Что такое турбонаддув в автомобиле: Турбонаддув в автомобиле: принцип работы

Содержание

Что такое турбонаддув — Международный Водительский Центр

Пожалуй, не найдется такого человека, кто хотя бы раз в жизни не видел автомобиль с приставкой “турбо”. Производители будто намеренно делают эту надпись незаметной, чтобы обыватель прошел мимо. А вот человек знающий обязательно остановится и заинтересуется машиной. Ниже мы расскажем, почему так происходит.

Инженеры-конструкторы (с тех пор, как существует эта профессия) ломают головы над тем, как увеличить мощность двигателя. Согласно законам физики мощность двигателя непосредственно зависит от количества топлива, сжигаемого за один рабочий цикл. Чем больше топлива сгорает, тем выше мощность.

Кислород требуется для сжигания топлива. Так что это не топливо, а топливовоздушная смесь, что сгорает в цилиндрах. Смешивать топливо с воздухом необходимо в правильных пропорциях. Например, смесь для бензиновых двигателей состоит из одной части топлива и 14-15 частей воздуха в зависимости от режима работы, состава топлива и других факторов.

Как видно, требуется много воздуха. При увеличении подачи топлива нам потребуется также увеличить и подачу воздуха. Обычные двигатели втягивают его в себя из-за разницы давлений в цилиндре и в атмосфере. Зависимость в этом случае прямая — чем больше объем цилиндра, тем больше кислорода будет попадать в него на каждом цикле. По такому пути пошли американцы, чьи автомобили знамениты огромными двигателями с неуемным “аппетитом”. Но есть ли способ закачать больше воздуха в тот же объем?

Есть, и он был изобретен Готтлибом Вильгельмом Даймлером. Итак, этот немец прекрасно разбирался в моторах, и еще в 1885 году изобрел способ закачивать в них больше воздуха. Ему пришла в голову идея использовать для этих целей нагнетатель, который представлял собой вентилятор (компрессор), который вращался непосредственно за счет вала двигателя и закачивал сжатый воздух в цилиндры.

Швейцарский инженер и изобретатель Альфред Й. Бюхи превзошел всех. Он отвечал за разработку дизельных двигателей в компании братьев Зульцер, и ему абсолютно не нравился тот факт, что двигатели были большими и тяжелыми и развивали небольшую мощность. Он также не хотел забирать энергию у двигателя, чтобы вращать приводной компрессор. Поэтому в 1905 году г-н Бюхи запатентовал первый в мире нагнетатель, который использовал энергию выхлопных газов в качестве источника питания. Проще говоря, он изобрел турбонаддув.

Идея умного швейцарца до гениальности проста. Выхлопные газы вращают лопастное колесо точно так же, как ветра вращают крылья мельницы. Единственная разница — размеры колеса небольшие, а лопастей много. Лопастное колесо называется ротором турбины и установлено на одном валу с колесом компрессора. Таким образом, условно турбонагнетатель можно разделить на две части — ротор и компрессор. Ротор вращается благодаря выхлопным газам, а подключенный к нему компрессор закачивает дополнительный воздух в цилиндры, выполняя функцию “вентилятора”. Вся эта замысловатая конструкция называется турбонагнетателем (от латинского “turbo” — вихрь и “compressio” — сжатие).

В двигателе с турбонаддувом воздух, поступающий в цилиндры, зачастую необходимо еще дополнительно охлаждать. В таком случае его давление можно повысить, закачав в цилиндр больше кислорода. Холодный воздух (уже находящийся в цилиндре двигателя внутреннего сгорания) сжать легче, чем горячий.

Воздух, который проходит сквозь турбину, нагревается за счет сжатия, а также от деталей турбонаддува, нагреваемых выхлопными газами. Воздух, подаваемый в двигатель, охлаждается с помощью промежуточного охладителя. Это радиатор, установленный на воздушном пути от компрессора к цилиндрам двигателя. Проходя через него, он отдает свое тепло атмосфере. А у холодного воздуха плотность выше, что означает, что в цилиндр можно закачать еще больше воздуха.

Чем больше выхлопных газов поступает в турбину, тем быстрее она вращается и чем больше дополнительного воздуха заходит в цилиндры, тем выше мощность. Эффективность этого решения по сравнению, например, с приводным нагнетателем в том, что на “самообслуживание” наддува уходит ничтожно мало энергии двигателя — 1,5 %. Ротор турбины получает энергию от выхлопных газов не за счет их замедления, а за счет охлаждения — после турбины выхлопные газы все еще быстрые, но температура их более низкая. Более того, свободная энергия, которую тратят на сжатие воздуха, повышает эффективность двигателя. А возможность получать большую мощность при меньшем рабочем объеме означает меньшие потери на трение, меньший вес двигателя (и автомобиля в целом). Все это делает автомобили с турбонаддувом более экономичными по сравнению с атмосферными аналогами той же мощности. Но есть и подводные камни.

Во-первых, скорость вращения турбины может достигать 200 тысяч оборотов в минуту, а во-вторых, температура накаливания достигает 1000°C! Что же это значит? А то, что изготовить турбокомпрессор, способный выдерживать такие большие нагрузки в течение длительного времени, дорого и сложно.

Поэтому турбонаддув получил широкое признание только в период Второй мировой войны да и исключительно в авиации. В 50-х годах американской компании Caterpillar удалось адаптировать его к своим тракторам, а мастера из Cummins спроектировали первые турбодизели для своих грузовиков. Турбомоторы появились на серийных легковых автомобилях еще позже. Это произошло в 1962 году, когда почти одновременно были выпущены Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza.

Сложность и дороговизна конструкции — отнюдь не все недостатки. Дело в том, что КПД турбины сильно зависит от частоты вращения двигателя. На малых скоростях объем выхлопных газов невелик, ротор вращается плохо, а компрессор почти не запускает дополнительный воздух в цилиндры. Поэтому бывает так, что мотор вообще не работает меньше чем на трех тысячах оборотов в минуту, и только потом, после четырех-пяти тысяч, он что называется “выстреливает”. Это явление называется турбоямой.

Последовательная схема турбонаддува помогает практически полностью избавиться от запаздывания турбонаддува. На низких оборотах двигателя работает небольшой малоинерционный турбонагнетатель, усиливающий тягу на “низах”, а второй, больший, включается на высоких оборотах с увеличением давления выхлопных газов. В прошлом веке на Porsche 959 применялся последовательный турбонаддув, а сегодня, например, турбодизели BMW и Land Rover устроены по такой схеме. В бензиновых двигателях Volkswagen роль небольшой “электростанции” играет нагнетатель привода.

В прямоточных двигателях часто используется одинарный турбонагнетатель с двумя спиралями и двойным рабочим устройством. Каждая из спиралей заполнена выхлопными газами из разных групп цилиндров. Но в то же время оба подают газы в одну турбину, эффективно вращая ее как на низких, так и на высоких скоростях.

Но все же чаще встречается пара одинаковых турбонаддувов, которые обслуживают отдельные группы цилиндров параллельно. Типичная схема для V-образных турбодвигателей, где каждый агрегат имеет свой собственный нагнетатель. Хотя двигатель V8 от M GmbH, который дебютировал на BMW X5 M и X6 M, оснащен поперечным выпускным коллектором, благодаря чему компрессор с двумя спиралями получает выхлопные газы из цилиндров разных блоков, которые работают в противоположной фазе.

Также можно повысить эффективность работы турбонагнетателя во всем диапазоне скоростей за счет изменения геометрии рабочей части. В зависимости от частоты вращения внутри спирали вращаются специальные лопасти, и форма сопла меняется. В результате получается эдакая “супертурбина”, которая прекрасно работает во всем диапазоне скоростей. Многие ученые вынашивали эти идеи на протяжении многих лет, но реализовать их удалось совсем недавно. Более того, сначала на дизельных двигателях появились турбины с изменяемой геометрией, к счастью, температура газов там значительно ниже. А Porsche 911 Turbo стал первым бензиновым автомобилем, который испытал такую турбину на себе.

Конструкцию турбомоторов доработали давным-давно. В последние годы интерес к ним серьезно возрос. Турбонагнетатели оказались перспективными не только с точки зрения форсирования двигателя, но и с позиции повышения эффективности и чистоты выхлопа. Это особенно касается дизельных двигателей. Сегодня почти каждый дизель имеет приставку “turbo”. В то же время установка турбины на бензиновые двигатели позволяет превратить обычный с виду автомобиль в настоящую “бомбу”.

Оригинальная статья на сайте ДРАЙВ: https://www.drive.ru/technic/4efb330200f11713001e3303.html

Что такое турбонаддув, как работает, плюсы, минусы

Содержание

Турбонаддув – это особая система, в работе которой задействована энергия отработанных газов. Известна науке она уже более 100 лет, так как была запатентована в США Альфредом Бюхи еще в 1911 году.

Сейчас турбонаддув считается наиболее эффективным методом
повышения мощности двигателя автомобиля (неважно, бензинового или дизельного).
Помимо этого, он способствует снижению токсичности выхлопных газов и уменьшению
расхода топлива. Однако назвать такую систему идеальной тоже нельзя, так как
она имеет свои недостатки и накладывает на водителя некоторые дополнительные
обязательства.

Как устроена система турбонаддува

Система турбонаддува включает в себя такие основные узлы,
как:

турбокомпрессор – служит для повышения давления;
интеркулер (жидкостный или воздушный радиатор) – служит для снижения температуры сжатого воздуха, что способствует увеличению его плотности и повышению давления;
предохранительный клапан – служит для защиты системы от резких скачков давления;
регулятор давления наддува, который может быть оснащен пневматическим или электрическим приводом – служит для регулировки давления.

В системе имеется также входной коллектор, патрубки и прочие
детали.

Принцип работы автомобильного двигателя с турбонаддувом

Механизм работы системы довольно прост. Он наглядно показан на схеме.

Включая турбонаддув, вы запускаете в моторе авто следующие
процессы:

выхлопные газы из двигателя автомобиля подаются на турбину, придавая ей импульс вращения;
с турбины крутящий момент передается компрессору;
компрессор засасывает воздух и производит его сжатие;
сжатый воздух проходит через интеркулер, охлаждаясь и уплотняясь при этом;
сжатый охлажденный воздух подается на цилиндры двигателя.

Тем, кому знаком принцип работы классического двигателя внутреннего сгорания, понятен смысл подачи дополнительного воздуха в цилиндры. Ведь в цилиндры подается воздушно-топливная смесь в строго определенном соотношении. И обычно, для того чтобы увеличить мощность двигателя, приходится изменять конструкцию – увеличивать объем цилиндров.

Включая турбоподдув в автомобиле, можно добиться увеличения
мощности двигателя при тех же объемах. Происходит это за счет подачи
уплотненного (сжатого) воздуха.

Плюсы и мунусы турбонаддува

Достоиствами применения турбонаддува считаются:

Возможность увеличения мощности двигателя авто без изменения его объема и массы.
Снижение показателей расхода топлива.

Недостатки двигателя с турбонаддувом:

Более интенсивный износ деталей и механизмов.
Необходимость применения специальных сортов масла.
Строгое соблюдение сроков и рекомендаций по техническому обслуживанию.
Снижение общей надежности двигателя за счет включения в систему дополнительных элементов (турбокомпрессора и пр.).

Каким должно быть масло для турбонаддува

Масло в двигателях с турбонаддувом работает в более жестких условиях. Поэтому продукт, предназначенный для обычных атмосферных агрегатов, в этом случае не подходит.

Масло для турбированных бензиновых двигателей – это отдельная
группа ГСМ. Марки, подходящие для конкретного автомобиля, обычно указываются производителем
в руководстве по эксплуатации транспортного средства. В эту категорию входят
лишь дорогие синтетические масла.

Нужно также помнить, что машина, у которой двигатель оснащен
турбоподдувом, возлагает некоторые дополнительные обязательства на своего
владельца. Такое авто нужно обязательно прогревать перед поездкой, нельзя резко
глушить после остановки. Также необходимо строго следить за уровнем масла, так
как в смазке таких автомобилей больше появляется угара из-за особенностей
работы системы турбонаддува.

Вот как сделать двигатель турбонаддувом

Пришло время добавить турбонаддув вашему двигателю. Отличные новости. Сделайте это правильно, и вы будете вознаграждены сногсшибательной производительностью. Если ошибетесь, запас календарей на 2020 год был бы лучшим вложением. Итак, вот руководство Top Gear по турбонаддуву вашего автомобиля.
Реклама — Продолжение страницы ниже
Основная идея турбокомпрессора состоит в том, чтобы нагнетать в двигатель больше воздуха. В традиционный ДВС воздух может всасываться только до атмосферного давления (1 атмосфера = 1 бар абс.). Дроссельные заслонки и другие модификации воздухозаборника могут приблизить это, но вы все равно будете ограничены, если только атмосфера Земли внезапно не удвоится. Отлично подходит для мощности двигателя, но не так хорош для человечества.
Вы можете как
10 подержанных автомобилей за 10 тыс. Фунтов стерлингов, которые мы обнаружили на этой неделе
Топ -10 городских автомобилей Top Gear
10 Автомобили за 2,5 тыс. фрагменты выставки SEMA 2022 года: галерея
Болтовое крепление турбокомпрессора позволяет нагнетать воздух с любым потоком и давлением, которые вы пожелаете, или, скорее, с тем, с чем может справиться двигатель. Чем плотнее воздух, тем больше топлива можно добавить, высвобождая больше мощности. Счастливые дни.
Реклама — Страница продолжается ниже
Что в списке покупок? Во-первых, вам нужен настоящий турбокомпрессор с коллектором, к которому он может крепиться болтами, позволяя выхлопным газам проходить через сторону турбины, втягивая свежий воздух со стороны компрессора. Вам понадобится масляная подача, чтобы смазать его, и фильтр на передней панели, чтобы он не вдыхал мелких животных.
Теперь ваш воздух сжат, следующий пункт — интеркулер. Хотя это и не обязательно, охлаждение температуры заряда — очень хорошая идея. Нагнетание воздуха повышает его температуру. Чем горячее воздух, тем меньше в нем кислорода (снижение мощности) и тем выше риск детонации. Это звучит пугающе, потому что это так.
Детонация происходит, когда часть воздушно-топливной смеси воспламеняется до того, как свеча зажигания сделает свое дело, вызывая огромные силы в двигателе. Это неконтролируемый взрыв. Представьте себе, что поршень при движении вверх со скоростью 4500 об/мин внезапно получает направленное вниз усилие в 250 бар (3620 фунтов на квадратный дюйм), вызванное преждевременным зажиганием. Нехорошо.
С воздушным охлаждением и готовым к работе в двигателе, вы захотите контролировать наддув с помощью актуатора или перепускной заслонки. Когда давление на впуске достигает желаемого значения, скажем, 10 фунтов на квадратный дюйм, вестгейт/привод, по сути, функционирует как клапан, перепускающий выхлопные газы от попадания в турбинное колесо (обычно прямо в выхлопную систему), предотвращая его от чрезмерного наддува и разрыва вашего двигателя на куски. . Как ни странно, они называют это наддувом.
Реклама — Страница продолжается ниже
Не отстаете? Итак, последняя часть этой не совсем понятной головоломки — это подача топлива и зажигание, при условии, что ваши форсунки и свечи справятся со своей задачей. Вам нужно будет сказать им, когда и сколько дополнительного топлива нужно добавить, а также правильную точку для воспламенения смеси для максимальной мощности. В идеальном мире вы бы использовали для этого подходящий автономный ECU вместе с каким-нибудь умным инженером с ноутбуком. Хотя, в зависимости от марки и модели, вы можете просто чиповать блок OEM, если он является частью полного турбо-кита.
И вот так ваша машина с турбонаддувом. Это намного больше, чем это, так что не принимайте это как евангелие. Но сделайте турбонаддув своей машине, это блестящее удовольствие.
Реклама — Страница продолжается ниже чтобы помочь вам понять, как они работают.
Руководство по турбокомпрессору впервые появилось в журнале Performance BMW. Слова: Джерри Спичли, Элизабет де Латур Фото: Виктор Беньи, Патрик Карлссон, BMW.
Что такое турбонагнетатель и как работают турбины?
Турбонагнетатель, вероятно, является самым известным методом принудительной индукции, и мы собираемся углубиться в более тонкие рабочие детали турбонагнетателя с приводом от выхлопных газов.
Турбокомпрессор по существу представляет собой центробежный компрессор, почти идентичный центробежному нагнетателю, но вместо механического привода от двигателя, обычно с помощью ремня, он использует энергию выхлопных газов, выходящую из головки блока цилиндров через выпускной коллектор, для привода турбины, непосредственно соединенной с валом компрессора.
Говорят, что это «бесплатная» энергия и что турбонагнетатель не берет мощность двигателя для его привода, но это неверное утверждение. Турбина фактически является ограничителем выхлопа, замедляя поток выхлопных газов за счет использования кинетической энергии газа для привода турбины. Чем больше выхлопная турбина, тем меньше ограничений она становится, но она также становится тяжелее и требует больше энергии, чтобы заставить ее разогнаться (раскрутка). Меньшая турбина будет иметь меньшую массу и быстрее разгоняться, но в конечном итоге станет все более и более ограничивающей, ограничивая доступный поток оборотов и мощность на высоких оборотах. Как мы обсудим, это оказывает большое влияние на пригодность любого конкретного турбокомпрессора к предполагаемому использованию транспортного средства.
Кто создал турбокомпрессор?
Да здравствует великий человек Альфред Бюхи, который изобрел турбокомпрессор и получил патент на свои разработки в 1905 году. Эта технология была внедрена в авиастроение задолго до того, как она попала на автомобильный рынок. Первыми, кто использовал его в серийных автомобилях, были General Motors в 1962 году, в то время как Porsche сделал турбины привлекательными, создав легендарный 911 turbo в 1974 году. Сейчас турбины широко используются как в тюнинговых, так и в экономичных автомобилях.
Справочник по турбокомпрессору: какой турбокомпрессор купить?
Итак, как выбрать подходящий турбокомпрессор для нашего применения? Что ж, нам нужно учитывать несколько факторов: выбор компрессора, турбины и то, как мы собираемся использовать автомобиль. Неправильный подход к этим факторам может привести к полному разочарованию автомобиля из-за ужасной турбо-задержки и очень узкого, чрезвычайно пикового диапазона мощности. Нам также необходимо предусмотреть защиту близлежащих компонентов от раскаленных докрасна корпусов турбины и управление соответствующей подачей масла в турбокомпрессор и его сливом. Нам также необходимо изготовить выпускной коллектор для установки турбонагнетателя и выхлопную систему подходящего размера для удаления выбрасываемых выхлопных газов из турбонагнетателя, обычно намного большего диаметра, чем исходный выхлоп.
Как и в случае с любым центробежным компрессором, нам необходимо изучить карты компрессора для правильного выбора крыльчатки компрессора и рассчитать требования к воздушному потоку двигателя. Затем мы можем нанести это требование на наши карты компрессоров, чтобы найти наиболее подходящее колесо компрессора, которое будет работать в режиме максимальной эффективности, чтобы снизить чрезмерное повышение температуры заряда.
Турбо-лаг является самой большой проблемой для автомобилей с турбонаддувом и возникает там, где открыта дроссельная заслонка, и есть задержка перед тем, как от турбонагнетателя будет какая-либо реакция. Это может быть вызвано использованием слишком большой турбины или чрезмерным отношением A/R корпуса турбины (площадь к радиусу).
Затем нам нужно попытаться выбрать правильное колесо турбины и корпус для нашего двигателя. Турбина должна быть достаточно большой, чтобы пропускать большой объем выхлопных газов, не вызывая каких-либо значительных ограничений на пиковых оборотах, но это приводит к тому, что турбина будет очень тяжелой, требуя большого потока выхлопных газов, чтобы она вращалась достаточно быстро для создания наддува. Тем не менее, у этого также есть обратная сторона, означающая, что эта установка может быть почти на полпути к диапазону оборотов, абсолютно без наддува на низких оборотах и ужасной турбо-задержки.
Если мы решим выбрать турбинное колесо гораздо меньшего размера, то оно будет раскручиваться до скорости, равной 200 000 об/мин, намного быстрее, обеспечивая наддув при гораздо более низких оборотах двигателя, но затем может эффективно блокировать выхлоп на высоких оборотах, ограничение выработки энергии и увеличение расхода топлива. Поэтому нам нужно выбрать турбину где-то посередине, чтобы на мощном дорожном автомобиле мы начали создавать наддув примерно на одной трети максимальных оборотов двигателя и продолжали делать это до красной зоны. Затем нам нужно рассмотреть соотношение A/R турбины, которое требуется для выбранной нами турбины. Отношение A/R представляет собой отношение A (площадь входного отверстия корпуса турбины) к R (радиус центра турбины к среднему диаметру входного отверстия турбины). Небольшое отношение A/R даст лучший наддув на низких оборотах, в то время как более высокое A/R будет лучше течь на высоких оборотах. Именно в этой комбинации производители дорожных автомобилей склонны выбирать среднюю мощность и консервативный выбор турбины/корпуса, а не полную комбинацию мощности.
Двойные турбины и многое другое!
Однако есть способы получить свой пирог и съесть его, и это с использованием нескольких турбонагнетателей. Использование двух (или более) турбокомпрессоров может дать преимущества как одного большого, так и одного маленького турбокомпрессора. Инерция нескольких небольших турбинных колес в сочетании с пульсирующим потоком уменьшенного количества цилиндров, подаваемым на каждую турбину, означает, что наддув будет производиться раньше, а их дополнительная пропускная способность означает меньшее или полное отсутствие ограничения на высоких оборотах. Когда мы добираемся до более крупных V-образных двигателей, восьми, 10 или 12 цилиндров, предпочтительной комбинацией являются сдвоенные идентичные турбины, по одной на каждом ряду, тогда как на меньших рядных двигателях одиночная турбина делает установку гораздо более практичной с небольшими требованиями к
несколько турбин.
У вас также есть последовательные турбины, которые используются только в дизельных двигателях BMW с несколькими турбинами. Основной принцип заключается в том, что у вас есть небольшая турбина, которая быстро раскручивается, чтобы обеспечить хороший отклик и производительность на низких оборотах, и вторая большая турбина, которая работает на более высоких оборотах. На двигателе M57 BMW фактически поставила большой турбонаддув первым в настройке, поэтому воздух уже проходил через него, чтобы достичь малого турбонаддува, и это было сделано для того, чтобы переход от малого турбонаддува к большому был более плавным. На N57 с тройным турбонаддувом в моделях M50d малый турбонаддув работает на низких оборотах, большой турбонаддув присоединяется к среднему диапазону, а затем, наконец, второй малый турбонаддув включается на более высоких оборотах, при этом все три работают вместе, в то время как B57 использует еще более сложную установку с четырьмя турбинами.
Следует упомянуть еще одну последовательную турбосистему, в которой мы направляем всю мощность одного компрессора на вход второго компрессора, что известно как комбинированный турбонаддув. Хотя на самом деле это можно увидеть только в гонках, это может обеспечить огромный уровень наддува: учтите, что одиночный турбонаддув может создавать только соотношение давлений около 3: 1, то есть, скажем, трехкратное атмосферное давление или 3 бара (45 фунтов на квадратный дюйм) наддува. Если теперь мы подадим второй турбонагнетатель с этим давлением воздуха 3 бар, а затем добавим коэффициент давления 3: 1, мы можем достичь наддува около 105 фунтов на квадратный дюйм!
Что такое турбины с двойной спиралью и как они работают?
Турбокомпрессоры лучше реагируют на импульсный вход выхлопа, поэтому, когда несколько цилиндров объединяются в единый поток, эта пульсация сглаживается и теряется. Именно здесь вступают в действие корпуса и коллекторы с двойной спиралью (BMW, например, называет это TwinPower), которые отделяют выхлопные газы от нескольких цилиндров друг от друга, сохраняя импульсный вход выхлопа. Потоки выхлопных газов из цилиндров группируются таким образом, чтобы турбина получала эти импульсы. Установки с двойной спиралью обеспечивают более быструю реакцию наддува, улучшают производительность на низких оборотах и снижают расход топлива, поэтому вы можете понять, почему производители используют установки с двойной спиралью в приложениях с одним турбонаддувом.
Руководство по турбонагнетателю: технология
В конструкцию турбокомпрессора были внесены и другие усовершенствования, направленные на сокращение времени раскрутки и, следовательно, запаздывания за счет использования керамических подшипников вместо более обычных маслонаполненных втулок подшипников скольжения и керамических подшипников. , легкие турбинные колеса. Доказано, что они снижают инерцию до 40%, уменьшая запаздывание примерно на 30%, но являются более хрупкими, позволяя повысить давление всего на 1 бар до того, как произойдет механическое разрушение материала, хотя этого легко достаточно для большинства дорожных приложений.
Другой успешной конструкцией для защиты от запаздывания стало внедрение VGT (турбокомпрессоры с изменяемой геометрией), VAT (турбины с изменяемой площадью) и VNT (турбины с изменяемым соплом), в которых фактическая геометрия турбины изменяется при использовании для изменения эффективной как турбина реагирует. В системе Garrett VNT используется несколько подвижных лопастей в корпусе турбины, которые на низких оборотах направляют выхлопные газы через меньший канал, чтобы быстро разогнать турбинное колесо, чтобы оно действовало как небольшой корпус, но затем с лопастями, постепенно открывающимися как обороты увеличиваются, чтобы свести к минимуму ограничение потока выхлопных газов. Эти турбины VNT могут сократить время раскрутки примерно наполовину по сравнению с турбинами аналогичного размера без VNT. Другой разработкой является турбокомпрессор с поворотной заслонкой с двойной спиралью, в котором пластина направляет поток в маленькую спираль A/R на низких оборотах для более быстрого наматывания турбонагнетателя, а затем открывает большую спираль A/R для более высоких оборотов. заслонка, которая перекрывает поток от вторичной спирали к турбине, а затем постепенно открывает ее в рабочее положение двойной спирали. Турбокомпрессор VAT от Garrett был другой конструкцией, на этот раз с изменением площади входного отверстия турбины, уменьшением площади для увеличения скорости при попадании в турбину, ускорением ее быстрее, а затем постепенным открытием по мере увеличения скорости для увеличения потока.
Что делает перепускной клапан турбонагнетателя?
Вестгейт управляет наддувом, позволяя выхлопным газам обходить турбину после достижения необходимого давления наддува для поддержания желаемого уровня наддува. Давайте разберемся с одной вещью — вестгейты на самом деле не издают никакого шума, нет такого понятия, как стук вестгейта, вестгейт — это буквально заслонка, которая открывается для выпуска выхлопных газов, вот и все. Если он издает какой-либо шум, как проблема старой турбины N54 с дребезжащим вестгейтом, это нехорошо. Перерасход контролируется приводом, который физически открывает заслонку — есть механические, которые измеряют давление наддува непосредственно от турбины, и, как только желаемое давление достигнуто, само давление воздуха заставляет привод открыть заслонку, и тем более давление там тем больше открывается заслонка, чтобы регулировать давление наддува. Электронные, тем временем, используют датчик для считывания давления наддува, который затем посылает сигнал на привод вестгейта, когда пришло время открыть вестгейт. В некоторых конфигурациях вестгейт фактически нормально открыт и закрывается только после того, как он получает сигнал от вакуумного насоса, чтобы закрыть его и позволить турбонагнетателю вращаться, но основной принцип тот же, и он работает так же, как и более традиционный вестгейт. настроить после достижения желаемого давления наддува. Контроллеры наддува, тем временем, повышают уровень наддува, изменяя величину давления, которое привод «видит» до того, как он откроется, позволяя самой турбине генерировать более высокие уровни наддува до того, как вестгейт будет задействован для его регулирования, но они не могут повышать. давление наддува выше определенного максимума, который может создать турбо.
Вестгейт может быть либо внутренним, то есть встроенным в корпус выхлопной трубы турбины, который вы найдете на заводской турбине, либо внешним, где вестгейт буквально представляет собой отдельный физический элемент, который должен быть установлен на турбине. и это то, что используют большинство послепродажных турбин. Недостатком внутренних вестгейтов является то, что выхлопные газы сбрасываются на пути выхлопных газов, выходящих из турбины, и это нарушает поток, вызывая турбулентность и противодавление, что плохо, когда вы стремитесь к мощности. С внешним вестгейтом вы можете направлять эти газы обратно в выхлоп в любой точке, сводя к минимуму турбулентность и обратное давление, или вы можете выпускать их прямо в атмосферу, используя кричащую трубу, называемую так по очевидным причинам. Внешние вестгейты также облегчают замену внутренней пружины, позволяя вам увеличить (или уменьшить) величину наддува, которую она может удобно удерживать.
Направляющая турбонагнетателя: выпускные клапаны
Выпускные клапаны, обычно называемые сбросными клапанами, также известные как отводные клапаны, размещаются где-то после турбонагнетателя и перед корпусом дроссельной заслонки, и они позволяют сжатому воздуху куда-то идти, когда отпускаешь педаль акселератора и дроссель закрывается. Без продувочного клапана (BOV) весь этот воздух теперь задерживается, и, хотя турбонаддув больше не находится под нагрузкой, он все еще вращается, поэтому воздух, который сталкивается с дроссельной заслонкой, измельчается турбонагнетателем, и вы получаете трепещущий звук (помпаж компрессора).