Знай свой двигатель: как отличить компрессор от турбонаддува

Если нагнетатель работает от приводного вала двигателя, то турбонаддув – от потока выхлопных газов.

Его второе название – нагнетатель. Компрессор подключен к приводному валу двигателя, отбирая часть его мощности, чтобы под большим давлением закачивать смесь топлива и воздуха в двигатель.

Компрессоры в автомобильную инженерию пришли из авиации. В начале 20 века потолок самолетов быстро рос: достигнув высоты 5-7 км, аэропланы оказывались в настолько разреженном воздухе, что он уже не мог питать их поршневые двигатели. Потребовалось принудительно повысить давление.

Вскоре и производители мощных автомобилей начали их применять. Mercedes-Benz 28/95 PS 1914 года оснащался 7-литровым двигателем, развивавшим 99 л. с. Но стоило с помощью тумблера включить компрессор, и мощность вырастала до 140 л. с.

Турбонаддув тоже вещь довольно старинная. Еще в 1905 году инженер Альфред Бюши впервые запатентовал автомобильный турбонаддув, конструкция которого была близка к сегодняшним устройствам.

Турбонаддув приводится в движение потоком выхлопных газов – в этом его принципиальное отличие от компрессора. В выхлопной тракт встроена турбина, крыльчатку которой вращает поток газов: вал этой крыльчатки соединяет ее со второй турбиной, снаружи от выхлопной системы, которая и накачивает воздух в двигатель.

Если вы встретите названия «турбонагнетатель», «турбокомпрессор» или просто «турбина», знайте, что речь идет именно о турбонаддуве. А под словами «нагнетатель» и «компрессор» понимают первое устройство.

Вплоть до 1940-х годов автомобильные инженеры отдавали предпочтение компрессорам. Однако в наши дни массовые автомобили почти поголовно оснащаются турбонаддувом. В чем причина такой смены вкусов? Дело в том, что, хотя обе системы повышают мощность двигателя, каждое взамен требует идти на разные компромиссы.

По конструкции компрессоры просты, прочны и неприхотливы. Его установка не требует значительного изменения самого двигателя, он нетребователен к качеству масла, ему не нужно отдельное охлаждение и система смазки.

Турбонаддувы, наоборот, довольно капризные устройства, так что немудрено, что в ранние годы, когда точность станков и качество смазок оставляли желать лучшего, конструкторы выбирали именно компрессоры.

Наконец, компрессору неведома проблема «турбоямы» и «помпажа», от которых страдает турбонаддув – на любой частоте работы двигателя он подает воздух ровно и мощно.

Но его главный минус – повышение расхода топлива двигателя. Вот почему в наши дни, когда экономичность обрела столь важное значение, механические компрессоры-нагнетатели остались лишь на эксклюзивных автомобилях с заряженными двигателями.

Как вы понимаете, все минусы механического компрессора превращаются в плюсы турбонаддува, а все плюсы первого – в минусы второго.

Так, турбонаддув позволяет не только уменьшить вес мотора, но и понизить расход топлива, улучшить качество сгорания топлива и сделать выхлопные газы менее вредными – вот почему они стали бешено популярны в последнем десятилетии.

Для инженеров создание этих устройств – более сложная задача. Проблема в том, что горячая крыльчатка турбонаддува вынуждена работать в потоке раскаленных газов при температуре около 1000°C, причем скорость этого потока сильно варьируется в зависимости от оборотов двигателя. На малых оборотах газов настолько мало, что турбина просто не работает – этот эффект и называется турбоямой. А когда двигатель раскручивают «под красную зону», то турбина крутится так быстро, что возникает передув и явление помпажа – от избыточного давления воздух начинает идти в обратную сторону. С ним приходится бороться с помощью системы предохранительных клапанов, сбрасывающих излишки воздуха.

Не совсем. В наши дни инженеры научились разрешать проблемы турбонаддува, избавив его от турбоямы, и даже сумели превратить главные минусы турбонаддува в плюсы. Как именно, можно прочитать по следующим ссылкам.