Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы. Турбо двигатель плюсы и минусы
Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы
Турбонаддув — эффективная система повышения мощности двигателя. Помимо этого он обеспечивает экономию топлива и снижение токсичности отработавших газов. Рассмотрим двигатели с турбонаддувом, плюсы и минусы.
Что такое турбонаддув?
Турбонаддув — вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.Турбонаддув применяется как на бензиновых и дизельных двигателях. Наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой степени сжатия двигателя и относительно невысокой частоты вращения мотора. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов и соответствующий нагрев турбонагнетателя.
Отличительной особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор — является основным конструктивным элементом турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе.Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения сжатого воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер представляет собой радиатор воздушного или жидкостного типа.Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува, который представляет собой перепускной клапан. Клапан ограничивает энергию отработавших газов, направляя часть в обход турбинного колеса, обеспечивая оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува.Также устанавливается предохранительный клапан. Он защищает от скачка давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться в атмосферу с помощью блуофф-клапана или перепускаться на вход компрессора с помощью байпас-клапана.
Принцип работы двигателя с турбонаддувом
Работа системы турбонаддува основана на использовании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.Турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя и эффективность работы системы зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше обороты мотора, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях. Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая. При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo.Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается.
Минусы двигателя с турбонаддувом
В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма, с другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — турбо подхват.Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, — интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных сортов моторных масел и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен воздушный фильтр.
Недостаток системы турбонаддува — чувствительность к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего
autoexpert.today
Турбированный двигатель плюсы и минусы
В настоящее время конструкторы и производители стараются выпускать на автомобильный рынок транспортные средства уже с имеющимися турбинами на двигателе, способные увеличить мощность от десяти процентов и выше, при этом, не нанося существенный ущерб деталям ДВС при низком потреблении топлива. Конечно, турбированный двигатель является большим шагом в автомобилестроении, так как он позволяет увеличить мощность мотора даже совсем с небольшим объемом. Однако не стоит забывать, что турбированный двигатель имеет не только список плюсов, но так же и ряд минусов.
Преимущества
Турбированный двигатель имеет как свои преимущества так и свои недостатки
Во-первых, самый весомый и заметный плюс такого двигателя – большая мощность. Обычные атмосферные ДВС могут еще попросить фору у турбированного, так как при старте турбины дают больше резвости и динамики, а так же быстрее набирают обороты. Во-вторых, турбированные движки имеют небольшой объем. За счет турбин обычный седан любого представительского класса с объемом мотора в 1,8 литров может с легкостью разогнаться до сотни за десяток секунд. В-третьих, благодаря сравнительно небольшому объему, но большой мощности, данный двигатель, в отличие от стандартного мотора, расходует меньше топлива, как по городу, так и по трассе. К примеру: иномарки, у которых объем ДВС составляет от 2.8 литров до 3.2 литров, не только проигрывает в резвости турбированным движкам, но и при большем объеме расходуют больше топлива, что сказывается на финансовом состоянии владельца автомобиля. То есть: если расход топлива на сто километров у подержанной иномарки с объемом ДВС в 2,8 литра, составит около четырнадцати-пятнадцати литров в городском цикле, то турбированный двигатель с объемом в 1,8 литров будет потреблять около восьми или девяти литров на сто километров по городу. При этом в резвости, динамике и скорости автомобиль с турбинами ничуть не уступит транспортному средству с обычным мотором. Конечно, такую экономию видно на лицо, но не все так просто.
Недостатки
Турбина в разрезе
Во-первых, одним из недостатков турбированного движка является то, что перед началом работы автомобиля мотор нужно прогревать, даже в теплую весеннюю и летнюю погоду. Конечно, эта проблема не является столь глобальной и серьезной. Во-вторых, более значительным и дорогим является тот недостаток, что двигатель с турбонаддувом является довольно прихотливым. Да, такие моторы требуют только очень хорошее и качественное моторное масло, например Motul, которое необходимо менять как минимум раз в год, а стоит оно, однако, не так дешево, как кажется. В-третьих, турбины устроены так, что они постоянно и значительно нагреваются. Для использования данного двигателя существует специальная, более сложная система охлаждения, которая сама по себе состоит из многих деталей. А чем больше деталей, тем больше процентов того, что у вас что-то может выйти из строя. В-четвертых, при наличии двигателя с турбонаддувом появляется такая проблема, как турбояма. Конечно, производители и конструкторы всеми способами пытаются избавиться от данной неприятной вещи. Существуют такие движки, как, например, Bi и Twin-Turbo, которые разработаны так, чтобы сокращать время при включении турбины то есть они снижают вероятность возникновения турбоям. Так же у некоторых движков с турбонаддувом существуют такие проблемы, как низкая динамика и маленькие обороты в самом начале работы турбин. То есть турбированный движок достигает полной отдачи мощности не сразу, а спустя некоторое время.
Однако не стоит сразу ставить крест на моторах с турбонаддувом, ведь достоинств у них намного больше, нежели недостатков.
autofuct.ru
Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы
Турбонаддув — эффективная система повышения мощности двигателя. Помимо этого он обеспечивает экономию топлива и снижение токсичности отработавших газов. Рассмотрим двигатели с турбонаддувом, плюсы и минусы.
Что такое турбонаддув?
Турбонаддув — вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.
Турбонаддув применяется как на бензиновых и дизельных двигателях. Наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой двигателя и относительно невысокой частоты вращения мотора. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов и соответствующий нагрев турбонагнетателя.
Отличительной особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор — является основным конструктивным элементом турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе. Подробнее в статье: «».
Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения сжатого воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер представляет собой радиатор воздушного или жидкостного типа.
Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува, который представляет собой . Клапан ограничивает энергию отработавших газов, направляя часть в обход турбинного колеса, обеспечивая оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува.
Также устанавливается предохранительный клапан. Он защищает от скачка давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться в атмосферу с помощью блуофф-клапана или перепускаться на вход компрессора с помощью байпас-клапана.
Принцип работы двигателя с турбонаддувом
Работа системы турбонаддува основана на использовании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.
Турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя и эффективность работы системы зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше обороты мотора, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.
Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях. Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая. При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo.
Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает . С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается.
Минусы двигателя с турбонаддувом
В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма, с другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — турбо подхват. Подробнее в статье: «».
Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, – интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен воздушный фильтр.
Недостаток системы турбонаддува – чувствительность к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего двигателя.
portalvaz.ru
ДВИГАТЕЛЬ С ТУРБОНАДДУВОМ. ПЛЮСЫ И МИНУСЫ – iDriveUZ
Турбонаддув – эффективная система повышения мощности двигателя. Помимо этого он обеспечивает экономию топлива и снижение токсичности отработавших газов. Рассмотрим двигатели с турбонаддувом, плюсы и минусы.
ЧТО ТАКОЕ ТУРБОНАДДУВ?
Турбонаддув – вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.
Турбонаддув применяется как на бензиновых и дизельных двигателях. Наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой степени сжатия двигателя и относительно невысокой частоты вращения мотора. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов и соответствующий нагрев турбонагнетателя.
Отличительной особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор – является основным конструктивным элементом турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе. Подробнее в статье: “что такое авто турбокомпрессор?”.
Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения сжатого воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер представляет собой радиатор воздушного или жидкостного типа.
Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува, который представляет собой перепускной клапан. Клапан ограничивает энергию отработавших газов, направляя часть в обход турбинного колеса, обеспечивая оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува.
Также устанавливается предохранительный клапан. Он защищает от скачка давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться в атмосферу с помощью блуофф-клапана или перепускаться на вход компрессора с помощью байпас-клапана.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ
Работа системы турбонаддува основана на использовании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.
Турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя и эффективность работы системы зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше обороты мотора, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.
Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях. Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая. При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора – triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора – quad-turbo.
Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается.
МИНУСЫ ДВИГАТЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ
В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа – турбояма, с другой – резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы – турбо подхват. Подробнее в статье: “что такое турбояма?”.
Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, – интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных сортов моторных масел и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен воздушный фильтр.
Недостаток системы турбонаддува – чувствительность к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего двигателя.
idrive.uz
Двигатель с турбонаддувом - «за» и «против»
Виды двигателей и их принципиальная разница
Основных видов двигателей всего два: атмосферные и с турбиной. Принципиальная разница между ними заключается в способе поступления воздуха в двигатель. Атмосферный агрегат работает строго в соответствии с законами физики: направляясь вниз, поршень затягивает воздух, т.е. обеспечивает самостоятельное поступление воздуха в места более низкого давления. В турбированных двигателях помимо естественной разницы в давлении, искусственно создается принудительный наддув путем установки «вентилятора» на впуске.
Немного истории
Турбонаддув является одним из методов агрегатного наддува. Основным элементов турбонаддува является турбокомпрессор, реже турбонагнетатель.
Разработка турбокомпрессора проводилась в 80е-90е годы XIX столетия, в это же время были построены и первые образцы моторов внутреннего сгорания. В самом начале XX века впервые было проведено нагнетание с помощью отработавших газов, что позволило увеличить мощность на 120%, а это, в свою очередь, послужило толчком для более активного исследования, развития и внедрения в жизнь турботехнологий. Помимо этого, в 1911 гг. инженер из Швейцарии Альфред Бюхи зарегистрировал патент на принцип турбонаддува.
Первыми турбокомпрессоры стали использовать производители грузовиков, затем их поставили на спортивные машины и только в 1977 году впервые установили двигатель с турбокомпрессором на выпущенный с конвейера автомобиль «Saab», а в 1978 году турбокомпрессором впервые оснастили дизельный двигатель легкового «Mercedes-Benz».
Установка турбокомпрессора на авто с дизельным двигателем позволила не только повысить эффективность работы агрегата при сокращении расхода топлива, но и снизить коэффициент жаропрочности турбины благодаря более высокой (в сравнении с бензиновыми моторами) степени сжатия дизельных агрегатов, в результате чего турбины на дизельных автомобилях стали использовать все чаще.
Итак, зачем же нужен дополнительный наддув?
Все просто: чтобы увеличить мощность двигателя необходимо сжечь в нем большее количество топлива, а вот чтобы его выработать, надо подать в мотор большой объем воздуха. Добиться этого можно путем увеличения объема самого мотора либо увеличением объема сжигаемого топлива при прежних размерах двигателя.
Много лет конструкторы разрабатывали, усовершенствовали, модернизировали моторы именно за счет увеличения их объемов и наращивания числа цилиндров. В целом назвать данный способ развития неэффективным нельзя т.к. в результате этих работ были созданы авиационные двигатели класса W12 и V16, рабочий объем которых составлял более сотни литров, и автомобильные V8. Но дальнейшее развитие в усовершенствовании моторов за счет их объема стало нерациональным в связи с их большим весом.
После того, как увеличение размера самого мотора потеряло всякий смысл, пришло время подумать, каким еще способом можно увеличить объем сжигаемого топлива. Оказалось, что сделать это можно за счет принудительного нагнетания воздуха в цилиндры с помощью наддува.
Основных типа наддува всего 2
Для увеличения давления на впуске существует 2 основных способа: турбокомпрессор и механический нагнетатель.
Турбокомпрессор выглядит как сдвоенный корпус в виде улиток, принцип его работы - использование энергии выхлопных газов. Попробуем представить, как происходит нагнетание воздуха в турбокомпрессоре: в корпусе на одном валу вращаются 2 крыльчатки, одна из них раскручивается потоком отработавших газов, поступающих из выпускного коллектора, вторая же крутится за счета движения вала, цель второй крыльчатки – нагнать воздух во впускной коллектор.
На впуске механического нагнетателя используют воздушный насос (компрессор), который приводится в движение коленвалом двигателя. Минус в том, что агрегату на это приходится тратить часть своей мощности.
Есть ли минусы у наддувных моторов?
Как и у любого другого агрегата, у наддувных моторов есть свои плюсы и минусы.
Одним из минусов можно отметить работу двигателя при более высоких температурах и давлении, что приводит к более скорому изнашиванию, но нужно учитывать, что моторы с турбонаддувом производят с более высоким запасом прочности.
К минусу так же можно отнести и саму сложность конструкции наддувных моторов т.к. более сложный двигатель имеет большее количество датчиков, трубопроводов, нагревающихся мест, что увеличивает стоимость диагностики при выявлении неисправности, а также нахождение самой поломки.
Помимо этого, некоторые автовладельцы отмечали нестабильность тяги у турбодвигателей, но это касается старых машин и связано с так называемым «турболагом» (время, необходимое для раскрутки крыльчатки выхлопными газами), с новыми технологиями данная проблема была решена.
Таким образом, явным минусом бензинового двигателя с турбиной можно назвать только его срок службы, который составляет примерно 120-150 тыс. км., после чего автовладельцу придется выложить приличную сумму за ремонт.
Плюсы наддувных двигателей.
Разобравшись с минусами, давайте поговорим о плюсах.
Главные плюсы турбодвигателей представляют собой цели этих разработок, которые, безусловно, оправдали ожидания своих изобретателей: высокая мощность и низкий расход топлива.
Что касается мощности, то на серийных двигателях ее смогли увеличить от 20 до 100%, на спортивных в разы больше этих показателей.
Снижение расхода топлива обеспечено за счет меньшего рабочего объема турбомотора, что делает его легче. С помощью турбонаддува двигатель хорошо тянет с низов и на малых оборотах обеспечивает меньшее трение, чем снижает потерю энергии и увеличивает КПД. Нужно отметить, что экономия топлива достигается при небольших и средних скоростях.
Еще одним плюсом двигателей с турбиной является стабильность крутящего момента. Связано это с тем, что турбина управляется электроникой, что обеспечивает равномерное, полное наполнение цилиндра. Помимо этого, возможность подавать оптимальное количество воздуха для наиболее эффективного сгорания топлива позволяет создавать так называемую «полку» крутящего момента.
Быть или не быть?
Покупать или нет авто с турбодвигателем вопрос двоякий. С одной стороны, если вы планируете покупку новой машины, то лучше брать с турбомотором т.к. он будет иметь более высокую мощность и экономичность при других равных показателях, а при правильной эксплуатации ездить на нем можно будет достаточно долго. Если же вы планируете покупку подержанного авто, то обязательно надо смотреть состояние двигателя и пробег.
Несмотря на то, что сегодня большинство машин, как в России, так и в Европе выпускаются с атмосферными двигателями, с уверенностью можно сказать, что будущее за турбомоторами.
ru.megasos.com
