Как несложно догадаться, турбины должны иметь недостатки. Самым явным является усложненная, относительно большинства старых турбонагнетателей, конструкция. Последние имели не самый впечатляющий КПД, но зато отличались высокой надежностью. Большинство нагнетателей и вовсе не нуждались в обслуживании! Что до турбин, то они имеют и другие недостатки:
- Турбояма;
- Несоответствие расхода воздуха текущей нагрузке;
- Габариты (в случае специальных моделей и систем);
- Высокий расход масла;
- Требования к качеству топлива.
Можно видеть, что недостатков у турбин довольно много. Так почему же их устанавливают? Причин несколько, и вот лишь некоторые из них: улучшение динамики автомобиля, экологичности, мощности. На классических «автомобилях выходного дня» с атмосферным двигателем в турбине нет особо смысла. А вот регулярно эксплуатируемый автомобиль становится еще более привлекательным для водителя, если его двигатель малого объема имеет впечатляющую мощность и экологичность. Однако и проблему недостатка турбин хорошо было бы решить… И несколько решений действительно есть.
В погоне за разрешением проблемы возникновения турболага инженеры создали несколько интересных схем применения турбин. Именно турбин: их могло быть две. Например, системы твин-турбо и би-турбо. О таких решениях мы поговорим чуть позже, а пока давайте разберемся, что же такое турбояма и турболаг (не стоит путать эти два понятия)
Эффект турбоямы состоит в следующем: при движении авто на небольших оборотах и при резком нажатии на педаль газа турбина не сразу реагирует на манипуляции водителя. И действительно – топливо должно смешаться с воздухом, сгореть, а затем отработавшие газы должны поступить к турбине. Турболаг несколько отличается от турбоямы. Если первый эффект обусловлен работой мотора и объемом турбины, то второй эффект может быть обусловлен, например, размером и эффективностью интеркулера и диаметром пайпинга. И вот, когда мы разобрались с основными недостатками турбокомпрессоров, давайте посмотрим, какие же решения предлагают инженеры автоконцернов. И здесь есть на что посмотреть:
- Твин-турбо (twin-turbo);
- Би-Турбо (biturbo);
- Изменяемая геометрия сопла, а также угла наклона крыльчатки в системах VGT;
- Твин-скрол (twin-scroll).
Система твин-турбо изначально не была призвана решить проблему турбоямы, так как ее устанавливают на автомобили с особенно мощными двигателями. В твин-турбо используются сразу две одинаковые турбины, значительно повышающие объем или же давление воздуха, который будет поступать к двигателю. Это гарантирует, что мощность последнего будет близка к максимально возможной. Если же турбин две, но их объем мал, то система позволяет добиться прироста мощности на малых оборотах и частично или полностью решить проблему турбоямы.
В отличие от предыдущей системы, в би-турбо применяется пара разных турбин с последовательным соединением. Турбина малого объема работает на малых оборотах, а вот турбина большого объема включается в работу при высоких оборотах двигателя. Это также позволяет решить проблему возникновения турбоямы, а также уменьшить число лагов двигателя при изменении оборотов.
Турбины с изменяемой геометрией, которые просто называют VGT, полностью соответствуют своему названию. Угол наклона лопаток крыльчатки в таких турбинах может меняться в зависимости от того, какова нагрузка на турбокомпрессор. Также может меняться и сечение трубы, через которую проходят выхлопные газы. Это призвано «разогнать» отработавшие газы, а также более эффективно использовать их энергию. Как правило, системы VGT применяют на турбированных дизелях. Это обусловлено меньшими тепловыми нагрузками в турбинах, а также их способность уменьшать скорость вращения ротора.
Твин-скрол, или же двойная улитка – это еще одна система, которая соответствует своему названию. Суть в том, что контур движения газов в таких турбинах двойной. Они могут идти как сразу по обоим контурам (легко провести аналогию с твин-турбо), так и разделяться на два потока (напоминает би-турбо). Геометрия контуров, как вы уже догадались, различна. Регулируется системы посредством клапанов.
Источник - https://remontturbin-24.ru
Свежие комментарии