Магія турбонаддуву: як це влаштовано?

Автор: Нік Движнов

У 80-х компанія SAAB, що створює реактивні літаки і вже випустила кілька дуже неоднозначних (в поганому сенсі) автомобілів, нарешті зробила грандіозний хід — встановила турбонаддув на свою нову серійну модель. Зараз таке рішення навряд чи назвуть грандіозним, та й у ті часи SAAB були далеко не першими. Однак відразу після появи на світ SAAB 99 Turbo почалася справжня турбо-трясця. Слово «турбо» стало синонімом слова «круто». З'єднання явилося турбо-все: турбо-холодильники, турбо-бритви, турбо-окуляри, турбо-жуйка і т. д.

Але, повертаючись до турбонаддуву, що це таке і як він працює? Розповідаємо далі.

Говорячи простою мовою, якщо машина «турбо», значить у неї під капотом є «каструля» з вентилятором, який крутитися і щосили штовхає по каналах в мотор повітря, а далі, як сказавши відомий телеведучий, творитися чаклунство і машина їде швидше.

Якщо говорити більш технічною мовою, то все трохи складніше. Навіщо взагалі турбонаддув потрібен? Автомобілі їздять на паливі. Паливу потрібен кисень, щоб горіти. В атмосферних двигунах повітря потрапляє в камеру згоряння самостійно, як би на запрошення. Він засмоктується прямо з атмосфери з, відповідно, атмосферним тиском. У турбовані ж движки повітря потрапляє в тій кількості і під тим тиском, як це буде вирішено конструкторами, що дуже сприятливо позначається на показниках потужності.

А тепер поговоримо безпосередньо про турбонаддув. По-перше, насправді він називається нагнітач. По-друге, він буває різний. Основу будь-якого нагнітача становить повітряний компресор — та сама каструля з вентилятором, яка заганяє в мотор додаткове повітря. А відмінність становить спосіб отримання енергії для роботи. Таким чином, нагнітачі діляться на дві категорії: турбонагнітач і механічний нагнітач .

Турбонагнітач (турбіна) отримує енергію від переробленого палива. У вихлопній системі встановлюється невелика турбіна, яку розкручують вихлопні гази. Її обертання передається в повітряний компресор, і він робить свою справу. Механічний нагнітач , який набагато частіше називають просто компресор, працює на ремінному приводі: він забирає енергію обертання безпосередньо біля двигуна, як, наприклад, автомобільний генератор.

А яка між ними різниця? Адже установка того або іншого нагнітача сильно впливає на потужність і динаміку автомобіля. Давайте розбиратися.

Турбіна забирає енергію обертання від потоку вихлопних газів. А поки потоку немає — турбіна не крутитися, отже мотор працює як простий атмосферник, і автомобіль їде відповідно. Це називається поняттям «турбояма» і характерно для всіх двигунів з турбіною. Компресор ж забирає обертання безпосередньо від мотора, а отже підхоплює ваше бажання їхати швидше вже на низьких обертах двигуна, що позитивно позначається на загальній динаміці автомобіля. Однак турбіна, так само за рахунок роботи від вихлопних газів, дає в підсумку більший приріст потужності, ніж компресор. Існують моделі автомобілів, заводські і тюнінговані, на які хитруни встановлюють і ті, і інше, вирішуючи тим самим проблему турбоями і нестачі потужності. Варто сказати і про надійність — у турбіни набагато більше складних деталей.

А як в результаті повітря потрапляє через нагнітач в двигун? На відміну від атмосферних двигунів, він робить цілу подорож. Крім повітряного фільтра, він проходити через нагнітач, а потім через інтеркулер. Це пристрій по суті є звичайним радіатором, охолоджуючим розігрітий в нагнітачі повітря. У прохолодного повітря більша щільність, воно займає менший об'єм, і таким чином подавати в мотор охолоджене повітря набагато вигідніше. Далі відбувається стандартний для камери згоряння процес: повітря і паливо змішуються, спалюються і відправляються через вихлопну систему геть з автомобіля, по шляху розкручуючи турбіну, якщо, звичайно, вона там є.

Джерело: https://automotive.co.ua/