Турбонаддув: устроен просто, надежен не всегда
14 Февраля 2006
Мысль внедрения и 1-ые конструкции систем наддува движков возникают уже сначала прошедшего века. Вправду, принцип полностью очевиден: чем больше горючего спалить в цилиндре – тем больше появляется газов при его сгорании – тем больше и сила их расширения – и тем, соответственно, выше мощность мотора.
Но наращивать одну только подачу горючего никчемно – без кислорода оно не будет сгорать стопроцентно. Потому, чтоб поднять мощность, необходимо или наращивать объем цилиндров, или – подавать в тот же объем больше воздуха, в каком сумеет сгорать больше горючего.
Такие системы начинают появляться на автомобилях с конца 20-х – начала 30-х годов ХХ века, и сейчас в серийном производстве – несколько разновидностей конструкций наддува. Это сначала механический компрессор, состоящий из вращающегося ротора с лопатками, приводимого в действие ременной передачей от мотора или отдельным электромотором. Увлекательной конструкцией выступает волновой нагнетатель, когда ротор имеет аксиально расположенные камеры-ячейки, проходя через которые выхлопные газы делают разряжение, за счет чего всасывается воздух. Не полностью типичен спиральный либо G-образный наддув, состоящий из 2-ух спиралевидных частей – недвижной наружной (корпус) и подвижной внутренней (вытеснитель), которая, вращаясь, совершает колебательные движения, отчего образуются серпообразные полости, они движутся к центру, перемещая воздух в движок.
Но наибольшее распространение получил на сей день турбонаддув – компрессор с приводом от турбины, которым на данный момент оснащается большая часть дизелей и целый ряд бензиновых моторов.
Усилитель
Принципная схема устройства турбокомпрессора довольно ординарна. Он состоит из установленных на общем валу и заключенных в единый корпус 2-ух турбин – роторов с лопатками, один крутится потоком выхлопных газов и соответственно крутит другой, который нагнетает воздух в цилиндры.
Сначала, это неувязка инерции турбины, которой при повышении оборотов еще необходимо некое время, чтоб раскрутиться. Отсюда и появляется тот узнаваемый эффект "турбоямы", когда на резкое нажатие газа движок откликается не сходу – поначалу "задумывается", а позже вдруг резко "подхватывает". Инерционность тянет и другую крайность: раскручиваясь, на больших оборотах турбина начинает нагнетать воздух под чрезмерным давлением. И напротив – при низких оборотах, когда поток выхлопных газов невелик, она вертится слабо.
Более всераспространенным в автостроении решением выступает система управления давлением наддува, в какой часть выхлопных газов может перепускаться мимо турбины. Таким макаром, на больших оборотах сбрасывается излишнее давление, а на низких, напротив, создается наибольшее и весь поток направляется на турбину, которая начинает раскручиваться быстрей, что позволяет уменьшить "турбояму". На техническом уровне это реализуется средством тарельчатых клапанов либо поворотной заслонки, величиной открытия которых через сервопривод управляет электрический блок.
Для полной ликвидации "турбоямы" и увеличения момента на низких оборотах у неких "продвинутых" моторов в дополнение к турбокомпрессору устанавливается механический, который, имея фактически моментальный "отклик", закрывает инерционные провалы турбины. Не считая этого, очень многообещающей в текущее время смотрится конструкция турбины с изменяемой геометрией, имеющей управляемые поворотные лопатки, что позволяет поменять характеристики турбины в самом широком спектре.
Наряду с конструкцией для борьбы с инерционностью очень принципиальное значение имеют материалы, из которых делаются компрессоры: турбина должна быть легкой.
Привереда
Производители закладывают в конструкцию довольно солидный ресурс, который у современных турбин фактически равен ресурсу мотора. Но только при одном условии – серьезном соблюдении всех предписанных норм по периодичности ТО и применяемых для обслуживания материалов. Турбокомпрессор – это узел, который фактически всегда работает в томных критериях и в режиме больших нагрузок. Потому его живучесть оказывается довольно просто снизить.
1-ые неприятели турбокомпрессора – несвоевременная подмена масла либо установка плохого фильтра. В данном случае циркулирующие по масляной системе абразивные частички (продукты работы мотора) начинают попадать в подшипниковый узел турбокомпрессора и вызывают его износ.
Очень требователен турбокомпрессор и к точной работе других систем мотора – остывания и прокачки масла. Особо чувствительным местом на практике оказывается подшипниковый узел турбокомпрессора, так как масло, поступающее в него, не считая конкретно смазывания также делает функции остывания и демпфирования ротора, гася его колебания. В случае же ухудшения прокачки масла подшипники компрессора начинают активно изнашиваться – и скоро станет нужным ремонт.
Для турбокомпрессоров очень характерен эффект "снежного кома", когда мельчайшая неисправность и даже маленькое нарушение характеристик работы в одном месте безизбежно ведут к возникновению связанных с узлом других дефектов и, в конечном итоге, к поломке агрегата. И при всем этом падение мощности мотора, завышенный расход масла в моторе, возникновение масляных потеков на патрубках впускного и выпускного трубопроводов, вдруг показавшийся сторонний звук, темный либо голубий окрас дыма из выхлопной трубы – все это может быть "симптомами начала заболевания". Найдя их, в сервис ехать необходимо не откладывая.
Вобщем, заметим, что у машин, приобретенных новыми в автомобильном салоне и обслуживаемых по гарантии в дилерском сервисе, заморочек с турбонаддувом в подавляющем большинстве случаев не появляется. Постоянные ТО по технологии производителя машины и применение сертифицированных материалов (масел, фильтров и т.д.) обеспечивают турбокомпрессору надежность и безотказность.
