Про турбо!
Турбокомпресори - тип посиленої впускної системи. Вони стискають повітря у впускному тракті. Перевага стиснення повітря в тому, що двигун отримує можливість «запхати» в камеру згоряння більший об'єм повітря, а більшому колу повітря потрібен більший об'єм палива. Таким чином, ми отримуємо більше потужності від кожного вибуху в кожному циліндрі. Турбований двигун виробляє більше потужності, порівняно з таким же НЕ турбованим двигуном. Турбіна може значно покращити співвідношення потужність/вага для вашого двигуна.
Для розкручування/бусту турбіна використовує потік вихлопних газів, які обертають крильчатку турбіни, яка в свою чергу з'єднана (перебуває на тому ж валу) з крильчаткою аеро компресора. Швидкість обертання турбіни може досягати 150тис. об./хв що майже в 30 разів швидше за швидкість обертання самого двигуна. Природно що за таких умов роботи температура турбіни теж дуже висока.
Одним з вірних способів збільшення потужності двигуна є збільшення обсягу газо-бензинової суміші, яке він може спалити. Цього можна досягти збільшивши кількість циліндрів, або зробити наявні циліндри більше. Іноді подібні зміни можуть не дати належного ефекту, на відміну від турбіни, яка є більш простим компактним рішенням для збільшення потужності, особливо якщо йдеться про виробників тюнінгових рішень.
Турбіни дозволяють двигуну спалювати більшу кількість газо-паливної суміші шляхом більшого нагнітання її в наявну камеру згоряння. Порівняно із звичайним двигуном, турбіна може нагнітати до 50% більше газопаливної суміші в камеру згоряння. Установкою турбіни можна досягти 40% приросту потужності двигуна. Справедливо чекатиме 50-відсоткового приросту потужності, алевсе не так чудово, і ось чому. Установка турбіни накладає певні обмеження на випускну систему, тому що вихлопні гази проходять через крильчатку турбіни, тим самим збільшується спрямування потоку вихлопних газів, що у свою чергу забирає частину ККД від вибухів у циліндрах які відбуваються одночасно.
Турбокомпресор та двигун.
Турбокомпресор встановлюється на випускному колекторі. Вихлопні гази розкручують крильчатку турбіни, яка працює за принципом газотурбінних двигунів. Вал турбіни з'єднаний з валом повітряного компресора, який схематично знаходиться між повітряним фільтром і впускним колектором. Компресор нагнітає повітря на камеру згоряння двигуна.
Потік вихлопних газів, що проходять крізь крильчатку турбіни, розганяє її. Чим більший тиск вихлопних газів чиниться на крильчатку турбіни, тим швидше вона розкручується.
На іншому кінці валу турбіни встановлено повітряний компресор, який нагнітає повітря в камеру згоряння. Компресор працює за принципом центрифуги - він розкручує повітря від центру до країв крильчатки під час обертання.
Тк вал турбіни розкручується до великих швидкостей (150тис об./хв), потрібно забезпечити його надійну підтримку/закріплення. Більшість підшипників вибухнула б на таких швидкостях, тому в більшій частині турбокомпресорів використовується рідкий підшипник (масляний клин). Даний тип підшипника підтримує вал на тонкому шарі масла, яке подається під тиском навколо нього (між валом і стінкою підшипника). Це робиться з 2-х причин: 1.Олія охолоджує вал і прилеглі частини турбокомпресора 2.Цей метод дозволяє уникнути великої сили тертя між валом і стінками підшипника турбокомпресора
Однією з головних проблем пов'язаних звикористанням турбокомпресорів є те, що вони не можуть моментально забезпечити робочий тиск наддуву (буст) коли ви натискаєте на педаль акселератора. Проходить певний час до того, як турбіна розженеться і почне забезпечувати робочий тиск наддуву. Це явище називається лаг (затримка), тобто ми відчуваємо лаг коли давимо на педаль акселератора, потім через певний час (лаг) машина вистрілює вперед. Для зменшення турбо лага необхідно зменшити силу інерції частин, що обертаються, головним чином шляхом зменшення їх ваги . Це дозволить турбіні та компресору розганятися швидше, і раніше забезпечувати робочий тиск наддуву. Одним із вірних способів зменшення сили інерції турбіни та компресора є зменшення розміру самого турбокомпресора. Невеликий турбокомпресор забезпечить робочий тиск наддуву на низьких оборотах двигуна значно швидше, але не зможе забезпечити нормальний тиск наддуву на високих оборотах, коли двигуну необхідний значно більший об'єм повітря. Вихлопних газів проходить крізь турбіну. Великі турбокомпресори можуть забезпечити достатній тиск наддуву на високих оборотах двигуна, але їм властиві більший турбо лаг тк їх турбіна і компресор мають більшу вагу і як наслідок розганяються довше. На щастя є кілька способів подолати цю проблему. У більшості автомобільних турбокомпресорів є вестгейт, який дозволяє використовувати невеликі турбокомпресори для зменшення лага, а також запобігає їх надто швидке обертання на високих оборотах двигуна. Вестгейт - це клапан який дозволяє проходити потоку вихлопних газів в обхід крильчатки турбіни.Вестгейт розпізнає тиск наддуву. Якщо тиск занадто високо це може означати, що турбіна обертається занадто швидко, в цьому випадку вестгейт відводить (відкриває клапан) частину потоку вихлопних газів від крильчатки турбіни, що дозволяє знизити швидкість обертання турбіни. У будові деяких турбокомпресорів замість рідких підшипників (масляного клину) використовуються шарикопідшипники. Але це не звичайні підшипники — це супер точні підшипники, створені з використанням передових технологій/матеріалів, покликаних допустити їх використання на таких швидкостях і температурах, властивих турбокомпресорам. Такі підшипники дозволяють валу турбіни обертатися з меншим тертям, ніж у звичайних рідких підшипниках. Також шарикопідшипники дозволяють використовувати менший і легший основний вал, що теж позитивно позначається швидкості розкручування валу, і зменшення турбо лага. Це теж дозволяє турбіні розкручуватися швидше, що допомагає зменшити турбо лаг.
У будові деяких турбосистем використовуються два турбокомпресори. Менший турбокомпресор розкручується до робочого тиску наддуву значно швидше, зменшує лаг, поки більший турбокомпресор розкручується і спрацьовує на високих оборотах забезпечуючи більший тиск наддуву. Коли повітря стискається - він підігрівається і розширюється. Власне, частина від загального збільшення тиску турбокомпресором — результат нагрівання повітря до його попадання в камеру згоряння. Для того щоб збільшити потужність двигуна необхідно «впхнути» в камеру згоряння якомога більше молекул повітря, а не просто повітря під великим тиском. Інтеркулер сприяє збільшенню потужності двигуна шляхом охолодженняповітря, яке надходить з компресора, перед його потраплянням в камеру згоряння. Це означає, що турбокомпресор здатний забезпечити певний тиск наддуву, а та ж система з інтеркулером здатна забезпечити той же тиск наддуву, але вже охолодженого стисненого повітря (в якому більше молекул ніж у НЕ охолодженому повітрі).
Основні терміни: Поріг наддуву (Boost threshold) - мінімальні обороти двигуна при яких створюється позитивний тиск наддуву у впускному колекторі, при максимальному навантаженні на двигун. Турболог - час між «тапкавпол» і моментом коли турбокомпресор забезпечує робочий тиск над .
Яка турбіна найкраща? Немає кращої турбіни. Як правило всі тюнінгові турбіни діляться на ці кілька класів: 1. Турбіни дозволяють трохи збільшити потужність двигуна
Що необхідно замінити для встановлення тюнінгової турбіни? Як правило для установки тюнінгової турбіни необхідно замінити паливний насос, форсунки, і програму управління двигуном.
Чи існує якийсь метод доопрацювання турбіни, який не потребує інших доробок? Існує. До турбіни можна застосувати процедуру port&polish(шліфування і полірування внутрішньої поверхні равликів турбокомпресора). Також на короткий час можна встановити буст контролер, але за великим рахунком установка бустконтролера дурна витівка.
Яка турбіна найкраще підходить для невеликого збільшення потужності двигуна? Найбільш широко застосовуються турбіни для цих цілей: VF30/VF34 та 16G
Яка турбіна найкраща в класі турбін, що швидко розкручуються? Найбільш широко застосовуютьсятурбіни для цих цілей: стокові турбіни з відшліфованими та полірованими внутрішніми поверхнями равликів.