Механический нагнетатель воздуха для автомобиля своими руками: Механический нагнетатель воздуха для автомобиля: своими руками

Содержание

Турбина на ваз 2109 своими руками

Одной из возможностей продлить жизнь старому автомобилю, например любому ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112, является его тюнинг. Конечно, речь в данном случае идет не об установке новых дисков и чехлов, а в первую очередь о повышении мощности двигателя. И один из самых простых и вполне доступных вариантов обеспечения этого – установить на мотор механический нагнетатель своими силами.

Механический нагнетатель на ВАЗ – за и против

Чем больше мотор и чем больше в нем цилиндров – тем выше его мощность. Таков самый первый вывод при наблюдении за моторами и машинами. Но это не всегда именно так. Чем больше топлива сгорает в цилиндрах двигателя, тем большую мощность он способен показать. Но объем цилиндров конечен, а мощность хочется иметь повышенную. Вот в этих случаях на помощь приходит механический нагнетатель воздуха.

Принцип его действия чрезвычайно прост и работает на любых автомобилях, в том числе семейства ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112 – он обеспечивает подачу дополнительного воздуха в мотор, в результате чего:

  • увеличивается продувка цилиндров, и они лучше освобождаются от остатков сгоревшего топлива;
  • в цилиндры мотора попадает больше топлива, что обеспечивает получение большей мощности;
  • повышается степень сжатия, что также дает прирост мощности.

Такой подход практически похож на режим турбо, применяемый на дизелях. Только там для этих целей используется турбонагнетатель, приводимый в действие выхлопными газами, а в этом случае – механический нагнетатель воздуха, который ремнем связан с коленвалом двигателя. Такой подход гораздо проще, подача воздуха зависит от оборотов двигателя, чем они выше, тем его поступает больше; а также не требует обеспечения режимов работы турбины и может быть выполнен своими руками на любом автомобиле ВАЗ.

Не стоит забывать, что вами производится форсирование двигателя ВАЗ, будь то любая его модель 2107, 2106, 2114, 2112, работа должна выполняться комплексно, и только тогда возможно получение ожидаемого результата. Однако это не такая уж и большая плата за прирост мощности.

Как установить воздушный нагнетатель своими руками

Существует несколько подходов, позволяющих установить механический нагнетатель воздуха на автомобили семейства ВАЗ своими руками.

Это изготовление самим такого устройства, обеспечивающего режим турбо или форсирование двигателя, или использование готового КИТ-набора.

Самодельный нагнетатель на ВАЗ

При таком подходе определяющим будет механический нагнетатель воздуха. Именно от него зависит вся будущая конструкция. Главное – найти соответствующий требованиям воздушный нагнетатель от импортного автомобиля, или придется использовать самодельный. Возможно и такое, причем в этом случае применяются подходящие детали и узлы от совершенно неожиданных устройств, например, пылесоса.

Изготавливая подобный самодельный воздушный нагнетатель, необходимо учитывать буквально все – габариты, вес, размещение в подкапотном пространстве, как и где будет располагаться приводной шкив и ремень, производительность этого устройства, режимы работы (кратковременный или продолжительный), возможность смазки и многое, многое другое.

После того, как появится ясность с компрессором, необходимо рассчитать реализацию турбо режима для двигателя.

Даже приведенный далеко не полный перечень вопросов показывает, что изготовить самодельный воздушный нагнетатель на ВАЗ любого семейства, хоть 2107,2106, хоть 2114, 2112, достаточно сложно, но возможно. Примером может послужить фото, показывающее, что такая работа успешно выполнена. Правда, это не ВАЗ, но важен сам факт – изготовить самодельный воздушный компрессор, в котором его приводной узел подсоединен к коленвалу двигателя, – возможно.

Приводной нагнетатель своими руками – из КИТ-набора

Да, есть в продаже такие комплекты, позволяющие своими руками реализовать режим турбо в автомобилях ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112. Как правило, он включает в себя все нужное для сборки и установки подобного устройства на автомобиль – сам компрессор, ремни, приводной узел, кронштейны и воздуховоды. Что собой представляет подобный комплект, позволяет понять приведенное фото.

В качестве достоинств реализации режима турбо таким образом, стоит отметить его заточенность именно на автомобили ВАЗ той или иной модели (2107, 2106, 2114, 2112).

К преимуществам подобного подхода следует также отнести то, что при некоторых условиях, когда уровень создаваемого дополнительного давления не больше половины бара, не требуется вмешательства в топливную систему автомобиля.

Расписывать порядок реализации режима турбо из подобного набора нецелесообразно, в каждом из них есть своя инструкция по сборке. К недостаткам можно отнести страну-изготовителя, но здесь уж как повезет. Как выглядит автомобиль после доработки и как ее выполнить, дополнительно поможет понять видео
" alt="">
Один из доступных автолюбителям способов форсировать мотор старого автомобиля и придать ему новую жизнь – поставить нагнетатель воздуха. Эту работу можно выполнить и своими руками, если использовать имеющиеся в продаже КИТ-наборы на автомобили ВАЗ.

Новый видео-урок по самостоятельной установке турбины на ВАЗ 2109, 2108, 21099.

Для примера возьмем ВАЗ 2109 с восмьиклапанным мотором. Турбина Т25Т28 до 280 ЛС. В комплекте идет сразу все необходимые детали для установки, так же как и все переходники.

Переде выходящий пайпинг, используя герметик наносите его на плоскость пайпинга и прикручиваете. Далее идет установка пайпинга воздушного фильтра. Далее – установка даунпайпа. Он подготовлен под выход под 60-ю трубу. При его установке лучше тоже использовать герметик. С обратной стороны сразу установите шланг водяной подачи, потом его неудобно будет прикручивать. Сделайте его подлиннее, потом обрежете.

Снимите впускной и выпускной коллекторы, датчик давления масла, сливной сильфон и поддон. В первую очередь устанавливаем сильфон во внутренней части коллектора. Необходимо использовать цельнометаллическую прокладку, другие у вас просто сгорят.

Установка комплекта турбины на ВАЗ производится так: устанавливаем ресивер, защиту на коллектор для предотвращения перегрева рампы. Ее обычно выкидывают, но в этом случае без нее никак. Первый коллектор присоединен, далее идет трубку подачи масла. Потом производим подсоединение трубок подачи тосола, чтобы потом не тратить на это время.

Перед установкой рампы, устанавливайте пайпинг с блуоффом, чтобы потом не мешался. Это практически все.

Осталось установить ресивер, развести проводку, установить гофру (не забудьте, что канал сапуна должен быть закрыт заглушкой). Устанавливаем воздушный фильтр, подключаем вакуумный шланг управления блуоффом, все проводки, тросик газа. Осталось залить тосол, от даунпайпа приварить трубу к выпуску и запустить.

Все, молодцы, турбина на ВАЗ 2109/2108 установлена!

ВАЗ 2109 автомобиль, который часто встречается на территории стран СНГ. История этой модели началась еще в 1980х годах и, несмотря на последующие доработки и модернизации, даже самые новые заводские модификации можно считать устаревшими. Не удивительно, что многие владельцы таких авто, коих не мало, ищут варианты увеличения мощности. И один из них — это установка турбокомпрессора на карбюратор. В чем же преимущества и каковы минусы подобной модификации, зачем и кому это может понадобиться.

Для чего ставят турбину на ваз с карбюратором

В идеале, владельцы ВАЗ 2109, как и других карбюраторных авто, надеются подобным способом увеличить мощность двигателя до возможного максимума.

И особенно эта мысль будоражит автолюбителей, которые любят погонять. Так же, существует мнение, что, грамотно установив турбину, можно добиться снижения шума, уменьшения количества топлива (стандартный расход при большей мощности), сокращения времени разгона и возможность поднять крутящий момент. Преимущества и выгоды тут, вроде бы вполне очевидны, но так ли все хорошо и на практике?

Плюсы и минусы установки

Для начала стоит разобраться, что собой представляет сам турбокит. Турбокомпрессор на карбюратор очень большая редкость из-за сложности самой системы, которая должна работать идеально и слажено как в целом, так и в каждом отдельном своем узле. А высокие температуры, несомненно, требуют использования специфических и дорогих материалов. И это при том, что карбюраторный двигатель даже на уровне конструкции не был рассчитан под наддув. Если говорить о возможности появления подобной модификации на заводских моделях ВАЗ, то вероятность этого стремиться к нулю из-за стоимости самого компрессора, который добавит, минимум, 10% к конечной стоимости автомобиля.

Что, в свою очередь, не представляется возможным, если учесть ценовой сегмент данных авто.

Некоторые нюансы которые стоит учесть после установки

Как и у любой другой сложной системы у турбокомпрессора есть особенности, которые настоятельно рекомендуется учитывать при ее эксплуатации. Причем халатное отношение к этим требованиям способно сократить срок службы до минимума и расходы на тюнинг так и не окупятся.

Вот несколько основных моментов:

  1. Необходимо следить за маслом и фильтрами. Вовремя менять и не использовать присадки.
  2. Желательно использовать только рекомендованное производителем масло.
  3. Не допускать резкого старта с большими нагрузками.
  4. Не допускать резкой остановки двигателя при нагрузках.
  5. Не допускать долгой работы на холостом ходу.
  6. Герметичность.
  7. Своевременно менять воздушный фильтр.

Какую турбину ставить на ваз с карбюратором?

Что касается выбора турбокомплекта, то непосредственно для ВАЗ его нет.

Но можно взять универсальные модели, подходящие по параметрам. Самыми популярными на сегодняшний день считаются турбины Garrett. Так же существуют и другие хорошо показавшие себя с отечественными автомобилями турбины, такие как IHI, BorgWarner, Holset, Mitsubishi и Subaru. Выбор достаточно широк и разнообразен как в отношении производителей, так и ценовых категорий.

Если говорить о теории, расход топлива зависит от мощности, мощность же зависит от уровня обогащения топливно-воздушной смеси, попадающей в цилиндры. Есть два типа систем: наддув и турбонаддув. Различия заключаются лишь в механизме, который приводит турбину в движение.

  • В первом случае это сам двигатель и плюсом тут является прямая взаимосвязь оборотов турбины и двигателя. Положительный момент — они работают максимально синхронно, что достаточно важно для управляемости процесса, но отрицательным моментом является то, что часть мощностей двигателя тратится на раскручивание самой турбины.
  • Во втором случае все несколько сложнее и турбин там две.
    Несомненным преимуществом этого варианта является то, что он не требует дополнительных затрат мощности и нагнетает значительно больше воздуха в двигатель. Но и тут не обошлось без минусов, а именно главного — понижение отзывчивости двигателя. К тому же, турбонаддув, в свою очередь, делится на турбины низкого и высокого давления. И для второй группы обязательно потребуются дополнительные доработки двигателя. Что значительно увеличит затраты на такой тюнинг.

Стоит ли заниматься установкой турбины своими руками?

Отсюда плавно вытекает следующий вопрос: можно ли установить турбину своими руками? Ответ — теоретически можно, но крайне не рекомендуется. Так как установка и настройка подобной системы достаточно трудоемкая и сложная, необходима полная герметичность, а в процессе монтажа недопустимо попадание масла, песка и прочих мелких частиц, так как все это может забить крыльчатку и вывести турбину и не только из стоя.

Следовательно, один из важнейших пунктов — наличие опытного мастера, который точно знает, что и как нужно делать и сможет детально проконсультировать по всем вопросам заранее и в процессе тюнинга.

Особенно это касается турбонаддува высокого давления, куда любителю лучше вообще не соваться, ради собственной безопасности и сохранности транспортного средства.

Еще стоит помнить, что самый простой наддув, скорее всего не даст никакого заметного результата. А для чего-то более результативного придется модифицировать еще ряд систем автомобиля. Как минимум, тормозную систему, трансмиссию и систему воздушных фильтров, что в разы увеличит, итак, ощутимые финансовые вложения.

Стоит ли овчинка выделки?

Если подвести итог всего вышесказанного, то фактической выгоды в установке турбины на ВАЗ 2109 практически нет. Полноценная качественная модификация обойдется очень дорого, а в других вариантах нет смысла и возрастает риск, в лучшем случае, распрощаться с автомобилем окончательно. Само собой разумеется, что двигатель перед установкой турбокита должен быть абсолютно исправен и не иметь дефектов. В противном случае, его тоже придется заменить.

К общим минусам установки турбины на карбюратор ВАЗ стоит так же отнести и то, что срок службы двигателя с подобными доработками существенно сокращается. И это даже при идеально установленном по всем правилам оборудовании. А также, стоит соблюдать основные требования по эксплуатации и профилактическому уходу за самим турбокомпрессором. Так как самая частая причина поломок не заводской брак или недолговечность самого элемента, а именно ненадлежащее использование.

Механический нагнетатель воздуха для автомобиля

Механический нагнетатель является одной из вариаций системы наддува воздуха, с целью увеличить мощность мотора. Главная задача эксплуатации такого решения заключается в создании значительно увеличенного давления, превышающего показатель атмосферного давления внутри впускного коллектора.

Устройства такого плана называют механическими по тому, что привод от коленчатого вала двигателя. Этим они отличаются от других систем нагнетания воздушной массы в цилиндры.

Особенности работы механического нагнетателя

Устройство по принципу работы схоже с турбокомпрессором. Он аналогично турбинам осуществляет целый список связанных между собой функций. Устройство затягивает воздух снаружи, осуществляя процесс его сжатия с последующее нагнетанием во впускную двигательную систему. Втягивается воздух благодаря созданному внутри коллектора разрежению. Для осуществления нужного уровня давления нагнетателям такого типа нужно вращаться на повышенных оборотах, опережая мотор. Нагнетается воздух во впуск благодаря разнице в давлении в системе.

Сжимаемый при помощи устройства воздух характеризуется увеличением температуры во время сжатия. Это приводит к понижению плотности, а итогом этого будет сниженный уровень давления. Механическую систему оснащают промежуточным охладителем для разрешения данной проблемы. Охладитель является воздушным или жидкостным радиатором, качественно охлаждающим сжатые воздушные массы после прохода устройства.

Особенности привода компрессоров

Механический нагнетатель воздуха для автомобиля с ДВС в конструктивном плане может иметь определенные отличия в сравнении с другими похожими решениями. Главное различие от схожих систем в основном является выступающая система его привода.

Приводное устройство нагнетателя может быть таким:

  • система прямого привода, с которой описываемое устройство обладает креплениями для прямого соединения с фланцем коленчатого вала;
  • зубчатые или плоские ремни ременного привода;
  • привод, базирующийся на цепном приводе;
  • зубчатая передача, под которой подразумевают редуктор цилиндрического типа;
  • электропривод, подразумевающий наличие отдельного электрического двигателя.

Разновидности

Теперь стоит рассмотреть каждую из разновидностей механического типа более детально.

Современные транспортные средства могут оснащать разнообразными вариациями компрессоров.

Широкое распространение получили 3 основных типа устройств:

  • кулачковый;
  • винтовой;
  • центробежный;

Кулачковый тип

Такой механический нагнетатель является одной из первых разработок. Его начали устанавливать на транспортные средства с самого начала прошлого столетия.

На сегодня, реализуется данная конструкция таким образом, что компрессор оснащается парой роторов. Они могут обладать тремя или четырьмя кулаками, вращающимися встречно друг другу.

Кулаки располагаются таким образом, чтобы размещаться спирально по всей длине вышеупомянутых роторов. Угол закручивания данных элементов побирается с целью обеспечения наиболее эффективного процесса нагнетания воздуха с учетом возникающих параллельно этому потерь. Общая конструкция и принцип действия кулачкового варианта схожи с шестеренным масляным насосом, устанавливаемый смазочную систему ДВС.

Оказывающийся в нагнетателе воздух ловится кулаками ротора, перемещается в кулачковом пространстве и между стенками нагнетателя. В процессе он сжимается, а после этого начинается процесс нагнетания воздуху во впуск. Таков принцип называют нагнетанием внешнего типа. Такие компрессоры выделяются тем, что в большом темпе реализует необходимое давление.

Фиксируется и рост вышеуказанного давления одновременно с увеличением частотности вращения коленчатого вала транспортного средства.

Иногда кулачковый агрегат способен создать очень сильное давление, превышающее необходимый уровень. Как результат – образование воздушных пробок в канале нагнетания и ухудшение эффективности давления, что становится причиной общего снижения мощности силового агрегата во множестве рабочих режимах. Во избежание столь нежелательных последствий, в процессе использования агрегатов механического типа в обязательном порядке реализуют дополнительные меры по контролю и регулированию давления.

Вышеуказанное давление регулируют 2-мя распространёнными методами:

  • Первый из них подразумевает регулирование давления посредство выключения агрегата. По большей части такой метод осуществляют посредством муфты электромагнитного типа;
  • Второй вариант подразумевает пуск воздуха на этапе непрерывной работы устройства. Воздушную массу пускают посредством перепускного клапана;

Сейчас решения наддува механического типа оснащают схемами регулировки так. Комплексный вариант включает в себя входные датчики давления наддува и во впуске, электронные управляющие блоки и т.д.

Одновременно с этим прибегают к многочисленным механизмам исполнения. К ним относятся модули привода перепускного клапана электромеханического типа, муфтовый электрический магнит и прочие элементы. Нагнетатели рассматриваемого типа преимущественно дорогие. Такое положение дел обуславливается допусками недостаточных размеров на этапе производства.

Решения такого плана характеризуются повышенными требованиями к стерильности поступающего внутрь воздуха. В независимости от уровня или типа загрязнений или посторонних предметов внутри системы, чувствительный агрегат может быть легко выведен из строя.

Устройства данной разновидности характеризуются солидным весом, а также большой шумностью во время их работы. Производителями эффективно используется большое число мер для подавления шума, начиная от конструктивных корпусных особенностей и заканчивая использованием резонаторов, демпферов и прочих.

Винтовой тип

Нагнетатели винтового типа представляют собой конструктивно схожие решения с ранее рассмотренной вариацией.

Рассматриваемый сейчас агрегат включает 2 ротора-шнека определенной формы. Один из них обладает характерными выступами, а второй выемками-канавками. Эти элементы имеют форму, близкую к конической форме, а камера для воздуха между ними имеет меньшие размеры. Это будет заметно, если присмотреться к длине роторов. Поступающие смеси наружных газов захватываются шнеками, а после перемещаются и сжимаются. Процесс сжатия осуществляется при помощи шнекового вращения.

Последний этап процесса подразумевает нагнетание компрессированного воздуха. Главное отличие рассматриваемого устройства от кулачковой разновидности заключается в обеспечении внутреннего нагнетания. Воздух будет нагнетаться между шнеками, а это позволяет сделать эффективнее.

Центробежный тип

В случае центробежных разновидностей нагнетание воздуха реализовано по принципу, напоминающему принцип работы турбокомпрессора. Основывается агрегат на рабочем колесе-крыльчатке. Оно вращается с весьма и весьма большой скоростью, а по числу оборотов способно достигнуть отметки в пятьдесят или шестьдесят оборотов в минуту.

Принцип работы центробежного решения заключается в том, что поступавший воздух засасывается устройством в пространство внутри колеса. Центробежная сила воздуха перемещается по лопастям, а воздух из колеса выходит уже на больших скоростях, но уже характеризуется низким давлением.

Именно в процессе выхода оттуда воздух будет проходить по диффузору, имеющему целый ряд лопаток стационарного типа, располагающихся вблизи колеса-крыльчатки. Потоки воздуха на огромных скоростях после прохода через диффузор проходят процесс по преобразованию и превращения высокоскоростные потоки воздуха в низко-скоростные, но теперь уже с высоким уровнем давления.

Важно упомянуть, что такой вариант устройства является наиболее распространённым среди всех механических решений. Очень распространён такого типа механический нагнетатель на ВАЗ, и других, относительно доступных автомобилях. К главным преимуществам можно отнести компактность, малую массу, рабочую эффективность, взвешенную стоимость, а также широкий спектр различных вариаций крепления на моторе.

Минусами таких вариаций являются: сильно выраженная зависимость их мощности и скорости вращения коленчатого вала. Производительно стараются учитывать и эти недостатки, пытаясь их исправить.

Максимальное число отношения привода передаточного типа требуется для работы двигателя при низких оборотах. Минимальный уровень отношения задействуют в случае режима работы при скоростных оборотах.

Благодаря целому ряду конструктивных свойств нагнетатели первых типов устанавливаются на транспортные средства для обеспечения хороших динамических показателей при разгоне, в то время центробежные решения лучше всего справляются в случае работы мотора при пиковых нагрузках и максимальных показателях скорости.

Механические компрессоры в автомобилях

Такие устройства весьма востребованы как в случае дорогих автомобилей серийного производства, так и в случае спортивных машин. Нагнетатели активно задействуют в тюнинге авто.

Большую часть автомобилей спортивного типа оборудуют именно такими нагнетателями или комплексными решениями, включающими в себя сразу и механический агрегат и турбокомпрессор.

Стоит отметить и то, что наиболее массовые автомобили, в особенности среднего класса, оснащают компрессорами описанных выше типов крайне редко.

Механический наддув. - Автомастер

Механический наддув.

Подробности

В прошлой статье мы с вами разобрали, как с помощью динамического наддува улучшить наполнение цилиндров воздухом, тем самым, увеличив мощность двигателя. Теперь рассмотрим вариант с применением дополнительных воздухонагнетателей, а именно устройство с механическим наддувом.

Рис 1 – Механический нагнетатель воздуха.

Отличительной особенностью механического наддува является то, что устройство нагнетающее воздух в цилиндры приводится в действие непосредственно от двигателя, то есть механически. И поэтому его обороты на прямую зависят от оборотов коленчатого вала.

Регулировка давления наддува происходит с помощью байспасного клапана. На современных автомобилях им управляет блок управления двигателем. Клапан устроен следующим образом, если давление нагнетаемого воздуха становится больше чем требуется, то клапан открывается и перепускает часть воздуха обратно на впуск, таким образом происходит падение давления на выходе нагнетателя до требуемой величены.

Главным преимуществом использования механического наддува является равномерное увеличение крутящего момента и улучшение динамических характеристик двигателя. Это происходит в следствии прямой зависимости оборотов нагнетателя от оборотов коленчатого вала двигателя.

Помимо положительных моментов в применении механического наддува также присутствуют и отрицательные. Нагнетатель, приводимый в действие непосредственно от двигателя, ведет к тому, что на двигатель увеличивается нагрузка, что в результате приводит к увеличению расхода топлива. Но этот негативный момент может быть снижен если нагнетатель по средствам электромагнитной муфты будет отключаться при малых нагрузках на двигатель.

    Механические нагнетатели могут приводиться в работу следующими способами:
  • ременной привод.
  • цепной привод.
  • прямой привод (расположен непосредственно на коленвале).
  • привод через зубчатую передачу.
  • электропривод.
    Конструктивно механические воздухонагнетатели можно разделить на следующие типы:
  • нагнетатели Roots.
  • нагнетатели Lysholm.
  • центробежные нагнетатели.

Давайте теперь каждый тип рассмотрим подробнее.

Конструкция нагнетателей Roots (получившая название в честь инженеров разработчиков) очень проста и схожа с конструкцией и принципом работы шестеренного масляного насоса.

Рис 2 – Воздухонагнетатель Roots.

Два ротора вращаются навстречу друг другу, захватывая и пропуская через себя воздух, выталкивают его, тем самым, создавая давление на выходе. В зависимости от частоты вращения роторов с противоположной стороны образуется давление.

Второй тип механических воздухонагнетателей Lysholm (также получили название в честь их разработчика Лисхольма), они по своей конструкции походят на нагнетатели Roots.

Рис 3 – Воздухонагнетатель Lysholm.

Их еще называют винтовыми нагнетателями, так как их основу составляют два шнека, которые, вращаясь в противоположные стороны, захватывают и пропускают через себя порции воздуха, создавая на выходе давление.

Третьим видом будут центробежные воздухонагнетатели. Они по своей конструкции и принципу действия схожи с турбокомпрессорами.

Рис 4 – Центробежный воздухонагнетатель.

Так как в их основе лежит крыльчатка, при вращении которой лопасти расположенные на ней захватывают воздух и под действием центробежной силы выталкивают его наружу. Разница лишь в том, что в данном случае крыльчатка приводится в действие не энергией отработавших газов как в турбокомпрессоре, а от движения коленчатого вала. Минус данных нагнетателей в том, что они дают эффект только при вращении крыльчатки с большой скоростью, поэтому результат от них больше проявляется на высоких оборотах двигателя.

В процессе сжатия воздуха происходит его нагрев, в итоге это приводит к тому, что количество подаваемого воздуха в цилиндры становится меньше, чем, если бы он обладал более низкой температурой. Следовательно мы добьемся меньшего прироста мощности. Для того, что бы избежать этого негативного момента в системах воздухонагнетателей стали использовать интеркулеры, которые позволяют снизить температуру, а, следовательно, и увеличить количество подаваемого воздуха в цилиндры.

Рис 5 – Система охлаждения нагнетаемого воздуха.

Рис 6 – Интеркулер.

По своей конструкции интеркуллер напоминает обыкновенный радиатор, который охлаждается потоком встречного воздуха или охлаждающей жидкостью.

Механический нагнетатель - АвтоКлуб39ру

Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) построена на том, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством окислителя, т. е. кислорода. Это обеспечит полное и эффективное сгорание горючей смеси и позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность. Кислорода в воздухе по объему всего 21%, а по массе 23% (это на уровне моря, при определенных давлении и температуре). Для нормальной работы двигателя пропорции смеси топливо–воздух принимаются приблизительно 1:14,7. Если прибавить к стандартному давлению в одну атмосферу, к примеру, еще одну, то получим в 2 раза больше воздуха, а значит, и кислорода, поступающего в цилиндры. Стало быть, мы должны получить от мотора в 2 раза больше мощности. Двигатель объемом 1,5 л при давлении наддува чуть более атмосферы практически эквивалентен трехлитровому «атмосфернику». Это, конечно, грубая арифметика, но идея именно такова. И, кстати говоря, такой прирост отнюдь не предел.

Можно пойти по пути увеличения объема моторов. Больше рабочий объем цилиндра – больше топливовоздушной смеси со всеми вытекающими отсюда последствиями. Так делали американские производители. Огромные, высокообъемные моторы с неимоверным потреблением горючего, но впечатляющим крутящим моментом. В Европе, и особенно в Японии, делали маленькие, компактные и экономичные двигатели. Но мощность, тем не менее, была также востребована покупателями автомобилей. Наверное, это была одна из причин, почему именно на старом континенте появились первые разработки нагнетателей.

История

В качестве первопроходцев, разработавших автомобильные двигатели с наддувом, можно упомянуть такие компании, как Mercedes-Daimler, Fiat, Sunbeam, Alfa Romeo. Сама идея принудительного нагнетания воздуха в цилиндры была предложена вскоре после изобретения самого ДВС. Уже в 1885 г. Готтлиб Даймлер получил немецкий патент на нагнетатель. Идея заключалась в том, что некий внешний вентилятор, насос или компрессор нагнетает в двигатель увеличенный заряд воздуха. В 1902 г. во Франции Луис Рено запатентовал проект центробежного нагнетателя. Было выпущено некоторое количество автомобилей, но затем все работы в данном направлении свернули. 

Принцип действия турбонагнетателя, работающего на энергии выхлопных газов, впервые описал и запатентовал швейцарский изобретатель Альфред Бюхи еще в 1905 г., но и здесь технологии того времени притормозили внедрение подобных устройств. Братья Рутс разработали объемный нагнетатель еще в 1859 г. Эти роторно-шестеренчатые компрессоры теперь так и называются – компрессоры типа «roots». На автомобилях устройства подобного типа появились в 20-е годы прошлого века благодаря компании Mercedes. Винтовой компрессор был разработан в 1936 г. Патент получил Альф Лисхолм (Alf Lysholm) – главный инженер SRM (Svenska Rotor Maskiner AB). 

Тогдашний уровень развития технологий не способствовал распространению подобных устройств, но сейчас они довольно популярны. Были и другие типы нагнетателей. Со временем они естественным образом разделились на механические (с приводом от коленвала или другим способом) и турбо (с приводом от выхлопной системы). Последние, хоть и имеют общие корни и назначение, все же довольно обособленная ветвь развития нагнетателей. Далее в этой статье речь пойдет о нескольких основных типах механических нагнетателей.

Центробежный нагнетатель

Подобные нагнетатели в тюнинге получили в настоящее время наибольшее распространение. По своей конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом. 

Основная деталь центробежного нагнетателя – рабочее колесо, или крыльчатка. Она имеет довольно сложную конусообразную форму. Лопатки крыльчатки играют самую главную роль. От того, насколько правильно они спроектированы и изготовлены, зависит результирующая эффективность всего нагнетателя. Итак, воздух, пройдя по сужающемуся воздушному каналу в нагнетатель, попадает на радиальные лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Зачастую диффузор имеет лопатки (порой с регулировкой угла атаки), призванные снизить потери давления. Далее воздух выталкивается в окружной воздушный туннель (воздухосборник), который чаще всего имеет улиткообразную форму (воздухосборник, описывая окружность, постепенно расширяется в диаметре). Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя. Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало. Однако в конце улитки русло расширяется, скорость воздушного потока понижается, а давление увеличивается. Так создается необходимый подпор для накачки цилиндров «спрессованной атмосферой». 

В силу самого принципа работы у центробежного нагнетателя есть один существенный недостаток. Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться не просто быстро, а очень быстро. Фактически производимое центробежным компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более, а для высоконапорных компрессоров дизелей они приближаются к цифре 200 тыс. об/мин. И поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства довольно сильный. Хотя многим именно этот характерный свист греет душу. Появились даже обманки, имитирующие звучание работающей турбины. Проблема шумности и ресурса элементов привода частично снимается введением дополнительного мультипликатора. 

Здесь стоит упомянуть интересное решение компании Powerdyne. Внутри единого корпуса нагнетателя располагается дополнительная повышающая ременная передача. Она не требует обслуживания, смазки и рассчитана на пробег более 80 тыс. км. Это позволяет уменьшить передаточное число внешней, основной ременной передачи, чем снизить ее рабочие нагрузки. 

Высокие рабочие обороты накладывают особые требования на качество используемых материалов и точность изготовления (учитывая огромные нагрузки от центробежных сил). К минусам самого принципа нагнетания можно также отнести некоторую задержку в срабатывании, хотя нужно отметить, что эта задержка не столь заметна, как у турбонагнетателей. И еще одно замечание. Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на довольно высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает. Эта особенность делает центробежные нагнетатели наиболее пригодными для тех случаев, когда более важно поддержание высоких скоростей, а не интенсивность разгона.

Как было отмечено выше, центробежные нагнетатели очень популярны. Сравнительно низкая цена и, самое главное, простота установки способствовали тому, что компрессоры этого типа почти вытеснили другие, более дорогие и сложные типы. Особенно в сфере тюнинга. В настоящее время центробежные нагнетатели производятся рядом компаний. Вот

лишь самые известные из них: Paxton Automotive, Powerdyne Automotive, ATI ProCharger, RK Sport, Vortech. Нагнетатели большинства производителей доступны и у нас, в России.

ROOTS

Компрессоры типа «рутс» относятся к классу объемных нагнетателей. Конструкция их довольно проста и более всего напоминает масляный шестеренчатый насос двигателя. В корпусе овальной формы вращаются в противоположные стороны два ротора, имеющие специальный профиль. Роторы насажены на оси, связанные одинаковыми шестернями. Между самими роторами и корпусом поддерживается небольшой зазор. Основное отличие этого метода нагнетания в том, что воздух сжимается не внутри, а как бы снаружи компрессора, непосредственно в нагнетательном трубопроводе. Именно поэтому их иногда называют компрессорами с внешним сжатием. Воздух как бы зачерпывается кулачками (попадая в пространство между роторами и корпусом) и выжимается в нагнетательный трубопровод.

Главным минусом такого способа нагнетания является то, что, раз процесс сжатия воздуха осуществляется вовне компрессора, его эффективная работа возможна лишь до определенных значений наддува. Как бы точно ни были выполнены детали компрессора, с ростом давления в нагнетательном трубопроводе увеличивается просачивание воздуха назад, и его КПД ощутимо снижается. Увеличивая скорость вращения роторов, можно несколько снизить утечки воздуха, но это возможно лишь до определенных пределов. Далее мощность, затрачиваемая на вращение самого нагнетателя, может превысить добавочную мощность двигателя. Чтобы повысить давление наддува, применялись конструкции с двумя и более ступенями. Они позволяли поднять итоговые значения давления в 2, 3 раза и больше. Но в силу того, что эти компрессоры теряли одно из своих главных преимуществ – компактность, такие многоярусные конструкции не прижились.

Еще один существенный недостаток. В компрессорах подобного типа при выдавливании несжатого воздуха в сжатый в нагнетательном трубопроводе создается турбулентность, способствующая росту температуры воздушного заряда. То есть, наряду с обычным ростом температуры от непосредственно повышения давления, в рутс-компрессорах происходит дополнительный нагрев. В этой связи подобные нагнетатели в обязательном порядке оснащаются интеркулерами (особое устройство для охлаждения воздуха). Шум от работы объемных компрессоров не столь сильный, как у центробежных, и имеет несколько иную тональность. Но, в отличие от последних, работа роторно-шестеренчатых нагнетателей сопровождается пульсациями давления. Происходит это по причине неравномерности подачи воздуха. Для снижения шума и амплитуды пульсаций последнее время наибольшее распространение получили трехзубчатые роторы спиральной формы. Кроме того, для тех же целей впускное и выпускное окно компрессора делают треугольным. Эти конструктивные ухищрения позволяют добиться того, что такие компрессоры работают достаточно тихо и равномерно.

В настоящее время современные технологические возможности вывели подобные компрессоры на очень высокий уровень производительности. Такие автогиганты, как DaimlerChrysler, Ford и General Motors, устанавливают на некоторые свои автомобили механические нагнетатели именно рутс-типа. Тому есть несколько причин. В первую очередь объемные нагнетатели, в отличие от центробежных, эффективны уже на малых и средних оборотах двигателя. Эта особенность рутс-компрессоров сделала их наиболее пригодными для дрегрейсинга, где ценится прежде всего именно динамика разгона. 

Другой важный плюс – относительная простота конструкции. Малое количество движущихся частей и малые скорости вращения делают эти нагнетатели одними из самых надежных и долговечных. Однако сложность в изготовлении и установке, а значит, и высокая цена (относительно центробежных) несколько снизили их рыночную популярность. Если не считать перечисленных выше производителей, для вторичного рынка подобные нагнетатели производит несколько компаний. Вот

некоторые из них: Jackson Racing, Kenne Bell Superchargers, Magna Charger. Отдельно стоит отметить компанию Eaton Automotive. Именно она является, что называется, локомотивом раскрутки нагнетателей рутс-типа. Кстати, это ее компрессоры и устанавливаются на двигатели Ford и GM. В России такие нагнетатели в силу дороговизны не столь популярны, но, по крайней мере, пара марок представлены и у нас.

Винтовые компрессоры или объемные нагнетатели типа Лисхольм

По имени отца-основателя эти компрессоры иногда называют объемными нагнетателями типа Лисхольм. Они несколько напоминают рутс-компрессоры с роторами спиральной формы, но более всего эта конструкция похожа на мясорубку. С одним лишь отличием: шнек не один, их два, и они особым образом входят в зацепление, имея взаимодополняющие профили. Два ротора («папа» и «мама»), захватывая поступающий воздух, начинают взаимное встречное вращение. Порция воздуха проталкивается вперед, как мясо вдоль шнека мясорубки. Роторы имеют между собой чрезвычайно малые зазоры. Это обеспечивает высокую эффективность и довольно малые потери. Основное отличие винтового компрессора от объемных роторно-шестеренчатых нагнетателей – наличие внутреннего сжатия. Это обеспечивает им высокую эффективность нагнетания практически на всей шкале оборотов двигателя. Для достижения больших значений давления может потребоваться охлаждение корпуса компрессора. Зато при стандартных, не экстремально больших давлениях наддува воздух нагревается не столь сильно, как в рутс-компрессорах.

Еще плюсы: высокая эффективность, надежность и компактная конструкция. Кроме того, винтовые компрессоры довольно тихие. Работают они почти «шепотом» (разумеется, при правильном, точном проектировании и изготовлении). Вот тут-то и кроется, возможно, единственный их минус. Дело в том, что такие компрессоры довольно сложны в производстве и, как следствие, дороги. По этой причине они практически не встречаются в массовом автомобильном производстве. По той же причине и компаний, производящих эти прогрессивные нагнетатели, не так много. Мне удалось найти из серьезных производителей лишь два бренда: Comptech Sport и Whipple Superchargers. Подобные устройства выпускают также некоторые западные тюнинговые ателье – например, Kleemann, AMG. Самое интересное то, что такие совсем недешевые нагнетатели можно найти и у нас.

Шиберные или лопастные нагнетатели

Я просто обязан упомянуть, на мой взгляд, незаслуженно забытые шиберные, или лопастные, нагнетатели. Это были довольно простые по конструкции и принципу действия машины. Представьте себе цилиндрический корпус с двумя отверстиями, как правило, растянутыми во всю длину цилиндра и находящимися на одной его стороне, т. е. не строго друг против друга. Внутри корпуса находится ротор диаметром примерно в три четверти от внутреннего диаметра корпуса. Ротор смещен к одной из сторон корпуса, примерно посредине отверстий. В роторе несколько продольных канавок, в которых находятся шиберы (лопатки). При вращении ротора благодаря заложенному конструкцией эксцентриситету и шиберам, выдвигающимся за счет центробежных сил, воздух сперва всасывается в одну из долей, образованных парой соседних лопаток, а затем сжимается до момента подхода к выпускному отверстию.

Будучи качественно изготовленными, такие компрессоры нагнетали довольно большое давление. В сравнении с рутс-компрессорами они обладали более высоким КПД, меньше пропускали воздуха, практически не нагревали его и были менее шумными. Да и мощности двигателя они отнимали меньше. Более того, при правильном конструктиве шиберный нагнетатель может быть практически на 50% более производительным, нежели рутс-компрессор. В силу своей конструкции самой большой проблемой шиберных машин были высокие фрикционные нагрузки между шиберами и корпусом. По мере износа КПД компрессора заметно падал из-за увеличения протечек воздуха. В связи с этой проблемой шиберные компрессоры делали низкооборотистыми, но довольно габаритными. Странно, но на то время это стало практически непреодолимой проблемой, и шиберные компрессоры были забыты. Правда, мне удалось найти патенты на ряд конструктивных решений, которые могут возродить шиберные насосы, и, если это произойдет, они по сумме характеристик способны не просто потеснить, но и практически монополизировать рынок компрессоров. Автомобильных в том числе.

Прочие типы

В 80-х годах прошлого столетия компания Volkswagen экспериментировала с довольно необычными спиральными нагнетателями. В автомобильном применении они более известны как G-Lader. Сейчас это направление компанией VW свернуто. Однако еще можно встретить автомобили Golf, Passat и Corrado с такими нагнетающими устройствами, и, кроме того, ряд фирм (преимущественно немецких) продолжают производить такие компрессоры. Поршневые нагнетатели, самая распространенная схема обычных воздушных компрессоров в настоящее время, в автомобилях не прижились совсем. А вот на судовых моторах они использовались достаточно широко. 

Интересен метод нагнетания подпоршневым насосом. Здесь в качестве нагнетателя используется сам поршень, который при движении к НМТ (нижняя мертвая точка) выталкивает находящийся под ним воздух. Интересен тот факт, что изначально знаменитый роторный двигатель Ванкеля был спроектирован как нагнетатель. И, между прочим, некоторое время с успехом использовался в данном качестве. Существуют и так называемые осевые компрессоры. Движение воздуха в них осуществляется в осевом направлении. 

Сейчас можно встретить электрические «воздуходувки», построенные по этому принципу. Один или пара последовательных либо параллельных вентиляторов с моторчиком, будучи установленными в воздушном тракте, проталкивают воздух вдоль себя назад, в фильтр или уже после него во впускной коллектор. Некоторые производители подобных изделий заявляют о 20 л. с. и более прибавки мощности. Не буду утверждать обратного, но, если эти устройства преодолевают хотя бы сопротивление фильтрующих элементов, эффект уже неплохой. 

Другое интересное решение, которое фактически не является искусственным методом нагнетания воздуха, – система резонансного наддува. Идея основана на том факте, что для лучшего наполнения цилиндров необходимо обеспечить избыточное давление перед впускным клапаном непосредственно в момент его открытия. А стало быть, нужно просто «оседлать» волну сжатия, а именно так ведет себя воздух во впускном коллекторе при работе двигателя: чередование приливов и отливов. С изменением оборотов амплитуда этих колебаний меняется. И для того, чтобы «поймать» волну, нужно менять длину впускного коллектора. Поначалу пошли по довольно примитивному по смыслу, но довольно сложному по воплощению пути: несколько воздуховодов разной длины и клапана, открывающие тот или иной канал. В настоящее время эта идея нашла свое логическое воплощение в устройствах впускного коллектора переменной длины. Например, компания BMW применяет устройство, которое обеспечивает изменение длины впускного тракта. Разумеется, это не полноценная замена наддуву, но определенная выгода от этого есть. И энергии мотора на такой «нагнетатель» практически не тратится.

Выводы

Многие считают, что использование нагнетателей может негативно сказаться на ресурсе двигателя. Это и так, и не так. Во всем нужна мера. Начать с того, что, как правило, поломку мотора вызывают повышенные обороты. Стало быть, использование нагнетателя, повышающего крутящий момент на низких и средних оборотах, может, наоборот, благоприятно сказаться на ресурсе двигателя. С другой стороны, если добиваться действительно большого роста мощности, многие штатные детали придется заменить на более прочные. Так, например, кованые поршни и шатуны будут совсем нелишними. В особенности, учитывая более серьезные тепловые нагрузки в камере сгорания, проявляющиеся у наддувных моторов.

При использовании нагнетателей температура оказывает и вполне фундаментальное воздействие. Физику не обманешь. Так уж выходит, что сжатие воздуха всегда сопряжено с повышением его температуры. В некоторых компрессорах это повышение не столь существенно, но в любом случае для увеличения воздушного заряда и снижения потери мощности на привод нагнетателя (за счет снижения противодавления) воздух необходимо охлаждать. 

Но еще более важна другая проблема, о которой мало кто задумывается, – детонация. Дело в том, что высокая температура и давление подаваемого в цилиндры воздуха может привести к тому, что в конце такта сжатия, когда поршень спрессует в цилиндре и так уже сжатую топливо-воздушную смесь, ее температура и давление могут оказаться настолько высокими, что это вызовет преждевременную ее детонацию, т. е. взрыв. Дабы избежать подобных проблем (а детонация может «убить» мотор довольно быстро), можно перейти на более высокооктановые сорта топлива, но чаще всего этого оказывается мало. При достаточно больших значениях давления приходится производить декомпрессию, т. е. снижать степень сжатия. Кроме того, следует внимательно подойти к регулировке угла опережения зажигания. При использовании нагнетателей рекомендуется изменить настройку по зажиганию. Правильный подбор свечей зажигания также немаловажен. На самом деле при установке наддува вопросов возникает куда больше. Установка компрессора на серийный двигатель может привести к различным результатам. И даже готовые комплекты от известных фирм не могут предусмотреть всех нюансов вашего автомобиля. В любом случае установка наддува требует высокого профессионализма инсталляторов, которые могут правильно подобрать компрессор и грамотно настроить двигатель. Тогда есть уверенность в том, что результат не приведет к нежелательным последствиям.

Как сделать турбину на ваз

Практически все автолюбители сегодня стараются как-нибудь выделить свой автомобиль из потока, сделать машину особенной. Улучшением ходовых качеств занимаются чуть ли не сразу после приобретения. Нередко на дорогах можно встретить турбо ВАЗ. С установкой турбонаддува на двигатели "АвтоВАЗа" можно существенно повысить мощность мотора. А вот без турбины, но с установкой тюнингованных комплектующих, существенной прибавки в мощности получить не удастся. Давайте посмотрим, как собрать турбированный мотор для ВАЗ.

Что необходимо знать о наддуве

Турбонаддув – это принудительное нагнетание воздуха в камеры сгорания посредством создания на входе впускного тракта зоны высокого давления. Когда водитель автомобиля нажмет на педаль, и дроссельная заслонка откроется, во впускной коллектор попадет значительно больше воздуха, чем, если бы он подавался при атмосферном давлении. С увеличением количества кислорода карбюратор или инжектор увеличивает и порцию топлива. За счет этого вырастает мощность мотора.

Камера сгорания имеет фиксированный размер, а объем ее – это постоянная величина. На штатном двигателе в нее помещается лишь какое-то ограниченное количество топливной смеси. Для повышения мощности необходимо поместить в цилиндр больший объем горючего. Реализовывается это при помощи создания высокого давления, которое сожмет смесь. Тогда она займет меньше места. Для этого и необходим турбонаддув.

Преимущества установки турбины на двигатели ВАЗ

Установка турбо-компрессора имеет массу плюсов. Механизм имеет достаточно низкий вес. Турбины зачастую универсальные – их можно отрегулировать под любые двигатели, карбюраторы и другие системы питания. Комплект можно установить на тюнингованные моторы, а монтаж не помешает дальнейшим доработкам. Турбировать можно моторы любого объема.

С чего начать?

Для тюнинга подходит далеко не любая машина. Важно обязательно обращать внимание на состояние авто. Лучше разобрать автомобиль до основания. Главная проблема – это коррозия. Нужно понимать, что металл на автомобилях от "АвтоВАЗа" достаточно тонкий, и высокие нагрузки ему противопоказаны. Стоит приложить серьезную нагрузку, и ржавый металл буквально порвет.

Начать следует с замены металла в моторном отсеке на более мощный. Когда все неисправности кузова отремонтированы, можно продолжить тюнинг дальше. Если автомобиль куплен специально для тюнинга, то первым делом нужно заставить его двигаться в стоковом состоянии. Далее меняют электропроводку, приводят в хорошее состояние двигатель или же меняют его на шестнадцатиклапанный. Также проводят ревизию тормозной системы и трансмиссии.

Это и есть первый пункт, с которого начинается инструкция по турбированию. Когда железо вернулось в идеальное, близкое к заводскому состояние, можно продолжить дальше. Тем более мы уже достаточно знаем об оборудовании для туробонаддува.

Подходящие двигатели

Проще всего сделать турбо ВАЗ на базе 16-клапанного агрегата. Он отличается достаточно простой конструкцией и за счет этого так же прост в тюнинге и обслуживании. И самое важное – он идеально подойдет для автоспорта, так как при минимальных затратах способен выдавать достаточную мощность.

Старые моторы, оснащенные карбюраторной системой питания, подобному тюнингу практически не поддаются. Но некоторые умельцы все-таки строят турбо ВАЗ-2106. 8- клапанные инжекторные моторы подошли бы для гражданской эксплуатации, однако в автоспорте нужна и важна каждая лошадиная сила. Специалисты в автотюнинге рекомендуют использовать именно 16-клапанные двигатели ВАЗ.

Что необходимо для постройки турбированного двигателя?

Для тех, кто желает получить мощность 200+, лучше всего достать блок двигателя от «Лады Калины». Можно использовать и блок от ВАЗ-2110, однако при строительстве автомобиля для автоспорта важная любая мелочь. Для мотора также необходим коленчатый вал от «Калины», где кривошип имеет диаметр 75,6 мм. Поршни для турбо ВАЗа лучше приобретать кованные, предварительно выточив на них выемку под нужную степень сжатия.

Турбокомпрессор

Данный нагнетатель сделан в виде отдельного агрегата, который приводится в действие при помощи приводного ремня.

Последний будет брать крутящий момент от коленвала. Компрессор никак не связан с смазочной или охлаждающей системой мотора. Чтобы сбрасывать лишнее давление, которое иногда возникает во впускном тракте в некоторых рабочих режимах, к воздушным подключен дополнительный клапан. Зачастую для тюнинга автомобилей используют два варианта компрессоров – это центробежный и винтовой. Первый сделан в форме улитки, внутри которой находится крыльчатка. В винтовом компрессоре давление получается за счет одновременного вращения двух валов, оснащенных лопастями.

Для самостоятельного тюнинга автомобилей применяют именно центробежные компрессоры. Они более доступны, имеют небольшие габаритные размеры, просты в монтаже. По причине того, что характеристики производительности ограничены частотой вращения коленвала двигателя, то он может выдавать не более 0,7 Бар давления. Компрессор может поднять мощность мотора от 15% до 30% на максимальных оборотах до 40 тысяч в минуту. Это довольно серьезный показатель.

Среди преимуществ компрессоров можно выделить высокую долговечность и надежность, малые требования к состоянию мотора, простоту монтажа, доступность. В процессе работы турбокомпрессора подхват случается на оборотах от трех и более. Мотор сразу реагирует на нажатие педали – в этом случае нет, так называемой «турбоямы», которая бывает при установке других нагнетателей. Однако на высоких оборотах двигателя (более пяти тысяч) прирост мощности практически незаметен.

Газовая турбина

Среди особенностей турбины можно выделить скорость ее вращения. Она может достигать 200 тыс. об/мин, при этом давление может доходить до 2 Бар. Данная турбина способна увеличить мощность мотора до 50 процентов. Подшипники турбины вращаются на огромных скоростях и требуют смазки. Система подключается к смазочной системе ДВС. Турбине нужно определенное время, чтобы набрать необходимые обороты. Поэтому она начнет работать только после трех тысяч оборотов. Если попытаться резко нажать педаль акселератора на низких оборотах коленчатого вала, то напор отработанных газов будет слишком мал для работы агрегата. Можно ощутить провалы. Это явление называется не иначе, как «турбояма».

Подбираем турбокомпрессор

Если установить маленький элемент, то он будет работать на небольших и средних оборотах коленчатого вала. На высоких такой компрессор функционировать не будет. С большим агрегатом все с точностью до наоборот. Чаще всего устанавливают модели TD04L от Subaru, TD05 – Mitsubishi, турбины Garett, китайские турбины сомнительного качества – T3 и T4.

Охлаждение

С охлаждением ВАЗа турбо все просто. Устанавливают двухрядные радиаторы от ВАЗ-2110, так как они гораздо более производительны. Также можно установить интеркулер. Если он будет слишком большим, то может вызвать проблемы.

Маленький не имеет должной производительности и просто не будет успевать охлаждать подающийся в цилиндры воздух.

Клапан Blow-off

Это важная часть конструкции. Основная задача ее – сбрасывать часть воздуха после того, как дроссельная заслонка закроется. Если этого клапана не будет, то давлением может буквально порвать все соединения. Клапанов этих на рынке достаточно много – от промышленных до сделанных своими руками.

Клапан "Вестгейт"

Этот клапан необходим, чтобы пропускать часть воздуха мимо турбины. Таким образом поддерживается заданное давление в системе.

Готовые наборы

Чтобы создать турбо-мотор, совсем не обязательно собирать комплект необходимого оборудования. Сегодня можно приобрети уже готовые наборы. Они предназначены, как для 16-клапанных двигателей, так и для 8-клапанных инжекторных моторов.

Набор для двигателей 8-клапанов

Турбо-комплект для 8-клапанного двигателя имеет следующие характеристики. Он способен генерировать давление до 0,5 Бар. С этим комплектом можно увеличить мощность до 120 лошадиных сил, а крутящий момент до 190 Нм. Установка этого набора никак не влияет на ресурс силового агрегата. Монтаж достаточно простой, а все детали из набора – навесные. Для монтажа не нужно как-нибудь дорабатывать двигатель.

В турбо-кит входит:

  • Стальной коллектор.
  • Турбокомпрессор.
  • Прокладки.
  • Шланг подачи масла.
  • Система подачи охлаждающей жидкости.
  • Клапана для сброса избыточного давления.
  • Соединительные элементы.
  • Крепеж и другие детали.

Набор для 16-клапанных агрегатов полностью аналогичный. Также аналогичны и его технические характеристики. В продаже можно найти турбо-кит на 8-клапанный мотор мощностью до 250 лошадиных сил. Здесь используется турбокомпрессор с давлением в 1 Бар.

Монтаж

Нужно помнить, что оснащение двигателя системой турбонаддува – это достаточно длительный процесс. Хоть производители наборов и говорят, что можно обойтись без модернизации двигателя, это не совсем так. С чего начать? Конечно же, с покупки необходимых запчастей и подготовки мотора. Необходимо заменить поршни, кольца, прокладку ГБЦ, топливный регулятор, дроссель, а также трубки и прочие детали. Все эти механизмы должны быть максимально надежными.

Также нужно помнить, что постройка мощного авто может существенно различаться в зависимости от модели турбины. Инструкция будет достаточно усредненной. К примеру, для того чтобы построить турбо ВАЗ-2106, сперва необходимо заменить мотор.

Нужно установить 16-клапанный инжекторный агрегат. Первым делом нужно подготовить двигатель. Мотор разбирают, проводят проверку цилиндров, коленчатого вала, шатунов, масляного насоса. Если необходимо, выполняют шлифовку блока. Поршни следует приобретать после того, как будут подготовлены цилиндры.

Далее собирают навесное оборудование. На этом этапе устанавливают форсунки, меняют топливный насос. Затем устанавливают ресивер, выпускной коллектор и применяют турбину. Также монтируют все стальные элементы. И, наконец, последний этап – настройка. От того, как профессионально и правильно будет выполнена регулировка, будет зависеть максимальная мощность, крутящий момент и другие характеристики мотора. Если все операции по подготовке и сборке системы можно сделать своими руками, то для настройки лучше обратится к профессионалам (особенно, если ВАЗ турбо на газу). Кстати, сейчас много споров по поводу того, можно ли на "турбу" ставить ГБО. Специалисты говорят, что октановое число у такой смеси более 102. Поэтому газ работе такого силового агрегата не навредит.

Постоянно спрашивают о том что нужно для сборки турбо мотора. Чтобы каждый раз не отвечать каждому отдельно, я решил написать эту статью.

Сборка турбо мотора ВАЗ ничем не отличается от сборки обычного мотора. Поэтому все работы проводятся в соответствии с рекомендациями производителя. Тупо открываем книжку по ремонту ВАЗ и делаем все как там написано. Единственное на что стоит обратить внимание- это чистота при сборке и ее качество. Те ошибки которые простит стандартный мотор на турбовом могут стать причиной поломки.

Самым простым для турбирования Ваз является двигатель 2112
для него продается много готовых комплектов
так же в нем с завода идут маслофорсунки

Теперь по железу.

В первую очередь нам нужна турбина.
тут выбор велик. Маленькая турбина будет раньше раздуваться, но у нее будут ограничение по мощности. Большую наоборот будет сложнее разогнать, но с ней можно получить большую мощность. Слишком большая турбина может вовсе не выйти на буст. Более подробное описание выбора турбины выходит за рамки этой статьи, поэтому возможно посвятим этому отдельную.
Для Ваза оптимальным вариантом будет TD04L от субару, или более производительная TD05-16G

Турбина устанавливается на выпускной коллектор. Можно сделать его самому или купить готовый.
Впуск
так как место штатного впускного коллектора теперь займет турбина, нужно поменять впуск на рессивер устанавливаемый спереди двигателя. Вариантов множество. в подробности выбора вдаваться не станем.

Маслоподача
это трубка которая будет соединять систему смазки двигателя с турбиной и подводить к ней масло. Готовых вариантов тоже множество, можно так же сделать самому. Главное чтобы она была надежна. Это очень ответственная деталь.
на вазовском двигателе проще всего запитать ее от тройника с датчика давления масла.

маслослив
трубка которая отводит масло с турбины обратно в двигатель.

надо организовать подвод охлаждающей жидкости к турбине. Запитывается она вместо подогрева дроссельной заслонки.

степень сжатия турбомотора отличается от атмосферного. поэтому нужны другие поршни чтобы ее понизить. Покупаем готовые или делаем сами из нивовских. Для второго варианта нужен специальный инструмент, станки, опыт и т.д так что ПОКУПАЕМ ГОТОВЫЕ!

Форсунки
чем больше мощность тем больше топлива расходует мотор. Штатные форсунки уже не смогут прокормить его. надо ставить более производительные. Как их выбрать я рассказывал в предыдущей статье.

штатный меняем на более производительный. тоже все есть в предыдущем посте.

ДАД
датчик массового расхода воздуха (ДМРВ) начинает неадекватно работать при большом расходе воздуха а так же при избытке давления во впуске, поэтому его надо заменить на датчик абсолютного давления (ДАД), дополнением ему будет датчик температуры воздуха (ДТВ)

ЭБУ
из вазовских блоков управления двигателем с ДАДом могут работать только январь 5.1…41, 5.1…61 или январь 7.2 старой аппаратной реализации ( алюминиевая крышка блока)

если у вас другие то надо заменить их на вышеуказанные. Может потребоваться и замена проводки под них или переделка старой.

Так же не у всех настройщиков есть софт под эти блоки. Так что по поводу выбора стоит проконсультироваться с тем кто будет это все настраивать.

Мы можем настроить все три варианта.

так называемый промежуточный охладитель. При сжатии в турбине воздух нагревается и его желательно охладить до поступления в двигатель. Представляет из себя радиатор для воздуха.

соединяет турбину с интеркуллером, интеркулер с впускным рессивером.

клапан сброса избыточного давления

когда после перегазовки вы отпускаете педаль газа и дроссельная заслонка закрывается, то турбина некоторое время продолжает крутиться по интерции и качать воздух. если этому воздуху некуда деваться то давление во впуске до дроселя наченает резко расти. Это может стать причиной поломки турбины, интеркуллера, пайпингов, и т.д Поэтому в таком случае надо куда то скидывать этот воздух. Для этого нам и нужен клапан сброса.
Их два вида. принцип один.

Байпас скидывает воздух на впуск после фильтра до турбины

Блоу офф скидывает воздух в атмосферу. (делает пшик =) )

Самое интересное) че почем)

в зависимости от комплектации и степени подготовки цены могут отличаться, но напишу хотябы минимум необходимого.
ПРИМЕРНЫЕ ЦЕНЫ
Турбина
*новая китайская — 12 000р
* бу оригинал -как найдете

Коллектор турбо- 5000р
впускной рессивер- 5000р

форсунки
*новые от 5000р
*бу как найдете

ДАД- 1000р
ДТВ- 100-500р
пайпинги- 1500р
интеркуллер -5000р
поршни -2000р
настройка ЭБУ от 7000р

так же не забываем что при сборке мотора делаем его кап ремонт. Так что меняем все прокладочки, сальники, маслосъемные колпачки, кольца, вкладыши, МАСЛОНАСОС. При необходимости точим блок, шлифуем колено, развешиваем поршневую и т.д.

Если что то не понятно перечитываем статью три раза потом спрашиваем)

Дополнительные вопросы в коменты. фотки позже)

Одной из возможностей продлить жизнь старому автомобилю, например любому ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112, является его тюнинг. Конечно, речь в данном случае идет не об установке новых дисков и чехлов, а в первую очередь о повышении мощности двигателя. И один из самых простых и вполне доступных вариантов обеспечения этого – установить на мотор механический нагнетатель своими силами.

Механический нагнетатель на ВАЗ – за и против

Чем больше мотор и чем больше в нем цилиндров – тем выше его мощность. Таков самый первый вывод при наблюдении за моторами и машинами. Но это не всегда именно так. Чем больше топлива сгорает в цилиндрах двигателя, тем большую мощность он способен показать. Но объем цилиндров конечен, а мощность хочется иметь повышенную. Вот в этих случаях на помощь приходит механический нагнетатель воздуха.

Принцип его действия чрезвычайно прост и работает на любых автомобилях, в том числе семейства ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112 – он обеспечивает подачу дополнительного воздуха в мотор, в результате чего:

  • увеличивается продувка цилиндров, и они лучше освобождаются от остатков сгоревшего топлива;
  • в цилиндры мотора попадает больше топлива, что обеспечивает получение большей мощности;
  • повышается степень сжатия, что также дает прирост мощности.

Такой подход практически похож на режим турбо, применяемый на дизелях. Только там для этих целей используется турбонагнетатель, приводимый в действие выхлопными газами, а в этом случае – механический нагнетатель воздуха, который ремнем связан с коленвалом двигателя. Такой подход гораздо проще, подача воздуха зависит от оборотов двигателя, чем они выше, тем его поступает больше; а также не требует обеспечения режимов работы турбины и может быть выполнен своими руками на любом автомобиле ВАЗ.

Не стоит забывать, что вами производится форсирование двигателя ВАЗ, будь то любая его модель 2107, 2106, 2114, 2112, работа должна выполняться комплексно, и только тогда возможно получение ожидаемого результата. Однако это не такая уж и большая плата за прирост мощности.

Как установить воздушный нагнетатель своими руками

Существует несколько подходов, позволяющих установить механический нагнетатель воздуха на автомобили семейства ВАЗ своими руками. Это изготовление самим такого устройства, обеспечивающего режим турбо или форсирование двигателя, или использование готового КИТ-набора.

Самодельный нагнетатель на ВАЗ

При таком подходе определяющим будет механический нагнетатель воздуха. Именно от него зависит вся будущая конструкция. Главное – найти соответствующий требованиям воздушный нагнетатель от импортного автомобиля, или придется использовать самодельный. Возможно и такое, причем в этом случае применяются подходящие детали и узлы от совершенно неожиданных устройств, например, пылесоса.

Изготавливая подобный самодельный воздушный нагнетатель, необходимо учитывать буквально все – габариты, вес, размещение в подкапотном пространстве, как и где будет располагаться приводной шкив и ремень, производительность этого устройства, режимы работы (кратковременный или продолжительный), возможность смазки и многое, многое другое.
После того, как появится ясность с компрессором, необходимо рассчитать реализацию турбо режима для двигателя.

Даже приведенный далеко не полный перечень вопросов показывает, что изготовить самодельный воздушный нагнетатель на ВАЗ любого семейства, хоть 2107,2106, хоть 2114, 2112, достаточно сложно, но возможно. Примером может послужить фото, показывающее, что такая работа успешно выполнена. Правда, это не ВАЗ, но важен сам факт – изготовить самодельный воздушный компрессор, в котором его приводной узел подсоединен к коленвалу двигателя, – возможно.

Приводной нагнетатель своими руками – из КИТ-набора

Да, есть в продаже такие комплекты, позволяющие своими руками реализовать режим турбо в автомобилях ВАЗ 2107, 2106, 2114, 2112. Как правило, он включает в себя все нужное для сборки и установки подобного устройства на автомобиль – сам компрессор, ремни, приводной узел, кронштейны и воздуховоды. Что собой представляет подобный комплект, позволяет понять приведенное фото.

В качестве достоинств реализации режима турбо таким образом, стоит отметить его заточенность именно на автомобили ВАЗ той или иной модели (2107, 2106, 2114, 2112). К преимуществам подобного подхода следует также отнести то, что при некоторых условиях, когда уровень создаваемого дополнительного давления не больше половины бара, не требуется вмешательства в топливную систему автомобиля.

Расписывать порядок реализации режима турбо из подобного набора нецелесообразно, в каждом из них есть своя инструкция по сборке. К недостаткам можно отнести страну-изготовителя, но здесь уж как повезет. Как выглядит автомобиль после доработки и как ее выполнить, дополнительно поможет понять видео
" alt="">
Один из доступных автолюбителям способов форсировать мотор старого автомобиля и придать ему новую жизнь – поставить нагнетатель воздуха. Эту работу можно выполнить и своими руками, если использовать имеющиеся в продаже КИТ-наборы на автомобили ВАЗ.

Мотоцикл: механический нагнетатель против турбокомпрессора

Нагнетатель воздуха на мотоцикле многими своими чертами похож на турбокомпрессор. На самом деле, обе эти системы выполняют примерно сходные функции. Фактически они идентичны, по крайней мере, с практической точки зрения, тем устройствам, которые помогают увеличить мощность обычного или крупного транспортного средства. Если, приобретая мотоцикл и желая, чтобы он был как можно более мощным, вы пытаетесь решить, какой из этих систем отдать предпочтение, то прочитайте краткий обзор и сравните нагнетатель с турбокомпрессором.

Механический нагнетатель мотоцикла

Для сжатия воздуха, подаваемого в двигатель мотоцикла, в нагнетателе применяется механический привод. Сжимая воздух и подавая его в мотор, нагнетатель увеличивает общее внутреннее давление. Чем выше давление воздуха, поступающего из системы впуска, тем интенсивнее двигатель может его использовать для сжигания топлива. В результате повышается мощность, но, с другой стороны, ускоряется износ деталей мотора. Отсюда можно сделать вывод, что непрерывное использование либо постоянное использование нагнетателя не совсем желательно.

Нагнетатели имеют довольно крупные размеры, из-за чего оснащённые ими мотоциклы значительнее крупнее и тяжелее, чем все остальные. Причина заключается в механической системе данного узла. Увеличивая размеры и массу мотоцикла, нагнетатели в какой-то степени вредят самим себе, поскольку двигателю требуется больше мощности, но в результате машина всё же становится гораздо быстрее и сильнее.

Турбокомпрессор мотоцикла

Турбокомпрессор выполняет ту же функцию, что и нагнетатель. Нагнетая воздух под давлением, турбонагнетатель повышает скорость сгорания топлива, что приводит к увеличению скорости и мощности мотоцикла. Тем не менее турбокомпрессор принципиально отличается от механического нагнетателя. В турбокомпрессоре сжатие воздуха осуществляет турбина, которая приводится в действие выхлопными газами. Такая система потребляет меньше энергии и имеет меньшие размеры и вес. Как следствие, турбокомпрессор увеличивает производительность двигателя эффективнее, чем нагнетатель.

Как уже упоминалось, функции обоих устройств одинаковые, а вот цены у них различаются. Причина, как можно догадаться, заключается в результативности их работы. В целом турбокомпрессоры успешнее справляются со своими задачами, но при этом они дороже. Более детальную информацию о конкретных системах и их модификациях, а также ответы на вопросы по поводу установки нагнетателя или турбокомпрессора на мотоцикл вы можете получить, обратившись к специалисту мастерской, занимающейся ремонтом и техобслуживанием автомобилей или мотоциклов.

Какой бы вариант Вы не выбрали, на первом месте остается безопасность: правильно подобранная мотоэкипировка всегда защитит от нежелательных последствий.

Турбо – Автомобили – Коммерсантъ

Турбо

Журнал "Коммерсантъ Автопилот" №2 от , стр. 65

&nbspТурбо

       В двух предыдущих номерах рассматривались системы питания двигателей. При этом речь шла, в основном, о подаче бензина. В этой статье речь пойдет о втором, не менее важном компоненте топливо-воздушной смеси — о воздухе. И об устройствах для увеличения его подачи в двигатель.

       Задача повышения мощности и крутящего момента двигателя была актуальна всегда. Самое простое решение — увеличить рабочий объем: чем больше сгорает топлива, тем выше мощность. Однако при этом существенно увеличиваются габариты и масса конструкции.
       Альтернативный подход — оставить рабочий объем двигателя прежним, но подавать в единицу времени больше топлива. Увеличить подачу бензина несложно, особенно, в системах впрыска. Но при этом для сохранения состава топливной смеси необходимо пропорционально увеличить и количество подаваемого в двигатель воздуха. Возможности двигателя самостоятельно всасывать воздух ограничены, поэтому не обойтись без специального устройства, повышающего давление и, следовательно, количество воздуха на впуске. Эти устройства обычно называют нагнетателями или компрессорами.
       
Механический нагнетатель
       Механические нагнетатели применялись в автомобильных двигателях еще в 30-е годы, тогда их чаще всего называли компрессорами. Сейчас этот термин обычно относят к турбокомпрессорам, о которых речь пойдет ниже. Конструкций механических нагнетателей довольно много, и интерес к ним разработчики проявляют до сих пор. На рисунках 1--4 представлены схемы некоторых устройств, принцип работы которых не требует дополнительных пояснений.
       Есть конструкции и не совсем обычные. Одна их них — волновой нагнетатель Comprex (рис. 5) — принадлежит фирме Asea-Brown-Boweri. Ротор этого компрессора имеет аксиально расположенные камеры, или ячейки. При вращении ротора в ячейку поступает свежий воздух, после чего она подходит к отверстию в корпусе, через которое в нее попадают горячие отработавшие газы двигателя. При их взаимодействии с холодным воздухом образуется волна давления, фронт которой, движущийся со скоростью звука, вытесняет воздух в отверстие впускного трубопровода, к которому ячейка за это время успевает подойти. Поскольку ротор продолжает вращаться, отработавшие газы в это отверстие попасть не успевают, а выходят в следующее по ходу ротора. При этом в ячейке образуется волна разряжения, которая всасывает следующую порцию свежего воздуха и т. д.
       Нагнетатель Comprex уже опробован несколькими автомобильными производителями, а Mazda использует его на одном из своих серийных двигателей с 1987 года.
       Еще одна не совсем обычная конструкция — это спиральный, или G-образный (по форме буквы G, напоминающей спираль) нагнетатель. Идея запатентована еще в начале столетия, но из-за технических и производственных проблем на выпуск такого нагнетателя долго никто не решался. Первой, в 1985 году была фирма Volkswagen, которая применила его на двигателе купе Polo (1,3 л, 113 л. с.). В 1988 году появился более мощный нагнетатель G60, которым в течение нескольких лет комплектовались двигатели Corrado и Passat (1,8 л, 160 л. с.,), а Polo G40 выпускался вплоть до прошлого года.
       Схематично (рис. 6) конструкцию G-образного нагнетателя можно представить в виде двух спиралей, одна из которых неподвижна и является частью корпуса. Вторая — вытеснитель — расположена между витками первой и закреплена на валу с эксцентриситетом в несколько миллиметров. Вал приводится от двигателя ременной передачей с отношением около 1:2.
       При вращении вала внутренняя спираль совершает колебательные движения и между неподвижной (корпус) и обегающей (вытеснитель) спиралями образуются серпообразные полости, которые движутся к центру, перемещая воздух от периферии и подавая его в двигатель под небольшим давлением. Количество перемещаемого воздуха зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
       Система имеет сравнительно высокий (около 65%) КПД. Трущихся частей почти нет, поэтому износ деталей незначителен. Установленный на двигателе Polo нагнетатель G40 (40 и 60 в маркировке нагнетателей Volkswagen — это ширина спиральных камер в миллиметрах) имеет внутреннюю степень сжатия 1,0; максимальное давление наддува составляет 0,72 бар. При номинальной частоте вращения ротора 10200 об./мин. за один оборот подается 566 см куб. воздуха, т. е. почти 6000 л/мин.
       Схема управления механическим нагнетателем довольно проста (рис. 7). При полной нагрузке заслонка перепускного трубопровода закрыта, а дроссельная открыта — весь поток воздуха поступает в двигатель. При работе с частичной нагрузкой дроссельная заслонка закрывается, а заслонка трубопровода открывается — избыток воздуха возвращается на вход нагнетателя.
       Входящий в схему охладитель наддувочного воздуха (Intercooler) является почти непременной составной частью всех, не только механических, систем наддува. При сжимании воздух, как известно, нагревается, а его плотность и, соответственно, количество кислорода в единице объема уменьшаются. Больше кислорода — лучше сгорание и выше мощность. Поэтому перед подачей в двигатель сжатый нагнетателем воздух проходит через охладитель, где его температура снижается.
       Преимущества спирального нагнетателя, как и большинства компрессоров с механическим приводом: достаточно большой крутящий момент и повышенная мощность двигателя при низких оборотах, быстрая, практически мгновенная реакция на нажатие педали газа. Недостатки: относительная сложность и нетехнологичность конструкции, большие потери в приводе.
       
Турбокомпрессор
       Более широко на современных автомобильных двигателях применяются турбокомпрессоры. Они более технологичны в изготовлении, что окупает ряд присущих им недостатков.
       Турбокомпрессор отличается от вышеописанных конструкций прежде всего схемой привода (рис. 8). Здесь используется ротор с лопатками — турбина, которая вращается потоком отработавших газов двигателя. Турбина, в свою очередь, вращает размещенный на том же валу компрессор, выполненный в виде колеса с лопатками.
       Выбранная схема привода (газовая вместо механической) определяет основные недостатки турбокомпрессора. При низкой частоте вращения двигателя количество отработавших газов невелико, соответственно, эффективность работы компрессора невысока. Кроме того, турбонаддувный двигатель, как правило, имеет т. н. "турбояму" — замедленный отклик на увеличение подачи топлива. Вам нужно резко ускориться — вдавливаете педаль газа в пол, а двигатель некоторое время думает и лишь потом подхватывает. Объяснение простое — требуется время на раскрутку турбины, которая вращает компрессор. На рис. 9 показана реакция нагнетателей различных типов на увеличение числа оборотов двигателя. Приведенные кривые относятся к дизелю, но их характер сохраняется и для бензинового двигателя. Хорошо видно, что самую медленную реакцию имеет турбокомпрессор, волновой нагнетатель реагирует быстрее, механический нагнетатель срабатывает практически мгновенно.
       Избавиться от указанных недостатков конструкторы пытаются разными способами. В первую очередь, снижением массы вращающихся деталей турбины и компрессора. Ротор современного турбокомпрессора настолько мал, что легко умещается на ладони. Легкий ротор повышает эффективность компрессора при низких оборотах двигателя: например, у 2,0 л турбодвигателя SAAB 9000 уже при 1500 об./мин. увеличение крутящего момента за счет наддува составляет 20%. Легкий ротор, кроме того, обладает меньшей инерционностью, что позволяет турбокомпрессору быстрее раскручиваться при нажатии педали газа и уменьшает "турбояму".
       Снижение массы достигается не только конструкцией ротора, но и выбором для него соответствующих материалов. Поиск новых материалов для турбин ведется многими фирмами. Основная сложность — высокая температура отработавших газов. Преуспели больше всего в этой области, пожалуй, японцы — они уже давно занимаются керамикой для двигателей внутреннего сгорания. Монолитная турбина, изготовленная из спеченного карбида кремния, при той же механической прочности весит в 3 раза меньше обычной и, соответственно, обладает гораздо меньшей инерцией. Кроме того, в случае разрыва ротора разлетающиеся осколки будут много легче — это дает возможность сделать корпус компрессора более тонким и компактным. А недавно конструкторам Nissan впервые в мировой практике удалось создать крыльчатку нагнетателя из пластмассы. Из какой — неизвестно, но говорят, получилась очень легкая.
       Избавиться от недостатков турбокомпрессора позволяет не только уменьшение инерционности ротора, но и применение дополнительных, иногда довольно сложных схем управления давлением наддува. Основные задачи при этом — уменьшение давления при высоких оборотах двигателя и повышение его при низких. Одна задача решается довольно легко: избыточное давление наддува на высоких частотах вращения уменьшается, как правило, с помощью перепускного клапана.
       Другая задача сложнее. Полностью решить все проблемы можно было бы использованием турбины с изменяемой геометрией, например, с подвижными (поворотными) лопатками, параметры которой можно менять в широких пределах. Такие турбины широко применяются в авиации и других областях техники. Но в крошечном роторе автомобильного компрессора механизм поворота лопаток разместить трудно.
       Один из упрощенных способов — применение регулятора скорости потока отработавших газов на входе в турбину. В турбокомпрессоре Garrett VAT 25, который более подробно будет рассмотрен ниже, для этого используется подвижная заслонка.
       Схема управления давлением наддува 2,0 и 2,3 литровых двигателей SAAB 9000 показана на рис. 10. Называется она APC — Automatic Performance Control. Система APC во всех режимах работы двигателя поддерживает давление наддува на максимально допустимом уровне, не доводя двигатель до детонации. Для этого использован датчик (knock sensor), по сигналу которого при возникновении детонации блок управления открывает установленный в турбине перепускной клапан, и часть отработавших газов направляется в обход турбинного колеса, что снижает давление наддува и устраняет детонацию. Помимо этого датчика в систему APC входят также и другие, измеряющие частоту вращения двигателя, нагрузку, температуру и октановое число используемого топлива — этими параметрами определяется порог детонации.
       Использование APC позволило не только повысить степень сжатия 2,0 л двигателя до 9, но и сделало возможным использование топлива с низким октановым числом — до 91.
       
Топливная экономичность
       Повышение мощности двигателя, достигается ли оно увеличением его рабочего объема или применением наддува, неизбежно влечет за собой увеличение расхода топлива. Теоретически КПД двигателей с наддувом несколько выше, чем атмосферных, поэтому удельный (на единицу мощности) расход топлива у них должен быть ниже. На практике же за счет потерь при переходных процессах он получается примерно таким же.
       Конечно, и с турбодвигателем можно ехать относительно экономично, но тогда зачем он нужен? Поэтому сегодня конструкторы пытаются решить непростую задачу: уменьшить расход топлива при сохранении высокой мощности. Попробуем рассмотреть разные подходы к этой проблеме, предложенные, например, инженерами Audi и Peugeot.
       Одним из путей повышения экономичности двигателя, как известно, является увеличение степени сжатия. Но в двигателях с наддувом есть ограничение: наддув увеличивает компрессию, что приводит к возникновению детонации, особенно на высоких оборотах. Поэтому степень сжатия приходится искусственно снижать: в современном атмосферном двигателе она составляет около 10, а в двигателе с наддувом обычно не превышает 8.
       Конструкторам Audi удалось в определенной степени это ограничение преодолеть: в 5-цилиндровом 20-клапанном двигателе Audi S2 и Audi S4 объемом 2,2 л и мощностью 230 л. с. степень сжатия доведена до 9,3 — это для турбомотора необычно много. Результат: средний расход топлива при 90 км/ч — 7,5 л, в городе — 14 л/100 км. Двигатель пришел со спортивной Audi 200. Созданный на этой же основе мотор Avant RS2 также имеет довольно высокую степень сжатия — 9, но при таком же объеме развивает мощность 315 л. с. (за счет изменения параметров наддува). В то же время расход топлива в городе составляет лишь 14,5 л/100 км.
       Упоминавшийся выше турбированный 4-цилиндровый двигатель нового SAAB 9000 объемом 2,0 л тоже имеет степень сжатия 9. Мощность поменьше: 165 л. с., но и расход топлива на трассе менее 7, а в городе — около 12 л/100 км.
       Сравните эти параметры, например, с данными для Porsche 968 Turbo S. Спортивная машина, на экономию топлива особого внимания не обращали. Рабочий объем 3 л, 4 цилиндра 2 клапана/цилиндр, степень сжатия 8, мощность 305 л. с., расход топлива в городе — не менее 18 л/100 км.
       Поскольку конструкторы Audi для увеличения экономичности пошли по пути повышения степени сжатия, они смогли ограничиться турбокомпрессором вполне традиционной конструкции: К24 фирмы ККК (Kuhle, Kopp und Kausch). Схема управления наддувом тоже традиционная — избыточное давление при высоких оборотах ограничивается перепускным клапаном. Габариты К24 невелики, а параметры выбраны исходя из получения высокого крутящего момента на низких оборотах. Уже при 1950 об./мин. двигатель достигает своего максимального крутящего момента (350 Нм), который сохраняется до 3000 об./мин. Кривая момента достаточно плоская: 90% его величины расположены в диапазоне частот вращения 2300--5200 об./мин. Несмотря на простоту схемы управления, "турбояма" у указанного двигателя не ощущается.
       Конструкторы Peugeot выбрали другой подход. Новый 4-цилиндровый 16-клапанный двигатель Peugeot 405 Т16 имеет традиционную для турбодвигателей низкую степень сжатия 8. Но на нем использован довольно хитрый компрессор VAT 25 фирмы Garrett (не путать с VAT 69 — это совсем из другой области!). Применительно к компрессору сокращение VAT — это турбина с изменяемой площадью, или сечением (Variable Area Turbine). На входе отработавших газов в корпус турбины имеется подвижная заслонка с пневматическим приводом (рис. 11). На малых оборотах двигателя заслонка находится в прикрытом положении, уменьшая сечение канала, по которому проходит поток отработавших газов, поэтому даже при малом их объеме скорость потока получается достаточно высокой и обеспечивает необходимую частоту вращения турбины. При увеличении частоты вращения двигателя заслонка открывается, увеличивая проходное сечение — количество отработавших газов возрастает и, соответственно, повышается давление наддува. Поскольку VAT — решение упрощенное, и не в полной мере обеспечивает регулировку, перепускной клапан в схеме управления давлением наддува пришлось сохранить.
       Получилось, в целом, неплохо. Своего максимального крутящего момента 288 Нм двигатель Peugeot достигает при 2600 об./мин., и это значение сохраняется до 4500 об./мин. При этом 90% величины момента расположены в диапазоне 2300--5200 об./мин. При объеме 2,0 литра двигатель развивает мощность 200 л. с. (5000 об./мин.), а расход топлива в городе составляет менее 12 л/100 км.
       
Overboost
       Как правило, турбонаддувные двигатели имеют устройство Overboost, срабатывающее при резком нажатии на педаль газа и дополнительно повышающее давление наддува и максимальный крутящий момент двигателя (примерно на 10%). Это необходимо при резких ускорениях, например, при обгоне.
       На Audi с компрессором К24 включение этого режима достигается, в общем, традиционно: при резком и полном открытии дроссельной заслонки срабатывает электронный блок управления, который быстро закрывает регулировочный клапан давления наддува. Весь поток отработавших газов направляется через турбину, давление наддува дополнительно увеличивается — Overboost. В этом режиме уже при 2100 об./мин. крутящий момент двигателя достигает 380 Нм.
       Конструкторы Peugeot поступили по-другому. У компрессора Garrett VAT 25 (рис. 11) эффект Overboost достигается за счет того, что заслонка в корпусе турбины быстро откидывается в направлении турбинного колеса, резко увеличивая проходное сечение и, соответственно, поступающее количество отработавших газов. Крутящий момент двигателя 405 Т16 в этом режиме повышается до 318 Нм при 2400 об./мин.
       Повышенный крутящий момент сохраняется в течение ограниченного времени: у Audi — 16 секунд, у Peugeot — 45 секунд, что почти идеально для выполнения обгонов. Чтобы не уродовать двигатель, режим Overboost не действует, если частота вращение двигателя превышает 6000 об./мин. (Audi) или если включена 1-я передача (Peugeot).
       
Во что обходится наддув
       Бесплатным, как известно, бывает только ветер в камышах. За повышение мощности двигателей с наддувом приходится платить. И не только увеличением расхода топлива. Повышаются требования к его качеству — для большинства турбированных двигателей требуются бензины с октановым числом 96--98. Несмотря на то, что поршни, кольца, головки и шатуны усилены, ресурс двигателя ощутимо снижается, тем в большей степени, чем выше давление наддува. Можно считать, что в среднем ресурс двигателя с турбокомпрессором не превышает 100 тыс. км, а ресурс самого компрессора составляет около 10 тыс. часов. У механических нагнетателей он выше — около 25 тыс. часов. Для системы смазки турбокомпрессора требуются специальные масла, выдерживающие высокие температуры и частоты вращения более 100 000 об./мин. Температура в турбинной части компрессора доходить до 1000°С, поэтому его подшипники требуют дополнительного водяного охлаждения. Все изложенное для потребителя выливается в довольно значительное увеличение стоимости автомобиля и его обслуживания.
       Для бензиновых двигателей массовых моделей наддув вряд ли можно считать удачным способом повышения мощности. Volkswagen, например, в этом году отказался от упоминавшегося выше наддувного двигателя на Polo. Более перспективными, особенно с точки зрения топливной экономичности, видимо, можно считать такие направления, как многоклапанная техника, совершенствование систем впрыска, переобеднение смеси и ее послойное распределение в цилиндрах.
       Бензиновые двигатели с турбонаддувом — это, пожалуй, удел дорогих, со спортивным характером автомобилей. Maserati, например, может позволить себе выпускать все двигатели с системой наддува, да еще не с одним, а с двумя турбокомпрессорами — на V-образных двигателях. Такую конструкцию называют Twin Turbo. Запомнить легко — как Twin bed в гостинице. Иногда название трансформируется в Biturbo, что сути дела не меняет: турбокомпрессоры стоят параллельно и каждый обслуживает свою секцию цилиндров.
       Такой автомобиль, как правило, могут приобрести немногие. Правда, при нынешней российской налоговой политике, когда приходится платить пошлину с объема двигателя, некоторые могут предпочесть турбированный вариант, благо они все еще имеются в каталогах большинства производителей. Дело вкуса. И денег. Кстати Mercedes-Benz и BMW, продукция которых у нас столь популярна, не имеют сегодня ни одного серийного бензинового турбодвигателя.
       С экономической, экологической, да и многих других точек зрения весьма привлекательно выглядят турбированные дизели. Но об этом в следующий раз.
       
       Виталий Струговщиков
       

Комментарии

Как заменить сломанный мотор вентилятора: DIY Auto

Жарко. Действительно горячо. Волна мерцающего горячего воздуха в сауне ударяет вам в лицо и захватывает дух, когда вы открываете дверь и садитесь в машину. Жаль, что поблизости от этой парной стоянки с черным асфальтом не было деревьев. Кто бы мог подумать, что салон автомобиля может стать таким горячим?

Вы немедленно нажимаете кнопку управления кондиционером и терпеливо ждете облегчения. Короткий миг теплого воздуха из этих вентиляционных отверстий превратит капли пота на вашем лбу в маленькие хрустящие соляные татуировки.Через несколько секунд воздух начинает остывать, и вы тоже. Ни минуты слишком рано.

Но прежде чем расчистить место для парковки, еще до того, как воздух в машине приблизится к приемлемой температуре, появляется странный запах. Он сладкий и едкий. Запах усиливается на минуту или две, затем вентилятор замедляется, и прохладный ветерок утихает. Из-под приборной панели доносится короткое шипение, за которым следует еще более едкий запах. Что происходит? Рай у дефлекторов приборной панели закончился. Ваш вентиляторный двигатель не работает.

Что пошло не так?

Ладно, не каждый вентиляторный двигатель умирает в таком зрелищном сиянии славы. Срок службы этих устройств непредсказуем. Иногда моторы просто крутятся и постепенно теряют пар - до тех пор, пока больше не перестанут вращаться. Или вентилятор может похрипеть на месте без предупреждения. Обычно это признак заедания подшипников. В этих двигателях обычно не используются шариковые или игольчатые подшипники, они просто скользят по простой втулке из пропитанной маслом бронзы. Грязь и коррозия могут вызвать такое сильное трение внутри, что постепенно прекратятся.Итак, наш первый шаг - выяснить, что именно пошло не так.

Начните с проверки предохранителя. Состояние предохранителя действительно не скажет вам, в чем проблема, но следите за обновлениями.

Если он взорвался, не заменяйте его сейчас, потому что есть большая вероятность, что новый тоже взорвется немедленно.

Следующий шаг? Найдите вентилятор под приборной панелью и покрутите его вручную. Этот процесс может включать временное удаление воздуховода, если у вас есть воздушный фильтр в салоне. Если вентилятор быстро вращается, проблема обычно в электричестве.Если он кажется липким или на нем есть неровности, когда вы его поворачиваете, просто выйдите и купите новый прямо сейчас. Это сделано.

Предохранитель в порядке? Вентилятор плавно крутится? Достаньте глюкометр или хотя бы контрольную лампу. Пора гнаться за напряжениями.

Сначала основы

Поверните ключ зажигания в режим вспомогательного оборудования (ACC) и поверните переключатель вентилятора на максимум. Подключите горячую линию к вентилятору, и вы должны увидеть 12 вольт в системе. Пока вы ковыряетесь, убедитесь, что и горячий, и заземляющий провод все еще подключены.Не исключено, что эти провода могут вырваться из-за заблудшего носка сапога или суицидальной куклы Барби, прячущейся на полу.

Проверьте схему - некоторые автомобили переключаются со стороны массы электродвигателя вентилятора, а не со стороны высокого напряжения. В этом случае на двигателе должно постоянно быть 12 вольт, независимо от положения переключателя, и вам необходимо проверить напряжение на стороне заземления. Если у вас нет двигателя, пора выяснить, почему.

Плавкая вставка

Иногда проблема не в самом моторе.Это резистор. Вентилятор, постоянно включающий полный чат, шумит и часто не нужен. Таким образом, большинство переключателей нагнетателя вентилятора используют узел резистора, понижающего напряжение, чтобы замедлить этот двигатель до более тихой скорости. Когда этот резистор умирает, вентилятор больше не будет работать на определенных скоростях. На нашей тестовой машине сгорел резистор - мы знали об этом наверняка, потому что напряжение измерялось только на горячем выводе двигателя, когда переключатель был установлен в высокое положение. Мы заменили блок резисторов, прежде чем проводить дальнейшую диагностику.Эти резисторы выделяют много тепла, поэтому они обычно устанавливаются внутри камеры статического давления, прямо на пути воздушного потока от вентилятора. Угадай, что? Когда вентилятор выходит из строя, резистор перегревается. Следовательно, нередко можно увидеть обжаренные резисторы, сопровождающие обжаренные двигатели воздуходувки. Резистор обычно недорогой (от 10 до 15 долларов) и его легко заменить. Если бы мотор вентилятора на моей машине был мертв, я бы, вероятно, пошел дальше и заменил резистор, пока моя голова была под приборной панелью.

Если переключатель установлен в нижнее положение, а двигатель отключен, вы все равно будете видеть полное напряжение системы 12 В даже при самом низком значении.Напряжение не упадет до более низкого уровня, пока двигатель вентилятора не начнет потреблять ток.

Наш отработавший двигатель был полностью разомкнут электрически и не перегружал цепь даже после того, как мы заменили резистор. Если у вашего двигателя плохие втулки, и он все еще вращается, хотя и медленно, вероятно, он потребляет достаточно тока, чтобы сварить себя из-за дополнительного сопротивления. Можно подумать, что этот дополнительный ток тоже сожжет предохранитель. К сожалению, в номинале предохранителя часто бывает достаточно места, чтобы позволить двигателю расплавиться до того, как предохранитель сработает, если он вообще перегорит.Если двигатель вашего вентилятора вырабатывает предохранители, повышение мощности предохранителя до более высокой силы тока, я повторяю, не является приемлемым решением. Избыточным током есть шанс повредить не только двигатель и резистор, но также проводку в жгуте и сам переключатель скорости вентилятора. Вас предупредили.

В поисках запчастей

Мы заказали замену воздуходувки на веб-сайте, и, конечно же, обнаружилась не та деталь. Большой сюрприз, а? Поэтому мы заказали еще один, у другого продавца.Большой сюрприз, часть 2: снова оказался не тот мотор.

Это ускорило поездку в местный магазин автозапчастей. И, как мы и ожидали, счетчик смог взломать код для нашего конкретного автомобиля и за ночь придумать нужную деталь. Указанная деталь находилась внутри идентичной коробки с напечатанным на ней идентичным номером детали. Иди разберись. Если у вас очень старая или необычная машина, возможно, вам не удастся найти источник. Дилерский центр должен иметь возможность получить что угодно для большинства автомобилей последних моделей; рассчитывать платить через нос.Если у вас старый автомобиль, вам, возможно, придется обратиться к рынку восстановления. Моим первым источником обычно является J.C. Whitney или последние страницы Hemmings Motor News. В крайнем случае: запчасти для свалки.

Если вам необходимо использовать старый вентилятор, очистите и смажьте подшипники. Подшипник на стороне вентилятора якоря доступен: прокрутите вал якоря и облейте его очистителем тормозов. Затем нанесите масло - несколько капель LPS 3 (мой личный фаворит) или даже моторного масла. Другой конец якоря обычно недоступен.Вы можете попробовать разобрать двигатель, но я успешно использовал этот трюк: просверлил отверстие 1/16 дюйма в торцевой крышке из штампованной стали.

Нанесите на сверло консистентную смазку, чтобы удалить стружку. Введите небольшое количество LPS 3 или масла в отверстие. Затем очистите область очистителем тормозов и закройте отверстие силиконовым герметиком для прокладок. Не можете найти даже старый мотор? Отнесите жареную в магазин электромоторов. За удивительно небольшие деньги большинство двигателей можно восстановить. Эта процедура начинается с разборки и проверки всех обмоток на наличие внутренних коротких замыканий, обрывов или замыканий на массу.Если обмотки выглядят плохо или тестируются плохо, их можно перемотать свежей лакированной медной проволокой. Также в цехе выполнит правку коммутатора на токарном станке и подрезку медных контактов. После этого он очистит и смажет или заменит втулки, заменит щетки (которые обычно стандартного размера) и все застегнет. Не каждый двигатель можно восстановить, но в отчаянные времена я вскрыл некоторые двигатели с обжимом и закрытием, которые не были предназначены для ремонта.

Дыхание свежего воздуха

Хорошо, вы купили новый, подержанный или отремонтированный двигатель вентилятора.Если это не новый, я бы порекомендовал протестировать ваш рабочий стол, прежде чем приступать к его установке. Вы можете запустить перемычки от автомобильного аккумулятора или просто использовать зарядное устройство или другой 12-вольтный источник. Вам понадобится 10 ампер или около того, чтобы двигатель работал на полной скорости. Когда перемычки соединяются, вентилятор начинает весело вращаться. А поскольку каждое действие имеет равную и противоположную реакцию, корпус двигателя будет вращаться против вращения вентилятора. Не позволяйте ему скатываться со стойки на пол.Не спрашивайте меня, откуда я это знаю.

Установка производится в обратном порядке. Установите на место все охлаждающие каналы и держите жгут проводов подальше от лопастей вентилятора. Если ваш старый мотор был со звукоизоляцией, замените и ее. Не используйте изоленту, чтобы удерживать изоляцию - при экстремальных температурах она высохнет в течение нескольких месяцев. Если необходимо, приклейте изоляцию обратно с помощью силиконового герметика для прокладок RTV (вулканизация при комнатной температуре).

Мы купили этот мотор вентилятора на вторичном рынке в магазине автозапчастей за 50 долларов.

В поисках проблемы

1.

Если к корпусу двигателя по-прежнему прикреплены провод под напряжением и провод заземления, проведите обратное измерение провода под напряжением к якорю двигателя с включенным ключом и переключателем скорости вентилятора, установленным на высокий уровень. Вы должны увидеть полное напряжение батареи.

2.

Стоять на голове лицом к ногам не так уж и весело, но вам нужно будет снять крепежные детали с мотора.

3.

Нам удалось вытащить этот мертвый мотор из камеры, не сняв половину приборной панели. К сожалению, все не так просто. Некоторые моторы вентиляторов снимаются из моторного отсека, что, как ни странно, не всегда проще.

4.

Новый мотор пришлось установить на место после серьезных заграждений в пространстве для ног и под приборной панелью.Терпение. Будьте осторожны, чтобы не повредить пластиковый вентилятор. Некоторые сменные двигатели не поставляются с вентиляторами - вам придется утилизировать старый узел лопастей вентилятора.

5.

Удачи в получении гаечного ключа на всех застежках, не добавляя лишних шарниров на запястье.

6.

Обратите внимание на закороченные медные обмотки умершего вентилятора, почерневшую изоляцию, изношенные щетки и коммутатор.РВАТЬ. Специализированный автомобильный магазин, вероятно, смог бы реанимировать его, если бы он был редким и недоступным.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Двигатель

- Что такое воздуходувка? Двигатель

- Что такое воздуходувка? - Обмен стеков по обслуживанию и ремонту автомобилей
Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Motor Vehicle Maintenance & Repair Stack Exchange - это сайт вопросов и ответов для механиков и энтузиастов-любителей автомобилей, грузовиков и мотоциклов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 14к раз

Я слышал об этом компоненте, который используется на хот-родах.

  • Что такое воздуходувка?
  • Что он делает?
  • Существуют ли особые требования для его использования?
  • Есть ли недостатки в использовании воздуходувки?

Создан 01 фев.

Джонатан МуссоДжонатан Муссо

4,6701010 золотых знаков2424 серебряных знака5151 бронзовый знак

«Воздуходувка» - это другое название нагнетателя, в частности нагнетателя типа «Рутс», в котором используются длинные лопатки в форме восьмерки для нагнетания или «вдувания» воздуха в двигатель.

Единственные «особые требования» заключаются в том, чтобы внутренние части двигателя были достаточно прочными, чтобы справиться с дополнительной мощностью, а топливная система могла обеспечивать достаточно топлива, чтобы соответствовать дополнительному воздуху от нагнетателя.

С точки зрения производительности, единственным «недостатком» использования воздуходувки является то, что он приводится в движение ременным приводом от кривошипа. Он использует некоторую мощность от кривошипа для вращения воздуходувки, которая в противном случае могла бы приводить в движение колеса. Это, конечно, компенсируется тем фактом, что воздуходувка позволяет двигателю развивать гораздо большую мощность.

Воздуходувки Рутса кратко описаны в этом вопросе SE.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *