Когда дело доходит до технологии турбонаддува, многие автолюбители знакомы с принципом ее работы. Он использует выхлопные газы двигателя для приведения в движение лопаток турбины, которые, в свою очередь, приводят в действие воздушный компрессор, увеличивая количество всасываемого воздуха в двигатель. Это в конечном итоге улучшает эффективность сгорания и выходную мощность двигателя внутреннего сгорания.
Технология турбонаддува позволяет современным двигателям внутреннего сгорания достигать удовлетворительной выходной мощности при одновременном уменьшении объема двигателя и соблюдении стандартов выбросов. По мере развития технологии появились различные типы систем наддува, такие как одиночный турбонаддув, твин-турбо, наддув и электрический турбонаддув.
Сегодня мы поговорим о знаменитой технологии наддува.
Почему существует наддув? Основная причина разработки наддува — решение проблемы «турбо-задержки», обычно встречающейся в обычных турбокомпрессорах. Когда двигатель работает на низких оборотах, энергии выхлопных газов недостаточно для создания положительного давления в турбонаддуве, что приводит к задержке ускорения и неравномерной подаче мощности.
Чтобы решить эту проблему, автомобильные инженеры придумали различные решения, например, оснастить двигатель двумя турбинами. Меньшая турбина обеспечивает наддув на низких оборотах, а как только обороты двигателя увеличиваются, она переключается на большую турбину для большей мощности.
Некоторые автопроизводители заменили традиционные турбокомпрессоры с приводом от выхлопных газов на электрические турбины, которые значительно сокращают время отклика и устраняют задержку, обеспечивая более быстрое и плавное ускорение.
Другие автопроизводители подключили турбонаддув напрямую к двигателю, создав технологию наддува. Этот метод гарантирует мгновенное усиление наддува, поскольку оно приводится в действие механическим двигателем, что устраняет задержку, связанную с традиционными турбинами.
Некогда славная технология наддува представлена тремя основными типами: нагнетатели Рутса, нагнетатели Лисхольма (или винтовые) и центробежные нагнетатели. В пассажирских автомобилях в подавляющем большинстве систем наддува используется конструкция центробежного нагнетателя из-за его эффективности и эксплуатационных характеристик.
Принцип действия центробежного нагнетателя аналогичен принципу работы традиционного турбокомпрессора, поскольку обе системы используют вращающиеся лопатки турбины для всасывания воздуха в компрессор для наддува. Однако ключевое отличие состоит в том, что вместо того, чтобы полагаться на выхлопные газы для привода турбины, центробежный нагнетатель приводится в действие непосредственно от самого двигателя. Пока двигатель работает, нагнетатель может постоянно обеспечивать наддув, не ограничиваясь количеством доступных выхлопных газов. Это эффективно устраняет проблему «турбо-лага».
В свое время многие автопроизводители, такие как Mercedes-Benz, Audi, Land Rover, Volvo, Nissan, Volkswagen и Toyota, представили модели с технологией наддува. Однако вскоре от наддува практически отказались, главным образом по двум причинам.
Первая причина заключается в том, что нагнетатели потребляют мощность двигателя. Поскольку они приводятся в движение коленчатым валом двигателя, для работы им требуется часть собственной мощности двигателя. Это делает их пригодными только для двигателей большего объема, где потеря мощности менее заметна.
Например, двигатель V8 номинальной мощностью 400 лошадиных сил можно форсировать до 500 лошадиных сил за счет наддува. Однако 2,0-литровому двигателю мощностью 200 лошадиных сил будет сложно достичь мощности в 300 лошадиных сил с помощью нагнетателя, поскольку потребление энергии нагнетателем компенсирует большую часть прироста. В современном автомобильном мире, где двигатели большого объема становятся все более редкими из-за норм выбросов и требований к эффективности, пространство для технологий наддува значительно сократилось.
Вторая причина – влияние перехода к электрификации. Многие автомобили, которые изначально использовали технологию наддува, теперь перешли на системы электрического турбонаддува. Электрические турбокомпрессоры обеспечивают более быстрое реагирование, большую эффективность и могут работать независимо от мощности двигателя, что делает их более привлекательным вариантом в контексте растущей тенденции к гибридным и электромобилям.
Например, такие автомобили, как Audi Q5 и Volvo XC90, и даже Land Rover Defender, который когда-то придерживался версии с наддувом V8, постепенно отказались от механического наддува. Благодаря оснащению турбины электродвигателем задача приведения в движение лопаток турбины передается электродвигателю, что позволяет передавать всю мощность двигателя непосредственно на колеса. Это не только ускоряет процесс наддува, но и устраняет необходимость жертвовать двигателем мощностью для нагнетателя, обеспечивая двойное преимущество: более быстрый отклик и более эффективное использование мощности.
резюме
В настоящее время автомобили с наддувом становятся все более редкими на рынке. Однако ходят слухи, что Ford Mustang может быть оснащен 5,2-литровым двигателем V8 с наддувом, возможно, вернувшимся. Несмотря на то, что тенденция сместилась в сторону технологий электрического и турбонаддува, все еще существует вероятность возвращения механического наддува в конкретные высокопроизводительные модели.
Механический наддув, который когда-то считался эксклюзивным для топовых моделей, похоже, является тем, о чем больше немногие автомобильные компании готовы упоминать, а с прекращением моделей с большим рабочим объемом механического наддува вскоре может больше не быть.
Время публикации: 6 сентября 2024 г.
