Турбонагнетатель с изменяемой геометрией
Разрезанный турбокомпрессор VGT (VW Golf, Дизель)
Сторона выпуска с направляющими лопатками с изменяемой геометрией
сторона наддувочного воздуха с крыльчаткой компрессора
СОДЕРЖАНИЕ
История [ править ]
Вращающаяся лопасть VGT была впервые разработана Гарреттом и запатентована в 1953 г. [1]
Одним из первых серийных автомобилей, в которых использовались эти турбокомпрессоры, была Honda Legend 1988 года ; он использовал VGT с водяным охлаждением, установленный на его 2,0-литровом двигателе V6.
В 1991 году Fiat включил VGT в турбодизель Croma с прямым впрыском. [2]
Porsche 911 Turbo 2007 года оснащен двумя турбокомпрессорами с изменяемой геометрией на его 3,6-литровом горизонтально-оппозитном шестицилиндровом бензиновом двигателе.
Koenigsegg One: 1 2015 года (названный в честь отношения мощности к весу 1: 1) использует сдвоенные турбокомпрессоры с изменяемой геометрией на своем 5,0-литровом двигателе V8, что позволяет ему развивать мощность 1361 л.с.
Общие конструкции [ править ]
Две наиболее распространенные реализации VGT следующие:
Для двигателей малой грузоподъемности (легковые автомобили, гоночные автомобили и легкие коммерческие автомобили) лопатки турбины вращаются синхронно относительно ее ступицы, чтобы изменить ее шаг и площадь поперечного сечения.
В двигателях большой мощности лопатки не вращаются, а вместо этого изменяется их эффективная ширина. Обычно это делается путем перемещения турбины вдоль ее оси, частично втягивая лопатки внутри корпуса. Как вариант, перегородка внутри корпуса может скользить вперед и назад. Область между краями лопаток изменяется, что приводит к системе с переменным соотношением сторон с меньшим количеством движущихся частей. [3]
Используйте [ редактировать ]
VGT чаще встречаются в дизельных двигателях, поскольку более низкая температура выхлопных газов означает, что они менее склонны к выходу из строя. Ранние бензиновые двигатели VGT требовали значительного предварительного охлаждения, чтобы продлить срок службы турбокомпрессора до разумных уровней, но достижения в области технологий улучшили их устойчивость к высокотемпературным бензиновым выхлопам, и они начали все чаще появляться в автомобилях с бензиновыми двигателями. [ необходима цитата ]
Как правило, VGT используются только в OEM-приложениях из-за уровня координации, необходимого для удержания лопаток в наиболее оптимальном положении для любого состояния двигателя. Тем не менее, доступны блоки управления VGT на вторичном рынке и некоторые высококачественные вторичные двигатели. системы управления также могут контролировать VGT.
Производители [ править ]
Турбонагнетатель с изменяемой геометрией
Разрезанный турбокомпрессор VGT (VW Golf, Дизель)
Сторона выпуска с направляющими лопатками с изменяемой геометрией
сторона наддувочного воздуха с крыльчаткой компрессора
СОДЕРЖАНИЕ
История [ править ]
Вращающаяся лопасть VGT была впервые разработана Гарреттом и запатентована в 1953 г. [1]
Одним из первых серийных автомобилей, в которых использовались эти турбокомпрессоры, была Honda Legend 1988 года ; он использовал VGT с водяным охлаждением, установленный на его 2,0-литровом двигателе V6.
В 1991 году Fiat включил VGT в турбодизель Croma с прямым впрыском. [2]
Porsche 911 Turbo 2007 года оснащен двумя турбокомпрессорами с изменяемой геометрией на его 3,6-литровом горизонтально-оппозитном шестицилиндровом бензиновом двигателе.
Koenigsegg One: 1 2015 года (названный в честь отношения мощности к весу 1: 1) использует сдвоенные турбокомпрессоры с изменяемой геометрией на своем 5,0-литровом двигателе V8, что позволяет ему развивать мощность 1361 л.с.
Общие конструкции [ править ]
Две наиболее распространенные реализации VGT следующие:
Для двигателей малой грузоподъемности (легковые автомобили, гоночные автомобили и легкие коммерческие автомобили) лопатки турбины вращаются синхронно относительно ее ступицы, чтобы изменить ее шаг и площадь поперечного сечения.
В двигателях большой мощности лопатки не вращаются, а вместо этого изменяется их эффективная ширина. Обычно это делается путем перемещения турбины вдоль ее оси, частично втягивая лопатки внутри корпуса. Как вариант, перегородка внутри корпуса может скользить вперед и назад. Область между краями лопаток изменяется, что приводит к системе с переменным соотношением сторон с меньшим количеством движущихся частей. [3]
Используйте [ редактировать ]
VGT чаще встречаются в дизельных двигателях, поскольку более низкая температура выхлопных газов означает, что они менее склонны к выходу из строя. Ранние бензиновые двигатели VGT требовали значительного предварительного охлаждения, чтобы продлить срок службы турбокомпрессора до разумных уровней, но достижения в области технологий улучшили их устойчивость к высокотемпературным бензиновым выхлопам, и они начали все чаще появляться в автомобилях с бензиновыми двигателями. [ необходима цитата ]
Как правило, VGT используются только в OEM-приложениях из-за уровня координации, необходимого для удержания лопаток в наиболее оптимальном положении для любого состояния двигателя. Тем не менее, доступны блоки управления VGT на вторичном рынке и некоторые высококачественные вторичные двигатели. системы управления также могут контролировать VGT.
Производители [ править ]
Настройка VGT Kia Ceed 1.6 CRDI. Моё видение этого.
Вопрос настройки актуатора турбины для наших автомобилей в сети практически не раскрыт, да есть общие принципы, но все толкуют их по разному, где то правильно где то неправильно и разобраться в этой каше реально трудно. Нет у нас в диагностике таких параметров как желаемое давление наддува, есть только текущее значение наддува и это очень осложняет настройку актуатора турбины на наших авто. После того как у меня пробило прокладку головки блока попутно полетела турбина, купил китайскую, за недорого (12500р). Собрал машину, отъездил потихоньку обкатку, начал пытаться гарцевать, а конь то мой не едет (как хотелось)(((. Подозрения первую очередь на турбину конечно, покрутил настройки бестолково туда сюда (предварительно сделав отметки)
Фактический контроль наддува осуществляется электрическим сигналом, который управляет открытием вакуумного клапана, называемого клапаном N75 (N75 valve).
ECU двигателя, варьируя электрическим сигналом, управляет открытием этого клапана. ECU содержит карту управления сигналом N75. Карта гарантирует, что наддув будет осуществляться корректно в соответствии с картой.»
Надо было вытащить эти карты, это было главным, на этом форуме выцепил где находится карта наддува
у меня она была по адресу 1E70B2
, да блок управления подгонял под эти значения наддув, но для настройки актуатора это не очень помогало, нужна была карта N75 клапана, вот ее я уже потеряв надежды найти сам, попросил помочь мне на 2х форумах, помощи не дождался, было только предложение посмотреть мою прошивку все ли с ней в порядке, отправил человеку, как всегда бывает среди всех мастеров и тюнеров, он пишет: » там тока турбина поднята))) это жесть, ни лимитеры ни впрыск ничего не тронуто», скинул ему прошивку ту, что была у меня изначально с машиной, он ее подредактировал (без денег) я залил и машина действительно поехала лучше и расход упал как ни странно. Но адреса карты он мне не дал, опять топчемся на месте, ищем дальше, уже в глазах все сине-белого цвета от разглядывания winols и тут на мое счастье нахожу вот это www.ecuconnections.com/fo….php?f=2&t=43555&start=25 и там адрес карты 1E6230. Вытаскиваю свою карту VGT
Теперь зачем мне это нужно нашлось на том же форуме
«Карты VGT являются базовыми картами для ПИД-регулятора для установки желаемого значения турбонаддува. Конечно, есть турбо карта, но она не может всего сделать сама по себе. Она просто используется регулятором ПИД в качестве эталона. Можно даже обойти ПИД-регулятор, манипулируя двумя двумерными гистерезисными картами. Тогда карта Turbo вообще не используется, и турбо исключительно управляется картой VGT. Важно, чтобы результат VGT-карты был близок к желаемому значению турбонаддува. Тогда регулятор ПИД-регулятора корректно исправит его. В противном случае регулятор ПИД-регулятора будет цилироваться, и вы получите импульсы повышения и / или запаздывания.»
Теперь у меня все есть, делаю файлик где записываю, что кручу и насколько, придумываю как это все данные загнать в нужном мне виде чтобы были видны изменения в поведении турбы, которые происходят от моих манипуляций с настройками.
Главное что для себя понял, тот упорный винт наверху в нагрузке роли не играет (может я неправ), главное это жесткость пружины в актуаторе (на это повлиять мы не можем) и длина штока, вот тут есть куча видео с настройками этого штока, но везде практически VW, где в диагностике есть параметр заданное значение наддува.
Теперь надо мне по логам подогнать длину штока так чтобы VGT Valve Duty(%) максимально совпало с картой в мозгах, конечно не во всех точках это будет, я выбрал для себя точку Injection Qty(mm3)=20 и Engine RPM(rpm) 2250, потому что по моим логам в этой точке я бываю как минимум в 2 раза больше чем в ближайших (не считая хх) 5-я передача/100 км/ч.
Вот что получилось, увеличивая длину штока актуатора на 2 витка в этой точке увеличивается параметр VGT
Valve Duty(%) на 5%,
Особенности двигателей CRDi:
В прошлый раз рассказывал о двигателях GDI? сегодня речь пойдет об особенности двигателей CRDi, преимущества и недостатки данных двигателей.
Особенности двигателей CRDi: преимущества и недостатки
Аббревиатура CRDI (Common Rail Direct Injection, от англ. система непосредственного впрыска топлива) встречается на автомобилях с дизельным двигателем. Такое обозначение получили силовые агрегаты, которые устанавливает на свои модели Южно-Корейский автогигант Hyundai/KIA.
Другими словами, двигатель CRDI Hyundai является корейской разработкой и встречается исключительно на корейских авто. Что касается остальных производителей, мировые компании также активно используют конструктивно схожие аналоги. В этой статье мы рассмотрим CRDI двигатель, что это такое, какие указанный агрегат имеет аналоги, а также поговорим о преимуществах и недостатках данного типа ДВС.
Дизельные двигатели CRDI: плюсы и минусы
Как уже было сказано выше, обозначение CRDI используется для корейских дизелей с прямым впрыском (двигатель crdi 16v и т.п). Другие производители также имеют в линейке своих дизельных моторов похожие агрегаты.
В качестве примера следует упомянуть продукты немецкого бренда Merсedes, которые получили обозначение CDI или CRD, итальянский Fiat обозначил свои моторы как CDTi. На моделях Ford этот двигатель называется TDCi, корпорация GM использует обозначение CDTi или VCDi, Volkswagen применил хорошо известное отечественному потребителю обозначение TDI и т.д.
Если не брать в расчет отличия в названии и некоторые индивидуальные особенности конструкции, под всеми такими обозначениями следует понимать дизельный двигатель, который оснащен системой Common Rail (прямой впрыск топлива).
Преимущества моторов CRDi
Указанный тип ДВС (CRDi, CDI, TDI и т.д.) позволяет добиться заметно меньшего потребления дизтоплива, а также снижения уровня вредных веществ в составе выхлопных газов.
Главной особенностью дизелей с Common Rail является то, что к инжекторным форсункам топливо подается из общего аккумулятора, в котором горючее находится под высоким давлением. Конструкция выгодно отличается от привычных дизелей с топливным насосом (ТНВД), который имеет кулачковый привод и ограничения по давлению подаваемого топлива.
Общая схема работы системы выглядит так, что после поворота ключа зажигания дизтопливо
нагнетается отдельным насосом в топливную рейку Common-rail (от англ. общая, единая рейка,
магистраль). Эта рейка и есть упомянутый выше «аккумулятор». Внутри Common-rail горючее
постоянно находится под высоким давлением для впрыска. Далее солярка поступает из рейки по
топливопроводам к инжекторным форсункам под давлением.
Такое решение по сравнению с другими системами питания дизельных двигателей имеет ряд очевидных преимуществ. Прежде всего, значительно увеличивается топливная экономичность.
Дело в том, что поддержание постоянного высокого давления позволяет эффективно распылять горючее непосредственно в камере сгорания (прямой впрыск). Чем выше давление, тем лучше дизтопливо дозируется и распыляется, в результате чего последующее сгорание заряда происходит полноценно и с максимальной отдачей энергии поршню.
Максимально полноценное сгорание топливно-воздушной смеси является залогом того, что содержание токсичных веществ в отработавших газах будет минимальным, при этом мощность двигателя заметно увеличивается.
— Главной особенностью указанной системы питания является то, что давление топлива постоянно
сохраняется на одном уровне, то есть никак не зависит от частоты вращения коленвала, объема горючего
и других факторов, которые могут влиять на впрыск применительно к разным режимам работы ДВС.
Подача топлива реализована таким образом, что топливные форсунки открываются для впрыска под управлением отдельного блока управления EDC. Это стало возможным благодаря тому, что в сами форсунки системы топливоподачи конструктивно внедрены специальные электромагнитные соленоиды.
Это принципиальное отличие системы Common Rail от моторов с кулачковым ТНВД, решение позволяет реализовать подъем иглы в инжекторной форсунке при помощи управляемого соленоида, а не в результате давления горючего.
— В системе Common Rail общее количество топлива для впрыска, угол опережения впрыска и давление
впрыска определяется программно, то есть зашито в ЭБУ и применяется по отношению к разным режимам
и условиям работы двигателя.
Другими словами, нагнетание топлива и впрыск являются полностью отдельными процессами. Из этого проистекает еще одно существенное преимущество, которое позволяет сделать впрыск многофазным (минимально двухфазным). Параллельно с этим давление впрыска можно также динамично менять с учетом скоростного режима, оборотов и нагрузки на ДВС.
— Более того, Common Rail позволяет также реализовать фазированный впрыск за один рабочий такт.
Добавим, что ранние разработки этой системы предполагали только двойной впрыск. Главной задачей на
раннем этапе стала необходимость избавиться от детонации.
Сегодня современные системы питания могут обеспечивать около 9 фаз топливного впрыска. В список уже описанных выше преимуществ фазированный впрыск добавил заметное снижение уровня шума во время работы дизельного двигателя.
— Также отметим, что постоянное высокое давление топлива в рейке позволило точно дозировать горючее в
течение всего времени впрыска (длительности открытия форсунки). При этом в конструкциях с обычным
ТНВД такая возможность полностью отсутствовала.
Дело в том, что попытки любых изменений давления приводили к тому, что в трубопроводах от насоса к форсункам закономерно возникала волнообразная пульсация (волновое гидравлическое давление).
В результате воздействия этих волн давления топливопроводы быстро повреждаются. По этой причине ТНВД имеют строгое ограничение по показателю давления, под которым они нагнетают топливо для подачи на форсунки.
С учетом вышесказанного становится понятно, почему обычные ТНВД не развивают давления больше 300 кг\см2, в то время как системы Common Rail значительно превосходят эту отметку. Например, CRDi предполагает давление до 2000 бар без колебаний давления и разрушения элементов системы.
Недостатки двигателя CRDi
Что касается минусов, агрегаты CRDi и другие установки, оснащенные Common Rail, имеют целый ряд определенных недостатков. Начнем с того, что указанная система изначально очень чувствительна к качеству дизтоплива. Попадание даже мелких сторонних фракций или примесей может стать причиной немедленной поломки насоса, форсунок и других элементов.
— Также моторы CRDi имеют достаточно высокую стоимость, что сильно увеличивает итоговую цену ТС с
подобной силовой установкой. Добавим, само устройство системы питания Common Rail сложное, так как
для слаженной работы конструкция включает в себя много электронных датчиков.
Подобная особенность практически полностью исключает возможность простого гаражного ремонта. Для диагностики и/или устранения неполадок требуется обязательное наличие дорогостоящего специального инструмента, стендов и оборудования.
то значит, что полноценно провести диагностику, ремонт настройку или обслужить систему питания
двигателя CRDI можно только в условиях дилерских центров или на крупных сторонних СТО. При этом
важно не только иметь нужное оборудование, но и квалифицированный персонал, который
специализируется на Common Rail.
— Параллельно с этим для CRDi и Common Rail достаточно часто возникает острая необходимость
приобретения дорогостоящих запасных частей, так как предпочтительна модульная замена. Становится
понятно, что по указанным выше причинам стоимость любых работ будет высокой.
На основе приведенной выше информации становится понятно, почему на территории СНГ многие автовладельцы до сих пор ошибочно считают систему питания дизельного двигателя Common Rail крайне ненадежным решением. Сразу отметим, дело не в самой системе, а в качестве отечественного горючего и уровне обслуживания авто с такими двигателями.
Следует помнить, что элементы Common Rail выполнены с высокой точностью, то есть не допускается попадания в систему даже мельчайших сторонних частиц. В условиях крайне высокого давления такие детали после использования некачественного топлива быстро повреждаются, а их замена предполагает определенные сложности и значительные расходы.
Другими словами, если водитель ранее эксплуатировал дизельный двигатель с обычным ТНВД, тогда
никаких проблем могло не возникать. При этом после смены автомобиля на силовой агрегат с
Common Rail поломки могли проявляться очень быстро.
Дело в том, что машину по привычке продолжают заправлять топливом сомнительного качества на ближайшей АЗС, заливают в бак дополнительные присадки в холодное время года и т.п. Также не все водители уделяют должное внимание качеству топливных фильтров и интервалам их замены.
Становится понятно, что если мотор с простым ТНВД более или менее нормально работал в подобных условиях, то Common Rail выйдет из строя намного быстрее. Также появление сбоев потребует углубленной диагностики. При этом быстро установить причину удается не всегда.
В системе активно используется множество электронных датчиков, активаторов, клапанов и других
элементов. Диагностика предполагает проверку ДПРВ и ДПКВ, датчика давления в топливной
рейке, температурных датчиков и т.п. Параллельно нужно проверять соленоиды и целый ряд
других элементов.
Напоследок добавим, что с поиском СТО также могут возникать сложности. Дело в том, что на территории СНГ отмечена нехватка квалифицированного персонала по диагностике и ремонту Common Rail.
Авто-потроха: что у машинок внутри?
Устройство и принцип действия автомобильных технологий, узлов и агрегатов
Турбокомпаунд и турбонаддув
Турбонаддув — один из методов агрегатного наддува, основанный на использовании энергии отработавших газов. Включает в себя технологии как одноступенчатого, так и многоступенчатого наддува (последовательного или параллельного). Также сочетается с технологиями турбокомпаунда, комбинированного наддува (twincharger) и турбины переменной геометрии (VGT).
Турбонаддув был запатентован Альфредом Бюхи в 1911 году в патентном ведомстве США. Применялся сначала в судовых и авиационных двигателях. На легковом автомобиле впервые применен в 1937 году (Cord 812).
Принцип турбонаддува
Турбонаддув построен на принципе сжатия поступающего в двигатель воздуха с помощью компрессора, сопряженного с турбиной, приводимой в движение энергией выхлопных газов.
Турбонаддув применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. Поскольку ДВС является тепловой машиной (см. школьный курс физики), а прошедший через компрессор воздух разогревается от сжатия до 200 градусов Цельсия, турбонаддув предусматривает его промежуточное охлаждение.
Intercooler
Интеркулер устанавливается между компрессором и впускным коллектором и обеспечивает снижение температуры наддувочного воздуха с 200 до 50-60 градусов и необходим как для поддержания степени сжатия, так и для физического повышения эффективности ДВС как тепловой машины. Охлаждение воздуха на 10 градусов дает около 3% прироста мощности двигателя, в целом эффект от интеркулера составляет порядка 20% прироста мощности двигателя. Однако интеркулер создает сопротивление для поступающего воздуха и тем самым снижает давление наддува.
Различают два типа охладителей: воздушный и водяной. Благодаря своей простоте наибольшее распространение получили интеркулеры воздушного типа. Конструктивно он представляет собой теплообменник, состоящий из системы изогнутых «змейкой» труб и находящихся между ними пластин:
Изгиб труб «змейкой» увеличивает общую длину теплообменника и улучшает охлаждение воздуха, однако каждый изгиб трубы создает сопротивление проходящему в ней потоку воздуха и тем снижает давление наддува. Пластины увеличивают площадь поверхности интеркулера и обеспечивают лучшую теплоотдачу. В качестве материала для труб и пластин используется алюминий, обладающий высокой теплопроводностью (реже — медь).
Интеркулер воздушного типа устанавливается в свободном месте в подкапотном пространстве:
Интеркулер водяного типа имеет перед воздушным типом следующие преимущества:
Недостатком интеркулера водяного типа является сложность конструкции, которая помимо водяного теплообменника включает воздушный радиатор для охлаждения воды, водяной насос, систему патрубков, электронный блок управления. Вместе с системой охлаждения двигателя они образуют двухконтурную систему охлаждения.
По причине сложности конструкции интеркулер водяного типа применяется достаточно редко, в случаях, когда воздушный охладитель применить невозможно (например, на некоторых компактных двигателях TSI).
Особенности турбонаддува бензиновых двигателей
Особенностями турбонаддува на бензиновых двигателях являются:
Поэтому конструкцией турбодвигателей предусмотрена пониженная степень сжатия и работа на высокооктановых марках топлива.
Принципиальные особенности турбонаддува в целом
Турбонаддув не имеет жесткой связи с коленвалом двигателя, однако эффективность его работы сильно зависит от оборотов двигателя (т.е. от энергии выхлопных газов). Выше обороты двигателя — выше энергия отработавших газов — быстрее вращение турбины — больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя. Т.о. турбонаддув есть система с положительной обратной связью.
В силу конструкции, турбонаддув имеет следующие принципиальные особенности:
«Турбояма» обусловлена инерцией турбины (для ее раскрутки при резком увеличении энергии выхлопных газов требуется некоторое время). Существуют следующие способы решения этой проблемы:
Турбононаддув начинает свою работу с первыми оборотами двигателя и заканчивает её уже после того, как двигатель остановился. При первых вспышках в цилиндрах выхлопные газы из коллектора сразу же попадают в улитку турбины и начинают вращать вал с крыльчатками. Пока обороты двигателя невелики, давление выхлопных газов недостаточно, и компрессор вращается на холостом ходу, не создавая излишнего сопротивления на всасывании (просто перемешивает воздух). При росте оборотов двигателя на панели загорается зеленая лампочка «TURBO» (если она есть), и водитель чувствует ощутимый толчок в спину. Это означает, что турбина вышла на свои рабочие обороты (110-115 тысяч об/мин). Теперь компрессор не просто месит воздух, а эффективно сжимает его и посылает в двигатель. При этом блок управления двигателем подает в цилиндры больше топливной смеси, резко (на 50-70%) возрастает мощность и, соответственно, расход топлива.
Турбокомпрессор работает в условиях высоких температур и оборотов (скорость на концах лопаток приближается к звуковой). Поэтому сразу со стартом двигателя масляный насос подает масло по системе каналов под давлением на подшипники турбокомпрессора, и вал турбины начинает вращаться на масляном клине. Свою порцию масла получает и упорный подшипник. Чем больше обороты двигателя, тем больше масла поступает на вал турбины и его подшипники. Эти подшипники изготовлены из специально подобранных материалов с оптимальными зазорами. При меньших зазорах возникает опасность подклинивания подшипников при тепловом расширении, при больших — опасность срыва масляного клина и работы в условиях полужидкостного трения, к тому же возникает перекос вала и интенсивный износ уплотнительного кольца. Поскольку зазоры в парах вал — подшипник, подшипник — корпус очень малы и соизмеримы с размерами ячеек масляного фильтра, турбонаддув предъявляет особые требования к чистоте масла и состоянию масляного фильтра.
Долговечность подшипников скольжения, в отличие от подшипников качения, не очень зависит от частоты вращения. Коэффициент трения у правильно рассчитанных и работающих в условиях жидкостной смазки подшипников скольжения равен 0,001-0,005. Однако, при неблагоприятных условиях работы (высокая вязкость масла, высокие скорости, малые зазоры) коэффициент трения достигает 0,1-0,2, что приводит к снижению оборотов турбины, снижению эффективности наддува и повышению нагарообразования из-за ухудшения теплоотвода. Подшипники скольжения надёжно работают при температуре не более 150 градусов Цельсия. При более высоких температурах возникает опасность разрыва масляного слоя в результате разжижения масла. Кроме того, при высоких температурах обычные минеральные масла быстро окисляются и теряют свои смазочные свойства. При полужидкостной смазке непрерывность масляного слоя нарушена, и поверхности вала и подшипника на отдельных участках соприкасаются своими микронеровностями. При граничной системе смазки поверхности вала и подшипников соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, разделительный масляный слой вообще отсутствует.
Поэтому, если в дороге в машину пришлось залить неизвестное масло, то не гоните, двигайтесь потихоньку. Двигатель это масло переживёт, а вот турбонаддув — не факт. Приехав, домой, сразу же смените масло и масляный фильтр.
Самые тяжелые моменты для турбонаддува — это запуск двигателя и его остановка. При запуске холодного двигателя масло в нём имеет высокую вязкость, оно с трудом прокачивается по зазорам, нагрев разных деталей турбонаддува и их тепловое расширение идут с разной скоростью, и тепловые зазоры еще не установились. Поэтому не спешите, дайте двигателю и турбонаддуву прогреться.
В процессе работы крыльчатка турбины и вал сильно нагреваются (около 600 градусов для дизеля и около 1000 градусов для бензинового мотора). Пока двигатель вращается, масляный насос создает давление и масло, поступающее для смазки подшипников, снимает нагрев с вала. Но при остановке двигателя останавливается и масляный насос. Давление масла в системе сразу же падает до нуля. Но вал с крыльчатками, который имеет приличный вес и вращается с очень большой скоростью, мгновенно остановиться не может. Теплоотвод прекращается. Возникает полужидкостная смазка, переходящая в граничную. Масляная плёнка, покрывающая детали, разогревается до температуры горения. Идёт интенсивное нагарообразование в районе уплотнительного кольца и несколько меньшее — в районе подшипников и на внутренних поверхностях корпуса турбонаддува. Плюс перегрев, расплавление, схватывание и заедание подшипника, грязное масло, и в результате — интенсивный износ. А допустимый износ подшипников составляет всего 0,03-0,06мм в зависимости от модели турбонаддува.
Никогда не глушите турбодвигатель сразу. В зависимости от режима езды дайте ему поработать на холостом ходу 2-5 минут (зимой можно дольше). За это время вал турбины снизит обороты до минимальных, а детали, непосредственно соприкасающиеся с выхлопными газами, плавно остынут. В автомобилях Nissan турбонаддув работает в более напряжённом тепловом режиме, чем, например, Toyota. В этом вопросе значительно помогает турботаймер, автоматически глушащий двигатель через заданное время (водитель в этой время уже запер машину и ушел). Он установлен не на всех автомобилях, но представлен во многих охранных сигнализациях.
Если у вашей машины пошёл интенсивный белый дым из глушителя и упала мощность — турбонаддув надо срочно сдавать в ремонт или менять на новый, потому что в нём изношены подшипники и уплотнительное кольцо около крыльчатки турбины. В результате масло под давлением устремляется в выхлопную трубу, где испаряется и вылетает наружу, создавая дымовую завесу. Расход масла может возрасти до 2-3 литров на 100 км пробега.
Бывает и так, что дымовой завесы нет, но автомобиль не может развить мощность, лампочка «TURBO» не загорается, у дизельных двигателей появляется постоянный чёрный дым под нагрузкой — всё это говорит о том, что скорее всего турбонаддув тоже изношен, и к тому же основательно забит нагаром, поэтому компрессор из-за повышенного сопротивления вращению не развивает рабочих оборотов, а двигателю не хватает воздуха.
VGT, Variable-geometry turbocharger, также VNT, Variable Nozzle Turbine — обеспечивает оптимизацию потока отработавших газов за счет изменения сечения входного канала. Необходимость такого изменения обусловлена тем, что оптимальное сечение при низких и при высоких оборотах существенно разное. При большом сечении турбокомпрессор плохо работает на низких оборотах, при маленьком — на высоких. Таким образом, изменение сечения позволяет турбине подстраиваться под нагрузку с максимальной эффективностью.
VGT чаще встречаются на дизельных двигателях, т.к. более надежны при относительно низких рабочих температурах, характерных для дизельных двигателей. Конструктивно VGT отличаются наличием кольца из специальных лопастей особой аэродинамической формы. В маломощных двигателях (легковые автомобили, гоночные автомобили и малотоннажные грузовики) сечение регулируется изменением ориентации этих лопастей. В двигателях высокой мощности лопасти не вращаются, а покрываются специальным кожухом либо перемещаются вдоль оси камеры (VGT со скользящими лопастями). Движение лопастей осуществляется с помощью мембранного вакуумного привода, серво-, гидро- либо пневмопривода.
Twin- и Biturbo
Система турбонаддува с двумя турбокомпрессорами. Изначально предназначалась для преодоления инерции системы, т.н. турбоямы. В настоящее время позволяет повышать выходную мощность двигателя и поддерживать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов.
Различают три конструктивные схемы системы Twin Turbo: параллельную, последовательную и ступенчатую.
Twin Turbo – торговое название, синоним — Biturbo. В некоторых источниках под названием Biturbo понимается система с параллельной схемой работы турбокомпрессоров, что не совсем верно.
Параллельный Twin Turbo
Включает два одинаковых турбокомпрессора, работающих одновременно и параллельно друг другу. Поток отработавших газов равномерно разделяется между турбокомпрессорами. Сжатый воздух от каждого компрессора поступает в общий впускной коллектор и далее распределяется по цилиндрам.
Параллельный Twin Turbo применяется в основном на V-образных дизельных двигателях. Каждый турбокомпрессор закреплен на своем выпускном коллекторе. Смысл такой системы в том, что две маленькие турбины имеют меньшую инерцию, чем одна большая. За счет этого сокращается «турбояма», турбокомпрессоры эффективно работают в большем диапазоне оборотов двигателя.
Последовательный Twin Turbo
Система последовательного Twin Turbo включает два соизмеримых по характеристикам турбокомпрессора. Первый турбокомпрессор работает постоянно, второй включается в работу при определенных режимах работы двигателя (частота оборотов, нагрузка).
Переход между режимами обеспечивает электронная система управления, которая регулирует поток отработавших газов ко второму турокомпрессору с помощью специального клапана. При полном открытии клапана управления подачей отработавших газов оба турбокомпрессора работают параллельно, поэтому правильно систему называть последовательно-параллельная. Сжатый воздух от двух турбокомпрессоров подается в общий впускной коллектор и распределяется по цилиндрам.
Система последовательного Twin Turbo также минимизирует турбояму. В 2011 году компания BMW представила систему с тремя последовательными турбокомпрессорами – Triple Turbo.
Двухступенчатый турбонаддув
Самой совершенной в техническом плане является система двухступенчатого турбонаддува (с 2004 года применяется на ряде дизельных двигателей Opel). Другой производитель — компания BorgWarner Turbo Systems внедряет систему на дизельные двигатели BMW и Cummins.
Система двухступенчатого турбонаддува состоит из двух турбокомпрессоров разного размера, установленных последовательно в выпускном и впускном (воздушном) трактах. В системе используется клапанное регулирование потока отработавших газов и нагнетаемого воздуха.
При низких оборотах двигателя перепускной клапан отработавших газов закрыт. Отработавшие газы проходят через малый турбокомпрессор (имеет минимальную инерцию и максимальную отдачу) и далее через большой турбокомпрессор. Давление отработавших газов невелико, и большая турбина почти не вращается. На впуске перепускной клапан наддува закрыт. Воздух проходит последовательно через большой (первая ступень) и малый (вторая ступень) компрессоры.
С ростом оборотов турбокомпрессоры работают совместно. Перепускной клапан отработавших газов постепенно открывается. Часть отработавших газов идет непосредственно через большую турбину, которая раскручивается все сильнее. На впуске большой компрессор сжимает воздух с определенным давлением, но оно недостаточно большое. Поэтому далее сжатый воздух поступает в малый компрессор, где происходит дальнейшее повышение давления. Перепускной клапан наддува при этом по прежнему закрыт.
При полной нагрузке перепускной клапан отработавших газов открыт полностью. Газы практически полностью проходят в большую турбину, раскручивая ее до максимальных оборотов и обеспечивая максимальное давление наддува. Малая турбина останавливается, т.к. в таких условиях начинает мешать, создает препятствие для воздуха, и через открытый перепускной клапан наддува сжатый воздух поступает напрямую к двигателю.
Таким образом, система двухступенчатого турбонаддува обеспечивает эффективную работу турбокомпрессоров на всех режимах работы двигателя и наилучшим образом разрешает известное противоречие дизельных двигателей между высоким крутящим моментом на низких оборотах и максимальной мощностью на высоких оборотах.
Twincharger
Объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах двигателя наддув обеспечивается механическим нагнетателем (т.к. эффективность турбины в этой зоне низкая). С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается. Примером такой системы является двойной наддув двигателя TSI от Volkswagen.