Есть два основных способа получить больше мощности от двигателя автомобиля. Первый (и до недавнего времени самый популярный) заключается в увеличении мощности двигателя. Во-вторых, увеличить количество топливно-воздушной смеси, поступающей в цилиндр.
Как правило, чем больше топливно-воздушной смеси поступает в цилиндры, тем больше мощность двигателя. Таким образом, часть решения состоит в настройке карбюратора, головки блока цилиндров и коллекторов, чтобы позволить двигателю «дышать» более свободно, но существуют ограничения на то, сколько энергии можно извлечь из двигателя с помощью этих средств, сохраняя при этом надежность и гибкость двигателя. .
Альтернативный способ подачи большего количества топливно-воздушной смеси в цилиндры — с помощью турбонагнетателя.
Турбокомпрессор в основном представляет собой насос, приводимый в действие выхлопными газами, выходящими из выпускного коллектора. Блок состоит из колеса с лопастями - турбины, которая помещается внутри кожуха в выхлопной системе. От этой турбины короткий центральный приводной вал идет к аналогичному крыльчатому колесу, называемому компрессором, который питает воздухозаборник двигателя.
от двигателя они раскручивают турбину, которая, в свою очередь, раскручивает приводной вал, приводящий в действие компрессор. Итак, когда двигатель работает, выхлопные газы приводят в действие турбину, которая заставляет компрессор накачивать воздух в двигатель.
Определенное количество топлива автоматически всасывается вместе с воздухом, если двигатель оснащен карбюратором. Если двигатель оснащен системой впрыска топлива, блок управления ЭБУ программируется в соответствии с давлением наддува.
Чем быстрее работает двигатель или чем больше открытие дроссельной заслонки, тем быстрее будет вращаться турбонагнетатель. Чем быстрее вращается турбина, тем большее давление или наддув она развивает и тем больше воздуха она нагнетает в двигатель для создания большей мощности.
Двигатель на холостом ходу
Турбоусилитель 
Перегрузка 
Хотя турбонаддув предназначен для повышения давления смеси, поступающей в двигатель, слишком большое давление может быть опасным, поскольку оно может привести к «детонации» (преждевременному воспламенению) и создать слишком большую нагрузку на внутренние компоненты двигателя. Поэтому максимальное давление наддува, которое может создать турбокомпрессор, должно ограничиваться клапаном, известным как перепускной клапан.
Вестгейт — это предохранительный клапан, расположенный в турбонагнетателе, который открывается, чтобы часть выхлопных газов обходила турбину и попадала прямо в выхлопную систему. Если давление наддува становится слишком высоким, вестгейт активируется чувствительным к давлению приводом, который определяет давление, создаваемое компрессором.
Сжатие воздуха само по себе вызывает проблемы. Когда воздух сжимается, он нагревается, что приводит к его расширению. Поскольку цель турбонаддува состоит в том, чтобы подать в цилиндр как можно больше топливно-воздушной смеси, этот горячий воздух необходимо охладить.
Для этого большинство автомобилей с турбонаддувом оснащены интеркулером. Он выглядит как небольшой радиатор и охлаждает сжатый воздух, выходящий из турбонагнетателя. Когда воздух охлаждается, его объем уменьшается, поэтому количество топливно-воздушной смеси, подаваемой в двигатель, и, следовательно, выходная мощность, увеличивается.
Турбоагрегат подключается к выхлопной системе как можно ближе к двигателю. Это помогает сохранить его компактность, а также помогает предотвратить турбо-задержку. Если бы между двигателем и турбонаддувом была большая длина выхлопной трубы, между нажатием акселератора, увеличением оборотов двигателя и ускорением турбонаддува была бы задержка по времени. Эффект будет похож на эластичный трос дроссельной заслонки.
Поэтому турбина часто крепится болтами непосредственно к выпускному коллектору. Выпускной патрубок находится в центре корпуса турбины и ведет к выхлопной трубе.
Со стороны впуска сжатый воздух выходит из корпуса компрессора через трубу большого диаметра. Он проходит через промежуточный охладитель (если он установлен), а затем во впускной коллектор или иногда в камеру нагнетания, где топливо добавляется путем впрыска до того, как воздух попадет в двигатель.
Высокие скорости вращения турбины создают проблемы со смазкой и охлаждением. В некоторых турбокомпрессорах турбина может вращаться со скоростью до 200 000 об/мин, а самые горячие части турбины будут иметь температуру выхлопных газов около 900 °C.
В большинстве турбоагрегатов подшипник центрального вала питается маслом от двигателя. Система смазки турбокомпрессора специально разработана для работы при высоких температурах.
Трубка для слива масла имеет большой диаметр, чтобы масло, приобретающее кремообразную консистенцию после прохождения через турбонагнетатель, стекало обратно в поддон под действием силы тяжести. Если бы поток в этой трубе был ограничен, это вызвало бы повышение давления вокруг подшипника в центральном корпусе, что привело бы к утечкам масла на турбонагнетателе.
Некоторые турбины имеют центральный подшипник с водяным охлаждением, чтобы еще больше уменьшить нагрев. Преимущество заключается в том, что, поскольку вода все еще нагревается двигателем, она продолжает циркулировать и отводить тепло от подшипника в течение нескольких минут после того, как двигатель заглохнет. остановлено.
Ранняя критика двигателей с турбонаддувом заключалась в их низкой производительности без наддува, когда двигатель вращался недостаточно быстро, чтобы быстро вращать турбину, а также о количестве времени, которое требовалось турбонагнетателю для начала наддува после нажатия акселератора.
Плохая производительность без наддува была вызвана тем, что дорожные двигатели с турбонаддувом обычно не имеют очень высокой степени сжатия. Подача большого давления в цилиндры эквивалентна повышению степени сжатия, поэтому, если двигатель запускается с высокой степенью сжатия, при высоком наддуве давление внутри двигателя может вызвать проблемы с детонацией или «детонацию», что может привести к серьезному повреждению двигателя.
Грубо говоря, каждые три фунта наддува эквивалентны увеличению степени сжатия в один раз. Таким образом, если бы двигатель со степенью сжатия 8:1 имел турбонаддув, способный обеспечить наддув в девять фунтов, эффективная степень сжатия была бы примерно 11:1. Средний семейный автомобиль имеет степень сжатия 9:1.
Лучшее управление двигателем и турбонаддувом является ответом - почти все турбосистемы теперь используют ту или иную форму управления двигателем, которая следит за электронными системами зажигания и впрыска топлива, слегка замедляя зажигание, если двигатель начинает детонировать. БТР Saab (автоматический
Performance Control) делает еще один шаг вперед. Он не только снижает давление наддува до безопасного уровня, но и позволяет двигателю работать на любом сорте топлива, поскольку система управления автоматически компенсирует это, хотя наилучшие характеристики достигаются только при использовании самого высокого сорта.
Ранние двигатели с турбонаддувом страдали турболагом, отчасти из-за плохого управления двигателем, а отчасти потому, что отсутствие подходящих турбоагрегатов часто означало, что двигатели и турбины не были идеально согласованы друг с другом - большой турбонаддув на маленьком двигателе даст хорошую максимальную мощность, но будет недостаточным. гибкость. Lagis почти неизбежен, потому что маленькому двигателю потребуется время, чтобы «раскрутить» большой турбоагрегат. Небольшой турбонаддув на большом двигателе обеспечивает хорошую мощность в среднем диапазоне практически без задержек, но предельная мощность снижается.
Эти проблемы были сведены к минимуму за счет лучшего согласования размеров турбодвигателя и двигателя, а также за счет использования более легких материалов, таких как керамика, и новых конструкций, таких как форсунки с регулируемым расходом (см. врезку на обороте).
Очевидным преимуществом двигателя с турбонаддувом является повышенная производительность в сочетании с экономичностью:двухлитровый двигатель с турбонаддувом обеспечивает производительность, аналогичную трехлитровому двигателю без турбонаддува, но при этом сжигает гораздо больше топлива, чем двухлитровый.
Производителю часто проще добавить турбонаддув к существующему двигателю, чем спроектировать и разработать новый, более мощный. Добавление турбонаддува к двигателю обычно не приводит к значительному увеличению расхода топлива, если улучшенная производительность не используется в полной мере.
Чистка двигателя Nissan Altima
Замена ремней двигателя
Как работает турбонагнетатель?
Inline Engine и V Engine
Все, что вам нужно знать о турбокомпрессорах