Как работает турбина на бензиновом двигателе

Устройство и принцип работы турбокомпрессора

как работает турбина на бензиновом двигателе

Турбокомпрессор (турбина) – механизм, применяемый в автомобилях для принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. При этом привод турбины осуществляется исключительно за счет действия отработавших газов (выхлопа). Применение турбокомпрессора позволяет существенно увеличить мощность двигателя (примерно на 40%), сохраняя компактными его габаритные размеры и низкий уровень расхода топлива.

Конструкция и принцип работы турбины

Устройство турбокомпрессора

Классический турбокомпрессор состоит из следующих элементов:

  1. Корпус. Выполняется из жаропрочных материалов (стали). Он имеет форму улитки с двумя разнонаправленными патрубками, оснащенными фланцами для крепления в системе турбонаддува.
  2. Турбинное колесо. Преобразует энергию отработавших газов во вращение вала, на котором оно жестко зафиксировано. Изготавливается из жаропрочных материалов (железо-никелевый сплав).
  3. Компрессорное колесо. Воспринимает вращение от турбинного колеса и нагнетает воздух в цилиндры двигателя. Колесо компрессора зачастую изготавливают из алюминия, что снижает потери энергии. Температурный режим на этом участке близок к нормальным условиям, и применение жаропрочных материалов не требуется.
  4. Вал турбины (ось) – соединяет турбинное и компрессорное колеса.
  5. Подшипники скольжения, или шарикоподшипники. Необходимы для крепления вала в корпусе. В конструкции может быть предусмотрен один или два подшипника. Смазка последних осуществляется общей системой смазки двигателя.
  6. Перепускной клапан – предназначен для управления потоком отработавших газов, воздействующим на колесо турбины. Это позволяет управлять мощностью наддува. Клапан оснащен пневматическим приводом. Его положение регулируется ЭБУ двигателя, получающим соответствующий сигнал от датчика скорости.

Принцип работы турбокомпрессора

Основной принцип работы турбины на бензиновом и дизельном двигателях заключается в следующем:

  • Отработавшие газы направляются в корпус турбокомпрессора, где воздействуют на лопатки турбинного колеса.
  • Колесо турбины начинает вращаться и разгоняться. Скорость вращения турбины при высоких оборотах может достигать до 250 000 оборотов в минуту.
  • Пройдя через колесо турбины, отработавшие газы отводятся в систему выпуска.
  • Компрессорное колесо синхронно вращается (поскольку находится на одном валу с турбинным) и направляет поток сжатого воздуха в интеркулер и далее во впускной коллектор двигателя.

Особенности эксплуатации турбин

В сравнении с механическим нагнетателем, работающим от привода коленчатого вала, достоинствами турбины является то, что она не отнимает мощность у двигателя, а использует энергию побочных продуктов его работы. Она дешевле в изготовлении и экономичнее в эксплуатации.

Хотя технически устройство турбины дизельного двигателя практически не отличается от систем для бензиновых моторов, на дизеле она встречается чаще. Основная особенность заключается в режимах работы. Так для дизеля могут применяться менее жаропрочные материалы, поскольку температура отработавших газов в среднем составляет от 700 °С в дизельных двигателях и от 1000°С в бензиновых моторах. Это значит, что устанавливать дизельную турбину на бензиновый двигатель нельзя.

С другой стороны, для этих систем характерны и разные уровни давления наддува. При этом стоит учитывать, что производительность турбины зависит от ее геометрических размеров.

Давление нагнетаемого в цилиндры воздуха складывается из двух частей: 1 атмосфера давления окружающей среды плюс избыточное, создаваемое турбокомпрессором. Оно может варьироваться от 0,4 до 2,2 и более атмосфер.

Если учесть, что принцип работы турбины на дизельном двигателе предусматривает поступление большего объема выхлопных газов, конструкция для бензинового мотора также не может устанавливаться на дизелях.

Виды и срок службы турбокомпрессоров

Основным недостатком работы турбины является возникающий на малых оборотах двигателя эффект “турбоямы”. Он представляет собой временную задержку отклика системы на изменение оборотов двигателя. Для устранения этого недостатка разработаны различные виды турбокомпрессоров:

  • Система twin-scroll, или раздельный турбокомпрессор. Конструкция имеет два канала, которые разделяют камеру турбины и, соответственно, поток отработавших газов. Это обеспечивает более быстрое реагирование, максимальную производительность турбины, а также предотвращает перекрытие выпускных каналов.
  • Турбина с изменяемой геометрией (с переменным соплом). Такая конструкция чаще используется на дизеле. Она предусматривает изменение сечения входа в колесо турбины за счет подвижности ее лопастей. Смена угла поворота позволяет регулировать поток отработавших газов, благодаря чему происходит согласование скорости отработавших газов и рабочих оборотов двигателя. На бензиновом двигателе турбина с изменяемой геометрией часто устанавливается на спортивных автомобилях.

К минусам турбокомпрессоров можно отнести и небольшой срок службы турбины. Для бензиновых двигателей он в среднем составляет 150 000 километров пробега машины. В свою очередь, ресурс турбины дизельного двигателя несколько больше и в среднем достигает 250 000 километров. При постоянной езде на высоких оборотах, а также при неправильном подборе масла сроки эксплуатации могут сократиться в два или даже в три раза.

В зависимости от того, как работает турбина, на бензиновом или дизельном двигателе, можно судить о ее исправности. Сигналом о необходимости проверки узла является появление синего или черного дыма, снижение мощности двигателя, а также появление свиста и скрежета. Для профилактики неисправностей необходимо вовремя менять масло, воздушные фильтры и регулярно проходить техобслуживание.

(6 5,00 из 5)

Вам также может понравиться

Источник: https://techautoport.ru/dvigatel/vpusknaya-sistema/turbokompressor.html

Система турбонаддува — принцип работы

как работает турбина на бензиновом двигателе

Мощность двигателя автомобиля напрямую зависит от того, какое количество топлива и какой объем воздуха поступают в двигатель. Чтобы повысить мощность двигателя, логично увеличить количество этих компонентов. 

Просто увеличить количество топлива недостаточно, если при этом не увеличить объем воздуха, необходимого для максимально полного сгорания топлива. Использование турбокомпрессора дает возможность доставить больший объем воздуха в цилиндры, предварительно сжав его.

Принцип работы турбины двигателя таков: в цилиндры под давлением отработанных газов подается сжатый воздух, который вращает крыльчатку. Компрессор, расположенный на одном валу с крыльчаткой, нагнетает давление в цилиндр.

Турбонаддув от выхлопных газов – наиболее эффективная система увеличения мощности двигателя. Использование турбонаддува не увеличивает объем цилиндров и не влияет на частоту вращения коленвала.

Таким образом, помимо увеличения мощности, турбонаддув позволяет рационально расходовать топливо и уменьшить токсичность отработанных газов благодаря тому, что топливо сгорает полностью. 

Устройство турбокомпрессора автомобиля

Система турбонаддува используется не только в дизельных, но и в бензиновых двигателях.

Система турбонадува состоит из следующих элементов:

  • Турбокомпрессора;
  • Интеркулера;
  • Перепускного клапана;
  • Регулировочного клапана;
  • Выпускного коллектора.

Принцип работы турбины дизельного двигателя

Работа дизельной турбины также основана на использовании энергии выхлопных газов. 

В общих чертах принцип работы турбины дизеля выглядит так.

От выпускного коллектора выхлопные газы направляются в приемный патрубок турбины, после попадают на крыльчатку, принуждая ее двигаться.  С крыльчаткой на одном валу расположен компрессор, который нагнетает давление в цилиндрах.

Основное отличие турбокомпрессорных агрегатов от атмосферных дизелей в том, что  здесь в цилиндры воздух подается принудительно и под высоким давлением. Поэтому на цилиндр попадает значительно большее количество воздуха. В сочетании с большим объемом подающегося топлива мы получаем прирост мощности порядка 25%. При этом пропорции воздушно-топливной смеси остаются неизменными.

Чтобы еще больше увеличить объем поступающего в цилиндры воздуха, используется интеркулер – устройство, предназначенное для охлаждения атмосферного воздуха перед подачей его в двигатель. Это позволяет за один цикл подать в цилиндр еще больше воздуха, так как, холодный, он занимает меньше места.

Технология турбонаддува используется в случаях, когда необходимо увеличить мощность мотора и при этом оставить неизменными его размеры и габариты.

Более наглядно схема работы турбины показана в этом видео:

Принцип работы дизельной турбины несколько отличается от работы турбины на бензиновом двигателе. В чем отличие? Давайте рассмотрим подробнее.

Отличие работы турбины бензинового двигателя

Основное отличие турбин бензинового двигателя от турбин дизельного в том, что последние раскручиваются с помощью выхлопных газов, температура которых достигает 850 градусов.  А турбина бензинового двигателя раскручивается с помощью газов, имеющих температуру от 1000 градусов. Имея одинаковый принцип работы, бензиновая турбина изготовлена из более жароустойчивых сплавов, нежели турбина дизельная.

Само строение бензиновой турбины также имеет некоторые отличия, в частности угол входа, крутка лопаток и т.д. По этой причине не стоит использовать дизельные турбины для наддува бензинового двигателя, впрочем, как и наоборот (подробнее в статье).

 Вернутся к списку «Статьи и новости»

Источник: https://turbomag.com.ua/princip-raboty-turbiny

Как работает турбина на бензиновом двигателе

как работает турбина на бензиновом двигателе

05-10-2017

Каждый владелец авто, любящий процесс езды, особенно быстрый, не может не желать увеличить мощность двигателя. За десятилетия были придуманы десятки способов, некоторые из которых позволяли увеличить мощность на порядки, но так же снижали срок жизни не только двигателя, но и связанных с ним механизмов.

Во взлетающей ракете происходит те же процессы, что и в авто, но никто не пытается с комфортом запускать ее ежедневно, она одноразовая. Турбина является компромиссным решением, принятым на вооружение большинством производителей авто, одновременно поднимающим мощность на 10-100%, при этом не нанося вреда другим механизмам.

Конечно, запас прочности самой турбины не особо велик, требует профессионального обслуживания и периодической замены, но это рабочее решение, доступное и эффективное не только для гоночных машин, но любого авто.

Что такое турбина

Увеличивая мощность двигателя без роста расхода топлива, турбина является сравнительно элегантным решением, перенятым из авиастроения. Работа двигателя основана на процессе сгорания смеси топлива и воздуха, и работа турбина заключается в увеличении темпа поступления воздуха в эту смесь.

Чем больше воздуха — тем быстрее горит топливо, за счет чего происходит как ускорение, так и поддержание увеличенной скорости.

Турбина преобразовывает энергию из отработанных газов, в то время как компрессор подает сжатый воздух в цилиндры мотора. Эти части выглядят как два лопастных колеса, которые также называются крыльчатки, благодаря веерному расположению крыльев или лепестков.

Выглядит это как ротор из двух колес, соединенных жесткой осью. Вся эта конструкция заключена в жаропрочный корпус, а сбоку к ней подведена труба, через которую поступает воздух. Одна крыльчатка своим вращением нагнетает воздух, другая направляет его в двигатель.

Какие бывают турбины: принцип работы

Помимо добавляемой мощности, материалов изготовления и бренда, турбонаддувы делятся на 3 типа, согласно принципу их работы.

Механическая турбина. Работа обеспечивается подсоединенным к двигателю компрессором. Вращающийся коленчатый и вал компрессора соединяются ремнем, и после запуска двигателя начинается вращение вала, который в свою очередь запускает компрессор, в то время как он начинает подавать воздух в цилиндры.

Является наименее мощным вариантом (до 20000 оборотов в минуту), увеличивая мощность на 10-15% максимум, но при этом является самым первым, самым простым и доступным к установке авто конструкцию любой древности, лишь бы там был двигатель и колеса, образно говоря.

Его основные преимущества состоят в надежности конструкции, наиболее длительном запасе прочности, неприхотливости в обслуживании и регулировке, отсутствии проблемы перегрева и возможности установить его самостоятельно, без слишком сложных инструментов и оборудования.

Кроме того, с механическим типом турбины вас не будет беспокоить турболаг (или турбояма), хоть и не по причине совершенства конструкции, а ее простоты, то есть резкого ускорения вам ждать не придется.

Недостатки также имеются, среди которых невысокая, и наименьшая среди типов турбин, производительность, устаревшая конструкция, из-за чего могут возникнуть серьезные сложности с установкой такой турбины на современные автомобили.

В большинстве случаев сложность установки будет настолько затратной, что быстрее и дешевле выбрать другой тип.

Газовая турбина. Наиболее распространенный среди современных автомобилей тип турбины, работающий на основе нагнетания отработанных газов. Максимальные обороты могут превышать 200 000 оборотов в минуту. Принцип действия состоит в нагнетании и давлении выхлопных газов, вращением лопастного колеса, на другую крыльчатку, которая своим вращением нагнетает воздух в топливные цилиндры, что ускоряет сгорание топлива.

Преимущества этого типа состоят в самой высокой производительности, универсальности и распространенности. Возможность установить его на большинство автомобилей, сравнительно невысокая стоимость, доступность и невысокая цена деталей благодаря распространенности.

Недостатки тоже имеются, хоть и заметные, но не критичные. Главный — перегрев. Высокие температуры из-за раскаленных газов и быстрого вращения крыльчаток оказывают сильное влияние на саму конструкцию турбины, уменьшая ее запас прочности до 150-300 километров пробега, в зависимости от модели трубы и самого автомобиля.

Малый эксплуатационный ресурс связан и с необходимостью в частой смазке, причем далеко не любым маслом. Следующим недостатком является требовательность к качеству топлива — если в нем будут присадки, примеси и тому подобные некондиционные вещества, оно не сможет сгорать с максимальной скоростью, которую обеспечивает турбина.

Помимо этих нюансов имеется также эффект турболага, который заключается в задержке между сигналом к запуску турбины и непосредственным наступлением желаемого ускорения.

Конечно, со всеми этими недостатками авто производители борются, с некоторыми более успешно, с некоторыми менее, но пока такая турбина, при высокой эффективности и производительности, остается достаточно дорогим и требовательным удовольствием.

Электрическая турбина. Так же как и всё связанное с электричеством в автомобилях — самая перспективная разновидность, за которой, по мнению производителей авто лежит будущее. На данный момент такая турбина является достаточно производительным вариантом совмещения плюсов механической и газовой турбины.

Закачка воздуха происходит не по причине работы коленчатого вала или выхлопных газов, а под воздействием электродвигателя, который, при сохранении огромного количества оборотов (и еще больших перспектив в этом нюансе), при этом не убивает саму турбину своей работой.

Преимущества состоят в высокой производительности, огромном ресурсе, простоте установки, отсутствии турбоямы и сравнительно невысокой цене.

Один из немногих, но критический и пока не до конца фиксированный недостаток заключается в непомерном электропотреблении, которое массовому авто нереально удовлетворить без установки дополнительный генераторов, что не всегда удобно или возможно.

Поэтому хоть эта турбина теоретически и практически действительна эффективна, но на сегодняшний день далеко не каждый автомобиль и его владелец смогут ее применить.

Помимо трех основных типов, существует и несколько производных от них.

Например, турбина с изменяемой геометрией, являющейся самой популярной модификацией газовой турбины, что по распространенности обошла оригинальную конструкцию.

Суть модификации состоит в специальном, изменяемом наклоне лопастей крыльчаток, которые еще больше увеличивает давление нагнетаемого в цилиндры воздуха, что не только повышает производительности, но и решает одно из главных неудобств газовых турбин — турбояму. Благодаря этому решению также заметно снижается расход топлива.

Достаточно популярными являются двойные (параллельные) и комбинированные (газовая+механическая) турбины. Принцип работы обоих, с небольшими отличиями, заключается в том две турбины начинают свою работу в разное время, за счет чего, помимо непосредственно удвоения производительности, увеличивают мощность двигателя и оптимизируют некоторые нюансы, вроде того же турболага.

С незначительными отличиями турбины работают одинаково эффективно как с бензиновым, так и с дизельным типом двигателя. Отличия заключаются в скорости горения топлива и сопряженным с этим влиянием на эксплуатационный ресурс и требовательность к частоте обслуживания.

Как проверить турбину на бензиновом двигателе: подробная схема

Перед приобретением подержаного автомобиля с турбокомпрессором или просто турбонаддува с рук, лучше проверить его на наличие неполадок. Действия достаточно просты, но способны сберечь вам как время, так и деньги:

  1. Послушайте как работает турбина при непрогретом двигателе.
  2. Свист, скрежет, стуки — всё это свидетельствует о повреждениях.
  3. Оцените тягу в соответствии с мощностью двигателя.
  4. Если она слишком слабая или встречаются провалы во время набора мощности — это также нехорошо.
  5. Проверьте бак с маслом, его горловину и внутренние стенки.
  6. Черная сажа — проблема, которая позже может вам аукнуться.
  7. Удостоверьтесь у продавца, каков расход масла. Приемлемый уровень — 1 литр на 10000 километров.

Самый очевидный параметр — горящий сигнал «Check Engine» на приборной панели. Просто так он не загорается и обычно свидетельствует о серьезной неполадке с компрессором. Конечно, этот сигнал есть не в каждом автомобиле. Аккуратно осмотрите саму турбину. Поврежденные, грязные от масла лопасти крыльчатки или стенки корпуса — говорят о неполадках.

Это далеко не весь перечень индикаторов проблем с турбиной, но если вы не уверены в своих знаниях и опыте, а также не имеете соответствующих инструментов, лучше всего отдать турбину на проверку в салон — они смогут найти даже те неполадки, которые визуально будут попросту незаметны.

Признаки и причины поломки турбины

Двигатель, дизельный или бензиновый, оснащенный турбиной конечно обходит по мощности обычный двигатель, но при этом добавляет соответствующих проблем. Сложно сломать только лом, а турбина несмотря на относительную простоту конструкции всё же имеет ряд своих болячек.

Умение определять признаки их наступления и осуществлять своевременную профилактику может сохранить вам множество времени и денег, так как турбокомпрессор всё же достаточно дорогой механизм, особенно если и машина не дешевая.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Ремонт двс что это

Основные признаки поломки таковы:

  •  
      Нестандартный оттенок цвета выхлопных газов — синий, серый, белый.
      Неестественный шум в работе двигателя.
      Слишком скорое наступление перегрева двигателя.
      Внезапно увеличившийся расход топлива и масла.
      Замедлившийся набор тяги и перерывы во время ее набора.

Причины неполадок турбины могут быть разными. Некоторые из связаны с самой конструкцией турбины и ее относительно коротким сроком эксплуатации, когда износ одних деталей и нарушения в работе ведет к аналогичным проблемам с другими частями механизма.

Некоторые вызваны нерегулярным или полностью отсутствующим техническим обслуживанием, во время которого производится настройка, регулировка, чистка и своевременная замена износившихся деталей. Другие возникают из-за механических повреждений после аварий или некачественного, неподходящего турбине масла или топлива.

В любом случае, чем лучше вы будете заботиться о турбине в частности, и авто в целом, тем меньше подобных проблем у вас будет возникать. Забота должна выражаться как в исполнении рекомендаций в инструкции к турбокомпрессору, своевременном обслуживании и компетентном ремонте — слишком часто неудачная попытка ремонта турбины лишь еще больше нарушает ее работу.

Если вы не являетесь опытным водителем, автотехником энтузиастом и поклонником езды на быстрых скоростях, подумайте дважды перед покупкой машины с турбокомпрессором. Этот механизм не является обязательным для комфортного вождения, но неподготовленному человеку может добавить головной боли. Если же вы принадлежите к одной из ранее названых категорий и как раз желаете приобрести турбину для своего авто — ищите лучшую цену!

В интернете, как и в салонах существует огромное множество самых разных предложений, практически в каждом возможном диапазоне цен. Определитесь с самой подходящей для вашей машины турбиной и не пожалейте времени на ее поиск, разнообразие и конкуренция всегда положительно влияет на стоимость.

Источник: http://eronturbo.ru/news/ID_15.html

Как проверить турбину на бензиновом двигателе: особенности работы и диагностики

Установленная на двигателе турбина значительно повышает продуктивность работы. Ее также называют турбокомпрессор или турбонаддув. Современные производители транспортных средств устанавливают турбины практически на все модели авто. К сожалению, ресурс работы турбины немного меньше, чем у самого двигателя.

Именно поэтому за ее состоянием необходимо внимательно следить, поддерживать в рабочем состоянии, неправильная работа турбонагетателя может спровоцировать серьезные поломки, и даже поставить автовладельца перед необходимостью проводить дорогостоящий капитальный ремонт движка раньше времени.

К тому же, намного выгоднее проводить ремонт турбины после небольшой поломки, как только она начала барахлить, чем полностью менять агрегат, стоимость которого может достигать 150 тысяч рублей.

Как пользоваться турбиной на бензиновом двигателе

Чтобы предотвратить поломки и продлить срок жизни, необходимо правильно использовать турбонагнетатель и следить за качеством и уровнем масла в системе.

Именно проблемы с маслом провоцируют 90% поломок турбины. К примеру, если агрегат всего 5 секунд будет работать без смазки, то вполне может выйти из строя.

За уровнем масла необходимо внимательно следить, проверять систему при каждом ТО, по необходимости доливать смазку до нужного уровня. Если жидкость расходуется слишком быстро, необходимо выяснить причину. Это может быть неисправность в работе масляного насоса, которая плохо скажется на функционировании всей системы.

Очень важно для правильной эксплуатации не переусердствовать с педалью газа. Чтобы в турбине установился нормальный уровень давления, достаточно всего нескольких секунд, перегазовка может привести к поломке агрегата. Хорошо зарекомендовала себя система Start&Stop, которая автоматически контролирует этот момент.

При использовании турбины, моторное масло подвергается воздействию больших температур, чем в атмосферном движке. Следовательно, необходимо учитывать эту особенность при выборе смазочного материала.

Чтобы наверняка угадать с маслом, следует использовать только то, которое рекомендовано производителем транспортного средства. Также подобрать смазку могут опытные мастера на сервисе, которые будут учитывать особенности работы двигателя, год его выпуска и пробег. При этом не рекомендуется менять тип масла, следует даже придерживаться одной марки.

При смешивании масел разной вязкости, типа и фирмы, может скопиться нерастворастворяемый осадок, что приведет к неизбежной поломке системы. Качественная и своевременная смазка значительно продлит срок службы турбированного двигателя.

Существует ряд особенностей эксплуатации, которые позволят сохранить турбированный мотор:

  • в холодное время года перед стартом дайте двигателю несколько минут поработать на холостых оборотах, чтобы масло заполнило системы и начало циркулировать;
  • так как турбина всегда подвергается высокой нагрузке, не рекомендуется часто использовать ее на низких оборотах. Оптимальными показателями будут средние, а иногда даже полезно давать движку поработать на высоких оборотах;
  • перед тем, как полностью заглушить двигатель, ему необходимо хотя бы немного остыть, чтобы избежать резкого перепада температур.

Признаки поломки

Признаки неисправности турбины бензинового двигателя часто можно заметить даже не посещая сервис. Однако если обнаружен какой-либо симптом, необходимо обратиться в сервис, так как самостоятельно проверить турбину на бензиновом двигателе и произвести ремонтные работы не выйдет.

К основным признакам относят:

  • снижение тяги;
  • из выхлопной трубы замечен сизый или черный дым;
  • при запуске двигателя слышен посторонний свист или скрежет;
  • увеличился расход топлива и замечена утечка масла;
  • резко падает уровень давления воздуха и масла в системе.

В домашних условиях можно провести предварительный осмотр турбокомпрессора, чтобы выяснить, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Для начала, при разборе агрегата, необходимо проверить патрубок, через который в тубонагнетатель подается воздух. Нарушение его целостности может привести к посторонним шумам. Кроме того, при осмотре патрубок должен быть практически сухим. Обнаруженное масло свидетельствует о том, что двигатель износился или же турбина вышла из строя.

Затем нужно тщательно осмотреть лопатки турбины. Если они имеют неровности, сколы и зазубрины, то турбину, скорее всего, придется заменить.

Осевой люфт турбонаддува не должен превышать показателя 0,05 мм, радиальный — 1 мм. Если показатели превышены — турбина требует ремонта.

Спровоцировать поломку может нарушение геометрии соединения впускного коллектора с трубкой датчика. Обнаружение трещин, потертостей на этом элементе говорят о необходимости его замены. Если в системе замечены следы утечки антифриза — также следует проверить герметичность всех соединений.

В ситуации, когда поломка не выявлена, следует провести компьютерную диагностику.

Главные причины поломок турбонагнетателей

Чаще всего автомастера выделяют всего три причины, по которым владелец транспортного средства получает неисправный агрегат.

  1. Низкий уровень масла и его слабое давление приводит к тому, что подшипники не получают должной смазки и быстро изнашиваются. Также приходят в негодность кольца и шейки вала. Эта проблема вызвана неправильной установкой масляных шлангов в системе турбины, а также их протечка или перегиб.
  2. Использование неподходящего масла или его несвоевременная замена приводят к загрязнениям фильтров и всей системы. Маслопроводные каналы закупориваются, быстро изнашивается подшипник, повреждается ось. Использование слишком густого масла может привести к нарушению герметичности турбины.
  3. В турбонагнетатель может попасть посторонний предмет. Как следствие, повреждаются основные его элементы, лопатки, роторы, падает давление воздуха. Для предотвращения этой неисправности необходимо регулярно проверять герметичность впускного тракта и коллектора, по необходимости менять валы и фильтры.

Столкнувшись с каким-либо признаком неправильной работы турбированного двигателя, стоит немедленно обратиться к специалистам.

Самостоятельное вмешательство в систему без должных навыков может привести к более серьезным поломкам, даже привести к капитальному ремонту двигателя или замене турбины. Своевременная диагностика и устранение дефекта поможет предотвратить будущие неисправности.

Источник: https://avtodvigateli.com/detali/turbina-na-benzinovom-dvigatele.html

Турбины для двигателей Deutz

Для более ясного представления о том, как работает турбина в автомобиле, прежде всего необходимо ознакомится с принципом работы двигателя внутреннего сгорания. Сегодня, основная масса грузовых и легковых автомобилей оснащаются 4-х тактными силовыми агрегатами, работа которых контролируется впускными и выпускными клапанами.

Каждый из рабочих циклов такого двигателя состоит из 4 тактов, при которых коленвал делает 2 полных оборота

Впуск — при этом такте осуществляется движение поршня вниз, при этом в камеру сгорания поступает смесь топлива и воздуха (если это бензиновый двигатель) или только воздуха в случае если это дизельный агрегат.

Компрессия — при этом такте происходит сжатие горючей смеси.

Расширение — на этом этапе происходит воспламенение горючей смеси при помощи искры, вырабатываемой свечами. В случае с дизельным двигателем, воспламенение осуществляется произвольно под действием высокого давления впрыска.

Выпуск — поршень двигается вверх, при этом освобождаются выхлопные газы.

Такой принцип работы двигателя определяет следующие способы повышения его эффективности:

— Установка турбонаддува
— Увеличение рабочего объёма двигателя
— Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Увеличение рабочего объёма двигателя

Увеличение объёма двигателя возможно двумя путями: либо увеличением объема камер сгорания, либо — увеличением количества цилиндров в силовом агрегате. Однако такой способ повышения мощности не совсем оправдан, так как имеет ряд недостатков, среди которых: повышенный расход топлива.

Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Еще один возможный способ повышения производительности двигателя заключается в увеличении числа оборотов коленчатого вала. Это достигается путем увеличения количества ходов поршня за единицу времени. Но использование такого способа имеет жесткие ограничения, которые обусловлены техническими возможностями двигателя. Кроме этого, такая модернизация приводит к падению эффективности работы силового агрегата из-за потерь при впуске и других операциях.

Турбонаддув

В двух предыдущих способах двигатель использует воздух, который поступает благодаря собственному нагнетанию. При использовании турбокомпрессора в цилиндр поступает тот же объем воздуха но с предварительным его сжатием.

Это дает возможность поступлению большего количества воздуха в цилиндр, благодаря чему появляется возможность сжигания большего объема топлива.

При использовании такой технологии, мощность двигателя возрастает по отношению к количеству потребляемого топлива и объему двигателя.

Охлаждение воздуха

В процессе компрессии воздух может нагреваться вплоть до 180 С. Однако воздух имеет свойство увеличения плотности при охлаждении, что дает возможность значительно увеличить объем воздуха, попадающего в цилиндр. Кроме этого, увеличение плотности воздуха существенно снижает расход топлива и количество выбросов продуктов сгорания.

Также существует два разных типа турбонаддува: турбокомпрессор, основанный на использовании энергии выхлопных газов и турбонагнетатель с механическим приводом.

Турбонагнетатель с механическим приводом

В случае использования такого типа компрессии, воздух сжимается благодаря специальному компрессору, который работает от привода двигателя. Но такой метод имеет один большой недостаток. Все дело в том, что при использовании механического турбокомпрессора часть мощность двигателя уходит на обеспечение работы самого компрессора, по этому двигатель, оборудован таким нагнетателем, имеет больший расход топлива чем обычный двигатель такой же мощности.

Турбокомпрессор основанный на использовании энергии выхлопных газов

Такой метод основан на использовании энергии выхлопных газов, которая направлена на привод турбины. При использовании такого способа отсутствует механическое соединение с двигателем, благодаря чему потери мощности не происходит.

Основные преимущества двигателей с турбонаддувом

1) Турбодвигатель имеет меньшее показатели по расходу топлива нежели двигатель без турбины той же мощности и при прочих равных условиях.

2) Силовой агрегат с с турбонаддувом имеет заметно лучшие показатели соотношения веса двигателя к развиваемой им мощности.

3) Использование турбокомпрессора открывает новые возможности по оптимизации других параметров и характеристик двигателя, а также улучшения крутящего момента, что позволит избежать очень часто переключения передач при езде в пробках или гористой местности.

4) Турбодвигатели работают тише чем агрегаты такой же мощности без турбонаддува.

Источник: http://brturbo.ru/vsyo-o-turbinah/printsip-raboty-tyrbiny.html

Как работает турбонаддув

Турбокомпрессор или попросту турбина – это дополнительное устройство двигателя, которое для своей работы использует энергию отработавших газов. Что позволяет увеличить мощность двигателя на величину от 25% до 100%. Прежде чем понять, как работает турбокомпрессор, стоит рассмотреть функционирование двигателя внутреннего сгорания.

Принцип работы ДВС

Любой двигатель внутреннего сгорания, дизельный или бензиновый, работает на принципе получения энергии, образующейся от воспламенения топливовоздушной смеси в камерах сгорания.

Через впускные клапаны в цилиндр подается отфильтрованный внешний воздух и впрыскивается топливо, причем при пассивной подаче воздуха, в цилиндр подается дозированное количество топлива.

Именно эта смесь сгорает в цилиндре и заставляет двигаться поршень, который передает свою кинетическую энергию на ходовую систему автомобиля. Чем больше такой смеси подается и сгорает в цилиндрах, тем больше выходной крутящий момент и соответственно выше общая мощность мотора.

Принцип работы турбины

Для увеличения подачи воздуха в цилиндр, без изменения объема самого цилиндра, используют турбокомпрессор. При работе турбины используются продукты сгорания топливной смеси, которые приводят в действие роторный механизм турбокомпрессора, с помощью которого атмосферный воздух принудительно нагнетается в цилиндры (турбонаддув). И, благодаря этому, в цилиндр подается и большая дозировка топлива.

Во время нагнетания, воздух может нагреваться, из-за чего уменьшается его плотность и масса в цилиндрах. Для подачи большего количества воздуха, его необходимо охладить. Для лучшего охлаждения используется радиаторное устройство, называемое интеркулером, который устанавливается на выходе из холодной части турбокомпрессора и через который проходит воздух перед попаданием в цилиндры.

На следующем этапе поршень всасывает этот охлажденный воздух через впускные клапаны и одновременно в камеру сгорания подается топливо, образуется топливовоздушная смесь. Возгорание топливной смеси происходит от искры (бензиновые двигатели), либо от сжатия (дизельные двигатели). После того, как произошло сгорание порции смеси, продукты горения выбрасываются через выпускной клапан и попадают снова в турбину, на ее ротор.

Таким образом, она работает без участия движущих частей двигателя, используя энергию потока выхлопных газов.

Для каждого двигателя турбокомпрессор подбирается индивидуально, исходя из его собственной мощности и объема. Причем величина наддува зависит от геометрических параметров (размеров) улиток, компрессорного колеса, ротора турбины.

Некоторые конструкции двигателей оборудуют не одной турбиной, а двумя: одинакового размера – би-турбо, разного размера – твин-турбо. В последнее время широкое распространение получили турбокомпрессоры с механизмом изменяемой геометрии.

Стоит отметить, что сложность, а соответственно и стоимость ремонта турбины зависит от ее конструктивных особенностей и модификации.

Механизм изменяемой геометрии

Такой механизм позволяет дозировать подачу отработавших газов на колесо в турбине (ротор). Тем самым, позволяет оптимизировать работу турбокомпрессора на различных оборотах.

Это достигается за счет движения специальных лопаток, смонтированных на кольце геометрии. Они синхронно передвигаются, получая движение от вакуумного актуатора или электронного сервопривода в определенный момент, и контролируют наддув.

Как правило, устанавливаются они на дизельных ДВС, потому как температура выхлопных газов у бензиновых моторов выше, чем у дизеля, соответственно лопатки геометрии могут деформироваться.

Такие турбины позволяют оптимизировать процесс турбонаддува, что приводит к уменьшению расхода топлива и вредных выбросов при одновременном повышении мощности и крутящего момента.

Многие автомобилисты ошибочно полагают, что турбокомпрессор начинает включаться в работу с оборотов мотора от 1500-2000 об/мин. На самом деле, он запускается сразу после заводки автомобиля и работает на холостом ходу. А оптимальных оборотов достигает в диапазоне свыше 1500 об/мин.

Турбокомпрессор достаточно надежный агрегат, однако если Вы столкнулись с его поломкой, решить проблему Вам помогут специалисты ТурбоМикрон. Мы производим замену турбины на автомобиле, а также ремонт снятых с авто турбокомпрессоров.

Источник: http://turbomicron.by/o-remonte/printsip-raboty-turbin

Преимущества и недостатки

Вообще говоря, турбины начали устанавливаться на двигателе достаточно давно. Когда на рынке стали появляться их первые модификации, принцип работы такого устройства был достаточно примитивен и понятен большинству людей, пусть даже и не профессиональных мастеров и ремонтников.

К сожалению, первые модели обладали большим числом недостатков. Расскажем об основных из них, которые можно было встретить на всех без исключения моделях турбин. Первый минус — это невысокий ресурс всех составных деталей.

Действительно, ресурс был небольшим, и обуславливался он технологией работы, которая оказалась достаточно примитивной.

Чаще всего из строя выходит подшипник, который, хоть и обильно обработан смазкой, не может подвергаться какому-либо осмотру и обслуживанию: турбина встраивается в корпус двигателя.

Вторая проблема — это возникновение провала при разгонах. Дело в том, что принцип работы устройства заключается в нагнетании большого давления воздуха в рабочие цилиндры мотора.

Чтобы давление дошло до необходимого уровня, нужно определенное время: без применения специальной дорогостоящей электроники действия водителя предсказать достаточно проблематично. Поэтому при резком нажатии на газ происходит не разгон, а лишь нагнетание давления.

В связи с этим водителю приходится выжидать по нескольку секунд, что, безусловно, является недостатком.

Правда, несмотря на примитивный и не самый удачный принцип работы, такое устройство, как турбина, широко устанавливалось на двигателе с момента своего изобретения.

Это связано с тем, что плюсов, которые дает этот узел, куда больше, чем потенциальных недостатков. К явным преимуществам можно отнести, к примеру, то, что у мотора при равном объеме и конструкции мощность возрастает практически в два раза.

При этом расход топлива остается на прежнем уровне, и машина становится даже несколько экономичнее.

Кроме того, ресурс самого двигателя значительно увеличивается. Это связано с тем, что турбина облегчает задачу двигателю и придает ему дополнительные силы. За счет этого механизмы подвергаются меньшему износу, и их срок службы возрастает в несколько раз.

Детальный взгляд

Технология работы турбины по-прежнему остается достаточно простой. Большинство технологий, которые применяются в современных ДВС, направлены на то, чтобы предотвратить всем известный провал при резких разгонах и увеличить срок службы маховика, скорость вращения которого достигает нескольких сотен тысяч оборотов в минуту.

Основным элементом, который и составляет основу принципа работы данного функционального узла, является крыльчатка, за счет которой и осуществляется вращение. Крыльчатка всегда встраивается в выпускной коллектор мотора — туда, где происходит циркуляция выхлопных газов под высоким давлением. Крыльчатка, которая встраивается в этот поток, начинает от него вращение, подобно тому, как функционирует ветряная мельница.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Драглайн что это такое

За счет этого крыльчатка обратной стороной начинает работать на нагнетание воздуха извне. Разумеется, этот воздух проходит систему фильтров и лишь после этого поступает в систему.

Нетрудно предположить, что при столь высокой скорости вращения крыльчатки достигается недюжинное давление воздуха, который отправляется в цилиндры. Именно нагнетание большого давления, которое кратно нескольким барам, и является основой работы такого устройства, как турбина.

Чем выше давление, тем выше и мощность, которую может развить двигатель, оснащенный наддувом.

Чтобы избежать каких-либо провалов мощности, производители прибегли к применению дополнительных систем, которые направлены на то, чтобы давление нагнеталось мгновенно. Одним из таких элементов являются клапаны.

Один из них соединяется с выпускным коллектором и переводит в него избыточное давление, которое уже не в состоянии раскрутить крыльчатку. Второй клапан соединяется с впускным коллектором двигателя, и при его открытии давление мгновенно перетекает в камеры сгорания. За счет этого удается полностью нивелировать промежуток времени, направленный на нагнетание давления, и сократить время разгона и прироста мощности.

Подводя итоги

Турбонаддув — это достаточно неплохая технология, которая отлично зарекомендовала себя и на серийных, и на спортивных автомобилях. Благодаря ее применению, повысилась работоспособность моторов и их экологичность. Современные технологии, которые применяются на сегодняшний день, позволили устранить недостатки, которые были замечены ранее, и сделать технологию более универсальной и совершенной.

Источник: https://portalmashin.ru/service/engine/kak-rabotaet-turbina-na-benzinovom-dvigatele.html

Самостоятельный ремонт турбины: какие подводные камни могут ждать автолюбителя

Для прочтения нужно: 3 мин.

Еще не так давно турбина считалась чем-то диковинным. Сегодня же ее можно установить практически на любой автомобиль. А некоторые производители оснащают серийные машины даже семейного класса турбированными моторами.

Такую популярность агрегата легко объяснить: турбина позволяет повысить мощность авто, при этом практически не увеличивая его массу. Конечно, как и любой механизм, турбокомпрессор может выйти из строя. И как только агрегат начинает «барахлить», приходит время задуматься о его ремонте. Многие умельцы в целях экономии берутся за починку сами.

В статье расскажем, как отремонтировать турбину своими руками и с какими сложностями может столкнуться автолюбитель.

Краткий обзор системы турбонаддува

Вроде бы все понятно: благодаря турбине авто становится резвее и «оборотистее». Но как именно работает механизм? Следует сразу отметить: лошадиных сил в двигателе больше не становится. Мощность мотора напрямую зависит от количества сжигаемого топлива за один рабочий цикл[1]. Без кислорода этот процесс невозможен, и автомобильные конструкторы придумали бесперебойную систему подачи воздуха к двигателю — турбокомпрессор.

Такое усовершенствование двигателя позволяет решить сразу несколько проблем. Турбина, как мы уже отметили, повышает мощность авто, а вот рабочий объем цилиндра остается прежним, как и расход топлива. Еще один немаловажный момент: колесо компрессора, которое и нагнетает воздух в двигатель, приводится в движение с помощью отработавших газов. Таким образом, для работы самой турбины требуется минимум энергии.

А поскольку топливо в таком моторе расходуется эффективнее, выхлоп становится чище, и в воздух попадает меньше токсичных веществ.

Турбокомпрессоры все время подвергаются существенной модернизации. Раньше при резком нажатии на педаль в автомобиле с турбодвигателем водитель неизбежно сталкивался с таким явлением, как «турбояма».

Это означает, что рост мощности мотора задерживался, поскольку турбине нужно было время, чтобы раскрутиться, а компрессору — чтобы подать в цилиндры порцию сжатого воздуха достаточного объема.

А после того как «турбояма» оказывалась позади, происходил «турбоподхват»: давление резко возрастало и двигатель, наоборот, набирал максимальную мощность. Само собой, это негативным образом сказывалось на качестве вождения.

Инженеры нашли способ повысить крутящий момент при низких оборотах и снизить инертность турбонаддува — причем не один: сегодня существует четыре вида турбокомпрессоров, в которых эффекты «турбоямы» и «турбоподхвата» сглажены. Обусловлено такое разнообразие особенностями двигателей, на которых устанавливаются механизмы. В зависимости от этого можно выделить:

  1. Турбины с изменяемой геометрией впускного канала. В них изменяется площадь входного канала для выхлопных газов мотора, что позволяет оптимизировать их поток. Благодаря этому обеспечивается равномерная тяга. Чаще всего турбонаддув такого плана используется для дизельных силовых агрегатов, например для двигателей TDI от Volkswagen.
  2. Турбины с комбинированным — механическим и турбинным — наддувом. На низких оборотах мотора работает механический наддув, а на высоких — турбина. Такой турбокомпрессор ставится на бензиновые двигатели TSI (так называемые моторы двойного наддува с послойным впрыском) от Volkswagen.
  3. Twin-turbo. Это, по сути, два последовательно расположенных компрессора с различной производительностью, то есть для разных оборотов двигателя. Сразу после нажатия педали газа в действие вступает малая турбина, скорость и обороты растут, и к ней «подключается» вторая. Дальше они работают вместе. Схема twin-turbo считается особенно эффективной, но используется нечасто.
  4. Biturbo — тоже два компрессора, но располагаются они параллельно. Применяется данный механизм, как правило, в мощных силовых агрегатах: так, турбиной оснащается каждый ряд цилиндров V-образного двигателя. Важно отметить, что две небольшие турбины менее инертны, чем одна крупная, поэтому «турбояму» и «турбоподхват» система biturbo также выравнивает.

И все же сама турбина независимо от вида механизма имеет стандартную конструкцию. Перечислим узлы и элементы системы турбонаддува в порядке движения воздушного потока:

  1. выпускной коллектор двигателя;
  2. собственно турбина (турбинная улитка);
  3. картридж;
  4. система подачи воздуха;
  5. компрессор (центробежный нагнетатель, или компрессорная улитка);
  6. интеркулер (промежуточный охладитель наддувного воздуха);
  7. прочие детали и расходные материалы.

Турбокомпрессор — это нагружаемый механизм, работающий в условиях резкого изменения температур. Турбина находится в тесной взаимосвязи с основными узлами мотора, такими как системы впуска и выпуска отработавших газов. Преждевременная выработка ресурсов турбокомпрессора часто связана с неисправностью смежных систем. Даже незначительное отклонение в работе любого узла приводит к снижению работоспособности турбонаддува.

Конечно, не всегда виноваты другие системы — сломаться может и какая-либо деталь самого наддувного механизма. И, несмотря на то что все турбины устроены по общей схеме, различия между ними могут быть. Эти особенности часто заложены даже в электронном блоке управления двигателем. Поэтому определить их на глаз не получится.

Сами системы турбонаддува усложняются из года в год, а для изготовления деталей механизма используются новые материалы. Но до сих пор в представлении многих автолюбителей ремонт турбины — это простая замена картриджей.

На деле же приходится учитывать огромное количество важных моментов: вид компрессора, состояние смежных с ним систем, связь механизма с электронным блоком управления двигателем, особенности данной турбины и так далее.

Ремонт турбины дизельного или бензинового двигателя своими руками может оказаться гораздо более сложным, чем представлялось изначально.

Процесс ремонта турбины двигателя своими руками

В идеале все должно начинаться с безошибочного установления причин поломки или неправильной работы турбокомпрессора. Хотя у автовладельца, затеявшего ремонт турбины своими руками, трудности могут возникнуть уже на данном этапе, ведь без профессионального оборудования для диагностики ошибиться крайне легко. Но вернемся к возможным причинам неисправностей — их много, но самыми распространенными являются следующие:

  • попадание в турбину посторонних предметов;
  • недостаточное количество смазки (так называемое «масляное голодание»);
  • загрязнение масла;
  • превышение допустимой частоты вращения крыльчатки.

Впрочем, независимо от того, что послужило причиной неполадок турбины, процесс ремонта должен происходить поэтапно:

  1. Компьютерная диагностика. Без нее демонтировать турбокомпрессор нельзя. От диагностики зависит результат ремонта. Так почему не получится обойтись без спецоборудования? Бывает, что турбина, которую автовладелец собирается ремонтировать, на самом деле исправна, а неполадки нужно искать в двигателе или блоке управления. Еще чаще турбокомпрессор ломается из-за других, куда более серьезных проблем в моторе. Компьютерная диагностика все это покажет, а простой осмотр — нет.
  2. Демонтаж турбокомпрессора. Демонтаж турбонаддува для последующего ремонта провести самостоятельно вполне реально, если соблюдать правильную последовательность. К тому же снимать турбину с двигателя нужно крайне осторожно, чтобы не задеть и не повредить смежные механизмы и саму систему наддува. Перед проведением работ следует отключить всю электронику автомобиля и открыть доступ к турбокомпрессору. Сначала отсоединяются все трубки, затем — турбинная и компрессорная улитки. Когда эти части демонтированы, можно снимать колеса компрессора. В последнюю очередь извлекаются уплотнительные вкладыши.
  3. Разборка и осмотр агрегата. Разбирать турбокомпрессор в гараже небезопасно — в механизм могут попасть пыль, грязь и иные посторонние предметы. Поэтому процедура должна проходить в оборудованной и подготовленной чистой мастерской. Тем более что сразу после первой дефектовки деталей турбины (оценки элементов компрессора на предмет дефектов) их следует очистить. А справиться с этим этапом без специальных аппаратов точно не получится.
  4. Очистка. Все элементы необходимо изнутри и снаружи очистить от нагара, а также остатков масла, пятен ржавчины, пыли и грязи. Трубки маслоподачи и слива помещают в ультразвуковую ванну, а корпус очищают с помощью промышленного пескоструйного аппарата. Можно предположить, что такое оборудование есть, мягко говоря, не у каждого автовладельца. А непрофессиональная очистка способна привести к новым поломкам агрегата после его установки.
  5. Повторный осмотр. Как правило, после очистки можно увидеть больше дефектов, поэтому детали еще раз осматривают. Изношенные и деформированные комплектующие меняют на новые. Обычно это подшипники и уплотнители — резинки, прокладки. Их берут из заранее подготовленного ремкомплекта. Лучше приобретать оригинальные комплектующие для каждой марки авто.
  6. Балансировка роторной части. Это обязательный этап перед сборкой турбины. Чтобы сбалансировать ротор, нужен балансировочный станок и комплект балансировочных клапанов. Если пропустить данную процедуру, в дальнейшем это приведет к дисбалансу ротора, увеличению уровня вибрации, а затем и к повреждению механизмов.
  7. Сборка агрегата. Собирать турбокомпрессор можно, только если ротор правильно сбалансирован. Детали нужно аккуратно вернуть на прежние места.
  8. Испытания турбины. Собранный турбокомпрессор тестируется на специальном стенде. Во время испытаний механизма проверяют:
    • работу датчика давления воздуха;
    • давление на выходе из турбины;
    • осевой люфт;
    • наличие утечки масла;
    • показатели наддува;
    • наличие дисбаланса.
  9. К слову, если технологический дисбаланс все-таки выявили после сборки, его реально устранить. Правда, сделать это можно с помощью добалансировочного стенда, который, как и любое другое профессиональное оборудование, есть только в сервисном центре.

  10. Анализ состояния актуаторов — электронных или механических регулировочных клапанов — и их калибровка. Отдельно проверяется исправность клапанов сброса выхлопных газов. Если они не будут выполнять свои функции в полном объеме, двигатель и турбина станут регулярно подвергаться перегрузкам. На этом этапе также настраивают и устанавливают клапан регулировки давления.
  11. Монтаж турбокомпрессора. При установке агрегата выполняются те же действия, что и при демонтаже, но в обратной последовательности. На этом этапе, как и во время сборки турбины, особенно важно соблюдать чистоту. Ведь даже мельчайшие частицы грязи могут привести к износу элементов — и турбокомпрессор снова сломается.

Теоретически некоторые из описанных операций с турбиной можно провести самостоятельно — например, демонтаж и разборку агрегата, а также сборку и установку компрессора обратно. Между тем такие важные процедуры, как компьютерная диагностика, балансировка, очистка и испытание турбины, выполняются лишь в специализированных центрах.

Дорогостоящее оборудование могут позволить себе далеко не все гаражные автомастерские, не говоря уже о самих владельцах машин. Поэтому водителю, который задумался о том, стоит ли самому начинать ремонт турбины, но еще окончательно не решился, с активными действиями спешить не нужно.

Риск нанести двигателю еще больший вред и отсутствие гарантий — серьезные аргументы явно не в пользу непрофессионального вмешательства.

Ремонт турбин для «дизеля» и не только

Для дизельных двигателей установка турбины фактически является единственным способом увеличить мощность. Поэтому турбодизельные моторы встречаются чаще, чем бензиновые. Чтобы автовладельцу было проще окончательно разобраться, возможен ли ремонт дизельных и бензиновых турбин своими руками, рассмотрим несколько примеров.

Источник: https://www.kp.ru/guide/remont-turbiny-svoimi-rukami.html

Как турбина влияет на мощность автомобиля, преимущества турбоагрегата

Если мощность автомобиля не устраивает его владельца, то её можно значительно повысить, установив турбину с компрессором. Для любителей адреналина, энергии и скорости, турбина станет именно тем решением, которое удовлетворит эти потребности. В этой статье пойдет речь о том, как турбина влияет на мощность автомобиля.

Ключевые тезисы

  1. Работа турбины в современном автомобиле.
  2. Влияние турбины на мощность машины.

Что такое турбина и как она работает

Двигатель транспортного средства вырабатывает энергию из топлива, которое он сжигает. Однако двигатель способен сжигать больше топлива и вырабатывать большее количество энергии соответственно, если в его цилиндры поступает больше воздуха. Турбина с компрессором нагнетает много воздуха в двигатель, позволяя ему сжигать больше энергии и увеличивать мощность. Типичная турбина для авто способна увеличить мощность авто на целых 50%!

В турбокомпрессоре есть две ключевые составляющие – это турбина и компрессор. Когда турбина соединяется с потоком выхлопных газов и начинает вращаться со скоростью до 15 000 оборотов в минуту, это будет превышать заводскую мощность двигателя примерно в 30 раз. Вал соединяет турбину с компрессором, который также вращается. Он располагается на воздухосборнике автомобиля, и при вращении нагнетает больше воздуха в цилиндры.

Воздух в цилиндрах позволяет двигателю сжигать топливо быстрыми темпами и генерировать больше энергии соответственно. Идея использования турбины состоит в том, чтобы максимально увеличить мощность, а также повысить топливную экономичность машины и снизить выбросы углекислого газа в окружающую среду.

Турбокомпрессор небольшого размера способен повысить мощность автомобиля быстрее даже при низких оборотах двигателя, однако не обеспечивает такой же уровень мощности на более высоких скоростях.

Влияние турбины на мощность авто

Как правило, у любого двигателя неравномерные характеристики в зависимости от числа оборотов. В некоторых моторах на низких оборотах более высокая тяга, чем на высоких. Для увеличения мощности на средних и высоких оборотах ставится турбина.

Особенности автомобиля с турбиной, видео:

Благодаря турбине увеличивается нагрузка на поршневую группу. Однако на скорость машины не влияет, только на динамику разгона. Также много зависит от индивидуальных характеристик машины и стиля езды. На бензиновом двигателе ресурс турбины – около 150 000 километров, на дизельном двигателе – 250 000 км. Однако при быстрой езде ресурс механизма сокращается до 60 000-100 000 км.

Ни одна турбина не обходится без качественного масла, поэтому ошибочно полагать, что с турбиной будет экономия масла. Зато экономия топлива – типичный показатель авто, работающих на турбинах. Хотя и здесь не обойтись без исключения – если гонщик «топает» педалью газа и наслаждается высокой производительностью турбины, большая часть топлива теряется.

Резюмируя, перечислим главные преимущества авто с турбиной:

  • Турбодвигатель помогает расходовать меньше топлива, нежели двигатель без турбины;
  • Турбина характеризуется лучшими показателями в соотношении веса двигателя к развиваемой им мощности;
  • Механизм помогает оптимизировать другие возможности автомобиля, улучшает крутящийся момент, предотвращая переключении передач при езде в пробках;
  • Двигатель с турбиной работает тише, чем агрегат аналогичной мощности, но без турбины;
  • Авто с турбиной меньше выбрасывает вредных газов в окружающую среду;
  • Из-за высокой концентрации воздуха в цилиндрах устройства, топливная смесь сгорает полностью, что делает авто более безопасным.

: Что такое турбированный двигатель, принципы его работы и преимущества.

Источник: https://turbi.com.ua/kak-turbina-vlijaet-na-moshhnost-avtomobilja/

Как работает турбина на бензиновом двигателе?

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители блога Автогид.ру.  Сегодня в статье мы с вами разберёмся и узнаем как работает турбина на бензиновом двигателе. Тема, конечно интересная и в первую очередь для владельцев бензиновых турбированных автомобилей. Зачастую информации о принципе работы и устройстве турбины на бензиновом моторе достаточно мало или она слишком сложна для восприятия обыкновенного человека.

Использование турбины позволяет любому двигателю с малым объёмом увеличить мощность без возрастания расхода топлива и сокращения ресурса эксплуатации. После подключения турбины мотор словно получает невидимый пинок и работает значительно шустрее. Существуют особенности использования бензиновых моторов, оснащённых турбинами.

Их необходимо учитывать для продления срока службы устройства и использования двигателя машины с максимальной эффективностью. Перед тем как говорить о принципе работы турбины на бензиновом двигателе надо узнать историю её появления и широкого использования производителями автомобилей.

История появления турбированного бензинового мотора

Первые двигатели внутреннего сгорания, как и все технические первопроходцы имели очень «сырой» вид и требовали доработки. Время шло и на рынке появлялись надёжные и долговечные модели бензиновых моторов, которые радовали водителей своей неприхотливостью в обслуживании и выносливостью. Требования к моторам среди потребителей возрастали и критерии контролирующих органов ужесточались.

Первоначально развитие бензиновых моторов осуществлялось во многом по экстенсивному пути. Для увеличения мощность двигателя его объём просто увеличивался. Все было отлично если бы не возрастающий пропорционально расход топлива и количество вредных выбросов в окружающую среду. Продолжаться это больше так не могло и перед инженерами и создателями двигателей внутреннего сгорания была поставлена очень непростая задача.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  При какой температуре плавится медь

Добиться увеличения мощность ДВС (двигателя внутреннего сгорания) без увеличения объёма мотора и расхода топлива. Решений было предложено большое количество, но выбрано было единственное верное направление развития моторов. Было решено работать над увеличением эффективности образования и сгорания топливно-воздушной смеси в моторе автомобиля.

Единственный верный способ увеличить эффективность сгорания смеси топлива и воздуха – это увеличить поступление воздуха в цилиндры мотора. При этом дополнительный объём воздуха должен был поступать принудительно за счёт создаваемого давления.

Дополнительное количество воздуха значительно усиливало сгорание топлива в цилиндрах мотора и тем самым высвобождая дополнительные мощности при неизменном объёме. Идея простая, но требующая реализации в виде появления устройства для нагнетания воздуха в цилиндры двигателя.

Для решения этой задачи автомобильные инженеры решили опираться на разработки авиационной промышленности. Она уже очень давно использовала турбины. Первые турбированные бензиновые моторы появились на грузовых автомобилях в тридцатых годах прошлого века. Грузовики использующие турбины прибавили в мощности и оптимизировали расход топлива.

Удачный опыт использования турбины как устройства для нагнетания массы воздуха в грузовых машинах подвиг конструкторов и инженеров автомобильной промышленности ускорить движение в этом направлении. Первые автомобили с бензиновыми моторами оснащёнными турбинами начали продаваться на территории США в 60-х годах прошлого века.

Первые модели автомобилей этого типа автолюбители из США встретили настороженно и с подозрительностью. Только через 10 лет в 70-х годах прошлого века их оценили по достоинству и начали активно использовать при создании машин со спортивным уклоном. На серийные модели автомобилей турбины устанавливали в очень малом количестве.

Это было вызвано тем, что первые модели моторов с турбинами оказались очень «прожорливыми» и имели массу прочих мелких недоработок, портящих первое впечатление. Значительный расход топлива не дал возможность наладить широкое производство машин с турбированным моторами. Значительно замедлило внедрение турбин в моторы нефтяной кризис, закончившийся увеличением цен на топливо. Люди стали больше экономить.

Лишь в конце 90-х годов после значительного улучшения конструкции турбины и бензинового мотора в целом удалось изменить ситуацию. Это стало отправной точкой начала эры развития и становления бензиновых турбированных двигателей.

Турбина бензинового мотора за счёт использования компрессора принудительно нагнетает в цилиндры массу воздуха. Значительно повышается обогащение кислородом топливно-воздушной смеси и улучшается сгораемость бензина. Коэффициент полезного действия существенно возрастает. Эффективность работы мотора увеличивается при неизменно объёме.

Мощность двигателя при использовании турбины возрастает прямо пропорционально количеству сжигаемого за единицу времени бензина. Для обеспечения максимального быстрого сгорания топлива в цилиндрах мотора необходим значительный объём воздуха. Именно его в достаточном количестве направляет турбина за счёт работы компрессора. Он принудительно подаётся в цилиндры, обогащая топливно-воздушную смесь.

Корпус подшипников

Служит для размещения ротора, представленного валом несущим на себе турбинные и компрессорные кольца, оборудованные лопастями. Именно они при вращении захватывают воздуха и направляют его в цилиндры мотора.

Масляные каналы

Пронизывают корпус турбины словно кровеносные сосуды на теле человека. Служат для своевременной доставки моторного масла к трущимся и вращающимся элементам. Снижают тем самым износ рабочих элементов бензиновой турбины.

Подшипник скольжения

Его главная задача обеспечить свободное и плавное вращение ротора турбины с его лопастями для захвата достаточного количества воздуха. Его смазку и охлаждение обеспечивает циркулирующее в турбине моторное масло.

Корпус

Корпус турбины, имеющий форму улитки обеспечивают защиты от внешних механических воздействий рабочие элементы устройства для нагнетания воздуха.

Привод турбины бензинового мотора осуществляется за счёт подачи отработанного газа энергия которого заставляет ротор вращать лопасти. Сложного в конструкции и работе ничего нет всё понятно и достаточно просто.

При запуске бензинового мотора отработанные газы и цилиндров мотора направляются  прямиком в турбину. Они приводят в движение ротор, отдавая ему свою энергию. Далее, через приёмную трубу они поступают в глушитель и выводятся в окружающую среду.

Вал ротора раскручивает колесо компрессора и лопаточное колесо. Они захватывают воздух из окружающей среды, поступающий через воздушный фильтр мотора. Он принудительно подаётся в цилиндры двигателя. Компрессор турбины может повышать давление воздуха до 80%.

Работа турбины бензинового мотора позволяет обогащённую кислородом топливно-воздушную смесь наполнять цилиндры в большом количестве. Объём мотора остаётся неизменным, но его мощность существенно возрастает. В среднем использование турбины даёт возможность увеличить мощность силовой установки машины на 20-30%.

Что необходимо знать для грамотной эксплуатации бензиновой турбины?

Для обеспечения долговечной работы турбины на бензиновом моторе не нужно экономить на количестве и качестве моторного масла.

Любители пропускать интервалы замены масла в моторе рано или поздно столкнуться с проблемами и нарушениями в работе турбины. Она очень восприимчива к качеству используемого масла.

Дешёвое масло не сможет обеспечить необходимый уровень трения рабочих элементов и они при интенсивном использовании автомобиля достаточно быстро придут в негодность и потребуют замены.

При покупке автомобиля, оснащённого турбиной надо обязательно выполнить замену моторного масла и прочистку всей системы. Смешивать доливая другое масло нельзя, так как оно теряет свои свойства и эффективность его работы стремится к нулю. Полная замена масла позволит избежать вредных воздействий и усилить защиту турбины бензинового мотора.

Есть некоторые особенности эксплуатации мотора, оснащённого турбиной. После длительной поездки на машине двигатель во время остановки сразу глушить не нужно. Необходимо дать ему время поработать на холостых оборотах и немножко остыть. Резкое выключение мотора создаёт температурный перепад отрицательным образом, сказывающийся на прочности и надёжности рабочих элементов турбины мотора.

Преимущества и недостатки турбированного мотора

Главным преимуществом любого бензинового мотора, оснащённого турбиной является увеличение его мощности на 20-30%. При одинаковом объёме с традиционным атмосферным ДВС его мощность выше на треть. Эффективность использования топлива существенно повышается.

Максимальный уровень сгорания топливно-воздушной смеси позволяет существенно снизить выброс загрязняющих веществ в окружающую среду. Максимальное использование турбированных моторов повсеместно настоящая мечта защитника окружающей среды. На этом преимущества турбированного мотора заканчиваются.

Турбированные моторы очень требовательны к качеству используемого топлива и моторного масла. Всё это в совокупности приводит к увеличению расходов на использование автомобиля в долгосрочной перспективе. Обслуживание турбированного мотора потребует от водителя больших расходов денежных средств.

Ремонт турбины требует использования специального оборудования и материалов. Самостоятельно его выполнить очень проблематично. Зачастую век отремонтированной турбины недолог и в конечном итоге потребуется её замена. Это может ощутимо ударить по кошельку владельца машины.

Заключение

Появление турбированных моторов является ещё одной ступенькой развития силовой автомобильных установок. Современные требования к экологической составляющей двигателя существенно ужесточаются и конкуренция между производителями машин обостряется.

Источник: https://www.avtogide.ru/kak-rabotaet-turbina-na-benzinovom-dvigatele.html

Принцип работы турбины на бензиновом двигателе

Количество выпускаемых автомобилей с турбированными двигателями постоянно растет, поскольку подобные авто пользуются спросом на рынке. Однако далеко не все автовладельцы знают, как работает турбина на бензиновом двигателе, хотя и проявляют интерес к этой тематике. Дело тут вовсе не в лени, а в чрезмерно сложной подаче материала, делающей его недоступным для понимания большинства автомобилистов.

:

Для начала необходимо понять, для чего нужна турбина: она позволяет увеличить мощность небольшого по объему мотора без вреда для него и без увеличения расхода горючего. Но существуют определенные особенности эксплуатации, соблюдение которых даст возможность повысить эффективность, и продлить общее время работы силового агрегата.

Устройство турбонаддува

Турбина двигателя, работающего на бензине, состоит из таких элементов:

  1. Корпус подшипников, размещающий в себе ротор с валом и кольцами с лопастями. Вращаясь, они перенаправляют воздух в цилиндры.
  2. Каналы, проходящие через весь корпус. Их функция заключается в доставке масла к вращающимся и трущимся друг о друга элементам, что способствует увеличению срока их службы.
  3. Подшипник скольжения, гарантирующий плавную работу ротора, смазываемого и охлаждаемого маслом.
  4. Корпус, по форме чем-то напоминающий улитку, защищающий составные элементы механизма от механических повреждений.

Турбонаддув: принцип работы

Задача турбины – нагнетать воздух в цилиндры, что осуществляется при помощи компрессора. Благодаря этому, смесь из топлива и воздуха насыщается кислородом, что приводит к увеличению КПД и улучшению сгораемости топлива. Таким образом, движок начинает работать эффективнее при прежнем объеме.

Чтобы понять принцип работы турбины на двигателе, сначала стоит разобраться с тем, как именно работает обычный двигатель. Его функционирование обеспечивается четырьмя последовательными тактами:

  1. Впуск – движение поршня обеспечивает попадание в камеру сгорания топливно-воздушной смеси.
  2. Компрессия – горючая смесь сжимается.
  3. Расширение – выработанная свечами искра приводит к возгоранию смеси.
  4. Выпуск – поршень перемещается вверх, освобождаются и выводятся выхлопные газы.

Чтобы повысить эффективность работы мотора, идти можно по одному из трех путей:

  1. установить турбонаддув;
  2. увеличить объем двигателя;
  3. повысить количество оборотов коленвала.

Увеличение объема, безусловно, приведет к повышению эффективности, но это неизбежно повлечет за собой повышенный расход горючего. Повышение оборотов коленчатого вала не всегда возможно по техническим причинам, к тому же, не избежать снижения эффективности из-за потерь энергии во время каждого из тактов.

Как работает турбонаддув? Он нагнетает в цилиндр предварительно сжатый воздух, вследствие чего количество поступаемого воздуха повышается, а мощность силового агрегата растет без увеличения его объема.

Когда бензиновый двигатель запускается, газы поступают в турбину, приводя с помощью своей энергии в движение ротор, раскручивающий колесо компрессора, захватывающее воздух, подаваемый в цилиндры. Компрессор увеличивает давление воздуха примерно на 80%.

Турбина на бензиновом двигателе позволяет повысить мощность примерно на 30%.

Эксплуатация турбины

Устройство турбокомпрессора делает его зависимым от качества масла, поэтому пытаться сэкономить на нем не стоит. Несвоевременно поменянное масло может стать причиной нарушений в работе механизма.

Автомобиль, оснащенный турбиной, нуждается после покупки в замене масла и тщательной прочистке топливной системы, при этом смешивать разные масла нельзя.

После продолжительной поездки сразу глушить двигатель не рекомендуется, дав ему немного поработать и охладиться. Резкое выключение может сказать на снижении прочности элементов конструкции, вызванном перепадом температуры.

Турбированный мотор: достоинства и недостатки

Популярность турбодвигателей вызвана их преимуществами перед обычными, заключающимися в:

  • увеличении мощности до 30% и уменьшении расхода топлива (турбомотор будет потреблять меньше горючего, нежели ДВС аналогичной мощности, но без турбины);
  • уменьшении загрязнения окружающей среды;
  • лучшем соотношении веса агрегата к развиваемой мощности;
  • более тихой работе механизма;
  • возможности оптимизировать другие параметры двигателя.

Однако есть и свои минусы:

  • требовательность к качеству масла и бензина, что в конечном итоге повышает расходы на эксплуатацию авто;
  • сложный ремонт, требующий применения специального оборудования, выполнить который своими силами маловероятно. Нередко турбина и вовсе оказывается непригодной к ремонту, а её полная замена заметно ударяет по кошельку автовладельца.

Принцип работы турбины: видео

Источник: https://moj-vnedorozhnik.ru/v-pomoshch-voditelyu/princip-raboty-turbiny-na-benzinovom-dvigatele

Когда включается турбина на бензиновом двигателе

Как работает турбина на машине. Принцип работы турбины на бензиновом двигателе Фольксваген, ВАЗ, Opel Astra J, Opel Insignia, Audi A4, Шкода Октавия.

Что такое турбокомпрессор – турбина

Турбокомпрессор – это агрегат, предназначением которого является обеспечение высокого давления газов, прошедших путь через поршневую систему, для повышения мощности автомобиля. Благодаря этому улучшается динамика автомобиля при разгоне без повышения рабочего объема цилиндров.

Расход топлива также остается на прежнем уровне. Существует два типа исполнения турбированного компрессора.

Первый, устанавливаемый на силовые установки с малой мощностью, имеет центробежный тип вращения потока выхлопных газов. Во втором эти газы движутся по осевой траектории. Радиус компрессорного колеса для легковых автомобилей составляет 25 мм.

Как работает турбина на машине

Компрессор приводится во вращение с помощью кинетической энергии выхлопных масс. Корпус турбины снаружи похож на форму улитки. При поступлении в него, отработавшие газы перемещаются по специальным каналам вплоть до соприкосновения с поверхностью лепестков турбинного колеса.

С помощью этого данное колесо набирает частоту вращения около 250 тыс. об/мин. К нему присоединен вал, передающий эту энергию вращения дальше, на компрессорное колесо.

Выхлопные газы проходят путь огибающий колесо с лопастями, которое придает им дополнительную энергию движения. После чего двигаются в направление центра турбокомпрессора, в котором расположено отверстия для удаления этих газов в выхлопную систему автотранспортного средства.

  1. Компрессор турбины, а также другие изделия выполнены из материалов, которые обладают устойчивостью к работе на высоких температурах.
  2. Колесо компрессора изготовлено из смеси железа и никеля, а осевой диск из стали, имеющей устойчивость к жару.
  3. Тип и размер турбированного агрегата напрямую влияет на мощностные параметры компрессорной установки.

Крупные габариты означают, что внутри установлен компрессор для автомобилей с высокой мощностью и большим рабочим объемом цилиндров. Поэтому объем потока также будет большим и для обработки его, лопасти компрессорного колеса должны быть соответствующих размеров.

Все это способствует тому, что давление потока выхлопных газов достигает максимальной величины, на выходе из турбины. Турбокомпрессоры меньших габаритов развивают рабочую скорость движения потока вредных газов быстрее, однако в показателях мощности и производительности уступают крупногабаритным установкам.

Перепускной клапан

В состав рассматриваемой установки также входит такой элемент, как перепускной клапан. Предназначением его является: уменьшение или увеличение давления наддува воздушной смеси, в зависимости от необходимых динамических параметров разгона автомобиля.

За его функционирование отвечает электронный блок управление силовой установкой транспортного средства. Принцип работы заключается в том, что этот блок получает сигнал от органов управления, обрабатывает его, рассчитывает требуемые параметры давления, которое необходимо создать на выходе из турбины и затем посылает его на клапан.

После этого, с помощью пневматического привода, происходит изменения угла открытия заслонки клапана, в необходимую сторону, благодаря этому происходит уменьшение или увеличение объема газов, поступающих в турбокомпрессор.

Место расположения компрессорного вала – центральная зона турбины. Данное конструктивное решение позволяет избежать трения лопастей о корпус изделия, а также способствует достижению максимального значения скоростных параметров вращения и, как следствие, получения высоких результатов динамики разгона.

Для осуществления вращения вала необходима установка одного или двух подшипников. В основном используются подшипники, имеющие тип скольжения.

Шариковый тип использовался в самом начале производства автомобильных турбин. Однако этот тип потерял свою актуальность из-за низких показателей долговечности и устойчивости к работе на высоких температурах. Этому способствует то, что функционирование агрегата осуществляется на очень высоких скоростях.

Для нормального функционирования турбины достаточно системы смазки, которая установлена на двигателе. При нормальной эксплуатации и современном обслуживании автомобиля, а также использовании качественных расходуемых материалов для этого, все составные части компрессора, в том числе вал и подшипники смазываются с помощью поступления моторного масла в корпус турбины по специальным каналам, предназначенным для этого.

Масло

Также масло выполняет функцию охлаждения системы на элементы, температура которых, во время работы, достигает больших величин. Эффективность охлаждения турбины в основном зависит от типа двигателя, на котором она установлена.

Двигатели, зажигание в которых является искрового типа, имеют самую оптимальную конструкцию для хорошей эффективности сопротивлению нагревания турбоустановки.

Это достигается благодаря расположению данного элемента вблизи системы понижения температуры двигателя, и вхождение его основного корпуса напрямую в эту систему.

Центробежный компрессорный агрегат дает возможность создания давления объема выхлопных газов, которое является дополнительным. Конструктивное устройство его не многим отличается от подобного механического нагнетателя.

В его состав входят: выплавленный из алюминия диск, на поверхности которого располагаются лопасти и стальной корпус. Воздушный поток входит через центр колеса и выходит сквозь отверстие, также расположенное в центральной зоне.

Кинетическая энергия преобразовывается силу нагнетания воздушного потока с помощью резкого понижения его скорости.

Модернизация

С каждым новым поколением двигателей усовершенствуются и турбоустановки автомобиля. Их модернизируют для увеличения параметров производительности, а также устранения проблем предыдущего поколения, таких как турбояма. Она является функциональным недостатком, возникающим при определенном инерционном действии турбокомпрессора.

Это возможно, когда водитель нажимает резко на педаль газа, с целью немедленного набора скорости, а автомобиль не сразу реагирует на это и начинает набирать динамику разгона спустя определенный период времени. Эффект наиболее четко наблюдается на автомобилях с небольшим объемом цилиндров двигателя, который работает совместно с автоматической или роботизированной коробкой переключения передач.

Основные причины возникновения турбоямы

При движении на малых оборотах и резкого нажатия акселератора в крайнее положение, давление отработавших газов в полости турбины является низким. Его значение располагается в пределах атмосферного давления.

Источник: https://avtotop.info/kogda-vkljuchaetsja-turbina-na-benzinovom/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ПРО Технику
Что такое контейнеризация перевозок

Закрыть