Як працюють турбіни?
Їхнє улаштування та принцип дії спрямовані на надходження у двигун повітря під високим тиском, що збільшує його потужність.
Сам процес виглядає так: потік відпрацьованих газів з випускного колектора потрапляє в гарячу частину равлика, на крильчатку. Він розкручує її і приводить у рух вал, на іншому кінці якого знаходиться компресорне колесо. При обертанні колесо збільшує тиск у системі впуску та забезпечує збільшене надходження суміші повітря та палива до камери згоряння. Газ, що утворився при згорянні, також знаходиться під великим тиском – і вся ця сила тисне на поршень ДВЗ, виштовхуючи його з камери згоряння. Він здійснює зворотний рух, який передається коленвалу, змушуючи його обертатися.
Таким чином, принцип дії у турбокомпресорів спільний, але конструктивно та функціонально вони відрізняються.
Види турбін, які є на ринку
Сьогодні розрізняють 3 види турбокомпресорів:
- Передувний.
- Зі змінюваною геометрією.
- З електронним керуванням.
Розберемося, у чому полягають особливості кожного механізму і після цього розглянемо, які бувають турбіни на авто ще.
Передувні турбіни
У їхній гарячій частині розташований регулювальний клапан Вестгейт. При досягненні певного тиску у впускному колекторі (при швидкій їзді) клапан відкривається і пропускає відпрацьовані гази повз крильчатку гарячого равлика. Внаслідок цього потік вихлопу, що проходить через турбіну, зменшується і знижується тиск.
Коли навантаження на двигун незначне, вестгейт закривається і вихлопні гази знову проходять через турбокомпресор.
Турбіни зі змінюваною геометрією
Їхня конструкція та функціональні особливості дозволяють не використовувати клапан вестгейту.
Нагнітач повітря зі змінюваною геометрією оснащений поворотними направляючими лопатками, які змінюють своє розташування залежно від обертів двигуна.
При повільній їзді лопатки виставлені у положення з мінімальною відстанню одна до одної. Відпрацьованим газам важко проходити через маленькі отвори і це змушує їх рухатися з більшою швидкістю. За рахунок чого збільшуються обороти валу турбіни та підвищується тиск наддуву.
При розгоні та великій швидкості лопатки навпаки розсуваються і гази проходять через крильчатку гарячого равлика повільніше, підтримуючи безпечний тиск.
Турбокомпресори з електронним керуванням
Відповідаючи на питання, які бувають турбіни, не можна не згадати агрегати, оснащені електронним клапаном управління. Його ще називають електронним актуатором чи сервоприводом. Він складається з власного блоку управління, електромотора та безпосередньо електроклапану.
При роботі двигуна на високих обертах захищає турбокомпресор від надмірного навантаження, випускаючи вихлопні гази назовні.
Сервопривід керується безпосередньо від ЕБК двигуна – спираючись на показники різних датчиків, ЕБК передає йому команду "закрити" або "відкрити" клапан.
Електронні клапани управління сьогодні є більш ефективними, ніж пневматичні (клапани вестгейта).
Додаткова класифікація авто турбін
Для вдосконалення роботи турбокомпресорів були впроваджені нові технології. Йдеться про подвійні турбіни – Twin turbo (або, як їх ще називають, Biturbo). Вони допомагають позбавитися ефекту "турбоями", а також знизити витрати палива.
Ці типи турбокомпресорів відрізняються схемами підключення.
- Паралельна схема. Невеликі турбіни з однаковими технічними характеристиками функціонують паралельно та одночасно. Відпрацьовані гази розподіляються між ними рівномірно, щоб потім попрямувати до загального впускного колектора і після – до циліндрів. Така схема переважно використовується на дизельних V-подібних двигунах.
- Послідовна. Підбираються дві турбіни з однаковими параметрами. Тільки 1 працює постійно, а інша підключається залежно від частоти обертів двигуна та навантаження. Іноді можуть працювати паралельно. Схема ефективна за рахунок того, що зникають наслідки турбозатримки.
- Ступінчаста. Використовуються дві турбіни з різними параметрами, вони встановлюються послідовно. На різних обертах включаються різні агрегати. Ця схема за технічними характеристиками вважається найдосконалішою. Застосовується на дизелях.
Цікаво, що на деяких машинах послідовно встановлюють 3 або навіть 4 турбіни.
Замість висновка
Ми розглянули основні види турбокомпресорів та їх відмінності. Проте хочемо нагадати, що турбіну для автомобіля підбирає саме виробник. Тільки так можна дотриматися правильного співвідношення між діаметром виходу та входу (турбіни та компресора).
Хочемо зауважити, що майже будь-яка поломка агрегату все одно залишає велику частку ймовірності, що проблему вирішить ремонт турбіни.
Якщо вам потрібна заміна, не потрібно підбирати нові автомобільні турбіни, види яких ми вже розглянули. Вибирати слід такий самий турбокомпресор, який встановлений на ваш автомобіль.
Інформація про його тип, серійний номер та номер партії вказані на паспортному шильдику, що знаходиться на самому агрегаті.
Якщо вам потрібна консультація чи допомога з вибором – наші турбіністи завжди раді допомогти вам!