Как работает турбина на бензиновом двигателе

Как работает турбина, принцип действия турбины — DRIVE2

Как работает турбина на бензиновом двигателе

Термин «турбо» практически у всех на слуху. Свистит турбина, ревёт прямоток. Хоть единожды в жизни любому автолюбителю приходила в голову идея заиметь «турбомонстрика».

Любому хочется увеличить поголовье «коняшек» под капотом. Но чаще всего приходится отказываться от мечты по причине мнимой дороговизны и непрактичности.

Соответствует ли это реальности? Давайте разберёмся, как работает турбина, принцип действия турбины, обратившись к теории.

Мощность движка напрямую зависит от рабочего объёма цилиндров, от количества подаваемой воздушно-топливной смеси, от эффективности её сгорания, а также от энергетической части топлива. Назначение турбины u0014 увеличить подачу воздушно-топливной смеси. Мощность мотора повышается пропорционально увеличению количества сжигаемого за единицу времени топлива.

Но для горения бензина необходим недюжинный запас воздуха в моторе. То есть, чем больше сжигаем бензина, тем большее количество воздуха нужно, которое необходимо «впихнуть» в мотор (именно, «впихнуть», так как сам мотор не справится с забором такого количества воздуха, и фильтры нулевого сопротивления в этом ему не помощники).

Вот тут и выходит на сцену устрашающая маленькая деталь u0014 турбина.

У турбины нагнетатель-крыльчатка размещён на едином валу с турбиной-крыльчаткой, встроенной в выпускной коллектор, и приводимой в движение вращения с помощью отработанных газов. Величина частоты вращения часто выше 200 тыс. об/мин.

И здесь проявляется один минус: при резком нажатии газа, надо ждать увеличение оборотов мотора, увеличение давления выхлопных газов, раскрутку турбины, и загонку воздуха.

Это явление называется turbo-lag (турбо-яма), и сегодня его умеют укрощать, справляться с данным эффектом. Для этих целей применяются два клапана.

Один u0014 для перепускания излишнего воздуха в компрессор через трубопровод из двигательного коллектора. Другой клапан u0014 для отработанных газов.

Управление первым клапаном осуществляем, помимо прочего, давлением, возникающим во впускном коллекторе. Благодаря этому при сбросе газа немного снижается частота вращения турбинного ротора, а при очередном нажимании на педаль, подача воздуха задерживается на крохотные доли секунды u0014 время, пока закрывается клапан.

В современных технологиях используется такой метод регулировки воздухоподачи, как изменение угла наклона компрессорных лопаток. Эта методика разработана давно, но долгое время не получалось применять её на практике.

Примером может послужить в данном случае новое устройство наддува дизелей «Экотек» фирмы Opel. Основной недостаток применения турбин u0014 короткий срок службы.

Это происходит из-за высокой частоты вращения турбинного ротора, которая составляет 150-200 тыс. об/мин.

До сегодняшнего дня ограничение срока службы происходило благодаря долговечности подшипников. Практически, это были особые вкладыши, похожие на вкладыши коленчатого вала, смазываемые под давлением маслом. Степень износа таких подшипников была велика, но шарикоподшипники не могли выдержать высоких температур и высокой частоты вращения.

Недавно был найден оптимальный выход. А именно, были разработаны подшипники с применением керамических шариков, заполненных постоянно имеющимся резервом смазки, что делало ненужным канал от нормативной масляной системы движка. В проектах u0014 турбинный ротор из металлокерамики, обладающий меньшей инерцией и более лёгким весом (на 20% легче).

Существуют термины «твин-турбо» и «би-турбо». Бывает, что используют параллельно или последовательно две установки турбокомпрессоров, вместо одной. Диапазоны работ роторов управляются разными способами при последовательном наддуве.

Понятие «интеркулер» означает, что при неизбежном нагревании воздуха, который сжимается, в нём уменьшается содержание кислорода и плотность.

Поэтому воздух перед подачей нуждается в охлаждении в радиаторе, дополнительно встроенном, который называется интеркулером.

Как обеспечить максимально эффективную работу турбонаддува в сложных конструктивных условиях?

При запуске двигателя вал начинает обильно смазываться маслом, подающимся на подшипники по каналам. Во время вращения двигателя создаётся давление, под которым турбина нормально действует. При остановке двигателя перестаёт функционировать и масляный насос, а вот вал мгновенно затормозить не может, и работает по инерции уже без смазки.

Чтобы дольше сохранить от износа вал, надо регулярно менять фильтры и масло, которое предназначено именно для турбонаддувных двигателей.

И обязательно надо давать двигателю прогреться, не глушить его в один момент, а дать поработать на холостом ходу какое-то время. Это обеспечит запас времени для охлаждения деталей.

Целесообразна также установка турбо-таймера, если он не предусмотрен конструктивно в автомобиле.

Первые сигналы того, что надо обращаться в ремонтную контору u0014 появление густого белого дыма из глушителя и падение мощности. Это означает износ подшипников и уплотнительного кольца возле турбинной крыльчатки.

Резко возрастает расход масла.

Случается, что дыма нет, но мощность всё равно низка, а у дизелей u0014 регулярный чёрный дым, свидетельствующий об износе наддува и скоплении нагара, что приводит к недостатку воздуха и торможению рабочих оборотов компрессора.

Очевидно, что эксплуатация турбонаддува не является сложной процедурой, необходимо лишь следующее:1. аккуратность,2. своевременная смена фильтров и масла,3. применение определённых сортов масла,

4. осторожность в отношении перегрева турбонаддува по причине долгой езды на высоких оборотах, или дефектов в системе впрыска и зажигания.

Не менее важные моменты u0014 состояние воздушного фильтра, его чистота. Нарушение целостности фильтра приводит к прониканию частиц пыли, разрушительно влияющих на срок службы компрессорной крыльчатки и двигателя.

В целом, от того, как мы обращаемся с турбонаддувом, зависит то, какой срок он прослужит.

Следует помнить, что погубить турбонаддув можно в течение двух дней, если при появлении первых симптомов не обратиться сразу в ремонтную фирму. Поэтому не следует затягивать с ремонтом, и желательно выполнять все вышеперечисленные рекомендации для предотвращения возникновения неполадок.

Источник: https://www.drive2.ru/b/2522/

Принцип работы турбины на бензиновом двигателе, ее преимущества и недостатки

Как работает турбина на бензиновом двигателе

Задача увеличения мощности двигателя внутреннего сгорания волновала инженеров и конструкторов с самого момента изобретения ДВС. И кстати они неплохо преуспели в этом деле. На сегодняшний день современные двигатели внутреннего сгорания значительно превосходят своих первых прототипов.

Если говорить конкретно об увеличении производительности бензинового двигателя (атмосферного), то есть три основных пути его развития:

  • Увеличить объем двигателя. Каким образом это можно осуществить? Первый вариант это увеличить объем цилиндров, второй – увеличить их количество. Однако подобный способ имеет ряд существенных недостатков, таких как повышенный расход бензина, увеличение размеров, а также веса двигателя.
  • Повысить количество оборотов коленвала за единицу времени — весьма сложно реализуется из-за конструкции самого двигателя. Более того такой вид тюнинга не лучшим образом скажется на общей производительности движка из-за потерь при впуске и прочих операциях (о том, что такое чип-тюнинг двигателя, его плюсах и минусах можете узнать, перейдя по данной ссылке).
  • При помощи улучшения показателей сгораемости топливной смеси. Для осуществления, казалось бы, нужно лишь добиться более эффективной подачи воздуха в цилиндры. Что реализуется при помощи турбины, которая и позволяет увеличить давление воздуха, поступающего в камеру сгорания. Эта модернизация, в свою очередь, и позволяет обеспечить лучшее сгорание топливной смеси в цилиндрах и значительно повысить мощность движка.

В этой статье мы рассмотрим принцип работы турбины на бензиновом двигателе, а также плюсы и минусы его использования.

Устройство и принцип работы турбокомпрессора

По сути, все очень просто: при помощи специального компрессора воздух под давлением подается в двигатель автомобиля. Как правило, давление нагнетаемое компрессором не превышает 80 процентов от стандартной схемы заполнения камеры сгорания, которая осуществляется в атмосферном двигателе вследствие разряженности, возникающей в цилиндре.

Устройство турбинного нагнетателя зависит от его типа — он может быть как с приводом, использующим энергию отработанных газов, так и с приводом от самого двигателя. Основные детали турбины:

  • Турбинные и компрессорные колеса;
  • Вал;
  • Крыльчатка с лопастями;
  • Патрубки.

Принцип работы турбины на бензиновом двигателе (использующей энергию отработавших газов) прост: газы поступают в турбину, под их давлением раскручивается ротор. Вращаясь вместе с валом, колесо компрессора засасывает воздух из атмосферы и подает его в камеры сгорания мотора.

Отработавшие газы после того, как раскрутили ротор, выходят в глушитель через патрубок. В зависимости от используемого компрессора, турбинный нагнетатель может увеличить давление воздуха в цилиндре на величину от 20 до 85 процентов! При этом мощность двигателя возрастает на 10-55 процентов.

Если на автомобиле стоит турбина с приводом от двигателя, компрессор работает не за счет энергии газов, а за счет механического привода от самого двигателя.

Собственно, остальной принцип работы турбины на бензиновом двигателе тот же, что и в прошлом варианте: раскручиваясь, колесо подает воздух в двигатель.

Однако при этом часть мощности двигателя затрачивается на то, чтобы обеспечить работу нагнетателя, как следствие, падает мощность, передаваемая на колеса, и повышается расход топлива.

Также в конструкции турбинного нагнетателя присутствует такой элемент, как интеркулер. Его предназначение — принудительное охлаждение воздуха. Дело в том, что при нагревании плотность воздуха падает (а при компрессии воздух может разогреваться до 170-190 градусов), а вместе с ней падают и показатели наполнения цилиндров воздухом.

Преимущества использования турбинных нагнетателей:

  • Главное преимущество заключается собственно в том, ради чего их и ставят — сравнительное увеличение мощности ДВС. То есть при одном и том же рабочем объеме силовой агрегат, оборудованный нагнетателем, выдает больше мощности, чем двигатель без него.
  • Также несомненным плюсом является значительное снижение количества выбрасываемых в атмосферу вредных веществ (опять же по сравнению с атмосферным двигателем, развивающим такую же мощность).
  • Дополнительным плюсом использования турбины является то, что она позволяет максимально оптимизировать другие характеристики двигателя, что дает возможность, к примеру, снизить частоту переключения передач при езде по городу или холмистой местности.

Основные недостатки применения турбины:

  • Для того чтобы из-за высоких показателей сгораемости в цилиндре не происходила фактическая детонация топливовоздушной смеси, пришлось несколько снизить степень сжатия.
  • Также значительно возрастают требования, предъявляемые к характеристикам используемого бензина — для турбированных двигателей подходят лишь те марки, которые обладают наиболее высоким октановым числом.
  • К тому же в турбодвигателе не допускается применение масел, рассчитанных на атмосферные двигатели. Более того масло для турбированных моторов должно быть самого наилучшего качества.
  • В дополнение к вышеописанным недостаткам, к элементам конструкции турбины пришлось добавить интеркулер, который принудительно охлаждает воздух для достижения максимальной плотности воздуха.

Однако же все вышеперечисленные недостатки никак не сказываются на популярности применения турбин на бензиновых двигателях по всему миру. Более того с каждым годом их спрос лишь увеличивается.

Также смотрим видео, принцип работы турбины автомобиля — особенно будет полезно для начинающих автолюбителей:

Источник: https://auto-pos.ru/100-printsip-raboty-turbiny-na-benzinovom-dvigatele.html

Как работает турбина на бензиновом двигателе? — Avtogide — автомобильный журнал

Как работает турбина на бензиновом двигателе

Здравствуйте, уважаемые читатели и посетители блога Автогид.ру.  Сегодня в статье мы с вами разберёмся и узнаем как работает турбина на бензиновом двигателе.

Тема, конечно интересная и в первую очередь для владельцев бензиновых турбированных автомобилей.

Зачастую информации о принципе работы и устройстве турбины на бензиновом моторе достаточно мало или она слишком сложна для восприятия обыкновенного человека.

Использование турбины позволяет любому двигателю с малым объёмом увеличить мощность без возрастания расхода топлива и сокращения ресурса эксплуатации. После подключения турбины мотор словно получает невидимый пинок и работает значительно шустрее. Существуют особенности использования бензиновых моторов, оснащённых турбинами.

Их необходимо учитывать для продления срока службы устройства и использования двигателя машины с максимальной эффективностью. Перед тем как говорить о принципе работы турбины на бензиновом двигателе надо узнать историю её появления и широкого использования производителями автомобилей.

История появления турбированного бензинового мотора

Первые двигатели внутреннего сгорания, как и все технические первопроходцы имели очень «сырой» вид и требовали доработки. Время шло и на рынке появлялись надёжные и долговечные модели бензиновых моторов, которые радовали водителей своей неприхотливостью в обслуживании и выносливостью. Требования к моторам среди потребителей возрастали и критерии контролирующих органов ужесточались.

Первоначально развитие бензиновых моторов осуществлялось во многом по экстенсивному пути. Для увеличения мощность двигателя его объём просто увеличивался.

Все было отлично если бы не возрастающий пропорционально расход топлива и количество вредных выбросов в окружающую среду.

Продолжаться это больше так не могло и перед инженерами и создателями двигателей внутреннего сгорания была поставлена очень непростая задача.

Добиться увеличения мощность ДВС (двигателя внутреннего сгорания) без увеличения объёма мотора и расхода топлива. Решений было предложено большое количество, но выбрано было единственное верное направление развития моторов. Было решено работать над увеличением эффективности образования и сгорания топливно-воздушной смеси в моторе автомобиля.

Единственный верный способ увеличить эффективность сгорания смеси топлива и воздуха – это увеличить поступление воздуха в цилиндры мотора. При этом дополнительный объём воздуха должен был поступать принудительно за счёт создаваемого давления.

Дополнительное количество воздуха значительно усиливало сгорание топлива в цилиндрах мотора и тем самым высвобождая дополнительные мощности при неизменном объёме. Идея простая, но требующая реализации в виде появления устройства для нагнетания воздуха в цилиндры двигателя.

Для решения этой задачи автомобильные инженеры решили опираться на разработки авиационной промышленности. Она уже очень давно использовала турбины. Первые турбированные бензиновые моторы появились на грузовых автомобилях в тридцатых годах прошлого века. Грузовики использующие турбины прибавили в мощности и оптимизировали расход топлива.

Удачный опыт использования турбины как устройства для нагнетания массы воздуха в грузовых машинах подвиг конструкторов и инженеров автомобильной промышленности ускорить движение в этом направлении. Первые автомобили с бензиновыми моторами оснащёнными турбинами начали продаваться на территории США в 60-х годах прошлого века.

Первые модели автомобилей этого типа автолюбители из США встретили настороженно и с подозрительностью. Только через 10 лет в 70-х годах прошлого века их оценили по достоинству и начали активно использовать при создании машин со спортивным уклоном. На серийные модели автомобилей турбины устанавливали в очень малом количестве.

Это было вызвано тем, что первые модели моторов с турбинами оказались очень «прожорливыми» и имели массу прочих мелких недоработок, портящих первое впечатление.

Значительный расход топлива не дал возможность наладить широкое производство машин с турбированным моторами.

Значительно замедлило внедрение турбин в моторы нефтяной кризис, закончившийся увеличением цен на топливо. Люди стали больше экономить.

Лишь в конце 90-х годов после значительного улучшения конструкции турбины и бензинового мотора в целом удалось изменить ситуацию. Это стало отправной точкой начала эры развития и становления бензиновых турбированных двигателей.

Как работает турбина на бензиновом двигателе?

Турбина бензинового мотора за счёт использования компрессора принудительно нагнетает в цилиндры массу воздуха. Значительно повышается обогащение кислородом топливно-воздушной смеси и улучшается сгораемость бензина. Коэффициент полезного действия существенно возрастает. Эффективность работы мотора увеличивается при неизменно объёме.

Мощность двигателя при использовании турбины возрастает прямо пропорционально количеству сжигаемого за единицу времени бензина.

Для обеспечения максимального быстрого сгорания топлива в цилиндрах мотора необходим значительный объём воздуха. Именно его в достаточном количестве направляет турбина за счёт работы компрессора.

Он принудительно подаётся в цилиндры, обогащая топливно-воздушную смесь.

Корпус подшипников

Служит для размещения ротора, представленного валом несущим на себе турбинные и компрессорные кольца, оборудованные лопастями. Именно они при вращении захватывают воздуха и направляют его в цилиндры мотора.

Масляные каналы

Пронизывают корпус турбины словно кровеносные сосуды на теле человека. Служат для своевременной доставки моторного масла к трущимся и вращающимся элементам. Снижают тем самым износ рабочих элементов бензиновой турбины.

Подшипник скольжения

Его главная задача обеспечить свободное и плавное вращение ротора турбины с его лопастями для захвата достаточного количества воздуха. Его смазку и охлаждение обеспечивает циркулирующее в турбине моторное масло.

Корпус

Корпус турбины, имеющий форму улитки обеспечивают защиты от внешних механических воздействий рабочие элементы устройства для нагнетания воздуха.

Привод турбины бензинового мотора осуществляется за счёт подачи отработанного газа энергия которого заставляет ротор вращать лопасти. Сложного в конструкции и работе ничего нет всё понятно и достаточно просто.

При запуске бензинового мотора отработанные газы и цилиндров мотора направляются  прямиком в турбину. Они приводят в движение ротор, отдавая ему свою энергию. Далее, через приёмную трубу они поступают в глушитель и выводятся в окружающую среду.

Вал ротора раскручивает колесо компрессора и лопаточное колесо. Они захватывают воздух из окружающей среды, поступающий через воздушный фильтр мотора. Он принудительно подаётся в цилиндры двигателя. Компрессор турбины может повышать давление воздуха до 80%.

Работа турбины бензинового мотора позволяет обогащённую кислородом топливно-воздушную смесь наполнять цилиндры в большом количестве. Объём мотора остаётся неизменным, но его мощность существенно возрастает. В среднем использование турбины даёт возможность увеличить мощность силовой установки машины на 20-30%.

Что необходимо знать для грамотной эксплуатации бензиновой турбины?

Для обеспечения долговечной работы турбины на бензиновом моторе не нужно экономить на количестве и качестве моторного масла.

Любители пропускать интервалы замены масла в моторе рано или поздно столкнуться с проблемами и нарушениями в работе турбины. Она очень восприимчива к качеству используемого масла.

Дешёвое масло не сможет обеспечить необходимый уровень трения рабочих элементов и они при интенсивном использовании автомобиля достаточно быстро придут в негодность и потребуют замены.

При покупке автомобиля, оснащённого турбиной надо обязательно выполнить замену моторного масла и прочистку всей системы. Смешивать доливая другое масло нельзя, так как оно теряет свои свойства и эффективность его работы стремится к нулю. Полная замена масла позволит избежать вредных воздействий и усилить защиту турбины бензинового мотора.

Есть некоторые особенности эксплуатации мотора, оснащённого турбиной. После длительной поездки на машине двигатель во время остановки сразу глушить не нужно. Необходимо дать ему время поработать на холостых оборотах и немножко остыть. Резкое выключение мотора создаёт температурный перепад отрицательным образом, сказывающийся на прочности и надёжности рабочих элементов турбины мотора.

Преимущества и недостатки турбированного мотора

Главным преимуществом любого бензинового мотора, оснащённого турбиной является увеличение его мощности на 20-30%. При одинаковом объёме с традиционным атмосферным ДВС его мощность выше на треть. Эффективность использования топлива существенно повышается.

Максимальный уровень сгорания топливно-воздушной смеси позволяет существенно снизить выброс загрязняющих веществ в окружающую среду. Максимальное использование турбированных моторов повсеместно настоящая мечта защитника окружающей среды. На этом преимущества турбированного мотора заканчиваются.

Турбированные моторы очень требовательны к качеству используемого топлива и моторного масла. Всё это в совокупности приводит к увеличению расходов на использование автомобиля в долгосрочной перспективе. Обслуживание турбированного мотора потребует от водителя больших расходов денежных средств.

Ремонт турбины требует использования специального оборудования и материалов. Самостоятельно его выполнить очень проблематично. Зачастую век отремонтированной турбины недолог и в конечном итоге потребуется её замена. Это может ощутимо ударить по кошельку владельца машины.

Заключение

Появление турбированных моторов является ещё одной ступенькой развития силовой автомобильных установок. Современные требования к экологической составляющей двигателя существенно ужесточаются и конкуренция между производителями машин обостряется.

Источник: http://www.avtogide.ru/kak-rabotaet-turbina-na-benzinovom-dvigatele.html

Турбины для двигателей Deutz

Как работает турбина на бензиновом двигателе

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

Увеличение рабочего объёма двигателя

Увеличение объёма двигателя возможно двумя путями: либо увеличением объема камер сгорания, либо — увеличением количества цилиндров в силовом агрегате. Однако такой способ повышения мощности не совсем оправдан, так как имеет ряд недостатков, среди которых: повышенный расход топлива.

Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Еще один возможный способ повышения производительности двигателя заключается в увеличении числа оборотов коленчатого вала. Это достигается путем увеличения количества ходов поршня за единицу времени.

Но использование такого способа имеет жесткие ограничения, которые обусловлены техническими возможностями двигателя.

Кроме этого, такая модернизация приводит к падению эффективности работы силового агрегата из-за потерь при впуске и других операциях.

Турбонаддув

В двух предыдущих способах двигатель использует воздух, который поступает благодаря собственному нагнетанию. При использовании турбокомпрессора в цилиндр поступает тот же объем воздуха но с предварительным его сжатием.

Это дает возможность поступлению большего количества воздуха в цилиндр, благодаря чему появляется возможность сжигания большего объема топлива.

При использовании такой технологии, мощность двигателя возрастает по отношению к количеству потребляемого топлива и объему двигателя.

Охлаждение воздуха

В процессе компрессии воздух может нагреваться вплоть до 180 С. Однако воздух имеет свойство увеличения плотности при охлаждении, что дает возможность значительно увеличить объем воздуха, попадающего в цилиндр. Кроме этого, увеличение плотности воздуха существенно снижает расход топлива и количество выбросов продуктов сгорания.

Также существует два разных типа турбонаддува: турбокомпрессор, основанный на использовании энергии выхлопных газов и турбонагнетатель с механическим приводом.

Турбонагнетатель с механическим приводом

В случае использования такого типа компрессии, воздух сжимается благодаря специальному компрессору, который работает от привода двигателя. Но такой метод имеет один большой недостаток.

Все дело в том, что при использовании механического турбокомпрессора часть мощность двигателя уходит на обеспечение работы самого компрессора, по этому двигатель, оборудован таким нагнетателем, имеет больший расход топлива чем обычный двигатель такой же мощности.

Турбокомпрессор основанный на использовании энергии выхлопных газов

Такой метод основан на использовании энергии выхлопных газов, которая направлена на привод турбины. При использовании такого способа отсутствует механическое соединение с двигателем, благодаря чему потери мощности не происходит.

Основные преимущества двигателей с турбонаддувом

1) Турбодвигатель имеет меньшее показатели по расходу топлива нежели двигатель без турбины той же мощности и при прочих равных условиях.

2) Силовой агрегат с с турбонаддувом имеет заметно лучшие показатели соотношения веса двигателя к развиваемой им мощности.

3) Использование турбокомпрессора открывает новые возможности по оптимизации других параметров и характеристик двигателя, а также улучшения крутящего момента, что позволит избежать очень часто переключения передач при езде в пробках или гористой местности.

4) Турбодвигатели работают тише чем агрегаты такой же мощности без турбонаддува.

Источник: http://brturbo.ru/vsyo-o-turbinah/printsip-raboty-tyrbiny.html

Как проверить турбину на бензиновом двигателе: особенности работы и диагностики

Как работает турбина на бензиновом двигателе

Установленная на двигателе турбина значительно повышает продуктивность работы. Ее также называют турбокомпрессор или турбонаддув. Современные производители транспортных средств устанавливают турбины практически на все модели авто. К сожалению, ресурс работы турбины немного меньше, чем у самого двигателя.

Именно поэтому за ее состоянием необходимо внимательно следить, поддерживать в рабочем состоянии, неправильная работа турбонагетателя может спровоцировать серьезные поломки, и даже поставить автовладельца перед необходимостью проводить дорогостоящий капитальный ремонт движка раньше времени.

К тому же, намного выгоднее проводить ремонт турбины после небольшой поломки, как только она начала барахлить, чем полностью менять агрегат, стоимость которого может достигать 150 тысяч рублей.

Как пользоваться турбиной на бензиновом двигателе

Чтобы предотвратить поломки и продлить срок жизни, необходимо правильно использовать турбонагнетатель и следить за качеством и уровнем масла в системе.

Именно проблемы с маслом провоцируют 90% поломок турбины. К примеру, если агрегат всего 5 секунд будет работать без смазки, то вполне может выйти из строя.

За уровнем масла необходимо внимательно следить, проверять систему при каждом ТО, по необходимости доливать смазку до нужного уровня. Если жидкость расходуется слишком быстро, необходимо выяснить причину. Это может быть неисправность в работе масляного насоса, которая плохо скажется на функционировании всей системы.

Очень важно для правильной эксплуатации не переусердствовать с педалью газа. Чтобы в турбине установился нормальный уровень давления, достаточно всего нескольких секунд, перегазовка может привести к поломке агрегата. Хорошо зарекомендовала себя система Start&Stop, которая автоматически контролирует этот момент.

При использовании турбины, моторное масло подвергается воздействию больших температур, чем в атмосферном движке. Следовательно, необходимо учитывать эту особенность при выборе смазочного материала.

Чтобы наверняка угадать с маслом, следует использовать только то, которое рекомендовано производителем транспортного средства. Также подобрать смазку могут опытные мастера на сервисе, которые будут учитывать особенности работы двигателя, год его выпуска и пробег. При этом не рекомендуется менять тип масла, следует даже придерживаться одной марки.

При смешивании масел разной вязкости, типа и фирмы, может скопиться нерастворастворяемый осадок, что приведет к неизбежной поломке системы. Качественная и своевременная смазка значительно продлит срок службы турбированного двигателя.

Существует ряд особенностей эксплуатации, которые позволят сохранить турбированный мотор:

  • в холодное время года перед стартом дайте двигателю несколько минут поработать на холостых оборотах, чтобы масло заполнило системы и начало циркулировать;
  • так как турбина всегда подвергается высокой нагрузке, не рекомендуется часто использовать ее на низких оборотах. Оптимальными показателями будут средние, а иногда даже полезно давать движку поработать на высоких оборотах;
  • перед тем, как полностью заглушить двигатель, ему необходимо хотя бы немного остыть, чтобы избежать резкого перепада температур.

Признаки поломки

Признаки неисправности турбины бензинового двигателя часто можно заметить даже не посещая сервис. Однако если обнаружен какой-либо симптом, необходимо обратиться в сервис, так как самостоятельно проверить турбину на бензиновом двигателе и произвести ремонтные работы не выйдет.

К основным признакам относят:

  • снижение тяги;
  • из выхлопной трубы замечен сизый или черный дым;
  • при запуске двигателя слышен посторонний свист или скрежет;
  • увеличился расход топлива и замечена утечка масла;
  • резко падает уровень давления воздуха и масла в системе.

В домашних условиях можно провести предварительный осмотр турбокомпрессора, чтобы выяснить, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Для начала, при разборе агрегата, необходимо проверить патрубок, через который в тубонагнетатель подается воздух. Нарушение его целостности может привести к посторонним шумам. Кроме того, при осмотре патрубок должен быть практически сухим. Обнаруженное масло свидетельствует о том, что двигатель износился или же турбина вышла из строя.

Затем нужно тщательно осмотреть лопатки турбины. Если они имеют неровности, сколы и зазубрины, то турбину, скорее всего, придется заменить.

Осевой люфт турбонаддува не должен превышать показателя 0,05 мм, радиальный — 1 мм. Если показатели превышены — турбина требует ремонта.

Спровоцировать поломку может нарушение геометрии соединения впускного коллектора с трубкой датчика. Обнаружение трещин, потертостей на этом элементе говорят о необходимости его замены. Если в системе замечены следы утечки антифриза — также следует проверить герметичность всех соединений.

В ситуации, когда поломка не выявлена, следует провести компьютерную диагностику.

Главные причины поломок турбонагнетателей

Чаще всего автомастера выделяют всего три причины, по которым владелец транспортного средства получает неисправный агрегат.

  1. Низкий уровень масла и его слабое давление приводит к тому, что подшипники не получают должной смазки и быстро изнашиваются. Также приходят в негодность кольца и шейки вала. Эта проблема вызвана неправильной установкой масляных шлангов в системе турбины, а также их протечка или перегиб.
  2. Использование неподходящего масла или его несвоевременная замена приводят к загрязнениям фильтров и всей системы. Маслопроводные каналы закупориваются, быстро изнашивается подшипник, повреждается ось. Использование слишком густого масла может привести к нарушению герметичности турбины.
  3. В турбонагнетатель может попасть посторонний предмет. Как следствие, повреждаются основные его элементы, лопатки, роторы, падает давление воздуха. Для предотвращения этой неисправности необходимо регулярно проверять герметичность впускного тракта и коллектора, по необходимости менять валы и фильтры.

Столкнувшись с каким-либо признаком неправильной работы турбированного двигателя, стоит немедленно обратиться к специалистам.

Самостоятельное вмешательство в систему без должных навыков может привести к более серьезным поломкам, даже привести к капитальному ремонту двигателя или замене турбины. Своевременная диагностика и устранение дефекта поможет предотвратить будущие неисправности.

Источник: http://avtodvigateli.com/detali/turbina-na-benzinovom-dvigatele.html

Как работает турбина на бензиновом двигателе

Как работает турбина на бензиновом двигателе

05-10-2017

Каждый владелец авто, любящий процесс езды, особенно быстрый, не может не желать увеличить мощность двигателя. За десятилетия были придуманы десятки способов, некоторые из которых позволяли увеличить мощность на порядки, но так же снижали срок жизни не только двигателя, но и связанных с ним механизмов.

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.

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.

Признаки и причины поломки турбины

Двигатель, дизельный или бензиновый, оснащенный турбиной конечно обходит по мощности обычный двигатель, но при этом добавляет соответствующих проблем. Сложно сломать только лом, а турбина несмотря на относительную простоту конструкции всё же имеет ряд своих болячек.

Умение определять признаки их наступления и осуществлять своевременную профилактику может сохранить вам множество времени и денег, так как турбокомпрессор всё же достаточно дорогой механизм, особенно если и машина не дешевая.

Основные признаки поломки таковы:

  •  
      Нестандартный оттенок цвета выхлопных газов — синий, серый, белый.
      Неестественный шум в работе двигателя.
      Слишком скорое наступление перегрева двигателя.
      Внезапно увеличившийся расход топлива и масла.
      Замедлившийся набор тяги и перерывы во время ее набора.

Причины неполадок турбины могут быть разными. Некоторые из связаны с самой конструкцией турбины и ее относительно коротким сроком эксплуатации, когда износ одних деталей и нарушения в работе ведет к аналогичным проблемам с другими частями механизма.

Некоторые вызваны нерегулярным или полностью отсутствующим техническим обслуживанием, во время которого производится настройка, регулировка, чистка и своевременная замена износившихся деталей. Другие возникают из-за механических повреждений после аварий или некачественного, неподходящего турбине масла или топлива.

В любом случае, чем лучше вы будете заботиться о турбине в частности, и авто в целом, тем меньше подобных проблем у вас будет возникать. Забота должна выражаться как в исполнении рекомендаций в инструкции к турбокомпрессору, своевременном обслуживании и компетентном ремонте — слишком часто неудачная попытка ремонта турбины лишь еще больше нарушает ее работу.

Если вы не являетесь опытным водителем, автотехником энтузиастом и поклонником езды на быстрых скоростях, подумайте дважды перед покупкой машины с турбокомпрессором.

Этот механизм не является обязательным для комфортного вождения, но неподготовленному человеку может добавить головной боли.

Если же вы принадлежите к одной из ранее названых категорий и как раз желаете приобрести турбину для своего авто — ищите лучшую цену!

В интернете, как и в салонах существует огромное множество самых разных предложений, практически в каждом возможном диапазоне цен. Определитесь с самой подходящей для вашей машины турбиной и не пожалейте времени на ее поиск, разнообразие и конкуренция всегда положительно влияет на стоимость.

Источник: http://eronturbo.ru/news/ID_15.html

Адвокат Кузнецов
Добавить комментарий