Турбокомпрессор устройство и принцип действия. Схема турбокомпрессора
Турбокомпрессор: устройство и принцип действия
Во многих устройствах используется турбокомпрессор, устройство и принцип действия которого позволяют производить нагнетание воздуха в необходимых объемах. Для того, чтобы привести его в движение, задействована энергия, получаемая из потока отработанных газов. В технической области, турбокомпрессор получил название турбонагнетателя.
Принцип действия турбокомпрессора
Работа большинства конструкций турбокомпрессора отличается простотой и надежностью. Ротор агрегата приводится в действие выхлопными газами, проходящими в турбину. На оси ротора жестко закреплено колесо центробежного компрессора. Поэтому, его вращение происходит со скоростью, одинаковой с ротором.
Конструкции компрессорной части в разных устройствах различаются между собой. Чаще всего используются варианты центробежного типа. Скорость вращения колес турбины полностью зависит от энергии, производимой выхлопными газами. Соответственно, возрастает скорость работы и самого компрессора. Таким образом, увеличивается количество воздуха, подаваемого в цилиндры. В результате, топлива сгорает больше и общая мощность двигателя возрастает. Вращение турбокомпрессора может достигать очень высокой частоты, вплоть до 150 тысяч оборотов в минуту.
Устройство турбокомпрессора
Во всей конструкции, большое значение имеет точность соединения вала с колесом турбины. Для обеспечения нормальной работы, это соединение должно быть идеально сбалансировано. В противном случае, даже небольшие биения могут гарантированно вызвать поломку. На вал от колеса турбины идет очень высокая теплоотдача. Чтобы ее снизить, конструкция вала выполняется пустотелой. Тем самым, предотвращается перегревание подшипников.
Сам подшипниковый узел смазывается от общей системы смазки двигателя. Основная функция смазки более всего заключается в отведении лишнего тепла от корпуса и подшипников. В некоторых конструкциях подшипник устанавливается неподвижно, а в масляной ванне происходит вращение ротора.
В настоящее время, многие турбокомпрессоры оборудованы механизмами, позволяющими изменять геометрию турбины. Для этого, производится установка дополнительного кольца, на котором имеются управляемые направляющие лопатки. В зависимости от числа оборотов, происходит поочередное уменьшение или увеличение сечения турбины.
Все эти мероприятия направлены на повышение эффективности турбокомпрессоров, что позволяет значительно повысить мощность обычных двигателей.
electric-220.ru
Турбонаддув — Энциклопедия журнала "За рулем"
В турбокомпрессоре используются центробежные насосы. Под действием центробежных сил, вызванных вращением колеса с лопатками, воздух отбрасывается к периферии колеса, а в его центре создается разрежение, что обеспечивает всасывание воздуха. Для эффективной работы турбокомпрессора частота вращения колеса компрессора должна быть очень высокой не менее 50–100 тыс. мин–1.При работе ДВС из выпускного трубопровода под давлением выбрасываются продукты сгорания, которые имеют высокую температуру. Поток газов приводит во вращение колесо турбины, которое передается закрепленному на общем вале колесу компрессора.Для достижения фазы наддува, т. е. момента, когда давление воздуха на впуске превысит атмосферное, необходимо, чтобы была достигнута определенная частота вращения турбины (не менее 60 000 мин–1). При малых оборотах двигателя турбокомпрессор работает в дежурном режиме (частота 5 000–10 000 мин–1). Необходимо учитывать, что наличие турбины в выпускном тракте создает сопротивление выходу отработавших газов.
Очень важный вопрос — выбор правильного размера турбины для конкретного двигателя. В первых двигателях с турбонаддувом для легковых автомобилей 1970-х гг. использовались готовые конструкции, разработанные, как правило, для дизелей больших грузовых автомобилей. Такие устройства давали хороший результат для увеличения максимальной мощности, но были неэффективными для получения большого крутящего момента в среднем диапазоне частот вращения двигателя, т. е. для получения достаточной приемистости автомобиля. Большие турбины требовали некоторого времени на «раскрутку», когда при небольших нагрузках открывалась дроссельная заслонка, что приводило к задержке нарастания давления наддува. Этот эффект получил название турбоямы.
Схема работы турбокомпрессора с изменяемой геометрией
Большинство современных турбокомпрессоров легковых автомобилей имеют небольшие размеры и высокую частоту вращения. Для того чтобы увеличить диапазон частот вращения двигателя, при которых турбонаддув обеспечивает повышение давления, применяются по два турбокомпрессора на одном двигателе. Один турбокомпрессор работает при низких оборотах, а второй при высоких. В последних поколениях наддувных двигателей стали применяться турбокомпрессоры с переменной геометрией, которые сохраняют высокую скорость газов при малых нагрузках, так что турбина всегда вращается с нужной скоростью. В таких турбокомпрессорах поток направляемых на турбину газов управляется с помощью специальных поворачивающихся заслонок. Одновременный поворот заслонок производится с помощью штока вакуумной камеры. Разрежение в камере регулируется электромагнитным клапаном по сигналу компьютера.
При работе системы турбонаддува происходит сильный нагрев турбины, а компрессор остается сравнительно холодным. Очень важным узлом, определяющим долговечность турбокомпрессора, является узел подшипников вала. Обычно масло для смазки подшипников подается под давлением из системы смазки двигателя. Иногда для повышения работоспособности наддува применяют охлаждение корпуса турбины жидкостью из системы охлаждения двигателя. После продолжительного движения на высокой скорости автомобиля с турбонаддувом турбина может раскрутиться до высоких скоростей (сотни тысяч оборотов в минуту). После остановки двигателя турбокомпрессор останавливается не сразу, а масло уже не поступает к подшипникам. Чтобы не произошло повреждения подшипников, рекомендуется перед выключением двигателя дать ему возможность некоторое время поработать на холостом ходу.
Дизельный двигатель с турбонаддувом
Очень хорошо система турбонаддува работает в дизелях. Отработавшие газы в дизеле холоднее, чем в бензиновых двигателях, что облегчает работу турбокомпрессора, и, кроме того, в дизеле не существует опасности возникновения детонации. Поэтому неслучайно, что турбонаддув устанавливается почти на всех современных дизельных двигателях легковых автомобилей.
В многоцилиндровых двигателях с большим рабочим объемом некоторых грузовых автомобилей отработавшие газы продолжают обладать большой энергией, даже после прохождения турбокомпрессора. Эту энергию можно использовать для дальнейшего повышения мощностных характеристик двигателя, создавая так называемые турбокомпаундные двигатели. В таком двигателе часть энергии отработавших газов используется для раскручивания дополнительной турбины, которая через гидравлическую муфту связана с коленчатым валом. Такая конструкция дает возможность, увеличить крутящий момент на вале двигателя. Подробнее о турбонаддуве - в главе Турбокомпрессор
wiki.zr.ru
Установка турбокомпрессора своими руками - устанавливаем турбину
Один из самых серьёзных видов тюнинга направлен на улучшение скоростных и динамических характеристик автомобиля. Сюда относится установка турбокомрессора, который также называют турбонаддувом. Благодаря этому можно получить значительный прирост мощности, что сразу позволит почувствовать изменения в поведении машины. Нет такого автомобилиста, который не хотел бы, чтобы его железный друг стал быстрее и надёжнее.
Всё это становится причиной для установки нагнетателя на свой автомобиль. Однако, стоимость подобной процедуры достаточно высока, поэтому нередко возникает идея сэкономить. А так как на качестве деталей экономить мы не рекомендуем, остаётся только отказаться от работы автомехаников и проделать всё самостоятельно.
Подготовка к установке
Необходимые комплектующие
Данная операция требует особой подготовки, поэтому заранее следует всё продумать. Установка турбокомпрессора своими руками не вызывает больших сложностей, но у новичков, наверняка, возникнут некоторые трудности.
Не стоит напоминать, что предварительно необходимо выбрать сам турбокомпрессор, чтобы он подходил для конкретной модели автомобиля. От типа нагнетателя, его размеров и характеристик будут зависеть различные особенности монтажа.
Тут необходимо найти компромисс между мощностью, тепловыделением, порогом наддува и другими свойствами. Впоследствии они станут рабочими характеристиками автомобиля.
При монтаже нагнетателя на сам двигатель следует позаботиться о том, чтобы пыль и частицы грязи не попадали в маслосливную и маслоподающую магистрали турбины. Более того, перед началом работы рекомендуется заменить масло полностью, а также проверить масляной и воздушный фильтры.
Схема работы устройства
В процессе работы необходимо выполнить следующие действия:
Если имеется катализатор, следует проверить его работоспособность, так как излишки выхлопных газов в системе мешают работе компрессора;
Провести проверку корпуса воздушного фильтра на целостность и герметичность.
Стоит промыть с помощью бензина или растворителя вентиляцию картера и воздухоподающие патрубки;
Важно убедиться, что нигде в воздухоподающих каналах нет грязи и песка, которые могут повредить турбокомпрессор на высоких оборотах.
Чистота и целостность выхлопной системы и воздушных магистралей имеет первостепенное значение, в противном случае нагнетатель и даже сам двигатель могут выйти из строя.
Процесс установки
«Улитки»
Установка турбокомпрессора своими руками делится на несколько основных этапов. Нужно следовать предписаниям, тогда результат будет соответствовать ожиданиям.
Для начала необходимо вручную привести в движение вал турбины и запомнить, с какой скоростью вращается ротор. Перед началом монтирования маслопровода в турбину с помощью шприца заливается масло, при этом нужно продолжать подкручивать ротор. Изначально не стоит туго затягивать маслопровод, так как сначала нужно убедиться в том, что подача осуществляется без каких-либо проблем, в том числе при прокрутке двигателя (стартер запускать не надо).
Только если по предварительному осмотру видно, что всё в порядке, можно запустить двигатель секунд на 15-20, после чего вновь провести осмотр и сравнить усилия, необходимые для вращения ротора с теми, что были до этого.
Если всё нормально, тогда необходимо надеть воздухоподающий патрубок, затянуть маслопровод. Далее двигатель вновь запускается на 1-1,5 минуты. В этот момент следует следить за работой турбины, в том числе на разных режимах работы.
В том случае, если появляется непонятный свист или шум, следует вновь всё внимательно проверить, так как что-то было установлено неправильно, либо не затянуто.
Установленное на автомобиль оборудование
Видео
Дополнительную информацию об установке турбокомпрессора вы найдете в следующем видео:
auto-wiki.ru
Принцип работы турбокомпрессорного двигателя.
Чтобы получить энергию для движения, в автомобильном двигателе сгорает смесь топлива с воздухом. Чем больше воздуха добавлено в смесь, тем мощнее работает двигатель. Обычный двигатель втягивает воздух в каждый из своих цилиндров, когда поршень в цилиндре идет вниз. Но самые лучшие двигатели втягивают в цилиндры еще и дополнительный воздух. Это делается с помощью устройства под названием турбокомпрессор.
В турбокомпрессоре есть турбина, которая приводится в движение от горячих газов, образующихся в двигателе автомобиля. Турбинный компрессор под большим давлением подает свежий воздух в цилиндры, в результате чего там происходит более полное сгорание топлива. Нагнетая дополнительный воздух в цилиндры, турбокомпрессор увеличивает мощность двигателя, не меняя его размеров.
Турбокомпрессор
Турбинный компрессор двигателя (голубой диск на верхнем рисунке) принимает свежий впускной воздух (голубые стрелы) и под сильным давлением направляет его в цилиндры. Компрессор приводится в движение турбиной (красный диск), которая и дала название всему устройству. А турбина вращается под действием горячих газов, выходящих из двигателя (красные стрелы). Центральный подшипник служит общей опорой компрессору и турбине.
Мощная добавка
Установленный на двигатель автомобиля (левый рисунок), турбокомпрессор (в голубом кружке) может значительно увеличить мощность двигателя. Первые модели турбокомпрессорных двигателей имели неприятное свойство перегреваться. Но теперь такие двигатели настолько отработаны, что применяются на всех типах машин: от лучших спортивных до малолитражек.
Для большей мощности двигателя
Турбокомпрессорный двигатель (рисунок ниже) использует горячие выхлопные газы (розовые на рисунке) для вращения турбины и вдувания сжатого воздуха (голубого на рисунке) в цилиндры. Выпускной клапан стравливает избыточное давление воздуха. Турбокомпрессор двигателя (в синем кружочке) представлен отдельно в увеличенном виде на среднем рисунке.
Приводится в движение энергией горячих выхлопных газов
Турбинное колесо, приводимое в движение горячими выхлопными газами двигателя (оранжевые стрелки), может вращаться с частотой до 100 000 оборотов в минуту. Компрессор вращается вместе с турбиной. Он засасывает свежий воздух (голубые стрелки) и под высоким давлением вталкивает этот воздух в цилиндры двигателя. Исполнительный механизм, состоящий из датчика и регулятора, поддерживает постоянным давление воздуха на входе в цилиндры.
Воздух под высоким давлением
Выхлопные газы (оранжевые на картинке справа) попадают на турбину и раскручивают колесо, которое находится на одном валу с колесом компрессора. Компрессорное колесо, крутясь как вентилятор (голубой), засасывает свежий воздух, сжимает его и под высоким давлением направляет в цилиндры.
Модели турбокомпрессоров, применяемые на двигателях автомобилей Камаз
В системах наддува дизельных двигателей Камаз-740 применяют одноступенчатые турбокомпрессоры, состоящие из центробежного компрессора и радиальной центробежной турбины.
Так как работа двигателя и турбокомпрессора согласована, то можно устанавливать определенный тип турбокомпрессора только на тот двигатель, для которого он предназначен.
На двигатели Камаз 740.31-240, 740.30-260, 740.35-400, 740.37-400, 740.38-360, 740.51-320, 740.50-360, 740.60-360, 740.61-320, 740.62-280, 740.63-400, 740.65-240 устанавливаются два турбокомпрессор ТКР 7С-6
На двигатели Камаз 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300 устанавливаются два турбокомпрессор ТКР 7С-9 или К27-115.
Описание системы газотурбинного наддува и охлаждения наддувочного воздуха двигателя Камаз-740
На всех автомобилях, кроме комплектаций с двигателями моделей 7403.10, 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, применяется система охлаждения надувочного воздуха (ОНВ).
Система газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха обеспечивает за счет использования части энергии отработавших газов подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя.
Это позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива, т.е. повысить литровую мощность двигателя.
Рис. 1 - Схема системы газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха Камаз-740
Система газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха (рис. 1) состоит из двух взаимозаменяемых турбокомпрессоров (ТКР) 5 и 6, выпускных и впускных коллекторов и патрубков, теплообменника охлаждения надувочного воздуха 1 типа «воздух-воздух», подводящих и отводящих трубопроводов.
Воздух в центробежный компрессор турбокомпрессора Камаз-740 поступает из воздухоочистителя, сжимается и подается под давлением в теплообменник ОНВ, и затем охлажденный воздух поступает в двигатель.
Турбокомпрессоры устанавливаются на выпускных патрубках по одному на каждый ряд цилиндров. Выпускные коллекторы и патрубки изготовлены из высокопрочного чугуна.
Уплотнение газовых стыков между установочными фланцами турбины турбокомпрессоров, выпускных патрубков и коллекторов осуществляется прокладками из жаростойкой стали.
Газовый стык между выпускным коллектором и головкой цилиндра уплотняется прокладкой из асбостального листа, окантованного лентой из жаростойкой стали. Прокладки являются деталями одноразового использования и при переборках системы подлежат замене.
Выпускные коллекторы турбокомпрессора Камаз-740 крепятся к головкам цилиндров болтами. Для компенсации угловых перемещений, возникающих при нагреве, под головки болтов крепления выпускного коллектора устанавливаются специальные сферические шайбы.
Впускные коллекторы и турбокомпрессора патрубки выполняются литыми из алюминиевого сплава и соединяются между собой при помощи болтов. Стыки между коллекторами и патрубками уплотняются паронитовыми прокладками.
Система газотурбинного наддува и охлаждения надувочного воздуха должна быть герметична. Из-за не герметичности системы происходит утечка отработавших газов или воздуха, в результате чего снижается производительность турбокомпрессора, что приводит к снижению мощности двигателя.
Кроме этого, при не герметичности впускного тракта, между воздушным фильтром и турбокомпрессором происходит попадание абразивного материала (песок, грязь) в корпус компрессора и двигатель, что приводит к «пылевому» износу лопаток колеса компрессора и деталей цилиндропоршневой группы и, в итоге, к преждевременному выходу двигателя из строя.
Смазка подшипников турбокомпрессоров Камаз-740 осуществляется из системы смазки двигателя через фторопластовые трубки с металлической оплеткой. Слив масла из турбокомпрессоров осуществляется по стальным трубкам сильфонной конструкции в картер двигателя.
На рис. 2 представлена система газотурбинного наддува без охлаждения надувочного воздуха. Принцип работы такой системы тот же, что и у представленной выше, за исключением того, что сжатый воздух, подаваемый в цилиндры двигателя, не охлаждается.
Конструкция турбокомпрессоров, применяемых на двигателях Камаз-740
В конструкции турбокомпрессора ТКР 7Н-1 (рис. 3) применяется изобарный однозаходный корпус турбины из высокопрочного чугуна и в качестве подшипника - бронзовая моновтулка качающегося типа.
Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины с валом 16, колеса компрессора 8 и маслоотражателя 7, закрепленных на валу гайкой 6. Ротор вращается в подшипнике 1, удерживающемся от осевого и радиального перемещений фиксатором 12, который с переходником 13 является одновременно и маслоподводящим каналом.
Ротор и колесо компрессора динамически балансируются с высокой точностью на специальных балансировочных станках.
В корпусе подшипника 11 устанавливаются стальные крышки 10 и маслосбрасывающий экран 9, который вместе с упругими разрезными кольцами 5 предотвращает течь масла из полости корпуса подшипника.
Для уменьшения теплопередачи от корпуса турбины к корпусу подшипника между ними установлен чугунный экран 15 и окантованная асбостальная прокладка 14.
Корпус компрессора и корпус турбины Камаз-740 крепятся к корпусу подшипников при помощи болтов и планок. Болты крепления корпусов компрессоров М6 необходимо затягивать крутящим моментом 4,9...7,8 Нм (0,5...0,8 кг/см), а болты крепления корпусов турбин М8 - 23,5...29,4 Нм (2,4...3,0 кг/см).
В конструкции турбокомпрессора ТКР 7С-6 (ТКР7С-9) (рисунок 4) применяется двухзаходный корпус турбины 7 из высокопрочного чугуна.
Ротор турбокомпрессора состоит из колеса турбины 9 с валом 10, колеса компрессора 1, маслоотражателя 16 и втулки 15, закрепленных на валу гайкой 19.
Ротор вращается в подшипниках 5, представляющих собой плавающие вращающиеся втулки. Осевые перемещения ограничиваются упорным подшипником 4, установленным между корпусом подшипников 3 и крышкой 2. Подшипники выполняются из бронзы.
Корпус подшипников турбокомпрессора, с целью уменьшения теплопередачи от турбины к компрессору, выполнен составным из чугунного корпуса и крышки из алюминиевого сплава. Для уменьшения теплопередачи между корпусом турбины и корпусом подшипников устанавливается экран турбины 11 из жаростойкой стали.
В корпусе подшипников устанавливается маслосбрасывающий экран 14, который вместе с упругими уплотнительными кольцами 8 предотвращает утечку масла из полости корпуса.
Для устранения утечек воздуха в соединении «корпус компрессора - корпус подшипников» устанавливается резиновое уплотнительное кольцо 21.
Корпусы турбины и компрессора крепятся к корпусу подшипников с помощью болтов 13, 18 и планок 12, 17. Моменты затяжки болтов такие же, как у ТКР 7Н-1. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь облегчает установку ТКР на двигателе.
Турбокомпрессоры ТКР 7С-6 и ТКР 7С-9 отличаются между собой только корпусами турбин - они имеют различную пропускную способность.
Турбокомпрессоры К27-115 правый и левый (обозначение правого турбокомпрессора 399 0023 115-01, левого - 399 0023 115-02) не имеют конструктивных отличий, отличаются только разворотом корпусов турбины и компрессора.
Турбокомпрессор К27-115 имеет конструкцию, аналогичную ТКР 7С-9, и по установочным и присоединительным размерам он унифицирован с ТКР 7С-9.
Корпус турбины и корпус компрессора крепятся к корпусу подшипников при помощи болтов и планок. Такая конструкция позволяет устанавливать корпусы под любым углом друг к другу, что в свою очередь обеспечивает взаимозаменяемость левого и правого турбокомпрессоров.
Очистку центробежного компрессора Камаз-740 необходимо выполнить в следующей последовательности:
- на торцовые поверхности корпуса и крышки нанести совмещенные риски. Отвернуть болты крепления корпуса компрессора. Легкими ударами молотка по бобышкам снять корпус компрессора. Осмотреть резиновое уплотнительное кольцо в пазе крышки. При обнаружении дефектов (надрезы, потеря упругости) уплотнительное кольцо заменить на новое;
- осмотреть лопатки колеса компрессора. При обнаружении следов контакта с корпусом компрессора, деформации лопаток или их разрушения турбокомпрессор подлежит ремонту на специализированном предприятии или замене;
- промыть внутреннюю полость корпуса компрессора, поверхность крышки ветошью смоченной в дизельном топливе. При чистке колеса компрессора межлопаточные поверхности рекомендуется прочистить волосяной щеткой с использованием дизельного топлива;
- проверить легкость вращения ротора, заедание ротора не допускается;
- перед сборкой необходимо смазать уплотнительное кольцо моторным маслом, совместить риски, установить корпус компрессора на диск крышки, затянуть болты динамометрическим ключом.
Еще раз проверить легкость вращения ротора. В крайних осевых и радиальных положениях колеса ротора не должны контактировать с корпусными деталями.
Ввиду того, что ротор турбокомпрессора Камаз-740 балансируется с высокой точностью, полная разборка, ремонт и обслуживание агрегатов наддува должны осуществляться на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование, инструменты, приспособления, приборы и обученный персонал.
При сезонном техническом обслуживании необходимо слить накопившийся в теплообменнике охлаждения надувочного воздуха конденсат.
Перевернуть теплообменник охлаждения надувочного воздуха в вертикальной плоскости патрубками вниз и дать стечь остаткам возможного конденсата и масла.
Продуть по фронту матрицы каждый ряд теплообменных пластин между трубками с каждой стороны струей сжатого воздуха, не допуская их деформации.
В случае сильного загрязнения теплообменных пластин матрицу теплообменника охлаждения надувочного воздуха промыть под струей горячей воды с использованием волосяной щетки или способом окунания в ванне с горячей водой.
После мойки матрицу по фронту продуть сжатым воздухом, не допуская деформации поверхностей теплообменных пластин. Сушка осуществляется струей горячего воздуха.
avtodisel.ru
Компоненты для турбонаддува, которые нужны для установки турбины.
В этой статье мы расскажем о том, что необходимо приобрести и какие доработки необходимы при сборке турбонаддувного двигателя.Существует распространенное заблуждение, что для того, чтобы двигатель стал турбонаддувным – достаточно просто приобрести турбокомпрессор, прикрутить его к двигателю, и он тут же готов к полноценной эксплуатации. Само собой разумеется – это далеко не так. Нужно понимать, что турбокомпрессор – это всего лишь часть звена, хоть и достаточно важная. Для того, чтобы понять, что вообще нужно сделать, чтобы в двигатель начал поступать воздух под давлением, необходимо хотя бы поверхностно вникнуть в суть того, как это работает.
Выпускной коллектор
Турбокомпрессор состоит из холодной части, горячей части, картриджа, вала и крыльчаток. Воздух нагнетается непосредственно внутри холодной части крыльчаткой, которая приводится в движение за счет того, что в горячей части другую крыльчатку раскручивают под давлением выхлопные газы. Т.е., исходя из этого, нам нужно подводить выхлопные газы к турбокомпрессору, из чего следует – нам нужен как минимум специальный коллектор под турбокомпрессор. Т.к. турбокомпрессоров существует великое множество – существует очень много разных “посадочных мест” турбокомпрессора, так называемых “фланцев”, и необходимо понимать, что выпускной коллектор под одну турбину запросто может полностью быть несовместимым с какой-то другой. Поэтому при выборе выпускного коллектора обязательно убедитесь, что он совместим с выбранным турбокомпрессором.
Даунпайп
Мы уже разобрались с тем, что для работы турбокомпрессору необходим коллектор, по которому в него под давлением поступают выхлопные газы. Но совершив полезную работу и раскрутив вал турбокомпрессора, эти выхлопные газы должны идти дальше в выхлопную магистраль, и для этого нам понадобится т.н. даунпайп (downpipe – англ.). По сути даунпайп – это фланец выхода с турбокомпрессора, к которому приварена часть магистрали различной формы (в зависимости от индивидуальной компоновки на конкретном автомобиле). Для дальнейшей калибровки двигателя в даунпайп необходимо вварить гайку под лямбда-зонд (подходит ступичная гайка от классики) на расстоянии 90 миллиметров от выпускных клапанов (порядка 30-40 сантиметров от турбокомпрессора), хотя этот момент и не так критичен – допустима практически любая удаленность лямбда-зонда от турбокомпрессора, главное условие – не менее полутора метров до окончания выхлопа. Также во избежание нагрузок на излом во время перемещения двигателя настоятельно рекомендуется вварить в даунпайп гофру.
Прокладки
Для более эффективного уплотнения мест соединений турбокомпрессора с выпускным коллектором и даунпайпом применяются специальные прокладки. Не стоит экономить на этом казалось бы пустяковом пункте при постройке двигателя, используйте только оригинальные прокладки для вашего турбокомпрессора – это избавит от постоянных прогораний и вечных поисков решения проблемы, которой изначально не было, если бы не было желания немного сэкономить.
Воздушная магистраль
Мы отлично знаем о том, что вся суть турбонаддува заключается в том, что сжатый турбокомпрессором воздух под давлением подается в двигатель, но для того, чтобы он туда попал – необходима воздушная магистраль, которая включает в себя алюминиевые (или стальные) трубы, соединенные силиконовыми патрубками. Схема движения сжатого воздуха обычно выглядит так: турбокомпрессор – интеркулер – впускной коллектор – двигатель. Т.е., для того, чтобы обеспечить правильную работу – необходимо проложить магистраль от турбокомпрессора до интеркулера и от интеркулера до впускного коллектора. Помимо того, что трубы должны быть соединены силиконовыми патрубками, их необходимо жестко зафиксировать, чтобы воздух под давлением не скидывал эти самые силиконовые патрубки с труб, для этого используются специальные силовые хомуты. Можно воспользоваться обычными хомутами “под отвертку”, которые продаются в магазинах, подобрав нужный диаметр, но их усилия зачастую не достаточно для надежной и безотказной работы.
Обвязка турбокомпрессора
Для того, чтобы турбокомпрессор мог работать продолжительное время, ему необходимы смазка и охлаждение. В качестве смазки используется моторное масло, которое подается под давлением из системы смазки самого двигателя. Но для того, чтобы обеспечить турбокомпрессор смазкой, необходима масляная магистраль, так называемая маслоподача. Помимо смазывающей функции, масло еще и охлаждает турбокомпрессор, но зачастую на бензиновых двигателях, где температура работы турбокомпрессора может быть очень высокой, этого охлаждения недостаточно. Чтобы еще больше увеличить охлаждение турбокомпрессора к нему подводится охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя, и для обеспечения магистрали подачи также необходима так называемая тосольная подача.Масло и охлаждающую жидкость после турбокомпрессора необходимо отводить для возвращения в системы, из которых они были взяты, для чего на турбокомпрессор необходимо подвести также маслослив и магистраль отвода охлаждающей жидкости. Очень не рекомендуем экономить на этих пунктах, потому что самодельные маслоподача и тосольные магистрали очень часто выходят из строя, что приводит к действительно серьезным последствиям – выходу из строя турбокомпрессора, понижению давления масла в системе смазки двигателя и как следствие выходу его из строя, и даже пожару в подкапотном пространстве.
Клапан сброса
Есть еще один немаловажный компонент воздушной магистрали, который стоит вынести в отдельный пункт. Во время работы турбокомпрессора создается избыточное давление в воздушной магистрали, когда открыта дроссельная заслонка – все отлично, воздух под давлением поступает в двигатель, и он работает с повышенной мощностью. Но как только дроссельная заслонка закрывается – избыточное давление в воздушной магистрали не способно также резко исчезнуть, ведь турбинный вал все еще вращается на очень больших оборотах, и воздух все еще нагнетается. Для того, чтобы сбросить избыточное давление в магистрали, устанавливается клапан сброса, т.н. байпас. Он представляет собой клапан, который открывается создавшимся во впускном коллекторе разрежением вследствие закрытия дросселя и сбрасывает весь лишний воздух обратно на вход турбокомпрессора. Блоуофф – это одна из разновидностей байпасного клапана, отличающаяся тем, что лишний воздух сбрасывается не на вход турбокомпрессора, а наружу, создавая при этом различные шипящие/свистящие звуки, в зависимости от модели блоуоффа.
Форсунки
Увеличив количество поступающего в мотор воздуха путем поднятия давления, мы естественно подняли и его потребность в количестве топлива. Так как стандартные топливные форсунки не способны обеспечить топливоподачу даже при минимальном наддуве – их обязательно нужно заменить на более производительные. Стоить помнить о том, что производительность форсунок не стоит брать с потолка, равно как и не стоит выбирать форсунки по принципу “из того, что было”. Выбор форсунок всегда нужно обговаривать с человеком, который будет настраивать мотор после его окончательной сборки.
Топливный насос
Помимо увеличения производительности топливных форсунок, необходимо позаботиться и о производительности топливного насоса – стандартный топливный насос способен обеспечить лишь небольшой прирост мощности, порог которого перешагивается в большинстве случаев при установке и дальнейшей доработке турбонаддувного двигателя.
Поршневая
Это очень объемный пункт, который стоит осветить более подробно. Увеличивая количество топливно-воздушной смеси, мы увеличиваем также динамическую степень сжатия, что приводит к увеличивающейся вероятности возникновения детонации, которая губительна для мотора. Есть много способов борьбы с этим эффектом:а) Увеличение октанового числа топлива, что снижает вероятность возникновения детонации, но является достаточно дорогостоящим и мало-приемлемым мероприятием в случае каждодневного использования автомобиля, ведь нам не нужны лишние траты на разницу в стоимостях бензинов;б) Обогащение топливно-воздушной смеси – достаточно распространенный, но в действительности недостаточно эффективный и разумный способ снижения вероятности детонации, ведь увеличивая количество топлива на единицу воздуха, мы снижаем КПД двигателя, увеличиваем расход топлива и уменьшаем его ресурс. Кроме того, сильно обогащенные составы вредны для выпускного коллектора и турбонагнетателя – не сгоревшее топливо начинает догорать уже за пределами цилиндров, сильно нагревая выпускной коллектор, турбокомпрессор и весь выпускной тракт.в) Уменьшение угла опережения зажигания – более эффективный метод борьбы с детонацией, но требующий более тщательной настройки и так или иначе снижающий эффективность работы двигателя.г) Снижение степени сжатия – наиболее приемлемый способ, так как он в высшей степени эффективен, хоть и требует механического вмешательства в двигатель. Есть несколько способов снижения степени сжатия, но наиболее удачный и разумный из них – установка специальных поршней. В виду их малой цены и очень большой устойчивости к повышенным мощностям (до 400 л.с. - гарантировано) – этот способ является фактически единственным верным при постройке турбонаддувного двигателя для повседневного использования.
Система управления
Для того, чтобы двигатель с установленным турбонаддувом работал правильно – им необходимо правильно управлять. При установке турбонагнетателя индивидуальная калибровка (настройка) программного обеспечения должна проводиться в обязательном порядке. Более того, программа должна быть очень тщательно настроена под конкретный двигатель, ибо вероятность разрушения двигателя вследствие неправильной настройки – гораздо выше, чем на атмосферных двигателях. Существует великое множество систем управления и программ для управления турбонаддувными двигателями, и забота правильного выбора и соответственно правильной настройки – ложится на плечи человека, который будет настраивать двигатель.
Доработка системы охлаждения двигателя
При увеличении мощности двигателя возрастает его температурная нагруженность, что делает эксплуатацию достаточно мощного двигателя менее комфортным (а в некоторых случаях даже нереальным) при каждодневном использовании в условиях города. Существует несколько мер, которые очень желательно принять при увеличении мощности двигателя. Более подробно они описаны в нашей статье.
Бустконтроллер
Для того, чтобы эффективно управлять давлением наддува, необходим бустконтроллер. Бустконтроллеры могут быть механическими и электронными. Механические бустконтроллеры более просты в принципе своей работы и более дешевы, но приносят достаточно много дискомфорта, если давлением наддува нужно оперативно управлять.Электрические бустконтроллеры более продвинуты – многие модели способны управлять наддувам как по выбранной передаче, так и по положению дросселя и оборотам двигателя. Настройка этой функции полезна и даже неизбежно необходима в большинстве случаев для достижения максимального результата на каких-либо спортивных мероприятиях.
Mitsubishi Pajero Sport: удар по Prado? В редеющем, но популярном у нас сегменте рамных вседорожников появился сильный игрок – легендарный Mitsubishi Pajero Sport третьего поколения, который полностью затмил предшественника. Но хватит ли пр...
Toyota Corolla: юбилею посвящается В честь 50-летнего юбилея своей популярной модели компания Toyota обновила мировой хит под названием Corolla. По традиции рестайлинг подчеркнул преимущества бестселлера. Внешний вид стал более выразит...
Добавить сайт в избранное
Необходимые комплектующие
Схема работы устройства
«Улитки»
Установленное на автомобиль оборудование
.jpg)
