Современный двигатель внутреннего сгорания должен обладать набором внушительных характеристик, которых традиционным конструктивным способом достигнуть все сложнее. Для достижения больших мощностей применяется система принудительного нагнетания воздуха, или турбонаддув.
Турбонаддув – вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработанных газов. Применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. Наиболее эффективен на дизельных двигателях из-за высокой степени сжатия двигателя и относительно невысокой частоты вращения мотора.
Для понимания действия турбонаддува следует знать, что для работы двигателя используется не только топливо, но и воздух. После попадания в камеру сгорания топливовоздушной смеси, происходит ее сгорание. По завершении рабочего цикла выхлопные газы удаляются. Но, при использовании турбонаддува, выхлопные газы вращают турбинное колесо, которое через вал мотора вращает компрессорное колесо. Оно сжимает воздух и нагнетает его в интеркулер, где он охлаждается и поступает в цилиндры двигателя.
Преимуществами работы такой системы являются:
- Дополнительная мощность двигателя. Турбонаддув позволяет нагнетать больше воздуха, чем обычная система;
- Оптимизация соотношения массы двигателя и веса автомобиля. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя без увеличения рабочего объема и количества цилиндров. В результате, даже лёгкие моторы могут давать больше мощности;
- Экономичность. Если сравнивать показатели расхода топлива турбированного мотора и атмосферного двигателя, то разница будет очевидной. Один рабочий цикл турбированного мотора затрачивает меньше топлива, за счет повышения полноты его сгорания. Получается, что сгорает обедненная смесь, негативные факторы которой компенсируются избыточным давлением.
Недостатками системы в свою очередь являются:
- Провал в динамике разгона. Это связано с тем, что для создания необходимого давления на впуске требуется время;
- Повышенная температура. Сжатие воздуха связано с его нагревом, а это негативно сказывается на работе двигателя.
Таким образом, турбонаддув является отличным способом повышения мощности двигателя за счет оптимизации использования выхлопных газов. К тому же, работы по улучшению системы ведутся и по сей день, что наглядно демонстрирует ее огромный потенциал.