В чем разница между турбинами на бензиновом и дизельном двигателях?
Многие автолюбители задаются вопросом: в чем разница между турбинами на бензиновом и дизельных двигателях и есть ли она вообще?
Ответ: разница есть, и связана она с несколькими основными факторами.
Первый фактор – температурные диапазоны работы двигателей и температура выхлопных газов. Второй фактор – разница в принципе работы двигателей. Бензиновый использует искровой поджиг легко воспламеняемой топливной смеси, а в дизельном моторе воспламенение происходит за счет впрыска топлива в раскаленный и сжатый воздух. При этом средняя температура горения дизельного топлива в цилиндрах ниже, чем у более легкого бензина.
В чем конструктивная разница?
Турбокомпрессоры, которые производятся для бензиновых двигателей, а именно их турбинная часть (корпус турбины), изготавливаются из материалов, более устойчивых к высоким температурам, – из жаропрочного чугуна с высоким содержанием никеля.
Второй момент – конструкция системы управления давлением наддува. В современных турбокомпрессорах для дизельных ДВС повсеместно используются системы с изменяемой геометрией соплового аппарата (VNT, VTG, VGT). Это позволяет точно и на любых режимах работы двигателя создавать необходимое давление воздуха. На турбинах бензиновых моторов установить данную систему, как правило, невозможно из-за ее недостаточной термостойкости, так как температура выхлопных газов бензиновых ДВС в среднем на 200-300 °C (или на 20-40%) выше, чем у дизельных. Поэтому на бензиновых турбинах обычно используется перепускной клапан (wastegate), который отводит часть газов мимо турбинного колеса. Эта система проще и более термостойка.
В итоге из-за особенностей бензиновых и дизельных двигателей мы получаем интересный результат.
Турбокомпрессоры для дизельных двигателей более эффективны на низких и средних оборотах, так как оснащены более совершенным механизмом управления наддувом (VGT). Турбокомпрессоры для бензиновых ДВС изготовлены из более дорогих материалов, но их система управления (wastegate) менее гибка. Поэтому на современных высокопроизводительных бензиновых моторах для достижения максимальной отзывчивости и мощности иногда используют сразу несколько турбин (например, twin-turbo или bi-turbo) или комбинированные наддувы (турбина + механический нагнетатель), а иногда их количество может доходить до четырех. В дизельных же двигателях чаще всего достаточно одной турбины с изменяемой геометрией.
Какой можно сделать вывод?
- Данные типы турбокомпрессоров имеют существенные технические отличия и без серьезных доработок не могут быть взаимозаменяемы.
- Турбокомпрессоры современных дизельных ДВС с изменяемой геометрией более эффективны на низких оборотах, точнее настраиваются, но менее термостойкие.
- Бензиновые турбины изготовлены из более дорогих и жаропрочных сплавов, но их традиционная система управления (wastegate) менее эффективна для поддержания давления на низких оборотах. Для компенсации этого недостатка на мощных двигателях все чаще используется несколько турбин или комбинированные системы наддува.
МастерТурбо Москва.
Роман Дмитриев.
г. Москва ул. Автомоторная 1/3