Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает турбина на бензиновом двигателе: схема работы, видео

Как работает турбина на бензиновом двигателе: схема работы, видео

Во взлетающей ракете происходит те же процессы, что и в авто, но никто не пытается с комфортом запускать ее ежедневно, она одноразовая. Турбина является компромиссным решением, принятым на вооружение большинством производителей авто, одновременно поднимающим мощность на 10-100%, при этом не нанося вреда другим механизмам.

Конечно, запас прочности самой турбины не особо велик, требует профессионального обслуживания и периодической замены, но это рабочее решение, доступное и эффективное не только для гоночных машин, но любого авто.

Что такое турбина

Увеличивая мощность двигателя без роста расхода топлива, турбина является сравнительно элегантным решением, перенятым из авиастроения. Работа двигателя основана на процессе сгорания смеси топлива и воздуха, и работа турбина заключается в увеличении темпа поступления воздуха в эту смесь.

Чем больше воздуха — тем быстрее горит топливо, за счет чего происходит как ускорение, так и поддержание увеличенной скорости.

Турбина преобразовывает энергию из отработанных газов, в то время как компрессор подает сжатый воздух в цилиндры мотора. Эти части выглядят как два лопастных колеса, которые также называются крыльчатки, благодаря веерному расположению крыльев или лепестков.

Выглядит это как ротор из двух колес, соединенных жесткой осью. Вся эта конструкция заключена в жаропрочный корпус, а сбоку к ней подведена труба, через которую поступает воздух. Одна крыльчатка своим вращением нагнетает воздух, другая направляет его в двигатель.

Какие бывают турбины: принцип работы

Помимо добавляемой мощности, материалов изготовления и бренда, турбонаддувы делятся на 3 типа, согласно принципу их работы.

Механическая турбина. Работа обеспечивается подсоединенным к двигателю компрессором. Вращающийся коленчатый и вал компрессора соединяются ремнем, и после запуска двигателя начинается вращение вала, который в свою очередь запускает компрессор, в то время как он начинает подавать воздух в цилиндры.

Является наименее мощным вариантом (до 20000 оборотов в минуту), увеличивая мощность на 10-15% максимум, но при этом является самым первым, самым простым и доступным к установке авто конструкцию любой древности, лишь бы там был двигатель и колеса, образно говоря.

Его основные преимущества состоят в надежности конструкции, наиболее длительном запасе прочности, неприхотливости в обслуживании и регулировке, отсутствии проблемы перегрева и возможности установить его самостоятельно, без слишком сложных инструментов и оборудования.

Кроме того, с механическим типом турбины вас не будет беспокоить турболаг (или турбояма), хоть и не по причине совершенства конструкции, а ее простоты, то есть резкого ускорения вам ждать не придется.

Недостатки также имеются, среди которых невысокая, и наименьшая среди типов турбин, производительность, устаревшая конструкция, из-за чего могут возникнуть серьезные сложности с установкой такой турбины на современные автомобили.

В большинстве случаев сложность установки будет настолько затратной, что быстрее и дешевле выбрать другой тип.

Газовая турбина. Наиболее распространенный среди современных автомобилей тип турбины, работающий на основе нагнетания отработанных газов. Максимальные обороты могут превышать 200 000 оборотов в минуту. Принцип действия состоит в нагнетании и давлении выхлопных газов, вращением лопастного колеса, на другую крыльчатку, которая своим вращением нагнетает воздух в топливные цилиндры, что ускоряет сгорание топлива.

Преимущества этого типа состоят в самой высокой производительности, универсальности и распространенности. Возможность установить его на большинство автомобилей, сравнительно невысокая стоимость, доступность и невысокая цена деталей благодаря распространенности.

Недостатки тоже имеются, хоть и заметные, но не критичные. Главный — перегрев. Высокие температуры из-за раскаленных газов и быстрого вращения крыльчаток оказывают сильное влияние на саму конструкцию турбины, уменьшая ее запас прочности до 150-300 километров пробега, в зависимости от модели трубы и самого автомобиля.

Малый эксплуатационный ресурс связан и с необходимостью в частой смазке, причем далеко не любым маслом. Следующим недостатком является требовательность к качеству топлива — если в нем будут присадки, примеси и тому подобные некондиционные вещества, оно не сможет сгорать с максимальной скоростью, которую обеспечивает турбина.

Помимо этих нюансов имеется также эффект турболага, который заключается в задержке между сигналом к запуску турбины и непосредственным наступлением желаемого ускорения.

Конечно, со всеми этими недостатками авто производители борются, с некоторыми более успешно, с некоторыми менее, но пока такая турбина, при высокой эффективности и производительности, остается достаточно дорогим и требовательным удовольствием.

Электрическая турбина. Так же как и всё связанное с электричеством в автомобилях — самая перспективная разновидность, за которой, по мнению производителей авто лежит будущее. На данный момент такая турбина является достаточно производительным вариантом совмещения плюсов механической и газовой турбины.

Закачка воздуха происходит не по причине работы коленчатого вала или выхлопных газов, а под воздействием электродвигателя, который, при сохранении огромного количества оборотов (и еще больших перспектив в этом нюансе), при этом не убивает саму турбину своей работой.

Читать еще:  Land rover freelander какой двигатель лучше

Преимущества состоят в высокой производительности, огромном ресурсе, простоте установки, отсутствии турбоямы и сравнительно невысокой цене.

Один из немногих, но критический и пока не до конца фиксированный недостаток заключается в непомерном электропотреблении, которое массовому авто нереально удовлетворить без установки дополнительный генераторов, что не всегда удобно или возможно.

Поэтому хоть эта турбина теоретически и практически действительна эффективна, но на сегодняшний день далеко не каждый автомобиль и его владелец смогут ее применить.

Помимо трех основных типов, существует и несколько производных от них.

Например, турбина с изменяемой геометрией, являющейся самой популярной модификацией газовой турбины, что по распространенности обошла оригинальную конструкцию.

Суть модификации состоит в специальном, изменяемом наклоне лопастей крыльчаток, которые еще больше увеличивает давление нагнетаемого в цилиндры воздуха, что не только повышает производительности, но и решает одно из главных неудобств газовых турбин — турбояму. Благодаря этому решению также заметно снижается расход топлива.

Достаточно популярными являются двойные (параллельные) и комбинированные (газовая+механическая) турбины. Принцип работы обоих, с небольшими отличиями, заключается в том две турбины начинают свою работу в разное время, за счет чего, помимо непосредственно удвоения производительности, увеличивают мощность двигателя и оптимизируют некоторые нюансы, вроде того же турболага.

С незначительными отличиями турбины работают одинаково эффективно как с бензиновым, так и с дизельным типом двигателя. Отличия заключаются в скорости горения топлива и сопряженным с этим влиянием на эксплуатационный ресурс и требовательность к частоте обслуживания.

Как проверить турбину на бензиновом двигателе: подробная схема

Перед приобретением подержаного автомобиля с турбокомпрессором или просто турбонаддува с рук, лучше проверить его на наличие неполадок. Действия достаточно просты, но способны сберечь вам как время, так и деньги:

  1. Послушайте как работает турбина при непрогретом двигателе.
  2. Свист, скрежет, стуки — всё это свидетельствует о повреждениях.
  3. Оцените тягу в соответствии с мощностью двигателя.
  4. Если она слишком слабая или встречаются провалы во время набора мощности — это также нехорошо.
  5. Проверьте бак с маслом, его горловину и внутренние стенки.
  6. Черная сажа — проблема, которая позже может вам аукнуться.
  7. Удостоверьтесь у продавца, каков расход масла. Приемлемый уровень — 1 литр на 10000 километров.

Самый очевидный параметр — горящий сигнал «Check Engine» на приборной панели. Просто так он не загорается и обычно свидетельствует о серьезной неполадке с компрессором. Конечно, этот сигнал есть не в каждом автомобиле. Аккуратно осмотрите саму турбину. Поврежденные, грязные от масла лопасти крыльчатки или стенки корпуса — говорят о неполадках.

Это далеко не весь перечень индикаторов проблем с турбиной, но если вы не уверены в своих знаниях и опыте, а также не имеете соответствующих инструментов, лучше всего отдать турбину на проверку в салон — они смогут найти даже те неполадки, которые визуально будут попросту незаметны.

На бензиновом двигателе ВАЗ 2106

На двигателе Шкода Октавия 1.4 2014 года

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.

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.

Читать еще:  Двигатель ваз 2103 что где когда

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.

Принцип работы турбины на бензиновом двигателе

Количество выпускаемых автомобилей с турбированными двигателями постоянно растет, поскольку подобные авто пользуются спросом на рынке. Однако далеко не все автовладельцы знают, как работает турбина на бензиновом двигателе, хотя и проявляют интерес к этой тематике. Дело тут вовсе не в лени, а в чрезмерно сложной подаче материала, делающей его недоступным для понимания большинства автомобилистов.

Для начала необходимо понять, для чего нужна турбина: она позволяет увеличить мощность небольшого по объему мотора без вреда для него и без увеличения расхода горючего. Но существуют определенные особенности эксплуатации, соблюдение которых даст возможность повысить эффективность, и продлить общее время работы силового агрегата.

Устройство турбонаддува

Турбина двигателя, работающего на бензине, состоит из таких элементов:

  1. Корпус подшипников, размещающий в себе ротор с валом и кольцами с лопастями. Вращаясь, они перенаправляют воздух в цилиндры.
  2. Каналы, проходящие через весь корпус. Их функция заключается в доставке масла к вращающимся и трущимся друг о друга элементам, что способствует увеличению срока их службы.
  3. Подшипник скольжения, гарантирующий плавную работу ротора, смазываемого и охлаждаемого маслом.
  4. Корпус, по форме чем-то напоминающий улитку, защищающий составные элементы механизма от механических повреждений.

Турбонаддув: принцип работы

Задача турбины – нагнетать воздух в цилиндры, что осуществляется при помощи компрессора. Благодаря этому, смесь из топлива и воздуха насыщается кислородом, что приводит к увеличению КПД и улучшению сгораемости топлива. Таким образом, движок начинает работать эффективнее при прежнем объеме.

Чтобы понять принцип работы турбины на двигателе, сначала стоит разобраться с тем, как именно работает обычный двигатель. Его функционирование обеспечивается четырьмя последовательными тактами:

  1. Впуск – движение поршня обеспечивает попадание в камеру сгорания топливно-воздушной смеси.
  2. Компрессия – горючая смесь сжимается.
  3. Расширение – выработанная свечами искра приводит к возгоранию смеси.
  4. Выпуск – поршень перемещается вверх, освобождаются и выводятся выхлопные газы.

Чтобы повысить эффективность работы мотора, идти можно по одному из трех путей:

  1. установить турбонаддув;
  2. увеличить объем двигателя;
  3. повысить количество оборотов коленвала.

Увеличение объема, безусловно, приведет к повышению эффективности, но это неизбежно повлечет за собой повышенный расход горючего. Повышение оборотов коленчатого вала не всегда возможно по техническим причинам, к тому же, не избежать снижения эффективности из-за потерь энергии во время каждого из тактов.

Как работает турбонаддув? Он нагнетает в цилиндр предварительно сжатый воздух, вследствие чего количество поступаемого воздуха повышается, а мощность силового агрегата растет без увеличения его объема.

Когда бензиновый двигатель запускается, газы поступают в турбину, приводя с помощью своей энергии в движение ротор, раскручивающий колесо компрессора, захватывающее воздух, подаваемый в цилиндры. Компрессор увеличивает давление воздуха примерно на 80%.

Турбина на бензиновом двигателе позволяет повысить мощность примерно на 30%.

Эксплуатация турбины

Устройство турбокомпрессора делает его зависимым от качества масла, поэтому пытаться сэкономить на нем не стоит. Несвоевременно поменянное масло может стать причиной нарушений в работе механизма.

Автомобиль, оснащенный турбиной, нуждается после покупки в замене масла и тщательной прочистке топливной системы, при этом смешивать разные масла нельзя.

После продолжительной поездки сразу глушить двигатель не рекомендуется, дав ему немного поработать и охладиться. Резкое выключение может сказать на снижении прочности элементов конструкции, вызванном перепадом температуры.

Читать еще:  Что такое компьютерная диагностика дизельного двигателя

Турбированный мотор: достоинства и недостатки

Популярность турбодвигателей вызвана их преимуществами перед обычными, заключающимися в:

  • увеличении мощности до 30% и уменьшении расхода топлива (турбомотор будет потреблять меньше горючего, нежели ДВС аналогичной мощности, но без турбины);
  • уменьшении загрязнения окружающей среды;
  • лучшем соотношении веса агрегата к развиваемой мощности;
  • более тихой работе механизма;
  • возможности оптимизировать другие параметры двигателя.

Однако есть и свои минусы:

  • требовательность к качеству масла и бензина, что в конечном итоге повышает расходы на эксплуатацию авто;
  • сложный ремонт, требующий применения специального оборудования, выполнить который своими силами маловероятно. Нередко турбина и вовсе оказывается непригодной к ремонту, а её полная замена заметно ударяет по кошельку автовладельца.

Принцип работы турбины: видео

Симптомы умирающей турбины: как определить скорую необходимость замены детали

Турбина, как и любая другая запчасть автомобиля, со временем требует диагностики, ремонта или полной замены, но в отличие от проколотого колеса или барахлящего двигателя, она не сразу дает знать о поломке или износе. Симптомы умирающей турбины распознать нелегко, поэтому важно стараться принимать комплекс мер по увеличению срока жизни детали. К таковым действиям относится: замена качественных синтетических масел (раз в 10000км, своевременная замена воздушного фильтра (оригинал или качественный аналог), использование турботаймера, а также отслеживание уровня масла в двигателе с помощью щупа.

Как понять, что турбина умирает?

Гибель турбины в некоторых случаях происходит молниеносно – причиной тому может быть масленное голодание, попадание посторонних твёрдых частиц в колесо компрессора с воздуховода, поподание посторонних твёрдых частиц по колесу турбины (ротор) с ДВС, а так же ДТП. Но чаще всего турбокомпрессор выходит из строя постепенно. Водителю важно своевременно обратиться в специализированный тех центр и определить потенциальную неисправность и принять меры по ее ликвидации. Выделяют такие распространенные признаки умирающей турбины:

  • • Присутствие лишних шумов из турбины в процессе работы двигателя (гул или свист)
  • • Дым сизого цвета из выхлопной трубы;
  • • Увеличение расхода масла;
  • • Снижение уровня давления наддува.

Чтобы определить поломку на ранних стадиях, надо прислушиваться к своему автомобилю, если вашему автомобилю не хватает мощности, он стал менее резвый чем раньше, это значит что турбина не выдаёт должного давления. Иногда причиной снижения этой величины является увеличенное противодавление, что происходит из-за загрязненного катализатора, так же не исправность электро-магнитного клапана (управление вакуумом турбины) тоже способствует снижению мощности, если же эти две детали в норме, нужно проверить перепускную заслонку или изменяемую геометрию! Чаще всего в процессе агрессивной езды потоки выхлопных газов идут в обход клапана, или поврежденная изменяемая геометрия, цепляет корпус турбокомпрессора и не направляет потоки воздуха на колесо турбины! В таких случаях турбина не в состоянии показать должный КПД.

Если проблема не выявлена, придется снять турбокомпрессор с силового агрегата! Часто задаваемый вопрос: как перебрать турбину своими руками. За частую, отремонтировать турбину своими силами не получится! Так как, картридж турбины требует высокоточной балансировки после переборки! Для этого придется обратиться в компанию по ремонту турбин! После балансировки турбины, надо настроить Вакуумный актуатор по отношению заслонки или геометрии! Настраивать необходимо по заводским параметрам! Если параметры будут отличаться от заводских, турбокомпрессор будет или не до дувать, или передувать, что приведёт к его скорому разрушению!

Как обстоит ситуация с дизельным силовым агрегатом?

Ситуация с бензиновым автомобилем практически не отличается от того, как умирает турбина на дизеле. В данном случае выхлопной дым приобретает синий или белый цвет в процессе разгона авто. Также можно легко выяснить неисправность по черному дыму, который появится при утечках воздуха в нагнетающих путях или не исправной топливной системой. Белый дым и запах масла с выхлопной системы, будет сигнализировать о утечке масла в выхлопную систему, это происходит, когда в турбине появляется повышенный осевой люфт, стопорный кольца не держит давления масла! Если турбина гонит масло в выхлоп, на горячем колесе турбины появляется нагар масла, который приводит к дисбалансу турбины и дальнейшему разрушению корпуса подшипников!

Если вы разобрались, как понять, что турбина умирает, нужно также запомнить несколько основных нюансов проверки. Визуальная проверка нечасто позволит определить неисправность, ведь основу поломки сможет определить только профессионал.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector