Турбонагнетатель можно представить в качестве компрессора, работа которого заключается в нагнетании воздуха, а его привод выполняется за счет энергии отработанных газов. О том, как устроен этот узел автомобиля и принципе его работы будет идти речь далее.
Как он работает.
Принцип его работы очень прост. Ротор и прикрепленное к нему колесо центробежного компрессора начинают свое вращение с одинаковой частотой за счет выхлопных газов, вырабатываемых сгоревшим топливом. От вырабатываемой этими газами энергии увеличивается частота вращения колес турбины и работа компрессора, а от объема воздуха зависит и количество сгораемого бензина, таким образом повышая мощность мотора.
В конструкцию многих турбонагнетателей встроен механизм, с его помощью можно изменять работу турбины. В добавочном кольце, располагаются лопатки, которыми можно манипулировать. За счет этого поток газов можно удерживать в постоянной величине и он поддается управлению по своему усмотрению. Небольшие обороты и малый поток снижают сечение турбины, это увеличит напор поступления газов, тем самым увеличивая мощность турбины. Большие обороты позволяют полностью открыть вход для поступления выхлопных газов.
Это манипулирование позволит увеличить эффективность турбонагнетателя и значительно снижает расход топлива.
Достоинства и недостатки.
В сравнении с механическим нагнетателем, привод которого осуществляется от коленвала и он отбирает мощность у мотора, турбонагнетатель использует энергию, не отбираемую у какого-либо узла и считается более предпочтительным.
Также турбонагнетатель может вырабатывать мощность больше 300 л.с. С помощью такого нагнетателя мотор получает прибавку к мощности более 40% и становятся экономичнее. Не высокий КПД мотора объясняется потерей усилий на трение. Увеличение габаритов двигателя повышает и потери. Менее габаритные моторы с турбонаддувом в этом случае пользуются большим спросом.
Как и другие узлы, турбонагнетатели имеют и недостатки. Самый заметный – это «турбояма». Она возникает из-за отсутствия механического контакта компрессора с двигателем, это сказывается на том, что мощность, которая задается водителем при нажатии педали газа, несоответствует с возможностями компрессора.
Также турбонаддувы имеют низкую эффективность при небольших оборотах мотора, но эта проблема легко решается установив турбину с регулируемой геометрией, еще можно установить 2 турбины, которые будут работать одновременно, эта система называется bi-turbo. Такие решения повышают отдачу нагнетателя.
Нужно заметить, что турбокомпрессор имеет такие же минусы, какие и механический наддув. Чтобы он работал эффективно нужна большая частота вращения, нагревается до 1,000С, его сложно смазать и отвести тепло. Из-за повышенной температуры воздух тоже нагревается и охладить его становится проблематично.
Турбонагнетателю потребуется клапан, чтобы спускать лишнее давление. Что касается турбины, то она еще более проблематична. Необходимо перепускание выхлопных газов, для снижения лишнего давления и исключения достижения аварийной частоты работы ротора при больших оборотах мотора.
Перед полным отключением турбина должна 2-3 минуты поработать на холостом ходу, она остынет и затем ее можно полностью остановить. Можно использовать турботаймер, он позволит после выключения зажигания заглушить мотор спустя какое-то время, его можно установить самостоятельно или установить отключение двигателя в зависимости от его температуры.
