Краткая история турбодвигателей

Изобретательская деятельность по увеличению эффективности применения двигателей с внутренним сгоранием топлива велись постоянно, можно сказать, со времени их изобретения и появления первых рабочих образцов. Например, Даймлер (Daimler) и Дизель (Diesel) проводили изыскания по возможности осуществить нагнетание воздуха под давлением в цилиндры. Наиболее успешным в этой области моторостроения оказался человек по фамилии Бюши (Buchi), запатентовавший в 1911 г. принцип повышения мощности двигателей, который сегодня известен как турбонаддув.

Принципом работы является использование давления выхлопных газов двигателя. Отработанная газовая смесь попадает на лопасти турбины, раскручивает её и крыльчатку компрессора (они находятся на одном валу), который «загоняет» воздух в камеры сгорания двигателя. Таким способом воздух попадает в цилиндры под более высоким давлением, чем которое создается разрежением от движения поршней, поэтому в цилиндры поступает больше топливовоздушной смеси. Так как количество сжигаемого топлива увеличивается, то как следствие возникает более высокая отдача на поршень.

В первую очередь такие турбинные нагнетатели стали применяться в больших судовых двигателях, а также в авиастроении. Лишь к концу тридцатых годов появились первые турбодизельные двигатели на грузовых машинах. На бензиновых легковых автомобилях первые турбодвигатели, предлагавшиеся массовому покупателю, устанавливались на американских моделях «Шевроле Корвейр Монца» и «Олдсмобиль Джетфайр» в начале 60-х.Такие машины отличались большей удельной мощностью, однако из-за еще «сырой» технологии были очень ненадежны, и это привело к тому, что данные модели не получили дальнейшего развития.

В 70-х годах нефтяной кризис подтолкнул автопроизводителей вернуться к совершенствованию турбодвигателей для применения на массовых моделях;также на «раскрутку» турботехнологий положительно повлияло применение турбин в автоспорте (в том числе в Формуле-1). Но в те времена делались такие турбодвигатели, что задержка отклика самой турбины была довольно высокой (известная как турбояма или турболаг), что приводило к серьезным неудобствам в повседневной гражданской эксплуатации. Появление в 1978 году представительского «Мерседеса 300 SD» с турбодизельным двигателем, а также турбобензинового «СААБ 99» стало, можно сказать, переломным моментом в турбостроении, подтянув к развитию турботехнологий других крупных производителей.

На сегодняшний день развитие турбированных двигателей переживает свой расцвет, и значительную роль в этом играет развитие электроники, которая используется в управлении мотора. Так, благодаря электронике удается делать характер турбомотора более плавным, распределяя крутящий момент более равномерно по рабочему диапазону, что на практике означает очень удобные и понятные отклики на работу педалью газа (без резких «подхватов» и «провалов» тяги). А ровная и уверенная тяга с низких оборотов способствует малому расходу топлива, так как нет необходимости «крутить» двигатель до высоких оборотов, чтобы уверенно разгоняться и держаться в основном потоке машин.

К минусам турбированных двигателей можно отнести ресурс самих турбин, который обычно меньше ресурса самого двигателя и может составлять примерно 110-160 тысяч километров. Однако двигатель с вышедшей из строя турбиной можно эксплуатировать и дальше, просто он станет обычным атмосферным. Для ценителей звука автомобильного выхлопа наличие турбины может представлять собой некоторый раздражающий фактор, так как звук становится не таким четким и как бы «размазанным». Улитка турбины в этом отношении представляет собой глушитель, делая пики давления отработанных газов более ровными и создавая свои гармоники. Но это решается специалистами в акустической настройке выхлопных газов. Выхлопная система большинства автомобилей — результат активной работы инженеров, поэтому можно сказать, что на звук больше влияет качество настройки самой выхлопной системы, а не столько от типа установленного движителя.

Современные турбомоторы в целом обладают лучшими потребительскими качествами по отношению к атмосферным, несмотря на более сложную конструкцию. Однако следует признать, что турбина, увеличивая температурные и механические нагрузки на детали двигателя, является причиной замены некоторых узлов усиленными аналогами, делающими производство мотора и его техническое обслуживание более сложным и дорогим.

(No Ratings Yet)

Загрузка...