Для чего ставят турбину на двигатель

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:

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:

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

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:

Однако есть и свои минусы:

Принцип работы турбины: видео

Источник

Турбонаддув двигателя: описание и принцип работы

Каждый двигатель автомобиля обладает множеством характеристик. С течением времени технологии совершенствуются, а значит, качество мотора улучшается. Интересным решением является применение системы принудительного нагнетания воздуха в камеру сгорания. Речь пойдет о том, как работает турбонаддув, какие существуют виды систем, а также какими преимуществами и недостатками он обладает.

История

Многие думают, что турбированные моторы появились не так давно. Но это, на самом деле, произошло в XX веке. В 1911 году американский изобретатель А. Бюхи получил официальный патент на промышленное производство системы, которое позволило увеличивать мощность мотора в несколько раз.

Несмотря на то, что Альфред Бюхи понял, как правильно «сжимать» воздух на впуске, на практике этот процесс впервые начал работу в момент, когда фирма General Electric приступила к экспериментам с газовым наддувом. Через 10 лет турбонагнетателем оснастили двигатель Liberty на биплане. Ему удалось тогда подняться на высоту более 10 км.

Первые турбины давали хорошую прибавку к мощности, но были очень громоздкими. Они увеличивали и так большой вес автомобилей. По этой причине дальнейшее распространение турбонаддува не пошло. Например, в Америке не спешили встраивать ее в выпускаемые машины.

Система турбонаддува использовалась в европейских странах. В те годы как раз нагрянул бензиновый кризис. Снизить объем двигателя и повысить его мощность помогал турбонаддув. Со временем система подвергалась совершенствованию, но проблема большого расхода топлива оставалась. Решить ее удалось только в 1970 году, когда компания Мерседес представила авто с дизельным двигателем с турбонаддувом. Теперь расход топлива был снижен, поскольку дизельный агрегат оказался не таким «прожорливым».

Кстати, турбокомпрессоры использовались в авиационном строительстве еще до Второй Мировой войны. Немного позже их устанавливали на пассажирских лайнерах. Таким образом, можно сказать, что турбонаддув появился в прошлом веке, но свою заслуженную популярность получил лишь через 100 с лишним лет.

Устройство

Турбонаддув сегодня используется на разных типах двигателя, в том числе на бензиновых и на дизельных. Чаще система используется все-таки на дизельном моторе, он обладает высокой степенью сжатия и низкими оборотами коленвала.

Что касается бензиновых двигателей, то в них t отработанных газов выше. Это способно произвести эффект детонации, то есть спровоцировать ускоренный износ поршневой группы. Это явление возможно предотвратить.

Как работает?

Рассмотрим принцип работы турбонаддува подробнее. Система функционирует на энергии отработанных газов. Они вращают турбинное колесо, которое, в свою очередь, крутит компрессорное. Оно сжимает воздух, а затем он охлаждается в интеркулере и переходит в цилиндры «движка».

Эффективность функционирования системы зависит от оборотов мотора. Получается, что чем больше происходит вращения коленвала, тем больше энергия газов, быстрее крутится турбина и большое количество сжатого воздуха уходит в цилиндры.

У турбонаддува есть некоторые отрицательные «стороны». К ним относят «турбояму» и «турбоподхват». Первый возникает при резком «старте» при задержке увеличения мощности «движка». Второй появляется при увеличении давления после преодоления турбоямы.

Если водитель знает, как функционирует классический двигатель внутреннего сгорания, то ему не составит труда разобраться в процессе подачи дополнительного воздуха в цилиндры. Получается, что при включении турбонаддува происходит увеличение мощности мотора при стандартных объемах.

Особенности эксплуатации ТД

Поняв принцип действия турбонаддува, водитель должен уяснить для себя правила эксплуатации агрегата. При соблюдении рекомендаций «срок жизни» мотора увеличится.

Особенности эксплуатации следующие:

Доводить двигатель до больших оборотов. Турбина должна постоянно работать, иначе она перестанет нормально функционировать. Именно поэтому раз в неделю необходимо включать двигатель на высокие обороты.

Для дизельных двигателей следует использовать только качественное топливо. Низкосортные жидкости засоряют топливную систему, снижая уровень мощности двигателя.

При низких значениях t смазка превращается в вязкое вещество. Именно поэтому во время мороза двигатель должен поработать на «холостом» ходу, чтобы жидкость зациркулировала внутри агрегата.

Виды систем

Существует несколько типов системы турбонаддува. К первому типу относят VGТ и VNT турбины. Их по-другому называют турбинами с изменяемой геометрией.

Второй тип называется Twin Turbo или двойное турбо. Две турбины позволяют сгладить инерцию и избежать задержки. Контроль происходит через датчики и ЭСУД. Эта конструкция бывает трех разных видов:

Таким образом, существует три основных типа систем. Каждый из них обладает определенными функциями.

Турботаймер

Турботаймер дает возможность турбине остывать в условиях повышенной температуры. Охлаждение происходит с помощью машинного масла. Если двигатель перестает функционировать, то подача смазки-охладителя останавливается. Это все приводит к тому, что детали выходят из строя.

Автолюбители, которые постоянно эксплуатируют турбированные моторы на больших оборотах, сначала заставляют турбину работать вхолостую, и только потом выключают зажигание. Турбина остывает самостоятельно, но если использовать турботаймер, то сидеть и ждать в машине охлаждения не потребуется. Можно вытащить ключ из замка, а затем электроника сама заглушит мотор.

Если человек оставит турботаймер работающим, а сам покинет салон, то другой человек не сможет угнать машину. Устройство блокирует управление. Если человек захочет уехать на автомобиле, то сработает сигнализация.

Плюсы и минусы системы

Турбонаддув, как и любой элемент автомобильной системы, имеет преимущества и недостатки.

К преимуществам относятся:

Дополнительная мощность. Считается, что установка доптурбины на выпускном коллекторе ДВС придает дополнительную мощность. Это поможет получить еще один источник энергии для турбонаддува. Нельзя называть ее «бесплатной» энергией. Ее можно назвать «дешевой дополнительной энергией».

Оптимизация соотношения массы «движка» и веса. Переход на турбонаддув помог отказаться от увеличения количества и объема цилиндров с целью увеличения мощности мотора.

Экономичность. При сравнении удельного расхода топлива и атмосферного двигателя с той же мощностью можно понять, что преимущество у первого типа. Это объясняется тем, что за один цикл тратиться меньше топлива.

Что касается недостатков, то их не так много, как кажется. Во-первых, самым основным «минусом» системы является «турбояма». Это явление представляет собой процесс, который при разгоне с небольших оборотов выдает вялую динамику, вместо ускорения. Это обуславливается тем, что турбонаддув работает в тесной связи с частотой вращения коленчатого вала. Эффективности от наддува совершенно не будет, если величина окажется невысокой.

Вторым недостатком считается повышенная температура. Сжатие воздуха связывают с нагревом, что отрицательно сказывается на функционировании движка. Именно из-за этого приходится вводить систему охлаждения дополнительно. Турбонаддув, несмотря на свои недостатки, является отличным способом для достижения высоких показателей экономичности и мощности.

Источник

Как установить турбонаддув на атмосферный двигатель

Зачем устанавливать турбину

Когда говорят «атмосферный двигатель», то подразумевают обычный двигатель внутреннего сгорания, в который воздух попадает естественным путем без дополнительных приспособлений. Воздух смешивается с бензином или другим топливом, попадает в цилиндр, загорается от искры, в результате чего совершается работа. За счет этой работы машина и едет.

Двигатель, к которому подсоединена турбина, называется турбированным. Впервые автомобили с турбированными моторами появились в середине прошлого века.

Турбина работает за счет выхлопных газов, которые на нее попадают. Вращаясь, она создает давление воздуха, подаваемого в цилиндры, то есть воздух поступает уже не самотеком. Топливная смесь становится более насыщенная воздухом, интенсивнее горит. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 10%, а в некоторых случаях и больше.

К недостаткам турбированного мотора относят большую требовательность к качеству масла и топлива. Моторное масло и масляные фильтры надо менять в 2 раза чаще, потому что турбокомпрессор работает при высокой температуре. Для стабильного функционирования устройства надо постоянно следить за воздушным фильтром.

Помимо турбины, для увеличения мощности мотора на него можно устанавливать компрессор, который будет нагнетать воздух. Привод компрессора подключают к коленвалу. Компрессор не повышает температуру, поскольку не использует отработанный газ, но он уменьшает полезную работу мотора.

В целом установка компрессора считается более простой задачей, чем монтаж турбины. Ставя перед собой вопрос, выбирать ли компрессор или турбину, зачастую владельцы авто склоняются к первому варианту.

Необходимые элементы для установки турбины

На установку турбины решаются водители, которым не хватает мощности на своем авто. Благодаря турбированию атмосферного двигателя автомобиль становится более экономичным, поскольку мощность мотора возрастает, а объем остается неизменным. Так, после установки турбины на двигатель мощностью 1,4 литра, автомобиль ведет себя, как если бы у него стоял мотор 1,8 литра.

Однако к вопросу надо подходить с осторожностью, поскольку при техническом усовершенствовании автомобиля затрагиваются многие его важные части, применяются дополнительные запчасти.

Вот перечень основных деталей, которые потребуются при установке турбины:

Вместо обычного коллектора, нужен турбоколлектор, через который будут проходить выхлопные газы и направляться в турбину.

Коллектор должен быть прочным, толстостенным, поэтому лучше всего сделать его в автомастерской, а не заказывать дешевый вариант в интернет-магазине. Сварка должна быть качественной, чтобы коллектор не треснул, а окалина не попала в турбину.

Установка турбины

Можно ли поставить турбину на автомобиль, зависит от конкретной модели авто. В некоторых случаях проще приобрести новую машину, чем подбирать запчасти. Если же вы решили это сделать, то найдите хорошего мастера, потому что самостоятельно справиться с установкой довольно сложно.

Процесс переоборудования начинается с того, что все детали в автомобиле, связанный со впуском и выпуском воздуха, снимают. Новый турбоколлектор соединяют с турбиной, которую разворачивают так, чтобы работа с присоединением патрубков была максимально упрощена.

Подшипники турбины, которая вращается с большой скоростью, постоянно нуждаются в смазке. Трубку подачи масла подключают к месту в двигателе, где масло идет под давлением.

Для подключения можно также использовать тройник датчика давления масла. Другой конец трубки подсоединяют к верхней части картриджа турбины. Сливаться масло будет уже под низким давлением в поддон через специальный сосок. Система охлаждения будет подключаться с другой стороны от водяной помпы.

Поскольку в двигатель будет поступать больше воздуха, ему потребуется больше топлива. Чтобы увеличить его подачу, устанавливают более производительные форсунки. Не помешает также установка нового топливного насоса, соответствующего форсункам. Но делать ли это, решают в каждом конкретном случае.

Избыточное давление воздуха в двигателе будет контролировать электроника. К ней подключают датчики температуры охлаждающей жидкости и воздуха. Контроллер должен быть откалиброван так, чтобы топливо впрыскивалось ровно в необходимый момент времени, связанный с состоянием двигателя.

Отдельно проводят электронную настройку, чтобы автомобиль мог нормально ездить и по городу, и по скоростной трассе.

Прошивкой мотора должен заниматься специалист с большим опытом за плечами. В противном случае, сбив заводские настройки, можно привести двигатель в нерабочее состояние, и затем тратить деньги на его ремонт.

Если на автомобиль будет установлен компрессор, то настройка пройдет значительно проще. Не потребуется такое количество дополнительных деталей. Он сможет работать на низких и на высоких оборотах.

В целом процесс переоборудования довольно трудоемкий и требует навыков. Соответственно и цена вопроса будет высокой. Нужно ли вам это, решайте сами. Зато при успешном монтаже турбины динамические характеристики автомобиля значительно улучшаются.

Способы ремонта турбин

Ремонт турбин делится на такие типы:

В последнем случае получится почти новый узел авто, который прослужит еще как минимум 100 тысяч км.

! Только на станции техобслуживания, после тщательного осмотра авто, можно точно сказать,
сколько стоит отремонтировать турбину.

Самым популярным среди владельцев авто считается средний ремонт турбины. Он состоит из следующих этапов:

Нельзя однозначно сказать, стоит ли ремонтировать турбину, однако, это будет стоить гораздо дешевле, чем покупка нового узла. И теперь разберемся, как же проводится демонтаж и монтаж турбины в сервисном центре.

Демонтаж турбины

Перед тем, как провести монтаж турбин, устройство полностью снимают, осматривают и восстанавливают. Для этого специалист предпринимает следующие шаги:

! Монтаж турбин требует терпения и точного соблюдения последовательности работ.

Ремонт или замена — вот в чем вопрос

Если причиной выхода из строя турбины стала поломка не самых крупных комплектующих, проводится полное снятие узла. Способы ремонта турбин включают эти действия, точнее, один из них. Все мероприятия на нашем заводе проводят квалифицированные мастера, имеющие колоссальный опыт работы.

Чтобы полностью разобрать узел и провести потом правильный монтаж турбин, они осторожно разбирают демонтированный механизм и осматривают все составляющие. Этот шаг поможет без проблем определить неисправность и устранить ее. Собственноручный монтаж турбин может влететь владельцу в копеечку, так как должен осуществляться в специальных боксах, где есть профессиональное оборудование для балансировки и добалансировки узла. Обратившись к нам, вы исключите любую неосторожную порчу механизма и узнаете, сколько стоит ремонт турбины.

Как восстанавливают турбину

В автосервисе цена монтажа турбины напрямую зависит от марки автомобиля и сложности поставленных задач. В ходе установки проводится также и монтаж актуаторов с последующей их настройкой. Такой непростой монтаж турбин непременно сопровождается промыванием всех деталей узла после разборки. Это исключит попадание частиц грязи и пыли внутрь механизма. Во время восстановительных работ мастера сервисного центра особенно тщательно обрабатывают:

Слив остатков масла и последующее смывание отложений на стенках деталей поможет продлить срок жизни турбины. Этот шаг обязательно включен в услугу монтаж турбин на нашем специализированном заводе.

С помощью приготовленного ремкомплекта мастер осуществляет замену всех уплотнителей, а после этого смазывает подшипники. Только после контрольного осмотра деталей и исключения любой грязи на них он приступает к сборке турбины. Монтаж турбин непременно включает замену фильтров и монтаж актуаторов с дальнейшей регулировкой работы.

Вывод

Все владельцы автомобилей должны помнить, что ремонт и монтаж турбин допустимо осуществлять только опытным специалистам, знающим свое дело на отлично! Без определенных навыков и высококачественного оборудования можно запросто испортить узел, что повлечет за собой затраты в несколько десятков тысяч рублей. Привлечение специалистов, имеющих большой опыт работы в этой области, исключит любое неосторожное повреждение комплектующих и поломки всего механизма. Поэтому оптимальным вариантом будет обращение в техсервис за помощью. По окончании ремонта эксперты обязательно проконсультируют владельца автомобиля относительно дальнейшей эксплуатации железного коня, особенно в первый месяц после монтажа турбины.

Фотоотчет Установка турбины на атмосферный дизель (как это сделать)

zsv-ann

Я здесь живу

В продолжение темы «Установка турбины на двигатель JK» выкладываю обещанный фотоотчет.

Спасибо моим друзьям Леониду, Роману, и конечноже Huntress. Без них ничего б не получилось.

Сразу скажу, что очень дорогое удовольствие при отсутствии донора. Однако результат ООООчень впечатляет. Фактически мы получаем вообще другой автомобиль. Динамика просто несравнима с исходным вариантом. Как ни парадоксально, но падает расход топлива на больших дистанциях (видимо в виду того, что жмешь на педаль меньше).

Для тех кто всетаки решил оживить свой моторчик и получить улучшенную динамику и немного неучтенных налоговой инспекцией сил и потратить кучу денег на все это выкладываю описание работ необходимых для переделки двигателя.

Самый простой и дешовый способ это взять машину донора. Если таковой нет, то предварительно надо запастись всеми необходимыми запчастями. Впринципе можно разбить всю работу на два этапа (покупку запчастей тоже) Это доработка двигателя и собственно установка турбины.

Как установить турбину на обычный двигатель

Многие автолюбители интересуются вопросом турбонаддува, который устанавливается на двигатель автомобиля. Поэтому сегодня я решил рассказать, можно ли установить турбину на обычный мотор, и что из этого получится.

Двигатели бывают двух видов:

Первый вид чаще всего имеет меньшую мощность, по сравнению с турбированным. Зато срок службы его намного больше, так как деталей меньше, и нагрузка на них не такая большая.

Конечно, существуют и атмосферные двигатели, которые имеют достаточно большую мощность. Но это зависит от рабочего объема цилиндров. Если атмосферный силовой агрегат слабый, то его можно усилить, если установить нагнетатель воздуха – турбину.

Таким способом можно прилично повысить мощность. Но можно ли просто купить турбину и поставить на обычный двигатель, например, на Ладу Гранту? Вряд ли это у вас получится без множественных изменений и доработок.

Заводской двигатель с турбонаддувом заранее спроектирован к большой мощности. На нем установлены усиленные детали: коленчатый вал, шатуны, поршни и другие элементы. А обычный мотор может не выдержать высокой нагрузки, поэтому его приходится модернизировать.

Для этого изменять приходится следующие детали и элементы:

Кроме того, потребуется установка интеркулера, который будет нагнетать воздушную массу в цилиндры. Многие скажут, что можно ничего этого не делать, но тогда будьте готовы к тому, что ваш двигатель долго не прослужит.

Еще важно знать, что чаще всего элементы трансмиссии будут быстрее изнашиваться: карданы, ШРУСы, коробка передач. Поэтому они также требуют усиления. Теоретически мощность мотора можно увеличить даже в 3 раза, но нагрузка на его детали также сильно возрастет, в зависимости от системы турбонаддува.

На некоторых моделях автомобилей двигатель с завода подготовлен к установке системы турбонаддува с небольшими изменениями. Но современные машины этого не имеют.

Я считаю, что лучше накопить денег на автомобиль с турбированным двигателем и купить его. Там уже ничего не нужно дорабатывать. Но, если вы все-таки решили заняться модернизацией своих «Жигулей», то флаг вам в руки. Все тщательно продумайте, сделайте проект, и вперед!

Надеюсь, что понятно все объяснил. Пишите в комментариях, собираетесь ли вы устанавливать турбину на двигатель вашей машины, считаете это необходимым или нет, и почему. Всем удачи на дорогах!

Новый Лэнд Крузер 300 поражает дизайном и характеристиками

Источник