Принцип работы турбины
Принцип работы турбины основывается на повышении КПД двигателя, которое достигается за счет увеличения подачи воздуха. В любом обыкновенном двигателе воздух закачивается в цилиндр из атмосферы с помощью карбюратора. Действие этой системы основано на разнице давлений, которое и обеспечивает приток воздуха, необходимый для сгорания топлива. Как правило, из-за недостатка кислорода в цилиндре сгорает лишь только порядка 25% топлива – это означает, что дополнительный приток воздуха способен увеличить объем сгораемой смеси, а значит, соответственно повысить мощность двигателя и разгонную динамику автомобиля.
Систему турбонаддува, по сути, можно представить из двух ключевых составляющих: ротора и компрессора. Вращение ротора, которое создается за счет движения выхлопных газов (по системе Альфреда Бюхи), приводит в действие лопасти компрессора, вследствие чего и подается дополнительный воздух в цилиндры.
Дополнительно, в системе устанавливается интеркулер – это простейший радиатор, основным предназначением которого является охлаждение воздуха перед его поступлением в цилиндры. Здесь действуют основные принципы термодинамики: в результате охлаждения воздух сжимается, поэтому его количество в цилиндре увеличивается, что обеспечивает пропорциональный прирост мощности.
Единственным серьезным минусом и, по сути, основной проблемой турбонаддува являлись небольшие сбои в процессе его работы, так называемые «турбоямы». Этот фактор возникал по причине недостаточности потока выхлопных газов, который не мог приводить в движение лопасти компрессора, как правило, эта ситуация наблюдалась, только в тех случаях, когда двигатель работал на маленьких оборотах, с увеличением оборотов, эта проблема исчезала и машина словно «выстреливала» с места.
На данный момент существуют два способа «борьбы» с турбоямами:
- - Первый способ: это последовательная установка нескольких турбокомпрессоров (последовательный турбонаддув), один из которых будет обеспечивать приток воздуха на низких оборотах (малоинерционная турбина), другой же в свою очередь будет включаться в работу с ростом давления на выпуске. Такая схема была использована в модели Porsche 959 и остается по-прежнему актуальной (турбина на дизель фирм Land Rover BMW);
- - Второй способ: это изменение геометрии рабочей части турбины – в зависимости от оборотов двигателя варьируется форма сопла, что обеспечивает постоянную подачу воздуха в цилиндры. Одной из первых моделей использовавших газовую турбину такого образца стал Porsche 911 Turbo. Единственный недостаток этой технологии – ее новизна, которая непосредственно влияет на стоимость турбины такого образца.
