Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Принцип работы турбины на дизельном двигателе довольно простой, но при этом максимально эффективный. Агрегат увеличивает объем воздушных масс, смешанных с дизтопливом перед поступлением в цилиндры. Это улучшает эффективность и увеличивает количество сгорающего воздушно-топливного заряда за единицу времени и как следствие приводит к возрастанию мощности и коэффициента полезного действия силовой установки. Несмотря на всю простоту нагнетателя, водители должны разбираться в особенностях его конструкции и функционирования.

Конструктивные особенности нагнетателя

Особенностью дизельного мотора является то, что перед подачей в цилиндры воздух сжимается намного сильнее, а температура выхлопных газов ниже по сравнению с бензиновыми аналогами. Следовательно, можно использовать детали с меньшей жаропрочностью, а значит дешевле. От количества поступающих воздушных масс зависит объем сгораемого дизтоплива, а значит мощность силового агрегата без увеличения размера камер сгорания.

Стандартный турбонагнетатель на дизельном двигателе состоит из двух элементов:

• компрессора;
• турбины.

Первый элемент отвечает за нагнетание воздуха в систему подачи топлива. Основные детали компрессора помещены в алюминиевый корпус. Задачей ротора, закрепленного на валу, является забор воздуха из атмосферы для последующего сжатия с целью увеличения объема, поступающего в камеры за счёт большой скорости вращения крыльчатки.

В свою очередь турбину используют для набора необходимых оборотов. Учитывая, что внутренние детали нагнетателя постоянно контактируют с отработанными газами, имеющими высокую температуру в их изготовлении, используются специальные термостойкие сплавы.

Принцип работы турбонаддува

Показатели мощности и производительности двигателя на дизеле напрямую зависят от объема сгораемого внутри камер воздушно-топливного заряда за определённый временной промежуток. Чтобы горючее сгорало быстрее и эффективнее необходим кислород. Для увеличения количества последнего используют специальное устройство – турбину.

Схема работы турбины дизельного двигателя подразумевает пять основных этапов:

• компрессором атмосферный воздух, смешанный с горючим, подается в камеры сгорания силового агрегата;
• после взрыва топливно-воздушного заряда образуются отработанные газы, которые выводятся с помощью выпускного коллектора;
• на выходе газ попадает в турбину, где за счет специальной конструкции корпуса разгоняется по каналам и приводит во вращение ротор;
• вращательный момент поступает на крыльчатку компрессора, жестко связанную с ротором для всасывания атмосферного воздуха;
• замкнутый цикл повторяется на протяжении работы силовой установки.

Особенностью работы узла является прямая взаимосвязь всасываемого атмосферного воздуха и оборотов, набираемых крыльчаткой. Получается, что скорость вращения последней увеличивается от объема нагнетаемого кислорода.

Отдельно стоит отметить образование турбоямы и турбоподхвата. В первом случае причина – задержка в наборе оборотов при увеличении поступления горючего сразу после нажатия педали газа. Это обусловлено необходимостью определенного времени, чтобы разогнать ротор. Турбоподхват является следствием турбоямы, так как возрастает давление выхлопа.

Рекомендации по эксплуатации

Для максимально эффективного использования ресурса турбонагнетателя на дизельном двигателе и продления его срока службы необходимо выполнить определённые условия. Автомобилисты со стажем рекомендуют следующие мероприятия:

1. Замену масла для недопущения засорения маслопровода частицами, образующимися при работе турбины.
2. Использование качественных, сертифицированных смазывающих материалов, рекомендованных производителем.
3. Глушение мотора через некоторое время работы на холостом ходу после остановки транспортного средства.

Простейшие рекомендации позволят значительно продлить срок службы, как турбины, так и дизельного силового агрегата. Учитывая, что ремонт нагнетателя – дорогостоящее удовольствие несложные действия со стороны водителя помогут сэкономить семейный бюджет.

За и против использования наддува

Популярность турбокомпрессоров обусловлена простой конструкцией и хорошими эксплуатационными характеристиками. Работа турбины на дизельном двигателе, как и других узлов и агрегатов транспортного средства обладает своими преимуществами и недостатками. К достоинствам стоит отнести:

• Увеличение коэффициента полезного действия. Если сравнивать мотор без и с турбонаддувом мощность последнего возрастает на 20 и даже 50%.
• Экологическую безопасность. Учитывая практически полное сгорание топливного заряда, в атмосферу попадает минимальное количество вредных газов.
• Увеличение крутящего момента в любых режимах работы мотора. Это обеспечивает хорошую динамику разгона автомобиля.
• Невосприимчивость к эксплуатации на разных высотах. Атмосферные двигатели в условиях разряженного воздуха работают хуже.
• Стабильную и тихую работу. Заведенный турбированный силовой агрегат создает меньше шума, чем атмосферный двигатель.

Среди недостатков стоит выделить более сложную конструкцию силовой установки из-за использования дополнительного элемента. Также к отрицательным моментам можно отнести восприимчивость к качеству дизтоплива. Из-за некачественного горючего возникает детонация.

Признаки предстоящего ремонта

Большинство поломок турбонагнетателя обусловлено несвоевременностью техобслуживания, которое по регламенту выполняется не реже раза в году. Также неисправности возникают из-за использования низкокачественного масла либо его несвоевременной замены. Не стоит забывать и об естественном износе подвижных элементов агрегата.

Среди распространенных признаков, свидетельствующих о предстоящей поездке на СТО, внимание стоит уделить:

• Черному выхлопу. Это свидетельствует о сгорании горючего внутри интеркулера. Обычно поломка связана с выходом из строя управляющей системы.
• Увеличенному расходу масла. Часто поломка возникает из-за разгерметизации патрубков на стыках, поэтому их нужно периодически проверять.
• Сизому дыму. Неисправность обусловлена нарушением герметичности корпуса турбонагнетателя и как следствие попаданию масла в камеры сгорания.
• Ухудшению динамики набора скорости. Обусловлена кислородным голоданием из-за неправильной работы управляющей системы.
• Белому выхлопу. Светлый дым связан с загрязнением маслопровода.
• Увеличению потребления горючего. Свидетельствует о недостатке кислорода, поступающего в двигатель.
• Посторонним шумам. Обычно свист возникает из-за нарушения зазора ротора или повреждений корпуса.

При обнаружении любой неисправности требуется диагностика для установления причины. Вовремя обнаружив проблему, автолюбитель избежит серьезного дорогостоящего ремонта. При этом, даже чётко зная принцип работы турбины на дизельном двигателе не стоит пытаться самостоятельно устранить поломку. Лучше обратиться к специалистам сервисного центра, у которых есть необходимый опыт и оборудование.