Турбина: история и современность

Турбина: история и современность

30
03.05.2021

Содержание

  1. Начало истории
  2. Немного теории
  3. Хронология событий
  4. Турбированные двигатели в современном автомобилестроении

Существует мнение, что изобретение турбомотора входит в 10-ку самых важных событий всей автомобильной промышленности. Автомобильные инженеры, занимающиеся проблемой увеличения мощности автомобильных двигателей, уже в 30-е годы прошлого века „уперлись в стену”, и простое увеличение литража двигателей не приводило к нужному эффекту. Одним из вариантов решения проблемы было увеличение воздуха в цилиндрах двигателя. Рост насыщения воздушно-топливной смеси кислородом приводит к выработке большего количества энергии при сжигании, тем самым увеличивая крутящий момент и мощность двигателя..

Начало истории

Нагнетатель ремонт турбин Минск турбины полбел polbel

Первоначально для подачи добавочного объема воздуха автомобилестроители стали использовать технологию приводных нагнетателей. Данные агрегаты работают непосредственно от вращения мотора, которое передаётся на нагнетатель через привод/ремень или более сложные системы. Основными минусами приводных нагнетателей является то, что для обеспечения его работы расходуется часть индикаторной мощности двигателя и увеличение расхода топлива. Поэтому сегодня данная технология подачи воздуха в двигатели используется в основном к тюнинге американских автомобилей, обладающих большими объемами двигателей, где потеря мощности не так ощутима, а отсутствие «турбо ямы», то есть линейный прирост мощности в соотношении к оборотам двигателя, цениться больше экономичности.

Но автопроизводители не переставали искать лучшего решения, которым впоследствии оказался турбонагнетатель, он же турбокомпрессор или в простонародии турбина. (PS: термины «нагнетатель» и «компрессор» имеют разные технические значения, где «нагнетатель» следует относить к всему агрегату, а «компрессор» к его узлу).

Немного теории

Турбокомпрессор/турбонагнетатель/турбина в контексте автомобилестроения – один из видов нагнетателей воздуха в камеру сгорания двигателя.

Принцип работы турбины ремонт турбин Минск турбины полбел polbel

Поскольку турбина при работе использует энергию выхлопных газов, то не забирает ощутимую часть мощности от двигателя, как это имеет место при использовании приводных нагнетателях. Установка турбокомпрессора/турбины значительно увеличивает КПД двигателя, увеличивая мощность, а также уменьшая расход топлива при существенно меньших массе и габаритах, чем в обычном, «атмосферном» двигателе.
Основной принцип турбокомпрессора заключается в использовании кинетической энергии выхлопных газов для раскручивания вала турбины, который уже передаёт вращение на колесо компрессора, тем самым подавая воздух в цилиндры двигателя через систему интеркулеров под большим давлением.

Хронология событий

Идея о разработке мотора, который мог бы сам себя снабжать сжатым воздухом без лишних затрат энергии, несмотря на простоту, ждала реализации около 100 лет, если считать от времени изобретения двигателя внутреннего сгорания.

В итоге в 1905 году швейцарский инженер Альфред Бюши (Alfred Büchi) провел первые успешные испытания и запатентовал систему турбонаддува.  

Патент Альфред Бюши ремонт турбин Минск турбины полбел polbel

Первые турбокомпрессора/турбины были испытаны на авиационных моторах в годы Первой мировой войны. Инженер из Франции Огюст Рато устанавливал турбины на авиационные двигатели Renault. Турбины также стали устанавливать на судовые дизельные двигатели. В 1923 году на германских пассажирских лайнерах Danzig и Preussen стали применять турбодизели.

Chevrolet Corvair Monza ремонт турбин Минск турбины полбел polbel

В конце 50-х годов первые серийные автомобили с турбинами стали производить североамериканские автопроизводители. В 1962-1963-х годах начали выпускаться турбированные Chevrolet Corvair Monza и хардтоп-купе Oldsmobile F-85 Jetfire, но по причине низкой надёжности были быстро сняты с производства Техническая ненадежность этих турбомоторов надолго дискредитировала идею их развития в США, где на долгие годы стали популярными именно механические компрессоры.

Но в  Европе продолжались работы над совершенствованием турбокомпрессоров и в конце 60-х, начале 70-х годов фирма Porsche совместно с фирмой ККК (3K-Warner, в 2003 году переименованную в BorgWarner Turbo Systems GmbH) и компания BMW выпустили легковые автомобили с моторами оснащенными в турбины:

BMW 2002 Turbo ремонт турбин Минск турбины полбел polbel Турбированная модель BMW 2002 Turbo, выпущенная в 1973 году была на 40 л.с. мощнее безнаддувного варианта;

 Porsche 911 1974 930 ремонт турбин Минск турбины полбел polbel 3-х литровый Porsche 911 1974 года в 930-м кузове выдавал рекордные 260 л.с.


Во второй половине 70-х годов компании Mercedes, Saab и Volkswagen также выпустили серийные автомобили с турбонаддувом:

 

  • в 1977 году был произведен Saab 99 Turbo;
  • турбодизель Mercedes-Benz 300 SD был выпущен в 1978 г.;
  • Volkswagen Golf Turbodiesel появился в 1981 г.

 

Также двигатели оснащенные турбиной начали использоваться в автогонках. Так в 1977 году Renault представил первый в мире болид Формулы 1 Renault RS01 с турбокомпрессором. Автомобиль хорошо себя зарекомендовал в гонке 24-часа Ле-Мана, заняв 2 место в 1977 году и 1 в 1978. Данный факт продемонстрировал всему миру, что турбодвигатели могут быть не только мощными, но и надежными.

Renault RS01 ремонт турбин Минск турбины полбел polbel 

Porsche 930 ремонт турбин Минск турбины полбел polbel

Турбины, также начали активно использоваться производителями спорт и суперкаров. Так вслед за Porsche 930 в 1986 году знаменитая компания из Штутгарда показала миру 959 модель. Автомобиль был оснащён 2,85 литровым мотором плоской компоновки на 444 лошадиных сил с двумя турбинами (twin-turbo). Porsche 959 на тот момент стал квинтэссенцией того, как должен был выглядеть современный суперкар и стал самым быстрым легальным для городского использования серийным автомобилем с максимальной скоростью в 317 км/ч.

Ferrari F40 ремонт турбин Минск турбины полбел polbel

Ответ из Маранелло не оставил себя долго ждать и в 1987 году Ferrari представил F40 с мотором V8 на 471 л.с. Также как и Porsche, болид был укомплектован двумя турбинами в системе twin-turbo. Автомобиль мог развить 321 км/ч, тем самым забрав пальму первенства у Porsche.

Первые, мощные модели двигателей автомобилей, оборудованные турбиной, к сожалению были не свободны от проблем. Так, например, турбокомпрессоры бензиновых двигателей раскалялись, что называется, «до красна» и легко выходили из строя. Но все эти проблемы, относящиеся к детским проблемам роста, были впоследствии успешно решены.

 

Турбированные двигатели в современном автомобилестроении

В настоящее время доля автомобилей с турбированными двигателями превышает долю с атмосферными моторами. По некоторым прогнозам ожидалось, что в 2020 во всём мире доля автомобилей с турбиной достигнет 70%. Около 80% всех турбомоторов относятся к дизельным и это не случайно, поскольку именно дизели существенно лучше приспособлены к установке турбины.

 

Высокая степень сжатия и отсутствие необходимости в дроссельной заслонке на впуске дизельного мотора, гарантирует более высокое давление, мощность и экономичность.

Компания Polbel (г. Минск) специализируется на обслуживании и ремонте турбин, а также на их продаже и картриджей к ним. Наша компания:

  • имеет 20-и летний опыт работы с турбинами автомобилей;
  • производится бесплатная дефектовка турбины с выявлением причин поломки;
  • работы проводятся с соблюдением всех заводских требований производителя;
  • после проведения ремонтных работ все турбины испытываются на высокоскоростных стендах компаний VISCOM и SCHENCK.

 

Наш девиз: «Мы умеем ремонтировать турбины, и у нас есть для этого все. Мы ценим Ваше время и поэтому свою работу стараемся делать качественно!».

Рекомендации по установке турбины