Как работает твин турбо субару
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 04.10.2024
О Twin Turbo
Итак, решил углубиться и полностью разобраться как оно работает, так как машина ехала хрен пойми как)
Про принцип функционирования расписано здесь: Принцип функционирования Твин турбо в Subaru. Думаю каждый твинтурбовод
должен прочесть)
Правильная работа системы твин-турбо:
Без датчика давления турбины не обойтись!
Рабочее давление системы 0.9-1 бар постоянно и 1.1 бар в пиковых момента. В момент переключения турбин давление может падать незначительно (на автоматных машинах более выражено).
Проблемы в работе твин-турбо:
Основная проблема это переход системы в аварийный режим (сопровождается Сheck-ом), в данном случае давление будет 0.5-0.6 бара. Это 1ый аварийный режим.
Так же бывают проблемы с вакуумной схемой и тогда система войдет во 2ой аварийный режим и открыть клапан сброса под интеркуллером. В данном случае давление будет 0.2-0.3 бара. Машина практически не будет ехать, ее будет дергать.
Диагностика и выявление неполадок в системе твин-турбо.
1 — Необходимо определить какого характера проблема. Для этого ищем ровный участок дороги, и жмем педаль газа в пол (желательно на 5ой передачи при скорости 55-60) и начинаем крутить двигатель, нужно держать педаль секунд 20-25. Либо как умеете, главное что бы педаль газа была нажата в пол длительное время. И проехаться (на 2 или 3ей передаче) раскручивая двигатель выше 4000 оборотов, 5500 точно хватит.
Делаем мы это, для того что бы попробовать поймать Check engine (66 код — рассинхронизация турбин).
2 — Если после проделанного в п.1 Check engine все же не появился, необходимо определить причины ограничения наддува. Для этого скидываем шланг с актуатора 1ой турбины (Актуатор — выглядит как железный бачок на корпусе турбины, на него одевается шланг с хомутом). Далее едем в режиме педаль газа в пол и смотрим на давление турбины.
Делаем это для того, что бы определить что ограничивает надув. Если это блок управления ДВС (Далее Мозги), то при отключенном актуаторе турбины мозги не смогут ограничить надув и будет ясно на что думать. БЕЗ ЭТОГО ШЛАНГА ЕЗДИТЬ НЕЛЬЗЯ! После диагностики вернуть на место.
Более глубокая диагностика:
1 — Сбросить все вакуумные трубки с блока управления 2ой турбиной (черная коробка возле стойки правой), должен уйти воздух из них. Если не было звука значит вакуумная магистраль не герметична. Вернуть трубки назад.
2 — Далее необходимо при заводе машины посмотреть на актуатор который находится под интеркуллером (На него идет вакуумная трубка н.1) закроет ли он клапан, увидеть это можно т.к. начнет движение тяга. Заглушить машину и посмотреть будет ли он держатся. (должен оставаться закрытым).
3 — Если клапан не закрывается или сразу открывается проверяем далее. Отщелкиваем нижнею фишку с блока управления 2ой турбиной и заводим машину, должно начать шипеть (стравливать воздух) — если так возвращаем назад, если не стравливает лезем и проверяем трубки на нижнюю фишку, их 2 или 3 в зависимости от года. Если есть звук, то глянуть для спокойствия трубки. Далее необходимо проверить вакуумную магистраль аккумулятора вакуума, она выходит из блока управления 2ой турбиной под крыло, далее прикреплена к жесткости бампера и уходит под левое крыло. Можно ее заткнуть прям в блоке пальцем и проверить закроется ли клапан о котором ранее речь шла.
Это диагностика 2го аварийного режима.
4 — Если буст 0.6 и клапан под интеркуллером закрывается и у вас загорается Check Engine. Берете схему подключения.
И начинаете по ней проверять, параллельно осматривайте шланги на предмет дырок (дырявые шланги — все автоматом в помойку. покупаете 6-7 метров силиконовых шлангов и меняете).
Также проверить наличие рестриктеров (жиклеров) в вакуумных трубках.
5 — Это переборка вакуумного блока управления 2ой турбиной (Я его разбирал полностью). Нужно продуть соленоиды посмотреть как работают, можно прозвонить тестером или подать 12V что бы он переключился и посмотреть как работает в другую сторону. Там все абсолютно просто.
При проблемах при п.2 на что необходимо обратить внимание в 1ую очередь:
1 — Что у вас со свечами, в каком они состоянии
2 — нет ли прострелов в зажигании.
3 — нормально ли жужжит топливный насос когда вы включаете зажигание.
4 — не плавают ли обороты на холостом ходу.
Твин-турбо, делимся опытом.
Правильная работа системы твин-турбо:
Рабочее давление системы 1.1 бар в пиковых моментах, и 0.9-1 бар постоянно. В момент переключения турбин давление может падать незначительно (на автоматных машинах более выражено). При высокий оборотах, когда работают 2 турбины, давление не должно расти выше 1 бара.
Проблемы в работе твин-турбо:
Основная проблема это переход системы в аварийный режим, в данном случае давление будет 0.5-0.6 бара.
Так же бывают проблемы с вакумной схемой и тогда система может войти во 2ой аварийный режим и открыть клапан сброса под интеркулером. В данном случае будет давление 0.2-0.3 бара. Машина практически не будет ехать, ее будет дергать.
Диагностика и выявление неполадок в системе твин-турбо.
Сразу же напишу что для начала необходимо иметь датчик давления турбины, в ином случае вам придется постоянно смотреть давление через ноутбук со шнурком что усложняет в разы диагностику и тратит ваше время.
1 - Необходимо определить какого характера проблема. Для этого ищем ровный участок дороги, и жмем педаль газа в пол (желательно на 5ой передачи при скорости 55-60) и начинаем крутить двигатель, нужно держать педаль секунд 20-25. Либо как умеете, главное что бы педаль газа была нажата в пол длительное время. И проехаться (на 2 или 3ей передаче) раскручивая двигатель выше 4000 оборотов, 5500 точно хватит.
Делаем мы это, для того что бы попробовать поймать Check engine (66 код - рассинхроризация турбин).
2 - Если после проделаного в п.1 Check engine все же не появился, необходимо определить причины ограничения надува. Для этого скидываем шланг с актуатора 1ой турбины (Актуатор - выглядит как железный бачок на корпусе турбины, на него одевается шланг с хомутом). Далее едем в режиме педаль газа в пол и смотрим на давление турбины.
Делаем это для того, что бы определить что ограничивает надув. Если это блок управления ДВС (Далее Мозги), то при отключеном актуаторе турбины мозги не смогут ограничить надув и будет ясно на что думать. БЕЗ ЭТОГО ШЛАНГА ЕЗДИТЬ НЕЛЬЗЯ. После диагностики вернуть на место.
более глубокая диагностика:
1 - Проблемы выявились на п.1 диагностике - вы можно сказать счастливчик.
1 - Сбросить все вакумные трубки с блока управления 2ой турбиной (черная коробка возле стойки правой), должен уйти воздух из них. Если не было звука значит система не гермитична. Вернуть трубки назад.
2 - Далее необходимо при заводе машины посмотреть актуатор который находится под интеркулером (На него идет ваккумная трубка н.1) закроет ли он клапан, увидеть это можно т.к. начнет движение тяга. Заглушить машину и посмотреть будет ли он держатся. (должен оставатся закрытым).
3 - Если клапан не закрывается или сразу открывается проверяем далее. отщелкиваем нижнею фишку с блока управления 2ой турбиной и заводим машину, должно начать шипеть (стравливать воздух) - если так возрасщаем назад, если не стравливает лезем и проверяем трубки на нижнию фишку, их 2 или 3 в зависимости от года. Если все есть звук то глянуть для спокойствия трубки. Далее необходимо проверить ваккумную магистраль аккумулятора ваккума, она выходит из блока управления 2ой турбиной под крыло, далее прикреплена к жесткости бампера и уходит под левое крыло. Можно ее заткнуть прям в блоке пальцем и проверить закроется ли клапан о котором ранее речь шла.
Это диагностика 2го аварийного режима.
4 - Если буст 0.6 и клапан под интеркулером закрывается и у вас загорается Check Engine. Берете схему подключения комрада Arbmonster. И начинаете по ней проверять, паралельно осматривайте шланги на предмет дырок (дырявые шланги - все автоматом в помойку. покупаете 6-7 метров силиконовых шлангов и меняете).
5 - Это переборка вакумного блока управления 2ой турбиной (Я его разбирал полностью). Нужно продуть соленоиды посмотреть как работают, можно прозвонить тестером или подать 12V что бы он переключился и посмотреть как работает в другую сторону. Там все абсолютно просто.
При проблемах при п.2 на что необходимо обратить внимание в 1ую очередь:
1 - Что у вас со свечами, в каком они состоянии
2 - нет ли прострелов в зажигании.
3 - нормально ли жужит топливный насос когда вы включаете зажигание.
4 - не плавают ли обороты на холостом ходу.
p.s. лучше посмотреть через Ecuexplorer показания датчиков или просто снять логи с машины немного покатавшись в смешаном режиме и выложить в тему "Прошу помощи в рассмотрении лога"
А самое главное если у вас нету проблем в п.1 диагностике а они в п.2 - не трогайте рабочую систему.
Товарищи субаристы дописывайте что и как и делитесь знаниями. Все обсуждаемо :) Писал статью, что бы новичкам было проще и не делали моих ошибок. Ну и что бы не было 10 новых тем в месяц с одинаковыми проблемами.
Twin Turbo
Понятие и принцип работы системы турбонаддува под названием Твин Турбо. Фотографии нового турбированного двигателя Biturbo, видео и схемы.Понятие и принцип работы системы турбонаддува под названием Твин Турбо. Фотографии нового турбированного двигателя Biturbo, видео и схемы.
Что это такое и как оно работает?
Twin Turbo в переводе с английского означает двойное турбо и в этой системе турбонаддува стоит два турбокомпрессора. Сначала турбокомпрессоры использовались для преодоления и инерционности системы. Сейчас же использование и применение этих турбокомпрессоров значительно выросло, так как он снижает расход горючего. Выходная мощность возрастает и способствует поддерживать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя.
Виды Твин Турбо и их отличия
Есть три разновидности схемы системы Twin Turbo: последовательная, параллельная, и ступенчатая. Эти три схемы отличаются друг от друга расположением, характеристиками и последовательностью работы турбокомпрессоров. Электронная система управления очень точно настраивает работу турбокомпрессоров. Система включает входные датчики, приводы клапанов управления потоком воздуха и переработанным горючем.
Торговый лейбл системы турбонаддува это Twin Turbo, но и есть другое название этой системы — «Biturbo». Не совсем правильно в разных информационных источниках Biturbo воспринимают, как систему с параллельной схемой работы турбокомпрессора.
Видео: как работает турбина:
1. Параллельный Twin Turbo или Biturbo
Параллельная система Твин Турбо работает одновременно и параллельно друг другу, и включает в себя два одинаковых турбокомпрессора. Параллельная работа происходит из-за ровного деления потока сгоревших газов между турбокомпрессорами. Из каждого компрессора выходит сжатый воздух и поступает в общий впускной коллектор, и потом распределяется по цилиндрам. Параллельный Twin Turbo используется, как правило, на дизельных V-образных двигателях. Из-за параллельной схемы турбонаддува эффективность системы основывается на том, что две маленькие турбины имеют меньшую инерционность, чем одна большая турбина. Турбокомпрессоры работают на всех оборотах двигателях обеспечивая быстрое повышение наддува. И каждая турбина установлена на своём выпускном коллекторе.
2. Последовательный Twin Turbo
В системе последовательного Twin Turbo постоянно работает первый турбокомпрессор, а второй начинает работать в определённом порядке работы двигателя (повышенная частота оборотов, нагрузка). Последовательный турбокомпрессор включает два одинаковых по характеристикам турбокомпрессора.
Схема системы работы Твин Турбо на Subaru
Электронная система управления обеспечивает переход между режимами и регулирует поток сгоревших газов ко второму турбокомпрессору за счёт специального клапана. Правильно такую систему называть последовательно — параллельная, потому что при полном открытии клапана управления подачей сгоревших газов оба турбокомпрессора работают параллельно. Сжатый воздух подаётся в общий впускной коллектор от двух турбокомпрессоров и распределяется по цилиндрам.Чтобы достичь максимально высокого выхода мощности, система последовательности Twin Turbo минимизирует последствия турбозадержки. Применяются, как на дизельные двигатели, так и на бензиновые. В 2011 году была представлена система с тремя последовательными турбокомпрессорами компанией BMW и называется она Triple Turbo.
3. Двухступенчатый Twin Turbo
В техническом плане система двухступенчатого турбонаддува является самой совершенной. Компания BorgWarner Turbo Systems ставит эту систему на дизельные двигатели Cummins и BMW, а с 2004 года начали применять систему двухступенчатого турбонаддува на некоторых дизельных двигателях от Opel.
Схема двухступенчатого турбонаддува
Принцип работы системы регулируемого двухступенчатого турбонаддува
В системе двухступенчатого турбонаддува используется клапанное регулирование потока сгоревших газов и нагнетаемого воздуха. Эта система состоит из двух турбокомпрессоров разного размера. В последствии установленных в впускном и выпускном трактах.
Перепускной клапан сгоревших газов закрыт при низких оборотах двигателя. Сгоревшие газы через малый турбокомпрессор, имея максимальную отдачу и минимальную инерцию проходят дальше через большой турбокомпрессор. И так как давление отработавших газов не сильное, то следовательно и большая турбина практически не вращается. Перепускной клапан наддува закрыт на впуске и воздух поступает последовательно через большой и малый компрессоры.
Общая работа турбокомпрессоров начинает осуществляться при росте оборотов. И постепенно начинает открываться перепускной клапан сгоревших газов. Большая турбина начинает все больше и интенсивно раскручиваться, так как часть отработавших газов идёт прямо через неё.
Большой компрессор на впуске с определённым давлением начинает сжимать воздух, но давление не слишком большое и сжатый воздух дальше поступает в малый компрессор, где продолжает повышается давление. При этом перепускной клапан остаётся закрыт. Перепускной клапан сгоревших газов открывается полностью при полной нагрузки. Останавливается малая турбина, а большая начинает раскручиваться до максимальной частоты, так как через неё практически полностью проходят сгоревшие газы. Давление наддува достигает своего максимального значения на впуске большого компрессора при этом малый компрессор создаёт помеху для воздуха. И в определённый момент перепускной клапан наддува открывается и сжатый воздух непосредственно напрямую поступает к двигателю.
Благодаря системе двухступенчатых турбокомпрессоров системы Twin Turbo мгновенно достигается номинальный крутящий момент и поддерживается в широком диапазоне оборотов двигателя. При этом достигается максимальное увеличение мощности. Таким образом, система поддерживает блестящую работу турбокомпрессоров на всех режимах работы двигателя. Так же система объясняет известное противостояние дизельных двигателей между предельной мощностью на высоких оборотах и высоким крутящим моментом на низких оборотах.
Видео про Твин Турбо: как работает
2. Biturbo на Opel
3. Triple-Turbo на BMW
Двигатель с турбонаддувом твинсколл на Субару
Двухканальная система "twin-scroll" отличается от обычной наличием двух, а не одного как в “single-улитке” каналов, делящих камеру детали на две части. Таким образом, отработавшие газы подаются на лопасти крыльчатки раздельно, за счет чего эффективнее используется импульсный наддув. Это помогает получить стабильную тягу двигателя во всем диапазоне оборотов, снижая к минимуму эффект так называемого турбо-лага.
Из минусов твинскролла можно назвать меньшую отдачу железного сердца автомобиля с этой системой при работе на высоких оборотах, так как чем выше обороты, тем менее выражен эффект импульсного наддува. Вторым минусом назовем более высокую стоимость готовой детали, по сравнению с синглскроллом из-за конструктивных особенностей и сложности в производстве.
Установка турбонаддува на Forester, Impreza, Legacy.
Профессиональный монтаж турбонаддува, в том числе твинскрольного – залог успеха стабильной работы двигателя и его качественной силовой отдачи. Оба варианта турбин доступны к установке нашими мастерами на весь модельный ряд автомобилей Субару с турбо-моторами. Возможна также переделка из сингл. в твин.
Что такое твинсколл на Субару?
Когда настает момент выбора быстрого автомобиля, а он обязательно появляется в жизни каждого, чей выбор не только уныло толкаться в пробках, но еще и получать удовольствие от вождения, то на ум сразу приходят две системы турбонаддува двигателей. Разумеется, если вы не горячий поклонник огромных американских суперчарджеров с ременным приводом.
Твинскролл или сингл-турбо? Что это такое и в чем разница?
Твинскролл – переводится как «двойная улитка» – это один из вариантов турбокомпрессора, включающий в себя несколько каналов для вывода выхлопных газов. Начал внедряться автопроизводителями, ради повышения КПД систем турбонаддува. Пионером в этой области стала компания Порше, начавшая ставить турбины этого типа еще в далеком 1978 году.
Как работают двигатели Biturbo и Twin Turbo в автомобилях?
В дословном переводе с английского языка словосочетание twin-turbo обозначает "двойное турбо" или "удвоенное турбо". Правильными являются оба варианта перевода. Теперь давайте оставим лингвистический аспект и изучим подробно техническую сторону данного вида турбонаддува.
Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)Виды систем турбонаддува и их принцип работыПараллельныйПоследовательныйСтупенчатыйКакие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки
Что такое Twin-Turbo (Tвин турбо)
Для того, чтобы добиться заметного увеличения мощности двигателя в его конструкцию устанавливают турбину. Twin-Turbo является одним из видов турбосистемы автомобиля и именно на нем мы и остановим наше внимание. Твин турбо подразумевает установку сразу двух одинаковых турбин, которые многократно увеличивают производительность всей системы турбонаддува. Подобная компоновка намного эффективней турбосистемы, в работе которой используется только одна турбина.
Изначально битурбо было спроектировано для решения главной проблемы всех надувных двигателей – устранение так называемой "турбоямы". Это явление проявляется в снижении эластичности и резком падении мощности двигателя на низких оборотах. Все это происходит в момент, когда турбина двигателя под давлением выхлопных газов не успевает раскрутиться до оптимальных оборотов.
Впоследствии было замечено, что сдвоенные турбины позволяют существенным образом расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысив тем самым максимальную мощность, одновременно сократив общий расход топлива.
Знаете ли Вы? Эксклюзивный суперкар Bugatti Veyron оснащен сразу четырьмя турбинами, а такая система турбонаддува получила соответствующее название - Quad-Turbo.
Виды систем турбонаддува и их принцип работы
Существует несколько основных видов системы Twin-Turbo: параллельная, последовательная и ступенчатая. Каждый вид турбонаддува характеризуется собственной геометрией, принципом работы и выдаваемыми динамическими характеристиками.
Это относительно простой тип турбосистемы, конструкция которого включает симметричную пару одновременно работающих компрессоров. Благодаря такой синхронизации достигается равномерное распределение входящего воздуха.
Зачастую данная схема применяется в дизельных V-образных двигателях, где каждый компрессор отвечает за подачу воздуха во впускной коллектор своей группы цилиндров.
Уменьшение инертности достигается путем снижения массы ротора турбины, поскольку 2 небольших компрессора создают большее давление, раскручиваясь при этом значительно быстрее, чем один большой и более производительный компрессор. В итоге значительно уменьшается та турбояма, о которой говорилось выше, а двигатель выдает лучшие характеристики во всем диапазоне оборотов.
Данный тип подразумевает компоновку, состоящую из двух соизмеримых компрессоров, которые при этом могут иметь разные характеристики и работать в дополняющем режиме. Более легкий и быстрый нагнетатель работает в непрерывном режиме, устраняя тем самым глубокую и широкую турбояму. Второй нагнетатель по специальным сигналам электроники контролирует обороты двигателя и включается при более тяжелых режимах работы двигателя, обеспечивая таким образом максимальный показатель мощности и топливной эффективности.
На пиковых режимах работы двигателя включаются сразу 2 турбины, работая в паре. Подобная схема может применяться на двигателях с любым топливным циклом.
Самый сложный и прогрессивный тип турбонаддува, обеспечивающий самый широкий диапазон мощности. Создание необходимого наддува становится возможным благодаря установке двух разновеликих компрессоров, соединенных между собой особой системой bypass-клапанов и патрубков.
Данный тип турбонаддува называется ступенчатым из-за того, что выхлопные газы в минимальных режимах раскручивают малую турбину, а это позволяет двигателю легко набирать обороты и работать с большей эффективностью. При увеличении оборотов происходит открытие клапана, что в свою очередь приводит в движение большую турбину. Но давление, которое она создает необходимо увеличить, что и делает малая турбина.
После достижения максимальных оборотов большая турбина выдает огромное давление, которое превращает малый нагнетатель в аэродинамическое сопротивление. В этот самый момент автоматика открывает перепускной клапан, и сжатый воздух поступает в двигатель, минуя на своем пути малую турбину.
Но вся сложность данной системы в полной мере компенсируется гибкостью работы двигателя и его высочайшими характеристиками.
Какие преимущества использования Twin-Turbo и есть ли недостатки
Несомненным преимуществом системы Twin Turbo является большая мощность при сравнительно небольшом рабочем объеме двигателя. Сюда же относится высокий крутящий момент и отличная динамика автомобиля, оснащенным Twin-Turbo. Двигатель с двумя турбинами намного экологичнее, чем обычный, поскольку турбонаддув позволяет топливу намного эффективнее сгорать в системе цилиндров.
Из недостатков битурбо можно выделить сложность эксплуатации такой системы. Силовая установка становится более чувствительной к качеству топлива и моторного масла. Турбированные двигатели нуждаются в специальном масле, так как без него заметно уменьшается срок службы масляного фильтра. Высокие температуры, в которых работают турбины негативно сказываются на всем двигателе автомобиля.
Главный недостаток системы Twin-Turbo – это большой расход топлива. Для создания топливовоздушной смеси в цилиндрах необходим большой объем воздуха, что влечет увеличение подачи горючего.
Турбины довольно быстро изнашиваются, если при остановке авто сразу же глушить двигатель. Чтобы продлить срок эксплуатации Twin-Turbo следует давать двигателю поработать некоторое время на холостых оборотах, охладив таким образом турбины, а только после этого можно смело доставать ключ зажигания.
Помните! Twin-Turbo – это сложная и весьма чувствительная система турбонаддува, которая нуждается в бережном отношении и качественных комплектующих. Соблюдение этих простых правил позволяет максимально насладиться скоростью и динамикой автомобиля.
Двигатель Subaru EJ208
2.0-литровый турбо двигатель Субару EJ208 собирался на японских заводах с 1998 по 2003 год и устанавливался лишь на различные спорт модификации модели Легаси для местного рынка. Этот силовой агрегат предлагали в одной единственной версии мощностью в 280 л.с. и 343 Нм.
В линейку EJ20T также входят двс: EJ20G, EJ205, EJ206 и EJ207.
Технические характеристики мотора Subaru EJ208 2.0 Twin Turbo
| Точный объем | 1994 см³ |
| Система питания | инжектор |
| Мощность двс | 280 л.с. |
| Крутящий момент | 343 Нм |
| Блок цилиндров | алюминиевый H4 |
| Головка блока | алюминиевая 16v |
| Диаметр цилиндра | 92 мм |
| Ход поршня | 75 мм |
| Степень сжатия | 8.5 - 9.0 |
| Особенности двс | DOHC |
| Гидрокомпенсаторы | нет |
| Привод ГРМ | ременной |
| Фазорегулятор | нет |
| Турбонаддув | twin turbo |
| Какое масло лить | 4.7 литра 5W-30 |
| Тип топлива | АИ-95 |
| Экологический класс | ЕВРО 2/3 |
| Примерный ресурс | 210 000 км |
FORUM
ARTICLE
Фотоотчет о разборке как раз такого мотора выложен на сайте Wiki.24Subaru.ru
Расход топлива Субару EJ208
На примере Subaru Legacy GT-B 2003 года с механической коробкой передач:
| Город | 12.8 литра |
| Трасса | 7.6 литра |
| Смешанный | 9.5 литра |
На какие автомобили ставили двигатель EJ208 2.0 l
| Legacy BE | 1998 - 2003 |
Недостатки, поломки и проблемы EJ208
Следите за давлением масла, при его падении нередко проворачивает вкладыши
Расход смазки тут связан как с масложором, так и с течами прокладок и сальников
Ремень ГРМ рассчитан примерно на 100 000 км, а при обрыве клапана всегда гнет
Из-за неэффективной системы охлаждения двигатель очень часто перегревается
Регулярные перегревы двс приводят к искривлению геометрии цилиндров и стукам
Все тексты написаны мной, имеют авторство Google, занесены в оригинальные тексты Yandex и заверены нотариально. При любом заимствовании мы сразу же пишем официальное письмо на фирменном бланке в поддержку поисковых сетей, вашего хостинга и доменного регистратора.
Далее подаем в суд. Не испытывайте удачу, у нас более тридцати успешных интернет проектов и уже дюжина выигранных судебных разбирательств.
Супертурбо: все продвинутые системы наддува
Я предельно упростил формулировки, чтобы текст был доступен для понимания широкому кругу читателей. Но для лучшего понимания вопроса рекомендую прочитать мои прошлые публикации о видах наддува и надежности турбомоторов .
Прогресс не стоит на месте, и каждое новое поколение автомобилей должно быть быстрее, экономичнее и мощнее. Часто для повышения мощности используются комбинированные системы наддува, да и «обычные» турбины вовсе не так просты, как кажется на первый взгляд. Каким же образом инженеры научили турбомоторы быть одновременно мощными, эластичными и экономичными? Какие технологии позволяют создавать массовые двигатели с удельной мощностью в 150 л.с. на литр и отличной тягой на низах, и тысячесильных монстров?
«Обычная» турбина
Как я уже писал, турбокомпрессор прост на первый взгляд, но является высокотехнологичным устройством, которое работает в очень жестких условиях. И любое его усложнение сильно сказывается на надежности. Для примера я постараюсь подробнее описать устройство типичного турбокомпрессора без особых усложнений.
Основной частью турбокомпрессора является средний корпус, в нем расположены подшипники скольжения, упорный подшипник и седло уплотнения с кольцами. В самом корпусе есть каналы для прохождения через него масла и охлаждающей жидкости. На совсем старых конструкциях обходились только маслом и для смазки и для охлаждения, но такие турбины не применяются на серийных машинах уже давно. Для предохранения среднего корпуса от воздействия горячих выхлопных газов служит жароотражатель.
В средний корпус устанавливается турбинный вал. Эта деталь не просто вал, конструктивно он соединен с турбинным колесом неразъемным соединением, чаще всего сваркой трением или выполнен из цельного куска металла. Иногда для создания крыльчатки используется керамика-прочности и коррозийной устойчивости лучших конструкционных сталей может не хватать. Сам вал имеет сложную форму, на нем есть утолщение для уплотнения и упорный выступ, а форма цилиндрической части рассчитана с учетом теплового расширения во время работы.
На турбинный вал надевается компрессорное колесо. Оно изготовлено обычно их алюминия и фиксируется на валу гайкой.
Конструкция из среднего корпуса, установленного в него турбинного вала и компрессорного колеса называется картриджем. После сборки этот узел тщательно балансируется, ведь работает он при очень высоких оборотах и малейший дисбаланс быстро выведет его из строя.
Еще турбине нужны две «улитки» — турбинная и компрессорная. Часто они индивидуальны для каждого производителя машин, тогда как центральная часть — картридж и размеры турбинного и компрессорного колеса являются признаками конкретной модели турбины и ее модификации.
Для предохранения от слишком высокого давления наддува используется клапан сброса давления газов, он же вастегейт. Обычно он является частью турбинной улитки и управляется вакуумом. Он закрыт при обычном режиме работы турбины и открывается в случае слишком высокого давления наддува или других проблем в работе мотора, сбрасывая скорость вращения турбины.
А теперь о том, как используют турбины и какие технологии применяют, чтобы достичь самых высоких показателей моторов.
Twin-turbo и Bi-turbo
Чем больше и мощнее мотор, тем больше воздуха нужно подавать в цилиндры. Для этого нужно сделать турбину больше или быстрее. А чем больше размер турбины, тем тяжелее ее крыльчатки и тем инерционнее она получается. При нажатии на педаль газа открывается дроссельная заслонка и больше горючей смеси попадает в цилиндры. Образуется больше выхлопных газов и они раскручивают турбину до более высокой частоты вращения, что, в свою очередь, увеличивает количество подаваемой горючей смеси в цилиндры. Чтобы сократить время раскрутки турбин и сопутствующую им «турбояму», изначально испробовали способы, которые называются твин-турбо и би-турбо.
Это две разные технологии, но маркетологи компаний-производителей внесли немало путаницы. Например, на Maserati Biturbo и Mercedes AMG Biturbo на самом деле используют технологию твин-турбо. Так в чем же разница? Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера. Это позволяло получить лучшее время отклика, а иногда и упростить конструкцию мотора, используя недорогие турбокомпрессоры, что очень актуально для V образных двигателей с выхлопными коллекторами «вниз».
Фото:twin turbo Nissan
Обозначение Biturbo («двойная турбина») же относят к конструкциям, в которых применяются последовательно подключенные ко впуску две турбины-маленькую и большую. Маленькая хорошо работает на малой нагрузке, быстро раскручивается и обеспечивает тягу «на низах», а потом в действие вступает большая турбина, более эффективная на большой нагрузке. Маленькая турбина в этот момент отключается системой дроссельных заслонок.
Преимуществом такой схемы является большая эффективность одной большой турбины на большой нагрузке: она обеспечивает лучшее давление и меньший нагрев воздуха при большом ресурсе. А еще вместо маленького турбокомпрессора можно использовать механический или электронагнетатель. Они нагревают воздух меньше, чем турбокомпрессор, и не инерционны.
Но как же потери мощности, которые нужны для их раскрутки? Потери на их привод при малой нагрузке не так существенны. Но расплатой за улучшение характеристик турбин является усложнение впускной системы, приходится использовать много труб и дроссельные заслонки, переключающие потоки воздуха.
Обе технологии используются до сих пор всеми производителями, но все они значительно удорожают мотор, ведь дорогих турбокомпрессоров становится в два раза больше, а система управления ими — сложнее. Для сильно форсированных моторов альтернативы этим технологиям нет или почти нет. Но иногда можно просто улучшить конструкцию стандартной турбины.
Тонкое управление вастегейтом
Wastegate – это, дословно, «ворота для сброса», то есть перепускной клапан. На первых турбинах вастегейт работает очень просто: когда давление на впуске преодолевало натяжение пружины, он открывался, стравливал газы и давление падало. Позже систему усложнили: теперь его открытием руководила не только разница давлений, но и электроника, учитывающая множество параметров — обогащение смеси, режим движения, температуру, детонацию и умеющую избегать нежелательных режимов работы самой турбины. Но управлялся он точно так же — пневматикой. Когда нужно было сбросить давление, клапан просто открывался.
Получить качественный скачок характеристик позволяла плавная регулировка степени открытия перепускного клапана. В этом случае турбина может чаще работать с максимальной отдачей, даже при малых оборотах, а на средних нагрузках уже вступает в действие регулирование и в опасные режимы турбина не переходит.
К сожалению, такой способ сложнее. Для его реализации потребовалось разместить электропривод регулировки рядом с турбиной, что понизило ее надежность: электронике приходится работать в очень жестких условиях, при высокой температуре и высокой вибрации. Но улучшение характеристик стоит того и почти все современные турбины высокофорсированных небольших моторов имеют такую конструкцию.
Более эффективное турбинное колесо. Twinscroll
В поисках повышения эффективности одиночной турбины конструкторская мысль придумала способ, который позволял увеличить эффективность работы турбины и на малых и на больших нагрузках. Турбинное колесо, на которое воздействуют выхлопные газы, разделили на две части, отсюда и название технологии – twin scroll (“двойная улитка”), одна часть турбины более эффективна на большой нагрузке, а другая — на малой, но раскручивают они одно и то же компрессорное колесо на общем валу. Турбина получается не намного сложнее, но несколько эффективнее.
Twin Turbo: описание,виды,преимущества и недостатки.
Twin Turbo — это коммерческое обозначение продвинутой системы турбонаддува двигателей внутреннего сгорания.
Используют так же наименование Biturbo, однако можно встретить и некорректное обозначение этим термином параллельной системы с двумя турбинами. Под этим термином понимают многозвенную систему нагнетания воздуха в цилиндры при помощи двух и более компрессоров с приводом от выхлопных газов, дающую прирост КПД, мощности и снижающую токсичность выбросов.
Twin Turbo проектировалась для разрешения ключевой проблемы наддувных двигателей — ликвидации турбоямы, проявляющейся как снижение эластичности и резкое падение мощности на низких оборотах двигателя, пока турбина еще не успела раскрутиться под давлением выхлопных газов до оптимальных оборотов. Связано это с тем, что крыльчатка нагнетателя изготавливается из особых жаропрочных материалов с немалым запасом прочности и потому имеет ощутимый вес и момент инерции.
Даже высокотехнологичные легкие керамические роторы раскручиваются до 200 тысяч оборотов в минуту за вполне заметное время. Турбояма, или turbo-lag, крайне отрицательно сказывается на динамических характеристиках двигателя, в конечном итоге влияя и на активную безопасность водителя и пассажиров.
Как оказалось впоследствии, сдвоенная турбина позволяет существенно расширить диапазон оборотов номинального крутящего момента, повысить максимальную мощность и сократить удельный расход топлива.
Как и любая другая система из более, чем одного элемента, Twin Turbo может быть параллельной, последовательной или ступенчатой. Каждая из этих схем отличается от другой геометрией, динамическими характеристиками и принципом работы. Управление наддувом берет на себя микроконтроллерный блок, получающий информацию от датчиков и управляющий клапанами и приводами на впускном и выпускном коллекторе.
Параллельный Twin Turbo
Система параллельного Twin Turbo включает два одинаковых турбокомпрессора, работающих одновременно и параллельно друг другу. Параллельная работа реализуется путем равномерного разделения потока отработавших газов между турбокомпрессорами. Сжатый воздух от каждого компрессора поступает в общий впускной коллектор и далее распределяется по цилиндрам.
Параллельный Twin Turbo применяется в основном на V-образных дизельных двигателях. Каждый турбокомпрессор закреплен на своем выпускном коллекторе. Эффективность параллельной схемы турбонаддува базируется на том, что две небольшие турбины имеют меньшую инерционность, чем одна большая. За счет этого сокращается «турбояма», турбокомпрессоры работают на всех оборотах двигателя, обеспечивая быстрое повышение давления наддува.
Последовательный Twin Turbo
Система последовательного Twin Turbo включает два соизмеримых по характеристикам турбокомпрессора. Первый турбокомпрессор работает постоянно, второй включается в работу при определенных режимах работы двигателя (частота оборотов, нагрузка).
Схема системы Twin Turbo
1.перепускной клапан наддува (bypass);
2.клапан управления подачей воздуха;
3.датчик разности давлений;
4.клапан управления подачей отработавших газов;
5.вторичный турбокомпрессор;
6.интеркулер;
7.первичный турбокомпрессор;
8.перепускной клапан отработавших газов (wastegate)
Переход между режимами обеспечивает электронная система управления, которая регулирует поток отработавших газов ко второму турокомпрессору с помощью специального клапана. При полном открытии клапана управления подачей отработавших газов оба турбокомпрессора работают параллельно, поэтому правильно систему называть последовательно-параллельная. Сжатый воздух от двух турбокомпрессоров подается в общий впускной коллектор и распределяется по цилиндрам.
Система последовательного Twin Turbo минимизирует последствия турбозадержки и позволяет достичь максимальной выходной мощности. Применяется на бензиновых и дизельных двигателях. В 2011 году компания BMW представила систему с тремя последовательными турбокомпрессорами – Triple Turbo.
Ступенчатая работа турбин
Рассматривая ступенчатую систему твин турбо важно отметить, что именно она является самой технически грамотной и совершенной, обуславливает самый большой подъем КПД. В такой системе присутствует электронное управление как сгоревшими газами, так и выходящим потоком сжатого воздуха. Здесь, в отличие от предыдущих вариантов, есть возможность применять два разных по размеру турбонаддува. Когда обороты двигателя низкие перепускной клапан сгоревших газов закрыт. Газы следуют по системе твин турбо сначала посещая малый компрессор, где получают максимальную отдачу на давление при минимальной инерции. Далее, они попадают в большую турбину. Когда обороты увеличиваются начинается совместная работа турбин. Перепускной клапан постепенно открывается, то начинает постепенно раскручивать вторую турбину, пуская газы прямо через нее. Когда обороты растут до максимальных, то клапан открывается полностью, и большая турбина начинает работать на полную свою мощность и воздух поступает из нее в двигатель.
Преимущества и недостатки двойного турбонаддува
В настоящее время TwinTurbo в основном устанавливается на мощных автомобилях. Применение этой системы позволяет добиться такого преимущества как обеспечение максимального крутящего момента в широком диапазоне оборотов двигателя. Также благодаря двойному турбонаддуву достигается увеличение мощности при относительно небольших габаритах двигателя, что делает его более экономичным по сравнению с атмосферным двигателем.
К основным недостаткам БиТурбо можно отнести высокую стоимость, что обусловлено сложностью конструкции. Так же, как и с классической турбиной, системы с двумя турбокомпрессорами нуждаются в более бережном отношении, качественном топливе и своевременной замене масла.
Чем отличается Twin-Turbo от Bi-Turbo?
Обе установки разработаны для повышения эффективности и производительности двигателя автомобиля при наличии нагрузки. Кроме того,они обе состоят из двух турбин, которые устанавливаются непосредственно в подкапотном пространстве автомобиля.
Система Bi-Turbo считается лучше, чем ее аналог Twin-Turbo. В ее конструкцию входят две турбины, которые имеют разные параметры размера и мощности. Они предоставляют автомобилю преимущество в равномерном наборе скорости, без потери мощности и появления «провалов». Основная гиперфункция Bi-Turbo в ее плавной работе и отличном старте без рывков и задержек. Систему можно использовать на автомобилях предназначенных для езды по городу.
Установка Twin-Turbo представляет собой систему из двух турбин одинакового размера и мощности. Явное преимущество в том,что синхронная работа турбин обеспечивает взятие максимального потенциала и силы с мотора автомобиля.Отрицательным качеством,принято считать наличие турбоямы-так называемого провала, который возникает по причине провалов и задержек со стороны педали акселератора. Выражаются подобные нюансы в режиме скоростной езды. Водитель ощущает резкий толчок при старте, и при переключении передач.
ТЮНИНГ СУБАРУ ЧАСТЬ 4. УСТАНОВКА ТУРБИНЫ
Эта часть статьи посвящена повышению производительности мотора за счет установки турбины. Перейти к остальным разделам вы можете по ссылке из оглавления в конце каждой статьи .
Варианты увеличения производительности
Поднять производительность обычного атмосферного двигателя можно без изменения его объема, за счет принудительной подачи дополнительного воздуха в цилиндры и создания давления, выше атмосферного. Для этих целей существует два типа внешних механизмов:
- механический нагнетатель (supercharger), приводимый в движении двигателем
- турбо-нагнетатель (turbocharger), который использует энергию выхлопных газов, то есть работает на отходах
Компрессор с механическим приводом забирает на себя часть энергии двигателя, а турбокомпрессор не требует дополнительных энергозатрат и обеспечивают более высокий прирост мощности, поэтому сегодня речь пойдет о последнем.
Как работает турбокомпрессор
Принцип действия заключается в следующем: на одном валу закреплены 2 колеса с лопастями, иначе, крыльчатки. Выхлопные газы вращают лопасти одной крыльчатки, она передает движение на вторую, которая, в свою очередь, начинает вращаться и нагнетать в цилиндры двигателя обычный воздух. Естественно, на объем поступающего воздуха оказывает влияние размер самой турбины.
Типы турбин
Обычный турбокомпрессор действует, практически, как насос, поэтому прежде, чем начать подачу воздуха в двигатель, ему необходимо наполниться. Естественно, существенное влияние на результат оказывает размер корпуса турбины, отсюда возникло деление турбин на большие и маленькие.
Если размер невелик, то наполнение произойдет быстрее, и выход на буст произойдет раньше. Правда, значительного прироста мощности в этом случае ожидать не приходится. Большой турбокомпрессор, напротив, способен прокачать больший объем воздуха, обеспечивая максимальную мощность, зато увеличивается турболаг (или другими словами – турбояма). Для ускорения раскрутки и сокращения турбоямы используются более продвинутые варианты – твин-турбо и би-турбо. В основном, такая технология применяется на спортивных и гоночных моделях, что объясняется сложной системой управления и высокой ценой.
Сказать, что один тип турбины лучше другого, нельзя – все зависит от того, какую цель вы преследуете.
Установка турбины
Задача это комплексная и непростая. Нужно понимать, что другие компоненты автомобиля должны будут соответствовать выбранному уровню тюнинга. Помимо выбора оптимального компрессора, понадобятся работы по увеличению прочности и надежности двигателя, доработке системы управления двигателем, впускного коллектора и всей выхлопной системы. Возможно, как шутят мастера, придется перебрать половину автомобиля.
Что касается марок турбин для Субару, то на сегодняшний день основными производителями являются японские компании Ishikawajima Heavy Industries (IHI) и Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Также на российском рынке представлены системы турбонаддува Advanced Vehicle Operations, Апекси, Greddy. Информацию о технических характеристиках турбин Субару можно найти в статье «Турбина Субару – за и против» .
Но окончание установки не означает завершение процесса: турбокомпрессор Субару требует особого ухода и регулярного техобслуживания , поэтому желательно найти надежный автосервис.
Установка турбины – это дорогостоящий и сложный способ технического тюнинга, зато увеличение мощности и крутящего момента будет впечатляющим
Читайте также: