Машины с турбиной: Турбированные автомобили — как выбрать машину с турбонаддувом – Для чего нужна турбина в автомобиле и как она работает
- 17.06.2020
AUTO.RIA – Двигатель с турбиной в б/у авто – добро или зло?
Остап Новицкий 2015-08-12T13:13:00+03:00
Стоит ли покупать авто с пробегом, оснащенное турбированным двигателем?
Немало мифов существует, связанных с таким агрегатом, как турбина. Одни придерживаются мысли, что лучше приобрести обычный атмосферный двигатель, другие бесстрашно покупают турбо-автомобили. В чем же разница?
Для чего нужна турбина, и как она работает?
Не влезая в инженерные термины, предназначение турбокомпрессора такое: подать больше воздуха в двигатель. Больше воздуха – к нему можно подмешать больше топлива. Больше горючей смеси – больше мощности. Как все это происходит – это колдовство.
Далее мы рассмотрим классические турбокомпрессоры, получающие энергию для работы от выхлопных газов, а сейчас обговорим «экзотику» типа «компрекс» (coprex), «рутс» (roots) и подобные, с механическим приводом или комбинированным, механика плюс импульсная энергия выхлопа. Кратко – эти типы компрессоров, применяемые на некоторых автомобилях Mazda и Mercedes, стоит избегать. У любой механики есть свой ресурс. Цена такого нового агрегата сравнима со стоимостью нерастаможенного автомобиля-донора, ремонт трудоемкий, дорогой и не приносит длительного эффекта, т.е. фактически помогает «на продажу». Временами ремонт невозможен, некоторые элементы, такие как лопасти нагнетателя «рутс» вообще изготовить или реставрировать невозможно.
Отбросив все сплетни, резюме следующее: учитывая экзотичность таких агрегатов, трудности с ремонтом и дикую стоимость новых, автомобили с механическими или комбо-механическими компрессорами лучше обойти стороной.
Как работает компрессор
Классические «турбины»
В «классике» выхлопные газы раскручивают турбинное колесо с лопатками, находящееся на одном валу с напорным колесом, которое в ответ закачивает воздух во впускной коллектор. Как мы помним, благодаря колдовству, увеличивается мощность двигателя, понижается граница начала высокого крутящего момента, т.е. возрастает тяговая эластичность. Благодаря улучшенному смесеобразованию понижается токсичность выхлопа, а все вместе дает, если простыми словами, более шустрый автомобиль с меньшим расходом топлива, по сравнению с обычными «атмосферными» двигателями. Если что-то
Автомобили с газовыми турбинами — история и фото — журнал За рулем
Когда-то автомобили с газотурбинными двигателями чуть было не стали серийными.
Материалы по теме
В 1954 году самым быстрым серийным автомобилем страны был флагман и символ мощи советского автопрома — правительственный ЗИС‑110 с паспортной максималкой 140 км/ч. Скорость гоночного ЗИЛ‑112, построенного на узлах этого лимузина, достигала примерно 180 км/ч. Рекорд СССР, установленный в 1953 году на машине Харьков‑6 с сильно модернизированным двигателем Победы, составлял 280,156 км/ч.
А работники Горьковского автозавода тем временем выкатили на испытания автомобиль, который должен был развить скорость 700 км/ч, превысив мировой рекорд Джона Кобба — 634,26 км/ч, зафиксированный в 1947‑м.
Кстати, максимальная скорость пассажирского самолета Ил‑14 составляла 470 км/ч, а крейсерская — 345 км/ч. А тут автомобиль! Хотя называть ГАЗ-ТР (известен также под именем ГАЗ-СГ3) автомобилем в чистом виде было бы неправильно, ведь его оснастили реактивным двигателем новейшего на тот момент истребителя МиГ‑17.
Полетное задание
Над газотурбинными двигателями инженеры начали работать за полвека до советской попытки побить мировой рекорд скорости на земле с помощью силовой установки от истребителя и за несколько десятков лет до начала серийного производства реактивных самолетов. Мысли пристроить подобный двигатель к автомобилю родились в начале 1950‑х, на волне послевоенного подъема промышленности, а заодно и футурологических изысканий, иногда довольно забавных.
Таким в середине 1950‑х годов представлял себе автомобиль будущего Юрий Долматовский. Двигатель — конечно же, газовая турбина.Таким в середине 1950‑х годов представлял себе автомобиль будущего Юрий Долматовский. Двигатель — конечно же, газовая турбина.
Многие тогда всерьез думали, что лет через десять разрешенная скорость в городах вырастет до 100 км/ч (смешно, правда?), а на автострадах еще больше. Тут, мол, и пригодятся машины с газовой турбиной — мощной, но относительно компактной и всеядной: работающей на бензине, дизельном топливе, керосине. Турбина к тому же позволяла заметно упростить трансмиссию и снизить объем обслуживания автомобиля.
У нас в стране апологетом этого направления, как и вообще всего нового и перспективного, стал, конечно же, Юрий Аронович Долматовский — инженер, художник и талантливый популяризатор, работавший после войны в НАМИ. Он, да и не только он, верил в светлые перспективы турбинных автомобилей. Тем более что ходовые образцы подобных машин уже существовали.
Первый, совсем не эффектный с виду газотурбинный автомобиль Rover Jet 1 после небольшой доработки развил около 245 км/ч.Первый, совсем не эффектный с виду газотурбинный автомобиль Rover Jet 1 после небольшо
Использование машины с турбиной. Самые важные правила
Как продлить в машине срок службы турбины?
Несмотря на то что турбины рассчитаны на бесперебойную работу в течение всего срока службы двигателя, часто это происходит иначе. В основном это вина водителей, которые неправильно эксплуатируют автомобиль с турбонаддувом.
Турбокомпрессор – это устройство, ротор которого приводится в движение выхлопными газами двигателя. Его обороты могут достигать 250 000/мин. Чтобы вы поняли, насколько велико число оборотов турбины и ее ценность, отметим, что дизельные двигатели, как правило, не могут достигать 8000 об/мин, а бензиновые могут работать максимум на 10 000 оборотах в минуту. Естественно, что при таких высоких оборотах турбина создает не только большое давление, но и выделяет много тепла. Именно выпуск тепла наряду с надлежащей смазкой являются основными условиями, которые обеспечивают длительную работу турбокомпрессора.
Владельцы турбированных автомобилей должны помнить, что после запуска двигателя нужно дать насосу около 30 секунд, чтобы распределить масло по всей системе
Смотрите также: Что такое турбодвигатели, и надежны ли они [Пост для новичков]
Также жесткие правила применяются к иммобилизации приводного устройства. Если мы используем двигатель на высоких оборотах незадолго до остановки, турбину, прежде чем заглушить мотор, нужно охладить. Для этого желательно после остановки автомобиля дать ей поработать на холостом ходу еще 2-3 минуты. Конечно, вы также можете охладить турбину и на ходу, осуществляя движение на малых оборотах двигателя (не более 1500 об/мин).
Но в любом случае вы должны взять себе за правило: не стоит парковать автомобиль и выключать сразу двигатель после динамичной езды.
Многие современные автомобили оснащены сегодня системой старт/стоп, которая автоматически выключает двигатель при остановках. Если в вашей турбированной машине есть эта система, то если вы в течение длительного времени использовали высокие обороты двигателя, например когда быстро ехали по шоссе, то если ваш дальнейший путь лежит через участки дороги, где, скорее всего, машина будет часто останавливаться, выключите систему старт/стоп, чтобы двигатель машины не выключался при остановках.
В противном случае вы рискуете, что во время короткой остановки, например на светофоре или при оплате проезда по платной трассе, двигатель выключится при сильно нагретой турбине, что чревато ее поломкой. К сожалению, не у каждого автомобиля есть возможность отключить эту систему. Соответственно, вы не должны использовать автомобиль на высоких оборотах двигателя, если собираетесь ехать по дороге, где планируются остановки, во время которых электроника будет выключать двигатель машины.
Кстати, совсем недавно было много различных слухов и мифов об использовании турбонагнетателей. Например, некоторые считают, что, используя автомобиль только в городе, мы обеспечиваем турбокомпрессору оптимальные условия работы. Но это неправильно.
Прежде всего, даже в городе мы иногда используем высокие обороты двигателя, например попадая в быстрый поток движения или для обгона. Кроме того избыточное тепло – не единственный враг этого механизма. Низкие обороты двигателя также вредны турбокомпрессору. Дело в том, что в выпускном коллекторе и турбине со временем откладывается сажа.
При продолжительном динамическом вождении на высоких оборотах двигателя эти сажевые отложения сжигаются
Для турбины загрязнение опасно. И бояться нужно не только сажи. У грязи есть два способа добраться до турбокомпрессора – вместе с воздухом и маслом. Вот почему так важно заботиться о регулярной замене масла и нужных фильтров. Время от времени нужно проверять герметичность соединения между воздушным фильтром и турбиной.
К сожалению, большинству водителей не хватает терпения, чтобы обеспечить оптимальные условия работы турбокомпрессора. Следовательно, бывают случаи преждевременных поломок узла. Как показывает практика, неправильная эксплуатация автомобиля с турбодвигателем может приводить к поломке турбокомпрессора уже к 50 000 км. Но чаще всего турбина изнашивается где-то на пробеге 150-250 тыс. км.
Обычно при поломке турбины из-под капота неожиданно раздается странный шум, и водитель начинает ощущать неестественные вибрации. Это явный признак, что турбина внезапно вышла из строя из-за недостатка смазки. В этом случае вы должны немедленно остановить машину и заглушить двигатель. Каждая секунда работы турбины означает усугубление ситуации, поскольку вышедший из строя турбокомпрессор может привести к еще большим повреждениям.
Смотрите также: Сколько прогревать двигатель автомобиля, прежде чем можно ехать на больших оборотах? Отвечает эксперт
Также о выходе из строя турбины могут сигнализировать менее заметные признаки. Например, если вы чувствуете падение мощности двигателя, замечаете, что повысился расход моторного масла, выхлопной дым стал менее прозрачным или видите утечку масла из турбонагнетателя, следует срочно обратиться к специалисту. Вполне возможно, турбина имеет неисправности.
Опытные автомеханики очень хорошо знают, что не все признаки, которые появляются в результате износа турбокомпрессора, на самом деле вызваны именно им. Падение мощности и черный цвет выхлопа могут быть связаны с загрязнением воздушного фильтра. Голубоватый цвет выхлопа, повышенный расход масла и громкая работа турбины могут говорить о проблемах в всасывающей трубе турбокомпрессора.
Утечка масла вместе с уменьшением мощности и появление черного или синего дыма выхлопных газов также могут указывать на износ поршней, поршневых колец, цилиндров двигателя или клапанов головки блока двигателя.
Падение мощности и черный дым из выхлопной трубы и громкая работа турбины могут быть признаком повреждения выпускного коллектора. Черный цвет выхлопа и падение мощности также могут говорить о неправильной работе форсунок и других систем инжектора (в том числе могут быть проблемы с бензонасосом).
Владение автомобилем, оснащенным турбонагнетателем, заключается в соблюдении простых правил, которые позволяют увеличить срок службы турбины. Дело в том, что проще предотвратить появление проблем с турбокомпрессором, чем затем отремонтировать его.
Забота об этом узле требует от автовладельцев немного дисциплины. В первую очередь нужно обязательно проверять в техническом центре состояние турбокомпрессора. В случае необходимости не жалейте деньги на регенерацию турбокомпрессора (очистку). Поверьте, иначе вы заплатите затем за ремонт втридорога.
Как правильно выбрать турбину для своего автомобиля
Мощность любого автомобильного движка можно увеличить благодаря установке турбины. Только этот элемент, увеличивая плотность поступающего в цилиндры воздушного потока, обеспечивает сжигание большего объема топлива. Каждый водитель знает, что от количества сжигаемого топлива напрямую зависит величина передаваемого на коленвал момента вращения.
Преимущество работающих с турбинами моторов заключается в наличии возможности значительно увеличить уровень давления. Турбины работают по следующему принципу. Этот элемент в себя включает две составляющие: саму турбину и компрессор. Посредством проходящего сквозь выхлопного газа начинает вращаться крыльчатка, кручение которой передается на компрессор. Задачей же приведенного в действие расположенного на компрессоре вентилятора является нагнетание воздушных потоков в цилиндровые камеры мотора.
Каждый знает, что давление будет расти с увеличением поступающего в движок воздушных потоков. Отметим, что нельзя в движке бесконечно увеличивать давление, иначе, к примеру, при переводе турбонагнетателя в режим работы под высокой нагрузкой из-за возникновения проблем, связанных с обратным давлением, лишним теплом и пульсацией на корпусной поверхности турбин появляются трещинки, сократиться рабочий ресурс подшипников, возникнуть масляная протечка и повредиться сам мотор. По этой причине давление нужно увеличивать в пределах нормы.
Как заменяют турбонагнетатели
В стандартных условиях в процессе замены турбонагнетателя выполняют установку компрессора высокопоточного типа и иногда турбинной крыльчатки с большими параметрами. Делается это с целью достижения эффекта обратных процессов, заключающихся в снижении силы действия выхлопов на работу, что приводит к снижению быстроты их работы и давления вначале вращения. Для пропуска большего объема выхлопов для турбин и компрессоров предусмотрен корпус с большими параметрами.
В некоторых машинах ставится рекомендованный предприятием-изготовителем турбонагнетатель, в котором с правильными размерами выходного и входного проходов. Зачастую автомобилисты отдают предпочтение «гибридным», вырабатывающих мощность, отличную от обеспечиваемой стандартными типами мощности. Иногда выполняют замену износившегося из-за повышения давления 180-градусные подшипники упорного типа на более устойчивые 360-градусные аналоги.
Для экономных водителей отличным вариантом замены турбонегнетателей является использование японских б/у запчастей, размеры и большой ассортимент которых предлагаются на любом авторынке. При этом турбину подбирают по объему и размерам движка.
Особенности турбонегнетателей
Турбонаддув стандартного типа. Современные элементы зачастую производятся с использованием керамики, имеющей по сравнению со сталью меньшую плотность, что способствует уменьшению инерции и скорому раскручиванию детали. Производство некоторых современных турбин выполняется с использованием никелевого сплава. Выполненные из керамики турбонагнетатели улучшают возможности мотора (по сравнению с никелевыми аналогами), но использование этого чувствительного к действиям проходящих через выпусковый коллектор вредных веществ приводит к ее скорому повреждению. В турбинах снижение трения и приращение выпусковой силы достигается посредством шариковых подшипников. К примеру, роллерная или шарикоподшипникового типа Garrett, крепящаяся на шести болтах, устанавливается многими знаменитыми компаниями при изготовлении машин.
Турбонагнетатели с раздвоенным выходом. В этом виде улучшенная отдача достигается посредством предусмотренных разработчиками раздельных путей, проходящих к турбине. Этот вид турбонагнетателя устанавливается многими компаниями при оказании тюнинговых услуг.
Установка перепускных клапанов. Посредством этого элемента некоторый объем выхлопов пускается в обход. Это дает возможность ограничить быстроту оборачиваемости и давления на выпусковом коллекторе. Они устанавливают с целью обеспечения проходящего через турбину ограниченного воздушного потока во избежание повреждения мотора. Внутренние клапаны устанавливают вместе с турбиной, внешние – в отдельности от нее.
Выбор
Перед покупкой турбонагнетателя нужно определиться с тем, до какой мощности автомобилист хочет разогнать свою машину, сколько он готов за это заплатить, сможет ли система выдержать дополнительную нагрузку.
Будет ли машина участвовать в гонках, или использоваться для повседневных задач? В зависимости от этого выбирается размер интеркулера и турбины. Отметим, что производительная работа также зависит от выбора трансмиссии.
При выборе нужно также учитывать:
- Достигаемую при установке турбины мощность. Перед установкой следует реально оценить возможности машины. Сможет ли мотор и машина выдержать установленную нагрузку?
- Движок какого типа стоит в машине? Различия в температурном режиме эксплуатации мотора являются причиной использования разных турбин. В машинах с бензиновыми агрегатами используются турбины, при изготовлении которых применялся более жаропрочный материал (по сравнению с материалом двигателей дизельного типа).
- Какой объем мотора? Большую можно использовать в автомобилях с силовыми агрегатами, имеющими большой объем. В моторах с объемом большим 3 литров целесообразной является установка сдвоенной.
Заключение
Следует помнить, что правильно выбранная турбина способна улучшить работу машины и мощность силового агрегата. В то же время ошибочно выбранный турбонагнетатель может привести к полному краху всех автомобильной системы. По этой причине заказ турбины лучше проводить в надежном и проверенном магазине, где детали продаются не первый год и работают специалисты с опытом.
Правильный подбор устройства способствует как открытию новых возможностей автомобиля, так и обеспечению качественной работы мотора и всей автомобильной системы в целом.
Видео
Поделитесь с друзьями!
Пять самых крутых машин с турбиной и компрессором – Обзор – Autoutro.ru
«Твинчарджинг» — это технология, которая не слишком часто попадает в центр внимания. Но недавно она вырвалась из пыльных архивов и снова вернулась в производство.
Для тех из вас, кто не знаком с этим термином, мы постараемся объяснить, что это такое, откуда взялось и почему имело такое важное значение.
В давние времена большинство автомобилей имели атмосферные моторы. Компрессоры были редким явлением, в то время как турбины были чуть более распространены.
В конечном итоге повышающиеся требования к перфомансу в Чемпионате мира по классическому ралли привели к внедрению компрессоров и турбин на серийные автомобили.
Каждая система имела свои плюсы и минусы. Турбины главным образом критиковались за турболаг – феномен, который все еще проявляется даже на современных автомобилях. Компрессоры не имели таких запаздываний, но обеспечивали меньше буста и лишний раз обременяли двигатель, поскольку были связаны ремнем со шкивом коленвала.
В конце концов, автопроизводители разработали автомобиль, который имел и компрессор, и турбину. Идея заключалась в том, что обе системы сбалансировали бы друг друга и обеспечили бы всестороннюю выгоду – больше прироста мощности без единой задержки и при любых оборотах. Так и родилась первая машина с двойным наддувом. На дворе стоял 1985 год… Итак, переходим к нашему списку.
Lancia Delta S4 и S4 Stradale. Lancia была первым брендом, предложившим твинчарджинг на автомобиле. Сначала технология была принята в гонках – в рамках болида WRC, заменившего Lancia 037.
Двигатель был также разработан на основе двигателя от 037, но знайте, что эта Delta не имела ничего общего с «Дельтами», которые продавались простым смертным. Peugeot – соперник Lancia в WRC – применили похожую стратегию на 205 T16.
Короче говоря, ради омологации «Лянче» пришлось продавать публике Delta S4 в форме, близкой к гоночным машинам из WRC. Всего было изготовлено и продано 200 единиц под именем Lancia Delta S4.
У этих машин было всего 250 л. с., но при этом они имели пространственную раму на стальных трубках, кузовные панели из стекловолокна и полноприводную систему с тремя дифференциалами.
Небольшие объемы производства моментально сделали Delta S4 объектом коллекционирования. Эта модель имела веские основания стать коллекционной, так как стоила в пять раз дороже Delta HF Turbo – топовой модификации в линейке на тот момент.
А тем временем мощность гоночной версии оценивалась в 480 л. с., однако некоторые утверждали, что мотор выдавал более 500 л. с. В том же году, когда итальянцы запустили Delta S4 в WRC, они протестировали версию с максимальным давлением наддува 5 бар. Экспертам удалось выжать около 1000 л. с. с тех же 1,8 литров, но лишь в демонстрационных целях.
1000-сильный двигатель никогда не гонялся, а вот 480-сильные машины выиграли 5 гонок из 12 и заработали 15 подиумов. Их участие в WRC закончилось после трагической аварии на ралли Корсики 1986 года, унесшей жизни пилота Хенри Тойвонена и его штурмана Серджио Кресто.
Nissan March Super Turbo (подогретая Micra). У Nissan были свои безумные моменты в прошлом, и компания все еще удивляет всех раз в несколько лет такими автомобилями, как Juke. В конце 80-х Nissan разработал модель с двойным наддувом, которая была основана на крошечной Micra (также известна под именем March).
Автомобиль обладал 930-кубовым мотором мощностью 110 л. с. Уровень примерно схож с современной Micra, однако по меркам 80-х годов и для такой маленькой машины это было невероятно.
Nissan позаботился о том, чтобы компрессор и турбина не работали сообща долгое время. Первый приводился в действие электромагнитной муфтой, которая активировалась в зависимости от положения дроссельной заслонки.
По сравнению с Delta S4 “Stradale”, Nissan March Super Turbo был достаточно дешевым. К сожалению, японский автопроизводитель продал всего 10 000 дорожных машин в этой спецификации и отказался от наследника.
1,4-литровый TSI Twincharger от Volkswagen Group. После «ниссановских» экспериментов данная конфигурация двигателя долгое время была мертва. Volkswagen воскресил ее на своем 1,4-литровом моторе, который предлагался на многих автомобилях линейки бренда.
Блок назывался 1.4 TSI, однако лишь определенные его версии обладали технологией двойного наддува. У остальных же была единственная турбина, доводившая мощность до 120 л. с.
Как и Nissan, Volkswagen использовал электромагнитную муфту для компрессора Roots. В отличие от Nissan и Lancia, VW Group разработали контрольный клапан, который блокировал нагнетатель в некоторых ситуациях (например, при высоких оборотах), чтобы максимизировать эффективность двигателя.
С этим мотором Volkswagen завоевал несколько наград «Двигатель года». Он устанавливался на Polo, Audi A1, Ibiza, Golf, Jetta, Passat, Sharan, Tiguan, Eos и Touran. C этой точки зрения VW может гордиться тем, что внедрил свою систему двойного наддува на такой широкий спектр машин.
Мотор был снят с производства в 2011 году из-за его сложности и стоимости. А тем временем «турбинные» TSI и TFSI становились все лучше, постепенно устраняя турболаг.
Двигатели T6 и T8 от Volvo. В рамках повсеместного даунсайзинга Volvo перешел с 5- и 6-цилиндровых моторов на турбированные 4-цилиндровики. Индекс T6, который раньше подразумевал 6-цилиндровый силовой агрегат, теперь обозначает 4-цилиндровый мотор, но с большим бонусом – компрессором и турбиной (а вот его младший брат T5 имеет в своем арсенале лишь турбину).
С мотора объемом 2 литра выдавлены 320 л. с. и 400 Нм. Клиенты могут заказать T6 на втором поколении XC90, S90 и V90. Двигатель сопряжен с 8-ступенчатым автоматом Geartronic от японской компании Aisin. Как бы то ни было Volvo пошел еще дальше и соединил T6 с электромотором, создав в конечном итоге T8 Twin Engine.
Audi SQ7 V8 TDI. Эта модель интересна тем, что данная технология применена к дизельному двигателю. Audi создал самый мощный в мире дизельный кроссовер с помощью двух турбин и электрического нагнетателя. Для питания последнего пришлось задействовать отдельную 48-вольтовую электрическую систему.
Да, мы признаем, что электрический нагнетатель – это совсем не то же, что механический, однако не упомянуть этот мотор было бы кощунством. Мы имеем дело с 4-литровым V8 мощностью 435 л. с. и моментом 900 Нм. Даже самый ярый ненавистник дизелей будет впечатлен, поскольку максимальная мощность доступна в диапазоне от 3 750 до 5 000 об/мин, а максимальный крутящий момент – и вовсе между 1 000 и 3 250 об/мин.
Хотя материал рассчитан на 5 серийных автомобилей, есть еще одна модель, которая обязана быть в нашем списке. Это датский суперкар Zenvo ST1. К сожалению для Zenvo, производственные цифры крайне низки. За все время было продано менее 20 машин. И тем не менее с завода они шли с турбиной и компрессором.
