Привет, мой дорогой читатель, сегодня мы разберем такую немаловажную тему как турбо двигатели.
Технология применения турбонагнетателя появилась довольно таки давно, но массово начала появляться относительно недавно. Причина в том, что раньше все автопроизводители гнались за увеличением рабочего объема двигателя (если русским языком: мерились своим "достоинством"), то сейчас все борются за экологичность своих агрегатов. Если раньше расход топлива был не на первом плане, то сейчас все очень сильно поменялось. Причина этому проста: нефть не бесконечна. Но почему выбор пал именно на турбированные двигатели? Сейчас все объясню.
Дело в том, что двигатель использует не полный потенциал топлива, и часть его попросту выплескивается в выхлопную трубу. Так почему же не использовать эту энергию во благо?
Принцип работы турбонагнетателя очень прост, хоть и кажется, что это сложная система.
Как устроена турбина.
Выхлопные газы выталкиваются двигателем и раскручивают горячую часть (крыльчатку) турбины (горячая, потому что выхлопные газы имеют температуру под 700-800 градусов). На другой стороне турбины имеется холодная часть (тоже крыльчатка, они соединены одним валом), она же в свою очередь, раскручиваясь, нагнетает воздух в двигатель.
Сейчас будет очень грубое объяснение работы. Двигатель по сути является насосом, он качает воздух с топливом. К примеру засосал он в себя 2 кубометра воздуха, а выплюнул уже 20 кубометров. Почему так происходит? Да все просто: во время взрыва топливно-воздушной смеси внутри двигателя, она расширяется в десятки раз. Так вот этот огромный напор газов и раскручивает турбину, и она уже под большим давлением, чем может всосать мотор, нагнетает свежий воздух в двигатель.
Вот и весь принцип работы турбины.
Но почему за этим стоит будущее? Да все просто. Автопроизводителям не нужно использовать огромные двигатели, чтобы получить большую мощность. Достаточно на маленький мотор поставить турбину и она прибавит мощности в 1,5-2 раза. При этом механических потерь, из-за которых будет увеличиваться расход, будет меньше, по сравнению с большими и тяжелыми двигателями.
Взять к примеру маленький 1,4 литровый мотор. Без турбины максимально возможная мощность такого агрегата не больше 110 л/с (имеется в виду гражданский вариант, а не спортивный). Но если поставить на него турбокомпрессор, то показатель мощности увеличится до 180-230 л/с. Не плохо, правда? А вот чтоб добиться таких показателей от атмосферного (без турбины) двигателя нужно использовать намного больший объем агрегата, примерно 2,5 литра рабочего объема. Что неминуемо влечет за собой увеличение веса агрегата, бОльшие механические потери и соответственно увеличение расхода.
Так же, с применение турбонагнетателя можно увеличить мощность в десятки раз. Давным давно спроектировали двигатель от BMW, с рабочим объемом в 1,5 литра, и поставили на него очень большую турбину и добились от этого мотора ошеломляющих 1500 л/с. Вот этот малыш.
Как можно увидеть, турбина у него почти с сам двигатель. Рабочее давление у этого мотора около 5-6 бар. Для сравнения, в современные турбомоторы нагнетается в среднем от 0,5 до 1 бара воздуха в избытке.
В следующей статье мы разберем отличия между компрессором и турбиной.