Энциклопедия двигателя и КПП

Устройство ДВС

Конструктивно двигатели делят, с учетом устройства и компоновки техники, на которой они установлены. Но сохраняются неизменными принципы, одинаковые для конструкции любого ДВС.

Двигатель комплектуется такими конструктивными узлами:

  • блоком цилиндров – основной частью корпуса с проемами для рабочих камер, рубашкой охлаждения (для моторов, охлаждаемых жидкостью), крепежными отверстиями для установки головок и картера, посадочными местами для коленчатого вала и прочими конструктивными элементами;
  • кривошипно-шатунной группой – с коленчатым валом, к которому крепятся шатуны, приводящие в действие поршни, двигающиеся внутри цилиндров; инерция вращения поддерживается маховиком;
  • газораспределительным механизмом – системой, подающей в камеры сгорания топливо-воздушную смесь, с отводом выхлопа; включает распределительный вал, клапана, приводимые в действие коромыслами, ремнем или цепью, соединенными с коленвалом;
  • топливной системой – подает горючее в камеры сгорания, после обогащения воздухом; включает бак, систему трубок для подвода питающей жидкости, карбюратора или инжектора (с учетом особенностей конструктивного устройства), форсунок, насоса, фильтрующего элемента;
  • смазочной системой – с подачей смазки к трущимся деталям; включает масляный насос, приводящийся коленчатым валом, систему патрубков и полостей, фильтр и поддон; предусмотрено устройство «сухого» или «мокрого» картера;
  • системой зажигания – для поджигания топливно-воздушной смеси; используется только на бензиновых двигателях, поскольку на дизельных моторах топливо с воздухом воспламеняется самостоятельно, при определенном давлении;
  • системой охлаждения – может быть воздушной или жидкостной, для снижения температуры корпуса мотора, чтобы предупредить износ и выход из строя элементов;
  • электросистемой – источником электроэнергии, необходимой для работы мотора; включает аккумуляторную батарею, генераторный блок, стартер и проводку с датчиками;
  • системой выхлопа – для удаления продуктов сгорания в атмосферу, с доочисткой этой смеси, снижением шума от работы двигателя, фильтрующим элементом.

Конструкция узлов совершенствуется, по мере появления новых материалов и конструктивных решений.

С учетом особенностей конструктивного устройства различных элементов двигателей, важно учитывать такие моменты:

  • цилиндры могут выполняться отдельно, с запрессовкой в корпус блока, или совместно с корпусом; моноблочные системы не предусматривают восстановления, в связи с тем, что нельзя заменить гильзу;
  • корпуса двигателей изготавливают из сплавов чугуна или алюминия, устойчивых к перепадам температуры и высокому давлению;
  • головка блока цилиндров выполняется с ним совместно или в виде отдельной детали; при раздельном исполнении возможно использование разных материалов для головки и блока цилиндров;
  • работа кривошипно-шатунного механизма может уравновешиваться балансирными валами, расположенными по сторонам от коленвала и нивелирующими влияние инерционных сил; в результате снижается вибрация и шум, исключаются перегрузки двигателя;
  • негативное влияние пружин при быстрой работе двигателя с механическим газораспределительным механизмом снижается за счет десмодромной системы управления мотором – со сложной конфигурацией кулачков;
  • зависание клапанов исключается легкими материалами для изготовления этих деталей и пружинных элементов, пневматическим приводом;
  • альтернатива традиционной конструкции ГРМ – гильзовый способ, разработанный Найтом; предусматривает использование взамен клапанов скользящих гильз, работающих бесшумно и долговечно; этот способ перестали использовать по причинам большого расхода смазочной жидкости, с разработкой верхнеклапанной конструкции;
  • ранние модели двигателей комплектовались не стартерами, а генераторами переменного тока (магнето), приводимыми в действие коленчатым валом; это требовало прокручивания вала двигателя для запуска;
  • вредное воздействие на экологию выхлопных газов частично снижается каталитическим нейтрализатором, окисляющим и химически преобразовывающим выхлоп;
  • электронные системы дополнительно улучшают работу двигателя; изменение фаз газораспределения изменяет нагрузку на мотор, с учетом включенной передачи, снижая потребление горючего; дезактивация цилиндров регулирует объем камер сжатия, отключая ненужные цилиндры; регулировка степени сжатия изменяет объем камер сгорания, с учетом режимов работы мотора.

Эти и другие особенности конструктивно улучшили работу двигателей внутреннего сгорания.

Новый мотор, работающий на дизельном и бензиновом топливе одновременно.

Кто сказал, что двигатель внутреннего сгорания изжил себя и что ему пришло время уходить на пенсию, уступив автомир электрическим автомобилям? Например, как недавно показали компании Mazda и Infiniti, создав новые инновационные двигатели внутреннего сгорания, ДВС еще рано списывать со счетов. Дело в том, что в двигателе внутреннего сгорания еще осталось много места для новых изобретений и инноваций. Не верите?

Тогда посмотрите ролик об одном самом невероятном экспериментальном двигателе, который использует реакционноспособное компрессионное воспламенение (RCCI). И вполне возможно, эта система – святой Грааль для двигателей внутреннего сгорания. Почему? Да все дело в том, что этот инновационный опытный мотор в своей работе использует два вида топлива одновременно: бензин и солярку. Благодаря невероятной технологии ему удается достигать невероятного уровня экономичности. 

В настоящий момент этот инновационный движок существует только на испытательном стенде. Но, к счастью, о нем есть уже немало информации, которую воедино собрал популярный на Западе видеоблогер-инженер Джейсон Фенске.

Мотор, который работает одновременно на дизельном и бензиновом топливе, разработан Университетом Висконсина-Мэдисона. Этот университет в лабораторных тестах нового мотора смог достичь 60 процентов топливной эффективности.

Это означает, что новый инновационный мотор с системой RCCI преобразует 60 процентов своего топлива в используемую энергию, а не в отработанную, как в большинстве сегодняшних двигателей внутреннего сгорания, серийно производимых во всем мире. 

Много это или мало? Вот пример с новым эффективным мотором Toyota. Речь идет об их новейшем четырехцилиндровом двигателе «Dynamic Force», который достигает 40-процентной тепловой эффективности. В новом же моторе, который используется в Mercedes-AMG F1, тепловая эффективность двигателя составляет 50 процентов. Так что сами понимаете, что 60 процентов эффективности – это невероятный шаг вперед в будущее для ДВС, которые уже начали списывать со счетов. Оказалось, еще рано. 

Двигатель RCCI использует два топливных инжектора на один цилиндр для смешивания топлива с низкой реакционной способностью (бензин) с топливом с высокой реакционной способностью (например, дизельным топливом). Теоретически все могли бы смешать любые виды топлива с низкой и высокой реактивностью для двигателя с системой RCCI. Но бензин и солярка – пожалуй, самое интересное сочетание. 

Сам процесс сжигания топлива в инновационном двигателе также уникален и увлекателен, как и впрыск. Итак, сначала смесь бензина и воздуха поступает в камеру сгорания. Затем в камеру сгорания начинает поступать дизельное топливо. В результате бензин и солярка смешиваются. Далее, когда поршень начинает двигаться вверх, приближаясь к верхней мертвой точке, в этот момент для зажигания подается еще немного дизельного топлива. 

Популярные статьи  Поменял сцепление: не включаются передачи после замены

Этот двигатель более экономичен, чем обычный дизельный мотор. Также он за счет использования бензина намного чище классического дизельного силового агрегата. В итоге новый мотор больше похож на идеальный двигатель внутреннего сгорания. Кстати, эта идея не нова. Еще в 20 веке в автопромышленности было несколько попыток создать ДВС, работающие на двух видах топлива: солярке и бензине.

Так почему же сегодня подобные моторы еще не устанавливаются массово на современные автомобили? Все дело в несовершенстве некоторых технологий. И вот только в 21 веке реально стало возможным создать такой двигатель, который будет работать безотказно и иметь неплохой ресурс, ничем не уступающий обычным силовым агрегатам. Правда, к сожалению, для запуска серийного производства этот мотор должен еще пройти немало различных тестов и испытаний. 

Кроме того при использовании двигателя, работающего на дизтопливе и на бензине, есть проблема, связанная с двумя раздельными системами заправки автомобиля, что в определенных случаях очень неудобно.

В том числе этот мотор, умеющий работать на бензине и солярке одновременно, все еще находится в стадии концепции и не является даже предсерийным образцом. Так что говорить о том, что уже совсем скоро в автопромышленности начнут серийно выпускать подобные силовые агрегаты, еще рано. 

Итак, вот подробный рассказ блогера-инженера Фенске, который разобрал технологию этого мотора и простым языком объяснил принцип его работы. К сожалению, ролик англоязычный. Но вы можете частично понять, о чем идет речь, включив субтитры к видео, а также их машинный перевод. 

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

  1. Впуск топлива;
  2. Сжатие топлива;
  3. Сгорание;
  4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Основные элементы двигателя

Ниже на рисунке показана схема расположения элементов в цилиндре. В зависимости от модели двигателя, их может быть 4, 6, 8 и даже больше. На рисунке обозначены следующие элементы: A – распределительный вал. B – крышка клапанов. C – выпускной клапан. Открывается строго в нужное время для того, чтобы отработанные газы выводились за пределы камеры сгорания. D – отверстие для выхода отработанных газов. E – головка блока цилиндра. F – пространство, заполняемое охлаждающей жидкостью. В процессе работы двигатель сильно нагревается, поэтому его необходимо остудить. Чаще всего для этого используется антифриз. G – корпус двигателя. H – маслосборник. I – поддон. J – свеча зажигания. Обеспечивает искру, необходимую для того, чтобы зажечь топливную смесь, находящуюся под давлением. K – впускной клапан. Открывается и запускает в камеру сгорания воздушно-топливную смесь. L – отверстие для впуска топливной смеси. M – сам поршень. Движется вверх-вниз в результате детонации топливной смеси, передавая механическую нагрузку на коленчатый вал. O – шатун. Соединительный элемент поршня и коленчатого вала. P – коленвал. Вращается в результате движения поршней. Передает усилия на колеса через трансмиссию автомобиля. Все эти элементы принимают участие в четырехтактном цикле. 

Неполадки двигателя

Итак, одним прекрасным утром Вы садитесь в машину, а двигатель не заводится… Что же случилось? Теперь, когда Вы знакомы с принципом работы двигателя, Вы сможете разобраться с основными проблемами, которые мешают запуску двигателя. Три наиболее частые неполадки: плохая топливная смесь, недостаточная компрессия, отсутствие искры. Помимо вышеперечисленных, могут возникнуть тысячи других проблем, но мы остановимся на «большой тройке». Основываясь на простом двигателе, который мы описывали, мы расскажем о том, как эти проблемы могут повлиять на Ваш двигатель:
 Плохая топливная смесь — Данная проблема может возникнуть по нескольким причинам:
 

  • У Вас закончился бензин, поэтому в двигатель поступает только воздух без топлива.
  • У Вас забилось впускное отверстие воздуха, поэтому поступает только топливо.
  • Топливная система подает слишком много или мало топлива, в результате чего сгорание не происходит надлежащим образом.
  • Возможно, в топливе присутствуют примеси (например, в бензобак попала вода), которые препятствуют сгоранию.

 Недостаточная компрессия — Если топливно-воздушная смесь не будет сжата надлежащим образом, процесс сгорания будет проходить неправильно. Недостаточная компрессия может быть вызвана рядом причин:

  • Износ поршневых колец (топливно-воздушная смесь вытекает за пределы поршня в процессе сжатия).
  • Недостаточное уплотнение клапана впуска или выпуска, что опять же вызывает протечку.
  • В цилиндре имеются повреждения.
Популярные статьи  Поршень

 Наиболее часто повреждение цилиндра происходит в его верхней части (на которой установлены клапаны, свеча зажигания и которая называется головка цилиндра) крепится к самому цилиндру. Обычно головка цилиндра крепится к самому цилиндру при помощи болтового соединения с использованием тонкой прокладки, которая обеспечивает качественное уплотнение.. При повреждении прокладки, между цилиндром и его головкой образуются небольшие отверстия, в результате чего происходят протечки.
 
Регулярное техническое обслуживание может помочь избежать ремонта
 Отсутствие искры — Искра может быть слишком слабой или отсутствовать вообще по следующим причинам:

  • При износе свечи зажигания или ее провода может наблюдаться слабая искра.
  • При повреждении или обрыве провода или система, передающая искру, не функционирует надлежащим образом, искра может отсутствовать.
  • Если искра подается слишком рано или поздно во время цикла (т.е. если регулировка зажигания отключена), воспламенение топлива не произойдет в нужный момент, что может повлечь к различным проблемам.

Могут возникнуть и другие неполадки. Например:

  • Если аккумулятор разряжен, Вы также не сможете завести двигатель.
  • Если подшипники, которые обеспечивают свободное вращение коленвала, изношены, коленвал не сможет вращаться, в результате чего двигатель не заведется.
  • Если открытие/закрытие клапанов не происходит в нужный момент и не происходит вообще, воздух не сможет поступать и выходить, что будет препятствовать работе двигателя.
  • Если кто-то засунет картофелину Вам в выхлопную трубу, выхлоп не будет выпущен из цилиндра, поэтому двигатель не заведется.
  • Если у Вас закончилось масло, поршень не сможет свободно двигаться в цилиндре, в результате чего двигатель заклинит.
  • В исправно работающем двигателе все эти факторы находятся в допустимых пределах.

Как Вы видите, в двигателе имеется несколько систем, которые обеспечивают преобразование энергии топлива в механическую энергию. В следующих разделах мы рассмотрим различные подсистемы, которые используются в двигателях.

D — уже не только дизель

Первые загадочные аббревиатуры в обозначении двигателей появились в середине 90-х годов, благодаря внедрению новой технологии — непосредственного впрыска топлива. Система позволяла подавать бензин прямо (непосредственно) в цилиндры, а не во впускной коллектор. Новая технология заметно улучшила экономичность и экологичность моторов, но для эффективной работы требовала только высококачественного топлива.

Энциклопедия двигателя и КПП

Первой компанией, оснастившей свои серийные автомобили непосредственным впрыском, стала Mitsubishi. Новые двигатели получили обозначение GDI (Gasoline Direct Injection), в переводе — «прямой впрыск бензина».

Загадочная аббревиатура, поначалу, многими воспринималась как обозначение дизельного двигателя (из-за буквы D). Но окончательно всех запутала Toyota, назвав «свой прямой впрыск» просто — D4. В итоге в обозначения дизельных версий японским компаниям пришлось добавлять еще одну литеру D (D4-D и DI-D).

Энциклопедия двигателя и КПП

Вскоре в погоню за японцами бросились и европейцы. Первой сориентировалась компания Renault, предложив свою технологию прямого впрыска IDE (Injection Direct Essence). Но на украинский рынок модели с двигателем IDE французы решили не поставлять.

В начале XXI века почти все известные автопроизводители освоили новую технологию, но далеко не все рискнули поставлять высокотехнологичные агрегаты на наш рынок

Поэтому мы уделим внимание двигателям, официально доступным на украинском рынке

В Италии прямой впрыск появился в двигателях концерна Fiat. Первыми новую аббревиатуру JTS (Jet Thrust Stoichiometric) примерили модели Alfa Romeo.

Концерн Volkswagen представил собственный вариант непосредственного впрыска — FSI (Fuel Stratified Injection), переводится как «послойный впрыск топлива». В итоге, все компании входящие в концерн VAG обзавелись моделями с новыми буквами на багажнике.

Со временем концерну Volkswagen моторы с «обычным» прямым впрыском показались недостаточно динамичными, поэтому в 2004 году двигатель FSI решили «подружить» с турбонаддувом. Новый мотор нарекли TFSI (Turbo Fuel Stratified Injection).

Энциклопедия двигателя и КПП

Позже было принято решение закрепить новое четырехбуквенное обозначение TFSI только за маркой Audi. Остальные компаний концерна получили в распоряжение более короткую аббревиатуру — TSI.

Другие европейские производители решили не отставать от Volkswagen Group, выпустив собственные турбо-варианты моторов с прямым впрыском. Французский концерн PSA (Peugeot/Citroen), скооперировавшись с BMW, добавили наддув к своим HPi (High Precision Injection) моторам, назвав их THP. Mercedes-Benz ответил «заряженным» двигателем CGI (Charged Gasoline Injection).

Одним из последних порадовал своих европейских поклонников концерн Ford, представив новую линейку турбомоторов EcoBoost, судя по этому названию, компания не захотела переставлять буквы в очередной аббревиатуре или же все короткие обозначения уже разобрали конкуренты.

Автомобильные двигатели

Наддув автомобильных двигателей: назначение, классификация, регулирование.

Одним из наиболее эффективных мероприятий, повышающих литровую мощность двигателя, является наддув, позволяющий увеличить массу свежего заряда. В карбюраторных двигателях наддув почти не применяется из-за опасности возникновения детонации.

Влияние частоты вращения коленчатого вала n на литровую мощность двигателя необходимо оценивать по комплексному множителю n ηv ηм. При повышении частоты вращения для форсирования двигателя необходимо, чтобы этот множитель был максимальным.

Значительно более широкое распространение в мире получил наддув с турбонагнетателем, т.е. нагнетателем, приводимым турбиной, действующей на отработавших газах.

Классификация видов наддува ДВС.

Агрегатный наддув осуществляется с помощью нагнетателя. Он подразделяется на:

механический наддув, где используется компрессор, приводимый в действие от коленчатого вала двигателя;

турбонаддув, где компрессор (обычно центробежный) приводится турбиной, вращаемой выхлопными газами двигателя;

наддув «Comprex», заключающийся в использовании давления отработавших газов, действующих непосредственно на поток воздуха, подаваемого в двигатель;

электрический наддув, где используется нагнетатель, вращаемый электродвигателем;

комбинированный наддув объединяет несколько схем, как правило, речь идет о совмещении механического и турбонаддува.

Безагрегатный наддув. К нему относят:

резонансный наддув (иногда называемый инерционным или акустическим), реализуемый за счёт колебательных явлений в трубопроводах;

динамический наддув (скоростной или пассивный наддув) увеличивает давление во впускном коллекторе за счет воздухозаборников особой формы при движении с высокой скоростью;

рефрижерационный наддув достигается испарением в поступающем воздухе топлива или какой-либо другой горючей жидкости с низкой температурой кипения и большой теплотой парообразования, на автомобильных двигателях не применяется.

Механический наддув

Механический наддув позволяет легко поднять мощность двигателя. Основным элементом в такой системе является нагнетатель, приводимый непосредственно от коленчатого вала двигателя. Механический нагнетатель способен закачивать воздух в цилиндры при минимальных оборотах и без задержки, увеличивая давления наддува строго пропорционально оборотам двигателя, что является важным преимуществом подобной схемы. Однако механический наддув имеет и существенный недостаток – он отбирает на свою работу часть мощности двигателя.

Популярные статьи  Какой масляный фильтр лучше выбрать

В последнее время совершенствование концепций наддува идет по пути создания регулирующих систем для повышения крутящего момента при низких оборотах двигателя, а также снижения инерционности.

Существует несколько способов решения данной проблемы:

применение турбины с изменяемой геометрией;

использование двух параллельных турбонагнетателей;

использование двух последовательных турбонагнетателей;

комбинированный наддув.

Турбина с изменяемой геометрией обеспечивает оптимизацию потока отработавших газов за счет изменения площади входного канала. Турбины с изменяемой геометрией нашли широкое применение в турбонаддуве дизельных двигателей, к примеру турбонаддув двигателя «TDI» от «Volkswagen».

Система с двумя параллельными турбонагнетателями (система «biturbo») применяется в основном на мощных V-образных двигателях (по одному на каждый ряд цилиндров). Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая.

При установке на двигатель двух последовательных турбин (система «twin-turbo») максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбонагнетателей на разных оборотах двигателя.

Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический компрессор. С ростом оборотов подхватывает турбонагнетатель, а механический компрессор отключается. Примером такой системы является двойной наддув двигателя «TSI» от «Volkswagen».

После отказа от карбюраторов и переходе на электронный впрыск топлива особенно эффективным стал турбонаддув на бензиновых двигателях. Здесь уже достигнута впечатляющая топливная экономичность.

В целом же, следует признать, что турбонаддув, увеличивая тепловые и механические нагрузки, заставляет вводить в конструкцию ряд упрочненных узлов, усложняющих двигатель как в производстве, так и при техническом обслуживании.

Ракета-носитель

Автор публикации: Редколлегия · 11 марта 2018 ·   

РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ (PH) — многоступенчатая (2—5 ступеней) ракета для выведения в космос ИСЗ, КК, межпланетных КА, орбитальных станций и других полезных грузов. В зависимости от энергетических характеристик и способности выводить на низкую околоземную орбиту полезный груз определённой массы PH можно условно разделить на следующие классы: лёгкие (полезный груз до 5 т), средние (5—20 т), тяжёлые (20—10 т), сверхтяжёлые (свыше 100 т). К лёгкому классу можно отнести PH «Космос», «Скаут» (Scaut), «Тор-Эйбл» (Thor-Able), «Блэк эрроу» (Black Arrow), «Диаман» (Diamant), «СЛВ-3» (SLV-3), «Авангард» (Vanguard), «Торад-Дельта» (Thorad-Delta), «Тор-Аджена» (Thor-Agena); к среднему — «Восток», «Союз», «Титан-ЗС» (Titan-IIIC), «Титан-ЗЕ» (Titan-IIIE), «Сатурн-1В» (Saturn-IB); к тяжёлому — «Протон»; к сверхтяжёлому — «Сатурн-5» (Saturn-V).

В качестве компонентов топлива PH используются жидкий кислород и керосин (например, «Союз»), четырёхокись азота и

Комбинированный двигатель внутреннего сгорания

Турбонагнетание

Наиболее распространённым типом комбинированных двигателей является поршневой с турбонагнетателем.
Турбонагнетатель или турбокомпрессор (ТК, ТН) — это нагнетатель, который приводится в движение выхлопными газами. Получил своё название от слова «турбина» (фр. turbine от лат. turbo — вихрь, вращение). Это устройство состоит из двух частей: роторного колеса турбины, приводимого в движение выхлопными газами, и центробежного компрессора, закреплённых на противоположных концах общего вала.

Струя рабочего тела (в данном случае, выхлопных газов) воздействует на лопатки, закреплённые по окружности ротора, и приводит их в движение вместе с валом, который изготовляется единым целым с ротором турбины из сплава, близкого к легированной стали. На валу, помимо ротора турбины, закреплён ротор компрессора, изготовленный из алюминиевых сплавов, который при вращении вала позволяет нагнетать воздух в цилиндры ДВС. Таким образом, в результате действия выхлопных газов на лопатки турбины одновременно раскручиваются ротор турбины, вал и ротор компрессора. Применение турбокомпрессора совместно с промежуточным охладителем воздуха (интеркулером) позволяет обеспечивать подачу более плотного воздуха в цилиндры ДВС (в современных турбированных двигателях используется именно такая схема). Часто при применении в двигателе турбокомпрессора говорят о турбине, не упоминая компрессора. Турбокомпрессор — это одно целое. Нельзя использовать энергию выхлопных газов для подачи воздушной смеси под давлением в цилиндры ДВС при помощи только турбины. Нагнетание обеспечивает именно та часть турбокомпрессора, которая именуется компрессором.

На холостом ходу, при небольших оборотах, турбокомпрессор вырабатывает небольшую мощность и приводится в движение малым количеством выхлопных газов. В этом случае турбонагнетатель малоэффективен, и двигатель работает примерно так же, как без нагнетания. Когда от двигателя требуется намного большая выходная мощность, то его обороты, а также зазор дросселя, увеличиваются. Пока количества выхлопных газов достаточно для вращения турбины, по впускному трубопроводу подаётся намного больше воздуха.

Турбонагнетание позволяет двигателю работать более эффективно, поскольку тому что турбонагнетатель использует энергию выхлопных газов, которая, в противном случае, была бы (большей частью) потеряна.

Однако существует технологическое ограничение, известное как «турбояма» («турбозадержка») (за исключением моторов с двумя турбокомпрессорами — маленьким и большим, когда на малых оборотах работает маленький ТК, а на больших — большой, совместно обеспечивая подачу необходимого количества воздушной смеси в цилиндры или при использованием турбины с изменяемой геометрией, в автоспорте также применяется принудительный разгон турбины с помощью системы рекуперации энергии). Мощность двигателя увеличивается не мгновенно из-за того, что на изменение частоты вращения двигателя, обладающего некоторой инерцией, будет затрачено определённое время, а также из-за того, что чем больше масса турбины, тем больше времени потребуется на её раскручивание и создание давления, достаточного для увеличения мощности двигателя. Кроме того, повышенное выпускное давление приводит к тому, что выхлопные газы передают часть своего тепла механическим частям двигателя (эта проблема частично решается заводами-изготовителями японских и корейских ДВС путём установки системы дополнительного охлаждения турбокомпрессора антифризом).

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: