Отличие компрессора от турбины в автомобиле: Турбина или компрессор что лучше. И в чем между ними разница? Простыми словами + видео

преимущества и недостатки этих агрегатов

В наше время очень актуально увеличивать скоростные показатели своего автомобиля. Наиболее распространённые варианты это установка компрессора или турбины: что лучше пробуем разобраться в этой статье.

Но для начала разберёмся с принципами работы, плюсами и минусами данных улучшений для .

Принцип работы компрессора

Недостатки компрессора и турбины

Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы:

• турбина — это стационарное устройство и требует полную привязку к двигателю;
• на малых оборотах она не даёт большой мощности, а только на больших способна показать всю свою мощь;
• переход с малых оборотов до высоких называется турбо — ямой, чем большую мощность имеет турбина, тем больше будет эффект турбо — ямы.

В наше время уже имеются турбины, отлично работающие на высоких и на низких оборотах двигателя, но и цена у них соответственно приличная. При выборе компрессора или турбины, многие отдают предпочтение турбо-наддуву, независимо от цены.

Что же лучше — компрессор или турбина

С компрессором намного проще при установке и эксплуатации. Работает он на низких и на высоких оборотах. Также он не требует больших усилий или затрат при ремонте, так как в отличие от турбины, компрессор независимый агрегат.

Чтобы настроить турбину, понадобится хороший специалист для настройки под топливную смесь. А что бы настроить компрессор не нужно больших усилий, или каких либо профессиональных знаний, всё настраивается топливными жиклёрами.

Помимо всего, турбо-наддув довольно сильно нагревается, из-за своей особенности, развивать очень высокие обороты.

У приводных нагнетателей (компрессор), давление не зависит от оборотов и поэтому автомобиль очень чётко реагирует на нажатие педали газа, а это довольно ценное качество, когда машина разгоняется. Ещё они очень просты в своей конструкции.

Но есть недостатки и у компрессоров, моторы оборудованные нагнетателями с механическим приводом имеют большой и меньший КПД, в сравнении с турбиной.

Также имеются большие различия в цене. Любая мощная турбина популярного производителя будет иметь большую стоимость и будет дорога в обслуживании. И к тому же требуется для её установки, немало дополнительного оборудования. Компрессору же, нужен только дополнительный привод.

Видео: как работает турбина и компрессор.

В любом случае решать вам, что лучше компрессор или турбина, взвесьте все положительные и отрицательные качества, и сделайте правильное решение!

Новые автомобили все реже оснащаются двигателями без наддува, благо турбины позволяют развивать большую мощность при малом объеме. Российские водители, тем не менее, относятся к турбомоторам с опаской. И очень зря.

Турбированные и атмосферные двигатели — в чем разница?

Разница в том, каким образом в цилиндры двигателя поступает воздух.

• Атмосферный мотор

Воздух идет сам туда, где ниже давление. У атмосферного мотора воздух идет в цилиндры под действием создаваемого на такте впуска разрежения — поршень опускается и втягивает за собой воздух. Проще не бывает.

• Наддувный мотор

Чтобы нагнать в цилиндры больше воздуха, в помощь разнице давлений приходит принудительный наддув. Грубо говоря, на впуске ставят «большой вентилятор». О конструкции таких систем поговорим вкратце чуть ниже.

Зачем двигателю нужен наддув?

Чтобы повысить мощность двигателя, нужно сжечь в нем больше топлива — зависимость простая. А вот чтобы сжечь больше топлива, нужно подать в цилиндры много воздуха, почти по кубометру на каждый литр бензина. Вопрос лишь в том, как заставить его это сделать? Основных способов два:

• Увеличить объем. Это напрашивается само собой, и долгое время конструкторы шли этим путем: увеличивали количество цилиндров, их объем и конфигурацию. Так появились авиационные W12 и V16 с рабочим объемом в сотню литров с гаком и американские семилитровые V8 для автомобилей.… Сейчас мы не будем вдаваться в подробности и лишь констатируем, что путь этот сложный. В определенный момент большой мотор становится слишком тяжелым, а дальнейшее увеличение — нецелесообразным.
• Увеличить количество сжигаемого топлива, не наращивая объем двигателя. Действительно, почему бы с силой не загнать в цилиндры просто побольше воздуха, чтобы можно было сжечь много бензина? Тут-то на помощь приходит наддув.

Двигатель W12 разработки Volkswagen Group ставился в разные годы на Audi A8L, Volkswagen Phaeton, Volkswagen Touareg, Bentley Continental Flying Spur и другие премиум-модели. Фото: w12cars.com

Какие есть основные типы наддувов?

В основном используют два способа повысить давление на впуске выше атмосферного.

• Механический нагнетатель. На впуске стоит воздушный насос — компрессор, который приводится в движение от коленчатого вала мотора. Просто, но двигателю приходится его крутить и тратить на это часть мощности.

• Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Он представляет собой сдвоенный корпус из двух металлических «улиток», в котором на одном валу крутятся две крыльчатки. Одну из них раскручивает поток выхлопных газов, вырывающийся из выпускного коллектора. Вторая крутится, так как находится на одном валу с первой, — она «загоняет» атмосферный воздух во впускной коллектор.

Мы не будем сейчас вдаваться в достоинства и недостатки каждой из схем, а также описывать историю их создания и развития — это тема для отдельного материала. Здесь нам важно определиться, насколько наддувные моторы хороши.

Какие преимущества есть у наддувного мотора?

Высокая максимальная мощность.

Как мы уже поняли, за счет наддува можно увеличить количество сжигаемого топлива, а значит, и повысить мощность мотора при неизменном объеме. Мощность можно увеличить в разы, но обычный показатель — 20–100% для серийных двигателей.

Стабильный крутящий момент.

В обычном атмосферном моторе давление на впуске, а следовательно, и количество сжигаемого топлива меняется в зависимости от оборотов мотора. На каких-то оборотах наполнение максимально, и двигатель работает с полной отдачей. На других наполнение цилиндров хуже, и момент, развиваемый двигателем, меньше.

В современном турбомоторе наполнением цилиндра занимается турбина, а управляет турбиной электроника. Появляется возможность всегда подавать столько воздуха, сколько нужно для максимально эффективного сгорания смеси, и столько, чтобы «железо» двигателя выдержало нагрузку. Это позволяет создавать знаменитую «полку» крутящего момента. Такое название произошло от вида графика момента, который на турбомоторах действительно похож на ровную полку.

Низкий расход топлива.

Казалось бы, парадокс. Наддув позволяет впрыскивать больше топлива, но при этом обеспечивает экономичность. Каким образом? Дело в том, что рабочий объем турбомоторов меньше, и в целом они легче.

С наддувом двигатель прекрасно тянет с самых низов, а на малых оборотах меньше потерь энергии на трение и выше КПД. В результате при неспешном движении турбомотор экономичнее. А при большой нагрузке расход топлива никто не считает, не зря же есть выражение «ехать на все деньги», тем более мало кто постоянно ездит в экстремальных режимах.

На графике замера мощности и крутящего момента Skoda Fabia RS TSI видно, что в диапазоне с 2 000 до 4 500 оборотов двигатель развивает 250 ньютон-метров. Это и называется «полкой крутящего момента».

Почему люди боятся наддувных моторов?

С полной определенностью можно сказать, что двигатели с наддувом стоят на более высокой ступени эволюции, чем «атмосферники». И все-таки на сегодняшний момент большинство выпускаемых и продаваемых авто оснащены именно классическими двигателями, причем не только в «отсталой» России, но и в «просвещенной» Европе, не говоря уже про США. Почему же?

Ресурс турбин невелик.

В среднем турбина на бензиновом моторе служит максимум до 120–150 тысяч километров, а ремонт обходится недешево. Механический приводной нагнетатель в теории «неубиваем», но это умирающий вид, и там, где он применяется, о ресурсе не заботятся.

Двигатель работает в более суровых условиях.

Температура и давление в цилиндрах у наддувных моторов гораздо выше, а значит, и изнашиваются они сильнее. Это компенсируется тем, что турбодвигатели изначально строят с более высоким запасом прочности всех систем.

Впрочем, вполне справедливо, что двигатель сложнее, у него больше датчиков, больше трубопроводов, больше всего греющегося и протекающего, и любая поломка в системе управления может повредить сам мотор или турбину.

Говорят, что у турбина дает нестабильную тягу.

Действительно, на старых наддувных моторах турбина «отзывалась» не сразу — нужно было время на то, чтобы выхлопные газы раскрутили крыльчатку, и получалось то, что назвали «турболагом». Теперь, с внедрением новых технологий (о них подробнее расскажем позже), эта проблема решена. «Пуристы», поборники атмосферных двигателей утверждают, что все равно нет идеальной связи между движением педали газа и тягой, но для рядовых водителей эти тонкости будут неочевидными.

Говорят, что турбированные моторы звучат менее «благородно», чем атмосферные.

Действительно, турбина делает звук выхлопа не столь ярким и «породистым». Но в полной мере это можно отнести разве что к «большим» моторам — рядным шестеркам или V8. Их звучание признается за некий идеал, и добавление к ним турбокомпрессора резко меняет звук.

По мнению аудиофилов, «от выхлопа» звук становится нечетким и размазанным. Турбина работает как глушитель, сглаживая пики давления выхлопных газов и создавая свои собственные гармоники. Если речь об обычных рядных «четверках», то нельзя сказать, что выхлоп такого мотора изначально звучит особенно хорошо, с добавлением к нему турбины он становится тише, но вряд ли теряется уникальность.

На помощь фанатам хорошего звука мотора приходят специалисты по акустике выхлопа. Выхлопные системы современных машин, что с наддувом, что без — плод серьезной работы, и особенности звука в первую очередь зависят от качества настройки системы и пожеланий покупателя.

Почему некоторые производители спорткаров до сих пор не признают наддува?

Действительно, без турбин и нагнетателей прекрасно обходятся такие «уважаемые» автомобили, как Toyota GT86, Renault Clio RS и Honda Civic Type R. Основных причин на то несколько:

• Высокую мощность можно получить и без турбины, но при условии, что двигатель будет развивать ее только на очень высоких оборотах. Например, 201 л.с. на той же Honda Civic Type R доступны лишь при 7 800 оборотах в минуту, что очень много для негоночного мотора.
• Система наддува сильно увеличивает вес и размер маленьких моторов — ее невозможно сделать действительно компактной. Для спорткаров это немаловажно.
• Многим нравится «крутильный» характер атмосферных моторов, отсутствие всяких возможных задержек и влияния температуры воздуха, «чистота» реакций и звука.
• Во многих гоночных дисциплинах запрещены моторы с турбонаддувом, зато есть традиции форсирования атмосферных моторов.
• На «атмосферниках» — более мощное торможение двигателем под сброс газа, что заметно на малоразмерных моторах и, опять-таки, важно для спорткаров.
• В Японии и США, где в основном еще сохраняются безнаддувные «зажигалки», нет столь строгих ограничений по расходу топлива, как в Европе. Мотор с турбиной дороже, но может выдавать высокую мощность при низком расходе и на любой высоте, хоть на вершинах Альп. Мотор без турбины проще, менее требователен к обслуживанию, особенно когда очень высокая мощность не нужна, да и высоким расходом топлива и малой тягой в «негоночном» режиме можно пренебречь. И не стоит недооценивать силу традиций национального автомобилестроения.

Впрочем, мало-помалу наддув отвоевывает место под капотом спортивных автомобилей. Сначала Формула-1 отказалась от «атмосферников», а в марте 2014 года дебютировала первая в современной истории турбированная модель Ferrari — California T, которая получила «улитку» после долгого перерыва со времен 288 и F40.

Увеличение мощности своего автомобиля сейчас стало достаточно модным увлечением, превратившись в целую индустрию, где можно встретить начинающих автомобилистов, любителей автотюнинга и настоящих профи. Но перед всеми ними стоит один и тот же вопрос: «Что лучше установить турбину или компрессор?» Для не которых ответ очевиден исходя из опыта, для других же мы постараемся дать развернутый ответ, расписав все плюсы и минусы каждого.

Как говорил классик: «Поехали!»

Оба агрегата предназначены для решения одной и той же задачи – увеличения мощности работы двигателя. Но при этом они имеют разное устройство, обусловленное принципом их привода, влияющее на то, что лучше в конкретном случае. И для того, чтобы ответить, как агрегат целесообразнее использовать для тюнинга вашего автомобиля нужно знать это самое устройство.

Турбокомпрессор

Турбокомпрессор (в народе — турбина) – это весьма сложно устроенный механизм, сложный в изготовлении и ремонте, который предназначен для сжатия воздуха и нагнетания его в двигатель. Его главной отличительной чертой от компрессоров, как говорилось выше, способ привода. Турбина преобразует кинетическую энергию выхлопных газов покидающих цилиндры в механическую за счет вращения ротора.

Попытки создать рабочую серийную модель турбокомпрессора начались весьма давно, но для успеха инженерам не хватало качества материалов и уровня обработки (создание крыльчатки, требует большой точности). Однако за последние сто лет многое изменилось. Создание столь сложного агрегата не только стало возможным, но и за эти годы развитие турбонаддувов ушло далеко вперед. Изначально появилось достаточно много видов турбин, но в процессе доработки и модернизации они приобрели весьма стандартизированный вид, став внешне очень похожими.

На сегодняшний день турбины получили широкое применение и используются в различных транспортных средствах (автомобили, мотоциклы, суда и самолеты) и генераторах.

Для улучшения качества его работы вместе с ним используют интеркулер, который охлаждает воздух перед тем как он попадёт в турбину. Это делает его плотнее и защищает турбину от перегрева.

Компрессор

Компрессор – данный механизм, также предназначен для подачи сжатого воздуха в двигатель, но свой привод он осуществляет от коленчатого вала.

Существует довольно много видов компрессора, но в автомобильной промышлености в основном используют класс именуемый механический нагнетатель.

Теперь на конкретных примерах сравним турбину и компрессор.

		Компрессор	Турбокомпрессор
Способ привода		От коленчатого вала	За счет энергии отработанных газов
Прибавка к мощности	Низкие обороты
	Средние обороты
	Высокие обороты
Задержка буста		Нет. Мощность компрессора пропорциональна мощности двигателя.	Имеется незначительная задержка именуемая турбоямой.
Расход мощности двигателя для собственного привода			Нет или незначительное. Расход мощности может появится в больших турбинах, за счет появления противодавления на выпускном коллекторе.
Срок службы		Зависит от типа компрессора, но в любом случае негативно влияет на состояние коленчатого вала.	Длительный. Превышает срок службы двигателя при условии соблюдения правил эксплуатации.
Обслуживание		Каждые 10 тыс. км	Каждые 7 тыс. км
Стоимость		Средняя. Зависит от вида компрессора.	Дорогая. Зависит от двигателя.
Сложность установки		Простая. Могут справится в практически любом СТО.	Варьируется в зависимости от того, предусмотрена двигателем установка турбонаддува. Требуется специальные знания, если вы тюнингуете машину.
Расход топлива		Повышается	Понижается (при той же скорости, что у атмосферных аналогов)
КПД в зависимости от увеличения мощности двигателя

Если вы до сих пор сомневаетесь в выборе, что лучше установить турбину или компрессор, то обратитесь к специалисту, который подробно распишет все «ЗА» и «ПРОТИВ» конкретно на примере вашего автомобиля.

Во многих современных машинах от холодильника до автомобиля, от корабля до самолета используются агрегаты, называемые турбинами и компрессорами.

турбина. Каждый из них имеет свое назначение и отличия. Без них трудно представить современное машиностроение, транспорт и энергетику.

То, что называется турбиной, по сути, является беспрерывно работающим ротационным двигателем . Она представляет собой ротор или ее рабочий орган, который вращается под воздействием воды, пара или газа. В обобщенном виде их именуют рабочим телом. Такое воздействие осуществляется посредством закрепленных по окружности ротора лопаток или лопастей на которые падает поток рабочего тела. В результате кинетическая или внутренняя энергия рабочего тела преобразуется в механическую, вращая соединенные с ротором агрегаты. Сегодня турбина — обычное явление, однако только в XIX веке появились первые работоспособные образцы.

На современных турбинах имеются две главные части. Это подвижное рабочее колесо, состоящее из установленных на роторе лопаток. Именно оно напрямую создает вращение. К неподвижной части турбины относится сопловый аппарат, состоящий из лопаток, обеспечивающих рабочему телу необходимое направление потока при его воздействии на лопатки рабочего колеса. Этот поток может перемещаться вдоль или перпендикулярно валу турбины. Отдельным типом турбин выделяют турбокомпрессоры.

Для повышения эффективности турбин в условиях значительных тепловых перепадов могут создаваться турбины с несколькими контурами. Они могут иметь от одного до трех валов с разным расположением и оснащаться общим редуктором. Все турбины оснащаются регулятором безопасности, который в автоматическом режиме регулирует частоту вращения рабочего органа.

Сфера применения турбин чрезвычайно широка. Они являются составной частью приводов морских и воздушных судов, некоторых автомобилей, работают в различных гидронасосах и гидродинамических передачах. Турбины выступают приводами генераторов. вырабатывающих электрическую энергию на гидро, тепловых и атомных электростанциях. Все большее распространение получают турбинные устройства в двигателях внутреннего сгорания.

В соответствии с типом рабочего тела турбины подразделяются на паровые. газовые и гидротурбины. На их основе созданы газотурбинные и турбореактивные, турбовентиляторные двигатели. Почти все боевые корабли имеют турбинные двигательные установки. Они состоят из компрессора для нагнетания воздуха, камеры сгорания, газовой турбины и различного вспомогательного оборудования.

Зачем нужен компрессор

Для того, чтобы сжимать и транспортировать воздух и различные газы , применяется компрессор. Он приводится в действие двигателем. В соответствии со спецификой создания высокого давления и особенностями конструкции компрессоры могут быть динамическими и объемными. В первых происходит сжатие газообразного вещества за счет механической энергии на их валу. Установленные на нем лопатки гонят газ в определенном направлении и сжимают его. Компрессоры, работающие по динамическому принципу, бывают осевыми и центробежными. Это зависит от типа рабочего колеса и направления потока.

В турбокомпрессорах газ сжимается вследствие неподвижной и вращающейся решетками областей. Объемные компрессоры так называются потому, что во время работы в них меняется объем камеры, в которой сжимается газ. Это самый распространенный тип компрессоров. Основными среди них являются те, в которых происходит процесс сжатия за счет работы поршня в цилиндре, а также машины, в которых сжимающий элемент вращается. Их еще называют роторными.

Компрессоры могут иметь общее назначение или применяться в конкретных производствах. Они широко используются в химической промышленности, газотранспортных системах, в строительстве, транспорте, пищевой промышленности и других отраслях. Без компрессоров не обходятся холодильные установки. Компрессоры сжимают воздух для работы различных инструментов и установок в промышленности, сервисных службах и на стройках, для обеспечения работы. Сжимают кислород, азот, хлор и другие газы для различных нужд.

В действие они могут приводиться двигателями внутреннего сгорания и электрическими, газовыми и паровыми турбинами. Для использования в местах, где отсутствует электричество, обычно применяют дизельные компрессорные установки.

Компрессоры во время работы нагреваются и требуют охлаждения, которое бывает жидкостным или воздушным. Они могут работать стационарно или быть мобильными и портативными.

Некоторые компрессоры могут создавать не только давление и разрежение. Показателями производительности компрессоров является обычно кубометр (тысячи, миллионы кубометров) газа в единицу времени. Они зависимости от назначения, могут создавать малое, среднее, высокое и сверхвысокое давление.

В чем различия

1. Главное отличие турбины от компрессора в том, что турбина это двигатель, в котором кинетическая энергия воды, пара или газа преобразуется в механическую энергию, обеспечивающую движение иди технологические процессы. Компрессор нужен, чтобы сжимать газ и подавать его под давлением, в том числе и для работы турбины.
2. Рабочим телом в турбине может быть вода, газ или воздух. В компрессоре только газообразные вещества.
3. Мощность турбины измеряется в киловаттах или лошадиных силах. Параметром, производительности компрессора является давление, которое может указываться в паскалях или атмосферах.
4. Турбина может развивать мощность в зависимости от интенсивности подачи на ее лопатки рабочего тела. У компрессора мощность фиксированная.
5. Турбина является технически более сложным устройством, чем компрессор.

Профессионалы автомобильного мира, и простые автолюбители знают о том, что двигатель с большим рабочим объёмом, выдает бо льшую мощность по сравнению с малолитражными движками. Двигатель с малой кубатурой, не может дать автомобилю большой прирост мощности в силу своей слабости:).

Над тем, что сделать, чтобы малокубатурный двигатель давал мощности больше, задумывались давно. И вот, на заре развития авто-тюнинга, изобретатели придумали установку в двигатель дополнительного агрегата – компрессора.

Появилась возможность, задувать в камеру сгорания малокубатурного двигателя больше воздуха, что в свою очередь влечёт к обогащению топливной смеси кислородом и, как следствие, к увеличению мощности двигателя. Практически одновременно с компрессором стали использовать и турбину, все с той же целью — задуть в камеру сгорания больше кислорода и обогатить топливную смесь.

То есть цель использования турбины и компрессора одна и та же.

Забегая вперед, сразу оговоримся, что и турбина, и компрессор впоследствии зарекомендовали себя очень хорошо. Наибольшее распространение получила все же турбина, поскольку имеет более высокий КПД (коэффициент полезного действия) и позволяет экономить топливо, но и компрессоры так же используются на современных автомобилях.

Особенно эффективна турбина на дизельных двигателях, поэтому почти все современные дизельные движки имеют приставку «турбо».

В чем основное отличие турбины от компрессора?

Главное отличие турбины от компрессора в том, что в этих устройствах используются разные источники привода. Компрессор работает от вала двигателя и представляет собой отдельную, самостоятельную механическую единицу, а турбина приводится в работу энергией выхлопных газов и жестко привязана к двигателю.

Турбина, весьма эффективна для обогащения топливной смеси кислородом, но в ней, есть существенные неудобство – она стационарное устройство, требующее плотной привязки к двигателю (подвода масла под давлением). Турбина — сложное и дорогое устройство.

Компрессор гораздо проще в эксплуатации, требует минимальных усилий по обслуживанию – он независимый агрегат и этим все сказано.

Турбонаддув, весьма заманчив, но не стоит забывать, что любые турбины дорогие, из-за своих технологических характеристик: устройство сделано так, что требует дополнительных механизмов, например выпускной коллектор. В настройке она под силу только специалисту высокого уровня, который в состоянии чутко настроить работу для обеспечения оптимального состава топливной смеси.

Компрессор же удобен тем, что его настройка по силам любому человеку мало-мальски разбирающемуся в карбюраторах. Он достаточно легко настраивается посредством топливных жиклеров.

Для сравнения ещё один пункт: турбина вместе с установкой в двигатель Вам обойдётся не меньше 500 условных единиц, когда как компрессор стоит всего 150 условных единиц. Прирост мощности от такого тюнинга составляет в районе 20-30 % от начальной мощности двигателя.

Есть и еще одна очень существенная разница в работе этих устройств, которая так же может оказать влияние на выбор, что установить на автомобиль, турбину или компрессор…

Эта разница в том, в каком диапазоне оборотов двигателя работает устройство. И тут очевидно, что в этом компоненте компрессор будет выигрывать у турбины, поскольку компрессор может выполнять свою функцию даже на низких оборотах двигателя.

Турбине же требуется высокое давление выхлопных газов, которые образовываются только после достижения двигателем определенных оборотов. Раньше турбины начинали свою работу только с 4000 об/мин, но современные турбины значительно эффективнее и могут работать эффективно при более низких оборотах.

Что означает эта разница в работе компрессора и турбины? Автомобиль с компрессором будет значительно эффективнее разгоняться с самого старта. Автомобиль же с турбиной начинает разгон не очень шустро (наблюдается эффект турбоямы), но при достижении определенных оборотов следует резкий подхват и ускорение.

Какие из всего этого можно сделать выводы? Если Вы большой любитель скорости – а, вероятно, таких авто владельцев большинство, – смело устанавливайте компрессор в двигатель вашего авто, если у вас бензиновый двигатель. Если же у вас дизель, то, пожалуй, лучше использовать турбину.

Как выглядит турбина в двигателе автомобиля

Главная » Разное » Как выглядит турбина в двигателе автомобиля

Как выглядит и где находится автомобильная турбина

Двигатель является одним из наиболее важных компонентов автомобиля, а для его эффективной работы и максимальной производительности устанавливается турбина. Как выглядит и где находится автомобильная турбина? Для раскрытия данной темы понадобятся следующие тезисы:

1. Зачем нужна турбина для автомобиля.
2. Как выглядит турбина.
3. Где найти турбину в машине.

Для чего нужна автомобильная турбина

Автомобильная турбина вместе с компрессором является одним из компонентов, необходимых для активации так называемого турбонагнетателя (турбонаддува). Это устройство служит для увеличения объема воздуха внутри двигателя, повышения его производительности и мощности при движении автомобиля. В частности, турбина представляет собой горячую сторону турбокомпрессора и активируется благодаря горячим выхлопным газам автомобиля. Её коллега, компрессор, напротив, представляет собой холодную сторону, выполняющую поглощение воздуха, который потом сжимается.

Автомобильная турбина

Турбина используется для сбора кинетической энергии и энтальпии (термодинамического потенциала), создаваемых газами, а затем для её преобразования в механическую энергию, которая используется для приведения в действие рабочего колеса компрессора. Последний сжимает воздух и поставляет его во впускной коллектор, таким образом, обеспечивая цилиндры двигателя возрастанием объема воздуха и, следовательно, большей мощностью для автомобиля.

Внешний вид автомобильной турбины

Часто автомобильные турбины называют «улитками». И в самом деле, внешний вид турбины напоминает моллюска. Но, в отличие от медлительной улитки, турбина способна внутри себя отработать мощную энергию для высокой производительности авто. Если рассматривать современную турбину с компрессором, но данный агрегат состоит из двух «улиток», одна проводит отработанные газы, а вторая прокачивает воздух в цилиндры. Но в комплексе система называется «турбонаддув», и состоит из множества деталей.

Автомобильная турбина в разрезе

Основным компонентом турбины с нагнетателем, который выполняет главную функцию, является крыльчатка с лопатками. Она вращается на высокой скорости до 200 000 оборотов в минуту, и действует как компрессор, закачивая поток воздуха в камеру турбины. Далее воздух сжимается, и уменьшается его объем. Но по законам физики, сжатый воздух способен нагреваться. И тут инженеры продумали отличное решение – использовали принцип промежуточного охлаждения воздуха.

Так появилась деталь под названием «интеркулер». Он стал теплообменником, охлаждающим воздух благодаря хладагенту. Интеркулер также увеличивает мощность мотора до 20%, и предотвращает детонацию выхлопного газа.

Система турбонаддува

Если ли разница между турбиной в дизельном и бензиновом двигателе? Её практически нет. Главное отличие – это степень наддува. В дизельных двигателях необходимо большое давление, и по этой причине в них более мощные нагнетатели воздуха. Бензиновые двигатели оснащены нагнетателями меньшей мощности, поскольку высокое давление в камере сгорания способно привести к детонации.

Где расположена турбина в авто

Где находится турбина в машине? Всё очень просто – «улитку» легко распознать и найти встроенной в сам двигатель. Как правило, двигатели современных автомобилей оснащены турбонаддувом. Все дизельные и спортивные автомобили обязательно со встроенными турбинами, ибо без них невозможно развить необходимую мощность для пробега.

Турбина в двигателе автомобиля (“улитка”)

Если в заводской модели авто есть турбокомпрессор, владельцу не нужно будет беспокоиться о каких-либо дополнительных деталях, потому что двигатель транспортного средства уже разработан для обработки мощности, генерируемой турбиной. В случае отсутствии турбины в машине, лучше обратиться к специалисту, который поможет выбрать подходящую модель турбины под двигатель и модель авто.

Читайте также: Что такое турбинованный двигатель – описание и преимущества.

4 Различия между современными и старыми автомобильными двигателями

Задумывались ли вы когда-нибудь, в чем разница между старыми и новыми автомобильными двигателями? Как и в случае с любой технологией, эффективность и сложность постепенно улучшаются, как и следовало ожидать. Как оказалось довольно много.

Несмотря на то, что базовая концепция остается относительно неизменной, современные автомобили со временем претерпели ряд небольших улучшений. В следующей статье мы сосредоточимся на 4 интересных примерах.

Давайте посмотрим под капотами времени, не так ли?

Если это не сломано, не чините это

Основные принципы самых первых автомобилей все еще используются сегодня. Одно из главных отличий заключается в том, что современные автомобили являются результатом необходимости повышения мощности двигателей и, в конечном итоге, эффективности использования топлива. Частично это было давление рынка со стороны потребителей, а также более крупные рыночные силы.

Может быть полезно подумать об аналогии между волком и собакой. Они имеют одно и то же наследие, имеют схожие характеристики, но в современном пригороде было бы непросто, а другой процветал бы.

Прежде чем мы начнем, мы дадим краткий обзор того, как работает двигатель внутреннего сгорания.

Герой Александрийского раннего парового двигателя. Источник: Research Gate

Двигатель внутреннего сгорания, по сути, берет такой источник топлива, как бензин, смешивает его с воздухом, сжимает и зажигает его. Это вызывает серию небольших взрывов, которые, в свою очередь, приводят в движение поршни вверх и вниз. Эти поршни прикреплены к коленчатому валу, который переводит возвратно-поступательное линейное движение поршней во вращательное движение, поворачивая коленчатый вал.Коленчатый вал, в свою очередь, передает это движение через трансмиссию, которая передает мощность на колеса автомобиля. Просто верно?

Ну, это намного сложнее, чем вы ожидаете.

Вот простое объяснение основ:

Интересно, что преобразование возвратно-поступательного усилия во вращательное усилие не является чем-то новым. Очень ранний паровой двигатель был разработан героем Александрии в 1-м веке нашей эры (на фото выше).

Предполагается, что даже более старые устройства коленчатого вала были созданы во времена династии Хань в Китае.

1. Современные двигатели более эффективны

Сжигание топлива, как и бензина, не особенно эффективно. Из всей потенциальной химической энергии в нем около , 14-30%, превращается в энергию, которая фактически движет автомобиль. Остальное теряется на холостом ходу, паразитных потерях, жаре и трении.

Современные двигатели прошли долгий путь, чтобы выделять как можно больше энергии из топлива.Например, технология прямого впрыска не позволяет предварительно смешивать топливо и воздух до достижения цилиндра, как старые двигатели. Скорее, топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры. Это дает около 1% улучшения .

Турбокомпрессоры используют выхлопные газы для питания турбины, которая выталкивает дополнительный воздух (то есть больше кислорода) в цилиндры для дальнейшего повышения эффективности до 8% . Изменение фаз газораспределения и деактивация цилиндров дополнительно повышают эффективность, позволяя двигателю использовать столько топлива, сколько ему действительно нужно.

2.

Максимальная мощность

Как однажды сказал Джереми Кларксон: «В настоящее время все дело в MPG, а не в MPH», или, возможно, это был не он.

Современные автомобили лучше экономят топливо, они также намного мощнее.

Например, Chevrolet Malibu 1983 года имел 3,8-литровый V-6 двигатель мог извергать 110 лошадиных сил . Для сравнения, версия 2005 года имела 2,2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель мощностью 144 лошадиных сил. Не слишком потертый.

3. Размер это все, или это?

Этот привод, не рассчитанный на каламбур, для повышения эффективности двигателей также со временем уменьшил свои размеры. Это не совпадение. Производители автомобилей узнали, что вам не нужно делать что-то большее, чтобы сделать его более мощным.

Все, что вам нужно сделать, это заставить объект работать умнее. Та же самая технология, которая сделала двигатели более эффективными, имела побочный эффект от их уменьшения.

Грузовики Ford F-серии являются отличным примером.F-150 имел две версии в 2011 году. 3,5-литровый V-6 двигатель, который генерирует 365 лошадиных сил и 5,0-литровый V-8 , который генерирует 360 лошадиных сил .

Хорошо, вы могли бы сказать, но разве не было 6,2-литрового V-8 , который давал 411 лошадиных сил р? Почему, да, но факт, что V-6 двигатель может почти конкурировать с большим V-8 по мощности, говорит о многом.

4. Уход от старого

Современные двигатели также являются результатом постепенной замены механических частей на электронные.Это связано с тем, что электрические детали, как правило, менее подвержены износу, как механические.

Они также требуют менее частой настройки, как таковой. Такие детали, как насосы, все чаще заменяются электронными, а не их аналоговыми предками.

Карбюраторы заменены корпусами дросселей и электронными системами впрыска топлива. Распределители и крышки были заменены независимыми катушками зажигания, контролируемыми ЭБУ. Кроме того, датчики контролируют все, более или менее.

Вы также можете утверждать, что новые автомобили менее безопасны.

Последнее слово

Хотя на базовом уровне современные и старые автомобильные двигатели работают по одному и тому же принципу, современные двигатели претерпели много постепенных улучшений с течением времени. Основной движущей силой была борьба за эффективность, а не за власть. Хороший набор побочных эффектов привел к тому, что современные двигатели стали относительно более мощными и в целом меньше. Постоянно растущая зависимость от электронных систем управления и мониторинга постепенно заменяет аналоговые, в лучшую или в худшую сторону.

В целом современные автомобильные двигатели более эффективны, меньше, относительно мощнее, умнее и менее подвержены неизбежным механическим повреждениям. С другой стороны, ремонт и обслуживание теперь являются более высококвалифицированным и трудоемким делом. Если цена за повышение эффективности — это увеличение принятия сложности, только вы можете быть судьей.

Через: Team-BHP, HowStuffWorks

. Системы охлаждения, впуска и запуска двигателя — Системы охлаждения и запуска двигателя

Система охлаждения в большинстве автомобилей состоит из радиатора и водяного насоса. Вода циркулирует через проходы вокруг цилиндров, а затем проходит через радиатор, чтобы охладить его. В некоторых автомобилях (особенно Volkswagen Beetles до 1999 года), а также в большинстве мотоциклов и газонокосилок двигатель вместо этого охлаждается воздухом (двигатель с воздушным охлаждением можно определить по ребрам, которые украшают наружную поверхность каждого цилиндра, чтобы помочь рассеивать тепло. ). Воздушное охлаждение делает двигатель легче, но теплее, что, как правило, сокращает срок его службы и общую производительность.

Итак, теперь вы знаете, как и почему ваш двигатель остается крутым. Но почему циркуляция воздуха так важна? У большинства автомобилей безнаддувный , что означает, что воздух проходит через воздушный фильтр и прямо в цилиндры. Высокопроизводительные и современные экономичные двигатели имеют либо с турбонаддувом , либо с наддувом , что означает, что воздух, поступающий в двигатель, сначала находится под давлением (чтобы в каждый цилиндр можно было вдавливать больше смеси воздуха и топлива) для повышения производительности.Количество наддува называется , наддува . Турбонагнетатель использует небольшую турбину, прикрепленную к выхлопной трубе, чтобы вращать турбину сжатия во входящем потоке воздуха. Нагнетатель прикреплен непосредственно к двигателю для вращения компрессора.

Поскольку турбонагнетатель повторно использует горячий выхлоп для вращения турбины и сжатия воздуха, он увеличивает мощность двигателей меньшего размера. Таким образом, потребляющий топливо четырехцилиндровый двигатель может вырабатывать мощность, которую можно ожидать от шестицилиндрового двигателя, в то же время экономя топливо на 10-30 процентов.

Увеличение производительности вашего двигателя — это здорово, но что именно происходит, когда вы поворачиваете ключ, чтобы запустить его? Пусковая система состоит из электродвигателя стартера и соленоида . Когда вы поворачиваете ключ зажигания, стартер вращает двигатель на несколько оборотов, чтобы начать процесс сгорания. Для вращения холодного двигателя требуется мощный мотор. Стартер должен преодолеть:

• Все внутреннее трение, вызванное поршневыми кольцами
• Давление сжатия любых цилиндров, которые находятся в такте сжатия
• Энергия, необходимая для открытия и закрытия клапанов с распределительным валом
• Все остальные вещи, непосредственно связанные с двигателем, такие как водяной насос, масляный насос, генератор переменного тока и т. д.

Поскольку требуется так много энергии и потому, что в автомобиле используется электрическая система на 12 вольт, в стартер должны поступать сотни ампер электроэнергии. Электромагнит стартера — это, по сути, большой электронный переключатель, который может выдерживать такой большой ток. Когда вы поворачиваете ключ зажигания, он активирует соленоид для питания двигателя.

Далее мы рассмотрим подсистемы двигателя, которые поддерживают то, что входит (масло и топливо) и что выходит (выхлоп и выбросы).

,

Как работает двигатель?

Вы уже знаете, что завести автомобиль так же просто, как повернуть ключ, но задумывались ли вы когда-нибудь, что на самом деле происходит под капотом?

Когда ваше тело нуждается в топливе, вы кормите его пищей. Когда вашему автомобилю нужно топливо, вы «кормите» его бензином. Точно так же, как ваше тело превращает пищу в энергию, автомобильный двигатель превращает газ в движение. Некоторые более новые автомобили, известные как гибриды, также используют электричество от батарей, чтобы помочь двигать транспортное средство.

Процесс преобразования бензина в движение называется «внутренним сгоранием».«Двигатели внутреннего сгорания используют небольшие контролируемые взрывы, чтобы генерировать мощность, необходимую для перемещения вашего автомобиля во всех местах, куда ему нужно ехать.

Если вы создадите взрыв в крошечном замкнутом пространстве, таком как поршень в двигателе, в качестве расширяющегося газа выделяется огромное количество энергии. Типичный автомобильный двигатель создает такие взрывы сотни раз в минуту. Двигатель использует энергию и использует ее для движения вашего автомобиля.

Взрывы заставляют поршни в двигателе двигаться. Когда энергия от первого взрыва почти закончилась, происходит другой взрыв.Это заставляет поршни двигаться снова. Цикл продолжается снова и снова, давая машине мощность, необходимую для движения.

Автомобильные двигатели используют четырехтактный цикл сгорания. Четыре такта — впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Удары повторяются снова и снова, генерируя энергию. Давайте подробнее рассмотрим, что происходит во время каждой фазы цикла сгорания.

Впуск: Во время цикла впуска впускной клапан открывается, и поршень движется вниз. Это начинает цикл с подачи воздуха и газа в двигатель.

Сжатие: Когда начинается цикл сжатия, поршень перемещается вверх и выталкивает воздух и газ в меньшее пространство. Меньшее пространство означает более мощный взрыв.

Сжигание: Затем свеча зажигания создает искру, которая зажигает и взрывает газ. Сила взрыва заставляет поршень отступить.

Выхлоп: Во время последней части цикла выпускной клапан открывается для выпуска отработанного газа, образовавшегося в результате взрыва.Этот газ подается в каталитический нейтрализатор, где он очищается, а затем через глушитель, прежде чем покинуть автомобиль через выхлопную трубу.

,

---

Смотрите также

• Как покрасить царапину на автомобиле своими руками
• Как клеить пленку виниловую на автомобиль
• Как быстро зарегистрировать автомобиль
• Как закрепить в автомобиле детскую люльку
• Как устроен автомобиль для детей
• Как в налоговой снять автомобиль с учета
• Как управлять автомобилем с механической
• Как перевозить в автомобиле новорожденного
• Как заряжать аккумулятор автомобиля полностью разряженный
• Как приклеить тонировочную пленку на стекло автомобиля
• Как проверить под залогом ли автомобиль

почему турбо лучше, чем обычный? Чем отличается турбонаддув от нагнетателя

Новые автомобили все реже оснащаются двигателями без наддува, благо турбины позволяют развивать большую мощность при малом объеме. Российские водители, тем не менее, относятся к турбомоторам с опаской. И очень зря.

Турбированные и атмосферные двигатели — в чем разница?

Разница в том, каким образом в цилиндры двигателя поступает воздух.

• Атмосферный мотор

Воздух идет сам туда, где ниже давление. У атмосферного мотора воздух идет в цилиндры под действием создаваемого на такте впуска разрежения — поршень опускается и втягивает за собой воздух. Проще не бывает.

• Наддувный мотор

Чтобы нагнать в цилиндры больше воздуха, в помощь разнице давлений приходит принудительный наддув. Грубо говоря, на впуске ставят «большой вентилятор». О конструкции таких систем поговорим вкратце чуть ниже.

Зачем двигателю нужен наддув?

Чтобы повысить мощность двигателя, нужно сжечь в нем больше топлива — зависимость простая. А вот чтобы сжечь больше топлива, нужно подать в цилиндры много воздуха, почти по кубометру на каждый литр бензина. Вопрос лишь в том, как заставить его это сделать? Основных способов два:

• Увеличить объем. Это напрашивается само собой, и долгое время конструкторы шли этим путем: увеличивали количество цилиндров, их объем и конфигурацию. Так появились авиационные W12 и V16 с рабочим объемом в сотню литров с гаком и американские семилитровые V8 для автомобилей.… Сейчас мы не будем вдаваться в подробности и лишь констатируем, что путь этот сложный. В определенный момент большой мотор становится слишком тяжелым, а дальнейшее увеличение — нецелесообразным.
• Увеличить количество сжигаемого топлива, не наращивая объем двигателя. Действительно, почему бы с силой не загнать в цилиндры просто побольше воздуха, чтобы можно было сжечь много бензина? Тут-то на помощь приходит наддув.

Двигатель W12 разработки Volkswagen Group ставился в разные годы на Audi A8L, Volkswagen Phaeton, Volkswagen Touareg, Bentley Continental Flying Spur и другие премиум-модели. Фото: w12cars. com

Какие есть основные типы наддувов?

В основном используют два способа повысить давление на впуске выше атмосферного.

• Механический нагнетатель. На впуске стоит воздушный насос — компрессор, который приводится в движение от коленчатого вала мотора. Просто, но двигателю приходится его крутить и тратить на это часть мощности.

• Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Он представляет собой сдвоенный корпус из двух металлических «улиток», в котором на одном валу крутятся две крыльчатки. Одну из них раскручивает поток выхлопных газов, вырывающийся из выпускного коллектора. Вторая крутится, так как находится на одном валу с первой, — она «загоняет» атмосферный воздух во впускной коллектор.

Мы не будем сейчас вдаваться в достоинства и недостатки каждой из схем, а также описывать историю их создания и развития — это тема для отдельного материала. Здесь нам важно определиться, насколько наддувные моторы хороши.

Какие преимущества есть у наддувного мотора?

Высокая максимальная мощность.

Как мы уже поняли, за счет наддува можно увеличить количество сжигаемого топлива, а значит, и повысить мощность мотора при неизменном объеме. Мощность можно увеличить в разы, но обычный показатель — 20–100% для серийных двигателей.

Стабильный крутящий момент.

В обычном атмосферном моторе давление на впуске, а следовательно, и количество сжигаемого топлива меняется в зависимости от оборотов мотора. На каких-то оборотах наполнение максимально, и двигатель работает с полной отдачей. На других наполнение цилиндров хуже, и момент, развиваемый двигателем, меньше.

В современном турбомоторе наполнением цилиндра занимается турбина, а управляет турбиной электроника. Появляется возможность всегда подавать столько воздуха, сколько нужно для максимально эффективного сгорания смеси, и столько, чтобы «железо» двигателя выдержало нагрузку. Это позволяет создавать знаменитую «полку» крутящего момента. Такое название произошло от вида графика момента, который на турбомоторах действительно похож на ровную полку.

Низкий расход топлива.

Казалось бы, парадокс. Наддув позволяет впрыскивать больше топлива, но при этом обеспечивает экономичность. Каким образом? Дело в том, что рабочий объем турбомоторов меньше, и в целом они легче. С наддувом двигатель прекрасно тянет с самых низов, а на малых оборотах меньше потерь энергии на трение и выше КПД. В результате при неспешном движении турбомотор экономичнее. А при большой нагрузке расход топлива никто не считает, не зря же есть выражение «ехать на все деньги», тем более мало кто постоянно ездит в экстремальных режимах.

На графике замера мощности и крутящего момента Skoda Fabia RS TSI видно, что в диапазоне с 2 000 до 4 500 оборотов двигатель развивает 250 ньютон-метров. Это и называется «полкой крутящего момента».

Почему люди боятся наддувных моторов?

С полной определенностью можно сказать, что двигатели с наддувом стоят на более высокой ступени эволюции, чем «атмосферники». И все-таки на сегодняшний момент большинство выпускаемых и продаваемых авто оснащены именно классическими двигателями, причем не только в «отсталой» России, но и в «просвещенной» Европе, не говоря уже про США. Почему же?

Ресурс турбин невелик.

В среднем турбина на бензиновом моторе служит максимум до 120–150 тысяч километров, а ремонт обходится недешево. Механический приводной нагнетатель в теории «неубиваем», но это умирающий вид, и там, где он применяется, о ресурсе не заботятся.

Двигатель работает в более суровых условиях.

Температура и давление в цилиндрах у наддувных моторов гораздо выше, а значит, и изнашиваются они сильнее. Это компенсируется тем, что турбодвигатели изначально строят с более высоким запасом прочности всех систем.

Впрочем, вполне справедливо, что двигатель сложнее, у него больше датчиков, больше трубопроводов, больше всего греющегося и протекающего, и любая поломка в системе управления может повредить сам мотор или турбину.

Говорят, что у турбина дает нестабильную тягу.

Действительно, на старых наддувных моторах турбина «отзывалась» не сразу — нужно было время на то, чтобы выхлопные газы раскрутили крыльчатку, и получалось то, что назвали «турболагом». Теперь, с внедрением новых технологий (о них подробнее расскажем позже), эта проблема решена. «Пуристы», поборники атмосферных двигателей утверждают, что все равно нет идеальной связи между движением педали газа и тягой, но для рядовых водителей эти тонкости будут неочевидными.

Говорят, что турбированные моторы звучат менее «благородно», чем атмосферные.

Действительно, турбина делает звук выхлопа не столь ярким и «породистым». Но в полной мере это можно отнести разве что к «большим» моторам — рядным шестеркам или V8. Их звучание признается за некий идеал, и добавление к ним турбокомпрессора резко меняет звук.

По мнению аудиофилов, «от выхлопа» звук становится нечетким и размазанным. Турбина работает как глушитель, сглаживая пики давления выхлопных газов и создавая свои собственные гармоники. Если речь об обычных рядных «четверках», то нельзя сказать, что выхлоп такого мотора изначально звучит особенно хорошо, с добавлением к нему турбины он становится тише, но вряд ли теряется уникальность.

На помощь фанатам хорошего звука мотора приходят специалисты по акустике выхлопа. Выхлопные системы современных машин, что с наддувом, что без — плод серьезной работы, и особенности звука в первую очередь зависят от качества настройки системы и пожеланий покупателя.

Почему некоторые производители спорткаров до сих пор не признают наддува?

Действительно, без турбин и нагнетателей прекрасно обходятся такие «уважаемые» автомобили, как Toyota GT86, Renault Clio RS и Honda Civic Type R. Основных причин на то несколько:

• Высокую мощность можно получить и без турбины, но при условии, что двигатель будет развивать ее только на очень высоких оборотах. Например, 201 л.с. на той же Honda Civic Type R доступны лишь при 7 800 оборотах в минуту, что очень много для негоночного мотора.
• Система наддува сильно увеличивает вес и размер маленьких моторов — ее невозможно сделать действительно компактной. Для спорткаров это немаловажно.
• Многим нравится «крутильный» характер атмосферных моторов, отсутствие всяких возможных задержек и влияния температуры воздуха, «чистота» реакций и звука.
• Во многих гоночных дисциплинах запрещены моторы с турбонаддувом, зато есть традиции форсирования атмосферных моторов.
• На «атмосферниках» — более мощное торможение двигателем под сброс газа, что заметно на малоразмерных моторах и, опять-таки, важно для спорткаров.
• В Японии и США, где в основном еще сохраняются безнаддувные «зажигалки», нет столь строгих ограничений по расходу топлива, как в Европе. Мотор с турбиной дороже, но может выдавать высокую мощность при низком расходе и на любой высоте, хоть на вершинах Альп. Мотор без турбины проще, менее требователен к обслуживанию, особенно когда очень высокая мощность не нужна, да и высоким расходом топлива и малой тягой в «негоночном» режиме можно пренебречь. И не стоит недооценивать силу традиций национального автомобилестроения.

Впрочем, мало-помалу наддув отвоевывает место под капотом спортивных автомобилей. Сначала Формула-1 отказалась от «атмосферников», а в марте 2014 года дебютировала первая в современной истории турбированная модель Ferrari — California T, которая получила «улитку» после долгого перерыва со времен 288 и F40.

Давайте вместе разберемся, что лучше турбина или компрессор? Еще со школы нам знакомо, что чем меньше агрегат, тем меньшую мощность он способен выдать (в силу своих характеристик). Но как сделать обратное? Вот эта вот проблема длительное время изнуряла инженеров.

Выход нашелся спустя многие годы в виде установки дополнительного «гаджета» в мотор, который назывался компрессор. Теперь можно было «заливать» в камеру сгорания большее кислорода и тем самым повышая давление в поршне, что ведет к увеличению мощности.

Наряду с компрессором, начали активно использовать и турбину, назначение которой сводилось к обогащению топлива. Получается и то и другое имеют одну и ту же цель?! Да, но есть небольшая разница, о которой немного позже.

Сфера применения и особенности эксплуатации

Что лучше турбина или компрессор? Для полноценного ответа давайте разберем оба устройства по частям.

Конструктивно турбина – это двигатель, который находится постоянно в движении за счет преобразования энергии жидкости или пара в механическую. Сразу необходимо сказать, что механизмы привода у обоих совсем разные.

Компрессор питается от коленвала движка и имеет автономную единицу, а турбина газами от выхлопного коллектора и не имеет автономности.

Турбина сама по себе устройство дорогое и конструктивно очень сложна в виду подвода маслопроводов и необходимости устанавливать в двигатель. Компрессор же полностью автономен и не имеет привязки к движку.

Турбину может настроить только специально обученный высококвалифицированный специалист, а для компрессора достаточно человека разбирающегося . Так как весь процесс настройки связан с жиклерами.

Разница в цене ощутима: за турбину хорошего качества выложите около 550 баксов, а компрессор всего лишь 200, а мощность в процентном соотношении одинаковая, от 15 до 25% максимально. Дополнительно необходимы будут затраты на установку и налаживание агрегата в автосервисе.

Разница оборотов

Одно важное отличие от остальных это, то что компрессор может работать на низких и минимальных оборотах, а турбина вовсе нет. Как правило, для нее необходимы обороты от 3500 об/мин. для создания давления. Но компрессор не способен экономно расходовать топливо. При разгоне эффективность компрессора будет видна не так долго как хотелось бы. Турбина начинает работать немного позже, так как замечается «яма» при старте, но после небольшого разгона все исчезает.

Итог: если вы приверженец скорости и у вас бензиновый двигатель – смело ставьте компрессор и радуйтесь жизни, если дизель – то только турбину.

Компрессор призван постоянно подавать смесь для воспламенения , но влияет на потерю мощности, чего не скажешь о «сестре». Для поддержания работоспособности турбины, необходимо раз или два появляться в автосервисе для диагностики, в противном случае получите неработающую систему.

Для турбины необходима установка дополнительного охладителя – интеркулера (см. статью — » «), так как поток воздуха имеет высокую температуру.

Установка дополнительного радиатора также приносит сложности в плане поиска места для монтажа. КПД компрессора несколько меньше, чем у турбины.

Сейчас преимущественное большинство владельцев переходят от прожорливых и громоздких авто к миниатюрным и экономичным (см.

Перед тем, как говорить на тему – нужно больше узнать о том, как повышается мощность. Как известно, двигатель внутреннего сгорания функционирует с помощью воздушно-топливной смеси, что воспламеняется в цилиндрах и там сгорает. В состав смеси входят – воздух и бензин, которые попадают к двигателю/ коллектору таким образом:

• Топливо. Подается с помощью специального насоса по топливопроводах;
• Воздух же никоим образом не нагнетается, только засасывается двигателем через воздушный фильтр. Обратите внимание, если фильтр грязный – тогда мощность резко падает, а расходы растут.

Что же делают турбина и компрессор? Оба устройства начинают шибко нагнетать воздух в цилиндры, что очень хорошо влияет на мощность.

Так чем отличается компрессор от турбины ?

Что такое компрессор

Далеко не все автовладельцы знают, что такое компрессор и чем турбина отличается от компрессора . Итак, компрессор – это механический нагнетатель воздуха, который вешается возле двигателя, при этом не вмешиваясь в его строение. На сегодняшний день, есть три типа компрессора: винтовой, роторный и центробежный.

Понять, что лучше компрессор или турбина , поможет перечень всех плюсов и минусов компрессора.

Преимущества компрессора:

• Компрессор эффективно нагнетает воздух и повышает мощность на 10%;
• Устройство отметилось своей надежностью и прочностью конструкции;
• Не требует особого ухода;
• Не препятствует работе и не вмешивается в строение двигателя;
• Отсутствует дефект «турбо-яма»;
• Не работает при высоких температурах;
• Компрессор можно установить собственноручно;
• Не нуждается в масле, что используется для смазки двигателя.

Недостатки:

• Не обладает такой производительностью, как турбина;
• Является устаревшей моделью, поэтому на большинстве автомобилей снята с производства.

Обычно компрессор устанавливается на ременную передачу от коленвала двигателя, а это значит, что производительность зависит от оборотов: малые обороты – малая производительность, большие обороты – высокая. Следовательно, нагнетание воздуха компрессором, так же как и производительность, является ограниченным.

Турбина – что єто?

Турбина – механический нагнетатель воздуха, однако в отличие от компрессора, турбина работает при высоких температурах, преимущественно 700-800 градусов °C. Также, турбина функционирует на выхлопных газах и вмешивается в строение двигателя, смазывая агрегат маслом.

Принцип работы турбины

Принцип работы устройства заключается в следующем – на такте выпуска выходят все отработанные газы по специальному каналу к глушителю. Эти газы раскручивают горячее колесо турбины, что расположена на одном валу с холодным. В свою очередь холодное колесо начинает сильно вертеться и этим самым можно получить около 200-240 000 оборотов за минуту.

Преимущества турбины над турбокомпресором:

• Высокий уровень производительности по сравнению с компрессором;

Недостатки:

• Использует масло двигателя, что предназначено для смазывания и отвода излишней температуры;
• Низкий ресурс. Часто после 300 00 км нуждается в ремонте;
• Большие расходы масла. В нормальном состоянии турбины на бензиновых двигателях затрачивают до 1 л/10 000 км;
• Применение турбины довольно часто является причиной вытягивания цепи;
• Достаточно непросто и рискованно устанавливать самостоятельно, если єто не предусмотрено производителем.

Турбина или компрессор – в чем разница? Компрессор работает на ременном приводе от коленвала агрегата, турбина – от отработанных газов, врезается в глушитель и смазывается маслом.

Что лучше компрессор или турбина?

Прежде всего, следует обратить внимание на производителя. В конце концов, сегодня уже никто и не занимается изготовлением и выпуском компрессоров, только турбины. Так как, турбина есть действительно очень производительным агрегатом, который способен повысить мощность на 30-40%. Однако, не следует забывать про дорогое обслуживание и довольно частые диагностики, а также замену масла.

Если вам не нужна такая высокая производительность, и вы можете обойтись 7-10 процентами мощности, то выгоднее приобрести компрессор. К тому же, его вы сможете установить самостоятельно, этим самым сэкономив и повысив мощность на 10%.

Таким образом, сопоставив все за и против, вы сможете решить для себя – что лучше турбина или компрессор .

С установленными турбонаддувом или турбокомпрессором называют в просторечье «турбодвигателями «, «турбированными моторами » и подобными названиями, где, главным образом, фигурирует часть «турбо». Турбрированный двигатель производит гораздо больше мощности в общем зачёте при том же режиме работы, чем аналогичный двигатель без турбонаддува или компрессора.

Типичный дополнительный (к стандартному атмосферному давлению) импульс давления, подаваемый турбокомпрессором или нагнетателем в цилиндры, составляет примерно от 0,4 до 0,55 бар (или почти столько же атмосфер). При нормальном атмосферном давлении в 1 атмосфер Вы можете видеть, что двигатель таким образом получает дополнительно приблизительно на 50 процентов больше воздуха. Таким образом, можно было бы ожидать получить 50-процентное увеличение мощности двигателя, не правда ли? Но подаваемый под давлением воздух, к сожалению, не настолько эффективен, хотя, впрочем, получить 30-процентный прирост мощности — это нормально для современных автомобилей. Давайте теперь перейдём к главному вопросу: чем отличается турбонаддув от турбокомпрессора?

Ключевое различие между турбокомпрессором и турбонагнетателем заключается в системе питания каждого из них. Согласитесь, ведь что-то должно сжимать и затем поставлять сжатый воздух в двигатель, для чего требуется дополнительная энергия! В обоих случаях питанием служит крутящееся движение с вентилятором, который и нагнетает воздух в двигатель. В случае с турбокомпрессором кручение передаётся через ременной привод, который подключается непосредственно к двигателю. Он получает вращение также как, к примеру, генератор . Турбонаддув, с другой стороны, получает питание от потока выхлопных газов: выхлопы проходят через турбину, вращая её, оказывая давление на лопасти, а турбина, в свою очередь, вращает компрессор. Вот чем отличается турбокомпрессор от турбонагнетателя!

Слева: турбокомпрессор, справа: турбонаддув

Есть свои недостатки, преимущества и компромиссы в обеих системах. В теории турбонаддув является более эффективным, так как он приводится в движение с помощью «впустую» расходующейся энергии потока выхлопных газов в качестве своего источника питания. С другой стороны, турбонагнетатель вызывает некоторое количество обратного давления в выхлопной системе и стремится обеспечить гораздо меньший импульс, пока двигатель работает на низких оборотах. С третьей стороны, турбонагнетатели значительно проще в установке, но, как правило, автомобили с турбонагнетателями стоят дороже.

Основное различие турбины и компрессора — это принцип работы. Турбина приводится в движение отработанными выхлопными газами, в то время как компрессор раскручивается самим двигателем, от чего его также называют механическим нагнетателем. Именно с особенностями работы и связаны преимущества и недостатки двух устройств, устанавливающихся с целью увеличения производительности силового агрегата.

Более простой по своей конструкции компрессор чаще всего вращается ременным приводом от двигателя. Наиболее распространенные центробежные нагнетатели при помощи крыльчатки прогоняют воздух через свой корпус и отправляют его через впускной коллектор в цилиндры, чем и добавляют двигателю мощности. Главное достоинство такого типа нагнетателя — это постоянная работа, вне зависимости от оборотов мотора. Кроме того среди плюсов можно выделить неприхотливость работы, более низкую стоимость по сравнению с турбиной, относительную легкость монтажа и широкий ассортимент в выборе.

К минусам можно отнести ограниченную мощность и более низкий процент КПД при одновременном увеличении расхода топлива, так как мотор будет тратить дополнительную энергию на привод компрессора. rnrnБолее сложный турбонагнетатель состоит из двух крыльчаток. Первая крыльчатка крутится за счет выхлопных газов и через вал обеспечивает движение второй, которая и всасывает воздух. Основное преимущество данного устройства в том, что оно обладает большим процентом КПД и позволяет значительно увеличить мощность силового агрегата, при этом его расход топлива останется неизменным.

Самый же главный недостаток заключается в наличии так называемого турболага или турбоямы, при котором на низких оборотах работа турбины не ощущается. Связано это с тем, что низкий поток выхлопных газов не способен достаточным образом раскрутить крыльчатку, а потому воздух либо не всасывается, либо всасывается в недостаточном объеме. Дороговизну и сложность конструкции также можно отнести к недостаткам турбонагнетателей. Особенности конструкциями турбины также является необходимость использования качественного масла, постоянный контроль его уровня и своевременная замена. После работы, особенно долгой или в режиме повышенных оборотов, турбированный двигатель требует минутного отдыха на холостых оборотах.

В настоящее время автопроизводители научились совмещать компрессоры и турбины в одном двигателе, где их симбиоз позволяет избавиться от эффекта турбоямы.

Кроме того для борьбы с этим недостатком могут использоваться две или более турбины разных размеров (малые работают на низких оборотах, а большие — на высоких) и турбины с изменяемой геометрией.

В чем разница между компрессором и турбиной?

5 мая 2022 г. от администратора Другая машина a, и, между, автомобили, компрессор, разница, в, есть, турбина, что

Двигатели, в которых не используются компрессоры (или турбины), называются прямоточными воздушно-реактивными двигателями; эти устройства должны полагаться на сжатие воздуха только на входе и.

Обратите внимание на охлаждающие каналы. Система подшипников турбокомпрессора кажется простой по конструкции, но она играет ключевую роль в ряде важных функций. К числу других отличий компрессора от турбины в автомобилях относятся: контроль радиального и осевого перемещения вала и колес и минимизация потерь на трение в подшипнике.

Системам подшипников уделяется большое внимание из-за их влияния на трение в турбонагнетателе и его влияние на эффективность использования топлива двигателем. За исключением некоторых крупных турбонагнетателей для тихоходных двигателей, подшипники, поддерживающие вал, обычно располагаются между колесами в выступающем положении.

Такая гибкая конструкция ротора гарантирует, что турбонагнетатель будет работать выше своей первой и, возможно, второй критической скорости и, следовательно, может подвергаться воздействию динамических условий ротора, таких как завихрение и синхронная вибрация.

Основы турбонагнетателя

Уплотнения расположены на обоих концах корпуса подшипника. Эти уплотнения представляют собой сложную конструктивную проблему из-за необходимости поддерживать низкие потери на трение, относительно большие перемещения вала из-за зазора в подшипнике и неблагоприятных градиентов давления при некоторых условиях.

Эти уплотнения в первую очередь служат для предотвращения попадания всасываемого воздуха и выхлопных газов в центральный корпус. Таким образом, они в первую очередь предназначены для герметизации центрального корпуса, когда давление в центральном корпусе ниже, чем во впускной и выпускной системах.

Эти уплотнения не предназначены для использования в качестве основного средства предотвращения утечки масла из центрального корпуса в выхлопную и воздушную системы. Похожие Какой компрессор используется в газотурбинной установке? Какой тип компрессора используется в газотурбинной установке?

Пояснение: Многоступенчатый осевой компрессор представляет собой компрессор, который используется на практике в газотурбинной установке. Связанные Какова функция турбины? Вкратце, цель турбины состоит в том, чтобы преобразовывать доступную энергию в жидкость, которая входит в нее, для выработки электрической энергии. По своему замыслу турбина расширяет поступающую в нее жидкость, уменьшая ее давление или даже уменьшая ее внутреннюю энергию2.

Похожие Что такое турбина и как она работает? Работа, производимая турбиной, может использоваться для выработки электроэнергии в сочетании с генератором. Похожие Как работает ветряная турбина? Ветряные турбины работают по простому принципу: вместо того, чтобы использовать электричество для создания ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для производства электричества.

Ветер вращает пропеллерные лопасти турбины вокруг ротора, который вращает генератор, вырабатывающий электричество. Связанные Что делает турбина в реактивном двигателе?

Турбина. Секция турбины представляет собой еще одну серию вращающихся лопастей, которые приводятся в движение воздухом под высоким давлением, выходящим из камеры сгорания. Лопасти турбины ловят быстрый воздушный поток и вращаются, приводя в движение вращающийся вал, который вращает вентилятор и компрессор в передней части двигателя.

В чем разница между турбодвигателем и компрессором?

30 августа, связанные Почему глохнет компрессор на турбине? Заклинивание компрессора происходит, когда существует дисбаланс между подачей и потребностью в воздушном потоке; другими словами, степень сжатия, несовместимая с числом оборотов двигателя. Когда это происходит, плавный поток воздуха прерывается, и внутри турбины создаются турбулентность и колебания давления. Связанные Что такое секция турбины? Турбинная секция газотурбинного двигателя расположена позади или ниже по потоку от камеры сгорания.

В частности, он находится непосредственно за выпускным отверстием камеры сгорания.

В чем разница между компрессором и турбиной?

Турбина в сборе состоит из двух основных элементов: входного направляющего аппарата турбины и лопаток турбины. Газовой турбине нужны компрессор, турбина и камера сгорания. Газовая камера сгорания сжигает топливо в воздухе под высоким давлением, который подается компрессором.

Турбина расширяет этот высокотемпературный воздух под высоким давлением и выпускает его в окружающую среду. Существенным отличием конструкции турбокомпрессора является то, что источником тепла для турбины служит поршневой двигатель, а не камера сгорания.

Одной из лучших частей моей работы является работа с лучшими производителями автомобилей по всему миру в разработке и создании прототипов турбокомпрессоров для транспортных средств, которые движутся по дорогам общего пользования или высокоскоростным гоночным трассам. Индустрия автогонок проложила путь многим автомобильным достижениям, которые позже были адаптированы для более коммерческого использования. Они называются двигателями с турбонаддувом и дебютировали в гоночном сезоне Формулы-1 F1.

В некоторых случаях электрический генератор может также служить двигателем, чтобы обеспечить более мгновенную подачу энергии на транспортное средство и помочь устранить плавный пуск, который часто наблюдается у транспортных средств, пытающихся слишком быстро разогнаться до того, как турбина скорость.

Turbo Tech: разница между A/R от 0,83 до 1,01 с GTX3076R Gen II Turbo

G30-Turbine-Housing

Вы когда-нибудь задумывались, что означает этот номер A/R на турбокомпрессоре? Почему один со стороны компрессора, а другой со стороны турбины и что все это значит? Эта запись здесь, чтобы объяснить разницу, которую A / R оказывает на производительность, и показать данные наложения динамического графика для мощности и крутящего момента, чтобы проанализировать, как изменения влияют на реакцию двигателя.

Что такое A/R?

A/R означает площадь по радиусу. Он определяется как площадь поперечного сечения на входе (или, для корпусов компрессоров, на выходе), деленная на радиус от осевой линии турбонаддува до центра тяжести этой области. Хм?

A/R Упрощенный: В качестве примера представьте себе A/R как соломинку, через которую вы пытаетесь пустить воздух. Чем меньше A/R, тем меньше диаметр соломинки или прохода воздуха. Если вы возьмете кофейную соломинку и попытаетесь продуть через нее воздух, вы быстро достигнете пределов потока по объему и скорости прохождения воздуха через соломинку. Возможно, вы также заметили давление в щеках, так как не могли достаточно быстро пропустить воздух через соломинку. Говоря о турбо, мы называем это обратным давлением, которое может быть очень плохо для двигателя, особенно в стремлении к большей мощности. Поиск способа уменьшить противодавление в двигателе помогает увеличить поток с холодной стороны двигателя (впуск) на горячую сторону (выхлоп). Больше потока = больше лошадиных сил. Теперь представьте тот же пример с соломинкой большего диаметра. Большой воздушный канал соломинки может пропускать больше воздуха, и вы можете легче выдохнуть без сильного давления (противодавления) на щеки. Это очень похоже на то, как двигатель и турбонаддув работают вместе. Двигатель производит выхлопной воздух, который проходит через корпус турбины и приводит в движение колесо в сборе. Таким образом, выбор правильного размера A/R для корпуса турбины очень важен для достижения оптимальной производительности вашей сборки.

Спонсируемый компанией Garrett гонщик Time Attack Крис Бурсма провел аналогичный тест на своей 1,9-литровой Honda Civic. Крис использовал турбодвигатель GTX3076R Gen II с разделенным корпусом V-диапазона .83 A/R, который выдавал 600 л.с. и 400 фут/фунт крутящего момента. Этот корпус также обеспечивает хорошую мощность в среднем диапазоне и отклик на треке. Для получения полной информации о сборке Civic Криса нажмите на эту ссылку.

 

Команда решила перейти на корпус турбины 1.01 A/R, чтобы увеличить мощность, поскольку автомобили конкурентов производили от 50 до 100 л.с. больше, чем они. К счастью, замена корпуса турбины проста и не требует замены трубопровода коллектора, если вы остаетесь с тем же впускным фланцем, поэтому Бурсма решил, что стоит попробовать, чтобы увидеть, как все это работает.

 

Перейдя на более крупный корпус турбины 1,01 A/R, Boersma увеличила мощность до 50 л.с. и крутящий момент до 75 футофунтов! Был компромисс при переходе катушки в корпус большего размера. Глядя на динамометрический график, вы можете видеть, что большее соотношение A/R изменило форму кривых мощности и крутящего момента. Полная шпуля перемещена с 5250 об/мин до почти 6000 об/мин , и они смогли повысить мощность в диапазоне оборотов.

Вы можете видеть, что форма графика отличается в зависимости от размера корпуса. Корпус .83 A/R имел гораздо более плавный переход к мощности, тогда как 1. 01 A/R имеет более крутую кривую, что приводит к гораздо более агрессивному ощущению на трассе. Вы также можете увидеть, как кривая мощности 0,83 A/R опускается в конце тяги, что может указывать на ограничения объема воздуха в этом корпусе и необходимость использования большего A/R.

Ответ Boersma на треке

Boersma говорит: «Как водитель я должен был изменить способ вождения с большим корпусом, иначе вы могли бы оказаться в ситуации, когда шины хотели сорваться на этом переходе. указать на власть. В целом, мы обнаружили, что корпус большего размера лучше всего подходит для больших быстрых трасс, где меньше поворотов на низкой скорости. С нашим ограниченным ECU у нас не было возможности контролировать наддув на более низких передачах или иметь в нашем распоряжении контроль тяги, что сделало бы эту настройку намного более эффективной на более низкой скорости».

«Кроме того, благодаря корпусу 1.01 A/R GTX3076R Gen II ощущается и работает как его брат GTX35. Глядя на наш график с турбонаддувом GTX3582R Gen II с корпусом .83 A/R этого года, вы действительно можете увидеть, насколько близкими выглядят диапазоны мощности. GTX3582R Gen II все еще немного позже наматывается, но разница довольно небольшая, однако она способна вырабатывать гораздо больше энергии и нести эту мощность еще выше, — говорит Крис».

Вкратце

В целом наши эксперименты с различными корпусами показали нам, что меньшие турбины действительно могут быть эффективными для создания большей мощности, но всегда есть компромисс, и иногда имеет смысл использовать большую турбину с меньшим корпусом, чем меньшую турбину с более крупный корпус. Для получения полной информации о сборке Civic Криса нажмите на эту ссылку.

 

Дополнительные примеры

Важно отметить, что каждая настройка двигателя будет реагировать по-разному. Вы можете увидеть аналогичный тест с Garrett G25-660 и .72 A/R против .9.2 корпуса A/R на видео Abandoned STI Speed ​​Academy. В этом примере корпуса турбин не имели столь существенного значения.

 

Роб Дам показывает разницу в корпусе турбины на своем 3-роторном RX7.

Роб проверяет разницу между корпусом турбины 1,44 A/R и корпусом турбины 1,15 A/R на своем RX7. Результаты помогают снизить обратное давление с минимальным влиянием на отклик наддува.

 

Знаете ли вы, что сертификаты Garrett можно получить бесплатно? Получите сертификат Garrett уже сегодня с помощью Installer Connect

Если вы когда-нибудь задавались вопросом: «Что такое турбокомпрессор?», «Как работает турбокомпрессор?», «Как установить турбокомпрессор?» или пройти сертификацию по установке

узнать больше

 

Делиться:

о конструкции газотурбинного двигателя и крутящем моменте

　

Газовая турбина является разновидностью внутреннего сгорания двигатель, который извлекает энергию непосредственно из сгоревшего горячего газа. Главный отличие от паровой турбины в том, что мощность напрямую вырабатывается из сгоревшего газа, а не из пара, кипящего сгоревшим газом.
Дизельные двигатели и бензиновые двигатели хорошо известны движущая сила, обычно используемая вокруг нас, и газотурбинные двигатели могут не знакомый нам. Но всем известный реактивный двигатель является своего рода газовой турбиной и большинство вертолетов и винтовых самолетов приводятся в движение газовой турбиной, за исключением для некоторых мелких типов. Другие транспортные средства, такие как Jetfoil, высокоскоростной корабль, большинство культов, таких как эсминцы и крейсеры, приводятся в движение газом. двигатель с турбиной. В производстве электроэнергии газовая турбина является основным источником энергии, особенно в аварийного назначения и крупной энергетической установки. Совсем недавно система когенерации для подачи тепла и электроэнергии распространяется в удобстве магазин, больница и газовая турбина становятся для нас все более и более привычными.

Как это работает

Газовая турбина требует очень точного производственный процесс, но его основной компонент прост.

 На приведенной выше схеме показаны три основных компонентов, компрессора, камеры сгорания и турбины. Компрессор обычно состоит из цилиндра в форме сердечника с множеством прикрепленных лопастей вентилятора. рядами Вращение этих лопастей вентилятора с высокой скоростью сжимает воздух и отправить его в камеру сгорания. В камере сгорания топливо впрыскивается в сжатый воздух и загорелся. Затем сгоревший горячий газ высокого давления поступает в секция турбины, вращает турбину и выхлопной газ выпущено в атмосферу. Компрессор и турбина соединены напрямую и поворачиваться как единое целое.
Большая часть энергии, вырабатываемой турбиной, используется для вращения компрессор и остаточная мощность могут использоваться для привода генератора или насоса. В реактивный двигатель, остаточная мощность используется в качестве тяги.
Поскольку эта газовая турбина имеет один вал в одном двигателе, она называется «одновальный газотурбинный двигатель». Этот тип газовой турбины не может вращаться на низкой скорости, потому что низкая скорость вращения компрессора не может производить сжатый воздух под высоким давлением, что приводит к возгоранию поломка и глохнет двигатель. Так одновальная газовая турбина обычно применяется для производства электроэнергии, где не требуется регулируемая скорость.

В следующей схеме турбина разделена на две часть, каждая из которых может вращаться независимо. Компрессор и левая турбина вращаются как единое целое, и правая турбина вращается свободно.

Следовательно, выходной вал может остановиться во время двигатель работает и может запускаться на нулевой скорости, может вращаться на любой скорости. Эта газовая турбина имеет два отдельных вала и поэтому называется «двухвальной». газовая турбина» или «газовая турбина со свободным валом». Даже если выход вал остановлен, газогенератор (компрессорно-турбинная установка) может вращаться при полная скорость, газ под высоким давлением непрерывно подается и создается крутящий момент. Этот тип газовой турбины имеет высокий крутящий момент при низком скорость и сравнительно высокий КПД на низкой скорости, поэтому он подходит для приводить в движение автомобили и поезда.

 

В этом разделе показано соотношение крутящий момент-скорость. особенность газовой турбины.

На следующей схеме синяя линия показывает соотношение между скоростью вращения и крутящим моментом двухвального газа турбина. Реальный двигатель имеет несколько больший крутящий момент на низких оборотах, но приближается к прямой линии. Кривая красного цвета показывает зависимость между обороты и мощность двигателя.
Вертикальная ось представляет собой крутящий момент или мощность в процентах, а горизонтальная ось это частота вращения двигателя в процентах. В точке (100 100) двигатель обеспечивает наилучшие производительность. На этом графике показано, что когда частота вращения двигателя снижается до 60 %, крутящий момент двигателя увеличивается на 140 %, а когда частота вращения двигателя снижается до 40%, крутящий момент двигателя увеличивается на 160%. Если вы автомобильный орех и заинтересованы в автомобильной технике, вы будете рваться к этому двигателю.

Поскольку мощность двигателя является произведением крутящего момента и скорость, мощность двигателя сравнительно поддерживается на низкой скорости. В Скорость двигателя 40%, мощность 60% сохраняется.
Этот символ выгоден для железнодорожных приложений, где большие тяговое усилие незаменимо при старте или малой скорости. Дизели и Ванкели, используемые в настоящее время в автомобилях, не имеют этого, и у них есть почти постоянный крутящий момент независимо от частоты вращения двигателя. Это означает, что когда двигатель скорость уменьшается, мощность двигателя уменьшается, как показано на следующей схеме.

Для этих двигателей требуется механическое или электрическое преобразователь крутящего момента для преодоления этого дефекта. Как упоминалось выше, два вал газовой турбины имеет функцию встроенного гидротрансформатора и даже Возможна одноступенчатая механическая трансмиссия с прямым приводом. На японском национальные железные дороги, Киха 391 прототип с турбинным двигателем был изготовлен и оснащен без крутящего момента. преобразователя, а в других округах у некоторых паровозов с турбиной не было гидротрансформатор или электрическая трансмиссия.

　Неисправность двухвальной газовой турбины что увеличение его компонента и веса. Одновальная газовая турбина прост, так как выходной вал соединен с высокоскоростным вращающимся компрессор, имеет большую инерцию вращения, что приводит к хорошему стабильность скорости вращения. Это очень эффективно в производство электроэнергии, где постоянная скорость важна для поддержания частота. Следующая схема иллюстрирует взаимосвязь между крутящим моментом и скорость одиночного вала. Он очень отличается от двух валов двигатель, и это кажется очень неуместным для вождения транспортных средств.

　

Прочие характеристики

Самая отличительная особенность газовых турбин от Поршневые двигатели внутреннего сгорания — это количество газа, которое необходимо обработаны в том же объеме двигателя. Газовая турбина может обрабатывать большое количество газа в небольшом двигателе, что приводит к очень высокой удельной мощности. Ты можешь представить 500 кг газотурбинный двигатель объемом 2 кубических метра обеспечивает мощность 5000 л.с. ? В дизеле двигатель, размер будет таким же, как у большого грузовика. Даже современный электродвигатель мощностью 300 кВт, используемый в Синкансэн весит около 300 кг.

Эта картинка показывает газотурбинный двигатель мощностью 25000 кВт. Вы можете угадать размер двигателя, сравнивая человека, стоящего рядом с ним. Двигатель мощность 25000кВт, а не 2500кВт, и это не максимум выход, это непрерывный номинальный выход. Это гораздо мощнее чем общий набор поездов Синкансэн серии 500, состоит из 16 движущиеся автомобили. Для достижения этой цели производительность с другими двигателями, он будет размером со здание. Реактивный двигатель, используемый в «Джамбо «Джет» такой же большой. Вы можете настаивать на том, что двигатель «Джамбо» намного больше, но поскольку турбовентиляторный двигатель имеет большой воздушный винт вокруг сердечник двигателя, сам сердечник двигателя очень мал. Следующей особенностью газовой турбины является то, что она может использовать в качестве топлива многие легковоспламеняющиеся газы и жидкости. За например, бензин, дизельное топливо, керосин, спирт, природный газ, водород. Регенеративные виды топлива, такие как спирт и метан в последнее время привлекают значительное внимание, и газовая турбина хорошо подходят им.

Следующая особенность заключается в том, что газовая турбина может создавать большой крутящий момент на низкой скорости. Как упоминалось выше, это важная функция для управления транспортными средствами, которая устраняет сложные передачи и увеличивает ускорение. Следующая схема иллюстрирует это преимущество. Это сравнение крутящего момента и выходной мощности танковый дизель с турбонаддувом и трехвальная газовая турбина демонстрируя высокий крутящий момент газовой турбины при преимуществе низкой скорости.

Недавно высокая эффективность и легкий вес доступна электрическая трансмиссия, и это преимущество исчезает далеко в системе привода автомобиля, но удобно там, где простота и легкий вес являются важным фактором.

Следующее, что газовая турбина не вибрирует и не так шумно. Газовая турбина в основном производит высокочастотный шум и легко снижается глушителем. С другой стороны, дизельный двигатель производит много низкочастотного шума с сильной вибрацией и делает его трудно уменьшить шум. Вы можете ощутить эту разницу, когда кататься на реактивном самолете. Реактивное крыло с турбинным приводом не подвержено вибрации и менее шумно, но дизельная лодка сильно шумит и вибрирует. Турбина реактивный двигатель с двигателем хорошо заглушен, производит шум около 90-100 дБ на недалеко от корабля. Учитывая уровень выходной мощности 8000 л.с., можно сказать, что это бесшумный автомобиль. С другой стороны, Испытательный вагон японской национальной железной дороги с турбинным двигателем и прямым приводом Kiha391, выпуска начала 70-х был намного шумнее, что и производило шум более 120 дБ при запуске на полной мощности.

Другой особенностью является то, что газовая турбина потребляет меньше смазочного масла, чем поршневой двигатель, и не требует большого система охлаждения.
Обычно поршневые двигатели плохо запускаются в холодную погоду, но газовая турбина в таком состоянии легко заводится и долго работает на холостом ходу разогревать.
Газовая турбина экологически более безопасна, чем другие внутренние двигатель внутреннего сгорания. Когда дизельный поезд отправляется на станции, станция будет заполнен ядовитым сине-белым или черным дымом, и вы можете быть трудно видеть и дышать. Представьте себе аэропорт, забитый дизельным топливом. приводятся в действие большие самолеты, и вокруг будет сильное загрязнение воздуха. аэропорт.

Что такое дефекты?

Самая серьезная проблема в том, что газовая турбина потребляет много топлива, особенно в малом двигателе. При работе в при частичной нагрузке КПД серьезно снижается. При полной нагрузке немного газа турбины могут быть более экономичными, чем некоторые высокоскоростные дизельные двигатели. но это не так при частичной нагрузке.
На следующем графике показана взаимосвязь между интенсивностью нагрева и мощностью сила.

Когда выходная мощность снижается на 30%, тогда скорость нагрева почти удваивается.

На следующем графике показано изменение теплового КПД тепловоза и газотурбовоза класса 5000 л.с. Функция выходной мощности двигателя. Этот класс газовых турбин классифицируется поскольку средний размер и его эффективность частичной нагрузки относительно хороши, но еще хуже по сравнению с тепловозом особенно на малых Лошадиные силы.

И что еще хуже, газовая турбина потребляет больше топлива, чем другие поршневые двигатели на холостом ходу. Как упоминается выше, компрессор должен постоянно вращаться с высокой скоростью, чтобы обеспечить эффективное сжатым воздухом для поддержания работы двигателя на холостом ходу. 　Когда газовая турбина на холостом ходу турбина крутится на скорости 60% и более. Например, класс 1000 л.с. газовая турбина должна крутиться со скоростью свыше 10000 об/мин, а если двигатель заглушить на холостом ходу в течение одного часа он израсходует более 40 кг топлива, это количество быть в четыре раза и более, чем у дизеля.
Это не так серьезно для высокоскоростных железных дорог, где долгое время Крейсерская скорость на высокой скорости является обычным явлением, и требуется большая крейсерская мощность. Но в обычном железнодорожном приложении время выбега намного больше, чем питание время приводит к плохой экономии топлива. В плохих условиях расход топлива может быть вдвое больше, чем у дизель-поезда. В американском тяжелом режиме грузовой поезд, предполагается, что работа газовой турбины класса 5000 л.с. увеличит расход топлива на 25% по сравнению с дизельным двигателем.

Другой аспект высокого расхода топлива заключается в том, что низкоскоростная работа газовой турбины ухудшает эффективность использования топлива. Такое случается даже в двухвальной газовой турбине, несмотря на высокий крутящий момент на малых оборотах. Турбина разработана для обеспечения наилучшей производительности при определенных условиях. скорость. Это называется «расчетной точкой». Когда турбина вращение с этой скоростью, а затем осевая нагрузка увеличивается, вращение скорость будет уменьшаться и уравновешивать скорость из-за уменьшения скорости турбины увеличивает его крутящий момент. При этом количество потребляемого топлива не сдача. Это отличительная разница между турбиной и Поршневой двигатель. В поршневом двигателе одинаковое количество топлива расходуется при каждом взрыве и тогда расход топлива пропорционален скорость вращения двигателя. Но газовая турбина сплошная двигатель внутреннего сгорания и количество впрыскиваемого топлива не зависит от скорость двигателя. Если крутящий момент турбины удваивается на половине скорости, проблема, но поскольку КПД турбины ухудшается при частоте вращения за пределами расчетной точки, крутящий момент турбины увеличивается не вдвое, а примерно в 1,5 раз. Это означает, что на этой скорости происходит потеря 25%.

Высокая стоимость двигателя также имеет значение барьер для железнодорожных приложений. Массовое производство газовых микротурбин может иметь конкурентное преимущество перед другими поршневыми двигателями, но 5000 л.с. стоимость газовой турбины класса в три-четыре раза выше, чем у сопоставимого дизельный двигатель. Эта стоимость примерно равна полной стоимости тепловоз.

Высокая скорость вращения турбины требует сложная коробка передач с тяжелым редуктором. Двигатели среднего класса крутятся 10000 до 20000 об/мин и малый класс свыше 100000 об/мин. Но недавнее продвижение технология высокоскоростного генератора позволила генератору соединить непосредственно к валу турбины, что приводит к очень легкому весу генератора установлен.

Газовые турбины поглощают много воздуха и выматывать много. Следовательно, глушитель и воздушный фильтр занимают много места. и это может повлиять на пространство салона или грузовое пространство.

Газ турбинам требуется чистый воздух для поддержания эффективности использования топлива, потому что если компрессор лопатки загрязняются, КПД компрессора снижается и общее снижается эффективность. В самолетах, которые летают, такой проблемы нет. большая высота, но на суше или на море двигатели должны поглощать воздух, богатый частицами.