Принцип работы турбонаддува

Принципы работы автомобильной турбины с постоянным наддувом

Внедрение турбокомпрессоров в автопромышленности высветило некоторые проблемы, которые пытались решить в течение многих лет. Например, явление детонации из-за слишком высоких или недостаточных коэффициентов сжатия для надлежащего функционирования системы. Решение было найдено путем установки клапанов, называемых перепускной и отводной, предназначенных для поступления или отвода всасываемого воздуха или выхлопных газов наружу системы.

Клапан перепускной заслонки установлен в выпускном коллекторе, и его отверстие прямо пропорционально давлению наддува. Его функция заключается в ограничении оборотов двух рабочих колес, чтобы двигатель не подвергался чрезмерному напряжению из-за избыточного давления. При превышении пределов, установленных на этапе проектирования, избыточное давление преодолевает сопротивление пружины, помещенной внутрь клапана, отводя выхлопные газы наружу, позволяя компрессору замедляться, снижая следствие наддува.

Турбины компрессора с постоянным наддувом работают только под давлением потока выхлопного газа, который сначала собирается в контейнере, пока не будет создано достаточно высокое давление. При импульсном усилении используется импульс движения выхлопных газов. Поток выхлопных газов поступает непосредственно в турбину через наименьшую возможную трубу выхлопных газов при её перемещении.

Современные турбокомпрессоры развивают скорость до 300 000 оборотов/мин, и требуют экстремальных технических требований для строительства и охлаждения. Гидродинамический подшипник скольжения, который позволяет непрерывной масляной пленке минимизировать трение вала в турбине, является требованием для таких высоких оборотов. Кроме того, в современных турбокомпрессорах используются керамические элементы, что делает устройство более прочным.

Принципы работы турбины в автомобиле, видео:

Основным преимуществом турбокомпрессора является увеличение мощности и оборотов. В результате, значительно снижается расход топлива. Основным недостатком является повышение температуры, вызванное элементами двигателя, что требует более сложной системы охлаждения. В старых турбодвигателях также существует проблема так называемой «задержки турбонаддува», которая при низких оборотах не может создавать достаточно высокое давление и, следовательно, приводит к снижению производительности авто.

Принцип работы турбины

Принцип работы устройства заключается в следующем – на такте выпуска выходят все отработанные газы по специальному каналу к глушителю. Эти газы раскручивают горячее колесо турбины, что расположена на одном валу с холодным. В свою очередь холодное колесо начинает сильно вертеться и этим самым можно получить около 200-240 000 оборотов за минуту.

Преимущества турбины над турбокомпресором:

Высокий уровень производительности по сравнению с компрессором;

Недостатки:

• Использует масло двигателя, что предназначено для смазывания и отвода излишней температуры;
• Низкий ресурс. Часто после 300 00 км нуждается в ремонте;
• Большие расходы масла. В нормальном состоянии турбины на бензиновых двигателях затрачивают до 1 л/10 000 км;
• Применение турбины довольно часто является причиной вытягивания цепи;
• Достаточно непросто и рискованно устанавливать самостоятельно, если єто не предусмотрено производителем.

Турбина или компрессор – в чем разница? Компрессор работает на ременном приводе от коленвала агрегата, турбина – от отработанных газов, врезается в глушитель и смазывается маслом.

Что такое турбокомпрессор и из чего он состоит

Если коротко, турбокомпрессор — это устройство для нагнетания сжатого воздуха в цилиндры двигателя.

А теперь разберёмся с этим устройством подробнее.

Мотор работает, потому что в нём постоянно горит топливно-воздушная смесь, подаваемая в цилиндры. Оптимальное соотношение топлива и воздуха в этой смеси зависит от типа двигателя. Размеры цилиндров тоже важны: именно они ограничивают объём подаваемой смеси. Турбокомпрессор устраняет это ограничение. Во время такта впуска он подаёт в цилиндры больше воздуха, дополнительно обогащая смесь. Сгорая, она выделяет гораздо больше энергии, увеличивая мощность двигателя на 20–40%. Турбокомпрессоры бывают двух типов:

1. Механические.
2. Электрические.

Механический турбокомпрессор использует энергию выхлопных газов: они подаются на крыльчатку турбины, заставляя её вращаться. На том же валу располагаются лопасти компрессора, которые и создают необходимый поток воздуха, нагнетаемого в цилиндры.

Электрические турбокомпрессоры появились относительно недавно. Они не используют в работе выхлопные газы. Давление эти устройства нагнетают с помощью отдельных компактных электрических компрессоров.

его работы недостатки и Принцип турбокомпрессора

Видео: Принцип работы турбокомпрессора (турбины)

Принцип работы турбонаддува достаточно несложен: выхлопные газы поступают в камеру турбинного колеса и заставляет его вращаться. Вращаясь, он чрез ротор приводит в перемещение турбокомпрессор. Тот со своей стороны засасывает воздушное пространство, сжимает его и подает в интеркулер для охлаждения.

По окончании прохождения интеркулера воздушное пространство под давлением подается во впускной коллектор. Работа наддува контролируется и регулируется регулятором давления, что дозирует количество отработанных газов, поступающих в камеру турбинного колеса. Именно поэтому осуществляется возможность трансформации производительности турбонаддува в зависимости от вращения коленчатого вала.

Но такая конструкция имеет один значительный недочёт – при резком открытии дроссельной заслонки турбонаддув не успевает обеспечить нужное количество воздуха для подачи в цилиндры. Для этого ему требуется определенное время. Выливается это в образование негативного результата, что стал называться «турбояма». Другими словами, шофер быстро нажимает на педаль газа, рассчитывая быстро ускориться, но из-за недостатка воздуха ускорения сходу не происходит. Автомобиль начнет усиливаться лишь по окончании того, как наддув обеспечит нужное количество воздуха. За «турбоямой» появляется еще один негативный эффект – «турбоподхват».

Происходит он по окончании «турбоямы» и сопровождается увеличенным давлением в турбонаддуве из-за интенсивной работы компрессора.

Для решения проблемы появления «турбоямы» и «турбоподхвата» существует пара способов. Первый из них – применение комбинированного наддува (складывающегося из турбонагнетателя и механического нагнетателя). На начальной стадии при резком нажатии на педаль газа давление в выпускном коллекторе снабжает механический нагнетатель, работа которого не зависит от выхлопных газов, по окончании в работу вступает турбонагнетатель, а механический отключается.

Видео: неисправности и Устройство турбины

Вторым методом преодоления «турбоямы» есть применение двойного турбонаддува, так именуемого «twin-turbo». Двойной турбонаддув в большинстве случаев используется на V-образных двигателях.

И третий метод – применение турбонаддува с изменяемой геометрией. В таковой турбине воздушный поток оптимизируется за счет трансформации площади канала, по которому подается воздушное пространство.

Преимущества и недостатки турбонаддува

1 . Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.2 . Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.3 . Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.4 . Происходит экономия топлива на 5-20%. В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.5 . На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.6 . Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.

Как работает турбонаддув

Система турбонаддува на дизельных двигателях

Как правило, турбина имеет улиткообразный корпус с сужающимся каналом, по которому отработанные газы из выпускного коллектора закручиваются и разгоняются до большой скорости. Внутри находятся ротор с лепестками, которые начинают вращаться под воздействием давления газов. Ротор, в свою очередь, вращает крыльчатку турбонаддува, которая засасывая воздух из воздушного фильтра, подает его под давлением во впускной коллектор.

Поскольку нагнетаемый воздух имеет большую температуру, между коллектором и турбонагнетателем установлен интеркулер. По принципу устройства это радиатор воздушного охлаждения. Смазка турбины осуществляется из контура системы смазки двигателя. Масло, подаваемое в турбонаддув, не только смазывает ее узлы, но и обеспечивает дополнительное охлаждение.

Рассмотрим, как проверить турбину дизельного двигателя при помощи спецоборудования

Если вы почувствовали, что автомобиль вдруг перестал набирать обороты и пропала былая мощь, то, по всей вероятности, турбонаддув перестал выполнять свое предназначение. Для проверки его работы необходимо, в первую очередь, диагностировать датчик давления воздуха, нагнетаемого в коллектор, так как причина неисправности часто оказывается в нем.

Такие работы нужно производить в условиях специализированного автосервиса. Для проверки датчика к специальному разъему автомобиля присоединяют диагностический прибор и считывают информацию о работе датчика.

Вторым действием в место выхода из турбины нагнетаемого воздуха подсоединяют специальное устройство с манометром и производят замеры, которые определяют состояние турбонагнетателя. Дополнительно проводится диагностика системы смазки турбины.

Самостоятельная проверка турбокомпрессора без использования спецсредств

Как самостоятельно проверить турбину на дизельном двигателе, начиная с визуальных наблюдений? Например, если из выхлопной системы идет белый дым, то это говорит о том что засорился сливной маслопровод или воздушные каналы, при этом расход масла обычно повышается. Если выходит черная копоть, то это, скорее всего, утечка в системе подачи воздуха турбокомпрессора.

Сизый дым расскажет о том, что происходит утечка масла в турбине, и оно попадает в камеры сгорания двигателя. Чтобы в этом удостовериться, достаточно снять воздушный фильтр и посмотреть, не забрасывает ли его маслом.

Следующую часть проверки необходимо проводить вдвоем, на прогретой машине.

Найдя парубок, который ведет от турбины к впускному коллектору двигателя, пережмите его рукой. А второй человек в это время резко нажимает на педаль газа и подержав секунды 3, также резко отпускает. В этот момент, человек держащий патрубок должен почувствовать, как он раздувается под давлением воздуха. Операцию нужно повторить несколько раз, резко нажимая и отпуская педаль газа. Если патрубок раздувается, значит, турбина в порядке, а если этого не происходит, то турбина неисправна.

Как видно из данного руководства, процесс самостоятельной диагностики очень прост и его может произвести любой автолюбитель.

Принцип работы двигателя с турбонаддувом

Работа системы турбонаддува основана на использовании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.

Несмотря на то, что турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя, эффективность работы системы во многом зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма, с другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — турбоподхват.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях (по одному на каждый ряд цилиндров). Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая.

При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo.

Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается. Примером такой системы является двойной наддув моторов TSI от Volkswagen.

Минусы двигателя с турбонаддувомО плюсах мы поговорили в начале статьи, теперь расскажем про минусы двигателя с турбонаддувом. Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, – более интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных сортов моторных масел и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен к вниманию владельца воздушный фильтр.

Еще один явный недостаток системы турбонаддува – она очень чувствительна к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего двигателя.

Наличие технически сложного турбонаддува двигателя делает мотор автомобиля более сложным, увеличивая число деталей, а значит, снижая общую надежность. К тому же, ресурс самого турбокомпрессора значительно меньше, чем аналогичный показатель двигателя в целом.

Как проверить турбину на дизельном двигателе: видео, диагностика

Турбированные дизельные моторы отличаются большей мощностью и меньшим расходом топлива. Однако, ресурс турбины заметно ниже, чем у мотора, поэтому регулярная проверка турбонагнетателя позволит вовремя обнаружить его неисправность и обойтись небольшим ремонтом. Из статьи вы узнаете, как проверить турбину на дизельном двигателе своими руками, не обращаясь в автосервис.

Что ломается в турбине

Повышенный расход масла из-за неисправности турбины — частая поломка турбо-моторов

Чтобы четко понимать, как проверить турбину, необходимо разобраться, что именно в ней ломается. Чаще всего самый слабый элемент этого агрегата – подшипники и сальники. Если система смазки двигателя работает с нарушениями, неисправен клапан вентиляции картерных газов или из-за изношенности поршневых колец слишком велик прорыв продуктов сгорания в картер, то все это негативно влияет на состояние подшипников турбины и снижает их ресурс. Износ шариков и обойм возрастает, что приводит к появлению люфта, шума или заклинивания турбины.

Неисправный PCV-клапан приводит к росту давления масла в двигателе и турбине, из-за чего смазка продавливает сальники. Прошедшее сквозь сальник масло вытекает наружу или попадает в нагнетаемый воздух, из-за чего меняется состав топливовоздушной смеси и мотор начинает терять мощность, а в выхлопе появляется сизый или черный дым.

Когда необходимо проверять турбину

Средний срок службы турбины до ремонта или замены при использовании качественного масла, турботаймера и бережном отношении к мотору составляет 150 тысяч километров. Поэтому желательно проверять этот агрегат во время каждой замены масла. В этом случае вы обнаружите неисправность в начальной стадии, благодаря чему ремонт обойдется дешевле.

Устройство системы турбонаддува

Как самостоятельно проверить турбину

Для проверки турбины вам понадобятся чистая проветриваемая площадка, чистая белая неворсистая тряпка и помощник. Перед началом работ вы должны четко понимать, что все ваши выводы приблизительны, ведь для серьезной диагностики необходимо снимать турбину с мотора, а также проверять другие системы двигателя. Проверка турбины должна проходить так:

1. На холодном двигателе внимательно осмотрите турбонагнетатель в поисках потеков масла. Проведите пальцем по корпусу агрегата, ощупайте места подключения всех шлангов и патрубков. Если обнаружили хотя бы небольшие следы масла, необходимо ехать на серьезную диагностику.

   Обязательно проверьте крыльчатку на предмет продольного люфта

2. Заведите двигатель и дайте ему поработать в течение 1 минуты. Внимательно слушайте, издает ли турбокомпрессор какой-нибудь шум, визг, стук или другие звуки. Если подшипники сильно изношены, то посторонние звуки появятся даже при работе на холостых оборотах. Попросите помощника несколько раз резко нажать/отпустить педаль газа, разгоняя мотор до 2,5–3 тысяч оборотов в минуту. Каждое нажатие не должно быть дольше 0,5 секунды. Слушайте турбину – если во время разгона мотора в турбокомпрессоре возникают стук, хруст, исчезающий или постоянный визг, то подшипники необходимо менять.
3. Внимательно осмотрите выхлоп работающего двигателя. Во время нажатия на газ в выхлопе должно появляться немного черного дыма, это особенность всех дизельных моторов. Однако, после разгона мотора и работы на постоянных оборотах, дым должен исчезать. Если дым заметен после набора оборотов и у него сизый или черный цвет, значит, в цилиндрах, по сравнению с топливом, слишком мало воздуха. Это может происходить из-за неправильной работы PCV-клапана, изношенных колец или маслосъемных колпачков. Все это негативно влияет на состав и свойства моторного масла, из-за чего в первую очередь страдают подшипники и сальник турбонагнетателя.

   Последствия развалившейся турбины. В патрубках интеркулера не должно быть масла.

4. Пережмите рукой патрубок, соединяющий впускной коллектор и турбонагнетатель. Попросите помощника до упора нажать педаль газа на 2–3 секунды. Если патрубок сильно надувается и разжимает ваши пальцы, турбина исправна. Если нет, возможно заклинивание вала, повреждение лопастей или другие повреждения.

Самостоятельная регулярная проверка турбины позволяет выявить проблемы в начальной стадии, благодаря чему вы сможете устранить их без серьезного ремонта или замены этого агрегата. Пренебрежение такой проверкой приведет к тому, что вам придется выложить не одну сотню евро за ремонт или замену турбокомпрессора. Теперь вы знаете, как проверить турбину на дизеле своими руками, поэтому сможете вовремя обнаружить любую неисправность.

Сроки эксплуатации турбины на дизельных двигателях: мнение автовладельцев

Жива до сих пор

«Судя по отзывам о ремонте турбин дизельных двигателей большинства автовладельцев, то правила эксплуатации таковы: заливать качественную смазку и вовремя ее менять, придерживаться правильного режима охлаждения при стопе. Тогда на протяжении всего срока эксплуатации ремонт турбины на дизельном двигателе не потребуется. На моем авто пробег 147 000 км, и турбокопрессор был и есть в идеальном состоянии».

Ресурс не меньше, чем у самого двигателя

«Откатал на моей Audi TDI двухлитровой 226 000 километров. Не так давно проводил технический осмотр, турбина стоит оригинальная заводская, работает без нареканий. Сервисмены сообщили, что ресурс турбокомпрессора точно такой же, как и дизельного мотора. Причем и вариатор прослужит столько же. В Германии всегда делали и будут делать долговечные машины. Ведь у них есть и опыт, и репутация брендов хорошая».

Многое зависит от топлива

«Довелось наблюдать движки, которые откатали больше 200 000 километров. Однако их хозяева заботятся о своих автомобилях, заливают присадки, используют только качественное топливо, и вообще знают эти моторы, как свои пять пальцев. Я считаю, что если горючее хорошее, то с машиной все будет нормально. Но если один раз залить низкокачественную солярку, механизм сломается».

Пробег тут мало о чем говорит

«Как работает турбина на дизельном двигателе? Представьте, что вы разбудили спринтера и сонного заставили его бежать, вряд ли он прибежит к финишу первый. И после бега его дыхание сразу же не успокоится. То же самое и с турбокомпрессором

Не важно, сколько вы откатали на машине, это никак не влияет на работоспособность турбины. Был у меня автомобиль с пробегом 240 километров, но давление в турбине было нормальным, убедились в этом, когда провели замеры в автосервисе». 

Легко можно и новую загубить

«Собираетесь взять подержанный автомобиль либо контрактный турбокомпрессор? Гарантии, что ремонт не потребуется, нет

Даже если мотор и турбина новые, сломать все можно на сутки. Причем восстановить силовой агрегат уже не получится. Здесь даже не потребуется ездить на машине в экстремальном режиме. Просто неправильно заглушите двигатель либо вырубите пару раз зажигание, если двигатель работает на не оборотах ХХ, а намного выше».

Все дело в уходе

«На моем авто охлаждение турбокомпрессора осуществляется при помощи антифриза, причем механизм закрыт защитным кожухом, есть электроуправление. Думаю, что служить турбина будет очень и очень долго. Уже откатала 180 000 км, никаких проблем не возникало. Лопасти чистые, как первый снег. Весь секрет в правильном уходе».

Дополнительные элементы системы

Стоит отдельно рассмотреть несколько дополнительных элементов. Они тоже входят в конструкцию компрессоров и регулируют определенные процессы.

Клапан Blow-off

Блоу-офф клапан по-другому еще называют перепускным. Установка этого клапана осуществляется в воздушной системе, обычно между дизельной заслонкой и выходным отверстием компрессора. Цель клапана — устранение аварийных ситуаций при работе агрегата. Например, в процессе эксплуатации агрегат может перейти в нежелательный режим surge, если вовремя это не остановить.

Данный режим возникает из-за высокой скорости воздушного потока. В этом случае компрессор старается перекрыть дроссель и хочет сделать это как можно резче. Объясняется возникновение режима тем, что скорость воздушного потока вследствие выхода газов и сам расход воздуха начинают резко снижаться. Турбина же, ввиду силы инерции продолжает быстрое вращение.

Если не уменьшить вращения, последствия могут быть печальными. Один из признаков подобного скачка воздуха – неприятный звук, который прорывается через компрессор. Дальнейшее игнорирование проблемы приведет к поломке подшипников турбины, которые вынуждены принимать большие нагрузки из-за возникших скачков.

Если же клапан не успел, и дроссель закрылся, то блоу-офф начинает стравливание в атмосферу избытка давления. Благодаря подобной работе удается снизить риск аварии и уберечь турбокомпрессор от больших нагрузок, способных вызвать его поломку.

Клапан Wastegate

Механический клапан Wastegate устанавливают на турбине или на конструкции выпускного коллетора. Основная задача этой детали заключается в регулировании уровня давления, которое постепенно нарастает внутри компрессора.

Конструкции некоторых дизельных двигателей не содержат вейстгейт, а вот в случае бензиновых агрегатов наличие подобного клапана – обязательное требование для его надежной эксплуатации.

Благодаря работе вейстгейта удается обеспечить беспроблемный и беспрепятственный выход для выхлопных газов из системы. При этом отработавшие газы обходят работающую турбину. С помощью подобного распределения газов осуществляется контроль за нужны количеством энергии.

Подобная предусмотрительность позволяет организовать эффективное управление давлением наддува внутри компрессора. Осуществление контроля обеспечивается за счет встроенной пружины, которая создает противодавление. Именно эта конструкция контролирует обходной поток отработавших газов.

Клапан по виду может быть:

1. Встроенным. Конструкция подразумевает наличие заслонки, которая встраивается в хаузинг. Хаузинг также называют «улиткой» основной турбины агрегата. Также этот элемент содержит пневматический актуатор.
2. Внешний. Гейт такого типа представляет стандартный клапан, устанавливаемый на выпускной коллектор. У этого клапана есть преимущество, которое делает его более востребованным нежели встроенный. При необходимости клапан позволяет вернуть сброшенных обходной поток. В случае спортивных автомобилей сброс клапан сбрасывает газы прямо в атмосферу, предотвращая их попадание внутрь турбины.

Особенности проверки турбины в дизеле

Диагностика турбины должна осуществляться опытными мастерами на СТО, где есть высокоточное профессиональное оборудование, инструменты и прочие приспособления. Однако, попасть быстро к специалистам получается далеко не всегда. В такой ситуации можно осмелиться осуществить самостоятельную проверку.

Визуальный осмотр автомобиля зачастую бывает достаточным для того, чтобы определить наиболее распространенные типы поломок

Особое внимание стоит уделить цвету выхлопов:

• белый дым – свидетельство о нарушении проходимости воздушных каналов либо маслопровода
• выхлопы с копотью – говорят об утечке в области механизмов для подачи воздуха
• сизый дым – признак протекания масла в турбине.

Второй этап проверки проводится после прогревания мотора. При резком включении и выключении мотора нужно подержать патрубок. Если наблюдается вздутие последнего из-за накопления воздуха, то турбина в порядке. В обратном случае — нужен ремонт.

Состояние турбокомпрессора может красноречиво свидетельствовать о наличии неполадок. Масляные следы, пятна, влага на корпусе или узлах – эти «симптомы» также являются признаками проблем. При их обнаружении стоит обратиться в СТО для более детальной диагностики, а также оперативной и эффективной ликвидации неисправностей.

Назад Далее

Принцип работы турбины. Как работает турбонаддув в автомобиле

Для более ясного представления о том, как работает турбина в автомобиле, прежде всего необходимо ознакомится с принципом работы двигателя внутреннего сгорания. Сегодня, основная масса грузовых и легковых автомобилей оснащаются 4-х тактными силовыми агрегатами, работа которых контролируется впускными и выпускными клапанами.

Каждый из рабочих циклов такого двигателя состоит из 4 тактов, при которых коленвал делает 2 полных оборота

Впуск — при этом такте осуществляется движение поршня вниз, при этом в камеру сгорания поступает смесь топлива и воздуха (если это бензиновый двигатель) или только воздуха в случае если это дизельный агрегат.

Компрессия — при этом такте происходит сжатие горючей смеси.

Расширение — на этом этапе происходит воспламенение горючей смеси при помощи искры, вырабатываемой свечами. В случае с дизельным двигателем, воспламенение осуществляется произвольно под действием высокого давления впрыска.

Выпуск — поршень двигается вверх, при этом освобождаются выхлопные газы.

Такой принцип работы двигателя определяет следующие способы повышения его эффективности:

— Установка турбонаддува- Увеличение рабочего объёма двигателя- Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Устройство

Устроен РД следующим образом:

— компрессор;

— камера для сгорания;

— турбины;

— выхлопная система.

Компрессор представляет собой несколько турбин. Их задача – всасывать и сжимать воздух по мере того, как он проходит через лопасти. В процессе сжатия повышается температура и давление воздуха. 

Смесь выходит из камеры сгорания на высокой скорости, а затем расширяется. Далее она следует через турбину, лопасти которой вращаются за счет воздействия газов. Эта турбина, соединяясь с компрессором, находящимся в передней части агрегата, и приводит его в движение. Воздух, нагретый до высоких температур, выходит через выпускную систему. 

Типы турбин

• Раздельный. Он имеет два сопла для каждой пары цилиндров и два входа для отработавших газов. Первое сопло предназначено для быстрого реагирования, второе служит для максимальной производительности. В конструкции есть разделенные выпускные каналы. Сделано это для предотвращения перекрытия каналов при выпуске выхлопных газов.
• Компрессор с переменным соплом. Также он известен, как турбина с изменяемой геометрией. Применяется на моторах с маркировкой TDI от «Фольксваген». Здесь в конструкции имеется 9 подвижных лопастей. Они могут регулировать поток выхлопных газов, что идут к турбине. Угол наклона лопастей – регулируемый, что позволяет согласовать давление нагнетаемого воздуха и скорость движения газов с оборотами ДВС.

Для большей производительности на автомобиль может быть установлено два компрессора. Такие системы получили маркировку «Твин-турбо».

Устанавливаются данные механизмы последовательно. При этом первая турбина работает на низких оборотах, а вторая на высоких. На V-образных моторах нагнетатели устанавливаются параллельно (на каждый ряд по одной турбине). Как показывает практика, установка двух небольших компрессоров значительно эффективнее, чем применение одного, но большого.

Общие сведения

Кратко устройство и строение паровой турбины выглядит следующим образом. На вал крепится диск, куда закрепляются лопатки. Возле этих элементов также находятся трубы сопла, через которые подается пар. Во время его подачи он создает некоторое давление на лопатки, что приводит к его вращению.

Сегодня в этом оборудовании обычно применяется несколько дисков, находящихся на общем валу. При использовании этой конструкции энергия пара, которая проходит через все диски, частично передается этим элементам.

Достоинства турбинных установок:

• коэффициент полезного действия равен одной заданной величине;
• могут работать на различных видах топлива: твердое, жидкое, газовое;
• большой ресурс;
• огромный диапазон мощностей;
• широкий выбор теплоносителя.

В основном эти агрегаты используются на тепловых и атомных электростанциях, также они нашли применение на морских судах.