Когда включается турбина и как она работает: развенчиваем мифы
Главная » Ремонт » Двигателя
На чтение 7 мин. Просмотров 21.7k. Опубликовано Обновлено
Для увеличения мощности в двигателе внутреннего сгорания используется система турбонаддува. Как работает турбонаддув? Когда включается турбина? Какие существуют мифы о работе турбонаддува среди водителей? В статье эти вопросы будут рассмотрены.
Содержание
- Как работает турбина (турбонаддув) на автомобиле
- При каких оборотах “включается” турбина (турбоподхват)
- Почему турбина может не включиться – неисправности
- Мифы о турбонаддуве в двигателе
Как работает турбина (турбонаддув) на автомобиле
Турбина (турбонаддув) – это вспомогательная запчасть двигателя внутреннего сгорания, которая осуществляет принудительную подачу воздуха в рабочую область движка.
- Движение транспортного средства по дороге осуществляется за счет сгорания в ДВС топлива (это может быть бензин или дизель).
- Энергия топлива трансформируется в кинетическую энергию, которая передается на ходовую часть авто, что приводит к вращению колес и движению машины.
- В камере внутреннего сгорания находится не только топливо, но и кислород. При отсутствии кислорода сгорание топлива не происходит.
- Кислород в камеру внутреннего сгорания попадает из атмосферного воздуха. В случае небольшого маломощного двигателя у водителя проблем нет – топливо и воздух попадают в камеру в нужных количествах, что позволяет “выжать” максимум мощности при сгорании. Однако если человек захочет разогнаться на своем авто до больших скоростей, ему придется увеличить подачу топлива и кислорода.
С топливом проблем не возникает – у водителя есть возможность регулировать форсунки, что позволяет уменьшить или увеличить подачу бензина/дизеля.
С топливом проблем не возникает – у водителя есть возможность регулировать форсунки, что позволяет уменьшить или увеличить подачу бензина/дизеля.Увеличить подачу кислорода напрямую у водителя не получится. Самой простой способ решить эту проблему – увеличить объем камер внутреннего сгорания. Однако в таком случае увеличатся габариты машины, а также возрастут расходы топлива, что увеличит денежные расходы водителя на ТС. Но есть и другой выход – использование турбины:
- Система турбонаддува имеет вид металлической улитки, а крепится это устройство на выхлопном коллекторе двигателя. Деталь может отличаться по габаритам, весу и конструкции в зависимости от модели авто.
- Внутри турбины имеется устройство-ротор, которое представляет собой цилиндр с прикрепленными лопастями. При прохождении через лопасти отработанных газов внутреннего сгорания происходит вращение турбины.
- Это приводит к принудительному нагнетанию атмосферного воздуха в камеры внутреннего сгорания авто, что приводит к увеличению количества кислорода. За счет этого увеличивается КПД воздушно-топливной смеси.
- В систему турбонаддува также входит интеркулер. Он охлаждает поступающий атмосферный воздух, что позволяет получить более плотную однородную смесь кислорода и топлива. Это благоприятно влияет на мощность движка.
За счет этого увеличивается КПД воздушно-топливной смеси.На новых автомобилях, которые оборудованы системой турбонаддува, имеется наклейка с надписью Turbo. Это позволяет отличить обычный движок от устройства с турбиной.
При каких оборотах “включается” турбина (турбоподхват)
Многие водители убеждены, что турбина включается только на высоких оборотах, поскольку на низких влияние турбонаддува на движение они не ощущают. Это полуправда – на самом деле турбина на машине работает постоянно, однако при низких оборотах нагнетание слабое. Рассмотрим его более внимательно:
- Когда двигатель работает в режиме до 1500-2000 оборотов в минуту, выхлопные газы создают лишь небольшое давление на лопасти турбины. Поэтому кислорода в камеру внутреннего сгорания нагнетается маленькое количество, поэтому водитель не ощущает рост мощности. Это явление называют турбоямой.
- При росте мощности выше 2000 оборотов в минуту, выхлопные газы начинают оказывать действие на турбины, что приводит к ощутимому нагнетанию кислорода в ДВС. Зависимость тут прямопропорциональная – чем больше оборотов, тем сильнее будет работать турбонаддув и наоборот. Это явление называют турбоподхватом.
Это явление называют турбоямой.Обратите внимание! Многие турбины оборудуются клапаном-предохранителем, который блокирует работу устройства при очень высоких оборотах (красная зона тахометра). Это делается для того, чтобы не испортить двигатель.
Почему турбина может не включиться – неисправности
При управлении машиной с системой турбонаддува водитель может столкнуться с множеством проблем и неисправностей. Рассмотрим основные проблемы и методы их решения:
- Неисправность предохраняющего клапана. Бывает, что клапан забивается мусором или растрескивается, что приводит к блокировке работы турбины. Установить поломку достаточно просто – примерно до 3-4 тысяч оборотов клапан все еще может работать, поэтому он будет нагнетать воздух. Однако при превышении этого показателя он резко закрывает турбину, что приводит к падению мощности. Чтобы решить проблему, выключите электронные системы авто, откройте капот, отсоедините отрицательную клемму от аккумулятора, найдите турбину, отключите систему смазки и демонтируйте устройство (обычно оно располагается рядом с движком). Потом снимите клапан и осмотрите его, при необходимости – выполните очистку устройства или его замену.
- Негерметичное крепление компонентов турбонаддува. Чтобы обеспечить максимальную мощность нагнетания воздуха в ДВС, необходимо, чтобы детали турбины герметично крепились к автомобилю. В случае негерметичного крепления мощность нагнетания резко падает. Установить наличие проблемы можно по двум признакам – резкое снижение мощности и появление характерного свиста во время работы авто.
- Использование плохого масла. Для эффективной работы системы турбонаддува устройство необходимо смазывать маслом. Однако бывает так, что водитель для смазки использует дешевое некачественное масло с обилием примесей – в таком случае эффективность турбонаддува значительно снизится. Установить проблему очень просто – во время движения авто в машине появляется резкий громкий скрежет, а мощность двигателя не увеличивается при разгоне до высоких скоростей. Решение проблемы – нужно купить новое качественное масло и залить его вместо старого в автомобиль.
Установить поломку достаточно просто – примерно до 3-4 тысяч оборотов клапан все еще может работать, поэтому он будет нагнетать воздух. Однако при превышении этого показателя он резко закрывает турбину, что приводит к падению мощности. Чтобы решить проблему, выключите электронные системы авто, откройте капот, отсоедините отрицательную клемму от аккумулятора, найдите турбину, отключите систему смазки и демонтируйте устройство (обычно оно располагается рядом с движком). Потом снимите клапан и осмотрите его, при необходимости – выполните очистку устройства или его замену.
КЛАПАН УПРАВЛЕНИЯ.» src=»https://www.youtube.com/embed/Eak2IXn1OEo?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> Мифы о турбонаддуве в двигателе
Среди водителей много мифов о работе системы турбонаддува. Рассмотрим основные стереотипы и узнаем, почему они ложные:
| Миф 1 – систему турбонаддува можно снять в любой момент без негативных последствий | Конструкция и объемы камеры ДВС адаптированы под применение турбины. Если демонтировать это устройство, уменьшается крутящий момент и мощность движка, а расходы топлива увеличиваются |
| Миф 2 – двигатели с турбонаддувом ломаются гораздо чаще атмосферных | Движки с турбиной имеют такой же срок годности, что и обычные атмосферные двигатели. Чтобы снизить риск растрескивания движка при высоких скоростях, они дополнительно усиливаются металлическими листами-вкладышами в проблемных местах |
| Миф 3 – турбина быстро выходит из строя, ее придется часто менять | Согласно современным стандартам срок годности турбины аналогичен или даже немного превышает срок годности самого ДВС. При соблюдении базовых правил вождения и ухода турбонаддув будет работать столько же, сколько и сам автомобиль |
| Миф 4 – за турбиной нужен специальный бережный уход, чтобы она не ломалась | Чтобы турбонаддув работал долго, достаточно будет придерживаться базовых правил эксплуатации авто. А именно – вовремя меняйте масло, следите за уровнем давления в движке (не доводите до красной отметки), вовремя устраняйте неисправности |
На самом деле турбина работает всегда, но при небольших оборотах уровень нагнетания воздуха будет низок из-за турбоподхвата.
Подведем итоги. Турбина (турбонаддув) – это вспомогательный элемент двигателя, с помощью которого осуществляется принудительное нагнетание воздуха в камеру внутреннего сгорания двигателя.
Устройство запускается сразу же после активации двигателя, но действует правило – чем выше обороты, тем больше нагнетание (на низких оборотах нагнетание практически незаметно). Основные проблемы с турбиной – выход из строя клапана, негерметичное крепление запчасти, использование некачественного масла.
Оцените автора
Можно ли ездить на неисправной турбине? —
Мы работаем. Звоните!
ЧТО МОЖЕТ БЫТЬ ПОЛЕЗНО ВАМ?
Полезные знания
12. 01. 2022
Какие риски ожидают при самостоятельном ремонте турбины
Турбокомпрессор – надежный механизм, однако со временем он, как и другие системы автомобиля, выходит из строя. Вы заметите “падение” наддува и тяги, двигатель станет быстрее перегреваться, во время его работы может слышаться свист, стук и даже вой. Опытный автовладелец быстро определит источник проблемы и, скорее всего, захочет осуществить ремонт турбины своими руками.
С одной стороны, […]
Подробнее
10. 01. 2022
Почему свистит турбина – разбираем причины поломки
Иногда при работе турбокомпрессора слышится свист. Он может быть совершенно безопасен и не требовать ремонта. А может сигнализировать о наличии проблем. Чтобы разобраться в природе и причинах свиста, давайте сначала вспомним о принципе работы турбины. А затем проанализируем, когда возникают нехарактерные звуки, о чем они сигнализируют и что с этим делать. Когда свист турбины не […]
Подробнее
05. 01. 2022
Виды турбин на автомобиле: в чем отличия
Все автомобильные турбокомпрессоры работают за счет использования энергии отработавших выхлопных газов. Принцип работы у них общий, а вот конструктивные особенности отличаются. Поэтому, прежде чем рассматривать типы турбин для авто, лучше сначала разобраться, как они функционируют. Это поможет понять отличия того или иного типа. Как работают турбины? Их устройство и принцип действия направлены на поступление в […]
Подробнее
12.
01. 2022
Какие риски ожидают при самостоятельном ремонте турбины
Турбокомпрессор – надежный механизм, однако со временем он, как и другие системы автомобиля, выходит из строя. Вы заметите “падение” наддува и тяги, двигатель станет быстрее перегреваться, во время его работы может слышаться свист, стук и даже вой. Опытный автовладелец быстро определит источник проблемы и, скорее всего, захочет осуществить ремонт турбины своими руками. С одной стороны, […]
Подробнее
10. 01. 2022
Почему свистит турбина – разбираем причины поломки
Иногда при работе турбокомпрессора слышится свист. Он может быть совершенно безопасен и не требовать ремонта. А может сигнализировать о наличии проблем. Чтобы разобраться в природе и причинах свиста, давайте сначала вспомним о принципе работы турбины. А затем проанализируем, когда возникают нехарактерные звуки, о чем они сигнализируют и что с этим делать. Когда свист турбины не […]
Подробнее
05.
01. 2022
Виды турбин на автомобиле: в чем отличия
Все автомобильные турбокомпрессоры работают за счет использования энергии отработавших выхлопных газов. Принцип работы у них общий, а вот конструктивные особенности отличаются. Поэтому, прежде чем рассматривать типы турбин для авто, лучше сначала разобраться, как они функционируют. Это поможет понять отличия того или иного типа. Как работают турбины? Их устройство и принцип действия направлены на поступление в […]
Подробнее
Автомобиль с турбинным двигателем разгоняется как реактивный
Новости науки
Компания Jaguar совместно с Bladon Jets недавно представила гибридный концептуальный автомобиль C-X75, который может разгоняться от 0 до 62 миль в час за невероятные 3,4 секунды.
/ Источник: Discovery Channel от 0 до 62 миль в час за блистательные 3,4 секунды.
Автомобиль питается от двух новых микроразмерных газотурбинных двигателей, которые немного больше и длиннее человеческого предплечья. Реактивные двигатели питают четыре электродвигателя, что дает автомобилю запас хода 560 миль.
«Установить газовые турбины в автомобиле было давно мечтой; автомобильная промышленность пытается это сделать уже более 50 лет», — сказал Гэри Лэмб, директор Bladon Jets. «Только сейчас у нас есть жизнеспособное предложение».
Для большинства людей газотурбинный двигатель представляет собой огромный цилиндр, закрепленный болтами под крылом коммерческого авиалайнера, хотя они также широко используются в стационарных силовых установках.
ЗЕЛЕНАЯ ПЛАНЕТА: электромобили будущего
Газовая турбина в движении или на месте работает одинаково. Лопасти вращаются, всасывая воздух и сжимая его. Впрысните и зажгите топливо, и в результате выброс горячего газа может привести в движение самолет или выработать электричество для энергосистемы.
Каким бы ни было применение, турбины наиболее эффективно превращают топливо в энергию, когда они работают с высокой скоростью, высоким давлением и высокой температурой, сказал Фредик Эрих, эксперт по турбинам из Массачусетского технологического института. Это одна из причин, почему газовые турбины так хорошо работают в самолетах; кроме руления, посадки или взлета, двигатель работает при высоком давлении, высокой мощности и высокой температуре.
Однако автомобили не ездят постоянно. Они начинают, они останавливаются. Они ползут в многокилометровых пробках на межштатной автомагистрали. По словам Эриха, автомобиль, оснащенный газотурбинным двигателем, который должен включаться и выключаться каждый раз, когда водитель нажимает или отпускает педаль газа, снижает эффективность использования топлива.
Так как же они создали газотурбинный двигатель, который экономит топливо, но при этом может разогнаться до 62 миль в час за 3,4 секунды?
Независимо от того, сидите ли вы на знаке остановки или уходите от него, двигатель Bladon постоянно вращается с поразительной скоростью 80 000 оборотов в минуту.
Обычный автомобиль, напротив, может развивать только несколько тысяч оборотов в минуту.
Но в отличие от реактивного двигателя, в котором выхлопные газы физически толкают самолет, горячие газы, выбрасываемые из двигателя Бладона, не толкают машину вперед. Вместо этого выхлопные газы от этих 80 000 оборотов в минуту используются для выработки электроэнергии, которая хранится в литий-ионной батарее.
Затем это электричество поступает в четыре электродвигателя, по одному на каждое колесо, которые продвигают автомобиль вперед на 100 миль только за счет электрического заряда или до 560 миль с включенными турбинами. Турбины также могут сжигать различные виды топлива.
Jaguar — не единственная компания, стремящаяся коммерциализировать газотурбинные двигатели в автомобилях, — сказал Джорджио Риццони, директор Центра автомобильных исследований Университета штата Огайо. Калифорнийская компания Capstone Turbine Corporation размещает свои микротурбинные двигатели в автобусах и автомобилях.
Турбины, как правило, не очень хорошо масштабируются, сказал Риццони, это еще одна причина, по которой они не прижились в автомобилях, но если Capstone и Bladon придумали способ сделать это, это может привести в действие новое поколение микротурбин… оборудованные электрические гибридные автомобили.
«Они должны быть недорогими, надежными и воспроизводимыми», — сказал Риццони. «Но если они смогут сделать это с помощью микротурбин, тогда у них появится конкурент на автомобильном рынке».
Эрик Блэнд
Как Chrysler преподал урок ленивым водителям автомобилей с турбинами
Предоставлено Стивом Лехто
В 1963 году Chrysler провел один из величайших рекламных трюков всех времен, предоставив широкой публике парк автомобилей с турбинами. Наряду с широкой рекламой, которую они получили, они сделали это, чтобы доказать, что технология достаточно удобна для обычных потребителей. Но были ли обычные люди действительно готовы к турбинным технологиям? Да, хотя в автомобилях был один маленький механизм безопасности, чтобы защитить их от обычного потребителя, который не мог следовать инструкциям.
Компания Chrysler начала выпускать автомобили с газотурбинным двигателем в 1953 году и почувствовала, что к 1963 году у них достаточно усовершенствованная технология для использования потребителями. водители поймут. Рулевое колесо, педали газа и тормоза, а также приборы, которые выглядели знакомыми, хотя их номера были немного другими. Одним из преимуществ программы было то, насколько легко потребители могли адаптироваться к новой технологии.
Предоставлено Стивом Лехто
Однако был один момент, который беспокоил инженеров по турбинам Chrysler. В то время водители в более холодном климате нередко заводили свои машины, а затем давили на газ, чтобы помочь машине «разогреться». И многие автомобили также требовали от водителя один раз нажать педаль газа перед запуском. Турбинные двигатели в автопарке Chrysler были спроектированы таким образом, чтобы оператор вообще не касался педали газа. Водитель поворачивал ключ и позволял стартеру творить свое волшебство. Турбина срабатывала, раскручивалась до нужной скорости, и тогда машина могла двигаться.
Техники, которые доставляли автомобили с турбинами потребителям, очень подробно объясняли пользователям все это, объясняя, что любое использование педали газа до того, как двигатель разогнался, будет вредно для турбины. Но поскольку Chrysler знал, что потребители могут рассчитывать на то, что они будут делать то, что им не положено, они установили устройство для наказания потребителей, нарушивших эти инструкции.
Если двигатель не запускался должным образом после того, как переключатель зажигания был переведен в правильное положение, переключатель щелкал, отключая двигатель. Возможные причины щелчка переключателя? Водитель нажимал на газ во время запуска автомобиля или до того, как двигатель работал на холостом ходу. Также возможно, что двигатель мог не запуститься из-за какой-то проблемы, не связанной с водителем. Но давайте посмотрим правде в глаза: скорее всего, это была ошибка оператора.
Все это было объяснено в инструкции к перчаточному ящику, прилагаемой к машине:
Перед тем, как «повернуть ключ» в этом новом автомобиле, ознакомьтесь с его новым автоматическим запуском по таймеру.
Вы просто поворачиваете ключ и отпускаете его, после чего все функции выполняются автоматически. Если двигатель не запускается в заданное время, он выключается, очищая себя от несгоревшего топлива. Затем необходимо вручную сбросить таймер пускового цикла, расположенный в крышке реле над левым крылом, прежде чем снова повернуть ключ.Инженеры и конструкторы Chrysler, занимающиеся турбинами, могли бы разместить переключатель реле таймера пускового цикла в удобном месте, например, на приборной панели. Но послужит ли это сдерживающим фактором для тех, кто ездит на дорогой машине, которую они бесплатно получили от крупной корпорации? Нет, инженеры разместили переключатель «Сброс таймера» под капотом автомобиля. Чтобы попасть туда, водителю нужно было открыть капот, выйти из машины, поднять капот и затем щелкнуть выключателем. Затем закройте капот и снова войдите в машину. Мы надеемся, что все добавленные шаги помогут научить нетерпеливого водителя следовать инструкциям.
Courtesy Steve Lehto
Я брал интервью у нескольких людей, которые работали над программой на протяжении многих лет, и все они смеялись, когда я спрашивал их о том, почему переключатель был помещен именно в это место.