Использование турбонаддува в дизельных двигателях

В середине 80-х годов прошлого столетия технология турбонаддува двигателя внутреннего сгорания была достаточно отработана. Многие ведущие производители двигателей, накопив достаточный опыт, начали его внедрять на своих изделиях. Применение турбонаддува позволяет не только поднять мощность мотора, но и снизить выброс в атмосферу выхлопных газов и соответственно вредных веществ, содержащихся в них. Особенно актуальна данная технология для создателей дизельных двигателей, так как позволяет значительно повысить их удельную мощность и экономичность.

Использование технологии турбонаддува на бензиновых двигателях внутреннего сгорания было обусловлено решением некоторых проблем препятствовавших этому. В частности, возникновение детонации из-за которой возможна даже серьезная поломка и последующий ремонт двигателя. Это явление может произойти во время воспламенения горючей смеси в цилиндре. Чтобы от него избавиться, применяют бензин с высоким октановым числом и принудительно ограничивают степень сжатия топливовоздушной смеси с помощью электроники.

Использование турбонаддува в двигателе ведет к росту рабочей температуры, что требует новых жаропрочных материалов для изготовления его деталей и агрегатов. В свою очередь их создание возможно только с помощью высоких технологий. Помимо этого возникает необходимость дополнительного улучшения охлаждения подшипников турбокомпрессора и применения высококачественных горюче-смазочных материалов.

Работа турбонаддува основана на принципе улучшения наполнения камеры сгорания смесью топлива и воздуха. Воздух под давлением, значительно превышающим атмосферное, подается в цилиндры, где в него вспрыскивается топливо. Наддув позволяет значительно увеличить количество воздуха подаваемого в цилиндр, что приводит к более эффективному сгоранию топлива. Одним из вариантов атмосферного наддува является резонансный наддув, основанный на разнице давления в воздушных коллекторах переменной длины. Это ведет к сжатию воздушно-топливной смеси и увеличению ее тепловой и как следствие кинетической энергии.

Турбонаддув предполагает наличие нагнетателя (компрессора), который предназначен для нагнетания в двигатель необходимого количества воздуха. Его привод может осуществляться как непосредственным отбором мощности с двигателя, так и от турбины находящейся в потоке отработанных газов. Воздух, засасываемый агрегатом наддува, проходит через фильтр и поступает во впускной коллектор. При этом его давление может повышаться до 80%, а мощность двигателя возрастает на 20 - 50 %по сравнению с безнаддувным вариантом. Применение турбонаддува не только повышает мощность дизельного двигателя, но и увеличивает его экономичность. Экономия топлива может достигать 20%, что особенно актуально в наши дни.