Офис-СТО

г.КИЕВ
ул. Заболотного, 156/1
+38-044-362-59-29
+38-067-287-57-57
+38-095-647-84-84

все контакты

Предлагаем:

- ремонт турбин
- продажа турбин
- обмен турбин
- обслуживание
- снятие/установка

весь список

Виды турбокомпрессора (разновидности наддува)

Виды турбокомпрессоров

Если брать в общем, то турбокомпрессор представляет собой тот же центробежный компрессор, однако, он приводится в действие принципиально иными силами. Частота вращения этого устройства просто гигантская, и порой достигает 200 000 оборотов в минуту. А так как энергия эта берется не от оборотов двигателя, а от побочного продукта – выхлопных газов, то и мощность у двигателя не забирается, следовательно, значительно усиливается коэффициент полезного действия.

 

Однако, нет в мире совершенства, при использовании турбокомпрессора происходит так называемый эффект «турбоямы». Это связано с инерцией, которая не дает турбине быстро подстраиваться под изменяющуюся динамику разгона. Если резко нажать газ, то некоторое время вы будете чувствовать потерю мощности, это раскручивается турбина, чтобы набрать необходимый крутящий момент и адекватно впрыскивать воздух в цилиндр на высоких оборотах.

 

Чтобы решить эту проблему турбокомпрессор комплектуется двумя перепускными клапанами. Задача одного – выпускать излишки выхлопных газов, для поддержания необходимого давления в турбине, а второй перепускает лишний воздух из коллектора. Из этого следует, что при сокращении скорости, обороты турбины уменьшаются не очень сильно, а при нажатии на газ, турбине нужны десятые доли секунды, чтобы раскрутиться до требуемых скоростей. Также иногда применятся система изменения наклона лопаток компрессора, но реже. Вы можете увидеть эту систему в двигателе «Экотек» от Опель

 

Турбины – одни и самых активно работающих деталей автомобиля, и они сильно изнашиваются со временем. Огромная частота вращения сильно изнашивает подшипники, которые могут выйти из строя при ненадлежащей смазке. До недавнего времени, срок службы турбокомпрессора был ограничен сроком жизни подшипников – его самого слабого звена. Чтобы решить проблему, конструкторы придумали использовать в подшипниках шарики с керамическим покрытием. Изначально, эта идея пришла в голову японцам, но потом ее подхватили и шведы, что и послужило дальнейшему развитию данного направления. Такие подшипники хороши не только своими керамическими шариками, но и тем, что внутреннее пространство заполнено постоянной смазкой. Это делает ненужным дополнительный подвод масла. Сейчас же, разрабатывается ротор турбины из металлокерамики, который легче своих аналогов, изготовленных из жаростойких сплавов, и кроме того, обладает меньшей инерцией, что поможет преодолеть эффект «турбоямы».

 

На первый взгляд, такой турбокомпрессор схож с центробежным механическим. Но турбокомпрессор обладает множеством настроек, позволяющих оптимально настроиться на наибольшее повышение мощностных характеристик силового агрегата. Также существует и битурбо, который еще называют твинтубо. Это означает, что вместо одного турбокомпрессора, в автомобиле работают два, которые действуют одновременно, либо последовательно.

 

Еще одна проблема состоит в том, что ротор турбокомпрессора просто не получится сделать большого размера. Инерция в таком роторе будет слишком большой, что сильно замедлит ее раскрутку и снизит динамику автомобиля, причем – весьма существенно. Следовательно, диаметр нужно понижать, но тогда обороты повысятся просто до немыслимых скоростей, а этого уже может и не выдержать материал, из которого сделаны лопасти турбины. Выход нашли довольно простой – использование нескольких турбин параллельно.

Интеркулер

Согласитесь, довольно часто, мы с вами встречаем автомобили, на которых написано это красивое слово, но многие из нас не понимают, что оно означает. Как это не банально, за ним скрывается агрегат, призванный охлаждать воздух после выхода из компрессора и перед заходом в турбину. А зачем охлаждать этот самый воздух? Все дело в том, что при сжатии, температура воздуха повышается, и он, как это ни нелепо звучит – расширяется. Сжимая воздух, мы расширяем его, то есть в работе компрессора нет смысла. А интеркулер как раз и применяют, чтобы этот смысл появился, он охлаждает горячий воздух до приемлемых температур, перед подачей последнего в цилиндр. Если форсирование мотора не слишком сильное, то можно обойтись и без него, потому что там не так сильно сжимается воздух. А если вы все же решили сделать все по максимуму, то без интеркулера вам точно не обойтись.

1989 год стал годом рождения маскл кара, оснащенного турбиной с изменяемой геометрией. Этой машиной стал Dodge Shadow Shelby CSX 2.2, произведенный компаний Крайслер. Принцип работы этой турбины в том, что выхлопные газы подаются на лепестки турбины под разными углами и с разным давлением. Эта система обеспечивает максимальный крутящий момент даже на самых нижних этапах разгона мотора, что обеспечивает невероятную динамику. С ростом оборотов струя регулируется таким образом, чтобы турбина реагировала на изменение динамики максимально быстро.

Электронаддув

Электронаддув - что это такое Это понятие известно еще очень слабо, что и неудивительно. Система пока находится в стадии разработки и тестирования и пока не вышла в производство. Однако, как уверяют инженеры компании-разработчика, их продукт, под названием Visteon Torque Enhancement System или просто VTES, станет весьма достойной альтернативой традиционному турбонаддуву. Имея все достоинства последнего, элктронаддув лишен всех недостатков, таких как «турбояма» и других. Поживем-увидим, система пока не подается.

 

 

 

Турбо и механический компрессоры, работающие вместе

Как мы уже писали, в системе твинтурбо существует два агрегата, работающих параллельно, однако, умельцы компании Лянча решили пойти еще дальше и заменить второй турбокомпрессор на его механический аналог. Посадив двух непримиримых врагов делать общее дело, они смогли добиться невероятных результатов. На низких оборотах, разгону помогает механический нагнетатель, а когда обороты выходят на высокий уровень, то в дело вступает уже турбокомпрессор, который за это время успевает раскрутиться. Вот так, дублируя друг — друга, эти два агрегата вытворяют с динамикой автомобиля просто чудеса! Правда, такая система чрезмерно дорога, поэтому после премьеры в 1985 году, не получила широкого распространения. И только в 2005 году, производитель «народных автомобилей» Фольксваген представил миру свой двигатель TSI, с объемом 1.4 литра, который способен выдавать целых 160 лошадиных сил. Изначально двигателю помогает механический нагнетатель, потом в дело вступает турбо и до 3500 оборотов в минуту они работают вместе, после механика отключается, освобождая крутящий момент для дальнейшего разгона автомобиля.

 

Например, в прошлом году, на территории Украины начал продаваться автомобиль Volkswagen Cross Touran 1,4 TSI, который имел впечатляющие для своего объема 140 лошадиных сил и крутящий момент в 220 Нм, в самом широком диапазоне оборотов. Нам сразу же стало интересно, откуда такая прыть и высокие характеристики? Взяв машинку на тестирование, нами было обнаружено наличие под капотом движка с непосредственным впрыском и двойным турбонаддувом, который и работает по описанной выше технологии. Причем, это используется на моторе, который работает на бензине, что в мировой практике – впервые! В роли механического компрессора используется Eaton/Roots. Нужно отметить, что данная технология TSI несколько раз становилась обладательницей различных наград за инновации.

 

Все ради КПД

 

Многие из вас спросят, зачем создавать такой высокотехнологичный, но при этом маленький мотор. Неужели нельзя сделать что-нибудь по-солиднее. А ответ прост, все это делается в угоду повышения коэффициента полезного действия. Ведь в маленьких моторах, нужно намного меньше энергетических затрат на преодоления инерционных сил движущихся деталей, которые более маленькие, нежели в моторах большего объема. Также тут уменьшено трение в цилиндрах, и всю имеющуюся мощь можно пустить по прямому назначению, то есть на движение автомобиля. В итоге КПД получается куда выше, а если еще и прибавить сюда непосредственный впрыск топлива, то получится, что 1.4 литровый двигатель работает на уровне своих 2.4-литровых старших товарищей, при этом имея экономичность и экологичность именно 1.4 литрового моторчика.

 

Непосредственный впрыск от Фольксвагена также имеет свои преимущества. Распылитель имеет шесть отверстий из которых и впрыскивается топливо. Пока ничего интересного, но это самое топливо впрыскивается с невероятным давлением в 150 бар, а в обычных силовых агрегатах, это давление не превышает 5 бар. Такая сила впрыска позволяет добиваться идеального смешивания топлива с воздухом. Все это, вместе с двумя компрессорами, обеспечивает максимальный крутящий момент в 240 Нм в диапазоне оборотов от 1500 до 4500 в минуту. Оба компрессора установлены в последовательной схеме. Таким образов, при старте, разгон осуществляется за счет первого, механического компрессора, который работает до 3500 оборотов в минуту, в зависимости от загруженности и динамки разгона, а также от уклона дороги. Нагнетание воздуха данным компрессором происходит с давлением 2.5 бара уже при 1700 оборотах в минуту.

 

Непосредственный впрыск топлива начал применяться в серийных автомобилях не так давно, он появился в 1997 году. Но еще с середины 50-х годов, Мерседес использовал эту систему для своих автомобилей, участвующих в соревнованиях Формулы 1. Естественно, что тогда он был не электрическим, а механическим. Технология была полностью рабочей, но очень дорогой, для того чтобы массово создаваться в те времена. Ведь одно дело – оснастить непосредственным впрыском несколько автомобилей, участвующих в гонках, и совсем другое – поставить это на поток. Толчком к массовому использованию этой технологии послужили ужесточающиеся нормы экологической безопасности, в сочетании с бурным развитием электроники. В итоге, в 1997 году эта система впервые появилась на серийном двигателе, которым стал Mitsubishi GDI, и далее Toyota D-4, Nissan DI. После этого, очередь дошла и до европейских силовых агрегатов и многие гранды европейского автомобилестроения взяли себе на вооружение эту технологию. Хоть технология и стала дешевле, но все же не до такой степени, чтобы продвигаться всеми. Некоторые производители посчитали это невыгодным, и только Фольксваген продвигает ее в массы.

 

Еще в 1993 году, Фольскваген начал изучение технологии непосредственного впрыска, однако потом несколько позабыл о ней, когда им был выпущен дизельный силовой агрегат, оснащенный турбокомпрессором, спортивные характеристики которого сочетаются с экономичностью. Именно этот мотор изменил мнение европейцев о дизельном двигателе, и дизель стал достаточно распространен. Хорошо, что на этой волне успеха, Фольксваген не забыл и о других своих наработках и все-таки представил бензиновый мотор, оснащенный непосредственным впрыском топлива. Спустя четыре года они развили успех, выпустив первый турбированный бензиновый силовой агрегат, который оснащается непосредственным впрыском. Ну, а в 2006 году выходит бензиновый двигатель с двумя компрессорами и непосредственным впрыском.

 

Когда мы впервые сели за руль Volkswagen Cross Touran 1,4 TSI, то отчетливо вспомнили те времена, когда прямой впрыск устанавливался на дизельных моторах. На низких передачах автомобиль звучит совсем как дизельный. Однако на средних оборотах это рычание исчезает, а тяговитость продолжает расти угрожающими темпами.

 

Кстати, бортовой компьютер выдает информацию о среднем и моментальном расходе топлива, что позволяет делать точнейший мониторинг и добиваться минимального расхода топлива в городском режиме. В городской среде очень удобно вести автомобиль с механикой, в который раз в этом убеждаюсь, тем более что ход переключения у нее короткий. Машина очень динамичная и обладает большим запасом мощности. На ней ничего не стоит совершить молниеносный скачек вперед, даже на шестой передаче и на скорости свыше ста километров в час. Так что машина идеально подходит для обгонов как в городе, так и по трассе. Расход топлива у такого прущего мотора, в смешанном режиме составляет всего 7.4 литра, а в городских условиях – 8.5 литров на сто километров пути, что почти не отличалось от того, что написано в заводской книжке, прилагаемой к автомобилю. Что примечательно, высокие скорости и минивены не очень совместимы, и тратят довольно много топлива. Однако наш сегодняшний герой выигрывает у одноклассников около 2-х литров на каждую сотню километров пути, что является прекрасным результатом. Как утверждает производитель, новые двигатели на пятерку прошли тест на надежность, без проблем проехав расстояние в 300 тысяч километров.

Турбины «Конти»

Не так давно стало известно, что концерн Continental все-таки подписал контракт с крупным европейским производителем автомобилей, и будет поставлять ему турбокомпрессоры для серийных моделей. Успех несомненный, тем более, что, по словам компании, она шла к нему три долгих года, за которые был создан полностью рабочий турбокомпрессор, обладающий высокими характеристиками и полностью готовый для серийного автоматизированного производства.

 

Отличительной чертой нового продукта является его турбина, с диаметром всего 38 миллиметров, которая раскручивается до фантастических 240 тысяч оборотов в минуту. Маленькие размеры турбины говорят о том, что она имеет низкую инерционность, что позволяет ей оперативно реагировать на малейшее нажатие педали газа, полностью исключая эффект «турбоямы». Если потребности в столь большой энергии нет, то на помощь всегда придет перепускной клапан, отводящий часть потока выхлопных газов. Интересной выглядит не только конструкция турбокомпрессора, но и процесс его сборки. По заверению конструкторов, вся сборка протекает вокруг единого вала, что позволяет собирать все за один заход, а не делить процесс на этапы. Благодаря этому, производство легко автоматизировать, снизив при этом себестоимость. В турбокомпрессоре действует эффективная система охлаждения, которая позволяет ей работать при температуре более 1000 градусов по Цельсию, что весьма характерно для бензиновых двигателей. Также заслуживает внимания модульная конструкция, позволяющая приспособить турбокомпрессор к самым разным видам силовых агрегатов. Начало выпуска планируется на 2011 год, а в 2014 году будет производиться 2 миллиона штук этой продукции ежегодно.

Twin-Scroll

Twin-Scroll, или как ее еще называют – двойная улитка. Весьма сложный, с технологической точки зрения, способ повысить мощность силового агрегата. Он чем-то похож на твин турбо, только тут две турбины объединены в одном корпусе. Они принимают выхлопные газы от своей половины цилиндров, каждый и направляют общий крутящий момент в единый компрессор, эффективно раскручивая его в самых широких диапазонах работы двигателя.

 

Турбонагнетатель KAMANN, работающий на электричестве является достойным кандидатом для усиления атмосферных двигателей.

При покупке автомобиля, нам хочется, чтобы он был не только красивым, безопасным и удобным, но также и скоростным. Однако, не всегда все эти качества сочетаются в одной машине, а нам так хочется ехать быстрее. Изменение аэродинамики не дает нужного эффекта, а двигатель большего объема означает и больший расход топлива.

 

Немецкие инженеры из компании KAMANN, после многих лет изучения, выпускают на рынок свой продукт – электрический мини нагнетатель воздуха, который монтируется в подкапотном пространстве на впускной системе двигателя. Данный агрегат позволяет, с минимальными затратами энергии, нагнетать воздух с высокой эффективностью.

 

Современные автомобили, оснащенные турбонаддувом, потребляют немного меньше топлива и выдают намного больше мощности, чем их собратья, которые не оснащены турбинами. Но об этом вам часто говорят в рекламе, а в реальности, все обстоит несколько по другому. Дело в том, что высокий крутящий момент достигается отнюдь не всегда, да еще и в весьма ограниченном диапазоне оборотов. Кроме того, не смотря на множество разработок, причем – высокотехнологичных, до конца победить эффект «турбо ямы» пока не удается. Часто, мотор все также не сразу реагирует на нажатие педали газа, что очень бесит многих водителей.

В период с 2010 по 2012 годы, около 70 процентов от общего числа проданных автомобилей будут иметь турбонаддув. KAMANN тщательно проанализировала предложения на современном рынке турбокомпрессоров, и пришла к выводу, что они, в своем большинстве, не могут обеспечить всех потребностей современного водителя. Однако, электрические турбонагнетатели KAMANN моментально реагируют на изменение в нажатии педали газа, и являются более экономичными. Уверенное нагнетание происходит даже на самых минимальных оборотах, потому что не зависит от давления выхлопных газов.

Несомненным плюсом является то, что такой прибор можно использовать и на тех моторах, на которых уже присутствует турбокомпрессор, для еще лучших динамических показателей. Как известно, эффективность большинства турбин начинает проявляться лишь с 3-х тысяч оборотов в минуту. Наш нагнетатель действует эффективно с самого начала, через доли секунда после нажатия педали газа, вы получаете невиданное ускорение, благодаря электрическому нагнетателю KAMANN. Увеличение крутящего момента, в среднем, составляет 12 процентов, что очень неплохо.

 

Непрерывное получение дополнительного крутящего момента и более сильное ускорение – вот основные плюсы нашей продукции. Для того, чтоб показать достоинства нашего нагнетателя, мы установили его на автомобиль, с мотором, объемом 1.4 литра и сравнили его динамику с 1.6 литровым мотором. Как и ожидалось, наш 1.4 ни в чем ему не уступил, но остался с почти тем же потреблением топлива, так что экономия топлива составляет 10 процентов, в среднем.