Avto-love.ru

Турбинный двигатель на автомобиле

Турбирование атмосферного двигателя своими руками

Турбирование атмосферного двигателя

В этой статье узнаем, что такое турбирование, рассмотрим как турбирование влияет на атмосферный двигатель и также поговорим о приемуществах данного тюнинга. Стоит отметить, что данную статью не стоит принимать как точное руководство для каждого отдельного случая, так как все индивидуально.

Турбирование на современный день это один из самых эффективных способов увеличить мощность двигателя под капотом. Прирост мощности от турбины может достигать 50% и более. При этом рабочий объем двигателя остается таким же.Кроме того турбированные двигатели являются более экологичными, так как часть выхлопных газов забирает турбина. Не даром большинство автомобильных концернов в серьез увлеклись разработкой турбированных двигателей которые постоянно совершенствуют.

Турбирование атмосферного двигателя достаточно серьезный процесс который потребует знаний и умений. Давайте вначале рассмотрим плюсы и минусы данного вида тюнинга, а затем кратко рассмотрим принцип работы турбины.

Плюсы и минусы

1) Мощность двигателя увеличивается на 50% и более( в зависимости от силы наддува).

2) Расход топлива при обычном режиме не увеличивается, что нельзя сказать о более объемных атмосферных моторах.

3) Польза для экологии так как турбина утилизирует часть выхлопных газов используя их как энергию для движения крыльчатки.

4)Есть будущий потенциал для увеличения мощности.

1) Необходимо доработать двигатель и другие комплектующие, для грамотной работы. Что может выльется в копеечку. Если делать самостоятельно ,то можно значительно сэкономить.

2) Ресурс двигателя понижается так как, возрастает нагрузка на него.

3)Турбированные двигатели очень требовательны к качеству бензина требуется минимум 95-й, а лучше 98 бензин. Температура горения низко октанового бензина выше, а высокая температура быстрее изнашивает турбину и ее компоненты.

Принцип работы турбины

Обычно турбина крепится к выпускному коллектору используя энергию выхлопных газов крыльчатка турбины ( горячая часть турбины) раскачивается и через вал передает энергию вращения на крыльчатку компрессора( холодную часть турбины). Затем воздух проходя по трубам проходит через интеркулер тем самым охлаждаясь подается во впускной коллектор для образования топливно воздушной смеси.

Соответственно чем больше топливно воздушной смеси будет преобразовано в энергию тем больше мощности выдает двигатель. Интеркулер используется для охлаждения воздуха. Крыльчатка турбины может развивать скорость в 100 тыс.оборотов и более. Турбина нуждается в охлаждении и смазке. Это одна из причин почему этот вид тюнинга сложнее чем установка простого центробежного компрессора о нем Вы можете прочитать здесь.

Теперь давайте поговорим о работах которые необходимо произвести на примере автомобиля ваз.

Комплекс работ

1) Приобрести турбину для автомобилей ваз многие приобретают турбины TD04L от Subaru, либо TD05 от Mitsubishi. Кто-то приобретает мощных улитки Garrett которые дороже. Есть еще вариант покупки готовых турбо китов от ClubTurbo. Приблизительную цену на турбины узнаем чуть ниже.

2)Необходимо приобрести выпускной коллектор с которым можно будет состыковать турбину и установить ее. Потребуется еще и впускной коллектор, так как стандартный попросту может не выдержать давления.

3)Будет оправдано приобретение более производительных форсунок и насоса типа Вальбро либо можно взять от Волги.

4)Пайпинг. Нужно приобрести хорошие прочные трубы они будут служить магистралью для подачи воздуха от турбины до впускного коллектора. Также потребуются различные хомуты и соединители.

5)Понижение степени сжатия. Турбирование на ваз 2110 требует понижение степени сжатия. Избыточное давление попросту разорвет мотор в клочья. Для этого можно воспользоваться толстой прокладкой ГБЦ либо сделать углубление в кованых поршнях.

6)Интеркулер. Интеркулер будет являться промежуточным охладителем воздуха. Обычно устанавливается возле радиатора. Пренебрегать им нельзя особенно если давление в турбине серьезное 1 бар и более.

7)Охлаждение. Турбине требуется подвод охлаждения, требуется и отводка антифриза.

8)Подвод масла. Подвод масла к турбине осуществляется от датчика давления масла с тройником от классики.

9) Также необходимо подвести обратку масла от турбины к масленному поддону.

10)Установка клапана Blow off. Он необходим для того, что бы чрезмерное давление выхлопных газов не привело к быстрому износу турбины для этого он выпускает излишки выхлопных газов обратно в выпускной коллектор. Этот клапан и издает всеми любимый пшик.

11)Фильтр нулевик. Нулевик будет способствовать более хорошей пропускаемости воздуха. Турбирование это тот случай когда фильтр нулевик здесь не просто для красоты. Подробней о фильтре нулевике и зачем он нужен можно узнать перейдя по ссылке.

12)Чип-тюнинг. После всех мероприятий необходимо грамотно настроить параметры двигателя. Штатные параметры после турбирования не подойдут, двигатель будет работать неправильно. Для автомобилей ваз есть хорошее решение это замена ЭБУ на инженерный Январь который имеет возможность более точной онлайн прошивки.

13)Если давление более 1 бара, а мощности более 200 л.с. В таком случае необходимо менять штатный ДМРВ ( датчик массового расхода воздуха) на ДАД( датчик абсолютного давления) и ДТВ( датчик температуры воздуха). Так как стандартный ДМРВ не может считывать правильно такое количество воздуха и соответственно отправляет не правильные данные в ЭБУ. О том, что такое ЭБУ Вы можете узнать здесь.

Частые вопросы:

Можно ли турбировать карбюраторный двигатель ?

Читать еще:  Размораживатель стекол автомобиля отзывы

Ответ да, есть умельцы которые турбируют карбюраторный мотор, но большинство все же решают менять на инжектор.Настройка ЭБУ, более мощные форсунки и насос будет достаточным для обеспечения правильной топливно-воздушной смеси. В отличие от карбюратора которому обеспечить такую топливно-воздушную смесь не так , то просто.

Сколько стоит турбина ?

1)Турбина TD04L от subaru б/у будет стоить от 15 000 рублей и выше.

2)Новые турбины Garrett стоят от 50 тыс и более.

3)Комплект ClubTurbo для 8 клапанного двигателя с комплектующими с давлением в 0,5 бар будет стоить около 40 тыс.руб. Для 16 клапанного двигателя ваз 2110 турбо кит будет стоить в районе 70 тыс.рублей давление у этой турбины 1 бар.

Вот и все надеюсь информация была полезной ставьте лайки и если я что-то забыл упомянуть обязательно оставляйте комментарии. На сайте будет еще много всего интересного.

Газотурбинный двигатель. Фото. Строение. Характеристики.

Авиационные газотурбинные двигатели.

На сегодняшний день, авиация практически на 100% состоит из машин, которые используют газотурбинный тип силовой установки. Иначе говоря – газотурбинные двигатели. Однако, несмотря на всю возрастающую популярность авиаперелетов сейчас, мало кто знает каким образом работает тот жужжащий и свистящий контейнер, который висит под крылом того или иного авиалайнера.

Принцип работы газотурбинного двигателя.

Газотурбинный двигатель, как и поршневой двигатель на любом автомобиле, относится к двигателям внутреннего сгорания. Они оба преобразуют химическую энергию топлива в тепловую, путем сжигания, а после – в полезную, механическую. Однако то, как это происходит, несколько отличается. В обоих двигателях происходит 4 основных процесса – это: забор, сжатие, расширение, выхлоп. Т.е. в любом случае в двигатель сначала входит воздух (с атмосферы) и топливо (из баков), далее воздух сжимается и в него впрыскивается топливо, после чего смесь воспламеняется, из-за чего значительно расширяется, и в итоге выбрасывается в атмосферу. Из всех этих действий выдает энергию лишь расширение, все остальные необходимы для обеспечения этого действия.

А теперь в чем разница. В газотурбинных двигателях все эти процессы происходят постоянно и одновременно, но в разных частях двигателя, а в поршневом – в одном месте, но в разный момент времени и по очереди. К тому же, чем более сжат воздух, тем большую энергию можно получить при сгорании, а на сегодняшний день степень сжатия газотурбинных двигателей уже достигла 35-40:1, т.е. в процессе прохода через двигатель воздух уменьшается в объеме, а соответственно увеличивает свое давление в 35-40 раз. Для сравнения в поршневых двигателях этот показатель не превышает 8-9:1, в самых современных и совершенных образцах. Соответственно имея равный вес и размеры газотурбинный двигатель гораздо более мощный, да и коэффициент полезного действия у него выше. Именно этим и обусловлено такое широкое применения газотурбинных двигателей в авиации в наши дни.

А теперь подробней о конструкции. Четыре вышеперечисленных процесса происходят в двигателе, который изображен на упрощенной схеме под номерами:

  • забор воздуха – 1 (воздухозаборник)
  • сжатие – 2 (компрессор)
  • смешивание и воспламенение – 3 (камера сгорания)
  • выхлоп – 5 (выхлопное сопло)
  • Загадочная секция под номером 4 называется турбиной. Это неотъемлемая часть любого газотурбинного двигателя, ее предназначение – получение энергии от газов, которые выходят после камеры сгорания на огромных скоростях, и находится она на одном валу с компрессором (2), который и приводит в действие.

Таким образом получается замкнутый цикл. Воздух входит в двигатель, сжимается, смешивается с горючим, воспламеняется, направляется на лопатки турбины, которые снимают до 80% мощности газов для вращения компрессора, все что осталось и обуславливает итоговую мощность двигателя, которая может быть использована разными способами.

В зависимости от способа дальнейшего использования этой энергии газотурбинные двигатели подразделяются на:

  • турбореактивные
  • турбовинтовые
  • турбовентиляторные
  • турбовальные

Двигатель, изображенный на схеме выше, является турбореактивным. Можно сказать «чистым» газотурбинным, ведь газы после прохождения турбины, которая вращает компрессор, выходят из двигателя через выхлопное сопло на огромной скорости и таким образом толкают самолет вперед. Такие двигатели сейчас используются в основном на высокоскоростных боевых самолетах.

Турбовинтовые двигатели отличаются от турбореактивных тем, что имеют дополнительную секцию турбины, которая еще называется турбиной низкого давления, состоящую из одного или нескольких рядов лопаток, которые отбирают оставшуюся после турбины компрессора энергию у газов и таким образом вращает воздушный винт, который может находится как спереди так и сзади двигателя. После второй секции турбины, отработанные газы выходят фактически уже самотеком, не имея практически никакой энергии, поэтому для их вывода используются просто выхлопные трубы. Подобные двигатели используются на низкоскоростных, маловысотных самолетах.

Турбовентиляторные двигатели имеют схожую схему с турбовинтовыми, только вторая секция турбины отбирает не всю энергию у выходящих газов, поэтому такие двигатели также имеют выхлопное сопло. Но основное отличие состоит в том, что турбина низкого давления приводит в действия вентилятор, который закрыт в кожух. Потому такой двигатель еще называется двуконтурным, ведь воздух проходит через внутренний контур (сам двигатель) и внешний, который необходим лишь для направления воздушной струи, которая толкает двигатель вперед. Потому они и имеют довольно «пухлую» форму. Именно такие двигатели применяются на большинстве современных авиалайнеров, поскольку являются наиболее экономичными на скоростях, приближающихся к скорости звука и эффективными при полетах на высотах выше 7000-8000м и вплоть до 12000-13000м.

Читать еще:  Оцинкованные кузова автомобилей список моделей

Турбовальные двигатели практически идентичны по конструкции с турбовинтовыми, за исключением того, что вал, который соединен с турбиной низкого давления, выходит из двигателя и может приводить в действие абсолютно что угодно. Такие двигатели используются в вертолетах, где два-три двигателя приводят в действие единственный несущий винт и компенсирующий хвостовой пропеллер. Подобные силовые установки сейчас имеют даже танки – Т-80 и американский «Абрамс».

Газотурбинные двигатели имеют классификацию также по другим при знакам:

  • по типу входного устройства (регулируемое, нерегулируемое)
  • по типу компрессора (осевой, центробежный, осецентробежный)
  • по типу воздушно-газового тракта (прямоточный, петлевой)
  • по типу турбин (число ступеней, число роторов и др.)
  • по типу реактивного сопла (регулируемое, нерегулируемое) и др.

Турбореактивный двигатель с осевым компрессором получил широкое применение. При работающем двигателе идет непрерывный процесс. Воздух проходит через диффузор, притормаживается и попадает в компрессор. Затем он поступает в камеру сгорания. В камеру через форсунки подается также топливо, смесь сжигается, продукты сгорания перемещаются через турбину. Продукты сгорания в лопатках турбины расширяются и приводят ее во вращение. Далее газы из турбины с уменьшенным давлением поступают в реактивное сопло и с огромной скоростью вырываются наружу, создавая тягу. Максимальная температура имеет место и на воде камеры сгорания.

Компрессор и турбина расположены на одном валу. Для охлаждения продуктов сгорания подается холодный воздух. В современных реактивных двигателях рабочая температура может превышать температуру плавления сплавов рабочих лопаток примерно на 1000 °С. Система охлаждения деталей турбины и выбор жаропрочных и жаростойких деталей двигателя — одни из главных проблем при конструировании реактивных двигателей всех типов, в том числе и турбореактивных.

Особенностью турбореактивных двигателей с центробежным компрессором является конструкция компрессоров. Принцип работы подобных двигателей аналогичен двигателям с осевым компрессором.

Газотурбинный двигатель. Видео.

Двигатель турбо: описание, характеристики, принцип работы и фото

Каждый автомобилист знает, что двигатели внутреннего сгорания по своему устройству и принципу действия разделяются на атмосферные и турбированные. Но не все понимают, в чем разница между этими силовыми агрегатами. Давайте рассмотрим, чем отличается двигатель турбо, как он устроен и как работает. Познакомимся с этими моторами на примере современных агрегатов группы VAG.

Бензиновые турбомоторы

Бензиновый турбомотор – это двигатель внутреннего сгорания с искусственно повышенной за счет турбины степенью сжатия в камерах. Повышение данного показателя дает увеличение мощности и других технических характеристик. Еще с момента создания первого двигателя внутреннего сгорания инженеры пытались прибавить мощность без существенного изменения рабочего объема ДВС.

На первый взгляд это решение было практически на поверхности – нужно было помочь мотору более эффективно «дышать». Это бы позволило получить лучшие характеристики сгорания топливной смеси. Обеспечить это можно за счет дополнительной подачи воздуха. Значит, необходимо подавать его в цилиндры принудительно, под давлением. Благодаря дополнительному объему воздуха топливо будет полностью сгорать, что и поможет увеличить мощность. Но внедрялись данные технологии очень медленно. В самом начале турбокомпрессорное оборудование использовалось только для больших моторов кораблей и авиации.

История бензиновых турбированных ДВС

Первый двигатель турбо был установлен еще в прошлом веке. Впервые автомобильные турбированные ДВС начали выпускать в 1938 году. В начале 60-х в США стали производить и первые моторы с турбиной для легковых авто. Это автомобили Oldmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza. При всех своих характеристиках двигатели не отличались высокой надежностью и износостойкостью.

Начало популярности

Популярными ДВС с турбокомпрессором стали в 70-х годах. Тогда их стали массово устанавливать на спортивные авто. Но в гражданских автомобилях двигатель турбо не стал популярным из-за высокого расхода топлива. Этим недостатком отличались все турбированные бензиновые двигатели той эпохи. А ведь расход топлива был очень важен в тот период. Это время пришлось на нефтяной кризис в 70-х годах.

Устройство бензиновых турбо-ДВС

Алгоритм работы бензинового турбированного силового агрегата заключается в применении специального компрессора. Задача последнего – нагнетать в камеры сгорания дополнительный объем воздуха. За счет улучшения наполнения цилиндров смесью воздуха и топлива растет среднее эффективное давление за цикл и повышается мощность. В качестве привода системы турбонаддува применяются отработанные газы, энергия которых делает полезную работу.

Современный компрессор представляет собой корпус с подшипниками, колесо, перепускной клапан, корпус турбины. В последнем имеются каналы для движения смазки. Также присутствует в конструкции вал ротора, подшипники скольжения, компрессор, пневматический привод перепускного клапана. В корпусе, где монтируются подшипники, установлен ротор. Он представляет собой вал с закрепленными на нем турбинным и компрессорным колесами. На последних имеются лопасти. Данный ротор может вращаться за счет подшипников скольжения. Для их смазки и охлаждения поступает масло из смазочной системы двигателя. Чтобы корпус подшипников дополнительно охлаждался, используются также и каналы охлаждающей жидкости. Данный элемент компрессора изготовлен в форме улитки.

Принцип действия

Патрубок турбины соединен с выпускным коллектором. А компрессорный – с впускным. Как уже было замечено, турбокомпрессор приводится в действие за счет энергии отработанных газов. Они при попадании в турбину вращают ротор, отдавая тем самым энергию. Далее через приемную трубу газы попадают в выхлопную систему.

Читать еще:  Чехлы для автомобильных сидений ваз 2110

Колесо компрессора и «улитки» установлены на одном и том же валу. За счет вращения турбины компрессорное колесо всасывает воздух из воздушного фильтра и нагнетает его в камеры сгорания. В зависимости от уровня наддува устройство может повысить силу давления от 30% до 80%. При помощи этого двигатель с одним и тем же объемом может принимать смесь в больших количествах. Именно за счет этого мощность агрегата повышается от 20% до 50%. Выхлопные газы и их энергия в значительной мере повышают КПД мотора.

Турбодизельные агрегаты

Примерно так же устроен и двигатель турбо (дизель). Принцип действия турбокомпрессора не отличается от бензинового. Единственное отличие – наличие интеркулера. Это специальный механизм, который охлаждает воздух, прежде чем он попадет в цилиндры. Объем холодного воздуха меньше, чем теплого. Это значит, что холодный воздух можно «затолкать» в цилиндр в большем количестве.

Двигатели TSI

Эти агрегаты устанавливаются на современные модели автомобилей от «Фольксваген», «Ауди» и «Шкода». Все они относятся к одному концерну. Производители утверждают, что это моторы нового поколения, в которых удачно сочетаются мощность и экономичность. В случае с обыкновенным классическим ДВС при малом объеме, особой мощности от него ждать не приходится. Если вес автомобиля равен одной тонне, а двигатель маломощный, это приведет к высокому расходу топлива из-за малой динамики и работы на высоких оборотах.

Двигатель с большим объемом имеет высокий расход за счет увеличенной камеры сгорания. Турбо-двигатели («Шкода Октавия», «Фольксваген» и «Ауди») – это настоящее чудо инженерной мысли. В данных силовых агрегатах сочетается скромный расход топлива и достаточная мощность при сравнительно небольшом объеме.

TSI: устройство

По объему эти агрегаты могут быть различными. Так, производят ДВС на 1,2; 1,4; 1,6 л. А также двигатель 1,8 турбо, 2,0 л. Мощность мотора растет за счет большего объема. И это верное решение. А дальше поговорим об отличиях.

Турбированный и компрессорный

TSI – это одновременно и турбированный, и компрессорный агрегат. Специалисты группы VAG применили такую конструкцию, чтобы решить стандартную проблему мотора. Это провалы на небольших оборотах двигателя. Если рассматривать классические турбодвигатели, то «улитка» функционирует за счет отработанных газов. Сила давления при работе на небольших оборотах не дает возможности нагнетателю создавать нужное усилие и подавать в камеры сгорания достаточное количество воздуха.

На двигатель 1,8 турбо («Фольксваген») устанавливается компрессор. Он не дает падать мощности. Максимальный крутящий момент в обыкновенном атмосферном двигателе находится на уровне около 5000 об./мин. В случае с моторами TSI максимум крутящего момента пребывает в диапазоне от 1500 об./мин до 4500 об./мин. Это рабочий интервал, который используют большинство водителей. В моторах TSI за счет применения двух турбин создается давление до 2,5 Бар.

Компрессор

Данный узел функционирует от отдельного привода ременного типа. Он отличается высоким передаточным числом. Включается компрессор только тогда, когда водитель нажмет на газ. На оборотах, близких к холостым, давление составляет 0,8 BAR – это достаточно много. За счет этого получаются отличные динамические характеристики. Так работает двигатель «Ауди» 1,8 турбо с TSI. Прошлое поколение этих моторов не оснащено компрессором. Здесь имеется только турбина.

Турбированный двигатель 1,8 от «Фольксваген»

Этот агрегат присутствует на рынке порядка 20 лет. Данная модель ДВС очень популярна и дала старт спросу на моторы с турбонаддувом. Таким двигателем оснащались многие модели автомобилей от группы VAG. Дебют этой силовой установки состоялся в 1995 году.

Впервые двигатель («Фольксваген Пассат» б5) 1.8 турбо был установлен на Ауди «А4» (да, на них используют одинаковые моторы). Что касается характеристик, то существует несколько моделей мощностью в 150 и 210 лошадиных сил. В 2002 году создали мотор мощностью 190 «лошадей». Турбированный двигатель от «Фольксвагена» стал началом совершенно новой философии относительно бензиновых ДВС. Он дал хорошую производительность при сравнительно небольшом объеме за счет турбины. Преимуществом данного агрегата является умеренный аппетит.

Так, в этом моторе объединена отличная эластичность, которая свойственна турбодизельным установкам, но при этом культура работы – бензиновая. Данный агрегат может быть также легко переоборудован на газ. Силовая установка является одной из лучших во всей линейке. Производительностью, умеренным расходом топлива и высокой надежностью может похвалиться двигатель. «Пассат» (1.8 турбо) не имеет никаких конструктивных недостатков агрегата. Даже сейчас, в эпоху современных TSI, равных этому мотору практически нет.

Турбодвигатели: преимущества и недостатки

Главный плюс, которым обладает турбомотор, – повышенная мощность. Это основная цель, которую удалось достичь без существенных изменений в конструкции. При одинаковых объемах с атмосферными моторами двигатель турбо может выдавать на 70% больше крутящего момента и мощности. Компрессор снижает процент вредных веществ в выхлопных газах. Двигатель, оснащенный турбиной, имеет значительно более низкий уровень шума.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector