Pikap24.ru

Автомобильный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель твинскролл

Основы турбонаддува. Часть 1.

Как известно, мощность двигателя пропорциональна количеству топливовоздушной смеси, попадающей в цилиндры. При прочих равных, двигатель большего объема пропустит через себя больше воздуха и, соответственно, выдаст больше мощности, чем двигатель меньшего объема. Если нам требуется, чтобы маленький двигатель выдавал мощности как большой или мы просто хотим, чтобы большой выдавал еще больше мощности, нашей основной задачей станет поместить больше воздуха в цилиндры этого двигателя. Естественно, мы можем доработать головку блока и установить спортивные распредвалы, увеличив продувку и количество воздуха в цилиндрах на высоких оборотах. Мы даже можем оставить количество воздуха прежним, но поднять степень сжатия нашего мотора и перейти на более высокий октан топлива, тем самым подняв КПД системы. Все эти способы действенны и работают в случае, когда требуемое увеличение мощности составляет 10-20%. Но когда нам нужно кардинально изменить мощность мотора — самым эффективным методом будет использование турбокомпрессора.

Каким же образом турбокомпрессор позволит нам получить больше воздуха в цилиндрах нашего мотора? Давайте взглянем на приведенную ниже диаграмму:

Рассмотрим основные этапы прохождения воздуха в двигателе с турбокомпрессором:

— Воздух проходит через воздушный фильтр (не показан на схеме) и попадает на вход турбокомпрессора (1)
— Внутри турбокомпрессора вошедший воздух сжимается и при этом увеличивается количество кислорода в единице объема воздуха. Побочным эффектом любого процесса сжатия воздуха является его нагрев, что несколько снижает его плотность.
— Из турбокомпрессора воздух поступает в интеркулер (3) где охлаждается и в основной мере восстанавливает свою температуру, что кроме увеличения плотности воздуха, ведет еще и к меньшей склонности к детонации нашей будущей топливовоздушной смеси.
— После прохождения интеркулера воздух проходит через дроссель, попадает во впускной коллектор (4) и дальше на такте впуска — в цилиндры нашего двигателя.
Объем цилиндра является фиксированной величиной, обусловленной его диаметром и ходом поршня, но так как теперь он заполняется сжатым турбокомпрессором воздухом, количество кислорода зашедшее в цилиндр становится значительно больше чем в случае с атмосферным мотором. Большее количество кислорода позволяет сжечь большее количество топлива за такт, а сгорание большего количества топлива ведет к увеличению мощности выдаваемой двигателем.
— После того как топливо-воздушная смесь сгорела в цилиндре, она на такте выпуска уходит в выпускной коллектор (5), где этот поток горячего (500С-1100С) газа попадает в турбину (6)
— Проходя через турбину, поток выхлопных газов вращает вал турбины на другой стороне которого находится компрессор, и, тем самым совершает работу по сжатию очередной порции воздуха. При этом происходит падение давления и температуры выхлопного газа, поскольку часть его энергии ушла на обеспечение работы компрессора через вал турбины.

Читать еще:  Chevrolet lanos какой двигатель лучше

Ниже приведена схема внутреннего устройства турбокомпрессора:

В зависимости от конкретного мотора и его компоновки под капотом, турбокомпрессор может иметь дополнительные встроенные элементы, такие как Wastegate и Blow-Off. Рассмотрим их подробнее:

Такая турбина отличается от «сингловой» наличием двух крыльчаток, и соответственно разделённой надвое «горячей частью» тем самым, достигая максимальной эффективности в большом диапазоне оборотов (от 3000 до 7000 и более об/мин).

Выхлопные газы, выходя из цилиндра, попадают в выпускной коллектор, и далее в «горячую часть» турбины, разница с «синглскролл» турбиной в том, что внутри находятся 2 крыльчатки разного размера [источник не указан 1607 дней] , которые, соответственно раскручиваются с разной скоростью, в отличие от одиночной крыльчатки, то есть в твинскролле малая часть будет уже вращаться на близкой к максимальной скорости всего на 3000 об/мин и выдавать заявленный наддув на низких оборотах, а большая часть приобретает силу и загоняет больше воздуха в цилиндр на высоких оборотах. Разумеется пиковая мощность на «двойной улитке» немного меньше чем на одиночной, о чём нам говорят графики, но на низких оборотах мы получаем большой прирост мощности и «сводим на нет» турбояму.

Плюсы и минусы [ править ]

К минусам данного типа турбин можно отнести то, что они имеют чуть более низкую мощность «на верхах» чем у синглскролла. Так как твинскролл является поиском золотой середины между турбиной с одиночной крыльчаткой и твин-турбо, то она имеет меньшую мощность, но так же и меньшую стоимость чем последний, и большую стабильность в мощности и примерно одинаковую стоимость с первым.

Теперь к плюсам. Из-за своей геометрии выпускного коллектора выхлопные газы из цилиндров разделяются по потокам по схеме 1-4 2-3 (для четырёхцилиндрового двигателя), к тому же разделённые потоки имеют меньшую температуру (примерно на 50-70 градусов), вследствие этого меньше нагревают «горячую часть» турбины и подкапотное пространство, что естественно хорошо, так как через компрессор в цилиндры «задувается» более холодный воздух и повышается производительность. Также, из-за меньшей температуры наддува, частично решается проблема с перегревом дальних (крайних) цилиндров (в основном для 5-6 цилиндровых двигателей), так как охлаждающая жидкость к ним поступает в последнюю очередь и уже весьма разогретой. [2] Уменьшается, в некоторых случаях совсем пропадает турбояма из-за увеличенного наддува на низких оборотах. Тем самым нет большого скачка в мощности как в турбинах со стандартной геометрией.

Читать еще:  Бифилярная катушка как двигатель

Заключение

EJ207 – действительно достойный агрегат, несмотря на его специфические особенности, которые понравятся далеко не каждому. Этот двигатель, несомненно, настоящий «турбомонстр» от Субару, такой же, как и не жилец, для которого сотня тысяч пробега будет очень хорошим результатом. Зачастую, автомобили STi и WRX STi «убиваются» уже первыми владельцами. EJ207 по праву занимает почетное место среди легендарных японских моторов, с которыми неразрывно связана история целой марки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector