно со стороны выпуска. Это нагревает поступающий воздух, делая его менее плотным и богатым кислородом, что снижает выходную мощность.Вот почему двигатели с турбонаддувом имеют промежуточные охладители — для охлаждения воздуха после его сжатия турбонаддувом.

Также необходимо убедиться, что в турбины поступает достаточно воздуха. Да, воздухозаборники и выхлопные системы на вторичном рынке мало что предлагают для безнаддувных двигателей. Однако для двигателей с принудительным впуском все обстоит иначе.

Кроме того, для увеличения мощности требуется не только больше воздуха, но и дополнительное топливо. И работа электронного блока управления автомобиля — правильно измерять и контролировать расход воздуха и топлива.Итак, чтобы не отставать от поступающего воздуха, двигателю требуется модифицированный блок управления двигателем и модернизированные форсунки, поясняет ItStillRuns . Также может потребоваться модернизированный топливный насос.

И даже после этого все еще есть потенциальные подводные камни.

На что обращать внимание при сборке

Все упомянутые детали и модификации касаются максимизируя эффективность работы вашего турбо. Но пока турбокомпрессор Увеличьте мощность, это также может повредить или даже разрушить ваш двигатель при неправильном использовании.

СВЯЗАННЫЙ: Наддув Toyota 86 — хорошая идея?

Дополнительная мощность исходит от более сильного взрыва в камерах сгорания вашего двигателя. И поршни, клапаны и другие внутренние компоненты вашего автомобиля могут не справиться с этим. Как объясняет TorqueCars , это не редкость, когда тюнеры устанавливают более крупные клапаны, увеличивают размер порта и компенсируют это более прочными и дорогими поршнями. Кроме того, дополнительная мощность может увеличить износ сцепления.Вот почему ItStillRuns рекомендует устанавливать модернизированное или гоночное сцепление, если вы устанавливаете турбонаддув в автомобиле.

Также есть вопрос о самом процессе повышения. Один из простых способов увеличить мощность двигателя с турбонаддувом — это увеличить настройки наддува. Однако это не только увеличивает нагрузку на внутренние компоненты, но также увеличивает вероятность преждевременного воспламенения. Это страшный «стук» или «детонация», который возникает из-за неконтролируемого сгорания топлива.И это может еще больше повредить ваш двигатель.

Моторный отсек Toyota Celica GT4 1994 года | Принесите трейлер

СВЯЗАННЫЙ: Почему одинаковые турбодвигатели имеют разную мощность?

Чтобы избежать этого, помимо промежуточных охладителей, иногда двигатели с турбонаддувом поставляются с впрыском воды. Его часто устанавливают на раллийные автомобили, но только недавно автомобили с высокими характеристиками стали поставляться с ним с завода. Вот почему Toyota Celica GT4 ST205 1994 года так широко известна тем, что имела такой автомобиль в то время.Это еще больше охлаждает поступающий воздух, делая его более плотным и предотвращая детонацию.

Предотвращение детонации — вот почему автомобили с турбонаддувом часто требуют высокооктановое топливо. Октан — это показатель ударопрочности — чем выше число, тем меньше вероятность детонации.

Уход за турбиной

СВЯЗАННЫЙ: Yamaha возвращается в мотоциклы с турбонаддувом

Короче хотя теоретически можно добавить турбокомпрессор практически для любого двигателя без наддува это не метод plug-and-play.Там много частей, требующих внимательного рассмотрения. К счастью, немного тюнинга компании исключили из этого процесса некоторые догадки. Например, в Колорадо Flyin ’Miata предлагает полные турбо-комплекты, которые добавляют заявленные 75-85 л.с. без модернизация инжектора.

Однако после установки турбонагнетателя и всего необходимого оборудования стоит обратить внимание на несколько дополнительных советов по уходу. Некоторые производители оригинального оборудования, например, указывают на более частую замену свечей зажигания в своих турбинах Cars.com сообщает. Также не следует буксировать двигатель или ехать на высокой передаче на низких оборотах, если он с турбонаддувом, сообщает R&T .

Кроме того, моторное масло не только смазывает турбокомпрессоры, но и может сильно с ним справиться, сообщает Mobil . Некачественное масло и нечастая замена масла могут привести к отказу турбины. Как и если не дать маслу нагреться до температуры, или выключить двигатель сразу после поездки. В последнем случае некоторое количество масла может остаться в горячих частях турбины, где оно может сгореть и оставить разрушительные отложения.

Следите за обновлениями MotorBiscuit на нашей странице в Facebook.

Мрачное будущее для безнаддувных двигателей — Feature — Car and Driver

Стивен Дори / Getty Images, Марк Престон, Майкл Симари и производитель

За последние 45 лет компания BMW создала одни из самых лучших атмосферных двигателей, которые когда-либо видел мир. Полистайте его задний каталог силовых агрегатов, и вы найдете великолепное собрание сладких, изысканно сбалансированных, удивительно душевных проявлений инженерного гения в четырех-, шести-, восьми-, десяти- и двенадцатицилиндровом исполнении.

И все они ушли.

BMW больше не предлагает безнаддувный двигатель. Не один. M GmbH также не является ответвлением его высокопроизводительного автомобиля. Сегодня вы можете купить BMW с одним, двумя или даже тремя турбокомпрессорами, но только одну модель без них (если учесть двухцилиндровый двигатель i3, увеличивающий запас хода).

Конечно, это не только BMW. В Audi атмосферный двигатель (NA) теперь считается «нишевой технологией» — хотя вы все еще можете купить такой двигатель для RS5 и R8 от Quattro GmbH, они больше не доступны в основных моделях.В Mercedes-Benz они тоже находятся под угрозой, за исключением основных версий новых городских автомобилей Fortwo и Forfour от Smart. Даже Porsche признает, что следующие модели 911 Carrera будут работать с турбонаддувом, а следующая итерация Ferrari 458 станет первым твин-турбо V-8 этой компании после F40.

Так что же все пошло не так с доминирующей философией двигателя, которая обеспечивала мощность для некоторых из самых удивительно вызывающих воспоминаний автомобилей всех времен, от классических Ferrari Daytona и Enzo V-12 до его нынешнего 458 Speciale? От надежного Beetle 4 с воздушным охлаждением до V-12 McLaren F1? От каждого значительного американского маслкара до безошибочного звука и мощности Porsche 911 с плоским двигателем? И действительно ли естественное стремление уходит навсегда?

Стивен Дори / Getty Images, Марк Престон, Майкл Симари и производитель

Ferrari подтвердила, что в дальнейшем все ее двигатели будут гибридными или с турбонаддувом.На момент написания этой статьи уже водил одну новую модель с турбонаддувом, и можно с уверенностью сказать, что ни у одной из них не будет мощности переключения света, как у нестираемого F40.

Так что же случилось?

Короткий ответ заключается в том, что современный автомобильный прогресс движется за счет соображений экономии топлива, которые стоят в повестке дня каждого крупного правительства. Станьте свидетелем постоянно меняющегося законодательства Европейского Союза в области экономики и выбросов. Совет по воздушным ресурсам Калифорнии (и еще 16 U.С. заявляет, кто копирует эти правила), безусловно, высказал свое мнение, равно как и мандаты CAFE правительства США, а также Государственное управление по охране окружающей среды Китая (которое обычно следует за ЕС) и Министерство окружающей среды Японии. , тоже. Однако именно ЕС возглавил шествие вокруг этого угла после Киотского протокола 1992 года.

Киотский протокол настоял на том, чтобы к 2012 году мировые выбросы на уровне 1990 года были сокращены на восемь процентов, что привело к рождению первых правил ЕС по выбросам транспортных средств в 1993 году.Они касались в основном выбросов NOx и твердых частиц, поэтому в то время это казалось в первую очередь дизельным, как и правила ЕС 2 (1996 г.), ЕС 3 (2000 г.) и ЕС 4 (2005 г.).

ПОДРОБНЕЕ: Suck, Squeeze, Bang, Blow: будущее двигателей внутреннего сгорания

Но нам следовало уделить больше внимания, потому что постановление ЕС № 443/2009 усложнило жизнь безнаддувным силовым установкам. Он потребовал от автопроизводителей снизить средний показатель выбросов CO2 до 130 г / км в период с 2012 по 2015 год (трехлетний период должен учитывать циклы производства транспортных средств).И все же, хотя это было больно, это еще не конец. К 2020 году ЕС требует сократить количество выбросов CO2 до 95 г / км для среднего парка каждой автомобильной компании. (Нидерланды пошли еще дальше, потребовав к 2020 году 80 г / км.)

Таким образом, уменьшение габаритов стало обычным явлением: меньшие двигатели с турбонаддувом заменяли более крупные безнаддувные. BMW 328i имеет четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом вместо рядного шестицилиндрового двигателя своего предшественника, например, но уменьшение габаритов — не само собой разумеющееся слово.Также существует «снижение частоты вращения» или разработка двигателей с нуля для работы в более низких диапазонах оборотов с более длинными ходами. Большинство бензиновых двигателей с турбонаддувом сегодня могут обеспечивать максимальный крутящий момент около 1500 об / мин.

Стивен Дори / Getty Images, Марк Престон, Майкл Симари и производитель

Всего несколько лет назад каждая 3-серия, выпускаемая в США, оснащалась одним из шелковых атмосферных двигателей BMW. Теперь их больше нет — у этого 328i четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом.

Немцы ведут наступление — вот что они говорят

В беседах, проведенных для этой истории, руководители Mercedes-Benz, BMW и Audi признали, что дни безнаддувных двигателей для них фактически прошли. Человек, недавно назначенный ответственным за BMW M, Франциск ван Меель, сказал: «Наш модельный ряд предполагает, что мы отошли от них, но мы говорим о системах, а не о конкретных типах технологий».

Майкл Менн, руководитель отдела разработки двигателей

M, сказал более конкретно: «Причина, по которой мы перешли на турбонаддув, — это топливная экономичность, и все.Турбонаддув может быть более сложным, но безнаддувные двигатели, которые они заменяют в наших автомобилях, были не совсем простыми двигателями. На данный момент главное — это потребление и сокращение выбросов CO2. Если это останется основным моментом, я уверен, что индустрия останется с турбонаддувом ».

Аналогичная история произошла в головном офисе BMW с большим объемом продаж, где отдел разработки двигателей ответил на наши вопросы следующим образом: «С сегодняшней технической, политической и социальной точки зрения, безнаддувные [бензиновые] двигатели вряд ли будут рассматриваться для массовое производство.Меньшее количество цилиндров означает меньшее трение, более низкие обороты означают меньшее трение, а двигатели с турбонаддувом обеспечивают запуск с высоким крутящим моментом при очень низких оборотах и ​​для широкого диапазона частот вращения, превосходя концепции двигателей без наддува. Уникальное предложение двигателя без наддува может быть возможным для ограниченных выпусков, но в данный момент это не рассматривается иначе ».

В Audi почти то же самое. «Audi была одним из пионеров в разработке бензиновых и дизельных двигателей с турбонаддувом, преимущества которых основаны на превосходных характеристиках и крутящем моменте», — сказал нам руководитель отдела разработки трансмиссии д-р.Стефан Книрш. «Преимущества наддува превратили безнаддувный двигатель в нишевую технологию. Тем не менее, ему все еще есть место в эмоциональных автомобилях, таких как R8 ». [ Стоит отметить: когда Книрш упоминает наддув, это не то, что вы могли бы знать, а как обобщающий термин для принудительной индукции. Все турбокомпрессоры можно считать нагнетателями, но нагнетатели, не работающие на энергии выхлопных газов, не могут считаться турбокомпрессорами — Ред. ]

Со своей стороны, Daimler, производящая автомобильные двигатели дольше, чем кто-либо другой в мире, и ее руководители силовых агрегатов также рассматривают турбонаддув как долгосрочную стратегию.

Несколько месяцев назад Герберт Дисс, возглавлявший отдел разработки BMW, недавно названный боссом марки Volkswagen, сказал нам, что цель весом 80 грамм требует более высоких передаточных чисел и снижения скорости. «Первоначально это будет означать 1800–2500 об / мин [для передачи максимального крутящего момента] для двигателей внутреннего сгорания, но на самом деле это будет означать 800–1500 об / мин в более долгосрочной перспективе. Вот где это должно быть. Высокий крутящий момент, низкие обороты, более высокое давление впрыска и, возможно, наличие электроэнергии для его увеличения на низких скоростях ». Подробнее об этом через секунду.

ПОДРОБНЕЕ: Как принудительная индукция меняет производительность

Понижение скорости не устранит проблему безнаддувного двигателя. Это изменение началось с снижения среднего четырех- или шестицилиндрового ограничителя с 7000 или 6000 об / мин до 5000 об / мин, а может быть и ниже, до 4000 об / мин. Пик крутящего момента теперь, похоже, достигается даже раньше в бензиновых двигателях с турбонаддувом, чем в турбодизелях. Но обещание турбокомпрессора в эпоху низких выбросов заключается в том, что, когда они не вращаются быстро и не обеспечивают мощность двигателя NA с большим рабочим объемом, они могут обеспечить расход топлива двигателя меньшего рабочего объема или с меньшим количеством цилиндров. .На бумаге это лучшее из обоих миров, хотя оценить показатели экономии топлива двигателей с турбонаддувом сложно в реальном мире, поскольку это почти полностью зависит от водителя. И лишь немногие водители, если таковые имеются, управляют своими автомобилями точно так же, как это было установлено федеральными испытаниями.

Идея «лучшее из двух миров» — это, конечно же, маркетинговая линия, лежащая в основе семейства двигателей Ford EcoBoost. Ford был самой известной и агрессивной американской компанией, внедрившей турбонаддув, предлагая U.S. покупает все, от 1,0-литрового трехцилиндрового двигателя с турбонаддувом до, в конечном итоге, твин-турбо V-6 мощностью 600 л.с. в суперкаре GT. Но General Motors и Chrysler, последний с помощью своих хозяев Fiat, не выбыли из игры; GM, например, запускает новое семейство малолитражных двигателей с турбонаддувом.

Стивен Дори / Getty Images, Марк Престон, Майкл Симари и производитель

Ford сделал большую ставку на свои двигатели с турбонаддувом EcoBoost и использует громкие средства для их продвижения, в том числе гоночные прототипы Daytona с турбонаддувом и установку твин-турбо V-6 на свой будущий суперкар GT вместо ожидаемого V- 8.

Судьба атмосферного двигателя аккуратно резюмирована техническим консультантом и бывшим старшим инженером Maserati Полом Фикерсом: «Если вы исследуете конструкцию, атмосферные двигатели запускаются со средней эффективной скоростью поршня (MEPS) 5 м / с и среднее эффективное давление тормоза (BMEP) 5 бар (72,5 фунта на кв. дюйм). Теперь лучшие двигатели NA имеют MEPS 24 м / с и максимальное MEPS 14 бар (203 фунтов на кв. Дюйм) с довольно постоянным коэффициентом корреляции между ними, равным примерно 0.6 », — пояснил он.

«Это указывает на то, что довольно много преимуществ в двигателях без наддува было достигнуто за счет увеличения числа оборотов, а это не работает с современным законодательством. Турбомоторы обычно начинаются с BMEP 15 бар (218 фунтов на квадратный дюйм), поэтому почти каждый турбомотор лучше по удельной мощности, чем лучшие двигатели NA, и теперь лучшие турбины хорошо зарекомендовали себя при 22 барах (319 фунтов на квадратный дюйм). По-прежнему существует огромный потенциал для достижения давления до 50 бар (725 фунтов на кв. Дюйм).

ПОДРОБНЕЕ: 10 самых необычных двигателей всех времен

«Лучшие двигатели NA вырабатывают почти 134 лошадиных силы на литр рабочего объема и 74 фунт-фут крутящего момента на литр, но с турбонаддувом цифры зависят только от давления, которое вы прикладываете.Но, — соглашается он, — мы можем увидеть возврат к двигателям без наддува за счет электрического наддува ». Но что же тогда остается американским производителям? В конце концов, учитывая относительно стабильные и низкие цены на бензин в долгосрочной перспективе, они традиционно не были первыми приверженцами технологий экономии топлива. Mercedes-Benz думает, что многие из них будут полностью на борту раньше, чем позже, на этот раз. «Не в последнюю очередь из-за ужесточения требований к выбросам CO2, в долгосрочной перспективе тенденция отказа от безнаддувных двигателей приобрела международный характер», — настаивает инженерное подразделение Daimler.

Кто и дальше будет нести флаг?

Остается вероятность того, что кто-то попытается взять метод, который обычно считается строго экологичным для автомобилей или суперкаров, таких как LaFerrari, и распространять его, то есть объединить безнаддувный двигатель с электродвигателем, который должен играть роль турбонагнетателя. Но вместо того, чтобы просто стремиться к эффективности или максимальной мощности, идея заключалась бы в том, чтобы обеспечить такое же сочетание мощности и эффективности, которое рекламируют сторонники турбонаддува.

Стивен Дори / Getty Images, Марк Престон, Майкл Симари и производитель

Audi может рассматривать атмосферные двигатели, такие как V-10 R8, как «нишевую технологию», но, к счастью, она будет продолжать производить их для определенных моделей.

Фирма, которая, скорее всего, будет настаивать на этом — и сильно — это Toyota, наиболее хорошо осведомленная и опытная компания в отрасли, когда дело доходит до электрификации силовых агрегатов.Фактически, они уже делают это, и вице-президент Toyota по силовым агрегатам в Европе Джеральд Киллман настаивает, что компания не откажется от безнаддувных двигателей. «Я понимаю, почему они ушли в премиальный сегмент [ Naturally; Подразделение роскошных автомобилей Toyota Lexus теперь выпускает четырехцилиндровые двигатели с турбонаддувом — Эд. ], но электрический наддув дает нам исключительные возможности для передачи крутящего момента на трансмиссию в тех местах, где безнаддувные двигатели не так сильны. Это обеспечивает ожидаемую производительность и экономит топливо.

«Мы говорим о полных системах, которые доставляют то, что требуется, а не о безнаддувных или турбированных двигателях, но мы видим, что двигатели Северной Америки играют для нас большую роль. Да, мы их все еще разрабатываем, особенно для использования с электроусилением. Мы уже воздействуем непосредственно на трансмиссию, поэтому мы можем использовать преимущества турбомотора без использования турбонагнетателя, и всегда есть несколько способов, если вы посмотрите на всю систему автомобиля и то, что вы хотите, чтобы она была ».

Per Mercedes-Benz: «В U.S., все больше и больше OEM-производителей внедряют двигатели с турбонаддувом и сокращают расход топлива за счет уменьшения габаритов ». [Вышеупомянутые двигатели Ford EcoBoost, например — Ed .] «Даже если текущие низкие цены на топливо снизят интерес клиентов, перспективы на будущее ясны. То же самое и с Японией, и с Кореей, хотя и на некотором расстоянии. В Китае производители оригинального оборудования сосредоточены исключительно на местных условиях, и [если это не касается] совместных предприятий с западными производителями оборудования, они по-прежнему будут предлагать безнаддувные двигатели в обозримом будущем — не в последнюю очередь из соображений стоимости.Но краткосрочные изменения в законодательстве — особенно с точки зрения требований к выбросам и потреблению — не редкость в Китае, так что, возможно, местные производители также быстрее повернутся к турбодвигателям ».

В этом прототипе дизельного двигателя RS5 TDI используется электродвигатель для вращения компрессора, который затем подает воздух в двигатель на низких оборотах, а затем передается на пару турбонагнетателей на более высоких скоростях. Да, это невероятно сложно. Он также мощный — 385 лошадиных сил и 553 фунт-фут крутящего момента, но автомобиль все еще может проехать почти 30 миль на галлон на шоссе.

Помимо прямого наддува, еще одной заманчивой перспективой является нагнетатель с электрическим приводом, который представляет собой центробежный компрессор. Audi почти наверняка будет первой в производстве с этой технологией (хотя, потеряв свой лазерный свет «око за око» с BMW, мы можем ошибаться), и она выставляла напоказ прототипы как одно-, так и двухтурбинной дизельных версий. с помощью принудительной индукции с электрическим приводом в течение некоторого времени. Они не работают как электродвигатель, встроенный в трансмиссию; вместо этого электродвигатель воздействует на компрессор, чтобы нагнетать воздух в двигатель или другой турбонагнетатель — Volvo и Audi предлагают решения, в которых электрический нагнетатель направляет воздух в несколько турбин с приводом от выхлопных газов.(Вот наше подробное изложение того, как работают такие системы.) Однако на данный момент неясно, заменит ли этот метод традиционные турбокомпрессоры или просто дополнит их. Из-за теплового КПД турбокомпрессора мы делаем ставку на последнее, и, возможно, наиболее распространенной становится установка в стиле Формулы 1 — общий вал для турбины, крыльчатки и электродвигателя.

ПОДРОБНЕЕ: Почему 0,5-литровые цилиндры скоро будут доминировать в конструкции автомобильных двигателей

И BMW, и Daimler считают, что эти две технологии дополняют друг друга.«Нет, они не бросают вызов друг другу, — говорит Даймлер. «Электрические и механические турбины идеально [работают вместе]. Электрические турбины поддерживают механические, особенно в низком диапазоне; верхний диапазон подходит для [супер] зарядного устройства ».

---

---

Но, кроме Toyota и любителя двигателей в Северной Америке Honda, которая, надо сказать, готовит к производству четырехцилиндровые двигатели с турбонаддувом в конце этого года, практически нет никаких свидетельств того, что кто-то делал эскизы или ресурсы для разработать новый безнаддувный двигатель с чистым листом.Возможно, потребуется некоторое обновление существующего оборудования, но не ожидайте большего.

И это действительно очень печально.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Сравнение с наддувом и принудительной индукцией

Clio RenaultSport только что сняли с производства, в результате чего количество полноценных безнаддувных хот-хэтчбеков равно нулю.BMW M3 и старые модели 118i и 120i, автомобили последнего года своей жизни, являются единственными моделями во всем модельном ряду BMW, не имеющими одного или нескольких турбонагнетателей. Следующий M3, все 1-Series и следующий Clio RS получат турбины. Подавляющее слово во всем мире бензиновых двигателей — уменьшение габаритов — уменьшите рабочий объем, срежьте цилиндры, добавьте турбо-двигатель или два. Придет ли время, когда мы прочтем некролог безнаддувному бензиновому автомобильному двигателю? Должны ли мы смириться с потерей больших оборотов, потерей мгновенного и пропорционального отклика на педаль газа, потерей раздражающего крика выхлопных газов, не обремененных турбиной — вещей, которые может дать только непродуваемый двигатель?

Ну, погоди.Ferrari и Aston Martin, поставщики безнаддувных F12 и One-77, похоже, не согласны. Вы можете подумать, что эти два волшебных двигателя V12 точно доказывают, почему принудительная индукция никогда не победит. Или вы можете отметить их как эпическое последнее ура умирающей породы.

Все мы знаем, почему турбо преобладает. Во время официальных тестов потребления, да и в повседневной жизни, меньшие двигатели пьют меньше, чем большие. Они работают в более эффективной части диапазона нагрузок, а их фрикционные, термодинамические и тепловые потери также ниже.Важно отметить, что потребление пропорционально CO2, поскольку бензин (соединения углерода и водорода) сгорает и превращается в CO2 и h3O. И стоимость топлива, и налоговые льготы с низким уровнем выбросов CO2 подталкивают покупателей только в одном направлении.

Но что хорошего в том, что получившаяся машина настолько медленная, что не может уйти со своего пути? Вам нужен турбонагнетатель, прикрученный к боковой стороне вашего двигателя малого объема. Сидя там, спокойно занимаясь своими делами во время плавного движения, он бросается на помощь, когда вы нажимаете педаль газа.Приводимый в движение турбиной в потоке выхлопных газов, он сжимает воздух, поступающий в двигатель. В каждый цилиндр можно поместить больше молекул воздуха и пропорционально сжечь больше бензина (но, эй, это выходит за рамки режима официальных испытаний). Брюс Уэйн с маленьким рабочим объемом превращается в Бэтмена большого блока, сжигающего больше топлива, чтобы производить больше энергии, когда оно вам нужно, и возвращаться к маленькому и экономичному, когда вы этого не делаете. Все хорошо.

За исключением того, что вместо звука и мгновенного отклика многоцилиндрового безнаддувного двигателя вы получаете лаги и тупой гул.А если вы много ездите на маленьком турбомоторе, ваш расход может быть не лучше, чем у более мощного двигателя n / a. Но у небольших двигателей с турбонаддувом есть и другие преимущества. Они легче и компактнее, поэтому лучше их упаковка и обращение с ними. Кроме того, они дешевле в производстве, чем многоцилиндровые, некоторые из которых производитель должен передать нам.

В то время как турбины, кажется, выигрывают войну, на протяжении десятилетий происходила череда небольших индивидуальных сражений, в которых турбо- и н / д двигатели пробивали и отбивали технические инновации, чтобы преодолеть их слабые места.

Ранние турбины были в основном путем к власти в отсутствие какой-либо доступной или доступной альтернативы. В 1962 году Chevrolet выпустила на рынок Corvair Spyder с турбонаддувом, а в 1974 году — Porsche 911 Turbo. У обоих были плоские шестерки сзади, и для чего-то большего физически не было места. А для Saab в 1978 году, не располагавшего необходимыми средствами для шести цилиндров, турбонаддув уже существующих четырех был удобным сокращением. Saab справился с этим лучше, чем сильно взвинченный BMW 2002 Turbo (первый бензиновый турбомотор в Европе в 1972 году), но даже в этом случае «вялость при отключении наддува» и «турбо-запаздывание» стали основными фразами, когда об этих двигателях говорили.Безнаддувный двигатель выдает максимально возможный крутящий момент при заданных оборотах, как только вы об этом просите. Может, он не такой сильный, как крутящий момент турбомотора после того, как отставание прошло, но птица в руке, и все такое…

Чтобы попытаться приблизиться к максимальному крутящему моменту турбонагнетателя, команда естественных сил сопротивлялась с некоторыми хитрыми уловками. В своем VR6 VW просто втиснул большой двигатель в пространство четырех маленьких, заклинив два дополнительных цилиндра. В настоящее время широко распространена простая фазировка с регулируемым кулачком, которая изменяет перекрытие впуска и выпуска в соответствии с мощностью на высоких оборотах, крутящим моментом на средних оборотах и ​​выбросами на низких оборотах.Система VTEC от Honda и VVC от Rover были одними из первых, кто использовал разные профили кулачков на разных оборотах, обеспечивая оптимальное время и профиль подъема для среднего крутящего момента, а другой — для мощности на высоких оборотах. Valvetronic от BMW и MultiAir от Fiat — это еще более сложные способы управления фазами газораспределения и подъемом, плюс они позволяют двигателю работать без дроссельной заслонки и связанных с этим насосных потерь. Безнаддувные двигатели также часто имеют изменяемые впускные тракты для введения различной резонансной длины для более эффективной зарядки цилиндров при различных оборотах.

Что ж, если н / д двигатели собирались получить больший крутящий момент, подавление лагов было приоритетом для турбин. Системы антизадержки для двигателей ралли, таких как Mitsubishi Evo, впрыскивали воздух и топливо в выхлопную трубу, когда дроссельная заслонка была закрыта; он загорелся от жары, и от взрывов турбо вращалось. Великолепно зажигательный, безумно расточительный, разрушительный и грязный — не совсем приемлемый на дороге.

На дорожных двигателях помогают турбины меньшего размера: они имеют меньшую инерцию.Но они не работают так же хорошо, как более крупные для получения мощности на высоких оборотах, поэтому в некоторых двигателях последовательно используются пары воздуходувок. Или турбины с двойной спиралью, которые отделяют выхлопные тракты от цилиндров, которые в противном случае бесполезно мешали бы. Альтернативным решением является использование небольшого нагнетателя для пикапа на низких оборотах. Но нагнетатели потребляют энергию на высоких оборотах, поэтому двигатель VW Twincharged 1.4 и новый двигатель Jaguar C-X75 обходят и отключают нагнетатель на высоких оборотах и ​​перекладывают функции наддува на турбо.Хм, сложно. Сейчас более распространены турбины с изменяемой геометрией. Они изменяют угол наклона лопаток, направляющих выхлопные газы через турбину, поэтому они эффективны в широком диапазоне расходов выхлопных газов. Они использовались в дизелях, но их механизмы были склонны выходить из строя из-за высокой температуры бензина. Начиная с Porsche 997 Turbo, новые материалы решили эту проблему.

Легко, поскольку безнаддувные двигатели погнались за крутящим моментом, как хорошее практическое правило, повысилась эффективность.Прямой впрыск топлива (DI) добавляет больше. Это означает, что двигатель может работать с более высокой степенью сжатия без детонации, потому что топливо впрыскивается непосредственно перед искрой. Благодаря продуманной конструкции выхлопа и поршня новые двигатели Mazda DI SkyActiv обеспечивают соотношение 14: 1. А сжатие — это эффективность. Когда он сочетается с полным управлением с регулируемыми клапанами, как это делала BMW в своих последних четырех и шестерках без турбонаддува, вы получаете двигатель, который был образцом н / д экономики и цивилизации.
Дело в том, что почти каждая технология, которая хорошо работает на двигателях с турбонаддувом, работает даже лучше на двигателях с турбонаддувом.Если детонация имеет значение для двигателей, не имеющих значения, это имеет большее значение для двигателей с наддувом, которые, по сути, имеют более высокую степень сжатия после получения наддува. Так что иметь DI еще удобнее. То же самое для управления регулируемым клапаном. Все его преимущества для двигателей n / a удваиваются на турбинах.

Как ни странно, одно из последних мест, где мы увидим отсутствие двигателей, — это гибриды. В мягких гибридах электродвигатель не только способствует повышению эффективности, но и помогает заполнить отверстие для крутящего момента на низких оборотах. Следующий Энцо из Ferrari воспользуется этой двойной победой. В полных гибридах, будь то система Toyota или расширители диапазона, такие как Ampera, гибридная система позволяет бензиновому двигателю работать только в наиболее эффективном среднем диапазоне оборотов.Но это противоположная причина тому, почему мы любим н / д двигатели. Мы любим их за их обороты и звук.

Турбины обычно не вращаются, потому что им это не нужно: большой крутящий момент при наддуве позволяет использовать более высокую передачу. В любом случае, турбины с DI затруднены, потому что системы прямого впрыска становятся очень дорогими, если им приходится работать на скорости выше 6500 об / мин.

Турбины обеспечивают большую производительность и большую экономичность. Таким образом, вы остаетесь спрашивать, какой из особых достоинств двигателя может подарить нам турбина. Нет заменителя оборотов? Турбомотор Jaguar C-X75 мощностью 500 л.с. развивает скорость до 10 000 об / мин.Или, если вам нужен мгновенный крутящий момент, разве нет замены смещению? Покупатель Viper мог бы так сказать, но турбины AMG вряд ли кажутся слабыми. А в Америке пикап F150 с двигателем V6 EcoBoost начинает убеждать самых преданных последователей старой доброй восьмерки в том, что у этого новомодного крохотного 3,5-литрового двигателя есть свои достоинства.

Но мы пожалеем об исчезновении звука и мгновенном отклике хорошего непродуваемого двигателя. Конечно, теперь задержка в значительной степени ушла — это скорее небольшая мягкость педали, но без этой мягкости, с твердым вкусом хорошего н / п двигателя, вы сильнее привязаны к опыту.

Наконец, шум: попробуйте новый M135i, и вы убедитесь, что рядная шестерка с турбонаддувом от BMW — прекрасная звуковая замена более тяжелому, не имеющему отношения к V8, но проблема в том, что не многие люди строят рядные шестерки. Даже бензин BMW в наши дни в основном четырехкамерный. По крайней мере, Ford заменяет свой скучный 1.6 n / a четверкой на харизматичный маленький взорванный тройной, и он не единственный. В целом, однако, мы страдаем не только потому, что турбины заглушают выхлоп, но и потому, что уменьшение размеров означает, что унылый четырехцилиндровый двигатель заменяет пятерки и шестерки.

Может быть, цена за производительность, экономичность и легкость турбомотора сводится к следующему: нам придется жить с шумом двигателя, который усиливается электронными и синтетическими методами, а не реальным. Это тоже не так уж и надумано. Он появится на новом Mondeo этой осенью.

Words: Пол Хоррелл

Эта функция впервые появилась в сентябрьском выпуске журнала Top Gear за 2012 г.

Генераторные двигатели: без наддува и с турбонаддувом

Поскольку стандарты топливной экономичности и качества воздуха занимают центральное место почти в каждой конструкции двигателя, производители стремятся повысить эффективность и сократить выбросы.

С момента его разработки конструкторы двигателей внутреннего сгорания искали способы улучшить характеристики и увеличить мощность. Ранние конструкции 1800-х годов были основаны на изобретениях, относящихся к третьему и пятому векам, когда Римская империя использовала кривошипно-шатунный механизм для привода своих лесопилок. Эти же принципы использовались в паровом двигателе, а затем и в двигателе внутреннего сгорания.

Турбокомпрессор, возникший в результате изобретения конца 19 века, является хорошим способом повышения эффективности и мощности генераторов.

Основные принципы работы двигателя

Большинство двигателей-генераторов работают в цикле, в котором поршень совершает четыре хода — два вверх и два вниз.

Во время такта впуска поршень движется вниз по цилиндру и создает частичный вакуум. Впускной клапан открывается, и вакуум втягивает смесь испаренного топлива и воздуха. В нижней части такта впуска клапан закрывается.

Такт сжатия происходит, когда поршень движется вверх по цилиндру и сжимает топливно-воздушную смесь в верхней части цилиндра.

Рабочий ход начинается, когда поршень приближается к верхней части цилиндра. В этот момент топливо и воздух сильно сжаты. Топливо воспламеняется, и сдерживаемый взрыв рассчитывается для достижения максимальной силы, когда поршень начинает свой последний ход вниз. Взрывная сила расширяющихся газов опускает поршень.

При затраченной энергии сгоревшие газы выталкиваются из цилиндра через выпускной клапан, когда поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра в такте выпуска.

Когда поршень достигает верха цилиндра, выпускной клапан закрывается, и поршень начинает следующий цикл из четырех ходов.

Поршень прикреплен к коленчатому валу, который преобразует движение поршня вверх и вниз во вращательное движение. Это движение полезно для поворота оборудования, такого как переносные и резервные генераторы, или для перемещения вашего автомобиля по дороге.

Естественное стремление

Во время такта впуска вакуум, создаваемый вытяжным поршнем, втягивает воздух в цилиндр.Двигатели с карбюратором распыляют топливо и добавляют его в воздух, втягиваемый во впускной коллектор, который доставляет его в цилиндры. Двигатели с впрыском топлива испаряют топливо и впрыскивают его в коллектор. Прямой впрыск делает еще один шаг вперед и впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр.

Независимо от того, как топливо смешивается с воздухом, цилиндр по-прежнему использует атмосферное давление, чтобы протолкнуть воздух в цилиндр. Изменения высоты и, следовательно, давления воздуха могут сильно повлиять на то, сколько воздуха должно работать двигателю.

Вот почему с увеличением высоты мощность двигателя уменьшается. Большинство производителей генераторов указывают компромисс мощности на больших высотах.

Топливно-воздушная смесь — это тщательный баланс. Добавьте слишком много топлива (слишком богатое), и оно не сгорит, потому что в нем не хватает кислорода на каждую молекулу топлива. Результатом является выхлоп не сгоревшего топлива. Добавьте слишком мало топлива (слишком бедную), и двигатель будет использовать больше своей накопленной энергии для завершения четырех тактов.

Турбонаддув

На виде в разрезе показана турбина с приводом от выхлопных газов. Обратите внимание на каплевидные сопла, которые направляют поток горячего выхлопа на вращение турбины. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (фото Дмитрия Ко)

Один из способов увеличения мощности во время рабочего такта — сжигание большего количества топлива. Простого добавления топлива недостаточно, потому что количество воздуха также должно увеличиваться, что ограничивается атмосферным давлением. Повышение давления воздуха увеличивает давление в цилиндр, что позволяет увеличить количество топлива, добавляемого в смесь.

Турбокомпрессор работает на выхлопе высокого давления, выходящем из двигателя. Выхлоп все еще расширяется и имеет значительную энергию в виде тепла и скорости. Турбонагнетатель использует эту энергию, которая в противном случае тратится впустую, тем самым повышая эффективность двигателя и одновременно увеличивая мощность.

Работает вот так. Когда выхлопные газы выходят из цилиндров в выпускной коллектор, поток горячих выхлопных газов вращает турбину. Турбина соединяется со второй турбиной, которая вращается в воздухозаборнике и сжимает воздух перед его поступлением в цилиндры.Турбокомпрессор собирает энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую.

Промежуточные охладители необходимы для двигателей, оснащенных турбонаддувом. Процесс сжатия воздуха нагревает его, делая его менее плотным и снижая эффективность двигателя с турбонаддувом. Дополнительный охладитель удаляет тепло и делает воздух более плотным, повышая эффективность.

Двигатели

с турбонаддувом идеально подходят для использования в генераторах, поскольку они эффективны и потребляют очень мало энергии от вращающегося двигателя, в отличие от нагнетателя.Двигатели генераторов вращаются с фиксированной скоростью, что означает отсутствие задержки мощности при раскрутке турбокомпрессора.

Преимущества | BorgWarner Turbo Systems

По сравнению с атмосферным двигателем той же выходной мощности, расход топлива двигателя с турбонаддувом ниже, так как часть обычно тратимой впустую энергии выхлопных газов способствует к КПД двигателя. За счет меньшего объемного рабочего объема турбонагнетателя двигатель, фрикционные и тепловые потери меньше.

Удельная мощность, т.е. киловатт (выходная мощность) / килограммы (вес двигателя), двигателя с турбонаддувом на выхлопных газах намного лучше, чем у двигателя с естественным атмосферный двигатель.

Требуемое пространство для установки двигателя с турбонаддувом меньше, чем у естественно атмосферный двигатель с такой же выходной мощностью.

Характеристики крутящего момента двигателя с турбонаддувом могут быть улучшены. Из-за так называемого «максидиновая характеристика» (очень большое увеличение крутящего момента при низких оборотах двигателя), близкое выходная мощность поддерживается значительно ниже номинальной частоты вращения двигателя.Поэтому скалолазание горка требует меньшего количества переключений передач и меньше потери скорости.

Высотные характеристики двигателя с турбонаддувом значительно лучше. Из-за более низкого давления воздуха на больших высотах потеря мощности естественным образом атмосферник немалый. Напротив, производительность турбины улучшается. на высоте в результате большей разницы давлений между практически постоянное давление перед турбиной и более низкое давление окружающей среды на выходе.Более низкая плотность воздуха на входе в компрессор в значительной степени компенсируется. Следовательно, двигатель практически не имеет потери мощности.

Из-за уменьшенных габаритов звукоизлучающая внешняя поверхность двигателя с турбонаддувом меньше, поэтому он менее шумный, чем безнаддувный двигатель с идентичным выход. Сам турбонагнетатель выполняет роль дополнительного глушителя.

Выберите свой язык … deutschenglishespañolportuguês 简体 中文

Сожмите свою мощность — Журнал Plane & Pilot

Турбонаддув.Стоит ли своего веса и тепла?

	Сценарий 1
	Окруженный высокими соснами Скалистых гор к юго-западу от Денвера, находится аэропорт округа Лейкпорт, один из самых живописных аэропортов Америки. Взлетно-посадочная полоса проходит примерно с севера на юг на 6 400 футов; его подходы относительно беспрепятственны. Это типичный аэропорт с одной оговоркой: он находится на высоте 9 927 футов над уровнем моря. Как самый высокий муниципальный аэропорт в Северной Америке, этот аэропорт в Ледвилле, штат Колорадо, заслуживает особого уважения. Совместите его высоту в две мили с даже скромной летней температурой в 78 градусов по Фаренгейту, и вы получите высоту по плотности выше среднего подросткового возраста, а именно 13 224 фута. Самолеты без наддува не применяются.
	Сценарий 2
	Допустим, вы живете в Уичито, Кан., где самая высокая местность составляет около 1600 футов. Нормального стремления должно хватить, чтобы охватить практически любую ситуацию, верно? Это не обязательно так. Допустим, вы решили прилететь в Хатчинсон в середине июля на обед «шведский стол». Температура достигает 100 градусов по Фаренгейту, что далеко не рекордно для Хатчинсона, но, несомненно, тепло. Пропустите это через свой E6B (кто-нибудь еще ими пользуется?), И вы получите высоту около 4400 футов.Скорее всего, ваш самолет вызовет гораздо меньше энтузиазма, чем вы могли ожидать.
	Сценарий 3
	Ваш Skyhawk подпрыгивает на высоте 7500 футов над центральной Флоридой. Болота внизу создают обычные наросты после полудня.Вы можете видеть, как облака поднимаются вперед, постепенно наклоняясь на высоту более 10 000 футов. Летные часы подтверждают, что вершины находятся на высоте 11 000 футов. У вашего самолета, однако, есть практический потолок всего 13 000 футов в удачный день с новым двигателем, идеальной оснасткой, стандартной температурой и массой в середине крейсерского полета. Условия далеки от оптимальных. Подъем на высоту 12 000 футов (1 000 футов над облаками, но только 1 000 футов ниже вашего служебного потолка) может занять остаток дня.

В каждом из этих случаев проблема заключается в том, что двигатели самолета теряют мощность, когда они набирают высоту вдали от уровня моря. Что требуется, так это способ передачи мощности двигателям на большой высоте на уровне моря.

Наддув, которому более века, — это оригинальный метод поддержания мощности поршневых двигателей на увеличивающейся высоте.Нагнетатели с механическим приводом были впервые применены на наземных дизельных электростанциях задолго до того, как Wrights вошли в историю авиации.

В 1918 году General Electric стала первой группой, применившей турбокомпрессор с выхлопным газом на самолетах (Liberty). Наддув был установлен на гоночных самолетах в 1930-х годах; это было практически обязательным для всех самолетов времен Второй мировой войны, которые воевали или бомбили на больших высотах.Один из самых известных, P-51 Mustang, использовал двухступенчатый вентилятор на двигателе Rolls-Royce Merlin. Это позволило пилоту выбрать больший наддув для максимальной мощности на больших высотах.

В наши дни турбокомпрессоры являются правилом для компрессоров поршневых двигателей авиации общего назначения. Турбокомпрессор позволяет пилотам использовать выхлопную энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую и выброшена в атмосферу.

Хотя турбонаддув — относительно простая концепция, она довольно сложна в реализации. Всасываемый воздух сжимается центробежным насосом, который приводится в движение турбиной с приводом от выхлопных газов. Колеса турбины и компрессора сравнительно небольшие, обычно всего около трех дюймов в диаметре, но они работают в невероятно агрессивной среде. Обычно поршневые двигатели вращают свои гребные винты с максимальной скоростью 2700 об / мин, но турбокомпрессор вращается со скоростью 100000 об / мин, а турбина погружается в поток выхлопных газов при температуре 1500 градусов по Фаренгейту.

Перепускная заслонка, по сути, предохранительный клапан — это компонент, который регулирует выход турбокомпрессора на двигатель. В самой простой форме турбонагнетателя используется собственная независимая дроссельная заслонка, которая представляет собой не более чем ручное управление перепускной заслонкой.

Пилот может регулировать давление в коллекторе (MP), открывая или закрывая перепускную заслонку. Когда перепускная заслонка полностью открыта, система транспортирует выхлопные газы за борт, не направляя их через компрессор, тем самым «растрачивая» выхлоп.По мере того как пилот дает команду на большее ускорение, он или она постепенно закрывает перепускную заслонку, прогоняя больше выхлопных газов через турбину. Это приводит к постепенному увеличению компрессии, пока система не будет производить максимальный наддув. Более сложные турбо-системы используют автоматические перепускные клапаны, которые регулируют мощность для поддержания той мощности, которую устанавливает пилот.

Максимальная высота, на которой турбонагнетатель может обеспечить МД на уровне моря, известна как критическая высота турбонагнетателя.Большинство турбин обеспечивают мощность на уровне моря от 16 000 до 18 000 футов. Некоторые из более мощных турбокомпрессоров увеличивают эту высоту почти до 25 000 футов. Выше критической высоты мощность двигателя будет падать примерно со стандартной скоростью уклона в один дюйм на 1000 футов. Это означает, что типичная установка турбонагнетателя может поддерживать 75% крейсерской мощности на высоте около 25 000 футов; некоторые все еще могут выдавать 100% мощности на эшелоне FL250.Как оказалось, это удобный предел, так как большинство кислородных систем в любом случае не одобрены для работы на высоте более 25 000 футов.

К сожалению, в соответствии с универсальным принципом TINSTAAFL («Бесплатных обедов нет») турбонаддув далеко не бесплатный. Использование турбонагнетателя связано как с прямыми, так и косвенными операционными и финансовыми затратами. Послепродажный турбонагнетатель может быть не самым простым в установке, и он всегда будет добавлять вес впереди.(На Mooney послепродажный турбонаддув, вероятно, исключит использование трехлопастного винта — слишком большой вес и нагрузка на опоры двигателя.)

Двигатели с турбонаддувом дороже покупать, эксплуатировать, обслуживать и ремонтировать. Вдобавок, TBO с турбонаддувом обычно на 20–30% ниже, чем у сопоставимых безнаддувных силовых установок. Чтобы реализовать свои преимущества в производительности, двигатели с турбонаддувом часто работают на более высоких настройках мощности и на больших высотах, где, несмотря на более низкую температуру, воздух намного менее плотный, и в результате меньше охлаждения.Двигатель, которому требуется обеспечить 75% мощности на высоте 15 500 футов, почти гарантированно будет работать более горячим, чем двигатель, генерирующий такую ​​же мощность на высоте 7500 футов. Избыточный нагрев — враг всего механического, а это означает, что полет за турбонаддувом требует более высокого расхода топлива для охлаждения двигателя, часто дополнительно на два-три галлона в час.

Даже при более высоком расходе топлива двигатель с турбонаддувом будет работать более горячим.Сжатие воздуха увеличивает его температуру, что делает его немного менее эффективным. Каждые шесть-десять градусов по Фаренгейту увеличенной температуры снижает мощность двигателя примерно на один процент. Подача сжатого нагретого воздуха в цилиндры приводит к повышению рабочих температур. Вы можете восстановить часть этой потерянной мощности путем промежуточного охлаждения (установив теплообменник между турбонагнетателем и впускным патрубком двигателя), но это добавляет дополнительный уровень сложности и дополнительный вес, а также перемещает центр тяжести дальше вперед (последнее не На некоторых самолетах это не всегда плохо).

Двигатели с турбонаддувом также подвержены избыточному наддува, что не характерно для двигателей без наддува. Вопреки распространенному мнению, двигатель без наддува можно увеличить в холодный день на небольшой высоте. Пилоты из Аляски и Канады, которые летают в экстремальных зимних условиях, иногда видят чрезвычайно высокие ОД, если они просто увеличивают мощность при каждом взлете.Например, при минус 30 градусов по Фаренгейту на высоте 1000 футов над уровнем моря высота по плотности составляет –5 282 фута. В этих условиях можно было бы разумно ожидать, что большинство двигателей развивают по крайней мере 34 дюйма МП при полном открытии дроссельной заслонки — но ненадолго.

Двигатели с турбонаддувом бывают либо с турбонаддувом (ограничено 30 дюймами МП), либо с турбонаддувом (способными производить более 30 дюймов МП).Если в турбо-двигателе используется ручной перепускной клапан, и пилот нажимает слишком сильно, он может превысить допустимый предел и перегрузить двигатель.

По этой причине большинство двигателей с турбонаддувом оснащены выталкивающими клапанами, предназначенными для автоматического ограничения избыточного давления до одного или двух дюймов. Если вы слишком сильно нажмете на взлете и превысите максимальное МП более чем на два дюйма, откроется вытяжной клапан и сбросит лишнее МП.

Другое явление, связанное с турбонаддувом, известное как бутстреппинг, может быть источником разочарования для пилотов. Это происходит, когда пилот регулирует мощность на критической высоте или выше, и турбокомпрессор начинает преследовать себя. Когда перепускная заслонка полностью закрыта, любое увеличение мощности увеличивает выход выхлопных газов. Это, в свою очередь, увеличивает скорость турбины, что увеличивает MP, что увеличивает мощность, что увеличивает поток выхлопных газов, что увеличивает скорость турбины… вы поняли.Регулировка мощности превращается в непрерывную погоню за хвостом.

Некоторые турбины настолько чувствительны, что любая регулировка дроссельной заслонки приводит к самовозбуждению. Другие отвечают менее вариативно. Умные пилоты всегда медленно регулируют мощность на любом самолете, без наддува или с турбонаддувом, но это особенно важно для двигателей с вентилятором впереди.

Заключительный эксплуатационный порядок полета с двигателями с турбонаддувом — один из самых важных.Абсолютно важно, чтобы вы охладили турбо после приземления. (В этом отношении неплохо было бы охладить все поршневые двигатели перед остановом.) Как упоминалось выше, турбокомпрессор на полной мощности вращается почти со скоростью 100 000 об / мин. Во время захода на посадку и приземления вы обычно не используете ничего вроде полной мощности (если вы делаете это правильно), но вы все равно можете развивать турбо-скорость до 50 000 об / мин.Если вы приземлитесь на короткое время, сделаете первый поворот и выйдете прямо на первое парковочное место, вы теоретически можете быть готовы к отключению менее чем через минуту после полета. Однако это плохая идея. Турбонагнетатель забирает масло из двигателя, и как только вы доводите смесь до отключения холостого хода, поток масла в двигатель и турбонагнетатель прекращается. Для двигателя это не проблема, потому что он работает на холостом ходу всего от 700 до 1000 об / мин.Однако, если турбина все еще вращается со скоростью 20000 об / мин, и вы отключите всю смазку, турбонагнетатель быстро остановится, выделяя в процессе чрезвычайно сильное тепло и заставляя оставшееся масло «закоксовываться» или превращаться в нагар. Делайте это постоянно, и подшипники в вашем турбонагнетателе затянутся, турбонагнетатель начнет дымить, потеряет эффективность и может даже заклинивать.

По этой причине большинство производителей двигателей устанавливают минимум три минуты на холостом ходу после стоянки, чтобы дать турбонагнетателю возможность замедлиться до холостого хода, прежде чем двигатель будет остановлен.

Нет ничего сложного в полете с турбонагнетателем, и преимущества летных характеристик на всех высотах должны быть очевидны. Профилактическое обслуживание может быть более сложной задачей — вам может потребоваться немного более толстый кошелек, чтобы ваш самолет продолжал летать, и у вас может быть немного больше времени простоя, — но турбокомпрессоры предлагают преимущества, которые могут с лихвой компенсировать их затраты.

Системное исследование по использованию технологии без наддува в газотурбинных двигателях

Аннотация

Повышение эффективности авиационных двигателей и уменьшение веса двигателей с момента их создания стимулировали инновации в области авиационных двигателей.Если просто взглянуть на цикл Брайтона, увеличение степени сжатия компрессора может привести к увеличению эффективности. Для достижения такого высокого перепада давления используются многоступенчатые осевые компрессоры, которые имеют тенденцию быть как тяжелыми, так и обширными. Увеличение количества ступеней в осевом компрессоре может увеличить степень сжатия и, следовательно, термический КПД; однако по мере увеличения числа ступеней вес, стоимость и длина двигателя также увеличиваются, что отрицательно сказывается на характеристиках самолета в целом.Недавняя работа Kerrebrock, Merchant и Schuler привела к возможности достижения высоких отношений давлений с уменьшением количества ступеней. Эти компрессоры используют аспирацию или всасывание на поверхности лопастей и торцевых стенок, чтобы удерживать пограничный слой прикрепленным на большей части хорды лопаток. Более длинное прикрепление пограничного слоя позволяет каждому ряду лопастей быть более нагруженным, чем эквивалентное лопасть без наддува. Эта более высокая нагрузка означает, что для достижения заданного повышения давления требуется меньше ступеней.Отработанный воздух попадает внутрь лезвия, откуда удаляется в удобном месте. Этот отбираемый воздух может содержать значительное количество энергии, которая может использоваться для различных целей в самолете или двигателе. Восстановление отводимого потока и его расположение являются важными факторами успеха технологии безнаддувных компрессоров. В этом исследовании предполагается, что отбираемый воздух может использоваться для трех целей: он возвращается в турбину в качестве охлаждающего воздуха, расширяется за борт для увеличения тяги двигателя или используется для выполнения «вспомогательной работы» в другой части самолета.Термодинамический КПД (измеренный удельным импульсом) и установленный КПД системы сжатия были рассчитаны для различных конфигураций двигателя / вентилятора и сравнены с эквивалентными безнаддувными двигателями. Это позволяет количественно оценить влияние аспирации и может использоваться для оценки жизнеспособности аспирации в конкретных условиях.

Описание

Диссертация (S.M.) — Массачусетский технологический институт, факультет аэронавтики и астронавтики, 2001.
Включает библиографические ссылки (стр.99).

Отдел

Массачусетский Институт Технологий. Кафедра воздухоплавания и космонавтики.

Издатель

Массачусетский технологический институт

Ключевые слова

Аэронавтика и космонавтика.

.