Назначение, устройство и работа турбокомпрессора

Устройство и принцип действия дизельного агрегата

Конструкция этого оборудования может быть представлена ​​двумя вариантами компрессорных блоков:

1. Поршень;
2. Жизни.

Устройства последнего типа наиболее распространены. Они относятся к портативным дизельным объемным компрессорам и работают следующим образом. Воздух отсасывается из агрегата через специальный фильтр, снабженный сменными элементами. В этом агрегате воздух очищается и направляется к многофункциональному регулятору. И только после этого воздушные массы попадают в винтовой блок, где смешиваются с маслом и сжимаются.

Образовавшаяся в результате этих действий смесь, проходя через радиатор, поступает на выход дизельного компрессора. В этом случае масло отделяется в сепараторе и направляется к шнековому блоку. Термостатический клапан контролирует его движение, отправляя его по малому или большому кругу, в зависимости от температуры. Однако перед тем, как масло попадет в винтовой блок, оно очищается от твердых частиц, проходя через фильтры.

В конструкцию дизельного компрессора также входят:

• Мотор (электрический или внутреннего сгорания);
• Поклонник;
• Клапан минимального давления

Винтовой фиксатор устройства состоит из червячных роторов:

• Первый;
• Последователь.

Они задействованы и отвечают за процесс сжатия воздуха, который осуществляется следующим образом. Хотя зубья блоков находятся в зацеплении, между их открытыми полостями и корпусом винтового блока образуется своего рода контейнер, в который при вращении роторов нагнетается воздух. Во время работы устройства полости закрываются и объем между ними уменьшается, что приводит к увеличению давления. Когда она достигает необходимого значения, сжатый воздух начинает поступать в выхлопную трубу.

один оборот главного ротора требуется для завершения полного цикла сжатия. Если сравнить работу винтового устройства с поршневым, то хорошо видна разница в процессе сжатия. В дизельном поршневом компрессоре это происходит из-за возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре.

Недостатки

На сегодняшний день существуют следующие решения проблемы турбоинерции:

• битурбо (двойной наддув);
• турбина с адаптивной геометрией;
• комбинированный наддув.

В двойном турбонагнетателе используются две небольшие турбины, которые вместе работают намного быстрее, чем один из номинальных размеров. Число цилиндров делится между этими турбинами поровну. Аналогом такой системы может быть использование нескольких компрессоров, которые приводятся в движение на разных оборотах двигателя, каждый в своем режиме.

Турбина с адаптивной геометрией может уменьшить размер впускного канала и, таким образом, регулировать поток выхлопных газов, также повышая эффективность системы.

Комбинированный наддув состоит из турбонагнетателя и механического нагнетателя. Нагнетатель создает необходимое давление на низких оборотах, но как только обороты увеличиваются до определенного значения, турбонагнетатель включается.

Нагревать. Как уже было сказано, сжатие воздуха влечет за собой его нагрев, что не лучшим образом отражается на работе двигателя. Поэтому часто необходимо подключать дополнительное охлаждение, и на это тратится часть энергии.

Однако, несмотря на перечисленные недостатки, турбонагнетатель является отличным средством повышения мощности и КПД двигателя внутреннего сгорания, а также его экономичности. Более того, многолетний опыт специалистов показывает, что возможности по совершенствованию этой системы еще не исчерпаны.

Типы и ресурс работы турбонагнетателей

Главный недостаток турбины — эффект «турбо-лага», возникающий при низких оборотах двигателя. Это временная задержка реакции на изменение оборотов двигателя. Чтобы преодолеть этот недостаток, были разработаны различные типы турбонагнетателей:

• Двойная раздвижная система. В конструкции предусмотрено два канала, разделяющих турбинную камеру и, как следствие, поток выхлопных газов. Это обеспечивает более быстрое время отклика, максимальную эффективность турбины и предотвращает засорение выпускных отверстий.
• Турбина с изменяемой геометрией (сопло с изменяемой геометрией). Эта конструкция чаще всего используется в дизельных двигателях. Он обеспечивает изменение сечения входа в турбину за счет подвижности ее лопаток. Изменение угла поворота рулевого колеса позволяет регулировать поток выхлопных газов, регулируя тем самым скорость выхлопных газов и частоту вращения двигателя. В бензиновых двигателях турбина с изменяемой геометрией часто устанавливается на спортивные автомобили.

Недостаток турбонагнетателей — хрупкость турбины. Для бензиновых двигателей это в среднем 150 000 километров. С другой стороны, срок службы турбины дизельного двигателя немного больше и составляет в среднем 250 000 километров. Длительная езда на высокой скорости, а также при неправильном выборе масла срок службы может сократиться в два, а то и в три раза.

В зависимости от того, как работает турбина в бензиновом или дизельном двигателе, можно оценить производительность. Сигналом к ​​управлению является появление синего или черного дыма, снижение мощности двигателя, а также появление свиста и скрежета. Во избежание поломок необходимо вовремя менять масло, воздушные фильтры и проводить регулярное техническое обслуживание.

Основные элементы системы турбонаддува

Конструкция системы турбонаддува, включающей турбину, очень похожа на систему, в которой используется нагнетатель. Однако их не следует путать. В обоих случаях это довольно сложные системы, направленные на повышение эффективности двигателя без значительного увеличения расхода. Главное здесь — увеличить объем подаваемого воздуха, который используется для создания топливовоздушной смеси. Тогда в тандеме с турбиной работают следующие элементы, объединенные в единую систему:

• Воздухозаборник с воздушным фильтром;
• Турбокомпрессор;
• Интеркулер, понижающий температуру воздуха;
• Турбина;
• Впускные коллекторы.

Большинство современных агрегатов также имеют дополнительные клапаны, которые обеспечивают циклическую подачу воздуха, а также поддерживают оптимальное давление за счет удаления лишнего воздуха. В некоторых случаях турбокомпрессор комплектуется целыми двумя турбинами. Напоминаем, что независимо от количества турбин интеркулер должен работать в паре с ними. Охлаждает всасываемый воздух, увеличивая его плотность. В единице объема воздуха низкой плотности содержится меньше кислорода, чем в таком же объеме охлажденного плотного воздуха.

Особенности эксплуатации турбин

По сравнению с механическим компрессором, приводимым в действие коленчатым валом, преимущество турбины состоит в том, что она не потребляет энергию от двигателя, а использует энергию побочных продуктов его работы. Это дешевле в производстве и дешевле в использовании.

Хотя конструкция турбины в дизельном двигателе технически такая же, как и в системах с бензиновым двигателем, она чаще встречается в дизельном двигателе. Основная особенность — это режимы работы. Поэтому для дизельного двигателя можно использовать менее жаропрочные материалы, так как температура выхлопных газов составляет в среднем от 700 ° C в дизельных двигателях и от 1000 ° C в бензиновых. Это означает, что дизельную турбину нельзя устанавливать на бензиновый двигатель.

С другой стороны, эти системы также имеют разные уровни давления наддува. При этом следует учитывать, что производительность турбины зависит от ее геометрических размеров. Принудительное давление воздуха в цилиндрах состоит из двух частей: 1 атмосфера атмосферного давления плюс избыточное давление, создаваемое турбонагнетателем. Оно может составлять от 0,4 до 2,2 и более атмосфер. Учитывая, что принцип работы турбины на дизельном двигателе предполагает забор большего объема выхлопных газов, даже конструкция для бензинового двигателя не может быть установлена ​​на дизельные двигатели.

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженеры запомнили систему несколько десятилетий. На первый взгляд решение компенсировать потерю эффективности выхлопными газами кажется простым. Даже после создания устройства долгое время у него были проблемы.

Например, не удалось решить проблему турбо-лага: задержки после нажатия педали акселератора и запуска ротора. Решение было найдено в виде использования двух клапанов. Один из них использовался для удаления лишнего воздуха, а второй — для выхлопных газов. Кроме того, современные турбины имеют измененную геометрию лопастей, что серьезно отличает их от аналогичных устройств второй волны 20 века.

Можно выделить еще одну проблему — чрезмерную детонацию: с ней успешно справились даже современные инженеры. Проблема заключалась в том, что при нагнетании воздуха резко повышалась температура в рабочих секторах цилиндров, особенно в последней фазе такта. Решение нашлось в установке интеркулера (интеркулера).

Интеркулер — это устройство для охлаждения наддувочного воздуха. Он выполняет одновременно две функции: предотвращает детонацию и предотвращает уменьшение плотности воздуха. В результате удалось сохранить работоспособность всей системы.

Стоит отметить и другие важные компоненты турбины.

Регулирующий клапан. Отвечает за поддержание определенного уровня давления, избыточное давление поступает во всасывающий трубопровод.

Перепускной клапан. Применяется для отвода лишних воздушных масс к приточным патрубкам — это необходимо для снижения мощности в случае превышения.

Предохранительный клапан. Если дроссельная заслонка закрыта и нет датчика массового расхода воздуха, клапан будет возвращать избыток воздуха в атмосферу.

Патрубки. Герметичные участки труб. Некоторые используются для подачи воздуха, другие для подачи смазочного масла.

Выпускные коллекторы. Он должен быть совместим с турбокомпрессором.

Признаки неисправности турбины

1. Значительное падение мощности автомобиля, снижение динамики. В большинстве случаев водитель сразу же замечает потерю мощности. Иногда это связано с недостаточным притоком воздуха во впускной коллектор из-за неисправности регулятора наддува
2. Повышенный расход масла в ДВС. Это связано с потерей масла и сгоранием в турбине.
3. Дым из выхлопной системы белый или синий. Это также может свидетельствовать о его потере и сгорании в турбине.
4. Посторонний шум при работе турбокомпрессора. Скорее всего, произойдет механическое повреждение турбины.

Работа турбокомпрессора на дизельном двигателе

Работа ведется по следующей схеме:

1. Компрессор подает сжатый атмосферный воздух.
2. Воздушная масса смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
3. Образовавшаяся топливно-воздушная смесь воспламеняется, что приводит в движение поршни.
4. Параллельно с этим процессом появляются выхлопные газы, которые направляются в выпускной коллектор.
5. Скопившиеся в корпусе газы значительно увеличивают скорость.
6. Вращение проходит (по валу) к ротору компрессора, засасывает новую порцию воздуха.

Интересные результаты взаимодействия. Ротор быстрее вращается — поступает больше воздуха. Чем больше воздуха поступает, тем быстрее вращается ротор.

Виды турбин: втулочные и шарикоподшипниковые турбины

Гильзовые турбины существуют уже давно. У них был ряд конструктивных недостатков, которые не позволяли им в полной мере пользоваться преимуществами турбомотора. Появление более эффективных турбин с шарикоподшипниками нового поколения постепенно заменяет решения с гильзой. Например, турбины на шарикоподшипниках Garrett являются вершиной инженерной мысли и используются во многих гоночных двигателях.

Турбины на шарикоподшипниках сегодня являются оптимальным решением, так как они требуют значительно меньше масла, чем их аналоги с гильзой. Учтите, что установка масляного ограничителя на входе в турбокомпрессор очень желательна, особенно если давление масла в системе выше 4 атм. Слить масло необходимо с помощью специальной подачи в поддон, учитывая, что слив должен быть выше уровня масла.

Всегда помните, что слив масла из турбины происходит самостоятельно и под действием силы тяжести. Знание этого диктует необходимость ориентировать картридж центральной турбины так, чтобы слив масла был направлен вниз.

Индикатор, определяющий реакцию турбины на давление педали акселератора, демонстрирует сильную зависимость от конструкции самого патрона центральной турбины. Решения для шарикоподшипников Garrett могут достигать увеличения на 15% быстрее, чем их аналоги с гильзой. Турбины с шарикоподшипниками уменьшают эффект турбонаддува и делают использование турбомотора максимально похожим на вождение с большим рабочим объемом без наддува.

У турбин на шариковых подшипниках есть еще один плюс. Эти турбины требуют значительно меньшего потока масла через картридж для смазки подшипников. Решение значительно снижает вероятность протечки масла через сальники. Турбины с шарикоподшипниками не требуют чрезмерного качества масла, а также менее склонны к коксованию после плановой или внезапной остановки двигателя.

Twincharger

Совместите механику и турбокомпрессор. На малых оборотах двигателя тяга обеспечивается механическим компрессором (так как КПД турбины в этой области невысокий). По мере увеличения скорости турбокомпрессор включается, а механический нагнетатель выключается. Примером такой системы является твин-турбо двигатель TSI Volkswagen.

Преимущества турбонаддува

Технически это не сложно. Компрессор представляет собой устройство, состоящее из двух колес: компрессорного и турбинного. Турбинное колесо улавливает выхлопные газы, которые его приводят в движение. В результате начинает вращаться крыльчатка компрессора, служащая для сжатия воздуха.

Компрессор должен контактировать с системой охлаждения, так как во время работы его температура значительно повышается. Сила обдува регулируется перепускным клапаном. При необходимости он может передавать часть выхлопных газов мимо турбины, чтобы снизить давление в системе.

Увеличивайте мощность двигателя без увеличения его объема и веса. Технология наддува позволяет увеличивать мощность двигателя без увеличения объема цилиндров и их количества. В результате легкий и малогабаритный двигатели приобретают отличные характеристики и, кроме того, уменьшается общий вес автомобиля, сокращается тормозной путь и время разгона.

Рентабельность. Расход топлива двигателей, оснащенных системой турбонаддува, в несколько раз ниже расхода топлива двигателя той же мощности с простым впрыском атмосферного воздуха. Это связано с тем, что в цилиндрах с турбонаддувом на один ход поршня расходуется гораздо меньше топлива из-за его полного сгорания. То есть обедненная смесь компенсируется дополнительным давлением воздуха, и в результате мощность увеличивается.

Принцип работы турбонаддува в автомобиле

Каждого владельца автомобиля хоть раз в жизни посетила мечта увеличить мощность и производительность своего железного коня, и такие мысли возникают не только у владельцев дешевых машин, но и у лидеров и владельцев мощных спортивных суперкаров. И эту мечту можно осуществить. Технический прогресс привнес в нашу жизнь возможность проводить настройку и модернизацию любого оборудования. Увеличить мощность двигателя можно за счет установки дополнительного оборудования в виде турбины или, как ее еще называют, системы турбонаддува. Его можно установить на любой двигатель, независимо от его типа и марки. Если турбонагнетатель уже установлен, настройка основана на улучшении его характеристик.

Вырез турбины

Турбонаддув – что он дает

Настроить двигатель на увеличение мощности можно разными способами. В случае турбины цилиндры интенсивно заполняются топливовоздушной смесью. Забор воздуха осуществляется автоматически. Если не устанавливать турбонагнетатель, увеличить мощность можно только за счет увеличения объема цилиндров. В этом случае произойдет увеличение расхода топлива, а сам двигатель на машине должен быть более массовым.

Чтобы избежать увеличения массы двигателя и расхода топлива, необходимо увеличить расход топливовоздушной смеси. Для этого устанавливается турбина, выполняющая роль компрессора.

В зависимости от типа установленного турбомотора и двигателя такой тюнинг позволяет добиться увеличения мощности в 1,5-2 раза. При этом, вопреки распространенному мнению, поломки двигателя не будет, особенно если правильно наладить работу систем охлаждения и маслоснабжения. Чтобы понять это, стоит задуматься о том, как работает турбокомпрессор.

Виды систем турбонаддува

Турбонаддув, устанавливаемый на современные двигатели, можно разделить на 3 типа:

• Резонансный. Он особенно популярен в двигателях с распределенным впрыском. Работа основана на кинетической энергии воздушного объема, при этом давление топливовоздушной смеси увеличивается при открытии впускного клапана;
• Газовая турбина. Он более популярен и работает на выхлопных газах;
• Объемный компрессор. Привод таких турбин в основном осуществляется ременной передачей и работает по принципу обычного механического компрессора.

Поскольку наиболее распространенным типом по-прежнему остаются газотурбинные системы, рассмотрим устройство принципа работы турбокомпрессора именно этого типа. Следовательно, турбина — это механизм, состоящий из корпуса, в котором вращается вал с крыльчаткой. К конструкции прикреплен пневматический привод, роль которого заключается в активации перепускного клапана, необходимого для регулирования вращения турбины. То есть выглядит это так: в процессе прокачки воздуха компрессором давление увеличивается, пневмопривод в этот момент открывает клапан и выбрасывает часть газов в выхлопную систему, тем самым снижая скорость вращения турбины.

Выбираем турбину для мотора

Правильный выбор турбокомпрессора — главный момент в процессе создания качественного турбомотора. Турбину следует выбирать, основываясь на большом количестве данных.

Первый и главный фактор при выборе — это мощность, которую вы хотите получить от двигателя. Очень важно разумно подойти к этому показателю и реально оценить возможности ДВС применительно к той или иной степени тяги.

Мы знаем, что мощность силовой установки напрямую зависит от количества топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры в единицу времени. Необходимо сначала определиться с желаемым показателем мощности. Только тогда можно будет выбрать турбину, которая будет обеспечивать достаточный воздушный поток для получения окончательного показателя планируемой мощности построенной установки.

Второй по важности показатель при выборе турбины — это скорость, с которой она достигает реальной тяги. Кроме того, эта мощность наддува сравнивается с минимальной частотой вращения двигателя, при которой происходит наддув. Чем меньше турбина или меньше сама теплица (улитка), тем больше шансов на улучшение этих показателей. Учтите, что максимальная мощность наверняка будет ниже, чем с турбиной большего размера.

На самом деле, все может пойти не так плохо, поскольку меньшая турбина обеспечивает больший диапазон при работе двигателя. Такая турбина способна развивать тягу быстрее, когда дроссельная заслонка открыта, и конечный результат также может оказаться гораздо более положительным. Использование турбины большего размера с высокой максимальной мощностью даст преимущество только в довольно узком диапазоне работы двигателя на высоких скоростях.

Режимы работы турбодвигателя и их влияние на ресурс агрегата

Все больше и больше двигателей, независимо от количества цилиндров и рабочего объема, оснащаются дополнительными компонентами. Однако наиболее распространенной формой является использование турбонагнетателя. Что такое турбокомпрессор, как его защитить и на что обращать внимание при покупке подержанного автомобиля с турбиной?

В настоящее время решения, используемые при производстве двигателей, позволяют им работать на максимальной мощности при оптимальном расходе топлива. Один из способов увеличения мощности двигателя — турбонагнетатель. Этот наиболее распространенный механизм очень эффективен, но требует специальной защиты и ухода.

Турбокомпрессоры какое-то время ассоциировались со спортивными автомобилями. И сегодня? Практически в каждой семье есть турбодизель. Поскольку принцип работы турбокомпрессоров основан на увеличении мощности двигателя за счет увеличения количества воздуха и топлива, это устройство также устанавливается на небольшие городские автомобили. Но учитывая его универсальность, многие автомобилисты забывают, что эта деталь требует особого внимания. Грубое обращение приведет к тому, что ремонт турбокомпрессора рано или поздно станет неизбежным.

Дополнительные сведения

Устройство турбонагнетателя и принцип работы несколько независимы, с одной стороны, от ДВС, так как нет жесткой связи с коленчатым валом. С другой стороны, скорость вращения так или иначе влияет на КПД турбины. Связано это следующим образом. Чем больше работает двигатель, тем мощнее будет поток выхлопных газов. Из-за этого частота вращения вала турбины увеличится, а это значит, что количество воздуха, который будет попадать в цилиндры, увеличится.

Конструкция и работа турбокомпрессора также имеет несколько минусов. Один из недостатков называется «турбо лаг». При резком нажатии педали акселератора быстрое увеличение мощности будет немного задержано. После преодоления «турбо-лага» происходит резкий скачок давления, который называется «смещение захвата».

Турбонаддув

Наддув — это способ увеличить мощность двигателя автомобиля за счет увеличения подачи воздуха в цилиндры без изменения объема (двигателя.

Основным элементом системы является турбонагнетатель, который состоит из турбины и компрессора (нагнетателя). Кроме того, турбина запускается сразу же после запуска двигателя, а компрессор запускается только при определенном количестве оборотов. Роль обогащения топливовоздушной смеси кислородом возложена на компрессор (компрессор). Этот процесс происходит благодаря использованию энергии выхлопных газов. Колеса («крыльчатки») турбины и компрессора закреплены на одном валу. Выхлопные газы через выпускной коллектор попадают в корпус турбины, раскручивая ее колесо, которое в свою очередь раскручивает колесо компрессора, в результате чего воздух всасывается из атмосферы в компрессор, а уже в нем сжимается и выталкивается во вход.

Принцип работы турбокомпрессора

Принцип работы устройства следующий:

• выхлопные газы из выпускных клапанов направляются по специальной трубе в ту часть корпуса устройства, где находится турбинное колесо;
• под действием газов колесо начинает вращаться и приводит в движение вал, расположенный на продольной оси корпуса;
• вал, в свою очередь, приводит в движение компрессионное колесо;
• компрессионное колесо всасывает воздух непосредственно из атмосферы или через воздушный фильтр и насос во впускных клапанах;
• в результате повышается давление в цилиндрах и повышается концентрация кислорода.

В этом случае подача выхлопных газов к колесу регулируется впускным клапаном. Положение его заслонки определяется ЭБУ. Это делается на основании показаний различных датчиков. Чем больше мощность требуется в конкретных условиях движения автомобиля, тем шире проем амортизатора. Также действует обратное правило: при превышении мощности уменьшается клапанный зазор и работа турбонагнетателя становится менее интенсивной.

Конструкция раздельного турбокомпрессора

Отдельный турбонагнетатель имеет два выхлопных отверстия для выхлопных газов. Он также имеет по два сопла на каждую пару цилиндров. Первое сопло обеспечивает быструю реакцию, а второе обеспечивает максимальную производительность. Конструкция раздельного турбонагнетателя предотвращает засорение выхлопных каналов при прохождении через них выхлопных газов.

Что делать, если турбина сломалась

При обнаружении неисправности в первую очередь необходимо провести диагностику. И чем скорее, тем лучше. Если вовремя заменить неисправную деталь, можно избежать более серьезных проблем. Например, часто автовладелец не обращает внимания на легкое прикосновение, думая, что это не имеет значения, в результате через некоторое время ему приходится покупать новую турбину, хотя изначально это можно было сделать с небольшим ремонт.

Следует отметить, что недостаточно знать, как работает дизельная турбина — необходимо в совершенстве разбираться во всех ее составляющих. Только при наличии нужных навыков, опыта и оборудования можно будет провести качественный ремонт.

Плюсы и минусы оборудования

Среди достоинств стоит выделить:

• Пониженная вибрация;
• Высокая надежность и долговечность;
• Низкие эксплуатационные расходы на обслуживание и эксплуатацию.

Кроме того, устройства имеют компактные размеры, достаточно легкие и при правильном использовании могут работать до 40 тысяч часов без ремонта. Они оснащены дизельными двигателями нового поколения, которые отличаются меньшим расходом топлива, что сводит затраты к минимуму.

Давайте посмотрим на видео, аспекты подбора оборудования:

Конструктивные особенности устройств обеспечивают их бесперебойную работу в течение длительного периода времени. Это не требует постоянного наблюдения со стороны человека. Дизельные компрессоры этого класса вырабатывают воздух в определенном диапазоне давлений, что позволяет потребителю сэкономить на покупке дополнительного оборудования.

Twin- и Biturbo

Система наддува с двумя турбонагнетателями. Изначально он был предназначен для преодоления инерции системы, так называемого турбо-лага. В настоящее время это позволяет увеличивать мощность двигателя и поддерживать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов.

Существует три конфигурации системы Twin Turbo: параллельная, последовательная и смещенная.

Twin Turbo — это торговое название, синоним Biturbo.

В некоторых источниках под названием Biturbo подразумевается система с параллельной работой турбокомпрессоров, что не совсем верно.

Параллельный Twin Turbo

Он включает в себя два идентичных турбокомпрессора, которые работают одновременно и параллельно друг другу. Поток выхлопных газов равномерно распределяется между турбокомпрессорами. Сжатый воздух от каждого компрессора поступает в общий впускной коллектор и далее распределяется между цилиндрами.

Параллельный Twin Turbo в основном используется в дизельных двигателях типа V. Каждый турбокомпрессор подключен к собственному выпускному коллектору. Суть такой системы в том, что две маленькие турбины имеют меньшую инерцию, чем большая. За счет этого уменьшается «турбо-лаг», турбокомпрессоры эффективно работают в более широком диапазоне оборотов двигателя.

Последовательный Twin Turbo

Последовательная система двойного турбонаддува включает два сопоставимых турбокомпрессора. Первый турбонагнетатель работает постоянно, второй активируется при определенных условиях работы двигателя (обороты, нагрузка).

1. перепускной клапан давления (перепускной);
2. воздушный регулирующий клапан;
3. датчик перепада давления;
4. регулирующий клапан выхлопных газов;
5. вторичный турбокомпрессор;
6. интеркулер;
7. первичный турбокомпрессор;
8. выхлопной клапан).

Переключение между режимами обеспечивает электронная система управления, регулирующая подачу выхлопных газов на второй турбонагнетатель через специальный клапан. Когда регулирующий клапан выхлопных газов полностью открыт, оба турбонагнетателя работают параллельно, поэтому правильнее называть систему последовательно-параллельной. Сжатый воздух от двух турбонагнетателей поступает в общий впускной коллектор и распределяется по цилиндрам.

Система Sequential Twin Turbo также минимизирует турбо-задержку. В 2011 году BMW представила систему Triple Turbo с тремя последовательными турбонагнетателями.

Двухступенчатый турбонаддув

Наиболее технически совершенной является двухступенчатая система турбонаддува (с 2004 года она используется на многих дизельных двигателях Opel). Другой производитель, BorgWarner Turbo Systems, внедряет систему на дизельных двигателях BMW и Cummins.

Двухступенчатая система турбонаддува состоит из двух турбонагнетателей разного размера, установленных последовательно в выхлопной и впускной (воздушной) секциях. В системе используется клапан управления потоком выхлопных газов и наддувочного воздуха.

1. интеркулер;
2. перепускной клапан давления (перепускной);
3. турбонагнетатель ступени высокого давления;
4. турбокомпрессор низкого давления;
5. выхлопной клапан).

На низких оборотах двигателя перепускной клапан выхлопных газов закрыт. Выхлопные газы проходят через небольшой турбонагнетатель (который имеет минимальную инерцию и максимальную мощность), а затем через большой турбонагнетатель. Давление выхлопных газов низкое, и большая турбина почти не вращается. На входе перепускной клапан давления наддува закрыт. Воздух последовательно проходит через большой (первая ступень) и малый (вторая ступень) компрессоры.

При увеличении скорости турбокомпрессоры работают вместе. Перепускной клапан выхлопных газов открывается постепенно. Часть выхлопных газов проходит прямо через большую турбину, которая все больше и больше вращается. На входе большой компрессор сжимает воздух до определенного давления, но его недостаточно. Таким образом, сжатый воздух поступает в небольшой компрессор, где происходит дальнейшее повышение давления. Перепускной клапан давления наддува все еще закрыт.

При полной нагрузке перепускной клапан выхлопных газов полностью открыт. Газы почти полностью проходят в большую турбину, раскручивая ее на максимальной скорости и обеспечивая максимальное давление наддува. Маленькая турбина останавливается, потому что в таких условиях она начинает мешать, создает препятствие для воздуха, и через открытый перепускной клапан наддува сжатый воздух поступает прямо к двигателю.

Таким образом, двухступенчатая система турбонаддува обеспечивает эффективную работу турбонагнетателей на всех режимах работы двигателя и наилучшим образом решает известное противоречие дизельных двигателей между высоким крутящим моментом на низких оборотах и ​​максимальной мощностью на высоких оборотах.

Причины поломок турбокомпрессора

Загрязненное, некачественное масло в двигателе

Если моторное масло содержит частицы износа от трущихся деталей двигателя, они могут попасть в турбокомпрессор непосредственно через масляные каналы. За счет этого образуется увеличение износа подшипников и люфта вала.

Рабочее колесо вентилятора имеет следы контакта с корпусом.

Дефицит смазки и охлаждения

Наиболее частая причина выхода из строя турбины — недостаточная смазка и охлаждающее масло. Из-за нехватки масла температура турбины может подняться до 300-400 градусов вместо требуемых 80-100.

В таких условиях быстро выходят из строя перегретые подшипники, нарушается соосность валов, рабочее колесо турбины и колесо компрессора начинают касаться корпусов и приводят к разрушению турбокомпрессора.

Попадание посторонних предметов

Частицы мусора попадают через некачественный или грязный воздушный фильтр и попадают во впускной патрубок.

Деформация крыльчатки компрессора при попадании мусора — на фото.