Vetaif.ru

Авто журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Турбина на атмосферный дизельный двигатель

Устройство и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Турбокомпрессор — устройство, которое позволяет примерно на 30% увеличить мощность мотора, при этом отсутствует необходимость физически увеличивать объём цилиндров. Такие агрегаты установлены практически на всех современных автомобилях, вне зависимости от типа используемого топлива. Ниже подробнее расскажем об устройстве и работе турбины дизельного двигателя, а также обрисуем минусы этого устройства и самые распространённые поломки.

Плюсы и минусы

Плюсы: 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. Минусы:

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.

Читать еще:  Что такое датчик детонации двигателя

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 ?

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. fourdomлатка это Click to rate this post!

[Total: 0 Average: 0].

Иногда у владельцев автомобилей с атмосферным двигателем возникает желание увеличить мощность мотора. Это можно сделать с помощью турбины. Но возможна ли установка турбины на атмосферный двигатель, и если да, то как ее осуществить?

Устройство системы турбонаддува

Система турбонаддува состоит из двух частей: из турбины и турбокомпрессора. Турбина служит для преобразования энергии отработанных газов, а компрессор – непосредственно для подачи многократно сжатого атмосферного воздуха в рабочие полости цилиндров. Главные детали системы – два лопастных колеса, турбинное и компрессорное (так называемые «крыльчатки»). Турбокомпрессор представляет собой технологичный насос для воздуха, приводимый в действие вращением ротора турбины. Единственная его задача – нагнетание сжатого воздуха в цилиндры под давлением.

Составные части устройства турбонаддува:

  • корпус компрессора;
  • компрессорное колесо;
  • вал ротора, или ось;
  • корпус турбины;
  • турбинное колесо;
  • корпус подшипников.

Основа системы турбонаддува – это ротор, закреплённый на специальной оси и заключённый в особый жаропрочный корпус. Беспрерывный контакт всех составных частей турбины с чрезвычайно раскалёнными газами определяет необходимость создания как ротора, так и корпуса турбины из специальных жаропрочных металлосплавов.

Крыльчатка и ось турбины вращаются с очень высокой частотой и в противоположных направлениях. Это обеспечивает плотный прижим одного элемента к другому. Поток отработанных газов проникает вначале в выпускной коллектор, откуда попадает в специальный канал, что расположен в корпусе турбо-нагнетателя. Форма его корпуса напоминает панцирь улитки. После прохождения этой «улитки» отработанные газы с разгоном подаются на ротор. Так и обеспечивается поступательное вращение турбины.

Ось турбонагнетателя закреплена на специальных подшипниках скольжения; смазка осуществляется подачей масла из системы смазки моторного отсека. Уплотнительные кольца и прокладки препятствуют утечкам масла, а также прорывам воздуха и отработанных газов, а также их смешиванию. Конечно, полностью исключить попадание выхлопа в сжатый атмосферный воздух не удаётся, но в этом и нет большой необходимости…

Эксплуатация двигателя с турбиной

Поскольку для большей турбины необходимо больше времени на раскрутку, то турбоямы, как правило, грозят в первую очередь моторам, имеющим очень высокую удельную мощность и турбины высокого давления. Что же касается турбин с низким давлением, то у них провалов тяги, можно сказать, нет, однако мощность они способны поднять не очень сильно.
От турбоямы удается почти избавиться при использовании схемы с последовательным наддувом, суть которой в следующем: на малых оборотах мотора работает малоинерционный небольшой турбокомпрессор, который на низах увеличивает тягу, а на высоких оборотах по мере роста давления на выпуске включается второй, побольше.
В прошлом веке этот принцип был использован на суперкаре Порше 959. Сегодня же эта схема используется, к примеру, на турбодизелях фирм Land Rover и BMW. В бензиновых двигателях с турбинами Volkswagen в качестве маленького турбокомпрессора выступает приводной нагнетатель.
В случае рядных двигателей чаще используют одиночный турбокомпрессор типа twin-scroll с двойным рабочим аппаратом. Каждую из «улиток» наполняют выхлопные газы от различных групп цилиндров, но они обе подают газы при этом на одну турбину, достаточно эффективно раскручивая ее и на малых оборотах, и на больших.
Но чаще всего можно встретить пару одинаковых турбокомпрессоров, обслуживающих параллельно различные группы цилиндров. Типичной схемой для V-образных турбомоторов является следующая: каждому блоку – свой нагнетатель, хотя и не без исключений. Например, двигатель V8 от Motorsport Gmbh (дочерняя компания BMW AG), который впервые был использован на автомобилях BMW серии X5 M и X6 M, имеет перекрестный выпускной коллектор, позволяющий получать компрессору twin-scroll выхлопные газы из работающих в противофазе цилиндров различных блоков.

Читать еще:  Покрасочная камера своими руками фото

Немного теории

Мощность любого ДВС определяется:

  • Суммарным рабочим объемом. Эта характеристика зависит от величины камеры сгорания и количества цилиндров.
  • Числом оборотов коленвала.
  • Объемом смеси воздуха и топлива, которая подается во время каждого рабочего цикла.
  • Эффективностью сгорания этой самой смеси.
  • Калорийностью сгорания топлива.

Усовершенствование движков в плане повышения мощности по большинству из указанных направлений осложняется техническими возможностями моторов и некоторыми другими факторами. В то же время, применение турбонаддува позволяет сделать двигатель сильнее, без большого роста потребления топлива, повышения количества оборотов и т.д.

Как известно, бензин или солярка не будут гореть в камере самостоятельно. Для воспламенения им нужен воздух, в определенном количестве. Рабочая смесь поступает в камеру сгорания за счет разрежения, образовавшегося после выхлопа. Количество ее ограничено по той причине, что данным способом физически невозможно «потянуть» больше. Если же поставить турбокомпрессор, который будет нагнетать в цилиндры сжатый воздух, то в камерах сгорания окажется намного больше смеси. Следовательно, во время такта воспламенения, на поршни будет «давить» значительно большая сила, что и приведет к повышению мощности (или – удельной литровой мощности, по числу «лошадок» на каждый литр рабочего объема). Т.о., мотор меньших размеров, без увеличения оборотов коленвала, получится таким же сильным, как и более крупный двигатель. А это уже напрямую влияет на металлоемкость, надежность и другие важные параметры.

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.

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.

Элементы, необходимые для установки

Чтобы установить турбину на атмосферный двигатель, вам понадобится подготовить следующие детали:

  1. Саму турбину.
  2. Электронику, которая будет обеспечивать контроль подачи топлива.
  3. Выпускной коллектор.
  4. Высокопроизводительные форсунки.
  5. Интеркуллер для охлаждения воздуха.
  6. Трубу, соединяющую турбину с глушителем (даун-пайп).
  7. Магистраль подачи воздуха, выполненная из нержавейки и алюминиевых трубок.
  8. Трубки, обеспечивающие подачу масла и охлаждающей жидкости.
  9. Силиконовые патрубки, предназначенные для соединения трубок.
Читать еще:  Назначение датчика температуры охлаждающей жидкости

Учтите, что вместо обыкновенного коллектора вам понадобится турбоколлектор. Через него выхлопные газы будут выходить, а затем перенаправляться в турбину. Коллектор должен обладать толстыми стенками и большим запасом прочности. Поэтому лучше заказывать его изготовление в автомастерской, а не покупать дешевые готовые детали в Интернет-магазине. Профессиональный сварщик выполнит деталь так, что на ней не будет трещин, а окалина не попадет внутрь турбины.

Чтобы не допускать перегрева турбины, дополнительно устанавливают охлаждающую систему. В даун-пайп встраивается кислородный датчик. Крыльчатка турбины выполняет очень высокие обороты. Чтобы исключить риск ее преждевременного выхода из строя, к ней подводят масло, которое будет подаваться из двигателя. Лишнее давление будет сбрасываться при помощи клапана, который называется блоу-офф.

Особенности бензиновой турбины

Принцип работы турбонагнетателя для бензинового мотора ничем не отличается от дизельного — здесь используется та же схема. Отработанный бензин проходит в выпускной коллектор, в который врезан патрубок горячей улитки с расположенным в центральном боке лопастным колесом. Выхлопные газы раскручивают турбинное колесо, которое передает силу вращения по оси на колесо компрессора. Отработанные газы выводятся наружу. За счет вращения ротора происходит закачивание в холодную улитку атмосферного воздуха, который поступает в цилиндры мотора. Топливо начинает интенсивнее гореть и увеличивать обороты двигателя.

Многие автомобилисты, которые устанавливают турбину на бензиновые двигатели своих авто или приобретают заводскую комплектацию с турбонаддувом, кроме радости, что мотор на 20-30% увеличил мощность, полка момента достаточно ровная в большем диапазоне оборотов, отработанные газы попадают под норму протокола Евро5, отмечают большие сложности в эксплуатации автомобиля.

Кроме этого, бензиновая турбина в три раза чаще, чем дизельная, становится причиной детонации. Это связано с плохим качеством топлива и неисправностью в работе интеркулера (охладителя воздуха).

Хотя производители и заявляют срок службы турбины в пределах срока работы «родного» двигателя, на практике дизельная турбина служит 30-45% от ресурса мотора, бензиновая — 15-25%.

Советы по уходу и эксплуатации турбированного двигателя

Если силовой агрегат спроектирован грамотно, то наличие турбонадува особо не сказывается на ресурсе турбированного двигателя. Автовладельцу необходимо только знать особенности эксплуатации турбомотора и помнить несколько важных правил.

Во-первых, соблюдайте рекомендованную периодичность замены моторного масла. А если эксплуатация автомобиля в основном по городским дорогам, где пыли и грязи в избытке, то следует интервал между обслуживанием сократить до 25%.

Вместо положенного интервала замены моторного масла в 10 тыс.км, выполняйте замену при пробеге 7.5 тыс. км. Даже при таком пробеге воздушный фильтр будет сильно загрязнен. А загрязненный фильтр только увеличивает сопротивление при всасывании воздуха, в результате чего производительность турбокомпрессора значительно уменьшается.

Во-вторых, не стоит экономить на качестве моторного масла. Заливайте в мотор то, что рекомендует производитель в соответствии с допусками.

Помните, скупой платит дважды. И экономия здесь неприемлема, иначе Вы рискуете сократить ресурс турбированного двигателя.

В-третьих, не перегружайте мотор без необходимости. Спокойная и умеренная езда – залог долговечности не только мотора, но автомобиля в целом.

В-четвертых, после остановки автомобиля, особенно после долгой поездки, не глушите турбированный двигатель. Ему нужно дать поработать 1-2 минуты на холостом ходу, чтобы остыла турбина. Т.к. если заглушить мотор сразу, то давление моторного масла пропадет моментально, и быстро вращающийся ротор на некоторое время будет без смазки. Таким образом, сильно сокращается ресурс работы турбины.

Чтобы данное явление предотвратить, на некоторых автомобилях установлен турботаймер, который глушит мотор через необходимое время после выключения зажигания.

И последнее, прогревайте мотор. Моторное масло, при первом запуске силового агрегата, имеет высокую вязкость, из-за этого затрудняется прокачка по зазорам. Поэтому при низкой температуре воздуха, зимой необходимо прогревать мотор, и это обязательное правило. Особенно, если у вас дизель, об этом читайте в статье – как правильно и нужно ли греть дизель зимой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector