- Історія винаходу турбированного бензинового двигуна
- Пристрій і принцип роботи турбированного бензинового двигуна
- Переваги та недоліки турбированного бензинового двигуна
Турбований бензиновий двигун - ДВС з штучно піднятою за допомогою турбонагнетателя або механічного компресора ступенем стиснення в циліндрах з метою підвищення потужності. двигун
Історія винаходу турбированного бензинового двигуна
Можливість збільшення потужності, не збільшуючи нескінченно робочий об'єм, цікавила інженерів з моменту появи двигуна внутрішнього згоряння. Рішення, здавалося б, лежало на поверхні: необхідно зробити «дихання» двигуна більш ефективним, тобто домогтися кращої спаленність паливо-повітряної суміші . Це може забезпечити додаткова подача повітря, а значить, він повинен надходити в циліндри не внаслідок розрядження, а примусово, під тиском. Додатковий обсяг повітря дасть більш повне згоряння палива, відповідно, збільшиться і потужність, що отримується в результаті «міні-вибуху» суміші в циліндрі.
Однак розвиток і впровадження турботехнологий відбувалося досить повільно. Спочатку турбокомпресори використовувалися для великих корабельних і авіаційних силових установок, а першими автомобілями з турбованим двигунами закономірно стали вантажівки.
Завод Swiss Machine Works Sauer почав випускати для них такі установки з 1938 року. На початку 60-х років на американському ринку з'явилися і перші легкові автомобілі, оснащені турбінами. Це були Oldmobile Jetfire і Chevrolet Corvair Monza . Однак, ці моделі не відрізнялися ні надійністю, ні витривалістю.
Популярними турбокомпресори стали в 70-і роки XX століття, коли їх почали масово встановлювати на спортивні автомобілі. Проте, широкого поширення в "громадянської" автомобільної промисловості вони не отримали - цьому перешкоджав занадто велика витрата палива, що відрізняв турбовані бензинові двигуни тих часів. На тлі нафтової кризи 70-х років цей параметр виявлялася важливішою за всіх інших.
Пристрій і принцип роботи турбированного бензинового двигуна
Принцип роботи турбированной бензинової силової установки полягає в використанні спеціального компресора, що нагнітає в циліндри двигуна додатковий повітря.
Завдяки поліпшенню наповнення циліндрів паливо-повітряної сумішшю, підвищується середнє ефективне тиск циклу і зростає потужність мотора. Приводом турбонаддува служить відпрацьований газ, енергія якого використовується для корисної роботи.
Сучасний турбокомпресор включає в себе: - корпус підшипників; - турбінне колесо; - перепускний клапан; - корпус турбіни; - масляні канали; - вал ротора; - Підшипник ковзання; - компресорне колесо; - корпус компресора; - пневмопривід перепускного клапана.
У корпусі підшипників розташований ротор: вал з жорстко закріпленими турбінним і компресорним колесами, що мають лопаті. Обертається ротор на підшипниках ковзання. Їх мастило та охолодження здійснює моторне масло із системи змащення двигуна. Для додаткового охолодження корпусу підшипників можуть використовуватися канали з охолоджувальною рідиною.
Корпус турбіни, як і корпус всього компресора, виконаний у формі равлика . Турбінний патрубок - з'єднується з випускним трубопроводом, а компресорний - з впускним.
Відпрацьовані гази надходять в турбіну і розкручують ротор турбокомпресора, віддаючи свою енергію. Потім через приймальню трубу вони надходять в глушник. Колесо компресора і лопатка колесо турбіни розташовуються на одному валу. Отримуючи обертання від турбіни, колесо компресора засмоктує повітря з повітряного фільтра і, нагнітаючи його, подає в двигун. При цьому, компресор, в залежності від ступеня наддуву, здатний підвищувати тиск повітря на 30% -80%. За допомогою турбонаддува, один і той же об'єм двигуна може прийняти робочу суміш в більшій кількості. Тому при її згорянні потужність збільшується на 20% -50%! Використання енергії вихлопних газів дозволяє значно підвищити ККД мотора.
Переваги та недоліки турбированного бензинового двигуна
Основною перевагою турбированного бензинового двигуна є його порівняльна потужність. Мається на увазі, що, при однаковому обсязі, турбований двигун видає потужності на 40% більше, ніж «атмосферне». Безсумнівним достоїнством такого типу силових установок вважається і знижений викид в атмосферу шкідливих речовин.
Однак, турбовані бензинові двигуни мають і ряд недоліків. Щоб зменшити виникає при їх роботі детонацію, довелося знизити ступінь стиснення в циліндрах двигунів. Також зросли вимоги до якості палива - для цього типу силових установок підходять тільки високооктанові марки.
У конструкцію довелося додати інтеркулер - проміжний охолоджувач повітря, що нагнітається, щоб після нагрівання в турбіні його щільність не знижувалася. Висока температура, що виникає в ході робочого циклу, диктує строгий вибір матеріалів виготовлення деталей випускної системи, корпусних елементів компресора і лопаток турбіни. Але всі ці проблеми не заважають турбованим бензиновим двигунам купувати останнім часом все більшої популярності серед автолюбителів усього світу.