Функция работы турбо двигателя

Набор ключей комбинированных трещоточных шарнирных 8 шт.

Набор ключей комбинированных 9 шт.

H Н О В И Н К А H

Обновленный каталог 2018 Airline

  • Главная
  • Новости
  • Устройство и принцип действия турбокомпрессора авто

Устройство и принцип действия турбокомпрессора авто

Турбонаддув – принцип работы

Устройство турбины автомобиля не сложное, она состоит из:

  • Улитки компрессора, которая всасывает воздух, а затем нагнетает его в коллектор впуска;
  • Улитки, расположенной в горячей части – здесь выхлопные газы заставляют вращать турбину, после чего выбрасываются в систему отработанных газов на выход;
  • Крыльчатки компрессора, а также ее аналога в горячей части;
  • Шарикоподшипникового картриджа;
  • Корпуса, соединяющего улитки, имеющего систему охлаждения и системы подшипников.

Система охлаждения и устройство турбокомпрессора автомобиля

Охлаждение маслом

Комплексное охлаждение турбины антифризом и маслом

Устройство турбонаддува в варианте охлаждения турбин антифризом и маслом более сложное, поскольку в нем имеется отдельный масляный контур, а также система с охлаждающей жидкостью. Зато повышается эффективность работы, устраняются проблемы закипания масла.

Для такого турбонагнетателя масло служит, как и прежде, для охлаждения и смазки подшипников, а антифриз, подаваемый из общей цепи охлаждения двигателя, предотвращает перегрев и не дает закипать маслу. Из-за такой сложности увеличивается цена турбонагнетателя.

Что такое интеркулер на авто?

Конструкторы устройства отмечают, что нагрев воздуха далеко не единственная задача, которую им приходится решать при проектировании турбины. Насущной проблемой также становится ее инерционность – задержка реакции двигателя на открытие в коллекторе дроссельной заслонки.

Турбина максимально эффективна, когда достигаются определенные обороты вращения коленчатого вала. Среди автолюбителей даже распространено мнение, что турбонаддув включается только тогда, когда скорость автомобиля достигает определенного значения. Хотя турбина работает постоянно, а значение числа оборотов, при которых ее действие наиболее эффективно, для каждого двигателя индивидуальное.

Отличия твин турбо и битурбо

Твинтурбо – это система, в которой несколько одинаковых турбин соединены параллельно. Их задача – повысить давление и объем поступающего воздуха. Система управления включает твин-турбо в момент, когда необходимо получить на повышенных оборотах максимальную мощность.

Подобный компрессор реализован в прославленном японском авто бренда Nissan, который получил имя Skyline Gt-R.

В нем установлен мотор rb26-dett. Аналогичная система, однако, оснащенная одинаковыми небольшими турбинами позволяет получить заметный прирост мощности даже при малых оборотах, при этом поддерживать турбонаддув постоянно.

Последовательное соединение разных турбин получило название «битурбо».

Инновационные разработки

Когда обороты двигателя небольшие, становится более узким пропускное сечение выхода в турбину выхлопных газов, поэтому «выхлоп» получается более быстрым. Чаще эту систему применяют для дизельных агрегатов, но есть разработки и для бензиновых двигателей.

Также к инновационным разработкам относится система twinscroll, где благодаря двойному контуру, по которому совершают обход выхлопные газы, получается, что их энергия вращает общий ротор с компрессором и крыльчаткой.

При этом имеется два варианта реализации:

  1. Выхлопные газы проходят одновременно оба контура и система функционирует как twinturbo.
  2. Второй тип работает наподобие схемы biturbo – имеется два контура, у которых разная геометрия. Когда обороты невысокие, выхлопные газы идут по краткому контуру, увеличивающему энергию и скорость благодаря небольшому диаметру. Если обороты повышаются, выхлопные газы поступают в контур, имеющий больший диаметр – при этом рабочее давление сохраняется во впускной системе и отсутствует запор для выхлопных газов. Распределение регулируют механические элементы — клапаны, переключающие потоки.

Функция работы турбо двигателя

Автомобиль – неизменных помощник практически половины населения страны. Не удивительно, что многие стараются получить максимальную пользу с машины, с минимальными вложениями. И сегодня, чтобы улучшить тяговые характеристики авто, не нужно что-то кардинально менять. Увеличить тяговые характеристики машины можно просто установив турбонаддув.

Суть улучшения – турбонаддув позволяет принудительно увеличить объемы воздуха, подающиеся в камеру сгорания, тем самым улучшить процесс сгорания топлива без необходимости физического изменения параметров самого двигателя.

Здесь важно учесть, что больший объем сожженного топлива увеличивает давление и объем выхлопных газов. Поэтому требуется усиленное, оперативное их отведение, чтобы освободить место для новой порции воздуха. Именно на этом и базируется принцип работы актуатора турбины, который мы сегодня рассмотрим.

Как работает актуатор турбины

Для начала определимся в терминологии. Актуатор может иметь множество разговорных названий – вестгейт, вакуумный регулятор, избыточный клапан. Все это одна деталь, базовая роль которой сводится к выполнению функции сброса повышенного давления воздуха (выхлопных газов), во время работы двигателя автомобиля. Этот элемент выступает промежуточным звеном между турбокомпрессором и двигателем, оберегая их от перегрузки.

Устанавливается практически на турбине.

  • Принцип работы актуатора сводится к тому, что при высоких оборотах двигателя, когда возрастает давление выхлопных газов с одной стороны и воздуха, направляемого через турбокомпрессор в двигатель с другой открывается клапан и стабилизирует ситуацию. Во время открытия клапана часть выхлопных газов попросту проходят мимо турбинного колеса, что приводит к снижению эффективности работы турбинного нагнетающего колеса и снижает давление воздуха.
Читать еще:  Астра скорость обороты двигателя

Снижение давления выхлопных газов и направление их в обход турбинного колеса выполняется через калитку вестгейта, управляемую актуатором. Тем самым потребность в воздухе для горючей смеси четко соответствует моменту очищения камеры сгорания от выхлопных газов.

Иные типы актуаторов

В турбинах с изменяемой геометрией также есть актуаторы, которые бывают электрические и пневматические (вакуумные). Актуаторы в этом случае служат для поворота лопаток механизма изменяемой геометрии. Обычно в таких турбинах нет калитки вестгейта с управлением актуатором от повышенного давления.

Наиболее распространенные поломки актуаторов

  • повреждение электрических элементов;
  • износ зубьев шестеренок и червяка у электрического актуатора;
  • выходит из строя электромотор;
  • повреждение мембраны вакуумного актуатора.

В таких случаях, чтобы отремонтировать актуатор турбины, необходимо выполнить его диагностику с целью точно определить поломку. Для устранения неисправности целесообразно обратиться в специализированный сервисный центр. Устранить поломку самостоятельно будет достаточно сложно – для определения неисправности нужно специальное оборудование, которое в большинстве случаев отсутствует в домашних условиях. А если покупать отдельно – намного дешевле ремонт актуатора провести в сервисном центре.

Проверка актуатора

Изначально, в момент реализации, актуатор имеет заводские настройки и, фактически, готов к работе. Но после установки на транспортное средство целесообразно проверить актуатор и отрегулировать. Характерным сигналом выполнить такие действия будет дребезжание компрессора в момент глушения двигателя авто. Здесь не стоит паниковать, это не поломка актуатора. Просто шток клапана излишне болтается в процессе работы .

Кроме этого, часто, если правильно настроить актуатор, можно существенно увеличить производительность турбокомпрессора путем наращивания давления воздуха, подаваемого в двигатель.

Регулировка осуществляется несколькими путями

  1. Самый простой и распространенный способ – просто выполнить замену пружины на более мощную. То позволит увеличить и поддерживать высокое давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана. Но это чревато превышением оборотов вала турбины.
  2. Следующий вариант, это выполнить подтяжку (можно затянуть, либо послабить) регулятора, влияющего на процесс открытия и последующее закрытия заслонки. При расслаблении тяга удлиняется. Если немного подтянуть – укорачивается. От длины тяги напрямую зависит плотность закрытия заслонки. Чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Следовательно, чтобы ее открыть нужно больше давления и времени. Тем самым турбина получает возможность обеспечить высокие обороты за короткий промежуток времени.
  3. Еще один вариант – установка буст-контроллера. Устройство устанавливают перед вестгейтом и обеспечивает снижение давления, при котором срабатывает мембрана актуатора. Фактически такое устройство берет на себя часть функции регулирования давления, вследствие чего клапан не получает информации о реальном давлении газов и продолжает работать в штатном режиме.

Настройка актуатора

Конечно, ремонт турбин следует выполнять в условиях профессиональных сервисных центров, имеющих все необходимое диагностическое оборудование и запасные детали в случае необходимости что-либо менять. Вместе с этим обычная настройка может быть выполнена в домашних условиях.

Для этого потребуется пассатижи и ключ на 10. Последовательность действий будет такой:

  1. Снять турбокомпрессор (некоторые модели машин дают возможность добраться до клапана без необходимости выполнения этой процедуры).
  2. Снять скобу со штока, ослабить гайку, подтянуть винт регулировки (необходимо крутить влево).
  3. Выполнить легкое постукивание по заслонке. Подтягивать до момента, пока не пропадет небольшое дребезжание. Учитывайте, чем туже затягиваете, тем сильнее будет возрастать давление на мембране.
  4. Затяните гайку, верните скобу в исходное положение.

Чтобы проверить правильность ваших действий при настройках – запустите мотор и опробуйте его на разных режимах работы. Если все действия были верными – посторонних звуков не будет, в том числе и в момент глушения двигателя.

Для того,чтобы идентифицировать турбокомпрессор,необходимо правильно «прочитать» информационную табличку,которая на нем установлена.

Ниже приведены фотографии информационных табличек наиболее распространенных турбокомпрессоров — Garrett,Mitsubishi,IHI,KKK,Holset с описанием нанесенной на них информации.

Турбомоторы: глушить сразу или дать остыть? Мнения экспертов

Почему возможен перегрев

Другая возможность сильно нагреть турбокомпрессор — это езда в тяжелых условиях: по бездорожью и т. п. Максимальную мощность мотор при этом не разовьет, поскольку колеса сорвутся в пробуксовку. Однако отсутствие встречного воздушного потока способствует росту температуры двигателя, а заодно и турбокомпрессора. Перегрев возможен и при движении в горах с большим количеством подъемов, а также с прицепом.

Но пик неприятностей наступает не во время работы, а потом! После остановки двигателя охлаждение раскаленного турбокомпрессора резко ухудшается. Масло уже не подается, тепло уходит в подшипниковый узел, остатки смазки в подшипнике и его уплотнениях начинают закоксовываться. Со временем это приводит к ухудшению уплотнения и нарушению расчетного режима работы подшипника. А вращение ротора без подачи масла под давлением провоцирует появление задиров.

Читать еще:  7201 что за двигатель

Системы жидкостного охлаждения турбокомпрессора также прекращали работу после остановки мотора и, соответственно, не отводили тепло от агрегата наддува. Поэтому и появились рекомендации не глушить моторы сразу, а дать им поработать какое-то время на минимальных оборотах холостого хода. Масло и охлаждающая жидкость при этом будут циркулировать, температура выпускных газов, поступающих в турбинную часть, понизится — в итоге турбокомпрессор остывает, а затем мотор можно безбоязненно глушить.

Турботаймер и циркуляционные насосы

Штатно же турботаймеры не устанавливают даже на автомобили с заряженными двигателями. И не потому, что проблема куда-то пропала — принципиально в ДВС ничего не поменялось. Да, изменились и стали более совершенными конструкции, материалы и смазки, но перегрева турбокомпрессоры по-прежнему не любят. Может, автопроизводители применяют иные средства защиты турбокомпрессоров от перегрева?

Некоторые компании (в частности, Porsche, Volkswagen, Skoda, Jaguar) на многие модели с турбонаддувом устанавливают электрические циркуляционные насосы, которые при необходимости подают к турбокомпрессору охлаждающую жидкость. В том числе и после остановки двигателя — антифриз некоторое время циркулирует через агрегат, препятствуя его перегреву. Напоминает аналогичный режим работы электровентиляторов системы охлаждения, реализованный на большинстве современных автомобилей. Мотор выключен, а вентилятор продолжает крутиться. Понятно, что в этом случае в турботаймере нет необходимости.

Многие автопроизводители перекладывают функцию интеллектуального турботаймера на водителя! В большинстве инструкций отмечено, что после эксплуатации автомобиля в режимах, близких к предельно допустимым, рекомендуется перед выключением мотора дать ему поработать без нагрузки в течение нескольких минут. То есть советы остались теми же, что и десятилетия назад.

В прошлом году из 25 самых продаваемых в России моделей турбокомпрессорами были оснащены пять. При этом дополнительный электрический насос, охлаждающий турбокомпрессор, используют в трех моделях — это Skoda Kodiaq, Skoda Octavia A7 и VW Tiguan. Выходит, большинство производителей сравнительно доступных автомобилей не заморачивается подобными проблемами. Логика проста: удорожания не происходит, а гарантийный срок автомобиль, скорее всего, и так выходит. Что дальше — забота владельца.

Не глушите мотор сразу — дайте ему поработать на минимальных оборотах. Условия работы турбокомпрессора — очень тяжелые, а новшеств, делающих его бессмертным, не появилось.

Наши рекомендации

Мы придерживаемся иного мнения. Условия работы турбокомпрессора — очень тяжелые, а принципиальных новшеств, делающих его бессмертным, пока не появилось. К тому же это недешевый агрегат: ремонт ударит по карману, когда гарантия закончится. И если ваш автомобиль не оборудован электрическим насосом, качающим охлаждающую жидкость после остановки, настоятельно рекомендуем выдерживать паузы в одну-две минуты, прежде чем глушить мотор, поработавший на пределе. Однако как понять, есть такой насос на вашей машине или нет? Например, на слух: после интенсивной езды остановить мотор и прислушаться, есть ли характерное жужжание. Но лучше перестраховаться, ­даже если автопроизводитель говорит, что ­проблем не будет.

Альтернативный комментарий специалиста

За 11 лет работы на полигоне я ни разу не встретил автомобиль с турбонаддувным двигателем, который был бы оснащен турботаймером в базовом оснащении. Видимо, производители считают, что при нормальной эксплуатации, применении качественных смазочных материалов и топлива, а также при правильном и своевременном выполнении ТО и ремонта проблем с турбокомпрессором не будет.

Агрегат наддува обладает достаточным ресурсом, и его охлаждение с рабочих и расчетных температур будет происходить за счет инерции. Запаса жаростойкости примененных материалов также хватит.

  • Продлить срок службы узлов и агрегатов автомобиля можно при помощи специальных присадок. Лучше всего себя зарекомендовали продукты от SUPROTEC и VALENA.

Двигатели 1.6 Turbo для Opel Astra, Zafira Tourer и Cascada – лидеры в своем классе

Линейка Astra, Zafira Tourer и кабриолет Cascada — первые автомобили Opel, оснащенные новыми агрегатами и трансмиссиями в рамках глобальной программы по модернизации, которая приведет к обновлению 80% линейки двигателей Opel к концу 2016 года.

Три абсолютно новые линейки двигателей, включающие 13 различных модификаций, а также ряд новых трансмиссий привнесут в продукцию Opel массу новых технологий и обеспечат первоклассную производительность.

Начало программы знаменуется появлением новых 1,6-литровых двигателей с турбонаддувом — первых моделей в линейке среднеразмерных бензиновых и дизельных двигателей нового поколения. Они создавались с учетом растущего спроса у покупателей на двигатели меньших габаритов, обеспечивающих высокую мощность и уровень крутящего момента и обладающих при этом низким потреблением топлива и выбросом СО2. Высокая удельная мощность и прекрасная оптимизации позволяет им занимать лидирующие позиции в своем классе.

Новый бензиновый двигатель 1.6 SIDI Turbo мощностю 125кВт/170 л.с. выдает 280 Нм крутящего момента (с функцией кратковременного увеличения давления наддува), что на 12% больше, чем у ближайшего конкурента. Он уже устанавливается в моделях Astra (GTC, пятидверном хэтчбеке, седане и Sports Tourer), Zafira Tourer и новом кабриолете Cascada. Новый двигатель 1.6 CDTI мощностью 100 кВт/136 л.с., первый полностью алюминиевый дизельный двигатель Opel, обладает непревзойденной для своего класса удельной мощностью 85 л.с. Он дебютирует в 2013 году на Zafira Tourer и со временем будет устанавливаться на другие модели Opel. Оба двигателя дополняются механическими коробками передач нового поколения, не уступающими по качеству предложениям конкурентов.

Читать еще:  Электрическая схема управления двигателем приора

Лучший в классе: новый бензиновый двигатель 1.6 SIDI Turbo

Новый четырехцилиндровый бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива выпускается с изначальной мощностью 125 кВт/170 л.с. и вырабатывает исключительно высокий крутящий момент 280 Нм при 1 650 об/мин. Основной акцент при создании сделан на плавности работы, снижении потребления топлива и выброса CO2 и оптимизации работы.

По сравнению с 1,6-литровым предшественником снижение потребления топлива и объема выбросов CO2 достигает 15% в комбинированном цикле, а крутящий момент увеличился на 22 процента. В результате этот двигатель задает новые стандарты в классе малых автомобилей с мощностью двигателя 150 — 180 л.с., обеспечивая отрыв в 12% по показателю крутящего момента от ближайших конкурентов, включая ведущие немецкие марки.

Основными компонентами такой потрясающей производительности являются: непосредственный впрыск топлива, обеспечивающий лучшее сгорание; быстродействующая система турбонаддува, увеличивающая силу тяги при низких оборотах двигателя и ряд инженерных решений для плавной бесшумной работы.

Примером впечатляющей силы тяги может послужить тот факт, что двигатель 1.6 SIDI Turbo разгоняет пятидверный хэтчбек и седан Opel Astra J с 80 до 120 км/ч на пятой передаче всего за 8,8 секунды, что почти на две секунды быстрее показателя предшественника 1.6 turbo. С функцией Start/Stop и шестиступенчатой механической коробкой передач обе модели потребляют в смешанном цикле всего 5,9 л топлива за 100 км и выбрасывают 139 г/км CO2 — на 14% лучше, что соответствует стандартам NEDC (Новый европейский цикл движения). Для модели GTC улучшение достигает 15%.

Лучший в классе: новый дизельный двигатель 1.6 CDTI

Opel Zafira Tourer — первый автомобиль с новым дизельным двигателем Opel, выполненным целиком из алюминия. Модельный ряд будет расширяться и заменит нынешние 1,7-литровый и менее мощный 2,0-литровый дизельные двигатели в некоторых моделях Opel. В дальнейшем выйдут двигатели и с другими показателями мощности. В первоначальном исполнении двигатель имеет мощность 100 кВт/136 л.с., высокий крутящий момент 320 Нм, и может похвастаться исключительной удельной мощностью 85 л.с. на литр, что является непревзойденным показателем в классе двигателей подобного объема.

По сравнению с двигателем 2.0 CDTI схожей мощности, также устанавливаемом на Zafira Tourer, уровень потребления топлива и выброса CO2 снижен на 10%. Это означает, что в комбинированном цикле расход топлива не превышает 4,1 л/100 км, а выбросы CO2 — 109 г/км. Такими показателями не может похвастаться ни один другой семиместный компактный автомобиль подобной мощности. В более компактной версии ожидается расход топлива менее 4,0 л/100 км и объем выбросов CO2 — 100 г/км.

Благодаря системе BlueInjection (селективный нейтрализатор отработавших газов (SCR)) двигатель 1.6 CDTI соответствует стандартам Евро 6 (вступают в силу в сентябре 2015 года) и не уступает по экологичности бензиновым двигателям.

Как и его бензиновый аналог, двигатель 1.6 CDTI содержит ряд инженерных улучшений, направленных на снижение уровня шума, вибрации и жесткости в работе. По результатам тестов уровень внутреннего шума в Zafira Tourer оказался самым низким по сравнению с другими автомобилями с 1,6-литровым турбодизельным двигателем.

Главными техническими особенностями являются аккумуляторная топливная система высокого давления, система регулирования процесса сгорания и мощный турбокомпрессор с переменной производительностью (VGT). Эти и многие другие функции регулируются усовершенствованным блоком управления двигателем, полностью разработанным компанией General Motors. Этот уникальный электронный блок управления (ECU), разработанный в Италии, Германии и Соединенных Штатах, будет использоваться на всех будущих четырехцилиндровых дизельных двигателях Opel.

Механическая трансмиссия следующего поколения: первоклассное переключение

Opel вложил 50 миллионов евро в модернизацию пяти- и шестиступенчатых коробок передач на своих европейских заводах. Они не уступают своим самым сильным конкурентам по скорости и мягкости работы. В настоящее время они уже устанавливаются на моделях Astra, Cascada и Zafira Tourer с 1,6-литровыми двигателями.

Многочисленные улучшения внутренних деталей, переводных механизмов и их интеграции обеспечивают уменьшенный рабочий ход и усилие рычага. Водитель лучше чувствует момент переключения и прилагает меньше усилий для управления рычагом.

Усовершенствованная шестиступенчатая автоматическая коробка передач с низким уровнем трения дополнена функцией Active Select, предоставляющей возможность ручного переключения передач для более спортивного стиля вождения.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector