logo1

logoT

 

Турбодизельный двигатель


Как правильно эксплуатировать турбодизельный двигатель

Прогресс уже давно не стоит на месте: прежние тихоходные, но шумные дизельные моторы стали работать тише, а мощи, и, соответственно, динамики у них прибавилось. Причем, заметный прорыв в этом направлении случился тогда, когда на дизельные силовые установки начали устанавливать турбонаддув. Сегодня множество автомобилей, оснащенных дизельными двигателями, имеют в конструкции турбину. Однако не все владельцы машин с такими агрегатами знают, как правильно эксплуатировать турбодизельный двигатель так, чтобы он прослужил как можно дольше. Мы подготовили восемь простых советов, которые помогут нынешним или потенциальным владельцам машин с подобными агрегатами не допускать просчетов в эксплуатации турбины.

На фото: Турбодизельный двигатель 2.1 Mercedes

Совет №1. Держите уровень масла под контролем.

Всем двигателям вообще, а рассматриваемому нами турбированному дизельному мотору в частности, не рекомендуется масляное голодание. Ведь масло в таком агрегате играет особую роль, смазывая подшипники скольжения и качения турбокомпрессора. Когда уровень моторного масла падает, подшипники не получают нужного количества смазки, что приводит к их скорому износу и выходу из строя.

Поэтому рекомендуем как можно чаще проверять уровень масла в картере двигателя и при обнаружении дефицита смазки, немедленно доливать нужно количество. Кроме того, необходимо выяснить причину, по которой в системе падает уровень масла (это может быть загрязнение либо не герметичность масляной системы, выход из строя масляного насоса и прочее) и незамедлительно ее устранить.

Совет №2. Используйте только качественное моторное масло.

Раз уж приобрели автомобиль с турбодизельным двигателем, не скупитесь на заправку его качественным и рекомендованным производителем моторным маслом. Тут как в известной поговорке: сэкономите на рыбке, получите плохую юшку. Выше мы уже указали, какую роль играет моторное масло для турбины, поэтому заливать в двигатель абы какое масло – значит, заранее обрекать турбокомпрессор силовой установки своей машины на медленную смерть. Важно помнить: масла, рекомендованные для турбированных агрегатов, отличны по составу от обычных масел ввиду того, что при работе в турбине они подвержены воздействию куда больших температур и нагрузок, чем в атмосферном моторе. Еще один немаловажный аспект: крайне не рекомендуется смешивать разные по коэффициенту вязкости масла, например, доливать в двигатель масло 5w-30, если там уже было залито 10w-40.

Поэтому советуем: заливайте масло одного коэффициента вязкости и желательно одной и той же марки.

Совет №3. Следите за качеством дизельного топлива.

Турбина дизельного двигателя чувствительна не только к качеству моторного масла, но и к качеству топлива, которым вы «кормите» свой автомобиль. При использовании горючего низкого качества вероятно засорение топливной системы двигателя, что, в свою очередь, сказывается на потере мощности двигателя, из-за чего турбина, чтобы восполнить этот пробел в оборотах, вынуждена работать на пределе мощности. А это может привести к сокращению срока ее эксплуатации.

Поэтому рекомендуем по возможности заправляться только на проверенных АЗС. Если не уверены в качестве горючего, его лучше дополнительно отфильтровать.

Совет №4. Избегайте перегазовок в момент запуска турбированного двигателя.

Следовать этому совету нужно, прежде всего, тем владельцам машин, у которых не установлена система запуска/остановки двигателя Start&Stop. Дело в том, что при запуске двигателя масляные каналы еще не заполнены моторным маслом, при нажатии на педаль акселератора вы даете нагрузку на турбину, которая вращается практически без масла, вследствие чего быстро изнашиваются ее узлы (бронзо-графитовые подшипники скольжения и качения), что в конечном итоге приводит к выходу из строя турбокомпрессора.

Поэтому настоятельно рекомендуем подавать газ плавно, и некоторое время (в течение 5 минут максимум) после запуска дать двигателю поработать на холостых оборотах, а затем начать движение на низких оборотах, постепенно увеличивая нагрузку. Оговоримся, что это важно для двигателей, не оснащенных системой Start&Stop.

Совет №5. Держите при езде средние обороты.

Турбина двигателя – это агрегат, постоянно работающий при высоких нагрузках, поэтому ездить на автомобиле с таким агрегатом длительное время на низких оборотах нельзя. Вообще же рекомендуется несколько раз в неделю давать турбине мотора поработать на предельно высоких оборотах: таким образом, вы активируете процесс очистки системы наддува турбокомпрессора, что в дальнейшем поможет продлить срок эксплуатации агрегата. Важно избегать «перекручивания» турбины, то есть длительной езды на высоких оборотах. При этом ротор турбокомпрессора испытывает повышенные нагрузки, что приводит к дисбалансу в его работе и, как следствие, выходу из строя его узлов.

Поэтому при езде на автомобиле с подобным типом мотора лучше всего придерживаться средних оборотов.

Совет №6. Не глушите двигатель сразу после остановки автомобиля.

Этот совет особенно важен для автолюбителей, чьи турбодизельные моторы не оснащены системой Start&Stop. Дело в том, что при незамедлительной остановке двигателя крыльчатки турбины еще продолжают вращаться, но масла, которые смазывает их, уже недостаточно, что приводит к перегреву узлов турбокомпрессора (ротора и подшипников). А это, в свою очередь, ведет к повышенному износу указанных частей турбины.

Поэтому после остановки дайте поработать двигателю на холостых оборотах короткое (не более 5 минут) время. За это время турбина охладится и ее можно деактивировать.

Совет №7. Избегайте длительной работы мотора на холостых оборотах.

Для турбированного двигателя работа на холостых оборотах в течение 20-30 минут – смерти подобна. Дело в том, что при таком режиме работы двигателя может произойти закоксовка (проще говоря, засорение) турбины, а именно маслоотводящей трубки, привода изменения геометрии турбины. Также при длительной работе на холостых оборотах возможен подсос моторного масла в цилиндры двигателя, что может привести к выходу из строя компонентов цилиндропоршневой группы.

Если вы все же держите мотор длительное время на холостом ходу, то советуем вам держать частоту вращения коленвала на 1200-1600 об./мин.

Совет №8. Вовремя проводите техническое обслуживание автомобиля.

Придерживайтесь рекомендованных производителем сроков замены моторного масла и фильтров, как масляного, так и воздушного. Помните, что для турбированного двигателя сроки прохождения ТО, как правило, короче, чем для атмосферного, так как турбина работает при более высоких нагрузках, чем обычный дизельный агрегат, и, следовательно, чаще нуждается в свежем масле и фильтрах.

Следование этим простым советам избавит владельцев автомобилей от дорогостоящего ремонта турбины.

Турбодизель – Картина дня – Коммерсантъ

&nbspТурбодизель


Часть вторая

       В первой части статьи мы говорили о системах наддува двигателей внутреннего сгорания. Сейчас речь пойдет о дизельных двигателях.
       Если не слишком искушенному в технике человеку задать вопрос, чем дизельный двигатель отличается от бензинового, то ответы, скорее всего, будут такими: работает на солярке, обходится без свечей зажигания, больше шумит и при этом развивает меньшую мощность. Все это правильно, но...
       При слове "дизель" у человека с воображением обычно возникает картинка: весь в грязных потеках грубый механизм на мощной станине, который изрыгает клубы черного дыма и своим ревом заглушает все в радиусе нескольких десятков метров. Если уточнить, что речь идет о двигателе автомобиля, картинка получается не такой страшной, но не более привлекательной: по-прежнему нечто грязное, пахнет, гремит, в мороз не заведешь, машина тупая — за полчаса не разгонишься...
       Да, когда-то все так и было. Но с тех пор утекло немало солярки. Дизели сегодня прочно завоевали себе место не только на грузовиках, но и на легковых автомобилях, от самых массовых до вполне респектабельных. Все шире применяются дизели с турбонаддувом, автомобили с такими двигателями по основным параметрам не уступают машинам с привычными бензиновыми моторами.
       В таблице 1 в качестве примера приведены основные характеристики Volkswagen Passat GT TDI с 4-цилиндровым турбодизелем. Таким же двигателем комплектуются, кстати, и вполне престижные Audi A4 1.9 TDI и A6 1.9 TDI. Из таблицы видно, что единственное, в чем автомобиль с дизелем явно уступает, — это время разгона. 13,9 сек. до сотни все-таки многовато. Но бывают машины и пошустрее.
       Перед тем как рассматривать системы наддува дизельных двигателей, есть смысл остановиться на основных особенностях самих дизелей — для большинства наших автовладельцев они пока не слишком знакомы.
       
Дизель
       Этот тип двигателя получил свое название по имени немецкого инженера Рудольфа Дизеля, построившего в 1897 году первый мотор с самовоспламенением топлива. Конструктивно дизель очень похож на привычный бензиновый двигатель: те же цилиндры, поршни, распредвал, клапаны. Но имеется и ряд отличий, из которых главное, можно даже сказать принципиальное, заключается в том, что воспламенение топлива в дизеле производится не искрой от свечи зажигания, а за счет высокой температуры, которой достигает воздух в результате сжатия его поршнем в цилиндре.
       Второй важный момент — способ подачи топлива. В бензиновом двигателе рабочим телом является смесь бензина с воздухом. Смесь готовится заранее (в карбюраторе) или непосредственно в момент ее подачи в цилиндры (в системах впрыска) — главное то, что топливо подается вместе с воздухом, а поджигается и сгорает относительно гомогенная топливо-воздушная смесь.
       В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндр всасывается воздух, затем он сжимается, и только после этого впрыскивается топливо, поэтому говорить о гомогенной топливо-воздушной смеси не приходится. Впрыск производится в конце такта сжатия, топливо и воздух фактически не смешиваются друг с другом, горение происходит на фронте впрыскиваемой в сжатый воздух струи топлива (рис. 1).
       Самовоспламенение топлива сопровождается резким, скачкообразным повышением давления в цилиндре — этим объясняется обычно шумная, жесткая работа дизельного двигателя. В низкооборотных дизелях с большим рабочим объемом, которые используются на грузовиках, этот недостаток проявляется в меньшей степени, и с ним мирятся. В дизелях легковых автомобилей от него пытаются избавиться применением форкамеры, или предкамеры, — небольшого отсека камеры сгорания, в который впрыскивается топливо. Там оно воспламеняется, частично перемешивается с воздухом, после чего горящая смесь распространяется по основному объему цилиндра.
       Этот способ несколько уменьшает жесткость работы двигателя, но снижает его тепловую эффективность и топливную экономичность, поэтому в современных дизелях легковых автомобилей от форкамеры отказываются. Примером может служить 2,5-литровый дизель с турбонаддувом, который в 1990 г. был применен на Audi 100. Двигатель с прямым впрыском, 5-цилиндровый, 120 л. с. и 265 Нм (2250 об./мин.). Расход топлива 5,7 л/100 км. Для более плавного воспламенения топлива использованы двухступенчатый впрыск и сложная электронная схема управления.
       Более свежий пример — 1,9-литровый атмосферный дизель с непосредственным впрыском мощностью 64 л. с., который Volkswagen собирается показать на Женевском салоне в этом году на Golf SDI. Отказ от форкамеры позволил на 12% улучшить и так неплохую экономичность двигателя: расход топлива составляет 4,9 л/100 км. Автомобиль Golf SDI с этим дизелем развивает скорость 156 км/час и разгоняется до сотни за 17,6 сек. (11,2 сек. до 80 км/час). Этот же дизель в турбированном варианте развивает мощность уже 90 л. с., потребляет 5,2 л/100 км и разгоняет Golf Cabrio TDI до 100 км/час за 13,3 сек. (8,8 сек. до 80 км/час). Максимальная скорость — 172 км/час.
       Очевидное отличие дизельных двигателей от бензиновых — используемое топливо. Дизельное топливо, в просторечии солярка или ДТ, — тяжелая керосино-газойлевая фракция нефти C10 — C14 (у бензинов C6 — C8). Характерной особенностью дизелей является наличие твердых частиц в отработавших газах. Из-за гетерогенности процесса горения на поверхности отдельных частиц топлива всегда наблюдается некоторый недостаток кислорода, в результате чего вместо их окисления происходит частичное термическое разложение с образованием твердых продуктов — сажи. Для хорошего сжигания дизельного топлива требуется значительное, даже избыточное количество воздуха.
       Ну и наконец, еще одна особенность — степень сжатия у дизеля в 2 раза выше, чем у бензинового двигателя. Высокая, не менее 14, степень сжатия необходима для того, чтобы температура воздуха в цилиндре поднялась до величины, достаточной для воспламенения топлива. Обычно в дизелях степень сжатия составляет 21-22 и ограничивается лишь прочностными характеристиками двигателя.
       Стоит отметить, что устройства для подачи топлива в дизельных двигателях значительно сложнее, чем в бензиновых. Их сложность определяется прежде всего тем, что приходится впрыскивать очень маленькие, всего несколько миллиграмм, порции топлива в среду с высоким давлением. Эти порции должны быть очень точно отмерены — именно количеством подаваемого топлива управляется работа дизеля. Для этого нужны быстродействующие и точные форсунки. Высокая степень сжатия дизеля требует применения соответствующих топливных насосов — давление в сопле форсунки должно достигать нескольких сотен бар. Все это усложняет и ощутимо удорожает систему подачи топлива и, соответственно, сам дизельный двигатель.
       Надо еще учесть, что почти все дизели до сих пор оснащаются механическими устройствами впрыска, ненамного отличающимися от тех, которые Bosch GmbH начала выпускать в 1927 году. Они уже почти изжили себя и скоро будут вытесняться гораздо более сложными устройствами с электронным управлением, индивидуальными для каждого цилиндра топливными насосами, совмещенными с форсунками, различными датчиками. Понятно, что стоимость таких систем тоже будет расти.
       К числу недостатков дизелей обычно относят большую шумность, более высокую стоимость и, главное, меньшую, при том же рабочем объеме, мощность.
       С шумностью пытаются справиться совершенствованием конструкции дизеля, изменением элементов его подвески, поговаривают даже о том, что двигатель можно капсулировать звукопоглощающим материалом. Стоимость — понятие относительное: заплатив за автомобиль больше при покупке, можно сэкономить на эксплуатации — это надо подсчитывать в каждом конкретном случае. А что касается мощности, то способ ее повышения известен — наддув.
       
Турбодизель
       Применение наддува в дизельном двигателе преследует ту же основную цель, что и в бензиновом — увеличить количество топлива, сжигаемого в единицу времени. Устройство и работу различных типов нагнетателей воздуха мы рассматривали в первой части статьи. Все они могут быть применены и на дизельном двигателе. Из графика, приведенного на рис. 2, следует, что механический нагнетатель Comprex обеспечивает наибольшее увеличение крутящего момента двигателя, особенно на низких, около 2000 об./мин., частотах вращения, но общая характеристика при этом получается слишком острой. Нагнетатель Roots придает 1,2-литровому дизелю практически такую же характеристику крутящего момента, как у 1,6-литрового атмосферного бензинового двигателя. Характеристика, которую обеспечивает турбокомпрессор, занимает промежуточное положение: она достаточно плоская, а на средних (2000-4000 об./мин.) частотах вращения крутящий момент даже больше, чем с нагнетателем Roots.
       Механические нагнетатели сложнее и дороже, кроме того, благодаря некоторым особенностям работы дизеля к нему легче всего удается приспособить именно турбокомпрессор.
       Во-первых, как уже указывалось, подача воздуха в дизеле не связана с подачей топлива и не требует тонкой регулировки — чем больше воздуха, тем лучше. Во-вторых, диапазон рабочих оборотов — от холостых до максимальных — у дизеля меньше, соответственно, проще осуществляется управление турбокомпрессором, с этим вполне справляется обычный перепускной клапан в турбине. Кроме того, благодаря высокой степени сжатия давление отработавших газов дизеля в 1,5-2,5 раза выше — это делает эффективней работу турбины на низких оборотах.
       Все это объясняет, почему практически все, по крайней мере европейские, производители для наддува дизельных двигателей применяют именно турбокомпрессор. Исключением является, пожалуй, только японская Mazda, которая на модели 626 Wagon предлагает 4-цилиндровый дизель с нагнетателем Comprex, характеристики которого не особенно впечатляют: при объеме 1998 см куб. мощность и крутящий момент, соответственно, 75 л. с. (4000 об./мин.) и 169 Нм (2000 об./мин.).
       Есть и другие факторы, облегчающие применение наддува на дизелях. В отличие от бензиновых двигателей, где из-за опасности детонации степень сжатия при турбировании приходится уменьшать примерно на 20%, дизели к детонации не склонны, поэтому при применении наддува степень сжатия приходится снижать незначительно, всего на несколько процентов, а иногда можно обойтись и без этого.
       
Эксплуатация: плюсы и минусы
       К числу несомненных достоинств дизельных двигателей, как атмосферных, так и турбированных, относятся меньший, чем в бензиновых, расход топлива (примерно на 30%), нетребовательность к качеству топлива и экологическая чистота выхлопа. Дизельное топливо к тому же на 20-30% дешевле, хотя это сильно зависит от страны или региона.
       Меньшая мощность дизелей с успехом компенсируется, как мы видели, применением наддува. На рис. 2 видно, что 1,2-литровый турбодизель по мощностным характеристикам эквивалентен 1,6-литровому атмосферному бензиновому двигателю.
       В целом дизельный двигатель долговечен — его ресурс обычно на 20-30% больше, чем у бензинового. При турбировании ресурс, естественно, уменьшается, но не так сильно, как у бензинового, всего лишь на 10-20%. Иногда, как бы странно это ни звучало, турбирование может даже увеличить ресурс, например, при постоянной эксплуатации автомобиля в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха — наддув оптимизирует сгорание и позволяет избавиться от жесткой работы двигателя, снижая тем самым ударные нагрузки на его узлы и детали.
       Благодаря простоте схемы управления турбокомпрессором повышается надежность и снижаются расходы на обслуживание.
       В эксплуатации дизельных автомобилей есть некоторые особенности — неважно, турбирован их двигатель или нет. Главная из них — зимний запуск. По традиции многие считают, что дизель на морозе не запустишь. Это не так — если автомобиль рассчитан на эксплуатацию при низких температурах. Двигатель, например, Peugeot 405 при использовании соответствующего масла, зимней солярки и встроенных свечей накаливания для подогрева зоны впрыска пускается при температуре -32°С — доказано практикой. А вот в инструкции по эксплуатации Chevrolet Suburban с 6,5-литровым турбодизелем, который тоже оснащен свечами накаливания, уже при -18°С предлагается пользоваться электрическим нагревателем блока цилиндров с внешним, из розетки, питанием.
       Еще одна проблема, на которую иногда жалуются, — это загрязнение форсунок от плохой солярки. Но эта же проблема возникает и в бензиновых двигателях с системами впрыска топлива. Решить ее позволяет периодическая, строго по инструкции или даже чаще, замена топливного фильтра. Заодно это продлит и срок службы плунжерных пар.
       И наконец, стоимость. Как уже говорилось, дизель дороже. Но по сравнению со стоимостью самого двигателя стоимость турбокомпрессора относительно невелика, поэтому турбирование дизеля, значительно улучшая потребительские качества автомобиля, лишь ненамного увеличивает его цену.
       В таблице 2 приведены некоторые характеристики автомобиля Peugeot 306 XT, оснащенного разными двигателями — двумя бензиновыми с впрыском и турбодизелем примерно такой же мощности. Сравнение характеристик показывает, что турбодизельный вариант ни в чем не уступает бензиновым. Действительно, турбодизельная версия стоит дороже на $1000. Но подсчитано, что на ее эксплуатации, например, в Германии в год при пробеге 20 тыс. км экономится DM900. Для России годовая экономия только на топливе составила бы $250-300. С учетом долговечности дизельного двигателя и меньших расходов на его эксплуатацию первоначальные дополнительные затраты окупятся за 2-3 года.
       Некоторые могут возразить, что через такой срок автомобиль уже пора менять. Наверное, это правильно. Но не всем по карману. Да и покупать дизельный или турбодизельный автомобиль будут не любители острой спортивной езды, у которых машина все равно долго не живет, а те, кто предпочитает экономичность и надежность, пусть даже и несколько медлительную.
       
Виталий Струговщиков
       
Таблица 1.
       Характеристики Volkswagen Passat GT TDI
       



Двигатель турбодизель
Рабочий объем (см куб.) 1898
Мощность (л. с.) 90 (4000 об. /мин.)
Крутящий момент (Нм) 202 (1900 об./мин.)
Вес (кг) 1343
Максимальная скорость (км/ч) 178
Разгон от 0 до 100 км/час с 13,9
переключением передач (сек.)
Разгон от 60 до 100 км/ч на 11,6
4-й передаче (сек.)
Расход топлива (л/100 км) 5,0-8,8
Уровень шума в салоне при 100 км/ч (дБ) 67
Цена в Германии (DM) 43600

       
       
Таблица 2.
       Характеристики Peugeot 306 XT
       

Модель Peugeot 306 XT 1.6i Peugeot 306 XT 1.8i Peugeot 306 XTDT
Двигатель бензиновый с бензиновый с турбодизель
впрыском впрыском
Рабочий объем (см куб.) 1587 1762 1905
Степень сжатия 9,6 9,25 21,8
Мощность (л. с.) 88 (5600 об./мин.) 101 (6000 об./мин.) 92 (4000 об./мин.)
Крутящий момент (Нм) 135 (3000 об./мин.) 153 (3050 об./мин.) 196 (2250 об./мин.)
Полная масса (кг) 1570 1590 1630
Разгон от 0 до 100 км/ч 12,9 12,3 12,4
(сек.)
Максимальная скорость 180 185 180
(км/ч)
Расход топлива по 9,0 10,4 7,5
городскому циклу
(л/100 км)
Каталожная цена (шв. 22950 23500 24950
франки)

       
       
       

Турбодизель: Сборка турбокомпрессора дизельного двигателя

Турбокомпрессор увеличивает компрессию двигателя, нагнетая дополнительный воздух в камеру сгорания. Большая масса воздуха позволяет сжечь больше впрыскиваемого топлива. Это имеет два эффекта: повышение эффективности двигателя и увеличение воздушной массы. Это улучшает выходной крутящий момент. Дизельные двигатели идеально подходят для турбонаддува, поскольку их выходной крутящий момент регулируется принудительным потоком воздушно-топливной смеси.

Как работает турбокомпрессор?

Турбокомпрессоры работают аналогично поршневым двигателям. Турбина, работающая от выхлопных газов, вращает воздушный компрессор, который, в свою очередь, увеличивает приток воздуха к цилиндрам и сжигает дополнительное топливо в секунду. Это не только повышает эффективность сгорания, но и обеспечивает дополнительную мощность. Оптимизированный процесс сжигания топлива гарантирует, что при сгорании топлива извлекается максимально возможное количество энергии.

Предел мощности двигателя определяется количеством топлива, которое может быть сожжено в двигателе, но количество сожженного топлива зависит от количества воздуха, которое может быть нагнетено в двигатель. В обычном двигателе ограничивающим фактором является воздух: требуется соотношение воздуха к топливу 14,7:1, чтобы обеспечить достаточное количество кислорода для эффективного воспламенения и сжигания топлива. Турбокомпрессоры обеспечивают двигатель дополнительным кислородом, что приводит к повышению производительности.

По мере развития технологий турбокомпрессоры эволюционировали и включают следующее:

  • Турбокомпрессоры с перепускным клапаном
  • Турбокомпрессоры турбокомпаундирования
  • Двухступенчатые турбокомпрессоры
  • Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией
  • Турбокомпрессоры с электронным управлением
  • Активация, Датчик Турбокомпрессора
  • Турбокомпрессоры высокого давления

Многие из этих новых технологий могут увеличить мощность двигателя на целых 50% и повысить общий тепловой КПД двигателя с 42% до 46%. Из топлива извлекается больше энергии, создавая более мощный двигатель, который дешевле в эксплуатации и соответствует стандартам EPA.

Каковы преимущества турбокомпрессоров в дизельных двигателях?

Турбокомпрессоры имеют ряд преимуществ, в том числе:

  • Топливная эффективность: Дизель на 33% экономичнее бензина, а турбокомпрессоры еще больше повышают топливную экономичность дизельного топлива.
  • Улучшенная производительность: Увеличивая мощность, они снижают выбросы и улучшают компенсацию высоты. Турбонаддув двигателя увеличивает выходную мощность при заданном весе двигателя.
  • Более высокий выходной крутящий момент: Дополнительный воздух, поступающий в цилиндр, увеличивает плотность и давление воздуха, поэтому впрыскивается больше топлива, создавая больший крутящий момент, что создает большую мощность. Крутящий момент на низких скоростях также улучшен.
  • Улучшенные возможности буксировки: Двигатель обладает большей тяговой способностью, чем обычные дизельные и бензиновые двигатели. Это делает двигатель с турбонаддувом лучшим выбором для сельскохозяйственной техники и транспортных средств, которые должны выдерживать большие нагрузки и работать в условиях бездорожья.
  • Более экологичный: Турбокомпрессор позволяет производителям автомобилей уменьшить размеры двигателя, сохраняя при этом мощность и производительность. Меньшие двигатели выделяют более низкие уровни выбросов парниковых газов.

Что вам предлагает Central Diesel?

Central Diesel специализируется на впрыске топлива, дизельных двигателях и турбонагнетателях. Наши экономичные услуги по ремонту турбокомпрессоров включают в себя полную заводскую замену, замену картриджей, а также ремонт и замену корпуса. Когда ремонт выполняется в соответствии с заводскими спецификациями, наша стандартная 14-месячная гарантия предусматривает неограниченный пробег или количество часов при условии, что владелец эксплуатирует и обслуживает устройство в соответствии с заводскими спецификациями. Мы не взимаем плату за оценки.

Миссия Central Diesel — быть качественным поставщиком дизельных двигателей, запасных частей и услуг, обеспечивающих непревзойденную производительность для наших клиентов. Мы ценим 100% удовлетворенность клиентов.

Свяжитесь с нами, чтобы задать вопросы или запросить расценки.

Просмотрите PDF-файл, чтобы узнать больше о турбокомпрессорах и будущих требованиях к выбросам, а также о экономичных вариантах ремонта турбокомпрессоров Central Diesel:

Турбокомпрессоры следующего поколения (PDF — 640 КБ)

Вернуться к началу

История современного дизельного турбокомпрессора

История современного дизельного турбокомпрессора

Дизельные двигатели существовали вечно — безусловно, столько же, сколько и их бензиновые аналоги. И хотя у нас есть бензиновые двигатели без наддува, с наддувом и с турбонаддувом, турбокомпрессор остается подавляющим выбором на рынке дизельных двигателей, поскольку он используется практически во всех современных дизельных двигателях. Это, конечно, вызывает вопрос… почему?

Немного истории

Некоторые из вас могут быть достаточно взрослыми, чтобы помнить дымные и безнадежно маломощные безнаддувные дизельные автомобили и грузовики, которые производились в 1980-х годах. Хотя дизельные силовые установки позволили этим автомобилям добиться очень хорошей экономии топлива, на этом все; это было единственное, что предлагали эти автомобили. Поскольку время разгона от 0 до 60 миль в час в некоторых случаях приближалось к полминуте, общественность отреагировала отказом от этих дизельных предложений, а двигатели с воспламенением от сжатия выбирались так редко, что многие производители исключили дизели из своих модельных рядов.

В конце концов, именно тяжелые пикапы спасли положение в конце 1980-х и начале 1990-х годов, когда Ford, Dodge и GM запрыгнули на подножку с турбонаддувом. Уровни мощности и крутящего момента начинались достаточно невинно, с большинством предложений в диапазоне 160 л.с. , что не является подавляющим для 3-тонных грузовиков. Однако со временем мощность росла, и Duramax 2001 года вышел на рынок, изменив правила игры с мощностью 300 л.с. Перенесемся в 2014 год, когда мощность 400 л.с. (или более) является обычным явлением, а уровень крутящего момента составляет 800 фунт-футов. или больше. С течением времени и мощности турбокомпрессор был с дизелями на каждом этапе пути. Сделать дизельный двигатель жизнеспособным вариантом настолько важно, что «турбодизель» чаще всего пишется одним словом. Но почему? Что ж, давайте посмотрим на это.

Подпишитесь на наш еженедельный информационный бюллетень

Турбокомпрессор Garrett GT4094 на LB7 DuramaxМногие люди утверждают, что эра дизельных двигателей началась с Dodge конца 1980 года. И почему бы нет? С заводскими турбонагнетателями, способными поддерживать вдвое большую номинальную мощность в 160 лошадиных сил, это были автомобили с большим неиспользованным потенциалом. Если ваш двигатель выглядит так, вы, вероятно, не будете ехать очень быстро. В то время как дизели без турбонаддува все еще существуют, их мощность сильно ограничена. Форды, оснащенные двигателем объемом 6,0 л, были известны своим злым турбосвистом благодаря их сверхчувствительному турбонагнетателю с переменными лопастями. Если вы заметили забавно выглядящий фланец, отрывающийся выхлоп некоторых турбин, потому что у них есть внутренние вестгейты. Внутренний перепускной клапан используется для обхода турбинного колеса, если приводное давление становится слишком высоким. Модернизированные компрессорные колеса очень распространены на современном рынке; они прочнее и, как правило, больше, чем заводские версии, что приводит к большему потоку. Возможно, самой интересной из установок турбонагнетателя OEM для грузовиков является двигатель Power Stroke объемом 6,4 л, в котором использовались составные турбокомпрессоры с огромным потенциалом воздушного потока.

Дизель и турбонаддув, идеальное сочетание

Дизельный двигатель с непосредственным впрыском топлива, что означает, что процесс сгорания начинается, когда топливо впрыскивается в двигатель. В бензиновом двигателе топливо и воздух смешиваются, и свеча зажигания воспламеняет топливо, но в дизеле само топливо взаимодействует с воздухом и воспламеняется только за счет давления и тепла. Отсюда и термин «двигатели с воспламенением от сжатия». Это позволяет дизельному двигателю работать в широком диапазоне соотношений воздух:топливо. В то время как газовые двигатели наиболее удобны при соотношении воздух:топливо где-то между 10:1 и 15:1, дизель может работать с топливно-воздушной смесью, обогащенной до 6:1, или обедненной до 100:1. Отдача от мощности значительно снижается после 20:1, но, тем не менее, дизели настолько же независимы от воздуха и топлива, как и двигатели.

«Все более строгие нормы выбросов, наряду с требованиями лучшей реакции и большей мощности, приведут к новому поколению конструкции турбокомпрессора, которая будет использоваться в современных грузовиках».

Но есть и недостатки. Поскольку дизельное топливо не смешивается с воздухом перед тем, как попасть в двигатель, у него есть ровно столько времени, чтобы сгореть и создать давление для создания мощности. По мере увеличения оборотов поршень двигателя движется вверх и вниз с большей скоростью, давая дизельному топливу все меньше времени для сгорания и выработки мощности. Если вы когда-нибудь задавались вопросом, почему дизельные двигатели традиционно являются двигателями с более низкими оборотами, причина в времени впрыска.

Итак, инженеры нашли способ разгадать загадку двигателя внутреннего сгорания: турбонаддув. Турбокомпрессор — это компрессор с приводом от выхлопных газов, который нагнетает больше воздуха в двигатель. Таким образом, двигатель может принимать больше воздуха без увеличения оборотов, просто больше воздуха от компрессора, что обычно называют «наддувом». При правильном количестве добавленного топлива это означало, что дизельные двигатели теперь могли конкурировать со своими бензиновыми аналогами по мощности, обладая преимуществами как по крутящему моменту, так и по эффективности.

Turbos может прожить тяжелую жизнь, о чем свидетельствует этот покрытый грязью блок, спрятанный под брандмауэром. Тем не менее, из-за их простоты прямые отказы не очень распространены в большинстве двигателей. Тепло, выделяемое турбинами, также необходимо экранировать от остальной части моторного отсека. Сняв кабину с этого Duramax, становится ясно, что задействованы некоторые основные теплозащитные экраны. Сняв кожухи компрессора и выхлопа с этого турбокомпрессора Garrett, вы можете более четко увидеть колесо компрессора, турбину и центральную секцию, которая в данном случае представляет собой высокопроизводительный узел на шарикоподшипниках. Людям нравится усложнять размеры турбонагнетателя, но основное правило заключается в том, что для поддержки большой мощности требуется много турбонагнетателя. Проверьте массивный S595 (который может поддерживать до 1200 лошадиных сил на задних колесах) рядом с заводским Dodge HX35 (450 лошадиных сил на задних колесах). Часто заводские детали включаются в сборку турбосистемы. Здесь стандартный промежуточный охладитель вода-воздух используется на 6,7-литровом Ford с модернизированным турбокомпрессором.

Early Turbo Basics

Каждый турбокомпрессор (тогда и сейчас) состоит из нескольких основных частей: центральной секции турбокомпрессора, в которой установлены подшипники с масляным охлаждением и смазкой, и общего вала, соединяющего стороны выпуска и компрессора турбокомпрессор. Есть также сторона компрессора с рабочим колесом компрессора и корпусом компрессора, а также сторона турбины с приводной от выхлопных газов стороной турбонагнетателя (называемой турбинным колесом) и корпусом. В конце 19В 80-х и начале 1990-х дизель с турбонаддувом следовал тем же основным формулам: уровни наддува ниже 20 фунтов на квадратный дюйм, фиксированная геометрия (подробнее об этом позже) и большие выхлопные кожухи и турбинные колеса для снижения давления выхлопных газов. Турбокомпрессоры также были довольно маленькими (например, Holset HC1 на Dodge 1989 года имел только 50-миллиметровый индуктор), а уровни мощности были умеренными, чтобы соответствовать умеренным уровням наддува. Конструкция турбокомпрессора оставалась по образцу этой формулы до 2000 года, когда подул ветер перемен. Все более строгие нормы выбросов, наряду с требованиями лучшей реакции и большей мощности, приведут к новому поколению конструкции турбокомпрессора, которая будет использоваться в современных грузовиках.

Изменившие правила игры

Дизельный двигатель Duramax с системой впрыска Common Rail дебютировал как модель 2001 года и отличался гораздо более крупным турбокомпрессором по сравнению с предыдущими моделями. Эти более крупные турбины Garrett позволили Duramax производить 300 л.с. на маховике (на тот момент это была самая большая тройка), а его большой рабочий объем 6,6 л и сложное электронное управление позволяли двигателю максимально эффективно использовать свой компрессор.

«Чтобы не остаться позади, и Dodge, и Ford предложили усовершенствованные турбокомпрессоры, чтобы компенсировать недостаток Power Stroke и Cummins в лошадиных силах по сравнению с Duramax».

Чтобы не остаться позади, и Dodge, и Ford предложили усовершенствованные турбокомпрессоры, чтобы компенсировать недостаток Power Stroke и Cummins в лошадиных силах по сравнению с Duramax. Компания Dodge установила на свой двигатель Cummins турбокомпрессор с регулируемым соплом, который мог эффективно изменить A/R со стороны выхлопной трубы в три раза. Это привело к созданию турбокомпрессора, который очень быстро запускался, но его можно было настроить для уменьшения противодавления выхлопных газов в зависимости от пробега или в условиях высокой нагрузки и высоких оборотов.
Ford также предлагал регулируемый турбокомпрессор на стороне выпуска, но использовал подвижные лопасти, которые направляли поток выхлопных газов на турбинное колесо, чтобы замедлять или ускорять турбонагнетатель на его двигателе Power Stroke. В 2005 году GM также добавила переменную технологию к турбонаддуву Duramax Garrett. На данный момент (2014 г.) все «большие тройки» по-прежнему придерживаются технологии с переменным турбонаддувом.

Эффективный и уникальный дизайн от производителей

Хотя может показаться, что Ford, Dodge и GM следовали одному основному пути, были некоторые отклонения от нормы. С 2008 по 2010 год двигатель Power Stroke, установленный на грузовиках Ford, имел две турбины в компаунде (одна дула в другую), что привело к созданию двигателя с высоким крутящим моментом, который также предлагал большой потенциал мощности. Частично благодаря своим турбонаддувам эти Форды быстро стали популярны среди тюнеров, которые смогли эффективно удвоить мощность двигателя с помощью модификации топлива и таблицы ГРМ. Такое экстремальное увеличение мощности было бы невозможно без этого турбокомпрессора.

«С дополнительной заправкой и настройкой большинство дизельных двигателей способны увеличить мощность почти в два раза по сравнению с заводской мощностью — даже со штатными турбонагнетателями».

Другие европейские производители также экспериментировали с различными конструкциями турбосистем. Например, BMW 335d имеет очень маленькую турбину с изменяемой геометрией в качестве небольшого компрессора, и он активен примерно от 1500 до 2500 об/мин. В этот момент выхлоп двигателя полностью проходит мимо меньшего турбонагнетателя, и больший турбонагнетатель берет на себя от 2500 до 4000 об/мин. Эта турбоустановка (называемая последовательной системой) приводит к двигателю с чрезвычайно широким диапазоном мощности и очень приятным в управлении автомобилем — идеально подходит для спортивного седана.

Для хот-родных дизелей очень популярен компаундный турбонаддув. Это включает в себя гораздо большую турбину, вдувающуюся в гораздо меньшую, создавая высокие уровни наддува (обычно 50-100 фунтов на квадратный дюйм), которые втискивают в двигатель огромное количество воздуха. и зазор капота может стать проблемой. Турбина S475 (рама S400, индуктор 75 мм) идеально подходит для этого GM с двигателем Duramax. Одиночные турбокомпрессоры возвращаются. Недавно мы видели, как этот 82-миллиметровый S400 преодолел отметку в 1000 лошадиных сил на заднем колесе на местном динамометрическом дне.

Производительность турбокомпрессора послепродажного обслуживания: от умеренной до дикой

При дополнительной заправке и настройке большинство дизельных двигателей способны увеличить мощность почти в два раза по сравнению с заводской мощностью — даже со штатными турбокомпрессорами. Однако в какой-то момент стандартный турбонагнетатель просто не справляется, и именно здесь в дело вступают многие производители вторичного рынка. Независимо от того, есть ли у вас 7,3-литровый Power Stroke или 6,7-литровый Cummins (и все, что между ними), турбосистема существует. чтобы помочь вам сделать 500, 600, даже 1000 лошадиных сил. Из-за того, что вариантов турбонаддувов много (а иногда и сбивает с толку), один из наиболее часто задаваемых вопросов энтузиастов дизельных двигателей: «Какой турбокомпрессор мне купить?»

На самом деле все не так плохо, как кажется. Например, выбор турбокомпрессора в большинстве случаев должен основываться на максимальной мощности, на которую рассчитан двигатель. Вот и все. Никакого вуду или колдовства. По нашему опыту, большинство людей используют слишком большую турбину, стремясь получить тонну мощности. Например, мы видели, как ATS Aurora 3000 (57 мм на базе S300) развивает мощность 450–500 л.с. на заднем колесе как на Duramax, так и на Cummins. Новые 67,7-миллиметровые турбины BorgWarner с коваными колесами разрывают дино и дрэг-стрипы по всей стране с потенциалом в 700 с лишним лошадиных сил. Если вы действительно хотите использовать 80-мм турбину в полной мере, вам лучше обратить внимание на 9.00 до 1000 лошадиных сил.

Наиболее экстремальные случаи турбонаддува включают тягу салазок, когда две турбины с большой рамой (например, HX82) используются для вдувания в третью турбину, которая затем направляет воздух в двигатель. С промежуточными охладителями и давлением наддува выше 150 фунтов на квадратный дюйм эти системы способны развивать мощность более 2500 лошадиных сил.

Согласование двигателя с турбонагнетателем — вопросы управляемости

Если вам интересно, почему все не ездят с каким-нибудь огромным одиночным турбонагнетателем, способным развивать огромную мощность, то на то есть причина: двигатель и топливная система также должны быть спроектированы вокруг желаемого диапазона лошадиных сил, и часто большие турбонагнетатели, способные на непристойные цифры мощности, не так уж и управляемы. В то время как заводской двигатель пикапа может развивать мощность от 1500 до 3000 об / мин, большой сингл может даже не сильно раскручиваться до 2000 об / мин и может иметь диапазон мощности от 3000 до 4500 об / мин. Поскольку многие люди используют свои дизели по разным причинам (например, для буксировки), наличие двигателя, который почти не развивает мощность до 3000 об / мин, может быть недостатком. Вот тут-то и появляется второе турбо.

Хорошим решением для управляемого транспортного средства, которое все еще может производить мощность, является комбинированный турбонаддув. Присутствующие в заводской форме на Power Strokes с 2008 по 2010 год, составные турбины предлагают способность наматывания небольшой турбины с предельным потенциалом мощности более крупной турбины. В ситуациях с высоким наддувом и высокими оборотами нагрузка на турбокомпрессоры также снижается, что приводит к снижению температуры на выходе компрессора и повышению эффективности. Кроме того, в ситуациях частичного открытия дроссельной заслонки комбинированный эффект нагнетания одного турбонаддува в другой приводит к большему наддуву при том же количестве топлива (по сравнению с одним турбонаддувом) и делает смеси идеальными для ситуаций буксировки. С комбинированной турбоустановкой можно реализовать широкий диапазон мощности, скажем, от 2000 до 4000 об/мин или от 1500 до 3000 об/мин. DW

Инновации в турбонаддуве

2001 GM выпустила 6,6-литровый Duramax с массивным (для того времени) турбокомпрессором GT37. Этот мотор выдавал в среднем 300 л.с.

2003 Ford представил 6,0-литровый Power Stroke, оснащенный невиданным ранее турбодвигателем GT37 AVNT. Этот турбонаддув был первым турбонаддувом с регулируемыми лопастями, предлагаемым для пикапа, и он был способен обеспечивать наддув практически на любых оборотах.

2007 .5 Dodge/Ram установил регулируемую форсунку Holset HE351VE на 6.7L Cummins. Изменяя соотношение сторон, этот турбонаддув работает аналогично 6,0-литровому, обеспечивая различные уровни наддува практически на любых оборотах.

2008 Ford сделал шаг вперед, установив двойные турбины на свой 6,4-литровый двигатель Power Stroke. После небольшого тюнинга и нескольких других простых модификаций эта силовая установка была способна развивать плавную мощность в 800 л.с. на холостом ходу.

2011 Компания Ford повторила попытку, применив новую «двойную» установку на новом двигателе 6.7 Power Stroke. Это зарядное устройство, разработанное Гарреттом, имело два встречных колеса компрессора с одним турбинным колесом.

Взгляд вперед: будущее

По мере развития технологий мы увидим инновации в области турбонаддува, как и во всем остальном. Одним из интересных экспериментов был турбокомпрессор на грузовиках Ford с 2011 по 2014 год с двигателем 6,7 л. Это зарядное устройство, разработанное Гарреттом, имело два встречных колеса компрессора с одним турбинным колесом. Идея заключалась в том, чтобы иметь воздушный поток, похожий на твин-турбо, с намоткой одинарного турбонаддува. Это позволило грузовику войти в силу невероятно жестко и продал немало Фордов. Тем не менее, турбонаддув столкнулся с проблемами давления привода при увеличении мощности или на больших высотах, поэтому модели 2015 года перешли на традиционный турбонаддув (два колеса), который был немного больше. Тем не менее, поскольку OEM-производители начинают использовать этот тип экспериментов, ожидайте увидеть больше уникальных установок, включающих компаундирование, последовательные турбонаддувы и, возможно, даже комбинации наддува и турбонаддува.

На вторичном рынке турбонаддув сделал интересный шаг назад. Теперь, когда предельная мощность новых турбин растет, а такие компании, как Garrett, Precision Turbo и BorgWarner, разрабатывают турбины специально для дизелей, использование одинарных турбин растет. Кроме того, с компрессорами, которые будут поддерживать наддув 50-60 фунтов на квадратный дюйм стоимостью менее 1000 долларов, и преимуществом электронного управления на новых двигателях с общей топливной рампой, одинарные турбины очень популярны на рынке уличных грузовиков мощностью от 500 до 800 лошадиных сил. Все, что выше этого, и компаунды по-прежнему безраздельно господствуют, за исключением некоторых специально разработанных турбин для классов тяги. Однако одно можно сказать наверняка: как на OEM-рынке, так и на вторичном рынке ищите новые конструкции, тенденции и инновации, поскольку рынок турбонаддува постоянно меняется.


Learn more

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf