Турбований бензиновий двигун

Історія винаходу турбованого бензинового двигуна

Можливість збільшення потужності, не збільшуючи нескінченно робочий об'єм, цікавила інженерів з моменту появи двигуна внутрішнього згоряння. Рішення, здавалося б, лежало на поверхні: треба зробити «дихання» двигуна більш ефективним, тобто домогтися кращого згорання паливоповітряної суміші. Це може забезпечити додаткова подача повітря, а значить, він повинен надходити в циліндри не внаслідок розрядження, а примусово, під тиском. Додатковий об'єм повітря дасть більш повне згоряння палива, відповідно, збільшиться і потужність, що отримується в результаті «міні-вибуху» суміші в циліндрі.

Однак розвиток і впровадження турботехнологий відбувалося досить повільно. Спочатку турбокомпресори використовувалися для великих корабельних та авіаційних силових установок, а першими автомобілями з турбованими двигунами закономірно стали вантажівки.

Завод Swiss Machine Works Sauer почав випускати для них такі установки з 1938 року. На початку 60-х років на американському ринку з'явилися і перші легкові автомобілі, оснащені турбінами. Це були Oldmobile Jetfire і Chevrolet Corvair Monza. Проте, ці моделі не відрізнялися ні надійністю, ні витривалістю.

Популярними турбокомпресори стали в 70-е роки XX століття, коли їх почали масово встановлювати на спортивні автомобілі. Тим не менш, широкого поширення в "цивільній" автомобільної промисловості вони не отримали - цьому перешкоджав занадто велика витрата палива, який відрізняв турбовані бензинові двигуни тих часів. На тлі нафтової кризи 70-х років цей параметр опинявся важливіше всіх інших.

                                                                   

Пристрій і принцип роботи турбованого бензинового двигуна

Принцип роботи турбованої бензинової силової установки полягає у використанні спеціального компресора, нагнітаючого в циліндри двигуна додатковий повітря.

Завдяки поліпшення наповнення циліндрів паливоповітряної суміші підвищується середнє ефективне тиск циклу і зростає потужність мотора. Приводом турбонаддува служить відпрацьований газ, енергія якого використовується для корисної роботи.

Сучасний турбокомпресор включає в себе: - корпус підшипників; - турбінне колесо; - перепускний клапан; - корпус турбіни; - масляні канали; - вал ротора; - підшипник ковзання; - компресорне колесо; - корпус компресора; - пневмопривод перепускного клапана.

В корпусі підшипників розташований ротор: вал з жорстко закріпленими турбінним і компресорних колесами, що мають лопаті. Обертається ротор на підшипниках ковзання. Їх змащування та охолодження здійснює моторне масло із системи змащення двигуна. Для додаткового охолодження корпусу підшипників можуть використовуватися канали з охолоджуючою рідиною.

Корпус турбіни, як і корпус всього компресора, виконаний у формі равлика. Турбінний патрубок - з'єднується з випускним трубопроводом, а компресорний – з впускним.

Відпрацьовані гази надходять в турбіну і розкручують ротор турбокомпресора, віддаючи свою енергію. Потім через приймальню трубу вони надходять в глушник. Колесо компресора і лопатне колесо турбіни розташовуються на одному валу. Отримуючи обертання від турбіни, колесо компресора засмоктує повітря з повітряного фільтра і, нагнітаючи його, подає в двигун. При цьому, компресор, залежно від ступеня наддуву, здатний підвищувати тиск повітря на 30%-80%. За допомогою турбонаддува, один і той же об'єм двигуна може прийняти робочу суміш в більшій кількості. Тому при її згорянні потужність збільшується на 20%-50%! Використання енергії вихлопних газів дозволяє значно підвищити ККД мотора.

 

Достоїнства і недоліки турбованого бензинового двигуна

Основною перевагою турбованого бензинового двигуна є його порівняльна потужність. Мається на увазі, що при однаковому обсязі, турбований двигун видає потужності на 40% більше, ніж «атмосферне». Безперечною перевагою такого типу силових установок вважається і знижений викид в атмосферу шкідливих речовин.

Однак, турбовані бензинові двигуни мають і ряд недоліків. Щоб зменшити виникає при їх роботі детонацію, довелося знизити ступінь стиснення в циліндрах двигунів. Також зросли вимоги до якості палива - для цього типу силових установок підходять тільки високооктанові марки.

У конструкцію довелося додати інтеркулер – проміжний охолоджувач повітря, що нагнітається, щоб після нагріву в турбіні його щільність не знижувалася. Висока температура, що виникає в ході робочого циклу, диктує строгий вибір матеріалів виготовлення деталей випускної системи, корпусних елементів лопаток компресора і турбіни. Але всі ці проблеми не заважають турбованим бензиновим двигунам набувати останнім часом все більшу популярність серед автолюбителів усього світу.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read