Турбокомпрессор – это агрегат, обеспечивающий повышение давления внутри впускной системы за счет энергии выхлопных газов. Результатом функционирования турбокомпрессора является увеличенная масса воздуха в камерах сгорания. Стоит отметить, что турбонаддув более эффективен по сравнению с механическими турбокомпрессорами, поскольку не использует мощность двигателя для привода.
Однако турбонагнетатель все-таки может стать причиной определенных потерь мощности. Будучи расположенным в выпускном тракте, турбокомпрессор становится препятствием для движения отработанных газов из цилиндров. Созданное таким образом противодавление заставляет двигатель производить дополнительную очистку цилиндров от продуктов сгорания. Отсюда – затраты мощности. Но, если сравнивать эти потери с приростом мощности от использования турбокомпрессора на 30-40%, они кажутся незначительными. Данные агрегаты отличаются простой структурой, поэтому ремонт турбокомпрессоров не представляет особых сложностей.
При использовании турбокомпрессора возникают некоторые изменения выходной мощности в ответ на изменения давления отработавших газов. Речь идет о турбозадержке или турбояме. Среди причин возникновения последних – сила трения и нагрузки турбокомпрессора, а также инерционность.
Структуру турбокомпрессора составляют:
Посредством турбины кинетическая энергия выхлопных газов преобразуется во вращательное движение компрессора. Энергия объединяет колесо турбины, которое помещено в «улитку» (корпус специальной формы). Отработавшие газы двигаются по корпусу, каналу и направляются на лопатки турбинного колеса.
Колесо раскручивается до высокого уровня скорости (до 250000 об./мин). Колесо приварено к валу, придающему вращение компрессорному колесу. Минуя лопасти турбинного колеса, выхлопные газы выходят через центральное отверстие из турбины и отводятся в выпускную систему.
Турбина функционирует в условиях высокого температурного режима, поэтому её составляющие производят из термостойких материалов. Так, турбинное колесо состоит из железоникелевого сплава, а корпус изготавливают из стали.
Что касается производительности турбокомпрессора, она во многом определяется формой и размером турбины. Размер турбины прямо пропорционален производительности компрессора. Купить турбину большого размера – означает обеспечить двигателю большой прирост мощности. Однако при низких оборотах мотора в нем наиболее остро будет наблюдаться турбозадержка. Маленькие турбокомпрессоры способны раскручиваться до номинальной скорости гораздо быстрее, но отличаются меньшей производительностью.