Турбомотор: преимущества
Ключевой параметр производительности у ДВС, от которого зависит плавность движения автомобиля и стабильность крутящего момента, энергоэффективность и мощность мотора – это объем рабочей камеры. Частично объем может компенсироваться увеличением количества работающих цилиндров. Для турбомотора эти параметры отходят на задний план. Главная характеристика агрегата – это нагнетание воздушного объема в цилиндры при определенном уровне давления.
С помощью силового элемента в цилиндры подается дополнительный объем воздушной смеси, в связи с этим увеличивается давление внутри агрегатов. Силовым компонентом в турбодвигателях является турбокомпрессор, а в качестве рабочего объема используются отработанные газы. Приток газов к лопастному диску компрессора раскручивает его, вызывая нагнетание воздуха в рабочие полости. Увеличенное давление способствует увеличению количества топливно-воздушной смеси, попадающей в силовой узел за один рабочий цикл. Происходит сгорание большего объема вещества и как следствие – образование дополнительных газов. Они продолжают перемещаться в условиях повышенного давления, что приводит к увеличению давления на поршневую группу – а значит, к еще большему росту КПД мотора.
Такой принцип работы обладает рядом преимуществ по сравнению с «атмосферным» мотором:
- Малые габариты устройства. Компактный агрегат имеет легкий вес, поэтому не возникает проблем с размещением устройства внутри механизмов транспортного средства. Габариты и КПД двигателя не имеют взаимосвязи.
- Также ослаблена зависимость мощность двигателя / крутящий момент. В ДВС необходимо осуществить «прогрев» автомобиля, чтобы достигнуть высокого крутящего момента и достаточной динамики. После того, как мотор выходит на предел своих возможностей, крутящий момент падает. Турбокомпрессор же демонстрирует устойчивый высокий крутящий момент уже при работе на начальных оборотах.
- В большинстве условий расход топлива на машине с турбонаддувом будет меньше по сравнению с авто, работающим на ДВС.
Турбодвигатель – высокоэнергоэффективный агрегат, поскольку использует для функционирования в том числе энергию отработанных газов и их тепловые свойства. Возвращается воздушный объем к крыльчатке через перепускные клапаны. В этот момент наступает предел росту мощности компрессорного элемента. До этого уже при небольших оборотах устанавливается высокий крутящий момент, и произведение этих двух величин демонстрирует максимально возможную мощность мотора. Дальнейшее увеличение параметров может привести к преждевременному износу конструктивных деталей. Поэтому срабатывают перепускные клапаны, а крутящий момент выходит на стабильное и достаточное для сильной и в то же время плавной тяги плато.
Турбированный бензиновый двигатель: недостатки
Несмотря на впечатляющие эксплуатационные характеристики, турбонаддув пока не стал лидером автомобильного моторного рынка, который по-прежнему принадлежит атмосферникам. И тому есть объективные причины:
- Сложность конструкции приводит к внезапному выхода из строя отдельных ее элементов. Больше всего этому подвержена система перепускных клапанов. Бесперебойное функционирование деталей полностью заканчивается примерно каждые 80 тысяч км, после чего отработанные газы просто не попадают обратно в пространство валовой крыльчатки.
- Необходимость постоянного охлаждения турбокомпрессора. Обычно для решения этой задачи в механизм авто внедряется система электронного управления, которая обеспечивает холостую работу мотора после полной остановки транспортного средства. Может возникнуть вопрос – для чего нужен интеркулер, если приходится охлаждать механизм дополнительно? Об этом – ниже.
- Низкий эксплуатационный срок турбокомпрессора. В среднем, через 150 тысяч километров пробега отдельные детали привода приходят в негодность. Езда с таким турбомотором может привести к выходу из строя всего цилиндро-поршневого механизма. Магистрали для наддува воздуха, подачи и отвода масляной жидкости, перемещения охлаждающего компонента часто коксуются и быстро теряют стопроцентную герметичность.
Необходимость в частой замене расходный элементов – один из факторов, почему турбокомпрессоры пока еще не на пике использования. Сложный механизм силового узла делает дорогостоящим обслуживание и мелкий ремонт. Гарантированный срок работы турбомотора ниже, чем у обычного ДВС, а стоимость замены – выше.
В конструкции турбомотора присутствует особое устройство – интеркулер. Оно отвечает за охлаждение рабочих газов с целью исключения возможности их самодетонации. Смесь газов поступает в устройство после прохождения компрессора. И хотя охлаждение температуры смеси на 15 градусов соответствует увеличению КПД мотора на то же число, работа интеркулера замедляет реагирование компрессора на акселератор.
Резюмируя, можно сказать, что низкий спрос на данный силовой агрегат обусловлен тем, что в работе и использовании турбонаддува нет необходимого баланса. Компрессор увеличивает мощность мотора, что не является необходимым для автолюбителей – владельцев среднелитражек, которые в основном перемещаются по городу и ближайшему загороду. Им чрезмерно мощный двигатель просто не нужен. А для любителей скоростной езды наличие турбокомпрессора может увеличить траты на горючее на треть, что тоже не является целесообразным. Плюс к этому, обслуживание узла требует частой смены дорогих и качественных технических масел.
Некоторые автолюбители сознательно делают выбор в пользу газотурбинного двигателя и устанавливают агрегат на машину своими руками. Такую работу можно проделать с автомобилями, питанием которых является бензин и дизель. Добиваясь увеличения КПД мотора на 20-30%, предприимчивые водители при этом сталкиваются с чрезмерной «привередливостью» турбированного двигателя к качеству топлива.
Какой бензин заливать в турбированный двигатель?
Машина с турбонаддувом должна заправляться исключительно проверенным горючим высокого качества. Для российских реалий такое условие может стать проблемой, ведь на разбавленное топливо или состав с добавлением низкокачественных присадок турбомотор будет реагировать возникновением самодетонации, быстрым ростом отложений и выходом из строя.
Марки автомобилей с турбокомпрессором выпускают компании Geely, Volkswagen, Haval, Audi, Skoda. Выбирая топливо, необходимо ориентироваться на рекомендации изготовителя, размещенные в сопровождающей документации к автомобилям. Если в форс-мажорных ситуациях заливка в бак машины на стандартном ДВС горючего с октановым числом ниже рекомендуемого может обойтись благополучно, то в случае с турбомотором даже один такой эксперимент приведет к поломке.
Именно поэтому для турбированных машин нежелательно покупать бензин АИ-92.
95 или 98 бензин в турбированный двигатель лучше заливать? Определить необходимое октановое число можно, ориентируясь по степени сжатия, указанной в паспорте ТС. До коэффициента 10,5 нужно заливать АИ-95, свыше данного числа – АИ-98.
Использование бензиновой смеси с несоответствующим октановым числом приводит к возникновению детонации газов – это наносит вред кривошипно-шатунному механизму, выводя из строя ключевые узлы системы. Это не просто вспышка газов, а полноценное горение смеси, напоминающее по своей сути взрыв. Только происходит оно во время движения поршня к «мертвой точке», захватывая компрессионные кольца и рабочие тела цилиндров.
Поскольку приготовление и сгорание горючего в турбодвигателе на каждом этапе сопряжено с повышением давления, то именно в этом типе мотора самодетонирование может привести к полному разрушению двигателя.
Турбокомпрессор также очень чувствителен к действию углеродистых отложений, которые неизбежно образуются на поверхностях при использовании нефтепродуктов. Чем ниже октановое число бензина, тем больше тяжелых углеводородов входит в состав сырья продукта. Для защиты элементов потребуется не только использование самых мощных моторных масел, но и регулярная замена клапанов и свечей зажигания, масляных и топливных фильтров. Поэтому, экономя на качественном бензине, придется сильно потратится на расходники и возможный капитальный ремонт моторного агрегата.
