Как работает турбокомпаунда и в чём его предназначение

Большинство автовладельцев знакомо с назначением и устройством турбины, но при слове «турбокомпаунд» многие приходят в ступор. Впрочем, о такой конструкции не знают даже некоторые автомеханики. В этой статье вы узнаете, что представляет собой турбокомпаундный двигатель и как он работает.

Что такое турбокомпаунд

Турбокомпаундный двигатель представляет собой мотор, в котором мощность вырабатывается не только внутри камеры сгорания, но и турбине. В отличие от классического наддува турбина здесь играет роль не только нагнетателя воздуха, но и разгонного блока для самого мотора.

При работе ДВС теряет часть энергии на выход отработавших газов. Чтобы не расходовать эту энергию в пустую, выхлопные газы используются для приведения в движение крыльчатки, а она через общий вал разгоняет компрессор, который закачивает во впускной коллектор ещё больше воздуха. Это значительно увеличивает мощностные характеристики.

Турбокомпаунд – это дополнительное средство преобразования теряемой энергии. Сразу после основной турбины, газы попадают во вторую, где происходит разгон механизма, приводящего в движение маховик двигателя, давая дополнительную мощность.

Назначение

Основная задача турбокомпаунда – это снизить тепловые потери и преобразовать их в дополнительную энергию. Как правило, данная система используется в дизельных агрегатах. Ведь моторы, работающие на солярке, обладают хорошим крутящим моментом, но заметно проигрывают в мощности бензиновым, из-за чего не могут развить достаточную для комфортного движения скорость.

Турбокомпаунд позволяет увеличить мощностные показатели и добавить дополнительную порцию крутящего момента уже на высоких оборотах. Это делает мотор ещё более тяговитым.

https://www.youtube.com/watch?v=7XCxLNDSZ6U

Принцип работы турбокомпаунда

Турбокомпаунд предназначен для увеличения динамических показателей ДВС. Но для полного понимания картины необходимо знать, как работает данная система.

Порядок работы:

1. В процессе работы поршни выталкивают отработавшие газы через выпускные клапана в коллектор. При этом создаётся большое давление, что обеспечивает мощный поток горячего газа, который по выхлопной системе поступает на вход турбокомпрессора.
2. Выхлопные газы, разогретые до температуры 600-700 градусов Цельсия попадают в первую турбину. Там они приводят в движение компрессор, нужный для нагнетания большого количества воздуха в цилиндры. Это даёт основной прирост мощности на высоких оборотах двигателя. На низах турбина практически не работает.
3. После первой турбины выхлопные газы немного остужаются и переходят во вторую турбину. Скорость вращения её достигает 55-60 тысяч об/мин. После этого газы выходят в атмосферу через выхлопную систему.
4. Посредством большого количества шестерней крутящий момент с турбокомпаунда передаётся на коленчатый вал двигателя. Для избежания рывков и ударов связь между шестернями обеспечивается муфтой, которая смягчает или полностью разрывает связь на валу. Она начинает работать, когда обороты приводимого вала шестерни превосходят обороты коленчатого вала. Этим и достигается прирост мощности.

Основная сложность конструкции – это блок шестерёнок, установленный на турбокомпаунде. Поэтому к ней предъявляются особые требования по прочности и устойчивости к большим температурам.

Для управления системой может использовать электропривод. Дело в том, что на некоторых оборотах работа компаунда не нужна. Чтобы избежать ударных нагрузок на лопатки турбин в момент сброса газа или на малых оборотах, в систему встраивается дополнительный канал для беспрепятственного прохода отработавших газов. Электропривод по сигналу от ЭБУ открывает и закрывает клапан дополнительного канала в нужные моменты времени.

Преимущества и недостатки

Как и у любой другой системы, у турбокомпаунда есть определённые достоинства и недостатки. Поэтому при выборе такого автомобиля или тракторной техники их нужно учитывать.

Плюсы:

• Существенная экономия топлива. КПД двигателя увеличивается за счёт рационального использования выделяемого тепла.
• Повышение динамических характеристик. Показатели крутящего момента увеличиваются, делая разгон быстрее.
• Увеличение ресурса двигателя за счёт разгрузки КШМ.
• Двигатель работает мягче и без толчков.

Недостаток такого мотора заключается в его дороговизне. Дело в том, что это сложная конструкция, на разработку и установку которой потрачено немало средств. Становится понятно, что любая неисправность турбокомпаунда приводит к дорогостоящему ремонту. Затраты на обслуживание данного агрегата также бьют по бюджету.

Впрочем, финансовая сторона – это единственный недостаток, из-за которого подобные двигатели не пользуются особой популярностью.

Турбокомпаунд – это перспективная разработка, которая может поднять мощность любого, даже малообъёмного мотора, и сделать его экономичным и мощностным без потери ресурса.