Факторы, которые следует учитывать при выборе одного или нескольких турбокомпрессоров

Обычно пользователи нашего сайта находят эту страницу по следующим запросам:
ДВС, катализатор, рампа, зажигание, моторчик, карбюратор, турбонаддув, компрессор, нагнетатель, турбонагнетатель

Факторы, которые следует учитывать при выборе одного или нескольких турбокомпрессоров

При планировании системы турбокомпрессора прежде всего необходимо решить для себя, будете ли вы использовать один или несколько турбокомпрессоров. Для некоторых ответ прост: они попытаются избежать использования нескольких турбокомпрессоров в любом случае. Причиной этого является то, что использование одного турбокомпрессора означает сокращение стоимости работ, технического обслуживания иремонта в два раза в будущем. К тому же намного проще найти пространство в моторном отсеке для одного турбокомпрессора. При этом не учитывается, что времени на раскручивание одного большого турбокомпрессора может понадобиться значительно больше, чем для раскручивания нескольких турбокомпрессоров меньших размеров, приводимых в действие раздельными потоками выхлопных газов.

Все эти причины достаточно просты, поэтому сложно оправдать установку двух турбокомпрессоров на четырех- или пятицилиндровом двигателе серийного автомобиля, предназначенного для использования в условиях городского движения. Однако для некоторых серий соревнований выбор сделать не так-то просто, если только правилами не предписано использовать только один турбокомпрессор. Для легковых автомобилей серийного производства с шестицилиндровыми двигателями ставки будут примерно 50/50. Я объясню почему немного позже, но, если имеется свободное пространство, я бы предпочел использовать два турбокомпрессора. То же касается и шестицилиндровых двигателей гоночных автомобилей, но содним исключением: в дрэг-гонках один турбокомпрессор больших размеров будет преимуществом по сравнению с двумя турбокомпрессорами меньших размеров. Однако, если речь идет о двигателях V8, V10 и V12, стоит всегда использовать два турбокомпрессора.

Конечно же, некоторые устанавливают два турбокомпрессора лишь в декоративных целях, аргументируя свое решение псевдонаучными фактами, но на самом деле им просто нравится наблюдать за восхищением, которое вызывает вид двух турбокомпрессоров. Однако мои рекомендации относительно использования двух турбокомпрессоров имеют научное обоснование, ивы сами в этом убедитесь.

При установке любого турбокомпрессора стоимость является немаловажным фактором. Подходящий подержанный турбокомпрессор больших размеров будет достаточно сложно найти, поэтому ваш выбор будет ограничен. Часто единственным вариантом является покупка очень дорогого нового турбокомпрессора. При этом выбор в пользу двух небольших турбокомпрессоров теоретически открывает перед вами неограниченные возможности в подборе недорогих подержанных турбокомпрессоров. Большая часть этих турбокомпрессоров японского или европейского производства для двигателей объемом от 1,8 до 2,3л. Так как этот размер достаточно распространен, в технологии создания этих турбокомпрессоров вкладывались гораздо большие средства. Конечно же, у вас не будет доступа к графикам эффективности компрессоров, но обычно удается добиться прекрасных результатов, сравнив относительные размеры двигателей и мощность на выходе. Например, пара турбокомпрессоров с идентичных двигателей объемом 1,8 л, обладающих мощностью 175 л.с., отлично подойдет для двигателей объемом от 2,6 до 3,5 л, которые вы модифицируете с целью увеличения мощности до 320–380 л.с.

Вид двух турбокомпрессоров автомобиля оппозитного шестицилиндрового двигателя Nissan Skyline GT-R, который мало кто пытался рассматривать подробно.

Вид заводского двигателя автомобиля Nissan RB26.

Турбокомпрессоры лучше реагируют на пульсации потока выхлопных газов. Но, если большое количество цилиндров связано одним коллектором, отдельные импульсы потока выхлопных газов будут сглаживаться. При использовании двух турбокомпрессоров мы равномерно распределяем импульсы, перемещая их дальше друг от друга и увеличивая их амплитуду. Следовательно, когда турбинное колесо раскручивается до определенной скорости, а не получает постоянные толчки, оно получит несколько сильных импульсов, которые помогут ему быстрее увеличить частоту вращения. Именно по этой причине двигатели с двумя турбокомпрессорами часто менее подвержены возникновению турбоям, чем в случае, когда они оснащены низкоинерционными турбинными колесами.

Широкий выбор недорогих подержанных турбокомпрессоров с малолитражных двигателей делает вариант установки двух турбокомпрессоров более привлекательным.

Внутренний размер перепускного клапана остается неизменным, ограничивая интенсивность потока выхлопных газов, который будет пускаться в обход турбокомпрессора, чтобы предотвратить слишком быстрое вращение турбинного колеса и, следовательно, неэффективное давление наддува/интенсивность потока воздуха в двигатель из компрессора.

Два небольших турбокомпрессора практически всегда являются идеальным выбором для V-образных иоппозитных двигателей.

Из-за очень высоких цен на внешние перепускные клапаны многие системы турбокомпрессоров устанавливаются с внутренними перепускными клапанами. Один перепускной клапан будет пропускать постоянное количество выхлопных газов в обход турбинного колеса. Поэтому при приближении к предельному значению его пропускной способности поток большей интенсивности будет проходить через турбинное колесо. Это станет причиной увеличения частоты вращения турбинного колеса и компрессора, поэтому давление наддува и температура вырастут, причем настолько, что двигатель может этого не выдержать.

К тому же этот очень быстрый поток от перепускного клапана будет нарушать поток от турбинного колеса, что негативно скажется на технических характеристиках, с момента резкого увеличения частоты вращения двигателя. Более подробно на этом мы остановимся в главе16, а на данный момент достаточно, чтобы вы поняли: снижение турбулентности потока на выходе из турбинного колеса обеспечит увеличение технических характеристик. Следовательно, разделив пропускную способность перепускного клапана, мы значительно снизим турбулентность потока.

Это подводит нас к реальной оптимизации конструкции системы отработанных газов при использовании двух турбокомпрессоров. Достаточно просто представить, каким образом поток выхлопных газов будет попадать в два турбокомпрессора в V-образных и оппозитных двигателях. То же касается и рядных шестерок. Другим аспектом является поток выхлопных газов на выходе из турбинного колеса. Обычно достаточно сложно найти пространство для выпускной трубы диаметром более 75мм. С двумя турбокомпрессорами даже небольшие трубы диаметром 63,5мм обеспечивают пропускную способность на 37% больше, что позволяет быстрее снизить турбулентность потока, а трубы диаметром 70мм увеличивают пропускную способность на 67%.

Разделение потоков выхлопных газов также уменьшит проблемы с обслуживанием системы выпуска отработанных газов. Коллектор между головкой блока цилиндров и турбокомпрессором короче, поэтому он будет менее подвержен расширению и сжатию, что значительно сократит усталость металла. Также при разделении потока выхлопных газов рабочая температура каждого турбокомпрессора станет ниже, что значительно увеличит срок их эксплуатации.