Турбокомпрессор или турбочарджер состоит из 2-х крыльчаток, одна перед поступлением воздуха в двигатель (холодная часть турбокомпрессора), а вторая уже после выхода газов из двигателя (горячая, собственно турбина). Эту вторую приводят во вращение выхлопные газы. И уже она вращает переднюю, которая жестко с связана с задней и нагнетает дополнительный воздух в двигатель. Соответственно, может быть больше сожжено топлива. В итоге больше мощность и больше выхлопных газов.
Система построена так, что чем больше давление выхлопных газов, тем быстрее может вращаться турбина. А чем быстрее вращается турбина, тем больше нагнетается воздуха. Чем больше воздуха, тем больше выхлопных газов. И далее по кругу. Чтобы турбокомпрессорный двигатель не превратился в турбореактивный, устанавливается ограничивающий обороты перепускной клапан, который сбрасывает часть давления выхлопных газов.
Это замечательная система, которая находит применение уже отработанным газам и увеличивает не только мощность и крутящий момент, но и КПД двигателя. Кому мало этой прибавки, могут обратить внимание на турбокомпаунд, о котором в этой мы поговорим уже в другой статье.
Но у этой замечательной системы есть несколько неприятных недостатков, которые делают покупку автомобилей с такими двигателями не столь желанной. Столь очевидных недостатков, как сложность и цена касаться не будем.
Во-первых, печально известная турбояма или турболаг. Суть ее в том, что прирост мощности происходит с задержкой. Более того, до тех пор, пока двигатель не переработал с помощью дополнительного объема воздуха большее количество топлива, мощность может быть даже чуть ниже, чем у двигателя без турбины. Ведь, устанавливая на пути отработанных газов препятствие в виде крыльчатки, мы ухудшаем условия выпуска газов. Задержка может составлять от одной десятой секунды до нескольких секунд.
Поэтому иногда для владельцев мощных, но малообъемных турбированных двигателей создается нелепая ситуация. На низких оборотах автомобиль едет как малолитражка, а если утопить педаль в пол, то мало того, что автомобиль реагирует с задержкой, но и сама мощность турбоподхвата настолько большая, что автомобилем становится очень сложно или даже невозможно управлять в потоке машин. В итоге оценить преимущества такого авто водитель может только на незагруженной трассе или на соревнованиях.
Один из приемов решения проблемы турболага — пауэрбокс. Он изменяет режим работы двигателя в зависимости от поступающих сигналов от топливного датчика. Применение пауэрбокса снижает расход топлива и позволяет произвести настройку устройства под конкретные задачи. Из стандартных эффективных способов борьбы с эффектом турбоямы — применение турбины с изменяемой геометрией. Еще один способ — дополнительный механический компрессор для перекрытия зоны турболага.
Интересное решение от Вольво — 2-хлитровый баллон со сжатым воздухом, из которого при открытии дросселя воздух движется сразу к цилиндрам. Это полностью исключает задержку.
Следующая проблема — масляное голодание. Выделим 3 пункта:
- Быстрое масляное голодание возникает в случае резкой утраты турбиной возможности смазываться проточным маслом. Это может быть вызвано обрывом маслоподводящей трубки, ее перегиба, резким уменьшением производительности масляного насоса, отсутствия масла в системе смазки, «сухой пуск».
- Медленное масляное голодание — постепенный износ деталей турбины из-за постоянной небольшой нехватки масла.
- Периодическое масляное голодание связано с неправильной эксплуатацией турбированных двигателей. Основная причина такого масляного голодания — остановка двигателя после активной эксплуатации.
Отсюда меньший срок жизни турбины, частая замена масла, чувствительность к качеству масла.
Источник:
https://akross-oil.ru/blog/2020/05/08/chto-nuzhno-znat-o-turbodvigatele-i-turbolage/