XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Постоянная гонка инженеров за увеличением мощности двигателей внутреннего сгорания привела к появлению систем турбонаддува. Однако в современном мире востребованность данных систем связана не только с заметной прибавкой к мощности, но и с такими важными характеристиками как экологичность и экономичность.

Применять систему турбонаддува можно как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. А из-за незамысловатого принципа действия они имеют простую конструкцию и поэтому не требуют много места и могут быть установлены в любой автомобиль [1].

Несмотря на несложное устройство данных систем нужно уметь их правильно эксплуатировать, в противном случае ресурс турбины, как и ее максимальная мощность, может значительно уменьшиться.

При эксплуатации систем турбонаддува, в первую очередь нужно обращать внимание на воздушный фильтр, ведь в случае если он будет забит, фильтр создастразрежение на входе в компрессор, не пропуская в него воздух, и тогда масло начнет всасываться из корпуса подшипников турбокомпрессора и попадать во впускной коллектор двигателя. Если не устранить эту неисправность, то двигатель, в цилиндры которого пошло масло, рано или поздно может получить «гидроудар» [2].

Также нужно следить за уровнем моторного масла. Для турбин проблема масляного голодания является критической, потому что ротор турбокомпрессора вращается в очень тонкой масляной пленке со скоростью до двухсот тысяч оборотов в минуту, поэтому даже кратковременное (3-5 сек.) прерывание доступа масла ведет к контакту металла о металл, резкому износу пар трения и, в конечном счете – к поломке. А так как моторное масло помимо своего прямого назначения в турбокомпрессоре выполняет ещё и охлаждающую функцию, то оно должно быть качественным, а его замена должна проводиться своевременно [3].

Неприятной особенностью автомобилей оснащённых системами турбонаддува является эффект «турбоямы». Главными факторами ее образования, являются силы трения, инерционность и нагрузка турбины. Стоит добавить, что крыльчатка турбокомпрессора способна развивать огромную скорость вращения, благодаря чему это устройство отличается большой инерционностью или, другими словами, имеет «турбо-яму», которая возникает при резком нажатии на педаль газа. В этот момент крыльчатка медленно приводится в движение, и приходится некоторое время ждать, чтобы автомобиль начал набирать скорость. Этот эффект длится всего несколько секунд, но, тем не менее, он не доставляет особого удовольствия при разгоне машины.

Одним из способов устранения задержки является снижение инерции вращающихся деталей, благодаря снижению их массы. Это способствует более быстрому набору скорости вращения турбины и компрессора и раннему началу наддува. Одним из наиболее надежных способов снижения инерции турбины и компрессора является уменьшение их размеров. Небольшой турбонагнетатель быстрее начнет наддув при низких оборотах двигателя, однако он не сможет обеспечить достаточный наддув при высоких оборотах двигателя, когда в цилиндры поступает значительное количество воздуха [4].

Большой турбокомпрессор может обеспечить сильный наддув при высокой скорости вращения двигателя, однако при этом может наблюдаться сильная задержка наддува, т.к. необходимо определенное время на разгон тяжелого турбонагнетателя. Поэтому иногда устанавливают две последовательные турбины, что позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при разных оборотах двигателя, тем самым решая проблему «турбоямы» [5].

Также следует соблюдать режимы работы двигателя с турбонаддувом [6]:

1.Во избежание всасывания масла из турбокомпрессора и попадания его в цилиндры двигателя нельзя допускать длительной работы силового агрегата в режиме холостого хода. При вынужденной работе двигателя на оборотах холостого хода необходимо поддерживать повышенную частоту вращения коленчатого вала – не менее 1200‑1600 об/мин.

2.После запуска необходимо дать двигателю поработать на холостом ходу 3-5 минут и только после этого выводить его на полную нагрузку.

3.Не следует глушить двигатель, только что работавший с полной нагрузкой. Перед остановкой двигателя после его работы под нагрузкой необходимо дать ему поработать 3-5 минут на холостом ходу, чтобы избежать перегрева ротора и подшипников турбокомпрессора. С этой задачей помогает справиться установка «турботаймера». Под этим решением понимается устройство, которое не позволяет двигателю сразу остановиться после того, когда водитель выключил зажигание. Устройство позволяет вынуть ключ, выйти из автомашины, поставить автомобиль под охрану сигнализации, а затем оно само заглушит двигатель спустя заданный промежуток времени.

Таким образом, при правильной эксплуатации автомобиля с двигателем, оснащенным турбиной, сложностей в обслуживании не будет, а риски поломки сведутся к минимуму. Но использование современных турбин от ведущих производителей допускает более небрежное отношение автовладельца, так как снижен эффект «турбоям», а также требования к особенностям эксплуатации, что позволило поднять турбокомпрессоры на новый качественный уровень. Благодаря этому данное решение уверенно опережает большеобъемные атмосферники. И поэтому сегодня автомобиль с системой турбонаддува для многих автовладельцев является мощным, надежным, динамичным и практически идеальным выбором как для повседневной, так и для спортивной езды.

Список литературы.

Звягинцев А. А. Влияние качества автомобильного бензина на автомобиль / А. А. Звягинцев, Е. В. Прохорова – Текст : непосредственный // Современные автомобильные материалы и технологии (Самит – 2016): VIII международная научно-техническая конференция. 24-25 марта 2016 г. – Курск, 2016. – С. 118-122. – Текст : непосредственный.

Сергей Самохин Вопрос, конечно, интере-е-есный… // АБС Авто. - 2015. - №4. - С.14-18.

Сергей Самохин Вопрос, конечно, интере-е-есный… // АБС Авто. - 2015. - №6. - С.12-16.

Турбокомпрессор: устройство, принцип работы. сайт – URL: http://seite1.ru/zapchasti/turbokompressor-ustrojstvoprincip-rabotyfotovideo/.html(дата обращения: 10.11.2019) – Текст: электронный.

Турбонаддув - принцип действия, достоинства и недостатки. сайт - URL: https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Ffastmb.ru%2Fauto_shem%2F1762-turbonadduv-princip-deystviya-dostoinstva-i-nedostatki.html(дата обращения: 10.11.2019) – Текст: электронный.

Как работает турбокомпрессор. сайт – URL: https://www.exist.ru/document/articles/1317(дата обращения: 10.11.2019) – Текст: электронный.