На сегодняшний день, существует масса разнообразный способов придать своему «стальному коню» достаточно высокие мощностные и скоростные характеристики, снабдив его двигатель каким-либо хитроумным приспособлением. Одним из примеров такого приспособления будет являться – турбокомпрессор.
Многие автолюбители задаются вопросом «турбина и турбокомпрессор - в чем разница?». Для ответа на этот вопрос требуется слегка углубиться в теорию, и рассмотреть сам автомобильный турбокомпрессор, что называется, в деталях (Если вам лень читать весь текст, прочтите только выделенный абзац в конце:lol:)
.
Классическое понимание турбины лежит в преобразовании какой-либо внутренней или внешней энергии в механическую энергию. Так, к примеру, простейшей турбиной может быть обыкновенный вентилятор, лопасти которого будут вращаться от уличного ветра, в результате чего, ротор вентилятора будет механически взаимодействовать со статором, образуя тем самым генерацию электрического тока. Подобный принцип турбины лежит в основе любой гидроэлектростанции, с тем лишь исключением, что вместо ветра используется вода.
Но как такое приспособление может проявить себя в автомобильном двигателе? Что будет являться источником энергии? И во что она будет преобразовываться? Как известно, любой двигатель внутреннего сгорания нуждается в постоянном притоке воздуха, без которого попросту невозможно воспламенение топлива. И чем интенсивнее будет этот воздух поступать в двигатель – тем большую мощность он сможет развить. Следовательно, если, к примеру, двигатель оборудовать воздушным компрессором, осуществляющим принудительный вдув воздуха под давлением, то вопрос поднятия мощности решится. Но что будет этот компрессор приводить в движение? Как показывает практика, с подобной задачей идеально справляются выхлопные газы, которые как раз и будут подаваться на предварительно установленную турбину. Турбина раскручивается, механически передавая свой крутящий момент компрессору, который, в свою очередь, забирая воздух из атмосферы, под давлением подает его в двигатель.
Подводя итог, становится понятным, что турбина – это составной элемент турбокомпрессора, обойтись без которого попросту невозможно.
Как правило, любой автомобильный турбокомпрессор – это достаточно сложное и нуждающееся в постоянном внимании приспособление. Высокие скорости вращения конструкционных элементов, избыточное трение, особые сверхпрочные материалы и многое другое, что присуще каждому турбокомпрессору приводят к тому, что диагностика турбин должна проводиться регулярно. Более того, диагностика турбин не может быть выполнена, что называется, подручными средствами, так как для определения физического состояния ее элементов нужны и специализированные приборы и высокая квалификация исполнителей. Подобных же условий требует и любой ремонт турбин, который возможен лишь в специальных сервисных условиях. Ведь как показывает статистика, ремонт турбин, выполненный дилетантами, очень часто оканчивается плачевно.
Турбина и компрессор имеют один и тот же принцип работы. Но турбину крутят выхлопные газы, а компрессор раскручивает непосредственно двигатель. Компрессор по тяговым характеристикам предпочтительней так как работает с минимальных оборотов. Однако, большой минус компрессора, в отличие от турбины - расход топлива!
Вот наглядная картинка:
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.
С установленными турбонаддувом или турбокомпрессором называют в просторечье "турбодвигателями ", "турбированными моторами " и подобными названиями, где, главным образом, фигурирует часть "турбо". Турбрированный двигатель производит гораздо больше мощности в общем зачёте при том же режиме работы, чем аналогичный двигатель без турбонаддува или компрессора.
Типичный дополнительный (к стандартному атмосферному давлению) импульс давления, подаваемый турбокомпрессором или нагнетателем в цилиндры, составляет примерно от 0,4 до 0,55 бар (или почти столько же атмосфер). При нормальном атмосферном давлении в 1 атмосфер Вы можете видеть, что двигатель таким образом получает дополнительно приблизительно на 50 процентов больше воздуха. Таким образом, можно было бы ожидать получить 50-процентное увеличение мощности двигателя, не правда ли? Но подаваемый под давлением воздух, к сожалению, не настолько эффективен, хотя, впрочем, получить 30-процентный прирост мощности - это нормально для современных автомобилей. Давайте теперь перейдём к главному вопросу: чем отличается турбонаддув от турбокомпрессора?
Ключевое различие между турбокомпрессором и турбонагнетателем заключается в системе питания каждого из них. Согласитесь, ведь что-то должно сжимать и затем поставлять сжатый воздух в двигатель, для чего требуется дополнительная энергия! В обоих случаях питанием служит крутящееся движение с вентилятором, который и нагнетает воздух в двигатель. В случае с турбокомпрессором кручение передаётся через ременной привод, который подключается непосредственно к двигателю. Он получает вращение также как, к примеру, генератор . Турбонаддув, с другой стороны, получает питание от потока выхлопных газов: выхлопы проходят через турбину, вращая её, оказывая давление на лопасти, а турбина, в свою очередь, вращает компрессор. Вот чем отличается турбокомпрессор от турбонагнетателя!
Есть свои недостатки, преимущества и компромиссы в обеих системах. В теории турбонаддув является более эффективным, так как он приводится в движение с помощью "впустую" расходующейся энергии потока выхлопных газов в качестве своего источника питания. С другой стороны, турбонагнетатель вызывает некоторое количество обратного давления в выхлопной системе и стремится обеспечить гораздо меньший импульс, пока двигатель работает на низких оборотах. С третьей стороны, турбонагнетатели значительно проще в установке, но, как правило, автомобили с турбонагнетателями стоят дороже.
Перед тем, как говорить на тему – нужно больше узнать о том, как повышается мощность. Как известно, двигатель внутреннего сгорания функционирует с помощью воздушно-топливной смеси, что воспламеняется в цилиндрах и там сгорает. В состав смеси входят – воздух и бензин, которые попадают к двигателю/ коллектору таким образом:
Что же делают турбина и компрессор? Оба устройства начинают шибко нагнетать воздух в цилиндры, что очень хорошо влияет на мощность.
Так чем отличается компрессор от турбины ?
Далеко не все автовладельцы знают, что такое компрессор и чем турбина отличается от компрессора . Итак, компрессор – это механический нагнетатель воздуха, который вешается возле двигателя, при этом не вмешиваясь в его строение. На сегодняшний день, есть три типа компрессора: винтовой, роторный и центробежный.
Понять, что лучше компрессор или турбина , поможет перечень всех плюсов и минусов компрессора.
Преимущества компрессора:
Недостатки:
Обычно компрессор устанавливается на ременную передачу от коленвала двигателя, а это значит, что производительность зависит от оборотов: малые обороты – малая производительность, большие обороты – высокая. Следовательно, нагнетание воздуха компрессором, так же как и производительность, является ограниченным.
Турбина – механический нагнетатель воздуха, однако в отличие от компрессора, турбина работает при высоких температурах, преимущественно 700-800 градусов °C. Также, турбина функционирует на выхлопных газах и вмешивается в строение двигателя, смазывая агрегат маслом.
Принцип работы устройства заключается в следующем – на такте выпуска выходят все отработанные газы по специальному каналу к глушителю. Эти газы раскручивают горячее колесо турбины, что расположена на одном валу с холодным. В свою очередь холодное колесо начинает сильно вертеться и этим самым можно получить около 200-240 000 оборотов за минуту.
Преимущества турбины над турбокомпресором:
Недостатки:
Турбина или компрессор – в чем разница? Компрессор работает на ременном приводе от коленвала агрегата, турбина – от отработанных газов, врезается в глушитель и смазывается маслом.
Прежде всего, следует обратить внимание на производителя. В конце концов, сегодня уже никто и не занимается изготовлением и выпуском компрессоров, только турбины. Так как, турбина есть действительно очень производительным агрегатом, который способен повысить мощность на 30-40%. Однако, не следует забывать про дорогое обслуживание и довольно частые диагностики, а также замену масла.
Если вам не нужна такая высокая производительность, и вы можете обойтись 7-10 процентами мощности, то выгоднее приобрести компрессор. К тому же, его вы сможете установить самостоятельно, этим самым сэкономив и повысив мощность на 10%.
Таким образом, сопоставив все за и против, вы сможете решить для себя – что лучше турбина или компрессор .
Во многих современных машинах от холодильника до автомобиля, от корабля до самолета используются агрегаты, называемые турбинами и компрессорами.
турбина. Каждый из них имеет свое назначение и отличия. Без них трудно представить современное машиностроение, транспорт и энергетику.
То, что называется турбиной, по сути, является беспрерывно работающим ротационным двигателем . Она представляет собой ротор или ее рабочий орган, который вращается под воздействием воды, пара или газа. В обобщенном виде их именуют рабочим телом. Такое воздействие осуществляется посредством закрепленных по окружности ротора лопаток или лопастей на которые падает поток рабочего тела. В результате кинетическая или внутренняя энергия рабочего тела преобразуется в механическую, вращая соединенные с ротором агрегаты. Сегодня турбина — обычное явление, однако только в XIX веке появились первые работоспособные образцы.
На современных турбинах имеются две главные части. Это подвижное рабочее колесо, состоящее из установленных на роторе лопаток. Именно оно напрямую создает вращение. К неподвижной части турбины относится сопловый аппарат, состоящий из лопаток, обеспечивающих рабочему телу необходимое направление потока при его воздействии на лопатки рабочего колеса. Этот поток может перемещаться вдоль или перпендикулярно валу турбины. Отдельным типом турбин выделяют турбокомпрессоры.
Для повышения эффективности турбин в условиях значительных тепловых перепадов могут создаваться турбины с несколькими контурами. Они могут иметь от одного до трех валов с разным расположением и оснащаться общим редуктором. Все турбины оснащаются регулятором безопасности, который в автоматическом режиме регулирует частоту вращения рабочего органа.
Сфера применения турбин чрезвычайно широка. Они являются составной частью приводов морских и воздушных судов, некоторых автомобилей, работают в различных гидронасосах и гидродинамических передачах. Турбины выступают приводами генераторов. вырабатывающих электрическую энергию на гидро, тепловых и атомных электростанциях. Все большее распространение получают турбинные устройства в двигателях внутреннего сгорания.
В соответствии с типом рабочего тела турбины подразделяются на паровые. газовые и гидротурбины. На их основе созданы газотурбинные и турбореактивные, турбовентиляторные двигатели. Почти все боевые корабли имеют турбинные двигательные установки. Они состоят из компрессора для нагнетания воздуха, камеры сгорания, газовой турбины и различного вспомогательного оборудования.
Для того, чтобы сжимать и транспортировать воздух и различные газы , применяется компрессор. Он приводится в действие двигателем. В соответствии со спецификой создания высокого давления и особенностями конструкции компрессоры могут быть динамическими и объемными. В первых происходит сжатие газообразного вещества за счет механической энергии на их валу. Установленные на нем лопатки гонят газ в определенном направлении и сжимают его. Компрессоры, работающие по динамическому принципу, бывают осевыми и центробежными. Это зависит от типа рабочего колеса и направления потока.
В турбокомпрессорах газ сжимается вследствие неподвижной и вращающейся решетками областей. Объемные компрессоры так называются потому, что во время работы в них меняется объем камеры, в которой сжимается газ. Это самый распространенный тип компрессоров. Основными среди них являются те, в которых происходит процесс сжатия за счет работы поршня в цилиндре, а также машины, в которых сжимающий элемент вращается. Их еще называют роторными.
Компрессоры могут иметь общее назначение или применяться в конкретных производствах. Они широко используются в химической промышленности, газотранспортных системах, в строительстве, транспорте, пищевой промышленности и других отраслях. Без компрессоров не обходятся холодильные установки. Компрессоры сжимают воздух для работы различных инструментов и установок в промышленности, сервисных службах и на стройках, для обеспечения работы. Сжимают кислород, азот, хлор и другие газы для различных нужд.
В действие они могут приводиться двигателями внутреннего сгорания и электрическими, газовыми и паровыми турбинами. Для использования в местах, где отсутствует электричество, обычно применяют дизельные компрессорные установки.
Компрессоры во время работы нагреваются и требуют охлаждения, которое бывает жидкостным или воздушным. Они могут работать стационарно или быть мобильными и портативными.
Некоторые компрессоры могут создавать не только давление и разрежение. Показателями производительности компрессоров является обычно кубометр (тысячи, миллионы кубометров) газа в единицу времени. Они зависимости от назначения, могут создавать малое, среднее, высокое и сверхвысокое давление.
