Принцип работы и нюансы эксплуатации турбированных двигателей

В век технологического прогресса и стремительного развития автомобильной промышленности машины становятся мощнее и быстрее, чем прежде, при этом производители также делают акцент на безопасность и экономичность. Мировая автоиндустрия за последний десяток лет шагнула далеко вперёд, сегодня предлагая потребителю широкий ассортимент моделей авто в различном исполнении кузова, снабжённых инновационными системами и агрегатами. На авторынке всё чаще можно встретить автомобили, оснащённые бензиновыми и дизельными турбированными двигателями, которые ещё недавно не были столь популярны и устанавливались только на спортивные машины. Медленные темпы внедрения моторов с турбинами в массы обусловлены высокой ценой за такие модели, к тому же многие автомобилисты остаются верны классическому варианту из-за высокой степени надёжности.

Сейчас потребители охотно «примеряют» усовершенствованные технологии, спрос растёт, а значит, повышаются и объёмы производства. Моторы, оснащённые турбинами, уже не редкость, они заполняют рынок с бешеной скоростью, вытесняя классические атмосферники. При этом в погоне за тенденциями, приобретая авто с турбодвигателем, важно понимать, что ввиду конструктивных особенностей такой агрегат нуждается в правильной эксплуатации и должном уходе, в противном случае он не порадует автовладельца долговечностью, не протянув даже положенного срока.

Что такое турбированный двигатель

Все двигатели внутреннего сгорания функционируют благодаря энергии, возникшей в результате горения топливовоздушной смеси в камере. Чем больше воздушных масс подаётся в цилиндры, тем больше горючей смеси сжигается за один цикл, от чего напрямую зависит количество выделяемой энергии, воздействующей на поршни. Разница между атмосферными и турбированными типами ДВС в способе подачи воздуха, причём силовые агрегаты, несмотря на конструктивные различия, могут быть как бензиновыми, так и дизельными.

Постоянно ведущиеся работы по совершенствованию моторов показали, что объём больше не служит определяющим фактором мощности, динамики и крутящего момента агрегата. Благодаря оснащению искусственными нагнетателями воздуха, увеличивать габариты двигателя нет необходимости. Поскольку атмосферные ДВС для создания смеси и обеспечения её воспламенения в камере забирают воздух извне естественным способом благодаря разрежению во впускном коллекторе, чтобы улучшить характеристики, приходилось значительно повышать объёмы силовых агрегатов. Используя турбонаддув, базирующийся на использовании энергии отработавших газов, можно добиться высоких показателей при компактных габаритах. Рассмотрим подробнее, что значит турбированный двигатель.

Устройство такого мотора предполагает наличие турбины или механического компрессора. Задача нагнетателя в том, чтобы воздушные массы для образования смеси поставлялись в цилиндры под давлением, что ускоряет процессы сгорания, способствуя повышению крутящего момента и мощности. Первоначально в автомобильной промышленности турбины ставились на дизели и именно благодаря этому дизельные двигатели перестали ассоциироваться с тракторами. Сегодня турбо-моторы, работающие на дизтопливе, есть в комплектации самых современных моделей авто от мировых автогигантов. На бензиновых ДВС использовать системы для принудительного нагнетания воздуха было нецелесообразно ввиду большой стоимости и снижения уровня надёжности. Но теперь, когда турбонаддувные агрегаты перешли на новый виток эволюции, проблема была решена, сейчас моторы с наддувом активно используются и в бензиновых вариантах агрегатов.

Конструктивно мотор с нагнетателем воздуха отличается от привычного атмосферного ДВС, что обеспечивает ему как преимущества в виде повышенных характеристик при компактности и небольшом весе, так и недостатки. Ввиду усложнения конструкции показатели надёжности сильно снижаются, поэтому в неправильных условиях эксплуатации риски поломки существенно возрастают. В отличие от неприхотливых атмосферных двигателей, агрегаты с наддувом требуют к себе повышенного внимания со стороны автовладельца. Если на атмосферник не особо повлияет использование некачественного горючего или масла, то моторы с нагнетателем воздуха в этом плане очень привередливы. Пренебрегать правилами эксплуатации и ухода не стоит, поскольку это может привести к печальным последствиям.

Преимущества и недостатки турбированного двигателя

В последнее время продажи машин, оснащённых турбированными моторами, значительно выросли. Автолюбители же разделились на два лагеря: тех, кто не признаёт необходимости установки компрессора, в частности в бензиновых моторах, предпочитая классику, и тех, кто любит ветер инноваций, считая, что атмосферникам пора на пенсию. И те, и другие по-своему правы, поэтому, определяясь с покупкой авто, нужно тщательно взвесить все плюсы и минусы турбированного бензинового мотора или дизеля, а также учесть и прочие факторы, определяющие целесообразность приобретения.

Преимущества турбодвигателей очевидны:

• повышенные характеристики мощности при таком же объёме;
• компактность и малый вес агрегата;
• высокий крутящий момент, начиная с самых низких оборотов, демонстрирующий стабильность;
• небольшой расход топлива относительно мощностных характеристик;
• меньший объём выхлопов.

Минусы турбированных двигателей в следующем:

• при высокоскоростной езде расход топлива повышен;
• необходимость прогрева двигателя в морозы;
• наличие «турбоям» (явление провала мощности при резком нажатии на педаль газа характерно для старых конструкций агрегатов);
• сильный нагрев;
• дороговизна ремонта;
• чувствительность к топливу и смазочным материалам низкого качества, как следствие – зависимость ресурса от используемых средств;
• периодичность замены масла, а также масляного и воздушного фильтров чаще, чем у атмосферников;
• высокая стоимость обслуживания, вызванная необходимостью использования только высококачественных рабочих жидкостей.

Для многих водителей недостатки турбированных двигателей значительно перевешивают преимущества. Особенно пугают затраты и необходимость постоянного контроля состояния, а также щепетильность в уходе, что связано со сложностью конструкции агрегата. Надёжность атмосферников уже никто не ставит под сомнение, тогда как в случае с моторами, оснащёнными наддувом, ресурс целиком и полностью зависит от владельца.

Ресурс турбированных двигателей

Особенности ухода и привередливость моторов с искусственными нагнетателями воздуха непосредственно связаны со сложностью конструкции. Основы турбонаддува, одного из методов наддува, предполагающего использование отработавших газов, раскрывают принцип работы двигателя:

1. через воздушный фильтр воздух проникает во вход турбокомпрессора;
2. воздушные массы подвергаются сжатию, при этом уровень насыщенности кислородом возрастает, процесс подразумевает также нагрев воздуха, а его плотность снижается;
3. из компрессора воздушные потоки переходят в интеркулер, где охлаждаются, приобретая прежнюю температуру, интеркулером обеспечивается также снижение предрасположенности к детонации топливовоздушной смеси;
4. воздушные массы проходят через дроссель, переходя к впускному коллектору, а на такте выпуска попадают в цилиндры турбомотора;
5. после воспламенения смеси остатки горения попадают в выпускной коллектор. Проходя через турбину, поток горячего газа приводит в движение вал, на обратной стороне которого расположен компрессор. Таким образом, совершается сжатие следующей партии воздуха.

Количество кислорода, которым наполняется камера, существенно больше, чем при естественном заборе воздуха, поэтому обеспечивается сжигание большего количества смеси за такт, что влечёт за собой увеличение мощностных характеристик.

Ресурс турбины немногим меньше износостойкости самого мотора, при этом предполагается должный уход за агрегатом и его компонентами. Главные враги турбированного двигателя, значительно снижающие ресурс:

6. низкокачественное моторное масло;
7. топливо низких сортов;
8. масляное голодание;
9. повышенные нагрузки «на холодную»;
10. несвоевременная замена масла, масляного и воздушного фильтров.

Частое плановое обслуживание и постоянный контроль уровня масла и качества используемых материалов позволяют значительно продлить ресурс. Нельзя сказать, что в атмосферники можно вливать всё, что угодно, но всё же они менее подвержены влиянию этих факторов, и если в двигатель и попадает масло или топливо низкого качества, то плачевных последствий, как в случае с агрегатом с турбонаддувом, не будет. В отличие от атмосферных моторов, турбомотор максимально использует свой потенциал, поэтому и больше подвержен износу. Ресурс турбированного двигателя может достигать 150 – 200 тысяч км. пробега, но при условии должного ухода, при этом движки атмосферного типа, отличающиеся простотой конструкции, проходят все 300000 км. Несоблюдение же рекомендаций производителя может снизить ресурс как минимум в два раза.

Советы по уходу и эксплуатации турбированного двигателя

В обслуживании двигателей с турбонаддувом много нюансов, которые необходимо учитывать в процессе эксплуатации, если есть желание продлить ресурс мотора и турбины:

1. Двигатель, который постоянно работает на пределе своих возможностей, быстро изнашивается, поэтому не стоит постоянно топить педаль газа, если вы не являетесь участником автогонок. К тому же агрессивная езда увеличивает расход топлива. Чтобы продлить срок службы мотора, управлять авто с турбонаддувом следует в умеренном режиме.
2. Важно соблюдать периодичность замены масла в двигателе и ни в коем случае не допускать масляного голодания. Интервалы могут быть значительно сокращены ввиду сложных условий эксплуатации. При замене масла нужно менять также фильтры.
3. В случае с турбонаддувом экономия на смазочных материалах неуместна, потому как может привести впоследствии к более значительным растратам на ремонт. Необходимо использовать масла, рекомендуемые производителем агрегата, не применяя аналоги и не смешивая различные сорта.
4. Нужно использовать также высококачественное горючее, поскольку низкосортное содержит различные примеси и засоряет топливную систему, сокращая ресурс.
5. Во время эксплуатации в морозы рекомендуется предварительно дать поработать агрегату на холостых оборотах, чтобы обеспечить циркуляцию смазки. В особенности не следует пренебрегать этим правилом в случае с дизелем.
6. При запуске двигателя не стоит долго удерживать педаль газа, поскольку это вынудит турбину работать на холостых оборотах, что снижает её ресурс. Это обусловлено тем, что в агрегатах с наддувом высокое давление обеспечивается уже на низких оборотах.
7. Нельзя резко глушить дизель и бензиновый двигатель с наддувом. Движок нужно некоторое время (достаточно даже пары минут) подержать на холостом ходу, это обеспечит равномерное снижение температуры, поскольку на высоких оборотах она поднимается до максимума. Резкое выключение провоцирует перепад температур, что влечёт за собой сильный износ турбины, почему и нельзя сразу глушить турбированный двигатель. Некоторые модели по этой причине имеют турботаймер, контролирующий процесс, он глушит двигатель через время после выключения зажигания.

Разобравшись, как правильно эксплуатировать автомобиль с мотором, снабжённым турбиной, и ухаживать за ним, необходимо также привыкнуть к особенностям управления, тогда сложностей в обслуживании не будет, а риски поломки сведутся к минимуму. Правильный уход и соблюдение правил эксплуатации позволят значительно продлить жизнь сердцу автомобиля.