Заказать обратный звонок

Принцип работы двигателя с наддувом [часть 3]

Двигатели с наддувом разделим на 3 типа по сложности системы:

  1. Простые заводские системы с 1-ой турбиной и минимальным количеством вспомогательных агрегатов выдающие небольшую мощность.
  2. Доработанные системы или системы, построенные с нуля выдающие среднюю мощность.
  3. Системы, которые используют установки наддува с высокими мощностными показателями (2л -> 800 л.с.)

Далее пойдет речь о системах 2-го типа.

Главная задача при построении системы (двигателя) с турбонаддувом в том, чтобы максимально эффективно использовать наддув на двигателе.

Пример. Возьмем 2-ух литровый двигатель Volkswagen 2E (8 клапанов) и короткоходный двигатель OPEL :

Графическое изображение длинноходового двигателя
Графическое изображение короткоходового двигателя

 

Перед выбором компоновки двигателя следует определиться в том, какая задача стоит перед двигателем? Например, на гоночные автомобили (Формула 1) делают двигатели короткоходовые с большим диаметром поршня.

Поршневая группа Формулы 1 BMW

Диметр со стороны поршня, если посмотреть в головку со стороны камеры сгорания, получается разный:

  • в двигателе VW диаметр поршня 82,5 мм;
  • в двигателе OPEL диаметр поршня 95 мм.

Соответственно, при одном и том же объеме цилиндра, на более короткоходовом двигателе, при большем диаметре поршня, можно расположить клапана большей пропускной способности, что улучшит продувку и наполнение самого цилиндра на средних и особенно на высоких оборотах.

Это критично для гоночного двигателя, который раскручивается до высоких оборотов и должен работать в диапазоне высоких оборотов.

Для того, чтобы обеспечить безотказную работу двигателя с наддувом (сохранение эффективности, наличие запаса прочности и чтобы не расплавились поршни) на высоких оборотах (6000 об/мин и больше) применяются вспомогательные элементы и проводится более тщательная настройка, что очень удорожает конечный результат.

Раз диаметр поршня разный, на более короткоходном двигателе клапана стоят больше, но объем цилиндров одинаковый, соответственно ход и расход будет меньше по сравнению с длинноходовым двигателем.

Большая площадь поршня на короткоходовом двигателе (площадь на которую давят газы) не компенсирует маленький ход по сравнению с длинноходовым двигателем.

На низких оборотах нарастание мощности короткоходового двигателя с наддувом будет небольшим. Резкий скачек по крутящему моменту и мощности произойдет в тот момент, когда раскрутится турбина и улучшится наполнение.

Допустим короткоходный двигатель в пике (на высоких оборотах) выдаст 400 л.с. Такой двигатель будет хорошо разгонять с места, но ездить на таком двигателе по городу неудобно. Дело в том, что до рабочих оборотов двигатель нужно раскрутить еще, а езда по городу, моневрирование и все такое, происходит в основном на средних оборотах (до 4000 об/мин) где мощность и момент у такого двигателя сравнительно маленькие.

Работа по установки заводских турбосистем сводится к том, чтобы сделать нарастание мощности и момента как можно более плавными, т.е. чтобы двигатель имел хорошую отдачу на низких, средних и на высоких оборотах. Такая система требует более тщательной настройки и множество вспомогательных элементов.

Предпочтение между короткоходовым и длинноходовым двигателей одного объема, как с механическим так и газо-турбинным наддувом отдается двигателю который имеет более длинный ход.

Дело в том, что плечо, куда прикладывается усилие заметно разное. Хоть и диаметр на длинноходовом двигателе меньше, но площадь на которую давят газы оно одно другое не компенсирует. Плюс ко всему, хоть и камера сгорания меньше и клапана имеют меньшую пропускную способность, при использовании наддува этот момент значительно упрощается. Применение наддува позволяет обеспечить хорошее наполнение цилиндра.

Обороты двигателя с наддувом сравнительно небольшие (около 6000 об/мин) и двигатель с такими оборотами, допустим длинноходовой, не выходит за те пределы, когда пропускная способность клапанов, т.е. головки, уже становится катастрофически маленькая и сильно урезается наполнение по сравнение с короткоходовым двигателем.

Допустим двигатель с наддувом 1.0 бар будет развивать мощность в 350 л.с. Большой ход в самом начале улучшает характеристику по крутящему моменту и мощности. Изначально крутящий момент будет идти по нарастающей, т.е. будет больше чем на короткоходов двигателе, потому что плечо большое, т.е. легче прокручивать всю система. За счет этого крутящий момент становится больше. Плюс надо учитывать маленькую степень сжатия, которая ухудшает все параметры особенно сказывается это на короткоходовом двигателе. Чем меньше ход, тем намного меньше отдача на низких оборотах особенно с низкой степенью сжатия. Большой ход позволяет немного улучшить параметры по крутящему моменту.

Раз диаметр выпускных клапанов на длинноходовом движке сравнительно небольшой, то это позволяет раскрутить турбину (коллектор и турбокомпрессор тоже влияют) более плавно, что позволяет не терять в крутящем моменте. Плюс турбина раскручивается более плавно и не будет очень большого провала, либо какого-то огромного подрыва по крутящему моменту, а пиковый момент у такого двигателя будет больше (из-за большего плеча).

Эффективность и максимальная отдача двигателя

При оснащении двигателя турбокомпрессором отдача будет больше у двигателя с более большим ходом поршня. Наличие наддува компенсирует меньшую пропускную способность головки длинноходового двигателя примерно на 80-90%.

Система в целом при одном и том же давлении наддува (скажем в 1 бар) будет испытывать такой двигатель значительно меньше общей перегрузки. Потому что если обеспечивать хороший наддув, а  турбина раскручивалась допустим с 2000 об/мин, чтобы обеспечить хорошее наполнение, то короткоходовой двигатель будет выдавать улучшенные характеристики по моменту, но при этом двигатель с коротким ходом будет испытывать очень большую термическую нагрузку и перегрузку на все детали. Потому что плечо коленчатого вала по передачи момента маленькое и весь крутящий момент, который образуется он выбивает тем, что над поршнем сохраняется большое повышенное давление, т.е. чтобы получить из короткоходового двигателя тот же момент нужно больше нагрузить его, соответственно это давление на поршень, это и нагрузка и теплопередачи. При этом система получается вся более нагруженная и самое главное при этом все равно мощностные характеристики у него остаются именно на средних и низких оборотах менее внушительные чем на длинноходовом двигателе. Соответственно, такие двигателя более подвержены к выходу из строя при разных перегрузках.

При всех равных тех же параметрах двигатель с длинным ходом будет испытывать нагрузки на низких и средних оборотах значительно меньше именно за счет того, что плечо коленчатого вала по передаче момента больше. Если этот двигатель нагрузить и попробовать снять с него очень большую мощность или очень большой крутящий момент именно на низких и средних оборотах, то это тоже может привести к выходу двигателя из строя, к поломке коленчатого вала и к самым разным последствиям. Здесь нужна золотая середина.

Запросить прайс-лист

Вы можете запросить прайс-лист на автозапчасти по всем заводам. И мы проконсультируем вас!

Новости
30.04.2020 Качественная и быстрая замена топливного фильтра
Своевременная замена топливного фильтра обязательна для любых марок авто, так как от этого зависит срок службы топливной системы и могут существенно сократиться расходы владельца на ремонт.
17.04.2020 Что нужно знать о свечах зажигания - три важных пункта
Как правильно выбирать свечи зажигания автомобиля, виды
26.03.2020 Профессиональная замена тормозных колодок
Каждое транспортное средство нуждается в регулярном осмотре тормозных колодок, а при обнаружении признаков износа - их замене.
17.03.2020 Гарантия качества запчастей INA и как отличить подделку
Гарантийный срок на запчасти компании INA, претензии по гарантии. Как отличить качественную оригинальную деталь от подделки.
Показать все новости





Заявка на сотрудничествоОтзывы клиентов
Отзывы
« Покупаю в данном магазине запчасти на свою машину не первый раз, качество обслуживания и качество запчастей на высшем уровне.Цены на запчасти во много раз дешевле чем у нас в магазинах.Реко мендую!!!»

Сергей г.Белгород
05.12.2018
« К моему большому разочарованию Эта фирма не работает по мелким заказам,только от 30.000руб. Очень жаль.Заказал фонарь на Ларгус за 750руб,мне отказали.»

Шарипов... г.Орск
04.07.2017
« Заказывал ремкомплект шрусов для кардана Серп и Молот на нива шевроле. Хотелось бы выразить менеджеру Алексею респект после оплаты очень оперативная отправка ТК. Груз получен упаковка нормальная.»

Сергей г.Урюпинск
06.05.2016
« Покупал кардан на ниву, в день оплаты сразу отправили что очень порадовало, упаковка товар супер, сервис на 5+ всем советую!!!»

Игорь г.Самара
05.05.2016
 
Нажимая на кнопку "Отправить" Вы даете согласие на обработку персональных данных

 

Заявка принята!
Мы перезвоним вам.

x
Запрос оптового прайс-листа
Нажимая на кнопку "Отправить запрос" Вы даете согласие на обработку персональных данных
Отменить
x
Укажите номер телефона.
Мы перезвоним вам.
Нажимая на кнопку "Жду звонка" Вы даете согласие на обработку персональных данных
Отменить