Недоліки турбін та методи їх вирішення

Опубликованно 21.02.2022 17:01

Як неважко здогадатися, турбіни повинні мати недоліки. Найявнішим є ускладнена, щодо більшості старих турбонагнітачів, конструкція. Останні мали не вражаючий ККД, зате відрізнялися високою надійністю. Більшість нагнітачів і зовсім не потребували обслуговування! Щодо турбін, то вони мають інші недоліки:

• Турбояма;
• Невідповідність витрати повітря поточному навантаженню;
• Габарити (у разі спеціальних моделей та систем);
• Висока витрата олії;
• Вимоги до якості палива.

Можна бачити, що недоліків турбін досить багато. То чому ж їх встановлюють? Причин кілька, і лише деякі з них: поліпшення динаміки автомобіля, екологічності, потужності. На класичних «автомобілях вихідного дня» з атмосферним двигуном у турбіні немає сенсу. А ось автомобіль, що регулярно експлуатується, стає ще більш привабливим для водія, якщо його двигун малого об'єму має вражаючу потужність і екологічність. Однак і проблему нестачі турбін добре було б вирішити... І кілька рішень справді є.

У гонитві за вирішенням проблеми виникнення турболагу інженери створили кілька цікавих схем застосування турбін. Саме турбін: їх могло бути дві.

Наприклад, системи твін-турбо та бі-турбо. Про такі рішення ми поговоримо трохи пізніше, а поки давайте розберемося, що таке турбояма і турболог (не варто плутати ці два поняття).

Ефект турбоями полягає в наступному: при русі авто на невеликих оборотах і при різкому натисканні на педаль газу турбіна не відразу реагує на маніпуляцію водія. І справді – паливо має змішатися з повітрям, згоріти, а потім гази, що відпрацювали, повинні надійти до турбіни. Турболог дещо відрізняється від турбоями. Якщо перший ефект обумовлений роботою двигуна та обсягом турбіни, то другий ефект може бути обумовлений, наприклад, розміром та ефективністю інтеркулера та діаметром пайпінгу. І ось коли ми розібралися з основними недоліками турбокомпресорів, давайте подивимося, які ж рішення пропонують інженери автоконцернів. І тут є на що подивитись:

• Твін-турбо (Twin-Turbo);
• Бі-турбо (biturbo);
• Змінна геометрія сопла, а також кута нахилу крильчатки в системах VGT;
• Твін-скрол (twin-scroll).

Система твін-турбо спочатку не була покликана вирішити проблему турбоями, оскільки її встановлюють на автомобілі з особливо потужними двигунами. У твін-турбо використовуються відразу дві однакові турбіни, що значно підвищують об'єм або тиск повітря, який надходитиме до двигуна. Це гарантує, що потужність останнього буде близькою до максимально можливої. Якщо ж турбін дві, але їх обсяг малий, то система дозволяє досягти приросту потужності на малих оборотах і частково або повністю вирішити проблему турбоями.

На відміну від попередньої системи, в бі-турбо застосовується пара різних турбін з послідовним з'єднанням. Турбіна малого обсягу працює на малих оборотах, а ось турбіна великого об'єму включається в роботу при високих оборотах двигуна. Це також дозволяє вирішити проблему виникнення турбоями, а також зменшити кількість лаг двигуна при зміні оборотів.

Турбіни зі змінною геометрією, які просто називають VGT, повністю відповідають своїй назві. Кут нахилу лопаток крильчатки в таких турбінах може змінюватися в залежності від того, яке навантаження на турбокомпресор. Також може змінюватись і переріз труби, через яку проходять вихлопні гази. Це має «розігнати» гази, що відпрацювали, а також більш ефективно використовувати їх енергію. Як правило, системи VGT застосовують на турбованих дизелях. Це пов'язано з меншими тепловими навантаженнями в турбінах, і навіть їх здатність зменшувати швидкість обертання ротора.

Твін-скрол, або подвійний равлик - це ще одна система, яка відповідає своїй назві. Суть у тому, що контур руху газів у таких турбінах подвійний. Вони можуть йти як відразу по обох контурах (легко провести аналогію з твін-турбо), так і розділятися на два потоки (нагадує бі-турбо). Геометрія контурів, як ви вже здогадалися, є різною. Регулюється система за допомогою клапанів.

Виконати якісну реставрацію та ремонт турбін можуть спеціалісти автосервісу у Львові.

Категория: Обо всем