Електричний турбонагнітач, за ним майбутнє
Що таке електричний турбонагнітач? Принципи його.
Для того, щоб зробити автомобілі якомога продуктивнішими, автокомпанії вдаються до турбування двигунів автомобілів уже багато десятків років. Кращого способу зняти з одного і того ж об'єму двигуна велику потужність ще не придумали. Але переосмислити суть роботи турбіни в Audi вже намагаються. Очевидно, завдяки праці інженерів Інгольштадта, дуже скоро ми побачимо новий вид турбокомпресорів, які могли б змінити гру.
"Зменшення обсягів двигунів є одним із ключових рішень, що використовуються автовиробниками для зниження споживання палива транспортним засобом", - пояснює співробітник постачальника автокомплектуючих Valeo у заяві. Однак для підтримки високої продуктивності у двигунів, що зменшуються в об'ємі, автовиробники зазвичай використовують турбонагнітачі, що розганяються вихлопними газами, що проходять через вихлопний колектор. Все б нічого, якби не один неприємний момент, в результаті використання даної схеми приводу турбіни відбувається затримка відгуку тиску, що нагнітається, відомого як турболог (турбо яма).
Уповільнена реакція переслідує власників турбо автомобілів протягом багатьох років і є частою скаргою. Спроби зробити покращену схему турбонаддуву не призводять до ідеального результату. Такі доробки, як турбокомпресори з подвійним равликом або спеціальні невеликі турбокомпресори, що використовуються як засіб боротьби з турбо ямою, роблять ситуацію кращою, але все одно до ідеалу їм далеко. Простіше кажучи, дуже важко зробити двигун із турбонаддувом, що працює від вихлопних газів, що забезпечує негайний відгук.
Заряджаємо турбіну
Інженери-розробники знову заглибилися у проектування та експерименти. І несподівано для себе виявили таку річ. При розвитку електричних технологій в автовиробництві та вивчення всіх плюсів і мінусів електричних силових агрегатів, що використовуються в автомобільній індустрії, було помічено, що у автомобілів з електродвигунами відповідь на натискання на педаль газу відбувається миттєво, без затримок. І це здалося для інженерів розумною точкою відправлення, застосувати цю позитивну рису використання електричних компонентів при створенні ідеальної турбіни. Електромобілі коштують дорого через розмір моторів, акумуляторів, також вони не зовсім практичні через обмежену дистанцію, на яку електромобіль може виїхати на одній зарядці.
Але навіщо використовувати великі вузли електромобілів, коли можна взяти ідею та застосувати її в іншому форматі до звичайного двигуна ДВС? Автовиробники можуть використовувати для цього невеликі електричні двигуни та компоненти. Одним із таких засобів, що дозволить збільшити потужність двигуна, не покладаючись на вихлопні гази, став електротурбонаддув.
"Електродвигун може, реагує миттєво (протягом 250 мілісекунд)", кажуть у Valeo. Такий відгук може скоротити споживання палива на 10 відсотків за допомогою даної настройки. По суті, так як новий вид компресорів не рухається вихлопними газами, то технічно він є простим нагнітачем, але для простоти їх також називають електричними турбонагнітачами.
Фольксваген та пов'язані з ним бренди вкладають значні кошти у ці нові електричні турботехнології.
“Концерн Volkswagen працює над створенням електричного турбонагнітачів для використання з різнимибрендами у глобальному масштабі,” сказав Марк Джілес, представник VW USA. “Основною перевагою є час відгуку і те, що він подає імпульс від холостого ходу, у порівнянні з вихлопними зарядними пристроями, які вимагають щонайменше 1500 об/хв для подачі додаткового тиску”.
Ауді демонструє свою Е-Турбо
Ауді нещодавно продемонструвала свої новітні розробки у світі електричної турбіни на своєму Clubsport TT Turbo Concept, повнопривідному автомобілі, що видає 600 л. с. і 648 Нм крутного моменту завдяки парі турбонагнітачів, що стоїть його 2,5-літровому п'ятициліндровому двигуні. Одна турбіна - традиційного типу, керується вихлопними газами, друга - електричний агрегат.
Ауді зробила концепткар, щоб показати можливості роботи електричних турбонагнітачів, сказавши, що технологія майже готова до випуску на серійних автомобілях. У багажнику розміщена 48-вольтна друга електрична система, яка живить електричний компресор, збільшуючи тиск двигуна на запит датчиків, замість довгого очікування того моменту, коли до звичайної турбіни дійде хвиля вихлопних газів і розкрутить лопаті. Всі ці технології покращують поведінку автомобіля, який може досягти 100 км/год за 3,6 секунди.
"Компресор з електричним приводом забезпечує значні переваги," сказав Бред Штретц, співробітник підрозділу Audi у США. "Він набирає обертів до максимальних значень швидко і без будь-яких відчутних затримок, і це починається до початку роботи стандартного турбонагнітач, при надто маленькому тиску вихлопних газів".
“Такий принцип роботи уможливлює установки звичайного турбонагнітач безпосередньо для створення високого заряду тиску і, отже, для високої потужностідвигуна – а Е-турбо гарантує швидкість відгуку та потужні спринти з найнижчих оборотів двигуна на всьому діапазоні”, - додав він.
Це не вперше Audi показала свій досвід в експериментах з електричними турбінами. Минулого року німецький автовиробник додав E-Turbo у свій твінтурбовий 3.0-літровий дизельний двигун V6 і поставив усе це під капот RS5. В результаті вийшло стрімке, швидке купе, яке могло досягти 100 км/год приблизно за 4 секунди, при витраті палива якихось 5 л/100 км. Все це зробило його швидше, ніж звичайний RS5 і більш ніж удвічі економічнішим за витратою.
Коли електричні турбонагнітачі можуть приїхати?
Дослідження дійшли свого завершального акорду, справа залишилася мабуть за малим, запустити першу модель у виробництво. Швидше за все Audi стане піонером у застосуванні цієї технології. Але на яку модель і в якому році вона поставить свій дикий коктейль з равликів, не відомо.