Чем отличается турбина от компрессора и что лучше?

Содержание

Как работает турбина в автомобиле?

принцип работы турбокомпрессора

Увеличение рабочего объёма двигателя

Увеличение объёма двигателя возможно двумя путями: либо увеличением объема камер сгорания, либо — увеличением количества цилиндров в силовом агрегате. Однако такой способ повышения мощности не совсем оправдан, так как имеет ряд недостатков, среди которых: повышенный расход топлива.

Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Еще один возможный способ повышения производительности двигателя заключается в увеличении числа оборотов коленчатого вала. Это достигается путем увеличения количества ходов поршня за единицу времени. Но использование такого способа имеет жесткие ограничения, которые обусловлены техническими возможностями двигателя. Кроме этого, такая модернизация приводит к падению эффективности работы силового агрегата из-за потерь при впуске и других операциях.

Турбонаддув

В двух предыдущих способах двигатель использует воздух, который поступает благодаря собственному нагнетанию. При использовании турбокомпрессора в цилиндр поступает тот же объем воздуха но с предварительным его сжатием. Это дает возможность поступлению большего количества воздуха в цилиндр, благодаря чему появляется возможность сжигания большего объема топлива. При использовании такой технологии, мощность двигателя возрастает по отношению к количеству потребляемого топлива и объему двигателя.

Охлаждение воздуха

В процессе компрессии воздух может нагреваться вплоть до 180 С. Однако воздух имеет свойство увеличения плотности при охлаждении, что дает возможность значительно увеличить объем воздуха, попадающего в цилиндр. Кроме этого, увеличение плотности воздуха существенно снижает расход топлива и количество выбросов продуктов сгорания.

Также существует два разных типа турбонаддува: турбокомпрессор, основанный на использовании энергии выхлопных газов и турбонагнетатель с механическим приводом.

Турбонагнетатель с механическим приводом

В случае использования такого типа компрессии, воздух сжимается благодаря специальному компрессору, который работает от привода двигателя. Но такой метод имеет один большой недостаток. Все дело в том, что при использовании механического турбокомпрессора часть мощность двигателя уходит на обеспечение работы самого компрессора, по этому двигатель, оборудован таким нагнетателем, имеет больший расход топлива чем обычный двигатель такой же мощности.

Турбокомпрессор основанный на использовании энергии выхлопных газов

Такой метод основан на использовании энергии выхлопных газов, которая направлена на привод турбины. При использовании такого способа отсутствует механическое соединение с двигателем, благодаря чему потери мощности не происходит.

Плюсы и минусы турбонаддува

Как уже известно читателю, турбина в автомобиле не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя. По логике, подобное решение должно нивелировать зависимость оборотов турбины от частоты вращения последнего.

Тем не менее, в реальности эффективность работы турбины находится в прямой зависимости от оборотов мотора. Чем сильнее открыта дроссельная заслонка, чем больше обороты мотора, тем выше энергия выхлопных газов, вращающих турбину и, как результат, больше объем воздуха, нагнетаемого компрессором в цилиндры силового агрегата.

турбоподхват турбонаддува

Собственно говоря, «опосредованная» связь между оборотами и частотой вращения турбины не через коленвал, а через выхлопные газы, приводит к «хроническим» недостаткам турбонаддувов.

Среди них – задержка роста мощности мотора при резком нажатии на педаль «газа», ведь турбине нужно раскрутиться, а компрессору – дать цилиндрам достаточную порцию сжатого воздуха. Подобное явление называют «турбоямой», то есть моментом, когда отдача мотора минимальна.

Исходя из этого недостатка сразу исходит и второй – резкий скачок давления после того, как двигатель преодолевает «турбояму». Это явление получило название «турбоподхвата».

И главной задачей инженеров-мотористов, создающих наддувные двигатели, является «выравнивание» этих явлений для обеспечения равномерной тяги. Ведь «турбояма», по своей сути, обуславливается высокой инерционностью системы турбонаддува, ведь для приведения наддува «в полную готовность» требуется определенное время.

В результате потребность в мощности со стороны водителя в конкретной ситуации приводит к тому, что мотор не способен «выдать» все свои характеристики одномоментно. В реальной жизни это, например, потерянные секунды при сложном обгоне…

Безусловно, сегодня существует ряд инженерных ухищрений, позволяющих минимизировать и даже полностью исключить неприятный эффект. В их числе:

  • использование турбины с переменной геометрией;
  • использование пары турбокомпрессоров, расположенных последовательно либо параллельно (так называемые схемы twin-turdo или bi-turdo);
  • применение комбинированной схемы наддува.

Турбина, имеющая переменную геометрию, осуществляет оптимизацию потока выхлопных газов силового агрегата за счет изменения в режиме реального времени площади входного канала, через который они поступают. Подобная схема турбин очень распространена в турбонаддувах дизельных моторов. В частности, именно по этому принципу функционируют турбодизели Volkswagen серии TDI.

Схема с парой параллельных турбокомпрессоров используется, как правило, в мощных силовых агрегатах, построенных по V-образной схеме, когда каждый ряд цилиндров оснащен собственной турбиной. Минимизация эффекта «турбоямы» достигается за счет того, что две малые турбины имеют гораздо меньшую инерцию, нежели одна большая.

Система с парой последовательных турбин используется несколько реже двух перечисленных, но она же обеспечивает наибольшую эффективность за счет того, что двигатель оснащается двумя турбинами, обладающими различной производительностью.

То есть при нажатии на педаль «газа» в действие вступает малая турбина, а при росте скорости и оборотов подключается вторая, и они работают суммарно. При этом эффект «турбоямы» практически исчезает, а мощность нарастает планомерно сообразно ускорению и росту оборотов.

При этом многие автопроизводители используют даже не два, а три турбокомпрессора, как например компания BMW в своей схеме triple-turbo. А вот инженеры, проектировавшие суперкар Bugatti, вообще оснастили силовой агрегат сразу четырьмя последовательными компрессорами, что позволило достичь уникальных мощностных характеристик при вполне «гражданском» поведении мотора в рядовых режимах езды.

Схема так называемого комбинированного наддува или, как ее называют автопроизводители, twincharger, подразумевает совместное использование механического и турбонаддува. При малых оборотах двигателя наддув обеспечивается механическим нагнетателем, а турбина вступает в действие при увеличении числа оборотов. При этом механический нагнетатель отключается. По такой схеме работают наддувные моторы TSI компании Volkswagen.

Как видим, принципы работы турбонаддува достаточно просты и понятны. При этом сегодня автопроизводители всячески делают ставку на турбированные агрегаты малого рабочего объема, которые обеспечивают достаточную мощность при относительной экологической чистоте выхлопа.

Но не следует забывать и еще об одном серьезном недостатке – турбированный мотор испытывает гораздо большие нагрузки и, что вполне закономерно, имеет меньший моторесурс, чем безнаддувный агрегат. Соответственно, взвесив все преимущества и недостатки, и следует выбирать тот или иной силовой агрегат.

Основные преимущества двигателей с турбонаддувом

1) Турбодвигатель имеет меньшее показатели по расходу топлива нежели двигатель без турбины той же мощности и при прочих равных условиях.

2) Силовой агрегат с с турбонаддувом имеет заметно лучшие показатели соотношения веса двигателя к развиваемой им мощности.

3) Использование турбокомпрессора открывает новые возможности по оптимизации других параметров и характеристик двигателя, а также улучшения крутящего момента, что позволит избежать очень часто переключения передач при езде в пробках или гористой местности.

4) Турбодвигатели работают тише чем агрегаты такой же мощности без турбонаддува.

Источники:voditeliauto.ru, brturbo.ru.

Основные элементы системы турбонаддува

Устройство системы турбонаддува, включающей в себя турбину, во многом схоже с системой, в которой используется нагнетатель. Однако их не стоит путать. В обоих случаях речь идет о довольно сложных системах, призванных повысить эффективность работы двигателя без ощутимого увеличения расхода топлива. Главное здесь – увеличить объем подаваемого воздуха, который идет на создание топливовоздушной смеси. Итак, в тандеме с турбиной работают следующие элементы, объединенные в единую систему:

  • Воздухозаборник, оснащенный воздушным фильтром;
  • Турбокомпрессор;
  • Интеркулер, снижающий температуру воздуху;
  • Турбина;
  • Коллекторы впускные.

В наиболее современных агрегатах также имеются дополнительные клапаны, обеспечивающие цикличную подачу воздуха, а также поддержание оптимального давления за счет отвода излишков воздуха. В некоторых случаях турбонагнетатель оснащен аж двумя турбина. Напоминаем, что вне зависимости от количества турбин, в тандеме с ними должен работать интеркулер. Он охлаждает всасываемый воздух, тем самым повышая его плотность. В единице объема воздуха низкой плотности содержится меньше кислорода, чем в том же объеме охлажденного плотного воздуха.

Как устроена турбина

Механический нагнетатель и турбокомпрессор

Турбина представляет собойротационный двигатель, особенностью которого является его постоянная и беспрерывная работа. Ранние попытки создать турбину предпринимались еще на заре развития человечества, но качественная реализация стала возможна только в 19 веке. Эпоха развития машиностроения позволила создать первые турбины, которые были паровыми. Турбина осуществляет преобразование кинетической энергии пара, газов или воды в полезную механическую работу. Турбины нашли свое применение во многих устройствах, а также стали неотъемлемой частью различных видов транспорта. Это касается как наземных средств передвижения, так и морских судов наряду с воздушными летательными аппаратами.

Если говорить о компрессоре, то конструктивно устройствоможет иметь разные модификации и успешно применяется во многих промышленных областях. Главной его задачей становится сжатие и подача газа под давлением.

Дальнейшее развитие технологий привело к появлению своеобразного симбиоза турбины и компрессора. Разработка позволила значительно повысить КПД и мощность двигателей.

Как известно, получить максимальную мощность мотора без увеличения его объема можно при помощи принудительного нагнетания в камеру сгорания большего количества воздуха. Остается только подать больше топлива и мощность силового агрегата существенно возрастет. Как показывают приведенные в различных источниках данные, в среднем компрессор обеспечивает прибавку мощности до 50% и обеспечивает около 30% прироста крутящего момента.

Сейчас механические и турбокомпрессоры устанавливаются отдельно и даже в совокупности для увеличения мощности двигателя легковых и грузовых автомобилей. Их ставят на бензиновые и дизельные агрегаты. Данные решения являются оптимальным и наиболее экономичным вариантом прибавки «лошадей» в том случае, если нужно качественно увеличить мощность без увеличения объема цилиндров.

С этой задачей успешно и по отдельности может справиться как полностью механический, так и турбокомпрессор. Но какое из этих решений лучше? Давайте сравним и турбокомпрессор.

Как работает турбина

То, что называется турбиной, по сути, является беспрерывно работающим ротационным двигателем. Она представляет собой  ротор или ее рабочий орган, который вращается под воздействием воды, пара или газа. В обобщенном виде их именуют рабочим телом. Такое воздействие осуществляется посредством закрепленных по окружности ротора лопаток или лопастей на которые падает поток рабочего тела. В результате кинетическая или внутренняя энергия рабочего тела преобразуется в механическую, вращая соединенные с ротором агрегаты. Сегодня турбина — обычное явление, однако только в XIX веке появились первые работоспособные образцы.

Турбина автомобиля

Турбина автомобиля

На современных турбинах имеются две главные части. Это подвижное рабочее колесо, состоящее из установленных на роторе лопаток. Именно оно напрямую создает вращение. К неподвижной части турбины относится сопловый аппарат, состоящий из лопаток, обеспечивающих рабочему телу необходимое направление потока при его воздействии на лопатки рабочего колеса. Этот поток может перемещаться вдоль или перпендикулярно валу турбины. Отдельным типом турбин выделяют турбокомпрессоры.

Как работает турбина

Как работает турбина

Для повышения эффективности турбин в условиях значительных тепловых перепадов могут создаваться турбины с несколькими контурами. Они могут иметь от одного до трех валов с разным расположением и оснащаться общим редуктором. Все турбины оснащаются регулятором безопасности, который в автоматическом режиме регулирует частоту вращения рабочего органа.

Турбина авто

Сфера применения турбин чрезвычайно широка. Они являются составной частью приводов морских и воздушных судов, некоторых автомобилей, работают в различных гидронасосах и гидродинамических передачах. Турбины выступают приводами генераторов. вырабатывающих электрическую энергию на гидро, тепловых и атомных электростанциях.  Все большее распространение получают турбинные устройства в двигателях внутреннего сгорания.

В соответствии с типом рабочего тела турбины подразделяются на паровые. газовые и гидротурбины. На их основе созданы газотурбинные и турбореактивные, турбовентиляторные двигатели. Почти все боевые корабли имеют турбинные двигательные установки. Они состоят из компрессора для нагнетания воздуха, камеры сгорания, газовой турбины и различного вспомогательного оборудования.

Преимущества компрессора

Автомобили с компрессором имеют несколько преимуществ:

  • Надежность. Механизм достаточной простой, а потому не требует к себе частого внимания и ремонта. Обслуживать компрессор тоже не нужно.
  • Отсутствие «турбоямы», характерной для турбин.
  • Нет необходимости смазывания. Компрессор не требует дополнительного охлаждения и смазывания.
  • Низкий риск перегрева.

Выбор турбины для ВАЗ 2107

Различают два вида турбин:

  • низкопроизводительные (давление наддува 0,2–0,4 бар);
  • высокопроизводительные (давление наддува 1 бар и выше).

Установка турбины второго типа потребует серьёзной модернизации двигателя. Монтаж же низкопроизводительного устройства позволит обеспечить соблюдение всех регламентированных автопроизводителем параметров.

Перед турбированием двигателя ВАЗ 2107 потребуется:

  1. Установка интеркулера. Воздух при использовании турбины нагревается до 700оС. Без дополнительного охлаждения может не только сгореть компрессор, но и повредиться сам двигатель.
  2. Переоборудование карбюраторной системы подачи топлива в инжекторную. Слабый впускной коллектор карбюраторных двигателей не выдержит давления турбины и может разорваться. На агрегатах с карбюратором можно вместо полноценного турбирования установить компрессор.

В общем случае преимущества турбированного двигателя ВАЗ 2107 весьма сомнительны. Поэтому перед установкой турбины на снятый с производства автомобиль со скромными техническими характеристиками следует тщательно оценить целесообразность принимаемого решения. Гораздо проще установить на ВАЗ 2107 компрессор. В этом случае:

Мне приходилось воочию наблюдать, как мчится ВАЗ 2107 с турбированным двигателем. Его на трассе сложно обогнать, но долго держать скорость машина не может, на мой взгляд, хотя я сам не ездил.

Видео: испытание тракторной турбины на ВАЗ 2107

Всем про это известно…

На самом деле не высокая эффективность доработки моторов посредством турбин стала поводом обратиться к теоретическим основам этой процедуры. Тем более, в условиях сегодняшнего состояния экономики ожидаемая дешевизна приобретенных «лошадей», вычисляемая главным образом за счет их количества, нивелируется размером общих вложений.

Просто на протяжении довольно долгого времени (последние пару лет уж точно) все многочисленные публикации о доработках автомобилей на тему турбирования преподносят в несколько однобокой манере. Подробнейшие повествования о поэтапной подготовке двигателя с разбором технологических операций и оценки конструктивных особенностей каждой детали, выбираемой для кривошипно-шатунного механизма, цилиндропоршневой группы, ГРМ и т. д., подойдя к теме турбирования, как правило, странным образом обрываются примерно так: «Параметры кастом турбосистемы остались засекреченным know-how ее изготовителя».

А когда речь идет о конструкциях турбосистем с различной принципиальной схемой, чаще всего особенности их работы подлежат рассмотрению только относительно друг друга. О характеристиках же, влияющих на величину отдачи силового агрегата, нет ни слова. То, как все работает расписано досконально, а о том, сколько вырабатывает та или иная замечательная конфигурация — ничего.

Отчеты о проделанной тюнерами работе (рассказы о доработанных машинах — подавно) тоже не отличаются информативностью. В них практически не встречается хотя бы перечисление руководящих принципов выбора турбочарджеров. Обычно все ограничивается лишь наименованием установленной модели без обоснования предпочтений. Вместо этого можно прочесть фразы типа: «про турбирование всем все известно». Поддавшись силе подобных выражений, можно легко впасть в заблуждение о степени своей информированности, подобно Кисе Воробьянинову в одной из экранизаций «12 стульев», уверовавшему в знание им немецкого языка. Заблуждения и неточности вообще имеют свойство укрепляться в сознании человека, порой приобретая свойства аксиом.

Вот, к примеру, если спросить любого, более-менее сведущего в технике человека, о том, чему равна мощность двигателя, то с огромной долей вероятности в ответ получим: «Мощность равна произведению крутящего момента и оборотов коленвала». Услышав и запомнив нехитрую формулу, тюнер-новичок проведет немало времени, подставляя известные параметры в это уравнение, удивляясь величине получаемых искомых. И только потом к нему придет осознание необходимости присутствия в уравнении фундамента инжиниринга — коэффициента. То есть, изначально сообщение о равенстве содержало неточность. Хоть это и не назвать большой ошибкой, но все-таки лучше сюда подходит понятие эквивалентности.

ФОРМУЛА МОЩНОСТИ

Мощность, как величина механической энергии, выдаваемой двигателем внутреннего сгорания, измеряется в крутящем моменте, получаемом при определенных оборотах. Вычислить ее значения можно по формулам: Ne (л. с.)=n (об/мин) Me (кгм)/716,2 или Ne (кВт)=n (об/мин) Me (Нм)/9000,55, где Ne — мощность, n — обороты коленвала, Ме — крутящий момент. Как установить турбину? Как выбрать турбину — Техно теория
Естественно, долгое отсутствие элементов турбо теории в периодических автомобильных изданиях ни в коем случае не отразилось на среднем уровне знаний в тюнинговой среде. Те, кто дорабатывал таким образом двигатели, подтвердят, что для осуществления своих планов совсем не обязательно уметь щелкать как орехи дифференциальные уравнения, логарифмы и прочие мудреные формы вычислений из программы высшей или самой обычной математики. Необходимые для решения подобной задачи навыки, скорее, ближе к арифметике, а довольно большая их часть и вовсе сродни простейшей геометрии (даже не начертательной). Провести две пересекающиеся под углом 90 градусов прямые на графике — задача не из разряда затруднительных. Огромное количество, опять же, коэффициентов, полученных благодаря системным лабораторным исследованиям для замещения ими сложных функциональных зависимостей параметров газодинамических процессов, еще более упрощают решения задачи подбора турбочарджера. Но, все же, держа в голове постоянно прибавляющееся количество вновь пристрастившихся к тюнингу, повторить теоретические аспекты не будет лишним.

Охлаждение при наддуве, для чего нужен интеркуллер?

В процессе сжатия воздух нагревается, теплый воздух имеет меньшую плотность чем холодный. Плотный холодный воздух позволит повысить эффективность работы двигателя, поэтому для отвода ненужного тепла, используется интеркуллер.

Схема установки интрекуллера в систему турбонаддува

Интеркуллер – это теплообменник, который устанавливается между компрессором и впускным коллектором, он позволяет охладить сжатый воздух, переде его поступлением в двигатель.

Особенности турбины

Чем отличается турбина от компрессора на авто? Данный механизм являет собой тоже механический нагнетатель, однако уже высокотемпературный. Турбина работает не от ременной передачи и коленчатого вала, а от энергии выхлопных газов. Чем компрессор отличается от турбины? Последний механизм имеет две стороны – горячую и холодную.

Внутри первой проходят газы, заставляя вторую по инерции вращаться. В свою очередь, крыльчатка холодной части турбины нагнетает воздух во впускной коллектор. Чем быстрее двигаются отработанные газы, тем выше скорость работы турбины. В среднем, температура горячей ее части составляет 800 градусов. Дабы обеспечить охлаждение агрегату и слаженную работу крыльчатки (которая вращается в 10 раз быстрее, чем на компрессоре), инженеры предусмотрели смазочную систему. Как показывает практика, благодаря турбине можно увеличить мощность двигателя до 40 процентов. Но и здесь есть свои подводные камни, о которых расскажем далее.

В чем различия

  1. Главное отличие турбины от компрессора в том, что турбина это двигатель, в котором кинетическая энергия воды, пара или газа преобразуется в механическую энергию, обеспечивающую движение иди технологические процессы. Компрессор нужен, чтобы сжимать газ и подавать его под давлением, в том числе и для работы турбины.
  2. Рабочим телом в турбине может быть вода, газ или воздух. В компрессоре только газообразные вещества.
  3. Мощность турбины измеряется в киловаттах или лошадиных силах. Параметром, производительности компрессора является давление, которое может указываться в паскалях или атмосферах.
  4. Турбина может развивать мощность в зависимости от интенсивности подачи на ее лопатки рабочего тела. У компрессора мощность фиксированная.
  5. Турбина является технически более сложным устройством, чем компрессор.

Перед тем, как говорить на тему – нужно больше узнать о том, как повышается мощность. Как известно, двигатель внутреннего сгорания функционирует с помощью воздушно-топливной смеси, что воспламеняется в цилиндрах и там сгорает. В состав смеси входят – воздух и бензин, которые попадают к двигателю/ коллектору таким образом:

Топливо. Подается с помощью специального насоса по топливопроводах;Воздух же никоим образом не нагнетается, только засасывается двигателем через воздушный фильтр. Обратите внимание, если фильтр грязный – тогда мощность резко падает, а расходы растут.

Что же делают турбина и компрессор? Оба устройства начинают шибко нагнетать воздух в цилиндры, что очень хорошо влияет на мощность.

Так чем отличается компрессор от турбины ?

Турбина

Это тоже нагнетатель воздуха, причем также механический, но высокотемпературный, работает практически всегда с показателями в 700 – 800 градусов Цельсия. Она уже вмешивается в строение двигателя, смазывается его маслом, а также работает от выхлопных газов, то есть «врезка» в глушитель.

турбина

Принцип ее работы также прост, при работе двигателя, на такте выпуска, выходят отработанные газы в глушитель, по специальному каналу они идут и раскручивают горячее колесо турбины, которое сидит на одном валу с холодным, соответственно и холодное колесо начинает бешено крутиться.

схема работы турбины

Таким образом, можно добиться – 200 – 240000 оборотов в минуту! Просто вдумайтесь, это в несколько десятков раз больше чем у компрессора – производительность просто зашкаливает, вот почему не редко турбина увеличивает производительность двигателя на 40%. Но вот надежность этого узла оставляет желать лучшего.

Плюсы:

  • Высокая производительность, в десятки раз больше чем у оппонента

Наверное, это все плюсы, больше их нет, только отрицательные моменты.

Минусы:

  • Использует масло двигателя, для смазки и отвода излишней температуры, поэтому масло меняется на 30 – 40% чаще, чем с двигателем с компрессором
  • Низкий ресурс, как ни крути, но больше 150 000 километров ходить не будет, нужен ремонт (а с нашими Российскими реалиями, качеством бензина, и погодой срок эксплуатации еще меньше)
  • Дорогой ремонт. От 60 до 200 000 рублей, в зависимости от марки и класса автомобиля
  • Жор масла. Даже в нормальном состоянии, она может расходовать масло, нормальным считается 1 литр, на 10 000 километров.
  • Вытягивает цепь двигателя. Зачастую применение турбины в двигателях, особенно с небольшим объемом, является причиной вытягивания цепи, грешат этим многие низкообъемники многих компаний.
  • Сами навряд ли установите, нужна квалифицированная помощь, что тоже не дешево.

Конечно, если покопаться, минусов станет гораздо больше, однако это самые существенные.

Итак, все разобрали по полочкам, теперь думаю понятно, в чем разница этих агрегатов – один работает на ременном приводе от коленвала двигателя (компрессор), другой работает от отработанных газов, врезается в глушитель, и смазывается маслом двигателя (турбина). Теперь думаем что лучше.

Сфера применения и особенности эксплуатации

Что лучше турбина или компрессор? Для полноценного ответа давайте разберем оба устройства по частям.

Конструктивно турбина – это двигатель, который находится постоянно в движении за счет преобразования энергии жидкости или пара в механическую. Сразу необходимо сказать, что механизмы привода у обоих совсем разные.

Компрессор питается от коленвала движка и имеет автономную единицу, а турбина газами от выхлопного коллектора и не имеет автономности.

Турбина сама по себе устройство дорогое и конструктивно очень сложна в виду подвода маслопроводов и необходимости устанавливать в двигатель. Компрессор же полностью автономен и не имеет привязки к движку.

Турбину может настроить только специально обученный высококвалифицированный специалист, а для компрессора достаточно человека разбирающегося . Так как весь процесс настройки связан с жиклерами.

Разница в цене ощутима:

за турбину хорошего качества выложите около 550 баксов, а компрессор всего лишь 200, а мощность в процентном соотношении одинаковая, от 15 до 25% максимально. Дополнительно необходимы будут затраты на установку и налаживание агрегата в автосервисе.

Какие преимущества от установки компрессора?

В настоящее время данная автомобильная деталь весьма популярна у тех, кто желает повысить характеристики двигателя на своём ВАЗ 2107. Дело в том, что компрессор способен нагнетать воздух на минимальных оборотах. Это обусловлено тем, что его привод осуществляется непосредственно от коленчатого вала самого двигателя. В результате компрессор может увеличивать количество поставляемого воздуха параллельно нарастанию оборотам карбюратора. Всё это приводит к повышению мощности двигателя.

Компрессор на инжекторный ВАЗ 2107
Компрессор на инжекторный ВАЗ 2107

Эксплуатация и техническое обслуживание автомобильных турбин

С каждым годом во всем мире ужесточаются экологические требования к выхлопу современных автомобилей. В результате все больше новых автомобилей оснащаются турбинами. Таким образом автопроизводители пытаются выпускать автомобили, которые будут соответствовать жёстким экологическим нормам. Увы, без использования турбин в современных автомобилях добиться сокращения уровня вредных веществ в выхлопе без миллиардных инвестиций невозможно.

Что такое компрессор

Далеко не все автовладельцы знают, что такое компрессор и чем турбина отличается от компрессора . Итак, компрессор – это механический нагнетатель воздуха, который вешается возле двигателя, при этом не вмешиваясь в его строение. На сегодняшний день, есть три типа компрессора: винтовой, роторный и центробежный.

Понять, что лучше компрессор или турбина , поможет перечень всех плюсов и минусов компрессора.

Преимущества компрессора:

  • Компрессор эффективно нагнетает воздух и повышает мощность на 10%;
  • Устройство отметилось своей надежностью и прочностью конструкции;
  • Не требует особого ухода;
  • Не препятствует работе и не вмешивается в строение двигателя;
  • Отсутствует дефект «турбо-яма»;
  • Не работает при высоких температурах;
  • Компрессор можно установить собственноручно;
  • Не нуждается в масле, что используется для смазки двигателя.

Недостатки:

  • Не обладает такой производительностью, как турбина;
  • Является устаревшей моделью, поэтому на большинстве автомобилей снята с производства.

Обычно компрессор устанавливается на ременную передачу от коленвала двигателя, а это значит, что производительность зависит от оборотов: малые обороты – малая производительность, большие обороты – высокая. Следовательно, нагнетание воздуха компрессором, так же как и производительность, является ограниченным.

Технические отличия центробежного нагнетателя от турбины

Центробежный нагнетатель очень похож на турбокомпрессор, если посмотреть на него со стороны такого технического элемента, как диффузор компрессора. В простонародье его называют «улиткой» за схожий внешний вид, и это не случайно.

Как в турбине, он использует крыльчатку для сжатия воздуха, поступающего извне, и принудительно направляет его в цилиндры двигателя. Главное конструктивное отличие, как вы уже догадались, заключается в отказе от использования выхлопных газов для раскручивания крыльчатки — центробежный нагнетатель вместо этого использует шкив, приводимый в движение двигателем механически. Поэтому он относится к типу приводных нагнетателей.

Что лучше турбина или компрессор?

На самом деле всё зависит от того, какой именно эффект нужен автовладельцу, а это всегда строго индивидуально. Можно подвести следующие итоги.

Турбина. Даёт огромный прирост мощности двигателя, вплоть до 40%. Актуально для ралли-заездов или для поклонников стритрейсинга. Правда, придётся серьёзно потратится, как на покупку самого устройства, так и на его монтаж, настройку и техобслуживание. Плюс нужно мириться с большим расходом масла, туролагом и частыми ремонтами.

Компрессор. Подходит водителям, которым не нужна такое внушительное повышение мощности двигателя. При этом автовладелец не хочет иметь проблем с обслуживанием оборудования, поскольку компрессор используется по принципу «поставил, настроил и забыл» — его срока эксплуатации хватит на весь период пользования машиной. Да и стоимость самого устройства в разы ниже.

Что лучше компрессор или турбина?

Прежде всего, следует обратить внимание на производителя. В конце концов, сегодня уже никто и не занимается изготовлением и выпуском компрессоров, только турбины. Так как, турбина есть действительно очень производительным агрегатом, который способен повысить мощность на 30-40%. Однако, не следует забывать про дорогое обслуживание и довольно частые диагностики, а также замену масла.

Если вам не нужна такая высокая производительность, и вы можете обойтись 7-10 процентами мощности, то выгоднее приобрести компрессор. К тому же, его вы сможете установить самостоятельно, этим самым сэкономив и повысив мощность на 10%.

Таким образом, сопоставив все за и против, вы сможете решить для себя – что лучше турбина или компрессор.

Об установке компрессора при помощи готовых КИТ-комплектов

Данные системы представляют собой полноценные наборы, которые включают в себя компрессор, а также всё необходимое для того, чтобы обеспечить его совместную деятельностью с двигателем ВАЗ инжектор. КИТ-комплекты бывают двух типов.

Первый из них представляет собой самодельную систему, которая изготавливается кустарным методом с использованием б/у компрессоров, снятых с машин иностранного производства и адаптированных для установки на двигатели марки ВАЗ 2107.

Второй из вариантов подразумевает применение китайских КИТ-комплектов, собранных в заводских условиях. Их преимущества перед системами, изготовленными вручную заключается в большей надёжности и привлекательной цене. Кроме этого стоит отметить, что адаптируется на автомобилях ВАЗ такой компрессор и всё прилагающееся к нему намного проще, ведь изготавливается он специально для двигателей 2107. Помимо этого КИТ-комплекты отличаются своей простотой. В результате практически каждый владелец машины, обладающий хотя бы начальными знаниями её устройства, способен установить компрессор без посторонней помощи.

Стоит отметить, что на рынке можно приобрести, как действительно заводской КИТ-комплект, на который распространяется гарантия, так и более дешёвый образец. За стабильность работы такой системы никто не поручится.

Несколько слов о разнице оборотов нагнетателя и турбины

Мы неоднократно упоминали о нечувствительности работы механического нагнетателя к текущим оборотам коленвала. В отличие от компрессора, турбина на оборотах менее 3500 работать не будет. Чтобы создать давление большее атмосферного, частота вращения коленвала должна быть выше указанного порога.

При ускорении автомобиля наибольшая эффективность работы нагнетателя будет достигнута на непродолжительное время, вскоре вернувшись к средним показателям. У турбины всё по-другому: в начале разгона будет ощущаться пресловутая «турбояма», но по мере ускорения мощь двигателя будет возрастать в геометрической прогрессии.

Из этого следует, что если вы предпочитаете езду «с ветерком» на автомобиле с бензиновым мотором, турбина будет наилучшим вариантом. Для дизельного двигателя вариант с механическим компрессором вообще отпадает.

Использование нагнетателя позволяет стабилизировать работу двигателя во всём диапазоне режимов, но прирост мощности будет намного меньшим.

Оставим в стороне вопрос обслуживания нагнетателей – у механического здесь бесспорное преимущество, а сосредоточимся на экономичности и динамике автомобиля. Здесь предпочтение уже на стороне турбированного варианта. Если учесть, что нынешние тенденции со стоимостью горючего отнюдь не оптимистичны, несложно предугадать, что в среднесрочной перспективе покупатели будут отдавать предпочтение не прожорливым внедорожникам, а экономичным машинам среднего класса. Что же касается их невыразительной динамики, то использование турбины позволяет полностью решить эту проблему. И снизить при этом потребление горючего. Но зато расходы на обслуживание, скорее всего, полностью «съедят» такую экономию.

Мы надеемся, что описание разницы между турбиной и компрессором поможет вам принять оптимальное решение в зависимости от ваших целей и финансовых возможностей.

Обратный инжиниринг

В автомобильной науке множество условностей и допущений. Можно, конечно, относиться к ним пренебрежительно, называя обратным инжинирингом (это когда решение подгоняется под результат при помощи коэффициентов), но на протяжении многих десятилетий такая методика давала достойный результат. Современные методы вычисления, подкрепленные возможностями компьютерной техники, позволяют досконально проработать все нюансы конструкции. Однако при тюнинге столь громоздкие вычисления не оправданны, поскольку технологические возможности самостоятельных изысканий ограничены.

Ну, в самом деле, как в непромышленных условиях, например, модифицировать инконелевое колесо турбины, даже если благодаря собственным расчетам удалось найти резервы для повышения отдачи мотора. При тюнинге обычно расчеты выполняют для определения параметров выбора из уже существующих типоразмеров, и для этого достаточно упрощенной схемы расчетов, которой пользовались инженеры до появления электронных средств вычислений.

Что выбрать?

Какой выбор сделать это решать каждому в отдельности. Утверждать и открыто заявлять о бесспорном лидерстве одно или другого аппарата не берется никто, ибо сколько людей столько и мнений. Если есть желание взбодрить свой автомобиль недорого и без особых хлопот, безусловно выбирайте компрессор. Так поступили парни, обращавшиеся к нам за консультацией. Расточенный двигатель до фольги их больше не устраивал, компрессор стал для них бюджетным решением проблемы в динамике. Однако, обладая недюжинными волевыми качествами и тугим кошельком, выбирайте конечно турбину, способную сделать из Шкоды Йети с 1,4 литровым двигателем Вашей жены в серьезный кроссовер, с невероятной динамикой. Думайте, взвешивайте все за и против, и делайте правильный выбор для себя!
Увеличение мощности своего автомобиля сейчас стало достаточно модным увлечением, превратившись в целую индустрию, где можно встретить начинающих автомобилистов, любителей автотюнинга и настоящих профи. Но перед всеми ними стоит один и тот же вопрос: «Что лучше установить турбину или компрессор?» Для не которых ответ очевиден исходя из опыта, для других же мы постараемся дать развернутый ответ, расписав все плюсы и минусы каждого.

Как говорил классик: «Поехали!»

Оба агрегата предназначены для решения одной и той же задачи – увеличения мощности работы двигателя. Но при этом они имеют разное устройство, обусловленное принципом их привода, влияющее на то, что лучше в конкретном случае. И для того, чтобы ответить, как агрегат целесообразнее использовать для тюнинга вашего автомобиля нужно знать это самое устройство.

Экскурс по производителям

Важным моментом в выборе турбины является также выбор производителя. Так, например, сегодня на рынке автомобильных агрегатов все чаще можно видеть турбины от китайских «нонейм» производителей. Особенно часто встречаются китайские электротурбины, которые заслуживают отдельного материала. Если автолюбитель хочет установить на свой автомобиль качественный агрегат, то ему стоит обращать внимание на продукцию шести известных производителей:

  • IHI (Япония);
  • Holset (США);
  • BorgWarner (США);
  • Schwitzer (Германия);
  • Harima Heavy Industries (Япония);
  • Garett (США).

Пожалуй, наиболее качественными являются именно американские турбины. Вместе они и самые популярные. Турбированные двигатели большинства автомобилей европейских марок оснащены турбинами американских фирм. Впрочем, последние размещают производства и за пределами своей родной страны. Практика успела показать, что особой разницы между турбинами “Made in USA” и “Made in China” нет. Где действительно видна разница в качестве, так это в ремкомплектах. Интересный момент: далеко не все производители турбин выпускают ремонтные комплекты. В свою очередь, их выпускают все те же “нонейм” производители. При выборе ремкомплектов автолюбителям стоит быть особенно внимательными и изучать отзывы покупателей.

Отношение A/R

В то время как габарит турбины приблизительно отражает ее способность переваривать поток выхлопных газов, оценка отношения A/R — инструмент более точного подбора ее основных конструктивных размеров. Параметр А, называемый площадью разгрузки, представляет собой площадь сечения конусного канала, организованного по периметру улитки. Параметр R в отношении A/ R — расстояние от оси турбинного колеса до линии центра сечений конусного канала улиточной части. Отношение A/ R постоянно по всей окружности турбины (рис. 3) :

Al/ R1=A2/ R2=A3/ R3=A4/ R4=A5/ R5.

Соотношение A/R применимо и для компрессорной, и для турбинной частей чарджера. Компрессорный A/ R незначительно влияет на производительность турбо системы, хотя увеличение его часто применяют для некоторого повышения давления при малом расходе у чарджеров небольших размеров.

Как установить турбину? Техно теория. Как выбрать турбину?

На компрессорах с большим расходом, наоборот, иногда его уменьшают, раздвигая тем самым границы пика наддува. Гораздо важнее для характеристик системы турбинный A/R. Размер А- существенный фактор, поскольку он определяет скорость, с которой выхлопные газы выходят из конусной части улитки на лопатки колеса. Это имеет непосредственно е отношение к скорости вращения турбины. Чем площадь разгрузки меньше, тем она выше. Необходимо помнить, что площадь разгрузки также влияет и на силу противодавления, стремящуюся вернуть вы хлоп обратно в камеру сгорания.

Параметр R тоже существенно сказывается на скорости вращения турбины. Принципиальная зависимость такая же: чем меньше R, тем скорость выше. Но что более весомо, увеличение R дает на валу крыльчатки больший крутящий момент. Это объясняется довольно просто: чем больше рычаг приложения сил (в нашем случае от выхлопных газов), тем больший момент получаем на оси. Выбирать лучше турбину с большим диаметром турбинного колеса, если позволяют условия.

Если ошибочно выбрана турбина со слишком большим значением A/R, то рост давления наддува будет происходить слишком вяло. A/R должно быть настолько большим, чтобы не было препятствий для скорости вращения, достаточной для получения, в конечном счете, необходимого давления в компрессоре.

Если A/ R слишком мал, то реакция турбины на переменные условия режимов движения автомобиля будет столь быстрой, что управление машиной станет казаться трудным и нервным. Это также отразится на снижении мощности в верхней трети диапазона оборотов двигателя.

На рис.4 изображена примерная зависимость давления наддува компрессора от давления на в ходе в турбинную часть при разных значениях A/R. Более точные цифры, служащие отправной точкой выбора отношения A/R, можно получить только путем измерений давления в выпускном коллекторе и давления наддува на впуске непосредственно на двигателе.

Как установить турбину Техно теория Как выбрать турбину 14

( 2 оценки, среднее 4 из 5 )

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...