Виды турбокомпрессоров

Виды турбокомпрессоров

Twin, Bi, Single, Triple, Quadro, Hybrid - много мало понятных слов и вопросов, но что же это все таки есть? В этой статье мы ознакомимся со всеми типами турбокомпрессоров, которые турбины используються в ’’старых’’ и современных автомобилях, как они работают, как они различаются и где они применяються.

Single turbo

Single Turbo или free floating называется так потому что поток дымохода не контролируется. Одноэтапный турбокомпрессор - это основной тип турбонаддува в бензиновых и дизельных двигателях. Он работает на принципе использования энергии выхлопных газов для того чтобы раскрутить вал турбины, который затем раскручевает крыльчатку компрессора. Давление турбонаддува сгенерированное турбинойна прямую связано с размером вала и крутящим моментом двигателя. Это простой и проверенный метод наддува, который позволяет увеличить мощность двигателя при сохранении относительно низких затрат на производство и технического обслуживания.

Single turbo контролируется клапаном wastegate или сменной геометрией. Это более технологически продвинутые турбины, которые более гибки с точки зрения изменения эффективности турбонаддува. Они используются в бензиновых, а также дизельних двигателях. На фотографии ниже, ми видим турбокомпрессор 887552-0001 от фирмы Garrett, предназначеной для автомобилей Mercedes-Benz Sprinter с 3-литровым двигателем OM642DE30LA которие производились от 2019 года.

Twin-Turbo

Двойной турбокомпрессор, также известный как Twin Turbo, представляет собой продвинутую систему турбонаддува, состоящую из двух параллельных турбокомпрессоров. Каждый из них имеет свой собственный вал турбины с крильчаткой компресии, что позволяет оптимизировать работу в различных диапазонах скорости двигателя. Twin Turbo в основном используется в дизельных и бензиновых двигателях с большой производительностью, где нужна лучшая ответная реакция на низких оборотах и высокая мощность при более высоких. Благодаря использованию двух турбокомпрессоров можно достичь большей мощности при сохранении эффективности и эффективности двигателя. Сейчас ми видим Twin-turbo от BMTS 40008485+40008486, устанавливаемые в 6.0-литровом двигателе W12 Bentley Bentaygа, с мощностью 600 км (447 кВт) и использовались в моделях, производимых с 2015 по 2019 год.

Bi-Turbo

Bi-Turbo это система турбонаддува, основанная на двух турбокомпрессорах один за другим. Данная система турбонаддува состоит из «малой» (низкого давления) и «большой» (высокого давления) турбокомпрессоров. Меньшая турбина включается на низкой скорости, когда имеется меньше энергии для быстрого старта. После достижения заданного показателя давления или оборотов, большая турбина начинает “раскручиваться”, так как она может доставлять больше воздуха. Использование такой технологии позволяет поддерживать небольшой расход топлива (до 8 л на 100 км) с высокой мощностью (более 200 л.с.). Используется Bi-Turbo в основном в дизельных двигателях, что позволяет оптимально использовать энергию выхлопного газа. Каждый турбокомпрессор отвечает за доставку воздуха на определенных оборотах. Хорошим примером является био-турбо 823559-0005+823540-0004, которая использовалась в дизельных двигателях в модели Opel Astra K 1.6 CDTI с 2015 года.

Triple или Quad turbo

Согласно названию, это три или четыре турбокомпрессора на двигателе. Принцип работы очень похож на систему би-турбо в том, что последовательно используются 3 или 4 турбины. Это дает вам возможность достичь высокой мощности с относительно низким сгоранием. Однако данная конструкция есть очень сложной и дорогой в обслуживании. В настоящее время только инженеры BMW имеют аналогичные проекты. В то же время бренд отказался от Quad Turbo System из-за слишком высокой стоимости производства и обслуживания автомобиля с данним типом турбонаддува двигателя. Одним из таких проектов данного бренда был 3-литровый двигатель BMW N57S Tri-Turbo с прямой инъекцией, который был установлен в автомобилях BMW M550D, X5 M50D и X6 M50D.

Технология гибридного турбонаддува

Это довольно условный термин, потому что он также часто используется для перероблених или тюнингованных турбокомпрессоров. С развитием электро мобильности турбины также электрифицируют. На данный момент на рынке есть 2 решения, которые соединяют уже известную нам систему турбонаддува и электродвигателя.

Первый тип - это электрические компрессоры, которые предназначены для того, чтобы придать быстрий “буст” для раскручивания двигателя к мощьности, при которой турбины уже будут эффективными. Первыми, кто использовал эту технологию, были Audi 4.0tdi, где набор Twin Turbo был поддержан электрическим компрессором Valeo.

Второй тип - реальный прорыв на рынке - использование электродвигателя в корпусе компрессора турбины. Благодаря этой конструкции электропривод раскручивает вал турбины на низких скоростях, используя энергию батареи. Однако после достижения достаточного давления выхлопного газа вал турбины раскручиваеться с при помощи выхлопных газов, который также заряжает электрические батареи.

Гибридный турбокомпрессор

Это инновационное решение, используемое в автоспорте, которое позволяет увеличить мощность двигателя, изменяя оригинальный турбокомпрессор или его замену на более эффективный. Основной целью гибридных турбокомпрессоров является повышение эффективности без необходимости значительных изменений в системе впуска и выхлопа. Благодаря более крупным компонентам и оптимизированной конструкции гибридные турбокомпрессоры достигают более высоких параметров работы, что приводит к большей мощности и крутящему моменту двигателя. Представляем гибридный турбокомпрессор IS38 на шариковых подшипниках от IHI Turbo Systems , в котором были модифицированы корпус компрессора, крыльчатка компрессора и вал турбины. Даний турбокомпрессор предназначен к 2-литровой Audi TTS Quattro Roadster с мощностью 228 кВт, производимой  в 2014-2019 годах.

Что можно сделать с турбокомпрессором, чтобы повысить его эффективность:

1. Оптимизация карты управления: регулировка карты впрыска и управления турбокомпрессором к новым параметрам работы, чтобы обеспечить оптимальную производительность в измененных условиях работы двигателя.

2. Модификация управления: использование продвинутого электронного управления или вакуума для лучшего управления работой турбокомпрессора и обеспечения оптимальной производительности.

3. Увеличение воздушного потока: удалив ограничения в системе впуска и выхлопа, а также использования более эффективных воздушных и выхлопных фильтров, можна увеличить поток воздуха и выхлопных газов, что будет способствовать лучшей работе турбокомпрессора.

4. Механическое укрепление: для увеличения прочности, усиленные элементы, такие как вали, подшипники или корпусы (коллектори), могут быть использованы для предотвращения повреждения во время увеличения наддува.

Выди крильчаток компресии

Развитие технологий производства и эмиссионные нормативы выхлопных газов привели к эволюции турбокомпрессоров что сопровождаэться изменением условий их работы. В настоящее время, подвижные элементы вращаются с еще большей скоростью, чем когда-либо прежде, и подвергаются более высоким температурам. В ответ на эти вызовы, конструкции компрессорных колес потерпели значительного развития, чтобы справиться с изменяющимися нагрузками.

Существуют следующие виды компрессорных крильчаток турбокомпрессоров: стандартные крильчатки компрессора, крильчатки компрессора CNC и крильчатки компрессора для тюнинга.

Ниже приведено краткое описание особенностей и функций каждого вида компрессорных колес турбокомпрессоров:

1. Стандартная крыльчатка компрессии: Это базовый тип компрессорных крыльчаток, которые применяются в стандартных, серийно производимых турбокомпрессорах. Они имеют типичную форму и конструкцию, обеспечивая приемлемую производительность, установленную производителем.

2. Крыльчатка компрессора CNC: Крыльчатка компрессора CNC (Computer Numerical Control) изготавливаются на специальных станках CNC, которые позволяют получать более точную форму лопаток и лучшее их прилегание. Колеса компрессора CNC могут улучшить поток воздуха и производительность турбокомпрессора, обеспечивая прирост мощности и крутящего момента двигателя.

3. Крыльчатка компрессии для тюнинга: Крыльчатки компрессора для тюнинга специально разработаны для энтузиастов автоспорта, которые желают получить еще большую мощность и производительность от своей турбокомпрессорной установки. Они имеют более агрессивную форму лопаток и оптимизированы для максимального потока воздуха. Такие крыльчатки компрессора применяются в модифицированных или высокопроизводительных автомобилях, обеспечивая увеличенную мощность и отзывчивость двигателя.

Кратко, каждый вид компрессорных крыльчаток предназначен для увеличения производительности турбокомпрессора за счет оптимизации потока воздуха. Колеса компрессора CNC и для тюнинга в частности сосредоточены на обеспечении лучшей производительности по сравнению со стандартными колесами компрессора.

Электрические турбокомпрессоры

Электрический турбокомпрессор, также известен как э-турбо, использует электрический мотор для привода компрессора. Благодаря этому устраняются задержки в доставке воздуха в двигатель, улучшая производительность и реактивность. Он применяется в основном в бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания, обеспечивая максимальную мощность и крутящий момент при различных скоростях вращения. Кроме того, он может использоваться для возврата энергии из отработанных газов.

Электрические турбокомпрессоры находят применение, в основном, в бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания, особенно в гоночных автомобилях и высокопроизводительных автомобилях, где важно получение максимальной мощности и крутящего момента при различных скоростях вращения двигателя. Кроме того, э-турбо может использоваться для возврата энергии из отработанных газов за счет регенерации электрической энергии. На фотографии представленной ниже, новый електрический турбокомпрессор 904398-0004 предназначений для автомобилей Mercedes-Benz линейки AMG.