Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики турбины бензинового двигателя

Преимущества и недостатки турбированного бензинового двигателя

Плюсы и минусы турбированных бензиновых двигателей

Известные автопроизводители увеличивают выпуск машин с бензиновыми двигателями, оснащенными турбогенератором. Популяризация турбодвигателей вызвана повышенным спросом на транспортные средства, обладающие улучшенными динамичными, мощностными и тяговыми характеристиками. Однако, на фоне несомненных преимуществ данные усовершенствования часто приводят к определенным недостаткам и потерям.

История развития турбомоторов

Первые легковые автомобили с турбодвигателем начали появляться в начале 60-х годов прошлого столетия. Техника с турбированным дизелем стала стремительно набирать популярность среди автомобилистов. В отличие от дизельных силовых агрегатов, карбюраторные турбомоторы отставали по таким важным показателям, как экономичность, надежность и пр. Не только начальная стоимость, но и дальнейшее техобслуживание таких машин обходилось намного дороже атмосферных аналогов.

С течением времени современные производители бензиновых моторов вновь обратились к турбокомпрессорам. Это связано со стремительным развитием новых технологий, а также с ужесточением требований международных экологических стандартов.

Преимущества турбированных бензиновых двигателей

Под воздействием турбины в камеру сгорания воздух поступает принудительно. Увеличенное количество кислорода в рабочих цилиндрах приводит к росту объема сжигаемого топлива и, соответственно, мощности самого мотора. Для улучшения мощностных характеристик не нужно наращивать физические объемы камер сгорания и число цилиндров.

Достоинства карбюраторных моторов с турбиной:
  1. Двигатель, оснащенный турбокомпрессором, мощнее обычного атмосферника почти на 30%.
  2. Улучшены тяговые усилия на пониженных оборотах и общие динамичные показатели (машина быстрее разгоняется).
  3. Такие силовые агрегаты обладают повышенной экономичностью (уменьшен расход топлива и моторного масла).
  4. Экологичность работы (вторичное использование выхлопных газов для раскрутки лопастей турбины).
  5. Компактные размеры системы турбонаддува.
  6. Обеспечение ровной «полки» на графике момента вращения в расширенном диапазоне оборотов.

Слабые стороны бензиновых турбомоторов

К самым большим недостаткам можно отнести срок службы самого турбокомпрессора, причем ресурс турбины на бензиновых двигателях значительно ниже, чем на дизельных. Причиной является более высокая температура отработавших газов. А цена качественной турбины составляет от 800 у.е. и болеше.

Грамотный ремонт с предоставлением официальных гарантий способен выполнить далеко не каждый турбо сервис. Ну и стоимость подобных работ может доходить до 50% от цены новой детали.

При разработке ДВС с турбонаддувом инженерам приходится существенно усложнять ее конструкцию. Общую схему дополняют новыми элементами и устройствами. Производство турбодвигателя обходится намного дороже за счет использования рабочих деталей и узлов, изготовленных из более дорогостоящих жаропрочных сплавов.

В процессе эксплуатации силовых агрегатов данного типа имеется наибольшая вероятность появления эффектов детонации. Особенно остро это проявляется при использовании бензина несоответствующего качества.

Система смазки турбодвигателя нуждается в специальном моторном масле, в состав которого входят особые добавки и присадки, повышающие устойчивость рабочего материала при работе в режиме сверхвысоких температур. Замену масла, масляных и воздушных фильтров здесь необходимо проводить намного чаще по сравнению с безнаддувным вариантом.

Продажа восстановленных турбонагнетателей в Украине

Компания «TurboRotor» — официальный представитель мировых производителей турбонагнетателей. У нас в наличие самые популярные модели турбин к автомобилям на украинском рынке. Если вам нужна особенная турбина, то мы привезем ее под заказ.

Вторая наша специализация – капитальный ремонт турбонагнетателей. На все выполнение нами работы мы предоставляем гарантию в 1 год. Само восстановление займет 1-2 дня. У нас также можно приобрести оригинальные ремкомплекты и наборы уплотнителей для самостоятельного ремонта.

Читать еще:  Датчик давления масла двигатель 4g69

Мы приглашаем к сотрудничеству СТО и частных мастеров. Подробнее об условиях сотрудничества можно прочитать на сайте или обсудить с менеджером в телефонном режиме.

Турбина на бензиновый двигатель

Как правильно выбрать турбонагнетатель?

Турбокомпрессоры для бензиновых двигателей спроектированы на работу в условиях невысокого повышения давления. Поэтому, перед там как купить турбину, нужно решить какой уровень мощности вам нужен от двигателя. При расчете уровня мощности нужно принимать в расчет в каких условиях вы собираетесь использовать машину.

Если вам нужна большая скорость, то нужно устанавливать большой турбонагнетатель. Это связано с тем, что давление наддува может превышать давление в выхлопном коллекторе в 2,5 раза. Турбины небольшого размера быстро доходят до потолка своих возможностей. Кроме того, турбированные двигатели более экологические, поскольку уменьшают количество выхлопных газов. Они имеют хорошую тягу на низких оборотах и, как следствие, не нагружают двигатель при быстром ускорении.

Преимущества турбированных двигателей:

  • Небольшой размер;
  • Низкое потребление топлива;
  • Хороший крутящий момент;
  • Более низкое количество выхлопных газов;

Как правильно эксплуатировать турбины на бензиновом двигателе

Существенно продлить срок жизни турбонагнетателя и предотвратить его поломку можно проводя постоянный контроль за уровнем масла в системе. Этим, казалось бы, нехитрым советом часто пренебрегают и это становится причиной поломки турбины в 90% случаев!

Достаточно 5 секунд турбине проработать без масла, чтобы выйти из строя. Вот почему нужно регулярно проверять уровень масла и добавлять в случае нехватки. Если же вы заметили, что стали слишком часто доливать масло, то это может быть сигналом того, что сломался масляный насос. Также нужно правильно выбирать масло. Во время работы автомобиля масло подвергается воздействию высоких температур. Мастера не рекомендуют одновременно использовать масло с разной вязкостью, иначе можно получить нерастворимый осадок. В холодное время года позволяйте машине некоторое время поработать на холостом ходу. А перед тем как заглушить мотор, дайте ей немного остыть.

Продажа восстановленных турбонагнетателей в Украине

Компания «Turborotor» — официальный представитель мировых производителей турбонагнетателей. У нас в наличие самые популярные модели турбин к автомобилям на украинском рынке. Если вам нужна особенная турбина, то мы привезем ее под заказ.

Вторая наша специализация – капитальный ремонт турбонагнетателей. На все выполнение нами работы мы предоставляем гарантию в 1 год. Само восстановление займет 1-2 дня. У нас также можно приобрести оригинальные ремкомплекты и наборы уплотнителей для самостоятельного ремонта.

Мы приглашаем к сотрудничеству СТО и частных мастеров. Подробнее об условиях сотрудничества можно прочитать на сайте или обсудить с менеджером в телефонном режиме.

Турбина на двигатель — дизельный и бензиновый

Дизельная турбина и бензиновая турбина

  • Бензин или дизель?
  • В чем отличия между турбинами на дизельном и бензиновом агрегате?
  • Возможна ли замена бензиновой турбины на дизельную и наоборот?

Турбоагрегаты, предназначенные для бензиновых моторов, в отличие от дизельных рассчитаны на малую степень повышения давления. Поставить дизельную турбину на бензиновый двигатель означает спровоцировать опасность возникновения детонации. Кроме того, нехарактерные рабочие условия бензиновой турбины повлекут за собой гораздо меньшую эффективность агрегата.

Разница турбин по типу двигателя

Температура газа

Турбины дизельных двигателей раскручиваются благодаря выхлопным газам, максимальная температура которых равна 850 градусам. А вот на бензиновую турбину газ воздействует при температуре около 1000 градусов. Специалисты прогнозируют, что в очень скором времени из-за экологических ограничений придется увеличить указанную выше температуру воздействия. В этом и состоит главное отличие между турбинами дизельного и бензинового двигателя.

Читать еще:  Акб разряжено как запустить двигатель

Материалы дизельной турбины и бензиновой

Из-за разницы температур различны и требования к материалам, используемым для изготовления «горячих» частей турбокомпрессора – корпуса и колеса турбины. Так, конструкция бензиновой турбины требует применения более жаропрочных и жаростойких сплавов, нежели турбина дизельная.

Из всего вышесказанного напрашивается вывод: использовать дизельную турбину для осуществления наддува двигателя, работающего на бензине, очень рискованно. То же самое можно сказать и по поводу эксплуатации дизельного мотора с бензиновой турбиной.

Механизмы VNT для турбин разных типов двигателей

VNT (Variable Turbo Geometry) — это турбокомпрессор с изменяемой геометрией с помощью специального направляющего аппарата.

Стоит отметить, что ассортимент турбоагрегатов, работающих на бензине, не включает никаких приспособлений, сравнимых по эффективности с турбинами для дизеля, оснащенными регулируемым сопловым аппаратом. Таких бензиновых турбоагрегатов просто-напросто не производят.

Технологии VNT, VTG, VGT, которые применяются в дизельных моторах с турбонаддувом современного образца, на сегодняшний день совершенно неактуальны для мира серийных бензиновых двигателей.

Почему же возникает такая ситуация? Дело в недостаточной надежности механизма VNT при высокой температуре выхлопных газов у бензиновых «зажигалок».

Аппарат становится малоподвижным после долгой работы при высоких температурах близких к 1000 градусам. Поэтому, на сегодняшний день, вопрос — «Каким должен быть идеальный турбокомпрессор?» остается открытым.

Турбокомпрессоры для бензиновых двигателей

Турбонаддув позволяет не только получить требуемую максимальную мощность, но и существенно улучшить экономичность и экологичность двигателя за счет повышения эффективности сгорания топлива. Захватив за пару десятков лет плацдарм дизельных двигателей, система турбонаддува вторглась на территорию бензиновых моторов.

Рис. 1. Тенденции применения турбонаддува на двигателях легковых и коммерческих автомобилей в период до 2020 года

В настоящее время турбокомпрессоры для автомобильных двигателей выпускаются многими американскими, европейскими и японскими фирмами. Один из крупнейших производителей – фирма Garrett (подразделение концерна Honeywell). Согласно проведенному фирмой Global Insight и Honeywell анализу рынка турбокомпрессоров вслед за Западной Европой ожидается их широкое применение на автомобилях, продаваемых в США и в Китае (рис. 1).

Преимущество применения турбонаддува на дизелях объясняется возможностью увеличения их тягово-скоростных характеристик до уровня, сравнимого с бензиновыми двигателями равного с ними литража. При этом дизели с наддувом развивают значительно больший крутящий момент, что способствует разгонной динамике и позволяет реже переключать передачи. Устаревшие представления о плохой динамике и повышенном дымлении дизелей связаны с применявшимися ранее двигателями без наддува, ТНВД которых подавали топливо под относительно низким давлением, а его дозирование осуществлялось посредством механических средств. Современные дизели оснащаются системами Common Rail. Последние обеспечивают впрыск топлива под давлением до 2000 бар. При этом подача топлива производится несколькими порциями и в точном соответствии с количеством воздуха, поступающего в цилиндры. Сначала впрыскивается небольшая предварительная доза топлива, а после ее сгорания подается основная доза, которая воспламеняется практически без задержки, называемой периодом индукции. В результате давление в цилиндре повышается относительно плавно, а характерный для дизеля шум мало отличается от шума бензинового двигателя.

Применение наддува на бензиновых двигателях ограничено возможностью возникновения детонации, поэтому приходится вводить средства противодействия, из которых наиболее часто применяются снижение степени сжатия и охлаждение смеси при испарении бензина, впрыскиваемого непосредственно в цилиндры двигателя.

Читать еще:  Частота оборотов двигателя автомобиля

О целесообразности применения турбонаддува можно судить по приведенным в таблице характеристикам трех близких по мощности 4-цилиндровых двигателей, устанавливаемых на автомобили VW Passat 4Motion.

Следует отметить, что повышенный запас крутящего момента двигателей с турбонаддувом достигается регулированием давления газов перед турбиной посредством их перепуска через байпас или изменением геометрии соплового аппарата. В последнем случае применяется обычно венец с поворотными лопатками. Следует отметить, что регулирование турбокомпрессора перепуском части газов помимо турбины приводит к определенным потерям их энергии и соответствующему снижению эффективности системы наддува.

Следуя современным тенденциям совершенствования автомобильных двигателей, фирма Honeywell разработала несколько конструкций малоразмерных компрессоров, в том числе для устанавливаемого на индийском автомобиле Tata Nano 2-цилиндрового двигателя рабочим объемом 0,8 л.

Фото 1. Турбокомпрессор модели КР фирмы BorgWarner

Не менее известная компания BorgWarner поставляет малоразмерные турбокомпрессоры как для дизелей, так и для форсированных бензиновых двигателей, у которых температура газов перед турбиной достигает 1050°С. Корпуса турбин этих турбокомпрессоров отливаются из специальной жаростойкой стали, а в средних корпусах с установленными в них подшипниками ротора предусмотрены полости, подключаемые к системе охлаждения двигателя. Фирма выпускает также турбокомпрессоры с корпусами, изготовленными штамповкой из листовой стали. Чтобы ускорить прогрев нейтрализатора, корпус турбины отливают интегрированным с выпускным коллектором. В некоторых случаях применяются коллекторы и корпуса турбин с тепловыми экранамииз листовой стали.

Фото 2. Агрегат двухступенчатого наддува R2S

Для дизелей мощностью от 50 до 130 л.с. фирма BorgWarner поставляет турбокомпрессоры моделей KP31–K03 (фото 1), регулирование которых осуществляется посредством перепускного клапана с пневматическим или электрическим приводом. Для дизелей мощностью от 80 до 250 л.с. предназначены турбокомпрессоры моделей BV35–BV50 с изменяемой геометрией соплового аппарата турбины, лопатки которого поворачиваются также посредством пневматического или электрического привода. Некоторые из этих турбокомпрессоров имеют охлаждаемый корпус подшипников, включаемый в контур системы охлаждения двигателя. На дизели мощностью от 130 до 350 л.с. фирма предлагает устанавливать системы двухступенчатого наддува R2S с регулируемым перепуском газов между турбинами высокого и низкого давления (фото 2).

Одной из последних разработок фирмы является турбокомпрессор с двойной улиткой и поворотными лопатками соплового аппарата турбины. Применение двух улиток в сочетании с раздельными выпускными коллекторами способствует сохранению кинетической энергии выходящих из цилиндров газов, что содействует повышению эффективности турбокомпрессора при низких и средних частотах вращения вала двигателя. При этом также улучшается динамика разгона турбокомпрессора при резкой подаче нагрузки.

Для бензиновых двигателей мощностью от 60 до 340 л.с. BorgWarner предлагает турбокомпрессоры моделей BO31–BO53 c перепускным клапаном и моделей BO45–BO53 со сдвоенной улиткой. Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией соплового аппарата турбины выпускаются для двигателей мощностью от 160 до 220 л.с. Все турбокомпрессоры для бензиновых двигателей рассчитаны на работу при температуре отработавших газов до 1050°С, благодаря чему отпадает необходимость в охлаждении смеси за счет ее переобогащения. В результате при работе двигателя с большой нагрузкой возможна экономия топлива до 20%.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector