Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое дизельный турбированный двигатель

Что такое турбированный двигатель – виды, описание, механизм работы

Опубликовано Master в 12 марта, 2019

Что такое турбированный двигатель и как он работает? Это механизм, состоящий из турбины и компрессора топливной смеси, который использует энергию выхлопных газов эндотермического двигателя для наддува. Как правило, автомобильная турбина состоит из последовательности элементов, каждый из которых имеет определенное назначение в работе системы.

Содержание

Принцип работы турбонаддува

Немного физики. Перед автомобильными конструкторами стоит извечная проблема повышения мощности двигателя. Еще со школьной скамьи мы помним, что мощность мотора находится в прямой зависимости от объема сжигаемого за рабочий цикл топлива. Иначе говоря, чем больше горючего сжигается, тем большую мощность получают. Но не все так просто на пути увеличения количества лошадиных сил под капотом – как правило, здесь конструкторов-мотористов поджидает немало проблем.

Как известно, процесс горения топлива проходит в присутствии кислорода, поэтому
в цилиндрах фактически сгорает не топливо, а смешанные в определенном соотношении топливо и воздух. Особенности процесса топливного горения зависят, например, от состава горючего или режима работы мотора, и некоторых других факторов. К примеру, в случае бензиновых двигателей топливо и воздух находятся в соотношении один к 14–15, то есть воздуха требуется довольно много. Увеличить подачу топлива – не проблема, чего не скажешь о столь значительном увеличения подачи воздуха.
В основе работы обычного ДВС лежит разница между давлением непосредственно в цилиндрах и атмосферным столбом, благодаря чему необходимый воздух попадает в двигатель самостоятельно. В этом случае получается прямая зависимость между объемом цилиндра и кислородом, который попадает в него на каждом цикле. По этому пути пошли американцы – выпущенные ими огромные двигатели имеют умопомрачительный расход горючего.

Как загнать в цилиндр больше воздуха? Первый способ увеличить в определенном объеме количество воздуха придумал немецкий инженер-конструктор Готлиб Вильгельм Даймлер. Это та самая светлая голова, чье имя стало частью названия знаменитой автомобильной марки Daimler Benz AG. 1885 год был ознаменован рождением нового мотора, который при своем незначительном весе и небольших размерах обеспечивал большую мощность. Воздух в него закачивался посредством специального нагнетателя, представляющего собой вентилятор (компрессор). Получив вращение напрямую от вала двигателя, он загонял сжатый воздух в цилиндры.
В начале XX века швейцарскому инженеру-изобретателю Альфреду Бюхи удалось пойти еще дальше. Под его руководством в производственной фирме Sulzer Brothers проходили работы по разработке дизельных двигателей. С одной стороны ему категорически не нравились большие и тяжелые, к тому же маломощные моторы, с другой – не хотелось использовать и идею вращения приводного компрессора за счет энергии движка. Это и привело к поискам нового решения нагнетания воздуха. Так, в 1905 году впервые в мире было запатентовано новое устройство нагнетания, основанное на использовании энергии выхлопных газов в качестве движителя.

Читать еще:  Что такое демпфер коленвала двигатель

Идея турбонаддува – проста, как, впрочем, и все гениальное. Аналогично работе ветра по вращению крыльев мельницы, колесо с лопатками здесь крутят отработавшие газы. Ротор турбины, как называют маленькое колесо с большим количеством лопаток, и колесо компрессора посажены на один вал. Полученную конструкцию, турбонагнетатель или турбокомпрессор (лат. turbo – вихрь, compressio – сжатие) можно условно разделить на:

  • ротор – вращается под действием выхлопных газов
  • и компрессор – будучи соединенным с ротором, он выступает в роли вентилятора, нагнетающего дополнительный воздух в цилиндры.

Воздух, попадающий в цилиндры турбомотора, часто нуждается в дополнительном охлаждении. В этом случае, загнав туда больше кислорода, можно будет повысить его давление, поскольку уже в цилиндре ДВС сжать холодный воздух гораздо легче, чем горячий. При прохождении через турбину воздух за счет сжатия и разогретых выхлопными газами деталей турбонаддува нагревается. Его охлаждают с помощью промежуточного охладителя, интеркулера. Это радиатор, который установлен по ходу движения воздуха межу компрессором и цилиндрами мотора. При прохождении через интеркулер воздух отдает тепло атмосфере и охлаждается. А уже холодный, более плотный воздух можно загонять в цилиндр в большем объеме.
Получается определенная цепочка – большее количество выхлопных газов, попавших в турбину, заставляет ее быстрее вращаться, а больший объем дополнительного воздуха, поступающего в цилиндры, повышает мощность.
Решение это – довольно эффективное, поскольку по сравнению, допустим, с приводным нагнетателем требуется значительно меньше затрат энергии двигателя (порядка 1,5%) на самообслуживание наддува. Это легко объясняется тем, что источником энергии ротора турбины является не замедление выхлопных газов, а их охлаждение – выхлопные газы после турбины идут так же быстро, но они более холодные.
Более того, на сжатие воздуха затрачивается даровая энергия, что способствует повышению КПД двигателя. К тому же, возможность получить большую мощность с рабочего объема поменьше приводит к меньшим потерям на трении, меньшей массе мотора (следственно и машины в целом).

Преимущества и недостатки

Разные марки масел от различных производителей имеют свои некоторые отличия. Но, их достоинства и недостатки во многом являются общими. К преимуществам, которыми обладает автомасло для дизельного агрегата, можно отнести:

  1. Обеспечение легкого пуска и устойчивой работы.
  2. Хорошая проходимость смазки по трубопроводам при низких температурах.
  3. Высокие смазочные показатели при любых температурах.
  4. Сохранение своих показателей в процессе длительной эксплуатации.
  5. Защита узлов и механизмов от износа и их очистка.
  6. Незначительный расход при испарении.
  7. Поддержание необходимого давления при различных эксплуатационных режимах.
  8. Экономия горюче-смазочных материалов.
  9. Возможность добавления в двигатель других смазочных растворов.

Масло для дизельного двигателя с форсированной турбиной не имеет существенных недостатков. Характерным негативом для всех масел является его значительная стоимость.

Читать еще:  Что такое двигатель пятого поколения

Для начала несколько слов о том, что такое турбина и как она работает

Практически у всех турбированных двигателей одинаковый принцип. Первые турбокомпрессоры устанавливали исключительно на большегрузные авто, а также на гоночные авто еще в начале прошлого века. Как вы понимаете, тогда вес и конструкция турбин оставляли желать лучшего, чего не скажешь о современных экземплярах. Турбокомпрессоры нового поколения компактны и просты в установке, а их эффективность в разы выше их предшественников. Но, как и все в этом мире, в один прекрасный день турбокомпрессор начинает «барахлить», двигатель теряет былую мощность и производительность, в итоге у вас появляется новая «головная боль».

Практические все турбины имеют улиткообразную форму корпуса. Воздушные каналы корпуса сужаются на выходе, что способствует увеличению давления и скорости вращения. По воздушным каналам движутся отработанные газы, которые поступают из выпускного коллектора. Двигаясь по каналам они набирают большую скорость и воздействуют на лепестки, которые вращаясь под давлением выхлопных газов, раскручивают ротор. Ротор, вращаясь раскручивает крыльчатку турбонаддува, которая закачивает воздух и подает его в камеру сгорания под высоким давлением. А как вы знаете из школьного курса физики, чем больше воздуха, тем крепче будет горение.

Из-за высокого давления, которое создается при нагнетании воздуха, турбина нуждается в охлаждении, роль радиатора для турбины выполняет интеркулер. Турбина использует систему смазки двигателя, которая подается по специальному контуру. Масло, кроме смазки осуществляет охлаждение турбины.

Теперь когда мы разобрались с тем, что такое турбина и как она устроена, предлагаю рассмотреть основные признаки неисправности турбокомпрессора.

Признаки неисправной турбины:

  • Плохая тяга, ухудшение динамики;
  • Двигатель долго набирает обороты;
  • Голубоватый или сизый дым из выхлопной;
  • Появление характерного запаха горелого масла;
  • Перерасход масла;
  • Свист или другой шум из-под капота;
  • Плавающие холостые обороты.

Дизельное масло для турбированных двигателей

Специфика дизельных двигателей, описанная выше, наиболее ярко выражена на примере моторов с турбонаддувом. У них увеличиваются и удельные нагрузки, и объем продуктов неполного сгорания топлива, попадающих в масло. Появляются и специфические требования:

  • работоспособность в парах трения «сталь – медные сплавы». В то время как в самом ДВС цветных сплавов такого типа практически нет, подшипники скольжения большинства турбокомпрессоров изготавливаются именно из бронзы. Учитывая, что рабочие обороты турбин доходят до сотен тысяч в минуту, масло в турбокомпрессорном двигателе должно обеспечивать эффективность защиты подшипников;
  • минимальная коксуемость. Турбокомпрессор после работы двигателя на большой нагрузке достаточно долго сохраняет высокую температуру, в то время как поток масла прекращается почти сразу же после остановки мотора. Чрезмерное образование отложений в этом случае быстро выведет турбину из строя. В связи с этим и появились различные типы турботаймеров, которые дают турбине остыть на холостых оборотах. Несмотря на распространение турбокомпрессоров с водяным охлаждением, минимальная коксуемость масла по-прежнему важна.
Читать еще:  Что такое двух тактный двигатель

Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение Alex_G » 03 апр 2013, 16:58

Re: Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение admin » 03 апр 2013, 18:28

Re: Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение Alex_G » 03 апр 2013, 18:38

Большое спасибо за оперативный ответ и ссылку!

Положительные отзывы владельцев турбомоторов читал, но про влияние на турбину на этом форуме не нашел ни слова. А по Вашей ссылке есть конкретная инфа :http://forum.cayservice.ru/forum14/thread12-2.html

Re: Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение Tituti9 » 04 апр 2013, 21:49

Re: Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение Tituti9 » 04 апр 2013, 21:52

Re: Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение Alex_G » 06 апр 2013, 10:32

Согласен с Вами, даже 160 000 об/мин возможно.

Поделитесь пожалуйста Вашими субъективными ощущениями от использования присадки CeraTec. Интересуют шумность работы двигателя, расход масла, изменения в расходе топлива, динамика разгона, динамика торможения двигателем.
Любопытство не праздное, у самого мотор 1.9tdi ASV 2002г.в.(Октавия 1U2).
Постоянно использую присадки в соляру фирмы LiquiMoly, самые положительные впечатления, вот задумался и о применении CeraTec

Re: Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение Tituti9 » 06 апр 2013, 19:55

Согласен с Вами, даже 160 000 об/мин возможно.

Поделитесь пожалуйста Вашими субъективными ощущениями от использования присадки CeraTec. Интересуют шумность работы двигателя, расход масла, изменения в расходе топлива, динамика разгона, динамика торможения двигателем.
Любопытство не праздное, у самого мотор 1.9tdi ASV 2002г.в.(Октавия 1U2).
Постоянно использую присадки в соляру фирмы LiquiMoly, самые положительные впечатления, вот задумался и о применении CeraTec

Re: Присадка CeraTec и турбированные двигатели

Сообщение Alex_G » 10 апр 2013, 10:20

Я так понимаю, Вы и в трансмиссионное масло присадки добавили? Или у Вас вообще все масла и жидкости от ЛМ (извините за оффтоп)?

А насчет чистки топливной — я постоянно лью в соляру Speed-Diesel-Zusatz (№ 1975) ну или Super Diesel Additiv (№ 1991) Diesel Additive (№ 1961) когда не получается первую в литровой фасовке купить. Три года — полет нормальный, форсунки не трогал (тьфу-тьфу), меньше шумность работы двигателя (хотя, скорее всего, ТНВД), расход на холостых 0.5 л/час вместо 0.7 — 0.8 да и чуть получше тянет, видимо таки работает обещанное увеличение цетанового числа.
Еще интересно попробовать Speed Tec Diesel (№ 3722), но кусается по деньгам.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector