Еще будучи на школьной скамье, Вам рассказывали о том, что мощность устройства зависит от его габаритов – чем меньше по размеру механизм, чем меньшую мощность он будет выдавать. Но как же сделать так, чтобы этот принцип работал наоборот? Именно эта проблема долгое время не давала спать инженерам. Выходом из сложившейся ситуации стала установка в двигатель дополнительного устройства – компрессора. Благодаря компрессору в камеру сгорания поступало больше кислорода, от чего росло давление в поршне, а от этого увеличивалась мощность. Так же активно, как и компрессоры, стали использовать турбину, главной целью которой было обогащение горючего. Выходит, что цели у обеих устройств одинаковы, но все же разница между ними есть. Какая же?
Для того, чтобы ответить на вопрос что же лучше – компрессор или , нужно полностью разобраться в том, как устроены эти два приспособления. С конструкторской точки зрения, турбина является двигателем, который постоянно пребывает в движении за счет того, что энергия пара или жидкости преобразуется в энергию механическую. Выхлопы, которые образуются после сгорания топлива, заставляют колесо турбины вращаться по валу, на противоположном конце которого расположен центробежный насос, нагнетающий еще большое воздуха в цилиндры.
Для охлаждения сжатого турбиной воздуха необходимо использовать еще один радиатор – интеркулер. Турбины сегодня очень активно используются как основной элемент привода самых разнообразных транспортных средств (как наземных, так и воздушных, и морских). К сожалению, турбина является достаточно дорогим удовольствием, к тому же устроена она не самым простым образом, если брать во внимание два аспекта – установку в движок и подвод маслопроводов. Также к недостаткам данного механизма можно отнести и необходимость полной привязки к движку, так как турбина – устройство стационарное. К тому же на низких оборах турбина практически незаметна, результат ее работы можно заметить только на больших оборотах.
Компрессоры бывают разными, от чего могут применяться в разных областях. Прежде всего, компрессор нужен для того, чтобы сжимать и подавать воздух и другие газы под давлением. Главной целью разработки такого устройства было повышение отметки максимальной мощности двигателя за счет нагнетания большего количества воздуха в камеру сгорания. Благодаря этому в цилиндр поступает больший объем топлива, то есть двигатель будет работать с большей мощностью.
Различают компрессоры внешнего и внутреннего сжатия. Устройства первого типа отлично подходят для нагнетания большого объема воздуха на низких оборотах. Минусом такого механизма является тот факт, что подобный компрессор самостоятельно не нагнетает давление, отчего может возникнуть обратный поток. Компрессор внешнего сжатия воздействует на газ со сравнительно низким КПД.
В случае использования компрессоров внутреннего сжатия обратные потоки возникают достаточно редко. Подобные механизмы крайне эффективны при высоких оборотах, но могут заклинивать при перегревании. И компрессор, и турбина могут повысить максимальную мощность двигателя на 15 – 25%.
Чтобы определить, в чем заключается разница между этими двумя устройствами, нужно перечистить главные отличительные свойства как турбины, так и компрессора:
- Одно из наиболее весомых преимуществ компрессоров является непрерывность процесса сгорания топливно-воздушной смеси.
От этого сильно зависит правильной работы автомобильного двигателя, а вероятность возникновения различного рода поломок сводится к минимуму;
- У турбины также есть ответный плюс – ее наличие никак не влияет на утерю лошадиных сил, а вот компрессор на подобное явление может повлиять. Но имеет смысл упомянуть в том, что это касается общей исходной мощности движка – если в машине стоит компрессор, то мощность упадет на 20%;
Чтобы установить и настроить турбину, Вам потребуется помощь специалиста. Самостоятельно Вы не справитесь с этим достаточно сложным и требующим определенных знаний и навыков процессом. А вот чтобы установить компрессор, потратить много сил не нужно будет;
У турбины есть один очень существенный минус – к ней необходимо часто подводить масло под давлением, а это влечет за собой дополнительные расходы на содержание машины. Если не соблюдать периодичность в проведении данной процедуры, то авто быстро сломается , от чего денег на восстановление нужно будет потратить еще больше. Подобную процедуру с компрессором проводить не нужно;
В вопросе ухода за турбиной требуется особый подход. Дабы ее работа была правильной, придется раз в месяц ездить к специалисту, чтобы он провел диагностику;
- Турбина полностью привязана к двигателю в плане питания.
Если машина дает малые обороты, то толку от турбины нет никакого. Только если выжать из машины максимум, то турбина «покажет» свою мощь. Сегодня на рынке есть такие турбины, работа которых не зависит от того, с какой скоростью двигается машина. Но такое устройство будет стоить приличную сумму;
Компрессор работает вне зависимости от того, сколько оборотов выдает движок, его мощность фиксирована;
Обслуживать и ремонтировать компрессор легче, так как это устройство независимо. Починить устройство сможет даже автовладелец без опыта;
Развиваемые турбиной обороты выше, чем у компрессора. Но нагревается турбина быстрее и сильнее, поэтому под ударом оказывается двигатель автомобиля. Из-за такого явления движок может быстрее износиться;
Компрессор начинает работать, как только запускается двигатель. В этом заключается огромное преимущество компрессора над турбиной, не работающая в случае, если машина стоит. Но вот с запуском компрессора запускается и движок, а вот под действием турбины на двигатель, наоборот, освобождается от дополнительных нагрузок;
- На работу компрессора уйдет больше горючего, нежели на работу турбины
. Также коэффициент полезного действия у компрессора ниже, чем у турбины. Если говорить простым языком, то турбина работает на полную мощность, а бензин при этом не растрачивается;
Компрессор начинает работать под воздействием механического нагнетателя – ремня. На турбину же действуют выхлопные газы, под действием которых начинают крутиться две крыльчатки, которые соединяются между собой с помощью вала;
Количество моделей компрессоров на рынке очень велико, а вот турбин не так-то уж и много;
Колоссальная разница в цене. За турбину придется выложить значительно больше, чем за компрессор. Именно поэтому второе устройство гораздо популярней, нежели первое.
Ранее уже упоминалось о том, что для работы компрессора достаточно минимальных оборотов, а вот турбина в таких условиях работать не будет. Зачастую, турбине нужно не менее 3500 оборотов в минуту для того, чтобы нагнать давление. Компрессор же не может расходовать горючее экономно. Когда Вы разгоняете машину, то компрессор будет работать эффективно слишком непродолжительное время.
Турбина запускается спустя немного времени, сначала будет ощущаться «яма», но через время она исчезнет. В итоге:
если Вы предпочитаете быстро ездить, а Ваша машина ездит на бензине, то можете смело устанавливать компрессор и радоваться жизни.
В случае дизельного движка, необходимо устанавливать турбину. Благодаря компрессору топливно-воздушная смесь будет подаваться непрерывно, но ощутимыми будут потери в мощности. При турбине такого явления не будет.
Чтобы турбина оставалась работоспособной, нужно проводить диагностику устройства у специалистов. Иначе можно получить вышедшую из строя систему. Турбине нужен дополнительный охладитель – интеркулер, так как воздушный поток нагрет очень сильно. Устанавливать еще один радиатор – вопрос достаточно сложный, так как найти место для монтажа проблематично. КПД у компрессора немного меньше, нежели у турбины. Сегодня люди отдают предпочтение не громоздким и прожорливым внедорожникам, а небольшим и экономичным автомобилям. Потому, как цена на бензин и дизельное горючее растет очень быстро, очень популярными среди автомобилистов становятся силовые устройствами с турбинной установкой. Так можно сэкономить на горючем, но никак не на содержании машины.
И первое, и второе устройство имеет как плюсы, как и минусы. Сделать выбор предстоит Вам. от этого будет зависеть то, чем Вы пожертвуете – мощностью или деньгами.
Внешне центробежные выглядят очень схоже со своими ближайшими родственниками - обычными турбинами. Действительно, между двумя системами подачи воздуха в цилиндры много общего, но тем не менее отличий у них не меньше.
Использование принудительной индукции для получения большей мощности с единицы объема двигателя может быть достигнуто несколькими различными способами. Одним из таких способов является применение нагнетателя центробежного типа, использующего механическую мощность двигателя, а не , для того чтобы загнать больше воздуха в цилиндры, сжечь больше топлива и получить больше мощности. Но как именно работает центробежный нагнетатель? Небольшой ликбез ниже.
Центробежный нагнетатель очень похож на турбокомпрессор, если посмотреть на него со стороны такого технического элемента, как диффузор компрессора. В простонародье его называют «улиткой» за схожий внешний вид, и это не случайно.
Как в турбине, он использует крыльчатку для сжатия воздуха, поступающего извне, и принудительно направляет его в цилиндры двигателя. Главное конструктивное отличие, как вы уже догадались, заключается в отказе от использования выхлопных газов для раскручивания крыльчатки - центробежный нагнетатель вместо этого использует шкив, приводимый в движение двигателем механически. Поэтому он относится к типу приводных нагнетателей.
Плюс. Поскольку вращение компрессора центробежного типа зависит от оборотов двигателя, центробежная турбина не будет нагнетать такое же количество воздуха на низких оборотах, как и на высоких. Это хорошо при обыденной эксплуатации автомобиля, например, в городе, в пробках или при вялотекущем движении. Пиковая мощность не будет достигаться до тех пор, пока вы не раскрутите до более высоких оборотов. Значит, будет экономиться топливо.
Минус. В то же время моторы с установленными на них центробежными нагнетателями будут выдавать максимальную мощность на самых высоких оборотах, что создаст определенный дефицит энергии при начале разгона.
Таким образом, у двигателя с центробежным наддувом будет больше энергии на высоких оборотах. Это является одним из главных недостатков центробежных нагнетателей - у них достаточно узкий диапазон работы, стремящийся к максимальным оборотам двигателя.
Минус. Также центробежные отличаются более сложной конструкцией и повышенными оборотами вращения крыльчатки. В конструкции появляется такой элемент, как повышающий редуктор (это лишний вес), а скорость вращения выходного шпинделя будет катастрофически огромной, вплоть до 250.000 оборотов в минуту! От таких нагрузок страдают конструктивные элементы, надежность падает.
Минус. Еще одним минусом можно назвать забор мощности турбины от двигателя. Она ведь приводится механически, а значит, мотору приходится трудиться за двоих.
Плюс При этом жесткая сцепка дают положительный результат. Отзывчивость становится практически моментальной, «турбоямы» для этой конструкции не известны.
По этой причине такая система принудительного увеличения мощности подойдет не каждому автомобилю. Впрочем, автопроизводители повсеместно все чаще начинают использовать именно нагнетатели, предпочитая устанавливать их на свои новые модели автомобилей вместо классических турбин. Это обусловлено, в первую очередь, возможностью его тонкой настройки, скажем, при помощи бортового компьютера, который сможет включать и отключать турбину при изменениях исходных данных. Хотя практической необходимости с ПЦН в этом нет.
Небольшое видео на тему (для комфортного просмотра включите перевод субтитров)
Любой атмосферный двигатель можно улучшить – это своего рода аксиома, поднять , а соответственно и производительность. НА данный момент самым лучшим увеличением мощности является установка дополнительного оборудования, такого как турбина или компрессор. С их помощью можно увеличить мощность от 10 до 40%, что очень существенно. Вот только что из них лучше, да и какая в них разница? Почему одни устанавливают одно, а другие — другое? Давайте разбираться …
Статья будет подробная с видео в конце, а также с голосованием, так что читаем – смотрим – участвуем, отдаем свои голоса.
Если честно ребята, то для меня принцип работы этих двух устройств — практически одинаков! «ДА как так» — скажите вы — «ТЫ, что с ума сошел» (и полетели помидоры). Но если откинуть все эмоции то и компрессор и турбина нагнетают воздух в двигатель, просто делают это различными путями, так что задача у них одна – «нагнетать»! А вот методами – категорически различаются.
Прежде чем выяснять — что лучше компрессор или турбина, давайте пройдемся по принципу повышения мощности.
Как мы с вами знаем, двигатель внутреннего сгорания работает на воздушно топливной смеси, именно она воспламеняется в цилиндрах и затем сгорает – состоит она из воздуха и бензина, которые поступаю во впускной коллектор или двигатель различными путями:
То есть и компрессор и турбина нагнетают в цилиндры — только воздух и больше ничего. Где-то слышал — что нагнетается еще и топливо, но по сути это бред. Тогда в чем же разница, ведь и тот и другой узел делают одно и тоже, почему их различают – что лучше в конце-концов?
Для того чтобы ответить на все эти вопросы, стоит вспомнить каждый из узлов, первый появился компрессор
Это механический нагнетатель воздуха, который вешается «рядом с двигателем» не вмешивается в его строение. Сейчас на данный момент есть три типа:
Нужно отметить, что компрессоры появились раньше, чем турбины, достаточно долго устанавливались на агрегаты внутреннего сгорания, да и сейчас многие народные тюнеры на ПРИОРЫ, КАЛИНЫ ставят именно их. Плюсов — минусов у них предостаточно, пробежимся быстро.
Плюсы:
Минусы :
Компрессор зачастую устанавливается на ременную передачу от коленвала двигателя, то есть производительность напрямую зависит от оборотов – малые малая производительность, большие – большая, думаю это понятно. Но вот самым большим минусом является то — что максимальные обороты, равняются максимальным оборотам двигателя – а как мы знаем это 7000 – 8000, ну может чуть больше, но это уже исключение из правил. Таким образом, нагнетание воздуха строго ограниченно, как и производительность (конечно применение шестеренок и правильного передаточного числа дает возможность раскрутки до 10 – 12000 оборотов, но это копейки) — ну не выжмешь ты из компрессора столько сколько из турбины, она его «рвет» по всех характеристикам.
Это тоже нагнетатель воздуха, причем также механический, но высокотемпературный, работает практически всегда с показателями в 700 – 800 градусов Цельсия. Она уже вмешивается в строение двигателя, смазывается его маслом, а также работает от выхлопных газов, то есть «врезка» в глушитель.
Принцип ее работы также прост, при работе двигателя, на такте выпуска, выходят отработанные газы в глушитель, по специальному каналу они идут и раскручивают горячее колесо турбины, которое сидит на одном валу с холодным, соответственно и холодное колесо начинает бешено крутиться.
Таким образом, можно добиться – 200 – 240000 оборотов в минуту! Просто вдумайтесь, это в несколько десятков раз больше чем у компрессора – производительность просто зашкаливает, вот почему не редко турбина увеличивает производительность двигателя на 40%. Но вот надежность этого узла оставляет желать лучшего.
Плюсы :
Наверное, это все плюсы, больше их нет, только отрицательные моменты.
Минусы :
Конечно, если покопаться, минусов станет гораздо больше, однако это самые существенные.
Итак, все разобрали по полочкам, теперь думаю понятно, в чем разница этих агрегатов – один работает на ременном приводе от коленвала двигателя (компрессор), другой работает от отработанных газов, врезается в глушитель, и смазывается маслом двигателя (турбина). Теперь думаем что лучше.
Стоит посмотреть на производителей, сейчас компрессоров вы и не найдете. ТОЛЬКО – ТУРБИНА! Почему да очень просто, разделите 200 000 на 12000 = 16, именно во столько превосходит турбина своего соперника по оборотам, а соответственно и выигрыш в мощности будет ощутимый.
Если констатировать, то:
Турбина, это реально мощный, производительный агрегат, который повысит мощность от 30 до 40% (примерно), если вам это важно (гоняете на ралли например), это ваш выбор. Но готовьтесь выкладывать большие деньги за обслуживание (ремонты), частые диагностики, замену масла и т.д.
Если не нужна такая бешенная производительность, а хочется процентов 7 – 10 к мощности, чтобы геморроя с обслуживанием не было, хватило на весь срок эксплуатации авто (настроил и забыл), чтобы сам мог поставить причем дешево – ТОГДА компрессор.
Может вы рядовой парень, на ПРИОРЕ, и хотите установить себе нагнетатель своими руками (да еще и дешево), чтобы повысить мощность на 10%, причем вам важна надежность – то однозначно компрессор.
Турбина вам не по плечу, потому как придется перелопатить устройство мотора, ставить всякие даунпайпы, лезть в смазку вашего агрегата, да еще много всяких приколов. Причем стоимость будет в разы больше.
Конец рабочего дня, ничего не предвещало беды. Как в одном из боксов среди механиков разразился спор. Извечная тема, давно поросшая мхом вновь явила собой жаркое противостояние адептов компрессора и турбины. Надо сказать, что в нашем сервисе постоянно возникают стычки между поклонниками немецких и японских авто, любителей гаджетов Apple и приверженцев устройств на андройде, вот теперь очередь дошла и до нагнетателей воздуха. Да что собственно удивляться, каждое устройство по своему хорошо, имеет ряд преимуществ друг перед другом, но и не лишен недостатков. Выход из создавшейся ситуации был только один, каждая сторона должна была предоставить веские доводы в пользу своего устройства и оппонировать другой стороне с помощью минусов их «гаджета». Третейским судьей выступил я, ибо для меня нет ничего лучше огромного по литражу «атмосферника» без дополнительных нагнетателей.
Плюсы:
Турбина - это двигатель преобразующий кинетическую энергию газа в полезную механическую. Говоря простым языком, выхлопные газы раскручивают ротор турбины, засасывая воздух извне в камеру сгорания, повышая тем самым взрывную мощь мотора. Особенность в том, что турбина устанавливается на выходе из коллектора выхлопа, требует подключения к системе смазки двигателя и установки дополнительного охлаждения воздуха - интеркулера. По сути турбонагнетатель зависимый агрегат, внедренный в конструкцию ДВС, коэффициент полезного действия которого весьма велик и не ограничен потенциалом двигателя. Поэтому их используют на магистральных грузовиках и самосвалах.
Плюсы:
Компрессоры предполагают размеренное увеличение мощностных показателей с запуском двигателя и так же затухают при достижении пика раскрутки. Он действует в диапазоне рабочего цикла ДВС и КПД падает в зависимости от увеличения мощности.
Среди многих тюнеров не утихает спор, что лучше турбина или компрессор? Ведь у каждого из вариантов есть свои преимущества и недостатки. Еще есть часть людей, которые собираются покупать себе новый автомобиль, но не могут сделать выбор, автомобиль с компрессорным или турбонаддувом. Ведь рынок как новых, так и поддержанных авто, предлагает большое количество обоих вариантов, примерно с одинаковой мощностью.
Что лучше турбина или компрессор? Чтобы дать полноценный ответ на этот вопрос, нужно разобраться, как работает каждый из элементов наддува и что ожидается получить от установки на атмосферный двигатель.
Где применяется система наддува на впуске
Применение турбин и компрессоров очень широко в автомобилестроении, их используют как в гражданских легковых автомобилях, так и в спецтехнике. С помощью наддува можно значительно поднять мощность, даже на двигателе с небольшим объемом, чем и пользуются автомобильные конструкторы. К примеру, с легкового двигателя объемом 1.2 литра с турбиной можно получить порядка 100-120 л.с, без ущерба для ресурса. В то время, как с двигателя того же объема, но атмосферного удастся снять около 60-80 л.с.
В Европе турбо и компрессорные двигатели очень широко распространены, и их количество стремительно растет. Это сделано потому, что существует налог на объем, и чем он больше, тем больше пошлину нужно платить ежегодно. Вот европейцы и выходят таким образом из ситуации, делая малолитражные моторы с внушительной мощностью.
Вот и получается, что система наддува на впуске – отличный выход увеличения мощности без увеличения объема камеры сгорания. Из-за этого турбины и компрессоры крепко вошли в среду тюнинга.
Сейчас в продаже можно найти множество готовых турбо-кит и компрессор-кит комплектов, готовых к установке на стандартный атмосферный мотор. Да и в целом, любой серьезный тюнинг, где стоит цель получения наибольшего количества лошадей, не обходится без нагнетателей.
Как работает компрессор
Компрессор – вид механического нагнетателя, задачей которого является создание избыточного давление во впускной системе автомобиля. Компрессор легко заметен под капотом, по виду похож на электродвигатель, только больше, крепиться к мотору жестко. В действие компрессор приводится при помощи ремня, который вращает коленчатый вал. Компрессор соединен с ресивером посредством железных трубок и силиконовых переходников. Коленвал вращает компрессор, в котором крыльчатка, раскручиваясь, создает избыточное давление в ресивере, то есть наддув.
У компрессора есть несколько отличных плюсов, таких как создание давления на низких оборотах, почти с холостых и то, что его работа не увеличивает подкапотную температуру.
Но есть и несколько минусов, во-первых, компрессор не может создавать сильного наддува, чаще всего давление не превышает 1 бар. И второй минус в том, что он работает от двигателя, соответственно отбирая у последнего мощность, это ощутимо заметно при езде на низких оборотах.
Принцип работы турбины
Главная задача турбины такая же, как и у компрессора – создание избыточного давления на впуске. Но её конструкция в корень отличается. Турбина тоже имеет крыльчатку, которая раскручивается. Но раскручивается при помощи выхлопных газов, которые, как известно, выходят из двигателя под давлением.
Чтобы установить турбину нужно менять конструкцию выхлопного коллектора. Выхлопные газы, выходя из ГБЦ, попадают в коллектор, затем проходя через крыльчатку (горячую часть) турбины раскручивают её и дальше выходят по системе в атмосферу.
Так называемая «горячая часть» турбины, которая контактирует с выхлопом, связана валом с «холодной частью», в которой также установлена крыльчатка, которая и создает давление. То есть «горячая часть» выступает неким двигателем для «холодной части».
Турбина имеет несколько преимуществ перед компрессором, которые напрямую выходят из его недостатков.
Во-первых, турбина лучше подходит для «серьезного» тюнинга, цель которого – получения как можно большего количества лошадиных сил, потому что она способна выдавать давление вплоть до 2 бар или в некоторых случаях даже больше. А чем больше наддув, тем больше воздуха можно загнать в цилиндры, а чем больше воздуха, тем больше топлива соответственно, и как итог, больше мощность.
Во-вторых, турбина не создает нагрузки на двигатель. На холостом ходу и низких оборотах наличие турбины никак не ощущается.
Но не обошлось и без недостатков. Основных недостатка всего два, и при правильном подходе можно их устранить.
Первый недостаток – это более поздний выход на «буст», то есть на рабочее давление. Турбина, как правило, начинает выдавать свои максимальные показатели по давлению на оборотах, свыше 3 тысяч. А на некоторых тюнинг – проектах работа турбины, вовсе, наступает после 5 тыс. об.
Второй недостаток – увеличение подкапотной температуры. Горячая часть турбины при нагрузках может нагреваться свыше 800 градусов Цельсия, что негативно сказывается на всех подкапотных деталях и двигателе в целом. Нередки случаи, когда под капотом плавятся провода. Чтобы уменьшить температуру горячей часть в капоте делают воздухозабоники.
Противостояние продолжается
Из данного материала становится ясно, что каждый из элементов наддува сделан для разных целей. Потому, можно догадаться, конкретного ответа на вопрос, что лучше турбина или компрессор нет. Эти детали принципиально разные в конструкции и разные в получении конечного результата. Кому-то лучше спокойная езда, когда машина «едет» с самых низов, а кому-то нужно как можно больше мощности, чтобы получить заветные секунды в гонке. И не секрет, что владельцы турбо-автомобилей время от времени задумываются о компрессоре (надув начинается раньше, не греется двигатель), также как и владельцы компрессорных машин думают про установку турбины (можно получить гораздо больше лошадей). И пока конструкторы не придумают чего-либо нового в конструкции турбины и компрессора, противостояние будет продолжаться.
