Turbo: что именно и как это работает?

Мощность, которую способен генерировать двигатель, в основном зависит от того, сколько кислорода он способен реагировать с топливом, поэтому чем больше воздуха он способен» накачать » механику, тем больше у него сил. Есть два способа, чтобы получить его в двигателе между большим количеством воздуха: увеличение внутреннего объема, так что он подходит как можно больше или сжать воздух, так что он может войти много в небольшой объем. Эта последняя альтернатива является то, что известно как » наддув » и достигается путем сжатия воздуха перед тем, как засунуть его в цилиндры. Для этого используются различные устройства, наиболее часто используемые турбо .

НУЖЕН РЕМОНТ ТУРБИНЫ? — вам сюда https://novosibirsk.remont-turbiny.ru/

В дизельной механике , работающей с избыточным воздухом по определению, турбо широко используется в течение многих десятилетий, на самом деле на рынке в настоящее время нет модели, включающей атмосферную дизельную моторизацию (без турбо). Однако в бензиновых или газовых двигателях использование наддува было не очень распространено, оставаясь зарезервированным для высокопроизводительных моделей или брендов, таких как Saab, которые всегда делали ставку на небольшие, но высокопроизводительные двигатели, которые теперь называются «downsizing«.

Типы наддува: объемные компрессоры и турбины

Существует несколько способов сжатия воздуха, и в автомобиле они использовались почти с начала времен. Еще в первой декаде XX века существовали модели соревнований с наддувом механики. Mercedes-Benz был одним из брендов, которые использовали этот тип двигателей в своих более мощных моделях.

• Поршневой компрессор: он работает в основном как двигатель только без сжигания топлива, его миссия состоит в том, чтобы перекачивать воздух . Он использовался в гоночных автомобилях начала века и был прикреплен непосредственно к коленчатому валу. Они были тяжелыми и сильно изнашивались, в дополнение к тому, что, хотя они увеличивали мощность, они поглощали много энергии от двигателя, чтобы переместить их.
• Eaton Roots loble Compressor : это два редуктора специальной формы (похожие на шнек), которые вращаются в противоположных направлениях, сжимая воздух между ними. Их преимущество заключается в том, что они работают с холостого хода и обеспечивают мгновенное давление . Его недостатки являются цена, вес, шумно, и, хотя они увеличивают мощность двигателя, они также крадут энергию механики, потому что они вращаются с помощью ремня солидарности коленчатого вала.
• Турбо потребовалось больше времени, чтобы имплантировать из-за повышенной сложности контроля давления . Не было бы до тех пор, пока Saab не изобрел систему APC (которая мгновенно адаптирует давление турбо к таким параметрам, как качество бензина, атмосферное давление, температура…), что можно было бы эффективно контролировать давление наддува .
• Объемный компрессор G: два раковинных элемента вращаются внутри корпуса таким образом, что они сжимают воздух. Он также вращается солидарно с коленчатым валом. Он использовал Volkswagen в таких моделях, как Golf и Corrado G60, Golf Rally или Polo G40. Его преимущество заключается в том, что он обеспечивает крутящий момент от холостого хода, в то время как надежность и цена были его основными гандикапами.

История турбо: от авиации до автомобиля

По мере того, как самолеты достигали более высоких высот, они сталкивались с серьезной технической проблемой, и двигатели теряли много мощности, снижая плотность воздуха. По мере того , как мы поднимаемся на высоту, воздух содержит меньше кислорода, что снижает способность двигателя сжигать топливо. В 30-х годах основана компания Garret Air Research, которая запатентовала устройство, которое она называет «корректором высоты«. Это изобретение очень просто (как и почти все классные идеи) и позволяет использовать выход выхлопных газов из двигателя самолета, чтобы надуть воздух во впускном отверстии. Независимо от атмосферного давления «если он низкий, «корректор высоты» вращается быстрее, пока не достигнет давления, для которого он предназначен, так что цилиндры двигателя всегда поступает воздух под тем же давлением и, следовательно, с той же плотностью кислорода .

Корректор высоты, который мы теперь знаем как turbo, потребовалось несколько десятилетий, чтобы быть в состоянии использоваться в бензиновых двигателях уличных автомобилей. Проблема заключалась в том, как контролировать давление и мощность автомобиля. В самолете это легко, потому что двигатель работает дольше при максимальной нагрузке, а резкие переходы мощности не представляют собой слишком серьезную проблему, но в туризме может быть опасно, что весь крутящий момент попадет и бесконтрольно.

Хотя европейцы любят говорить, что первым автомобилем, который оснастил это изобретение, был BMW 2002 Turbo, представленный на Франкфуртском автосалоне 1973 года (который представлял 170 л. с.), Правда, первым серийным автомобилем с турбонаддувом был Chevrolet Corvair, представленный в 1965 году . Благодаря наддуву его 6-цилиндровый боксерский двигатель с воздушным охлаждением увеличился с 140 до 180 л. с., Что означает увеличение производительности почти на 30%.

Тем не менее, обе модели были неудачными и были нежными и неудобными для вождения, с резкой реакцией на дроссель и серьезными проблемами надежности. Тот, кто действительно открыл веду для этого типа механики был Saab 99 Turbo, представленный в 1978 году . Это был первый автомобиль, который выиграл гонку чемпионата мира по раллис турбонаддувом, заложив основу для того, как будут выглядеть двигатели из категории «Королева Мира» с тех пор.

Что это такое и как работает турбо

Правильное название этого устройства « «турбокомпрессор«, так как на самом деле это компрессор, который питается от турбины . Турбо-это машина, состоящая из двух мельниц (турбин), прикрепленных к одному валу. Одна из сторон вала соприкасается с выхлопными газами что, выходя горячие и к некоторому давлению мотора, они закручивают турбину так же, как игрушечная ветряная мельница когда мы дуем над их лопастями. Турбина с другой стороны вала находится в воздушном канале, поступающем в двигатель, и, вращаясь солидарно с той, которая находится на стороне выхлопа, толкает впускной воздух, создавая давление.

Поскольку при повышении давления впускного воздуха мы также увеличиваем энергию выхлопных газов, это было бы опасно для двигателя, потому что он будет генерировать больше давления неограниченно, пока не прыгнет в воздух. Чтобы этого не произошло, устанавливается клапан сброса, который является не более чем кран, который выбрасывает в атмосферу часть давления в выхлопе, и это то, что известно как»турбонаддув». В дополнение к этому клапану, в впускном коллекторе он установлен другой, который открывает удар, чтобы мгновенно снизить давление в впускном коллекторе (тот, который слышен как взрыв, когда мы отпускаем дроссель), потому что с момента открытия выхлопных газов, пока турбо не перестанет сжимать пройдет некоторое время.

Так же, как насос надувать колеса велосипеда нагревается, воздухозаборник нагревается при прохождении через турбо, потому что турбо горячий (сторона, которая находится в контакте с выхлопными газами превышает 1000 ºC) и что газ при сжатии нагревается . Поскольку горячий воздух имеет меньшую плотность кислорода, а также приведет ксамоуничтожению, прежде чем смешивать его с топливом и помещать его в цилиндры, он охлаждается в радиаторе, который называется интеркулером .

Типы турбокомпрессоров

Раньше существовали два типа турбин: всасываемые и выдуваемые . Основное различие заключалось в том, в каком положении они перемежались в контуре впускного воздуха. Пылесосы были установлены после того, как карбюратор сделал смесь воздуха и топлива, так что они на самом деле сжимали воздух и бензин в то же время (это система, которая использовала автомобили, такие как Renault 5 turbo). В» дуновениях » турбо сжимает воздух, прежде чем он смешивается с топливом. Поскольку в настоящее время все двигатели имеют прямой впрыск, все современные двигатели с наддувом выдуваются, так как топливо не добавляется, пока воздух уже не вошел в цилиндр.

В настоящее время турбины различаются между турбинами с фиксированной геометрией и переменной геометрией . Во-первых, объем воздуха, поступающего в турбину со стороны выхлопа, всегда одинаков. Это имеет недостаток и заключается в том, что мы ограничиваем оптимальный рабочий диапазон турбо. Если мы сделаем очень большой турбо, вам нужно много выхлопных газов, чтобы переместить его, но взамен он доставит нам много давления воздуха во впускном отверстии и большого расхода (он способен поддерживать давление в коллекторе, даже если двигатель очень революционизирован). Недостатком этого turbo будет то, что в зоне низких оборотов газы не имеют энергии, достаточной для accionarlo и, кроме того, будет много инерции (так как мы ходим на педаль акселератора, пока мы создаем мощности существует очень долгое время, то, что называется turbo-lag задержки или turbo).

Если, наоборот, у нас есть небольшой турбо, он быстро захватывает давление, даже если в выхлопе мало газов. Его преимущество заключается в том, что он может сжимать воздух с двигателем на низких оборотах и с очень небольшим турбонаддувом, но он не может поддерживать давление во впускном коллекторе, когда двигатель нуждается в большом потоке воздуха (он не будет генерировать мощность на высоких оборотах).

Турбины с переменной геометрией (VGT , variable geometry turbocharger) были изобретены, чтобы попытаться объединить преимущества небольшого и большого турбонаддува. Для этого на стороне турбины, которая не вращается (раковину), ставятся плавники, которые меняют свое положение и делают полость, в которой движутся газы, больше или меньше. Его работа очень хороша, но они дороги и менее надежны, чем те, с фиксированной геометрией, так что постепенно производители решают с помощью двух турбин, расположенных в серии, один маленький и один большой, как мы увидим позже.

В зависимости от механизма, который меняет объем раковины турбин переменной геометрии у нас есть:

• Шины VGT Turbos: вакуум-управляемое легкое тянет стержень, который ориентирует плавники. Это надежная система и довольно точно, но несколько медленная в приводе.
• Электрические турбины VGT: электрический двигатель управляет механизмом, который направляет ребра. Это быстрее, чем шины и более точным. Блок управления двигателем может подготовить турбонаддув для оптимальной работы даже перед впрыском топлива. Они настоящие инженерные произведения искусства, но они дорогие и тонкие, так как электродвигатели плохо переносят экстремальную жару.

Новейшие технологии турбонаддува-это те, которые управляются электрическим двигателем, а не выхлопными газами. Их реакция мгновенная, поэтому им не хватает турбо-лага, но у них есть недостаток не использовать энергию выхлопных газов.

Qué es un motor biturbo o twin turbo

Один из способов уменьшить турбо-задержку — сделать турбины меньше. Это может быть сделано, если мы уменьшим количество воздуха, которое они должны сжать. Например, если у нас есть двигатель V6, мы можем поставить две небольшие турбины, и каждый из них работает только с 3 из 6 цилиндров. Это то, что было бы известно как двигатель biturbo или twin turbo параллельно (два или более одинаковых турбонаддувов раздаются работы для части цилиндров двигателя).

Другой вариант-установить небольшой турбо, который способен генерировать необходимое давление на низких оборотах (и почти мгновенно), и еще один более крупный турбо ниже, чтобы обеспечить давление и расход в верхней части счетчика. В этом не имеет значения задержка ответа, потому что у вас уже будет небольшой турбо, покрывающий часть давления. Этот тип макета известен как Турбо в серии или каскадных и является то, что больше бум в настоящее время имеет.

Уход, поломки и мифы о турбо

Несмотря на то, что это машина , работающая в экстремальных условиях, выдерживая температуру, близкую к плавлению железа, и вращаясь на более чем 200 000 оборотов в минуту, турбины-это элементы, которые могут легко выдерживать более 250 000 км . Тем не менее, они нуждаются в минимальном уходе, чтобы сделать это, здесь мы оставляем некоторые ключи:

• Он использует качественные масла: помимо смазки, масло важно для охлаждения турбо.
• Соблюдайте время нагрева: если масло холодное смазывает хуже, подождите не менее 20 минут, пока масло течет на каждый миллиметр двигателя.
• Оставьте двигатель на минуту, прежде чем выключить его: таким образом, мы даем время, чтобы охладить масло . Это очень важно после интенсивного использования, а не в городских условиях.

Слабое место турбин находится в втулках антифрикционного материала, на которых вращается их ось. Кроме того, чтобы включить поворот, вы должны охлаждать и смазывать турбо, так как в нем есть вырезанные каналы, через которые масло попадает под давлением, так что вал вращается буквально приостановлено в слое масла . Если мы не соблюдаем время охлаждения и нагрева, втулки быстро изнашиваются, и масло течет из каналов в турбины.

В ВГТ проблема в дизельных механиках, по мере того как углерод они производят заканчивает сжимающ механизм который вызывает внутренние ребра.

Самый распространенный миф заключается в том, что турбо входит в обороты и что при уменьшении автомобиля вместо удержания он ускоряется. Это подделка . Для сжатия турбокомпрессора необходимо давление в выхлопных газах. Когда вы поднимаете ногу дроссельной заслонки, даже если двигатель вращается на 8000 об / мин, выхлопные газы выходят без достаточной силы, чтобы вращать турбину. Что происходит, так это то, что существует минимальный режим оборотов, при которых энергия достигается в выхлопе, чтобы привести турбину в действие, ниже этих оборотов, даже если мы наступаем на дроссель тщательно нет турбо.