Нет ничего идеального: мы всегда можем сделать что-то лучше, дешевле, эффективнее и экологичнее. Правда, не всегда всё сразу. Возьмите двигатель внутреннего сгорания - первый современный образец, известный как двигатель Отто, был создан в 1876 году и с тех пор лучшие умы трудятся над совершенствованием технологий. Один из способов сделать двигатель мощнее - установить турбокомпрессор - пару вентиляторов, которые используют отработанную мощность выхлопных газов из задней части двигателя, чтобы впихнуть больше воздуха в переднюю часть, что, согласитесь, весьма изящно. Мы все слышали о турбинах, но как именно они работают?
Итак. Как это работает?
Вы не раз видели, как машины летят мимо, оставляя позади сизый дым. Очевидно, что выхлопные газы загрязняют воздух, но вот что НЕ очевидно - они тратят впустую энергию. Выхлопная система представляет собой смесь горячих газов,что будут выброшены прочь, и вся энергия, которую они содержат, просто рассеется. Разве не лучше её использовать? Именно это и делает турбокомпрессор.
Двигатель внутреннего сгорания взрывает топливо-воздушную смесь в цилиндрах, что приводит в движение поршни, которые через коленвал и трансмиссию вращают колеса автомобиля.
Когда поршень совершает обратный ход, он выталкивает продукты сгорания из цилиндра в виде выхлопа. Уровень мощности, которую выдаёт автомобиль, напрямую связан с тем, как быстро его двигатель сжигает топливо. Чем больше у вас цилиндров и чем они объёмнее, тем больше топлива можно сжечь за единицу времени. Вот почему спортивные автомобили обычно имеют восемь, а то и двенадцать цилиндров. Другой вариант - использовать турбокомпрессор, чтобы сжигать топливо ещё быстрее. Турбина - это простой и дешевый способ получить больше мощности от того же мотора!
“Нет, вы скажите, как именно это работает!” - J. C. Maxwell.
Если вы знаете, как устроен реактивный двигатель, вы на полпути к пониманию принципа работы турбины. Что, нет? Допустим, реактивный двигатель всасывает холодный воздух и сжимает его в камере, где он сгорает вместе с топливом, а затем выбрасывает из сопла горячий воздух, толкая технику вперёд.
Турбокомпрессор работает по схожему принципу. Он использует выхлопные газы для привода вала турбины, который вращает крыльчатку компрессора, нагнетая воздух в цилиндры и позволяя им сжигать больше топлива.
Турбокомпрессор - это фактически две маленьких мельницы (также называемых крыльчатками), сидящих на одном и том же металлическом валу. Колесо турбины находится в выхлопном потоке, который и вращает лопасти турбины и сам вал. Второе колесо - колесо компрессора, тут же приходит в движение. Оно установлено внутри системы впуска, поэтому, когда вращается, оно под высоким давлением подаёт воздух в цилиндры.
Однако, у нас небольшая проблема. Если вы сжимаете газ, вы делаете его более горячим (велосипедный насос нагревается, когда вы накачиваете шины). Горячий воздух менее плотный (поэтому теплый воздух поднимается над радиаторами) и менее эффективен при сгорании топлива, поэтому было бы недурно его охладить (помним про КПД и смысл затеи). Чтобы охладить его, направим по патрубкам в интеркулер. Это сработает.