Охлаждение турбины дизельного двигателя

Проверка турбокомпрессора

Диагностика турбины производится двумя способами:

1. Поверхностным (визуально-тактильным);
2. Инструментальным.

Инструментальный анализ более точен. Он применяется преимущественно на станциях технического обслуживания. Единственный недостаток — дороговизна услуги.

Выводы можно сделать и при поверхностном осмотре. Для этого нужно знать конструктивные особенности устройства.

Принцип работы

Агрегат функционирует на работающем моторе и запускается только его усилиями.

Как это происходит:

• выпускной коллектор выбрасывает в приёмное сопло улиткообразного вентилятора поток выхлопных газов;
• газ давит на лопасти турбинного колеса;
• вентилятор начинает крутиться;
• вместе с ним вращается вал (ротор) турбины и насаженное на него многолопастное колесо компрессора;
• отрицательное давление в улитке последнего активизирует всасывание воздуха из атмосферы;
• дополнительный наддувочный воздух поступает в цилиндры (камеры сгорания), перемешивается там с соляркой и резко увеличивает КПД мотора,
• охлаждение постоянно разогревающегося турбокомпрессора осуществляется посредством интеркулёра (аналог радиатора).

Мифы о турбонаддуве в двигателе

Среди водителей много мифов о работе системы турбонаддува. Рассмотрим основные стереотипы и узнаем, почему они ложные:

Миф 1 – систему турбонаддува можно снять в любой момент без негативных последствий	Конструкция и объемы камеры ДВС адаптированы под применение турбины. Если демонтировать это устройство, уменьшается крутящий момент и мощность движка, а расходы топлива увеличиваются
Миф 2 – двигатели с турбонаддувом ломаются гораздо чаще атмосферных	Движки с турбиной имеют такой же срок годности, что и обычные атмосферные двигатели. Чтобы снизить риск растрескивания движка при высоких скоростях, они дополнительно усиливаются металлическими листами-вкладышами в проблемных местах
Миф 3 – турбина быстро выходит из строя, ее придется часто менять	Согласно современным стандартам срок годности турбины аналогичен или даже немного превышает срок годности самого ДВС. При соблюдении базовых правил вождения и ухода турбонаддув будет работать столько же, сколько и сам автомобиль
Миф 4 – за турбиной нужен специальный бережный уход, чтобы она не ломалась	Чтобы турбонаддув работал долго, достаточно будет придерживаться базовых правил эксплуатации авто. А именно – вовремя меняйте масло, следите за уровнем давления в движке (не доводите до красной отметки), вовремя устраняйте неисправности

Подведем итоги. Турбина (турбонаддув) – это вспомогательный элемент двигателя, с помощью которого осуществляется принудительное нагнетание воздуха в камеру внутреннего сгорания двигателя. Устройство запускается сразу же после активации двигателя, но действует правило – чем выше обороты, тем больше нагнетание (на низких оборотах нагнетание практически незаметно). Основные проблемы с турбиной – выход из строя клапана, негерметичное крепление запчасти, использование некачественного масла.

Как глушить дизельные моторы?

В авто с бензиновыми моторами все проще – в них  достаточно повернуть ключ в замке зажигания и двигатель глохнет. В случае с дизелем ситуация выглядит по-другому. Здесь нет зажигания, поэтому и глушить мотор нужно по другому принципу

Для увеличения ресурса силового узла важно соблюдать несколько простых правил и знать ряд основных принципов.

Чтобы дизельный мотор заглох, достаточно перекрыть ему топливо. На «легковушках» все сделано по аналогии с бензиновыми авто – достаточно перевести ключ в нужную позицию

При этом срабатывает электрический клапан, и солярка перестает поступать в двигатель. На современных же авто подаются специальные импульсы для открытия форсунок.

Чтобы заглушить дизель на грузовых машинах, автобусах или тракторах, стоит нажать на кнопку, расположенную в специальном рычаге. Также она бывает на полу (около ног водителя) или на приборной панели. В таких авто топливо перекрывается более простым – механическим способом. Специальную кнопку нужно нажать и держать до момента, пока мотор не перестанет работать.

При движении на автобусе или грузовом авто, когда необходимо замедлить скорость и остановиться, глушите мотор без нажатия педали сцепления.  В этом случае двигатель испытывает минимальные нагрузки. Недостаток метода в том, что использовать его можно лишь на автобусах и грузовых авто, в которых есть механический привод. Если же выполнить такие манипуляции на машине с механическим приводом, то есть большой риск выхода из строя системы питания.

В случае поломки электрического клапана, закрывающего путь топливу, действуйте следующим образом. Опускайте сцепление и в этот же момент выжимайте педаль тормоза. Чтобы добиться максимальной эффективности, заблаговременно включайте наивысшую скорость.

При остановке дизельного мотора в холода налейте в масляный картер немного бензина (достаточно 150-200 мл). Таким способом вы повышаете общую вязкость масла и упрощаете процесс последующего запуска мотора. После успешного пуска и прогрева силового узла бензин испарится и не принесет вреда системе.

Если нужно заглушить мотор после длительной поездки, дайте ему 2-3 минуты для работы на холостых оборотах. Благодаря такой предусмотрительности, повышается срок жизни силового узла. Как уже упоминалось, данная рекомендация особенно актуальна для дизельных турбированных моторов.

Если турбины нет, то использовать такой прием можно по желанию. Это обусловлено тем, что в современных иномарках есть турботаймеры. После отключения зажигания мотор принудительно работает какое-то время, а после этого останавливается. Турботаймеры сами производят расчет, когда мотор должен заглохнуть без особого риска. Если же турботаймера нет, то совет остается в силе.

Самостоятельная проверка турбины перед обращением в специализированный сервис

Есть несколько способов самостоятельной проверки турбины на наличие критичных и недопустимых повреждений:

• Иссечение или повреждение лопастей компрессорного колеса турбокомпрессора. Поломка диагностируется визуально. Необходимо снять патрубок воздушной магистрали с холодной части турбины, осмотреть лопасти, они должны иметь правильную аэродинамическую форму. Не допускается к дальнейшей эксплуатации согнутые или сломанные лепестки компрессорного колеса.
• Заклинивание вала в следствие перегрева или масляного голодания вала турбокомпрессора. В данном случае компрессорное колесо перестает вращаться. Провернуть получается лишь приложив усилие. Если наблюдается заклинивание, турбокомпрессор подлежит обязательному ремонту.
• Перерасход масла и загрязнение воздушной магистрали двигателя. Если обнаружен излишний расход масла, необходимо проверить состояние механической части турбокомпрессора. После снятия патрубка с холодной части, проверяется люфт вала. При значительной выработке постели втулок и упорного подшипника, возможна разгерметизация масляной камеры внутри картриджа и попадание масла во впускной тракт двигателя.

Для более точной диагностики необходимо снять турбокомпрессор и обратиться за помощью в специализированный сервис по ремонту турбин.

Почему нельзя сразу глушить мотор

Давайте представим стандартную ситуацию, когда поездка завершилась и водитель принял решение заглушить двигатель автомобиля. Общий алгоритм действий прост и понятен: после снижения скорости выжать сцепление на МКПП, перевести рычаг выбора передачи в нейтраль, нажать на педаль тормоза, дернуть «ручник». Все, теперь можно глушить двигатель. В случае с коробкой «автомат» достаточно нажать на тормоз и остановить машину, после чего перевести рычаг КПП в положение «P» и поставить авто на стояночный тормоз. Мотор теперь может быть остановлен. Данные действия у многих водителей доведены до автоматизма, на их выполнение требуется всего несколько секунд.

Если учесть, что двигатель испытывал до этого серьезные нагрузки и максимально разогрелся до рабочей температуры, тогда вполне очевидно, что пары секунд работы на «холостых» не достаточно. Другими словами, система охлаждения не успевает эффективно отвести избытки тепла от

ДВС

Достаточно вспомнить принцип работы системы охлаждения: ОЖ в каналах циркулирует тогда, когда мотор работает. Охлаждающая жидкость перемещается по каналам рубашки охлаждения благодаря работе водяного насоса (помпы), который, в свою очередь, приводится в действие от двигателя. По этой причине следует глушить атмосферный двигатель не ранее, чем через 10-30 секунд после работы на холостых.

Как нужно останавливать двигатель на старых автомобилях

Благодаря технологическому прорыву силовые агрегаты современных автомобилей защищены от возможных негативных последствий при неожиданно быстрой остановке. А как быть со старыми машинами, которые были выпущены еще в прошлом веке и до сих пор находятся в эксплуатации? Неужели для них ничего не изменилось? Даже начинающий автолюбитель уверенно докажет, что это не так, и на протяжении десятилетий моторы большинства иномарок и отечественных моделей постоянно дорабатывались.

Будет полезно: Какую марку масла лучше заливать в двигатель

На примере наиболее популярных моделей, Опель и ВАЗ, рассмотрим, что изменилось в их движках. Во-первых, добавились гидрокомпенсаторы. Во-вторых, была скорректирована система впрыска топлива в камеры сгорания: карбюратор заменен на моноинжектор и на полный инжектор, в дизельном моторе вместо обычных форсунок впрыска установлены электронные. Благодаря новому программному обеспечению появилось еще несколько дополнительных датчиков контроля работы двигателя, но срок его эксплуатации по-прежнему ограничен 500000 км пробега, как и 20 лет назад. Большое количество пройденных автомобилем километров требует особого внимания независимо от того, какая коробка передач на нем установлена.

Речь идет о неизбежном со временем механическом износе узлов и деталей. Здесь уже многое зависит от владельца, насколько правильно и бережно он относится к своему автомобилю при езде по сложной трассе и в тяжелых погодных условиях. В любом случае нелишним будет регулярно давать мотору отдыхать после длительного пробега, запуская его на 2-3 минуты в холостом режиме.

Турботаймер и циркуляционные насосы

Штатно же турботаймеры не устанавливают даже на автомобили с заряженными двигателями. И не потому, что проблема куда-то пропала — принципиально в ДВС ничего не поменялось. Да, изменились и стали более совершенными конструкции, материалы и смазки, но перегрева турбокомпрессоры по-прежнему не любят. Может, автопроизводители применяют иные средства защиты турбокомпрессоров от перегрева?

Некоторые компании (в частности, Porsche, Volkswagen, Skoda, Jaguar) на многие модели с турбонаддувом устанавливают электрические циркуляционные насосы, которые при необходимости подают к турбокомпрессору охлаждающую жидкость. В том числе и после остановки двигателя — антифриз некоторое время циркулирует через агрегат, препятствуя его перегреву. Напоминает аналогичный режим работы электровентиляторов системы охлаждения, реализованный на большинстве современных автомобилей. Мотор выключен, а вентилятор продолжает крутиться. Понятно, что в этом случае в турботаймере нет необходимости.

Многие автопроизводители перекладывают функцию интеллектуального турботаймера на водителя! В большинстве инструкций отмечено, что после эксплуатации автомобиля в режимах, близких к предельно допустимым, рекомендуется перед выключением мотора дать ему поработать без нагрузки в течение нескольких минут. То есть советы остались теми же, что и десятилетия назад.

В прошлом году из 25 самых продаваемых в России моделей турбокомпрессорами были оснащены пять. При этом дополнительный электрический насос, охлаждающий турбокомпрессор, используют в трех моделях — это Skoda Kodiaq, Skoda Octavia A7 и VW Tiguan. Выходит, большинство производителей сравнительно доступных автомобилей не заморачивается подобными проблемами. Логика проста: удорожания не происходит, а гарантийный срок автомобиль, скорее всего, и так выходит. Что дальше — забота владельца.

Можно ли глушить современный турбодвигатель сразу после остановки?

Есть среди автолюбителей такое правило: “турбированный двигатель нельзя глушить сразу после остановки, нужно дать время турбине остыть”. С чем это связано? Давайте разберемся с технической точки зрения.

Турбина использует давление выхлопных газов, которые раскручивают крыльчатку так называемой горячей части (часть называется горячей, потому что выхлопные газы горячие, абсурдно, но просто).

Крыльчатка горячей части соединена с крыльчаткой в холодной части, у которой другая задача – создавать избыточное давление на впуске двигателя и это уже холодная часть.

Чем больше давление на впуске, тем больше воздуха попадет в цилиндры, а, следовательно, больше кислорода. Если просто, то это примерно, как подуть на тлеющие угли, они начнут разгораться – выделять больше энергии.

Турбина во время работы может разогреваться до 800 градусов, именно поэтому воздух, который она нагнетает на впуск проходит также через контур охлаждения “интеркулер”.

Чтобы при такой температуре механизм мог работать его нужно смазывать = охлаждать, в картридж турбины подается масло, которое смазывает и охлаждает ротор и его составные части.

Что происходит если нагреть турбину и не остудить её (даже на холостом ходу её температура достигает 100 градусов)?

Масло, которое в ней осталось подгорает и оставляет на стенках кокс и нагар, который в последствии работает как абразив.

Но всё это имеет отношение по больше степени к старым автомобилям, а как дела сейчас?

Просто представьте, что в германии производители напишут, что нужно постоять на холостом после поездки? Да их сразу оштрафуют экологи, там строго всё, места мало, воздуха тоже. С другой стороны, как им быть, если клиенты толпами поедут на гарантию для замены турбины? Им и так хватает негативной славы.

К современным турбинам подводится не только масло, а также контур с антифризом.

Таким образом, турбина изначально лучше охлаждается и пиковое значение нагрева у неё значительно меньше. Но суть даже не в этом, в системе охлаждения стоит отдельная электропомпа, которая даже после остановки двигателя какое-то время продолжает “гонять антифриз”.

Также в некоторых турбо моторах отдельный контур охлаждения проходит через выпускной коллектор (который отлит одним элементом с головкой блока цилиндров), такой подход применяется для быстрого прогрева антифриза, а также для дополнительно охлаждения выпускного коллектора в режимах «тапок в пол».

О чем это говорит?

О том, что жить без турбо таймера можно, глушить сразу можно, но всё-таки думайте, как вы ехали, даже минуты хватит, чтобы масло с антифризом быстро сделали свою работу. Если время позволяет хуже от недолгой работы на холостом не будет. Но если вы ехали умеренно, то ничего критичного не произойдет.

Всем спасибо за внимание! Если статья вам понравилась, то поддержите нас большим пальцем вверх, а также подписывайтесь на канал, так вы не пропустите новые публикации!

Источник

Необходимые дополнения в состав системы турбонаддува: клапаны, интеркулер

Не один десяток лет потребовался инженерам, чтобы создать действительно эффективно работающий турбокомпрессор. Ведь это только в теории всё выглядит гладко: от преобразования энергии отработанных газов можно «вернуть» утерянный процент КПД и значительно увеличить мощность двигателя (например, со ста до ста шестидесяти лошадиных сил). Но на практике подобного почему-то не получалось.

Кроме того, при резком нажатии на акселератор приходилось ждать увеличения оборотов мотора. Оно происходило только через некоторую паузу. Рост давления выхлопных газов, раскрутка турбины и загонку сжатого воздуха происходили не сразу, а постепенно. Данное явление, именуемое «turbolag» («турбояма») никак не удавалось укротить. А справиться с ним получилось, применив два дополнительных клапана: один – для перепускания излишнего воздуха в компрессор через трубопровод из двигательного коллектора. А другой клапан – для отработанных газов. Да и в целом, современные турбины с изменяемой геометрией лопаток даже своей формой уже значительно отличаются от классических турбин второй половины ХХ века.

Дизельный турбокомпрессор «Бош»

Другая проблема, которую пришлось решать при развитии технологий дизельных турбин, состояла в избыточной детонации. Детонация эта возникала из-за резкого увеличения температуры в рабочих полостях цилиндров при нагнетании туда дополнительных масс сжатого воздуха, особенно на завершающей стадии такта. Решать данную проблему в системе призван промежуточный охладитель наддувочного воздуха (интеркулер).

Интеркулер – это не что иное, как радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. Кроме снижения детонации, он снижает температуру воздуха ещё и для того, чтоб не снижать его плотность. А это неизбежно во время процесса нагрева от сжатия, и от этого эффективность всей системы в значительной степени падает.

Кроме того, современная система турбонаддува двигателя не обходится без:

• регулировочного клапана (wastegate). Он служит для поддержания оптимального давления в системе, и для его сброса , при необходимости, в приёмную трубу;
• перепускного клапана (bypass-valve). Его предназначение – отвод наддувочного воздуха назад во впускные патрубки до турбины, если нужно снизить мощность и дроссельная заслонка закрывается;
• и/или «стравливающего» клапана (blow-off-valve). Который стравливает наддувочный воздух в атмосферу в том случае, если дроссель закрывается и датчик массового расхода воздуха отсутствует;
• выпускного коллектора, совместимого с турбокомпрессором;
• герметичных патрубков: воздушных для подачи воздуха во впуск, и масляных – для охлаждения и смазки турбокомпрессора.

Система подачи воздуха в дизельный двигатель

Как известно, современный дизельный двигатель на разных автомобилях и спецтехнике обычно оснащается турбокомпрессором. Также данное решение активно используется и на турбобензиновых ДВС.

Другими словами, для получения необходимой отдачи от моторов силовую установку дополнительно турбируют. Дизельный агрегат с турбонаддувом получил название турбодизель. Давайте остановимся на схеме подачи воздуха в такие моторы более подробно.

Как и в случае с бензиновыми ДВС, система питания дизельных моторов воздухом предполагает его забор из атмосферы, очистку поступающего воздуха и дальнейшую подачу в цилиндры. При этом воздух дополнительно проходит через турбину, охлаждается и уже затем поддается в камеру сгорания, причем нагнетается под давлением.

На примере турбодизеля стоит выделить следующие элементы системы питания воздухом:

• воздухозаборник;
• воздухоочиститель (воздушный фильтр);
• турбокомпрессор;
• специальный воздушный радиатор (интеркулер);
• впускной коллектор;

С функцией воздухозаборника и воздушного фильтра мы уже ознакомились при рассмотрении атмосферного бензинового мотора. Что касается турбодвигателей на спецтехнике, которая работает в условиях сильной запыленности и общего загрязнения воздуха, используется многоступенчатая система очистки (двух или даже трехступенчатые схемы). В конструкцию может быть включен инерционный предварительный очиститель воздуха и другие подобные решения.

Итак, после прохода через фильтры, воздух втягивается в турбокомпрессор. После турбины воздух идет по трубопроводам уже под давлением, проходя через так называемый воздушный радиатор. Дело в том, что после сжатия в турбине воздух нагревается. При этом если его охладить перед подачей в цилиндры, тогда общая масса воздуха увеличивается.

В результате такого снижения температуры в камеру сгорания удается подать больше воздуха, что позволяет более полноценно и эффективно сжечь топливо, добиться прироста мощности, улучшенной экономичности и снизить токсичность выхлопа.

Далее сжатый и охлажденный воздух попадает во впускной коллектор, а затем и в цилиндры дизельного двигателя. Что касается турбокомпрессора, данное устройство использует энергию отработавших газов. Если просто, газы под давлением вращают турбинное колесо, за счет такого вращения начинает крутиться и компрессорное колесо, которое закреплено на одном валу вместе с турбинным колесом. Затем выхлоп после турбины попадает в выпускную систему ТС и выводится в атмосферу.

Сейчас читают

Замена расширительного бачка своими руками

Самостоятельная полировка стекол фар под линзы Пошагово,…

Отметим, что существует много разновидностей турбин, которые отличаются по размерам, по своей производительности и могут иметь ряд индивидуальных отличий в общей схеме устройства. Еще добавим, что дизельный двигатель долгое время вообще не имел дроссельной заслонки по сравнению с бензиновыми аналогами. В двух словах, мощность в дизельном агрегате регулируется не количеством подаваемого в цилиндры воздуха, а количеством впрыскиваемого горючего.

Кстати, на современных дизельных ДВС дроссельная заслонка все же появилась, но она выполняет другие задачи. Если точнее, снижается токсичность выхлопа в соответствии с жесткими экологическими нормами.

Работает дроссельный узел тогда, когда нагрузки на двигатель минимальны, то есть мотор не нуждается в мощном потоке свежего воздуха. В этот момент заслонка частично перекрывает подачу воздуха, параллельно с этим срабатывает клапан системы рециркуляции отработавших газов EGR.

В результате оставшийся воздух перемешивается с выхлопными газами, после чего такая смесь снова поступает в цилиндры. Подача выхлопа вместе с воздухом снижает температуру в камере сгорания, в результате в отработавших газах отмечается уменьшение окиси азота.

Интеркулер

При сжимании воздуха не только увеличивается его плотность, но и температура. С одной стороны, поступление большого количества кислорода в цилиндр положительно сказывается на сгорании топлива. Но с другой стороны, впуск горячего воздуха способствует быстрому разрушению конструкции.

Поэтому необходимо устройство, которое снижает температуру сжимаемого воздуха. Таким является интеркулер. Принцип работы интеркулера заключается в охлаждении горячего вещества холодным путем теплообмена между ними.

Возможно использование двух видов интеркулера:

• Воздух-воздух. Радиатор устройства передает тепло нагретого воздуха атмосфере. Конструкция предельно проста, потому имеет широкое распространение;
• Воздух-вода. Сначала отработавшие газы поступают в компрессор, затем они проходят через радиатор интеркулера, который омывается водой. Устройства отличается высокой эффективностью и компактностью. Но дополнительно требуются наличие радиатора для охлаждения воды и насоса для ее циркуляции, управляющий блок.

Неважно, к какому типу устройств относится интеркулер. Результат работы неизменен: температура воздуха, сжатого компрессором, уменьшается радиатором

Результат работы неизменен: температура воздуха, сжатого компрессором, уменьшается радиатором.

Сам интеркулер можно назвать радиатором охлаждения, состоящий из трубок, выполненных из материалов, обладающих высоким коэффициентом теплопроводности.

Назначение и принцип действия турботаймера.

Мнения владельцев автомобилей по поводу использование турботаймеров разделились – часть считает устройство необходимым для машин, оснащенных турбированными двигателями, оппоненты считают недопустимым платить за необязательное для эксплуатации устройство снижением уровня безопасности.

В качестве основного аргумента приводят принцип действия автомобильного турбокомпрессора.

Как работает турбина, назначение турботаймера.

В конструкции турбокомпрессора основную роль играют установленные на общем валу турбинное и нагнетательное (компрессорное) колеса.

Первое приводится во вращательное движение потоком отработанных газов, поступающих из выпускного коллектора. Вращение передается компрессору, сжимающему забираемый из воздушного фильтра воздух, нагнетающему его во впускной коллектор. Это приводит к повышению концентрации кислорода в топливо-воздушной смеси, более полному сгоранию топлива, улучшению тяговых характеристик двигателя, снижению содержания токсичных газов в выхлопе.

Одновременно повышается температура в рабочем объеме ДВС и, соответственно, выхлопных газов (в современных турбированных двигателях может превышать 800 градусов). Турбинное колесо работает в условиях жёстких тепловых нагрузок, высокие скорости вращения турбокомпрессора (в некоторых моделях свыше 200 тыс. оборотов в минуту) дополнительно приводят к увеличению тепловых потерь в подшипниках (вне зависимости от типа, конструкции).

Функции охлаждения выполняет подаваемое к узлу при работе двигателя моторное масло. При остановке силового агрегата, выключении зажигания циркуляция масла прекращается. Если турбина перед этим задействовалась в режимах, близких к максимальному, возникает опасность перегрева.

Среди возможных последствий:

• нарушение структуры материалов;
• деформация узлов;
• пригорание оставшегося в каналах масла, закоксовывание системы, закупорка газов, отказ.

Производители в инструкциях по эксплуатации стали обращать внимание на недопустимость остановки двигателя, оснащенного турбокомпрессором, сразу после интенсивного его использования. Для автовладельца невыполнение рекомендаций зачастую оборачивается тысячами рублей затрат на ремонт или замену турбины. Турботаймер – электронное устройство, предотвращающее возникновение подобных нештатных ситуаций за счёт поддержания холостых оборотов ДВС в течение заданного времени после отключения зажигания

Этим обеспечивается охлаждение элементов турбокомпрессора до безопасного уровня. По завершении процесса система зажигания двигателя автоматически отключается

Турботаймер – электронное устройство, предотвращающее возникновение подобных нештатных ситуаций за счёт поддержания холостых оборотов ДВС в течение заданного времени после отключения зажигания. Этим обеспечивается охлаждение элементов турбокомпрессора до безопасного уровня. По завершении процесса система зажигания двигателя автоматически отключается.

Условия работы турбины

Температура выхлопных газов дизельного двигателя на выходе перед турбиной составляет в среднем 750-850 градусов по Цельсию. Бензиновые агрегаты имеют еще более разогретый выхлоп. Такие раскаленные газы движутся с большой скоростью и встречаются с турбинным колесом.

Турбокомпрессор отличается высокой производительностью и потребляет достаточно много энергии отработавших газов (в среднем около 25-30 кВт и более). Турбодизель с рабочим объемом 2.0 литра в режиме холостого хода потребляет около 800 литров воздуха за 60 секунд. В режиме максимальной мощности данный показатель доходит до 4 м3. Если учесть, что турбокомпрессор также нагнетает избыток давления до 1 атмосферы, тогда общий объем нагнетаемого устройством воздуха намного больше.

Во время работы ДВС на пиковых нагрузках турбинное колесо раскручивается до 150 тыс. об/мин и более, нагрев колеса достигает 800-900 градусов по Цельсию. После взаимодействия с турбинным колесом температура выхлопа заметно падает до средней отметки 400-500 градусов.  

В режиме холостого хода отработавшие газы дизеля имеют температуру около 100 градусов по Цельсию и движутся с небольшой скоростью. Для эффективного вращения колеса турбины и параллельного вращения компрессорного колеса этой энергии достаточно только для того, чтобы турбокомпрессор не препятствовал проходу через него воздуха в объеме, который необходим для поддержания стабильной работы ДВС на холостых оборотах.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, скорость вращения ротора передается крыльчатке. Круг замыкается:

• Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
• Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
• Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
• Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее при большем количестве забираемого воздуха.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины после увеличения подачи топлива нажатием на педаль газа, так как для разгона ротора выхлопными газами требуется время.

Вслед за турбоямой наступает момент турбоподхвата, когда разогнавшийся ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, повышая мощность двигателя.