Что такое турбонаддув

Как мы уже сказали, форсировка атмосферных двигателей имеет смысл до тех пор, пока характеристики позволяют использовать автомобиль для ежедневной эксплуатации. Как показывает практика, для агрегата рабочим объемом 1500-1800 куб.см приемлемыми могут быть показатели 120-160 л.с., после чего дальнейшее увеличение мощности можно достичь лишь увеличением оборотов, в то время, как крутящий момент в нижнем диапазоне не только не увеличивается, но даже падает по сравнению со среднефорсированным двигателем.



Это значит, что даже при трогании с места придется держать не менее 3000-3500 об/мин и не опускаться ниже этой отметки при переключении. В качестве примера можно привести такой факт – подготовленные для кольцевых соревнований моторы (1600 куб.см) ведущих команд выдавали 210-215 л.с. при 9500 и выше об/мин. Во время старта гонщики поддерживали 4500-5000 об/мин, чтобы при падении оборотов не оказаться в «пустой» зоне и в то же время не вызвать пробуксовку колес. Максимальный крутящий момент на таких двигателях приходится на 8300-8800 об/мин. Также следует учесть, что передаточные числа трансмиссии должны быть подобраны таким образом, чтобы при переключении двигатель оставался в зоне максимального крутящего момента. Такая характеристика мотора требует «близких» передаточных чисел и, как правило, относительно «большую» главную передачу.
Вот почему единственно возможным решением дальнейшего увеличения мощности был выбран турбонаддув.
Основной элемент системы – турбокомпрессор ( он же – турбонагнетатель, он же турбина, он же – turbocharger ). Принцип работы основан на использовании энергии отработавших газов. Поток газов попадает на крыльчатку турбины, закрепленной на валу, с другой стороны которого расположены лопасти компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры двигателя.



Так как воздух в цилиндры подается принудительно, а не только за счет движения поршня вниз, то в двигатель попадает бОльшая, по сравнению с атмосферным мотором, масса воздуха. Как следствие – появляется возможность подать в цилиндры и сжечь больше топлива, что и приводит к увеличению мощности двигателя.



Как правило, у турбодвигателей меньше удельный расход топлива (грамм на лошадиную силу в час, г/ л.с.ч), и выше литровая мощность (лошадиных сил, снимаемых с единицы объема двигателя – л.с./л), что дает возможность увеличить мощность небольшого мотора ВАЗ без увеличения оборотов двигателя.



Вследствие увеличения массы воздуха, сжимаемой в цилиндрах, температура в конце такта сжатия заметно увеличивается и возникает вероятность детонации. Поэтому, конструкцией турбодвигателей предусмотрена пониженная степень сжатия, применяются высокооктановые марки топлива, а также в системе предусмотрен промежуточный охладитель наддувочного воздуха (интеркулер), представляющий собой радиатор для охлаждения воздуха. Уменьшение температуры воздуха требуется также и для того, чтобы плотность его не снижалась вследствие нагрева от горячих частей турбины, иначе эффективность всей системы значительно упадет.
Кроме турбокомпрессора и интеркулера в систему входят: регулировочный клапан (для поддержания заданного давления в системе), перепускной клапан (для отвода наддувочного воздуха в случае закрытия дроссельной заслонки), выпускной коллектор, совместимый с турбокомпрессором, а также герметичные патрубки, соединяющие всю систему воедино.