Существующие в настоящее время разновидности турбонаддува позволяют обеспечить существенное увеличение мощности силового агрегата и не сказываются отрицательно на надежности двигателя.
Одним из эффективных способов увеличения мощности двигателя является использование турбонаддува, что позволяет без внесения каких-либо серьезных доработок в конструкцию мотора получить значительную прибавку в лошадиных силах. Поговорим поподробнее о том, какие бывают типы турбонаддува и что нужно знать о современных форсированных двигателях.
Классический турбонаддув
Конструкция турбонагнетателя в форме улитки была разработана в середине прошлого века и до сих пор используется многими автопроизводителями. Состоит она из так называемой улитки, внутри которой находятся две крыльчатки. Эти крыльчатки контактируют с горячими отработанными газами, приходят в движение, после чего начинают загонять воздух обратно в двигатель, повышая его давление и обеспечивая максимально возможную отдачу.
До недавнего прошло в почете были крупноразмерные классические турбины улитки, которые позволяли поднять мощность двигателя до 450 лошадиных сил. Однако подобные конструкции всё же имели определенные недостатки. Дело в том, что их установка на двигателе существенно уменьшала моторесурс мотора, кроме того такая конструкция не отличалась надежностью и требовала частого ремонта. Да и размеры такого турбонагнетателя были таковы, что расположить двигатель с дополнительной турбо в небольшом подкапотном пространстве было затруднительно.
Твинскрольная турбина
Твинскрольная турбина — это улучшенная классическая конструкция, в которой имеется горячая улитка с расположенными внутри неё параллельными каналами различного диаметра. Каждый из таких каналов обеспечивает сжатым воздухом свою половину цилиндров, при этом имеется возможность получения необходимого давления уже при минимальных оборотах двигателя. Твинскрольная турбина широко используются на современных малообъемных двигателях, где ценятся их компактные габариты, возможность получения отличной мощности уже при минимальной тяги, а также простота такой конструкции.
Турбины с изменяемой геометрией
Это современная разработка, которая позволяет обеспечить максимально возможную эффективность работы надува. Основой такой турбины является крыльчатка с лопатками, форма которых изменяется в зависимости от оборотов двигателя. Крыльчаткой управляет специальный электропривод, который способен менять угол атаки турбины, обеспечивая оптимальную мощность на всём диапазоне оборотов двигателя.
Одним из преимуществ данной технологии является возможность обеспечения ровной тяги без провалов и так называемой турбо ямы на всём диапазоне оборотов. То есть, фактически водитель получает необходимую ему тягу уже буквально с одной полторы тысячи оборотов двигателя в минуту. Сами турбины отличаются компактными габаритами, что позволяет использовать их с небольшими по объему двигателями. Однако подобная конструкция не лишена определенных недостатков. В первую очередь, это сложность устройства турбины, в которой может часто выходить из строя как сам электропривод, так и крыльчатки с изменяемой геометрией лопаток.
Механические нагнетатели
Механические нагнетатели стали использоваться еще до разработки классического турбонаддува. Достаточно часто такие турбины называют суперчарджерами или компрессорами. Это устройство располагается обычно в развале блока цилиндров, а лопасти ротора вращаются за счёт ременного или цепного привода с коленвалом. Забор воздуха осуществляется через соответствующий фильтр, после чего винтообразным ротором сжимается, охлаждается в интеркулере и подается в цилиндры.
Основным преимуществом такого механического нагнетателя в сравнении с классическим турбонаддувом является получение необходимой мощности двигателя даже на холостых оборотах. Турбояма у таких моторов не отмечается, при этом вся конструкция нагнетателя не отличается сложностью, соответственно, она надежна и долговечна.
В то же время необходимо сказать, что использование нагнетателей ограничено самим принципом работы таких агрегатов. Дело в том, что привод нагнетателя выполняется напрямую от коленвала, соответственно на этом отбирается часть мощности двигателя. То есть, увеличивать размер нагнетателя и его давление не имеет смысла, так как чем больше будет ротор у данного устройства, тем сложнее его раскрутить, и тем больше будет отобрано мощности у двигателя на привод нагнетателя.
Электрический наддув
В начале двухтысячных годов автопроизводители стали активно внедрять различные автоматические системы управления. Компьютеры стали отвечать за работу тех или иных узлов и компонентов автомобиля. Соответственно, появился электрический компрессор, в котором крыльчатка приходит в движение от электромотора. Конструкция такого наддува чрезвычайно проста, а всю энергию турбина получает от аккумулятора, то есть, фактически какой-либо мощности на привод не теряется.
Автоматический блок управления электронной турбины будет следить за показателями оборотов двигателя, внося соответствующие корректировки в работу наддува. Тем самым обеспечивается оптимальная мощность двигателя, вне зависимости от текущего показателя оборотов. В то же время необходимо сказать, что, несмотря на все возможные преимущества такой технологи, она имеет ограниченное применение, так как конструктивно сложно разработать надежную и долговечную турбину. На сегодняшний день только автопроизводитель компания Audi устанавливает на свои спортивные автомобили такую систему электрического надува, которая на мощных моторах работает в паре с классическими турбинами. На низких оборотах двигателя используется электронагреватель, а по мере увеличения оборотов в дело вступают уже мощные классические турбины.
Двойной параллельный наддув
Любой механик вам подтвердит, что лучше использовать две небольших по размеру турбины, чем одну большую. Именно поэтому многие автопроизводители используют на своих V-образных двигателях систему Twin Turbo, в которых оба компрессора работает параллельно друг с другом, и отвечают за обеспечение сжатым воздухом своего блока развала цилиндров. Небольшой размер таких турбин позволяет снизить их инерцию, обеспечивая получение качественной тяги уже с самых низких оборотов.
Последовательный Twin Turbo
Это достаточно интересная разработка мотористов от BMW, которая стала активно использоваться другими производителями. В данном случае используется две небольших по своему размеру турбины, каждая из которых активируется автоматикой при достижении определенных оборотов двигателя. То есть, на низких оборотах работает одна турбина, а при большем ускорении в работу включается вторая, позволяя обеспечить максимально возможное ускорение автомобиля.
