Работает ли турбина на нейтральной скорости при нажатии газ

Обновлено: 04.07.2024

Интересует такой вопрос:
Предположим на турбовом моторе накрылась турбина. Двигатель становится просто атмосферным, и можно ездить дальше? Или такая езда чревата последствиями для двигателя?

Расход топлива, черный дым, залитые свечи, мееедленая езда..

А что значит"мертвая" турбина?Если заклинила,то только менять,а сначала определиться надо.Но в любом случае турбомотор без турбины долго не ходит.

А что значит"мертвая" турбина?Если заклинила,то только менять,а сначала определиться надо.Но в любом случае турбомотор без турбины долго не ходит.

всегда считал что турбомотор отличается он нетурбомотора только наличием турбины
соответственно турбомотор без турбины проходит столько же сколько и нетурбомотр

enig
наверно имеется ввиду, что мозги не смогут правильно готовить смесь без турбины (мало воздууха), и например детонация начнется или еще чего
сам мотор то ничем от атмо не отличается, а вот навесное и электроника очень даже, а если электроника ступит то и мотору может прийти кирдык

Я недавно делал капремонт двигателя именно из-за того,что вовремя не поменял турбину.Ремкомплекты на ЛД-20 простой и турбо совершенно разные.На моем цепь,на том ремень,дно поршня толще,палец толще и т.д.Вместо замены турбины за500 делал ремонт за 1300.Можно умничать сколько угодно,но я говорю о том,что испытано на собственной шкуре и кармане.Наука экономистам-попадалово на деньги.

Самое главное,что мертвая турбина может так загадить моторное масло,что всему двигателю придет пипец.

Я недавно делал капремонт двигателя именно из-за того,что вовремя не поменял турбину.Ремкомплекты на ЛД-20 простой и турбо совершенно разные.На моем цепь,на том ремень,дно поршня толще,палец толще и т.д.Вместо замены турбины за500 делал ремонт за 1300.Можно умничать сколько угодно,но я говорю о том,что испытано на собственной шкуре и кармане.Наука экономистам-попадалово на деньги.

ну так почему скажите?
если на турбированном и палец толше, и поршень, и цепь
чем ему мешает отсутсвие наддува.

alligatorus
JohnK79
ну вроде логично
это предположения или факты?

Теория основанная на практике

enig
моя выводы собственной логики написал, ибо сам по себе турбовый мотор гораздо прочнее атмо. получается, что сам по себе мотор не слоамется, остается упр. механизмы и электроника.

у субару клуб надо спрашивать
они без турбины вообще пепелац из гаража выталкивать не будут

Наверное главное тут заменить колекторы на безтурбинные или заглушки какие вставить. А самому мотору физически чего может быть? Сравнивал свой старенький турбодизель и такойже нетурбовый. Маслонасос на турбовом больше, поршня крепче, в блоке под поршнями писалки стоят для охлаждения (а в поршнях специальные каналы), ну и может быть коленвал мощнее (не расматривал) возможно и сам блок в некоторых местах усиленый будет. По идее если турбинку снять (что бы масло не вытекало, заклинившие лопасти дышать/выдыхать не мешали, и выхлоп в масло/впуск не пошел) то у мотора наоборот ресурс увеличится вплоть до бессмертия. Главное что бы электроника не начала смесь неправильную готовить (заливать переливать, а вдруг и детонировать или еще че страшное делать), а дизель простой был как три копейки пошло давление добавил топлива, не пошло не добавил.

ездить нельзя 100%
долго объяснять

ну то есть долго и много нельзя.
а короткими перебежками до сервиса, за запчастями, за пивом - без проблем)))

всегда считал что турбомотор отличается он нетурбомотора только наличием турбины

Спасибо, просветили будем умными теперь.

а я и думаю. какого он не едет вообще с дохлой турбиной. атмосферники же ездят.

MadSnail
про степень сжатия дизелей тоже касается?

enig

про степень сжатия дизелей тоже касается?

Для дизелей, скорее всего, придется перенастроить топливную аппаратуру. Думаю у дизелей степень сжатия атмосферников и турбо одинаковая.

Думаю у дизелей степень сжатия атмосферников и турбо одинаковая

Степень сжатия на дизелях от 15 и выше. примерно 16-20

На турбомоторах наоборот уменьшают степень сжатия до 8 - 8,5.

Rus BSE

На турбомоторах наоборот уменьшают степень сжатия до 8 - 8,5.

Тогда возникает вопрос как же с такой маленькой степенью сжатия дизель едет до момента когда начинает дуть турбина? Ведь у дизелей турбина включается при 3,500 примерно а при 4000 наступает красная зона. Или я неправ?

Как работает турбо?

Чтобы хорошо понять признаки плохого турбонаддува, сначала нам нужно знать, как работает турбо.

Турбокомпрессор на автомобиле работает по принципу, очень похожему на поршневой двигатель. Он использует выхлопные газы для привода турбины. Это вращает воздушный компрессор, который нагнетает дополнительный воздух (и кислород) в цилиндры, позволяя им сжигать больше топлива каждую секунду. Вот почему автомобиль с турбонаддувом может производить больше мощности.

Турбокомпрессор - это два маленьких вентилятора, установленных на одном металлическом валу, так что оба вращаются вместе.

На практике турбокомпрессор представляет собой два маленьких вентилятора, установленных на одном металлическом валу, так что оба вращаются вместе. Один из этих вентиляторов, называемый турбиной, находится в потоке выхлопных газов из цилиндров. Когда цилиндры пропускают горячий газ мимо лопастей вентилятора, они вращаются, и вал, с которым они связаны, также вращается. Теперь второй вентилятор, который называется компрессором, находится на том же валу, что и турбина, он тоже вращается. Он установлен внутри воздухозаборника автомобиля, поэтому во время вращения втягивает воздух в автомобиль и заставляет его поступать в цилиндры.

Так и в теории, и на практике работает турбо. Поскольку вы поняли принципы его работы, давайте перейдем к симптомам плохого турбо.

Как определить, что турбо плохое?

1. Медленное ускорение

Таким образом, как его основная функция турбонаддува, он помогает сделать меньший автомобиль более мощным, чем большой автомобиль, то есть более мощным. Один из первых заметных симптомов - нехватка мощности и медленный разгон. Если вы заметили, что он не ускоряется так быстро, как раньше, первое, что вам следует подумать о проверке, - это турбо. Точно так же автомобиль с турбонаддувом, который изо всех сил пытается поддерживать высокие скорости или не может достичь скорости, на которой когда-то мог, может испытывать отказ турбо. Поэтому потеря мощности - один из симптомов плохого режима турбонаддува, на который следует обратить внимание.

Первые заметные симптомы - недостаток мощности и медленный разгон.

2. Воющий мотор

Турбокомпрессор фактически делает двигатель тише, поскольку заглушает звук всасываемого воздуха. Затем, если вы услышите какой-то шум, который издает более громкий, чем обычно, от двигателя, который немного похож на дрель дантиста или полицейскую сирену, вероятность того, что у вас возникли симптомы турбо, составляет 100%.

Если вы проигнорируете турбо-звук, шум будет постоянно громче, а состояние вашего автомобиля ухудшится. Если вы заметили вой двигателя, обратитесь к профессиональному механику, чтобы тот осмотрел вашу машину.

3. Горящее моторное масло

Один из симптомов плохого турбонаддува - автомобиль сжигает слишком много масла, чем обычно. Вы можете заглянуть внутрь турбины с помощью эндоскопа; если внутри есть масло, это признак неисправности турбины. Вы должны решить проблему как можно скорее, так как, если оставить турбонаддув без обработки, он в конечном итоге выйдет из строя.

Обычные симптомы плохого турбонаддува - автомобиль сжигает слишком много масла, чем обычно.

4. Чрезмерный дым от выхлопных газов.

Если вы видите синий или серый дым от своей машины во время вождения, то процент плохого турбонаддува в вашей машине действительно высок. Так почему серый дым? Трещина в корпусе турбонагнетателя или повреждение внутренних уплотнений могут привести к утечке масла в выхлопной системе, в результате чего образуется серый или синий воздух.

Кроме того, вы можете почувствовать обесцвеченный дым при увеличении оборотов двигателя вскоре после холостого хода. Не игнорируйте этот симптом, сразу же отнесите машину к механику, чтобы как можно скорее ее починить.

Трещина в корпусе турбонагнетателя или повреждение внутренних уплотнений могут привести к утечке масла в выхлопной системе, в результате чего образуется серый или синий воздух.

5. Проверьте свет двигателя.

На большинстве современных автомобилей компьютерная диагностика обнаружит отказ турбонагнетателя, что приведет к "ошибке двигателя" (check engine). Это признак того, что автомобиль пытается сказать вам, что с вашим турбонаддувом что-то не так.

В этом случае вам может понадобиться профессионал, который поможет точно определить проблему с автомобилем. Поэтому доставьте машину к механику - хорошее решение.

6. Датчик ускорения

В некоторых моделях автомобилей обычно имеется датчик наддува, поэтому, если ваш автомобиль оборудован датчиком наддува, то есть отличный способ узнать, насколько хороша наша турбина. Таким образом, даже если вы не можете четко увидеть симптомы плохого турбонаддува, вы все равно можете диагностировать проблему с автомобилем.

Вы можете заметить падение уровня наддува, это признак того, что производительность вашего турбокомпрессора находится под угрозой. Падение может быть результатом различных неисправностей турбонаддува. Итак, вам следует как можно скорее проверить турбокомпрессор у профессионала.

Если уровень наддува падает, это означает, что производительность вашего турбокомпрессора снижена.

Что вызывает перегоревший турбо?

Есть также несколько причин, вызывающих симптомы плохого турбо. Выдувание турбины обычно является результатом проблем со смазкой двигателя или попадания посторонних предметов.

1. Возраст или нормальный износ

Как и у большинства автомобильных запчастей, у всего есть срок службы. Турбокомпрессор обычно может работать от 160 000 до 250 000 километров. Это число сильно различается в зависимости от водителя и его стиля вождения. Однако они могут со временем изнашиваться, в зависимости от того, как агрессивно вы водите машину, и от исходного качества сборки турбонагнетателя.

2. Моторное масло

Моторное масло, которое, вероятно, является кровью в человеческом теле, по сути, находится в автомобиле, чтобы убедиться, что турбонаддув работает нормально. Он служит для смазки основных движущихся частей, защиты их от коррозии и охлаждения во время использования. Поэтому для этого требуется постоянный поток чистого качественного масла. Низкое качество или неправильный сорт масла приведет к накоплению загрязняющих веществ в двигателе. Это может вызвать абразивное повреждение внутренней части турбины. В этом вам поможет регулярная проверка и замена масляного фильтра.

Низкое качество или неправильный сорт масла приведет к накоплению загрязняющих веществ в двигателе.

3. Посторонние предметы

Турбина состоит из двух основных компонентов: компрессора спереди и турбины сзади. Странные предметы, такие как пыль, грязь, листья или другие мелкие предметы, могут попасть внутрь турбонагнетателя и вызвать проблемы. Тем самым эффективность турбонаддува будет снижена, если эти объекты попадут в воздушный фильтр. Чтобы этого не произошло, ваш воздушный фильтр следует регулярно обслуживать и заменять. Также следует проверить турбину на предмет мусора.

4. Плохое уплотнение

Уплотнение - важная деталь, соединяющая компрессор и двигатель. Если он начнет изнашиваться или трескаться, масло вытечет в выхлопную систему. В результате, турбокомпрессор должен работать усерднее и быстрее, эффективность турбонагнетателя снизится и вызовет плохие симптомы турбо. Поэтому как можно быстрее отвезите свою машину к механику, чтобы он точно диагностировал, что происходит с турбонаддувом, и сразу же исправлял это.

Если автомобильное уплотнение начнет изнашиваться или трескаться, масло потечет в выхлопную систему.

Можете ли вы водить машину с плохим турбонаддувом?

Что делать, если у вас перегорел турбонагнетатель?

Если вы думаете, что у вас перегоревший турбонагнетатель, вам следует сразу же заблокировать его квалифицированным специалистом. Как и в случае с большинством автомобильных запчастей, стоимость ремонта турбонагнетателя во многом будет зависеть от марки и модели вашего автомобиля. Обратите внимание, что из-за огромного количества запчастей и стоимости работ трудно оценить стоимость ремонта турбины. Поэтому вместо того, чтобы оставлять машину в такой ситуации, мы рекомендуем вам поговорить напрямую со своим механиком и запросить расценки, прежде чем вы заставите его работать с вашей машиной.

Вы должны заблокировать его сразу после этого у квалифицированного специалиста, если вы чувствуете, что в вашей машине плохой турбонаддув.

Вывод
Есть много причин, стоящих за перегоревшим турбонаддувом, а также много плохих симптомов турбонаддува, таких как выхлопной дым, серый дым, шум двигателя, датчик наддува, сгоревшее масло . Обязательно отвозите свой автомобиль в гараж для обслуживания. Более того, при каждом обслуживании меняйте масло, чтобы избежать нагара. Если турбонагнетатель слишком старый, подумайте о замене нового - хорошей идеей. Если вы плохо разбираетесь в двигателе своего автомобиля, вам поможет лицензированный механик.

Турбина относится к довольно сложным аппаратам, увеличивающим мощность двигателя. Поломка ее в отличие от многих других узлов автомобиля не является критичной. Но стоит понимать, что и нормально работать мотор тоже без нее не будет, к тому же утечка масла и топлива не окажут положительного влияния на общее состояние транспорта и кошелек автовладельца. Как же вовремя понять, что турбина умирает. Для определения неисправности, следует разобраться в принципах ее работы, узнать признаки и что к этому могло привести. Однако для более точной диагностики потребуется обратиться к мастерам автосервиса или СТО.

Что из себя представляет турбина

Если сказать проще, то турбина – это механическое устройство автомобиля для подачи под давлением воздуха в камеру сгорания. Главная задача, которую выполняет турбонаддув, это значительное повышение мощности двигателя без увеличения его рабочего объема. Установка турбины обеспечивает пятидесятипроцентный, а иногда и больше, прирост мощности силового агрегата при сравнении с нетурбированными двигателями того же объёма. Это обусловлено нагнетанием под давлением турбиной воздуха в цилиндры и повышением содержания кислорода в топливной смеси, а в результате и увеличению ее эффективности.

Конструктивно турбина состоит из механической крыльчатки приводимой в действие движением выхлопных газов автомобиля. То есть используется энергия выхлопа для захвата и подачи воздуха (а соответственно и кислорода) в систему для улучшения качеств топливной смеси. С технологической точки зрения на сегодня это наиболее эффективное устройство для увеличения мощности двигателя при том же расходе топлива, что позволило уменьшить выброс токсичных газов в атмосферу.

Такие агрегаты нашли широкое применение как в дизельных силовых установках, так и на бензиновых двигателях. При этом в первом случае турбированные моторы оказались наиболее эффективны из-за высокой степени сжатия и малым, при сравнении с бензиновыми автомобилями, числом вращения коленчатого вала.

К тому же ограниченное применение турбонаддува на бензиновых машинах обусловлено возможным проявлением детонации, которое возникает при резком увеличении числа оборотов двигателя, а также из-за высокой температуры выхлопных газов, достигающего тысячи градусов против шестисот у дизельных моторов. Естественно такие температуры могут привести к повреждению частей турбины.

Из чего состоит турбина

В зависимости от производителя и модели турбины имеют некоторые отличия, однако основные конструктивные элементы и механизмы у них идентичны. Так в устройство любой турбины входит воздухозаборник, сразу за ним устанавливается воздушный фильтр, дроссельная заслонка, турбокомпрессор, интеркуллер и выпускной коллектор. Все части агрегата соединены между собой трубками и шлангами, которые изготавливаются из надежных износостойких материалов.

Большинство знакомых с конструктивными особенностями автомобиля, обратили внимание на несколько отличий турбонаддува от стандартных систем впуска – это наличие интеркулера и турбокомпрессора, а также некоторых элементов для контроля и регулирования надува.

Одним из основных и наиболее важных элементов турбины является турбокомпрессор (или турбонагнетатель). Именно он обеспечивает увеличенное давление воздуха на впускных магистралях мотора. В своей конструкции турбонагнетатель имеет два колеса – турбинное и компрессорное, размещенные на роторном валу. Каждое колесо смонтировано в отдельном надежном корпусе, а в конструкции предусмотрен подшипник.

Как влияет неисправная турбина на работу двигателя автомобиля

С учетом больших оборотов турбины, а также постоянного воздействия высоких температур, а именно это и есть нормальные рабочие условия, даже незначительное и кратковременное падение давления в масляной системе может вызвать поломку подшипника оси турбины. При его сильном износе увеличивается радиальный зазор, а этот люфт приводит к повреждению и выходу из строя сальников.

С разрушенными сальниками нет должной герметичности, а соответственно масло беспрепятственно попадает в коллектор двигателя. Параллельно этому давление масла в подшипниках оси турбины еще сильнее падает, что приводит к еще большим повреждениям этого узла.

Горячий выхлопной газ проходит через разбитые элементы и попадает во внутреннее пространство подшипников, где повышает температуру до такой степени, что все смазочные материалы полностью выгорают. Это ведет к полному разрушению самого подшипника. Он перестает выполнять свою функцию, что влечет поломку лопастей турбины, обломки которой остаются внутри агрегата.

Качество смазки элементов турбины очень сильно зависит от масляного насоса двигателя. Даже не очень продолжительная работа агрегата в таком режиме оставит двигатель автомобиля без смазочных материалов. А что будет с двигателем при работе без масла объяснений не требует.

Во избежание подобных неприятных ситуаций, важно помнить основные признаки неисправности и выхода из строя турбокомпрессора. Если вовремя не обратить внимание на эти симптомы и не принять соответствующие меры, то звук характерного скрежета лопастей, трущихся о внутренний корпус турбины, который ведет к еще большим проблемам, не заставит себя долго ждать. При появлении хоть какого-нибудь намека на неисправность, лучше незамедлительно обратиться к специалистам автосервиса или СТО.

Выход турбины из строя во многих случаях происходит очень быстро, причин тому несколько: это может быть, как уже упоминалось, недостаток масла, попадание твердыми частицами по колесу компрессора и по колесу ротора турбины, также к поломке может привести ДТП. Однако чаще турбонагнетатель приходит в негодность постепенно, и у автовладельца есть время обратить внимание и принять необходимые меры по устранению причин поломки либо обратиться к специалистам.

Выделяется несколько наиболее распространенных признаков выхода из строя турбины. К ним относятся следующие:

наличие посторонних шумов со стороны турбины во время работы силовой установки (свист либо гул);
появление сизого дыма из выхлопной системы;
резко увеличивается расход масла;
падает давление наддува.

Для определения поломок на ранних стадиях, достаточно внимательно слушать свой автомобиль. Например, у машины упала мощность или она утратила динамику, это говорит о том, что турбина не создает достаточного давления.

Иногда причиной тому служит повышенное противодавление из-за сильного загрязнения катализатора. Также к этому могут привести и неисправности электромагнитного клапана (управляющего вакуумом турбины), что тоже влечет понижение мощности двигателя.

Если же эти элементы работают исправно, тогда стоит проверить перепускную заслонку или изменяемую геометрию. Часто при агрессивном стиле езды поток отработанных газов идет мимо клапана, либо поврежденная изменяемая геометрия, цепляет корпус турбокомпрессора и не направляет воздух на колесо турбины. В таком случае коэффициент полезного действия турбины сильно падает. Если таким образом выявить причину поломки не удалось, тогда потребуется демонтаж турбокомпрессора с силовой установки.

На скорый выход из строя турбину и возможный признак дефекта может также указать дым из выхлопной системы.

Цвет дыма и запах выхлопного газа

Появление дыма в выхлопной системе нельзя игнорировать, следует внимательно присмотреться к нему. Процесс часто сопровождается неприятным химическим запахом, который прекрасно слышен при движении.

Наличие черного дыма

Это указывает на сгорание горючей смеси в турбине. Дефект может быть вызван нехваткой кислорода в топливной системе. Следует проверить:

все патрубки и их соединения на герметичность;
электронный блок управления;
воздушные фильтры;
качество работы всей топливной системы;
мотор.

Следует уделить особое внимание фильтрам, наиболее частой причиной нехватки воздуха в топливной системе оказывается именно загрязненный фильтрующий элемент.

Синий дым

Это говорит от том, что масло попадает в камеру сгорания. Причиной может быть утечка, которая кроется в неполадке турбонагнетателя либо мотора. В таком случае необходим осмотр и проверка всех соединений.

Белый дым

Основная причина такого дефекта – это забитый сливной маслопровод. Необходима его замена или ремонт.

Признаки выхода из строя турбокомпрессора

Как было сказано выше, голубовато-сизый выхлоп указывает на сгорание масла в цилиндрах двигателя, которое попало туда из турбокомпрессора либо мотора. Черный указывает на утечки воздуха, а белый – засор в маслопроводе. Появление свиста может сигнализировать об утечке воздуха на стыках компрессора с двигателем. Скрежет говорит о ненормальном трении деталей и элементов конструкции.

В случае периодического отключения или полного выхода из строя турбины, следует проверить все ее части и узлы. Основная масса всех поломок турбокомпрессора заключается в трех причинах. О них ниже.

Недостаточное давление масла

Может возникнуть вследствие течи либо при пережиме масляного шланга, или из-за неправильного их подключения к турбине. Ведет к быстрому изнашиванию колец, шейки вала, плохой смазке и резкому повышению температуры на радиальных подшипниках турбокомпрессора. Потребуется их замена на новые.

Загрязненное масло

Может возникнуть вследствие несвоевременной замена смазки либо масляных фильтров, при попадании воды либо горючего в масло, а также при использовании некачественных смазочных материалов. Ведет к преждевременному износу подшипников, забиванию каналов маслопровода, повреждению оси.

Вышедшие из строя элементы, требуется заменить на новые.

Посторонний предмет внутри турбокомпрессора

Может привести к повреждению или поломке лопастей компрессорного колеса, что ведет к снижению давления воздуха; лопастей колеса турбины; ротора. В этом случае со стороны компрессора потребуется замена фильтра и проверка впускного тракта на герметичность. На стороне турбины, необходима замена вала и проверка впускного коллектора.

Визуальный осмотр

В самом начале проведения диагностики проверяется уровень и качество моторного масла. Также очень важно, чтобы внутрь турбокомпрессора не попадали сторонние предметы.

Затем можно приступать к анализу выхлопного газа. Уменьшение мощности и общей динамики, а также черный выхлоп указывает на переобогащение топливной смеси. Это может быть вызвано недостаточным количеством подаваемого в цилиндры кислорода из-за неисправностей в системе впуска. Иногда мощность падает из-за утечек на выпуске.

Для проверки потребуется завести двигатель и послушать нет ли посторонних шумов при работе турбокомпрессора. Не должно быть свистящих или скрипящих звуков, шума прорывающегося воздуха в местах соединения и тому подобного. Проверяются на герметичность патрубки по которым подается воздух в мотор. Наличие любых неплотностей или повреждений недопустимо. Важно проверить состояние воздушного фильтра – загрязнения снижают его пропускную способность, что ведет к недостаточному количеству воздуха в цилиндрах.

Появление белого или сизого дыма может быть вызвано как неисправность самого компрессора, так и других узлов двигателя. На эту проблему может также указать и резко возросший расход масла.

При таких обстоятельствах следует еще раз перепроверить воздушный фильтр и ротор турбины. Забитый фильтр не пропускает достаточного количества воздуха, а это ведет к перепаду давления между корпусом и картриджем с подшипниками, из него начинает течь масло и попадать в корпус компрессора. Если и здесь все в порядке, тогда следует осмотреть сливной маслопровод на присутствие перегибов, повреждений и т.п.

Чем отличается проверка на бензиновом двигателе

На бензиновых автомобилях скорый выход из строя турбины можно определить по тем же признакам. Здесь выхлоп становится синего или белого цвета при разгоне машины. В случае появления утечек воздуха в нагнетающих каналах или при неисправности топливной системы, появляется черный дым. Белый выхлоп с запахом горелого масла просигнализирует об утечки смазки в систему выхлопа. Может быть вызвано повышенным осевым люфтом, стопорные кольца не удерживают давления масла. В случае попадания масла в выхлопную систему, на горячем колесе турбину будет образовываться нагар, это впоследствии приведет к дисбалансу агрегата с последующим разрушением корпуса подшипника.

Заключение

Несмотря на то, что поломка турбины не является критичной, а процесс выхода ее из строя довольно длительный, при обнаружении симптомов не стоит затягивать с ремонтом. Несвоевременное принятие мер все же может вылиться в более дорогостоящий ремонт. Примерно определить причину поломки можно и самостоятельно в гаражных условиях, однако для получения более детальной информации лучше обратиться к специалистам.

Человек – существо неугомонное. После того, как появился первый автомобиль, желание ездить быстрей и быстрей не дает покоя ни конструкторам, ни автогонщикам, ни почтенным отцам многодетных семейств. Еще чуть больше скорости, чуть выше мощность, быстрей разгон – так по крупицам изобретались, тестировались и внедрялись в жизнь различные улучшения двигателей.

Как увеличить мощность двигателя? Чтобы получить больше силы на выходе, нужно дать больше энергии на входе, а значит, сжечь в двигателе больше топлива. Поскольку законы физики обойти еще никому не удалось, самым простым способом будет увеличение объема двигателя. Чем больше топлива сгорает в цилиндре, тем больше энергии высвобождается. Но этот путь вскоре завел в тупик: увеличивать объем нужно вместе с весом самого двигателя, и с определенного момента такой прирост теряет смысл: мотор становится настолько тяжелым и сложным, что вместо повышения эффективности системы ее показатели, наоборот, снижаются. Но до этого человеческий гений породил таких монстров, как 16-цилиндровые двигатели, разработанные для гоночных автомобилей.

BRM V16: 16-цилиндровый двигатель с компрессором,
угол между цилиндрами 135 градусов, объем 1,5 л,
мощность 475 л.с. при 11500 об/мин
(пиковая мощность 500-600 л.с.),
занявший 5-е место на Гран-при в Британии в 1951 г.

Если увеличивать объем двигателя можно только до определенного предела, то второй вариант – просто подать больше топлива в цилиндр. Но тут появляется другая проблема: одновременно необходимо подать и больше воздуха, чтобы сохранить оптимальное (стехиометрическое) соотношение – 14 объемных частей воздуха на 1 часть топлива, необходимое для полного сгорания. Конструкторы пришли к выводу, что при неизменном объеме цилиндра больше воздуха к топливу можно подать только с помощью искусственного наддува. Так появилась идея компрессоров и турбин, позволяющих увеличить мощность двигателя без изменения его кубатуры. Как правило, компрессорами называют устройства, работающие от коленвала двигателя, а турбинами – приводимые в движение потоком выхлопных газов. Но в обоих случаях назначение их одинаково: подача дополнительного воздуха в камеру сгорания для увеличения мощности двигателя.

Приводные компрессоры

Роторный компрессор, Roots, Рутс

Первый вариант конструкции, который и сейчас можно встретить на некоторых автомобилях. Два встречно вращающихся ротора (двух- трех- или четырехлопастных) подают воздух во впускной коллектор, нагнетая в нем давление, а из коллектора воздух под напором поступает в цилиндры двигателя.

Винтовой компрессор, Lysholm, Лисхольм

Принцип действия несколько отличается от роторного: в корпусе расположены два встречно вращающихся винта сложной формы, которые захватывают воздух в канавки и транспортируют его к выпуску с одновременным сжатием. Производительность винтового компрессора намного выше, чем роторного, и он не создает турбулентности воздушного потока на высоких оборотах.

И роторный, и винтовой компрессоры работают без присутствия масла (за исключением подшипников валов). Корпус и сами вращающиеся детали разделены между собой микрозазорами, и по этой же причине не нуждаются в остаточном охлаждении после остановки двигателя.

Синхронизация вращения валов выполнена с помощью шестеренчатой передачи от ведущего вала (соединенного ременным шкивом с коленвалом двигателя) к ведомому, позволяющей добиться высокой точности работы компрессора, без трения и перегрева.

В его конструкции используется только один вал, на котором закреплена крыльчатка. При вращении крыльчатка захватывает воздух из центра и отбрасывает его по периметру, откуда он поступает в напорный патрубок. Такая конструкция позволяет сделать компрессор негабаритным, легким, при этом не теряя в производительности.

Все приводные нагнетатели (компрессоры) объединены общими достоинствами: простота монтажа, эффективность при различной скорости оборотов, отсутствие перегрева и турболага (турбоямы) – типичной проблемы турбин.

А основной общий недостаток – привод от двигателя, в результате чего немного теряется мощность и увеличивается нагрузка на него. Но, несмотря на это, установка компрессора себя оправдывает: в среднем нагнетатель дает прирост 46% к мощности двигателя.

Турбонагнетатель (турбокомпрессор, турбина)

Несмотря на разнообразие конструкций приводных компрессоров, признание автолюбителей завоевали турбины – нагнетатели с турбо-приводом.

Турбина приводится в действие не от коленвала, а от потока выхлопных газов. Такая конструкция полностью устраняет нагрузку на двигатель и не требует дополнительных мощностей для работы.

Выхлопные газы, проходя в полость турбины, приводят в движение ротор, закрепленный на одном валу с крыльчаткой. А крыльчатка, в свою очередь, во время вращения накачивает воздух в систему впуска по тому же принципу, что и центробежный компрессор.

Монтаж турбины, в отличие от компрессора, связан с определенными сложностями. В связи с высокой нагрузкой (скорость вращения может достигать 300 тысяч оборотов в минуту в отличие от компрессоров, скорость которых максимум 20 тысяч оборотов в минуту) турбина требует постоянной смазки, так что ее включают в масляную магистраль и подводят моторное масло под давлением. С этим связана необходимость устанавливать турбины только в специализированном автосервисе.

Турбина с изменяемой геометрией, VNT

Одной из проблем турбокомпрессоров является слишком высокая скорость вращения на больших оборотах двигателя и недостаточная продуктивность на малых оборотах. Чтобы улучшить характеристики устройства, вокруг основного ротора устанавливаются дополнительные лопасти, изменяющие свое положение в ответ на команду регулирующего устройства. Поворот, увеличивающий площадь ротора, помогает сохранить высокие обороты при низком давлении выхлопных газов, а уменьшение площади ротора помогает турбине не превышать предельных оборотов, когда мотор работает на полной мощности. Это называют VNT (Variable Nozzle Turbine) или VGT-турбиной (Variable Geometry Turbocharger).

Существуют и другие модификации таких турбин: с выдвижными лопастями, с другим способом их крепления и т.д., но принцип действия от этого не меняется.

Управление такой турбиной осуществляется от вакуумного регулятора, электромотора или благодаря инерционному повороту самих лопастей.

Комбинированные системы

В разное время автоконструкторы экспериментировали с различными способами улучшения характеристик двигателя. Так появилась система двойного турбонаддува Twin Turbo или комбинированная система. Эти инженерные изыскания были направлены на устранение характерных недостатков разных видов компрессоров.

Двойной турбонаддув

По сути, это две турбины, установленные на двигатель по параллельной, последовательной или ступенчатой схеме. Изначально такая система предназначалась для устранения турболага, но она также помогает повысить мощность, оптимизировать режим работы двигателя и даже снизить расход топлива.

Состоит из двух турбин с одинаковыми характеристиками, подключенных параллельно друг другу. Может устанавливаться на мощные V-образные двигатели, по одной турбине на каждый ряд цилиндров. Каждая из турбин подключается к отдельному ответвлению выпускного коллектора. Преимущество этой системы в том, что можно установить маленькие турбины, которые намного легче набирают скорость вращения, и таким образом уменьшить эффект турболага.

Вверху: работа одной турбины на малых оборотах двигателя.
Внизу: Работа двух турбин для максимальной мощности.

Состоит из двух турбин, одна из которых работает постоянно, а вторая включается по необходимости (поток отработанных газов направляется на вторую турбину при открытии клапана на выпускном коллекторе). Воздух от обеих турбин поступает в общий впускной коллектор двигателя.

1. Две турбины работают последовательно (низкие обороты).
2. Турбины работают параллельно (средние обороты).
3. Работает только большая турбина (высокие обороты).

Достаточно сложная, но эффективная система, состоящая из двух последовательно подключенных турбин разного размера, соединенных перепускными патрубками и клапанами. На малых оборотах двигателя работает только меньшая турбина, поскольку она легче и имеет меньшую инерцию. При включении средних оборотов подключается большая, и обе турбины работают последовательно: большая подает поток воздуха на малую, от которой он поступает во впускной коллектор. При этом скорость большой турбины постепенно увеличивается, и на максимальных оборотах малая турбина отключается, чтобы не задерживать поток воздуха к мотору. Вся система регулируется датчиками и электромагнитными клапанами, открывающими или закрывающими отдельные участки системы выхлопа. С точки зрения производительности двигателя, двухступенчатая система дает максимальный эффект.

Комбинированный наддув, TSI

Попытки преодолеть эффект турбоямы привели к созданию концерном Volkswagen системы комбинированного наддува TSI (Turbo Stratified Injection), в которой сочетается приводной нагнетатель и турбина. Система подключена ступенчато: на низких оборотах двигателя работает только компрессор, дающий в таком режиме максимальный эффект. На средних оборотах компрессор и турбина работают вместе, а на максимальных оборотах компрессор отключается, и работает одна турбина. Такой способ наддува полностью устраняет эффект турбоямы, но оказался слишком дорогостоящим как в производстве, так и в обслуживании, и с 2011 года двигатели с комбинированным наддувом уже не производят.

Технические характеристики: что важно знать о турбине?

Один из важнейших технических показателей турбины это степень компрессии: способность повышать давление во впускном коллекторе и соответственно в цилиндрах двигателя. Знать этот параметр необходимо тем, кто хочет тюнинговать свой автомобиль и проводит расчеты для турбины.

Степень компрессии имеет две крайности: чем она выше, тем больше мощности можно получить от мотора (больше сжимается топливно-воздушная смесь в цилиндре и сильней отдача от ее сгорания). Но при превышении максимально допустимой силы сжатия появляется эффект детонации: смесь сгорает не тогда, когда нужно, а тогда, когда ее сжатие приводит к самовозгаранию. По этой причине на турбированных двигателях используют высокооктановый бензин.

То есть, максимальная компрессия показывает максимально возможное количество топлива (и соответственно воздуха), которое можно подать в цилиндр без вреда для двигателя.
Второй показатель турбины – рабочий диапазон вращения ротора. Это показатель скорости вращения от минимально полезной до максимально безопасной для устройства, превышение которой ведет к перегреву и преждевременному износу.

Также нелишним будет учесть показатели термоустойчивости турбины. Обычно производители указывают максимальную температуру отработанных газов на входе в турбину и максимальную температуру масла на входе. Чем мощней двигатель, тем выше будут эти температуры и тем тщательней нужно выбирать компрессор.

Поскольку турбина подключается к масляной магистрали, производители указывают оптимальные и минимальные показатели давления масла на входе.

Производительность компрессора определяется объемом воздуха, пропускаемым за один оборот ротора. Чем больше турбина, тем выше этот показатель, но и выше инерционность, так что в большинстве случаев специалисты рекомендуют выбирать компрессоры средней производительности.

Сколько служит турбина и отчего выходит из строя

Многие автомобилисты называют турбину расходным материалом: срок службы ее не слишком радует любителей уличных гонок. При идеальных условиях (передвижение по городу, регулярное ТО) турбина прослужит примерно 150 тыс. км. Но ведь турбины ставят не затем, чтобы чинно ездить 50 км/ч, так что при экстремальном использовании ресурс можно смело делить на 2, и то при грамотном обслуживании своей машины.

Два самых страшных врага турбины – посторонние предметы и масляное голодание (и вообще проблемы с маслом).

Учитывая огромную скорость вращения, даже безобидная на первый взгляд пыль может за короткое время сточить лопасти, забиться в подшипники и вывести турбину из строя. Поэтому турбированные двигатели намного чувствительней к качеству воздушного фильтра, чем обычные атмосферные. Добавить сюда дополнительную нагрузку на фильтр (воздух проходит через него с достаточно сильным напором) и становится понятно, почему многие, тюнингуя свой автомобиль, ставят фильтры нулевого сопротивления.

Но, каким бы качественным ни был фильтр, он может пострадать от попавшей в воздухозаборник влаги и испортиться (бумага после высыхания уже не выполняет свои функции). После поездки под хорошим сильным дождем лучше осмотреть фильтр сразу, и в случае необходимости заменить. Дешевле выйдет.

Повреждение турбины посторонними предметами

Посторонние предметы могут попасть не только на крыльчатку турбины, но и на ротор. Чаще всего это частицы кокса из выпускного коллектора, а иногда и детали двигателя (обломки клапанов, свечей зажигания и т.д.) Если мотор посыпался, турбина умирает практически сразу.

Тут же нужно напомнить об интервале замены масла и масляного фильтра. Со временем в масле, и особенно в фильтре, накапливаются продукты сгорания, твердые частицы разного размера. Фильтр забивается и не пропускает достаточное количество масла, после чего в нем срабатывает перепускной клапан и масло проходит напрямую, без очистки. Если двигатель еще немного поработает в таком режиме, то турбина выйдет из строя сразу: твердые частицы сработают как абразив, а более мелкие забьют каналы для подачи масла к подшипникам турбины. При разборке компрессоров, пострадавших от масляного голодания, на металле часто можно видеть не только истертости, но и цвета побежалости – свидетельство критического перегрева.

Вал турбины со следами перегрева

Одним словом, система с наддувом намного чувствительней к работе всех смежных узлов, чем простая атмосферная. Это относится не только к зажиганию, подаче топлива и т.д., но и к состоянию катализатора и сажевого фильтра. Неисправный катализатор приводит к образованию сажи и кокса в выпускной системе, повышению нагрузки на турбину, а от нештатных нагрузок она выходит из строя.

Трещина в корпусе

Покупать ли автомобиль с турбодвигателем?

Но ведь машина может больше! Установка компрессора позволяет раскрыться потенциалу двигателя, к тому же, как уже говорилось выше, турбонаддув помогает экономить топливо за счет оптимизации процесса работы. Так что любители быстрой езды выбирают турбо.

Нет однозначного ответа, что выбрать: атмосферный двигатель, приводной компрессор или турбину. Все они имеют свои плюсы и минусы, и нужно определиться, что подойдет именно под ваши нужды и желания.

Читайте также: