5 найпоширеніших питань про турбокомпресорах

Пригадайте, як ви почувалися, виконавши кілька десятків віджимань або пробігши три кілометри кросу. Приблизно те ж саме відчуває двигун вашої машини, коли ви їдете в гору або «летите» по шосе.

Все більше сучасних автомобілів отримують «цілющий» повітря, що додає їм додаткову силу, від турбокомпресора. Незважаючи на те, що цей агрегат використовувався в автомобільних, авіаційних та інших двигунах протягом майже всього нинішнього століття, всього лише близько десяти років тому турбокомпресори ще вважалися лише «іграшкою» для «екзотичні» і «особливо потужних машин.

Разом зі зростаючою зацікавленістю споживача в більш високій і економічної потужності сучасних автомобілів, турбокомпресори довели свою високу ефективність і практичність. Одночасно з низькими, «зализаними» аеродинамічними формами кузовів сучасних машин їх двигуни стали менше, а наголос став робитися на паливну економічність.

Концепція турбованих систем : Турбіна являє собою повітряну помпу проводиться в рух вихлопними газами. За рахунок цього підвищується тиск повітряного потоку потрапляє в двигун, в слідстві чого повітряно-паливна суміш потрапляє в двигун і відбувається підвищення потужності.

У деяких автомобільних двигунах атмосферний тиск є максимально можливим тиском при якому повітряний потік може потрапляти в двигун. Кількість спалюваного палива в циліндрах обмежено із-за кількості повітря потрапляє в двигун при атмосферному тиску (такі мотори не турбируются).

Двигун при одних і тих же оборотах може виробляти більше потужності якщо в циліндри буде потрапляти більше повітряно-паливної суміші. Більша кількість повітряно-паливної суміші дає більший тиск в циліндрі і велику віддачу. Це один із шляхів підвищення потужності двигуна. Турбовані двигуни виробляють потужності на 30-60% більше, ніж такий же двигун без турбіни.

Турбонагнітач це повітряний компресор, який втягує повітря після чого стискає його і захоплює його в двигун (див. малюнок 1 турбо-компресора і на ньому #1). Компресор розкручується до 100.000 об/хв. за допомогою турбіни (див. фото турбо-компресора і на ньому #2). Турбіна з компресором з'єднані з допомогою вала (див. фото турбо-компресора і на ньому #3). Коли турбіна починає обертатися вона обертає компресор через вал. Турбіна обертається за рахунок вихлопних газів йдуть з двигуна, після чого вихлопні гази потрапляють в вихлопну систему.

Як вже сказано вище турбокомпресор підвищує ефективну потужність двигуна на 30-60 відсотків. Таким чином, після його установки 4-циліндровий агрегат забезпечує силові параметри 6 і навіть 8-циліндрових двигунів, і все це при збереженні високої економічності!

1. ЯКИМ ЧИНОМ ТУРБОКОМПРЕСОР ЗБІЛЬШУЄ ПОТУЖНІСТЬ ДВИГУНА ?

Потужність, що розвивається двигуном, залежить від кількості повітря, змішаного з ним палива, яке може бути подано в двигун. Якщо потрібно збільшити потужність двигуна, потрібно збільшити як кількість подаваного повітря, так і палива. Подача більшої кількості палива не дасть ефекту до тих пір, поки не з'явиться достатня для горіння кількість повітря, інакше утвориться надлишок незгорілого палива, що призводить до перегріву двигуна, який до того ж при цьому сильно димить.

Турбокомпресор збільшує потужність двигуна шляхом подачі в нього необхідної кількості стисненого повітря, достатнього для повного згоряння збільшеної дози палива. Отже, при колишньому робочому об'ємі і тих же оборотах ми отримуємо велику потужність. Крім того, поліпшується процес згоряння, що дозволяє збільшити характеристики двигуна в широкому діапазоні чисел оборотів (див. врізку).

2. ЯК ПРАЦЮЄ ТУРБОКОМПРЕСОР ?  
   
Основними частинами практично будь-якого турбокомпресора є турбіна і відцентровий повітряний насос, пов'язані між собою за допомогою загальної жорсткої осі. Обидва ці елементи обертаються в одному напрямку і з однаковою швидкістю (причому величезною - приблизно 100.000 об/хв!). Енергія потоку відпрацьованих газів, яка в звичайних двигунах не використовується, перетворюється тут в крутний момент, що приводить в дію компресор.
 
Відбувається це так. Виходять з циліндрів двигуна відпрацьовані гази подаються на крильчатку турбіни, яка перетворює кінетичну енергію в механічну енергію обертання (крутний момент). Компресор (він являє собою схожу крильчатку, встановлену на іншому кінці осі) засмоктує свіже повітря через повітряний фільтр, стискає його і подає в циліндри двигуна. Кількість палива, яке можна змішати з повітрям, при цьому можна збільшити, що дозволяє двигуну розвивати велику потужність.

Існує також безліч інших конструкцій турбокомпресорів.

3. НА ЯКІ ДВИГУНИ МОЖНА ВСТАНОВИТИ ТУРБОКОМПРЕСОР ?

Турбокомпресором може бути оснащений будь-який двигун внутрішнього згоряння: дизельний, бензиновий або працює на газі, має рідинне або повітряне охолодження. Турбокомпресори використовуються як на двигуни з великим робочим об'ємом суднових, тепловозних і стаціонарних), так і на двигунах вантажних і легкових автомобілів. Також не має ніякого значення, чи йдеться про двотактному або про чотиритактному двигуні.

В даний час практично всі великі дизельні двигуни потужністю понад 150 кВт, використовувані в промисловості, суднобудуванні, на дорожньо-будівельних роботах, оснащуються турбокомпресором (іноді навіть кількома).

У сфері автомобільного транспорту тепер практично будь-дизельний двигун потужністю понад 80 кВт стандартно оснащується турбокомпресором. Навіть у секторі невеликих автомобілів з дизельним двигуном спостерігається їх поширення.

Прихід турбокомпресорів на бензинові двигуни був більш важким, але прискорився завдяки досвіду їх використання на кільцевих автогонках і авторалі. Розширення виробництва матеріалів, що володіють високими температурними характеристиками, поліпшення якості моторних масел, застосування рідинного охолодження корпусу турбокомпресора, електронне управління регулюючими клапанами - все це сприяло тому, що ці агрегати стали використовуватися на дрібносерійних бензинових двигунах, що, в поєднанні з уприскуванням палива і електронним запалюванням, дозволило досягти дуже високих характеристик.

4. ПОТРЕБУЄ ТУРБОКОМПРЕСОР В ОБСЛУГОВУВАННІ ?

Немає. Але оскільки він змащується маслом із системи змащення двигуна, то проблеми з цією системою «відгукнуться» і на турбокомпресорі. Зазвичай недолік олії призводить до його сильного зносу і виходу з ладу.

Ознаками несправності турбокомпресора можуть бути: зменшена потужність двигуна, чорний або синюватий дим з вихлопної труби, підвищений витрата моторного масла або шум при роботі турбокомпресора.

Примітка. Майте на увазі, що зазначені ознаки не обов'язково свідчать про несправності турбокомпресора - насамперед потрібно перевірити справність двигуна і його навісних агрегатів.

На нормально працюючому двигуні, який своєчасно і якісно обслуговується, турбокомпресор може безвідмовно працювати протягом довгих років.

Будь-який ремонт турбокомпресора повинен здійснюватися тільки в спеціалізованій майстерні, оскільки для цього потрібні спеціальні знання, вміння та обладнання. Крім того, при виконанні будь-яких робіт з агрегатом повинна бути забезпечена ідеальна чистота, оскільки навіть одна піщинка, що потрапила в турбокомпресор, може вивести його з ладу.

5. ЯК ЗБЕРЕГТИ ЖИТТЯ ТУРБОКОМПРЕСОРА ?  
   
Це дуже просто. Потрібно всього лише слідувати рекомендаціям виробника автомобіля. За даними однієї великої аналітичної фірми, тільки близько 30% власників «турбованих» машин виконують ці рекомендації. Тому багато проблем з турбокомпресором виникають тільки в результаті нехтування цими правилами. А вони наступні:

Після запуску холодного двигуна принаймні 5 хвилин не допускайте високих оборотів, щоб дати можливість маслу добре змастити турбокомпресор.

Перед тим як вимикати двигун після високого навантаження або тривалої поїздки, залиште його попрацювати не менше 1 хвилини на холостих обертах. Якщо відразу заглушити двигун, що працює на високих обертах, турбокомпресор буде деякий час обертатися без змащення, оскільки масляний насос припинить роботу. При цьому ушкоджуються підшипники і кільця агрегату.

Не забувайте регулярно замінювати моторне масло і масляний фільтр. Майте на увазі, що висока температура, що виникає при роботі турбокомпресора, зменшує ефективність і довговічність масла. Тому заливайте тільки те масло, яке підходить для «турбованих» двигунів.

Дотримуючись цих правил, ви забезпечите тривалу і надійну роботу турбокомпресора. Пам'ятаєте «золоте» правило: хворобу легше попередити, ніж вилікувати.

ПЕРЕВАГИ ТУРБОКОМПРЕССОРНОГО ДВИГУНА
 

• Співвідношення маса/потужність» двигун з турбокомпресором вище, ніж у атмосферного.
• Двигатель с турбокомпрессором менее громоздок, чем атмосферный двигатель той же мощности. 
• Кривая крутящего момента двигателя с турбокомпрессором может быть лучше адаптирована к специфическим условиям эксплуатации. При этом, например, водитель тяжелого грузовика должен будет намного реже переключать передачи на горной дороге, и само вождение будет более «мягким». 
• Двигатель с турбокомпрессором почти невосприимчив к значительной перемене высоты, тогда как атмосферный на большой высоте теряет мощность. 
• Двигун з турбокомпресором забезпечує краще згорання палива. Підтвердженням тому служить зменшення споживання палива вантажівками на великих пробігах.
• Оскільки турбокомпресор покращує згорання палива, він також сприяє зменшенню токсичності відпрацьованих газів.
• Двигун, оснащений турбокомпресором, працює більш стабільно, ніж його атмосферне аналог тієї ж потужності, а будучи меншим за розміром, він виробляє менше шуму. Крім того, турбокомпресор відіграє також роль своєрідного глушника в системі випуску.