Турбокомпрессоры

Турбокомпрессоры

Компания ЗАО «Turbocentras» занимается сбытом и поставками турбокомпрессоров всех ведущих производителей. Мы предлагаем турбины «BorgWarner Turbo Systems («3K», «KKK», «Schwitzer»)», «Hitachi», «Holset», «Honeywell Garrett», «IHI Turbo», «Mitsubishi», «Toyota» с доставкой по всему миру.

На наших складах можно встретить как новые оригинальные турбокомпрессоры, так и устаревшие турбины, снятые с производства. Наши специалисты с радостью помогут подобрать турбокомпрессор для вашего автомобиля, неважно будь то старенький Renault или новый дорогой Porsche. Возможность приобретения у нас альтернативного, полностью восстановленного турбокомпрессора порадует любого клиента с низким бюджетом.


Турбокомпрессор - Турбина

Турбокомпрессор в разрезе
Турбокомпрессор в разрезе

Турбокомпрессор (турбина) – это устройство, увеличивающее общую мощность двигателя внутреннего сгорания, используя кинетическую энергию отработанных выхлопных газов.

Вообще-то, с технически правильной позиции, называть турбокомпрессор турбиной или турбиною, технически неверно!
Потому как: турбина + компрессор = турбокомпрессор.
Но мы не будем педантами и лишь вкратце поясним, что к чему….

Турбина – устройство, преобразующее кинетическую энергию газа в механическую силу. В турбокомпрессоре, турбиной является его «горячая» часть, через которую проходит поток горячих отработанных выхлопных газов, заставляющий вращаться вал с рабочим колесом.

Компрессор – устройство, применяемое для нагнетания потока газа, в данном случае потока воздуха. В турбокомпрессоре, компрессор является его «холодной» частью и служит для нагнетания потока воздуха в цилиндры двигателя, при помощи крыльчатки компрессора, которая вращается за счёт вращения вала с рабочим колесом турбины в «горячей» части.

Компоненты турбокомпрессора
Компоненты турбокомпрессора

Отработанные газы под давлением приводят в движение крыльчатку турбины, которая вращает находящуюся на том же валу крыльчатку компрессора, которая в свою очередь, нагнетает поток воздуха во впускной коллектор двигателя. Турбина, таким образом, повышает давление в смеси воздуха и топлива внутри впускной камеры двигателя. В цилиндрах нагнетаемый поток увеличивает плотность горючего заряда смеси, что приводит к сгоранию большего количества топлива и выделению большего объема газа, двигающего поршни с последующим ростом мощности двигателя.

Скорость вращения ротора обычной турбины, в рабочих режимах, варьируется в пределах 70000 – 90000 оборотов в минуту. Иногда пиковая скорость вращения может достигать 200000 и более оборотов в минуту. Например, на простых турбинах «Garrett» в условиях тестирования или ремонта, производя балансировку сердцевины (картриджа, точнее: ротора) турбокомпрессора, скорость вращения вала турбины достигает 130000 – 150000 оборотов в минуту, а у турбин «BorgWarner» (серии KP35, KP39) и «Mitsubishi (MHI)» (серии TD03, TD025) 200000 оборотов в минуту. Обычно, чем меньше размеры турбокомпрессора, тем выше скорость вращения его ротора.

Маслопровод турбокомпрессора
Маслопровод турбокомпрессора

Высокие скорости вращения вала (ротора) вызывают сильное трение и нагрев деталей турбины. Для смазывания и охлаждения элементов турбокомпрессора применяется система смазки двигателя. Моторное масло двигателя, поступая в турбину, покрывает вал тонким слоем смазки, тем самым смазывая и охлаждая его. Такой способ смазки маслом вала, обеспечивается применением гидростатических подшипников в турбокомпрессорах. Гидростатический подшипник позволяет ротору турбины достигать высоких скоростей вращения без перегрева и трения. Система смазки и охлаждения турбины напрямую зависима от качества моторного масла, используемого в двигателе. Неисправность турбины чаще всего связана с нарушением работы системы смазки из-за применения некачественного масла.

Большинство современных транспортных средств оснащаются турбокомпрессором, ввиду значительного повышения эффективности работы двигателя. Изначально, установленный на выходном тракте турбокомпрессор, на самом деле немного снижает мощность двигателя, создавая небольшое сопротивление отработанным газам и немного мешая его работе. Но, прирост мощности, после цикла работы системы турбонаддува, значительно превышает потерянную мощность. Турбонаддув в среднем обеспечивает двигателю прирост мощности в 30 – 40%. С эффективностью использования турбины не поспоришь. Двигатели, снабжённые турбиною значительно производительнее обычных двигателей, так как более эффективно расходуют топливо и позволяют повысить мощность без увеличения скорости вращения двигателя.

В использовании турбин существуют свои минусы, так сказать: побочные, негативные моменты. К примеру: практически все турбокомпрессоры обладают собственной инертностью срабатывания. От момента нажатия на педаль акселератора до эффективного прироста мощности двигателя, наблюдается временная задержка, называемая «турбо-яма». За задержкой следует резкий прирост мощности, и иногда ощутим резкий рывок двигателя. Связано это в основном с силой трения ротора, которому требуется время, чтобы набрать скорость вращения до рабочего режима работы. Эти недостатки практически сведены к нулю в турбокомпрессорах с системой изменения геометрии потока отработанных (выхлопных) газов («VNT» турбины) и в турбинах с перепускными клапанами («wastegate» турбины).

Можно обозначить основные типы автомобильных турбин – это VNT (Variable-Nozzle Turbine) турбокомпрессоры с системами изменения геометрии потока выхлопных газов при помощи соплового устройства (Nozzle Ring) и обычные турбины без систем подобных VNT. К особому типу можно отнести турбины с технологией «wastegate». Технология «wastegate» по принципу своей работы схожа с VNT системами, но в отличие от VNT, «wastegate» турбокомпрессоры не имеют соплового устройства. Турбины с «wastegate» используют особый перепускной клапан для управления уровнем потока выхлопов.


Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией …?

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией появились где-то на просторах интернета, а точнее на страницах Википедии. Изменение геометрии турбины может быть вызвано страшным дорожно-транспортным происшествием. Турбину с изменённой геометрией можно встретить после аварии или под работающим прессом. Можно также, воспользовавшись высокотехнологичной кувалдою, изменить геометрию турбокомпрессора, причём даже несколько раз.

Турбины с системой изменения геометрии потока выхлопных газов

VNT Турбокомпрессор
VNT (Variable-Nozzle Turbine) Турбокомпрессор.

Производители турбокомпрессоров используют разные названия систем VNT:

  • Variable-Area Turbine Nozzle (VATN);
  • Variable-Geometry Turbo (VGT);
  • Variable-Nozzle Turbine (VNT);
  • Variable-Turbine Geometry (VTG);
  • Variable-Vane Turbine (VVT).

VNT турбокомпрессоры отличаются наличием кольца (англ. “Nozzle Ring”) с подвижными лопастями аэродинамической формы (англ. “Nozzles”). Лопасти турбин VNT, регулируя площадь каналов на входе колеса (крыльчатки) турбины, изменяют поток проходящих газов с целью повышения или оптимизации эффективности турбонаддува. Сами лопасти на кольце приводятся в движение при помощи вакуумного привода (актуатора, actuator), пневматического или гидравлического привода, электронного сервопривода.

При большом потоке поступающих в турбокомпрессор отработанных газов, на высоких оборотах двигателя, система VNT увеличивает площадь канала поступающего в турбину потока, понижая давление и скорость, что предотвращает слишком высокую скорость вращения ротора турбины и поддерживает заданный уровень наддува.

При небольшом потоке отработанных выхлопных газов, на низких оборотах двигателя, система изменения геометрии потока уменьшает канал поступающим в турбокомпрессор газам, увеличивая давление и скорость потока газов в турбине.

Турбокомпрессоры, оснащённые системами изменения геометрии потока выхлопных газов (VNT турбины) преимущественно встречаются на дизельных двигателях.

Основные преимущества турбокомпрессоров с системами VNT:

  • Лучшее торможение двигателем, из-за повышения давления в выходном тракте двигателя, путём перекрытия потока выхлопных газов;
  • Отсутствие инертности в работе двигателя, отсутствие «турбо-ямы» при нажатии на педаль акселератора;
  • Меньшее давление в выходном тракте двигателя на всех скоростях вращения приводит к приросту мощности;
  • Турбина интенсивнее нагнетает воздух даже на низких оборотах двигателя, обеспечивая больший крутящий момент;
  • Эффективный расход топлива, благодаря полному контролю степени наддува турбокомпрессора.

Турбокомпрессоры без VNT систем – обычные турбины

Турбины, без систем подобных VNT, не обладают всеми преимуществами VNT турбокомпрессоров. Обычные турбокомпрессоры имеют более простую конструкцию и наиболее часто применяются в бензиновых двигателях внутреннего сгорания. Отсутствие VNT, позволяет эксплуатировать турбокомпрессор в более высоких температурных режимах, так как механизм VNT узла менее стоек высоким температурам. Именно поэтому обычные турбины чаще встречаются на бензиновых двигателях, где температура горящей смеси значительно выше.


Перепускной клапан турбины (технология «wastegate»)

WasteGate Турбокомпрессор
WasteGate Турбокомпрессор.

Перепускной клапан турбокомпрессора регулирует движущийся через турбину поток выхлопных газов, регулируя тем самым интенсивность наддува.

Повышение или понижение давления потока выхлопных газов в турбине приводит к изменению степени наддува. С целью повысить или снизить давление поступающего потока, регулируемый пневматическим или электронным приводом, перепускной клапан направляет отработанные газы в турбокомпрессор или мимо него. Срабатывать перепускной клапан заставляет система управления двигателем, которая считывает показания датчиков давления турбонаддува.

Использование перепускного клапана турбины, является своего рода альтернативой технологии VNT. Применение перепускного клапана позволяет предотвратить чрезмерно высокое вращение ротора турбины и немного оптимизировать эффективность работы турбокомпрессора.


Интеркулер турбокомпрессора

Интеркулер турбокомпрессора – это устройство, предназначенное для охлаждения, нагнетаемого турбиной воздуха. Используется как промежуточный охладитель (радиатор, теплообменник) потока горячего воздуха, выдаваемого турбокомпрессором и направляющегося в цилиндры двигателя.

Воздух, создаваемый в компрессоре турбины, нагревается до высоких температур, находясь под высоким давлением. Проходя через соединительные патрубки в промежуточный охладитель (интеркулер), остывший воздух поступает в цилиндры двигателя. Это позволяет избежать излишней детонации горючей смеси в конце такта сжатия внутри цилиндра и способствует отводу лишнего тепла из турбокомпрессора.

Интеркулер обычно располагается в передней части корпуса транспортного средства для охлаждения потоком воздуха окружающей среды, возникающего из-за движения.


Где приобрести турбокомпрессор? – Продажа турбин

За оптимальным решением по выбору турбокомпрессора, смело обращайтесь в компанию ЗАО «Турбоцентрас». Специалисты нашей компании всегда помогут вам в вопросах выбора и приобретения турбокомпрессора. Наши сотрудники предоставят вам профессиональную, исчерпывающую все вопросы консультацию, дадут полезные рекомендации по вопросам последующей эксплуатации приобретённой турбины.

Приобрести турбокомпрессор, можно в нашем интернет-магазине или просто связавшись с нами по телефону либо по электронной почте.