Кто из автолюбителей не слышал волшебное слово "турбо"? Звенитв ушах, воображение рисует нечто мощное, стремительное. На этом фонекак-то скучно звучат термины "механический компрессор" или, хуже того -"объемный нагнетатель". На деле - не совсем так. Или совсем не так.

Какой водитель не мечтал о том что бы в его автомобиле жило намногобольше лошадок под капотом чем есть. Если кто-то заявит, что он не изтаких, то наверняка слукавит. Благо последнее время данную проблемудовольно легко решить, вариантов увеличения мощности двигателя, да икомплектующих как грязи. В нашу жизнь плотно вошло слово "тюнинг" имногие тюнинговых ателье берутся сделать с вашим любимцем все, чтоугодно.

В русский язык с давних пор вошел термин "форсировка" (от английскогоforce - сила), который означает "увеличение мощности". Стоит вспомнить,что мощность двигателя напрямую связана со следующими его основнымипараметрами:

- рабочим объемом цилиндров;

- количеством подаваемой топливо - воздушной смеси;

- эффективностью ее сжигания;

- энергетической "заряженностью" топлива.

Стоит заметить, что есть ещё несколько вариантов увеличения мощности -полировка впускного/выпускного каналов, применение фильтров нулевогосопротивления, применение прямоточной системы выхлопа, изменениепараметров программного обеспечения (чип-тюнинг), расточка цилиндровили переходе с бензина на "нитру" (закись азота).

Перечисленные решения позволяют увеличить мощность, но не существенно,разве что это не касается "нитроса". Кардинальное решение одно -увеличение подачи топливо - воздушной смеси. Чем больше топливасжигается в единицу времени, тем выше мощность мотора. Но бензин негорит "просто так", для этого нужен воздух (кислород) - во вполнеопределенных количествах. Чтобы увеличить подачу топлива, вначалепридется соответствующим образом увеличить подачу воздуха. Сам мотор сэтой задачей не справится - его возможности по всасыванию воздухаограничены (даже при применении фильтров с нулевым сопротивлением).Поэтому и появились те самые "турбо", "компрессоры" и "нагнетатели".Они разные, и дают разные результаты.

Для начала немного теории:

Представим себе такт впуска двигателя внутреннего сгорания: мотор в этовремя работает как насос, к тому же весьма неэффективный - на путивоздуха (горючей смеси) находится воздушный фильтр, изгибы впускныхканалов, в бензиновых моторах - еще и дроссельная заслонка. Все это,безусловно, снижает наполнение цилиндра. Ну а что требуется, чтобы егоповысить? Поднять давление перед впускным клапаном - тогда горючейсмеси (для дизелей - воздуха) в цилиндре "поместится" больше. Энергиясгорания заряда с большим количеством топлива, само собой, станет выше;вырастет и общая мощность двигателя.

Для этих целей было придумано довольно много решений, но распространение получили не многие.

1. Роторный нагнетатель Roots.

2. Спиральный компессор Lysholm.

3. Центробежный компрессор

4. Турбокомпрессор, оно же турбонагнетатель.

Нагнетатель Roots и компрессор Lysholm

Механический центробежный компрессор

Турбокомпрессор / турбонагнетатель.

Турбокомпрессор, по большому счету - тот же центробежный компрессор, нос принципиально иным приводом. Частота вращения может превышать 200.000об./мин. Явное достоинство: повышение КПД и экономичности мотора(механический привод отбирает мощность у двигателя, этот же используетэнергию отработавших газов, следовательно, КПД увеличивает). Минус -инерционность: "вдавил" резко газ и жди, пока мотор наберет обороты,увеличится давление выхлопных газов, раскрутится турбина, с нейкрыльчатка нагнетателя - и наконец, "пойдет" воздух. Но с этимявлением, именуемым "турбо-яма" (по-английски "turbo-lag", чтоправильнее было бы перевести как "турбо-задержка" или "турбо-пауза"),научились бороться...

Поэтому, кроме собственно агрегата наддува, под капотом "поселились"два перепускных клапана: один - для отработавших газов, а другой -чтобы перепускать излишний воздух из коллектора двигателя в трубопроводдо компрессора. Этот клапан также управляется давлением во впускномколлекторе. Таким образом, частота вращения ротора турбины при сбросегаза снижается незначительно, и при последующем нажатии на педальзадержка подачи воздуха составляет десятые доли секунды - времязакрытия клапана.

В последнее время стали применять такой способ регулирования подачивоздуха, как изменяемый угол наклона лопаток компрессора. Идея эта,опять-таки, давняя, а вот воплотить ее долго не могли; в качествепримера назовем новейший агрегат наддува "опелевских" дизелей "Экотек".

Еще одна проблема использования турбин - это их небольшой срок жизни,хотя в последнее время удалось значительно увеличить это время. Как ужеупоминалось, частота вращения ротора турбины должна быть очень велика.До 150-200 тысяч об/мин. До последнего времени срок службы всегоагрегата ограничивала именно долговечность подшипников. По сути, этобыли вкладыши, подобные вкладышам коленчатого вала, которые смазывалисьмаслом под давлением. Износ таких подшипников скольжения был, конечно,велик, однако шариковые не выдерживали огромной частоты вращения ивысоких температур. Выход нашли только недавно, когда удалосьразработать подшипники с керамическими шариками. Сперва это сделалияпонские фирмы, а затем и шведский СКФ - и машины с такими подшипникамипоявились на дорогах. Однако достойно удивления не применение керамики- подшипники заполнены постоянным запасом пластичной смазки, то естьканал от штатной масляной системы двигателя уже не нужен! На очереди -металлокерамический ротор турбины, который примерно на 20% легчеизготовленного из жаростойких сплавов, да к тому же обладает меньшиммоментом инерции.

По своему влиянию на характеристику крутящего момента двигателятурбокомпрессор вроде бы схож с механическим центробежным. Но"опосредствованная" система привода позволяет подстраиватьхарактеристики турбокомпрессора в более широком диапазоне, выравниваяизначальные дефекты кривой крутящего момента мотора. Турбины низкого ивысокого давления на сравнительно "маломерных" двигателях Volvo,Volkswagen или Saab - это ли не примеры.

Что касается "битурбо" и "твинтурбо" вместо одной турбокомпрессорнойустановки используются две - параллельно (бывает и последовательно, нореже). Каждый ротор поменьше, полегче, менее инерционен, болееотзывчив. И управлять диапазонами их работы при последовательномнаддуве можно по-разному, добиваясь нужной итоговой характеристики.

Дело в том что ротор турбокомпрессора нельзя сделать большим! И всепотому, что чем больше диаметр турбины, тем выше ее момент инерции.Стало быть, даже если водитель при разгоне порезче нажмет на педальакселератора, быстрого ускорения все равно не получится: придетсяподождать, пока турбина наберет соответствующие обороты. Итак, турбинуследует сделать как можно меньше по диаметру. Но поступление воздухазависит от окружной скорости лопаток, которая тем меньше, чем меньшедиаметр ротора: Остается увеличивать обороты, хотя и тут естьограничение, на этот раз со стороны допустимых нагрузок на материалы.Вот и используют несколько турбин с меньшим диаметром в параллель.

Система Интеркуллер.