Электротурбина на авто

Турбокомпрессоры навсегда положительно зарекомендовали себя в автомобильном мире и уже не являются чем-то экстраординарным. Однако производители двигателей ищут все более эффективные способы повышения КПД агрегатов, одновременно пытаясь снизить расход топлива. Технологическая гонка продолжается, и конструкторы находят более передовые решения и смелые идеи для разработки автомобильных компонентов. Некоторые из инноваций постепенно становятся частью реальности. К ним относятся электрические турбины, которые являются совершенно новым элементом в автомобиле. Какие преимущества заставляют термин «е-турбо» стать повседневно употребляемым понятием?

История создания

Одной из первых компаний, начавших разработку электрической турбины, стала Controlled Power Technologies.  Работы велись на протяжении последнего десятилетия. Результатом стало появление электротурбины, способной питаться от бортовой сети и требующей напряжения в 12 вольт. Особенностью разработки является применение регенеративной энергии. Сила обратного давления в данной конструкции направлена на вращение лопастей маховика. В результате вырабатывается электроэнергия, и заряжается аккумулятор.

Другая подобная информация об электрическом турбокомпрессоре появилась в середине 2014 года, когда стало известно о работе инженеров BMW над таким же проектом. Конструкторы Audi не захотели отставать и тоже включились в гонку за этим типом решений. Еще один концерн, заинтересованный в производстве электронных турбокомпрессоров, – Volkswagen представил трехцилиндровый двигатель с таким нагнетателем мощностью 272 л.с. Конкуренция и реальные преимущества е-турбо продвигают технологию на рынок, где она уже востребована автовладельцами.

Отличие е-турбо от турбокомпрессора

Чтобы объяснить, как действует система электронного турбонаддува, необходимо вспомнить, как работает обычный турбокомпрессор. Он состоит из двух основных частей: ротора (или лопаток) и компрессора. Ротор, в который попадают выхлопные газы двигателя, приводит в действие компрессор. Последний, в свою очередь, нагнетает воздух в камеру сгорания. В результате весь процесс сгорания более эффективен, двигатель получает большую мощность и крутящий момент и, естественно, производительность улучшается. Скорость ротора зависит от частоты вращения двигателя. Преимущество электрической турбины заключается в том, что она не зависит от скорости с которой работает двигатель.

Конструкция и принцип работы

Электрический турбокомпрессор на самом деле является своего рода гибридом –комбинацией стандартного способа работы турбины и электродвигателя. В отличие от классического турбонагнетателя, механизм начинает работать с самых низких оборотов. Это связано с тем, что электродвигатель запускает роторы достаточно быстро. Как это работает? Валы турбины и компрессора соединены муфтами с валом электродвигателя, который также является генератором переменного тока. Когда водитель нажимает на газ, турбина отключается и включается электродвигатель, который дает компрессору высокие обороты. Как только турбина наберет достаточную скорость, муфта снова подключает ее к компрессору. Тот же усилитель тока будет тормозить лопасти, если они начнут вращаться слишком быстро.

Преимущества электротурбины

Как и все новшества в автомобилестроении е-турбо ориентирована на улучшение эксплуатационных свойств машины. Перечислим основные плюсы, к которым приводит монтаж изделия в двигатель авто.

К основным достоинствам относят:

1. Экологические преференции. В эпоху ужесточения требований к выбросам производители должны повышать эффективность двигателей внутреннего сгорания. Это означает, что силовые агрегаты выделяют в атмосферу все меньше и меньше вредных веществ, сохраняя при этом надлежащую производительность. Что делает электрический турбонагнетатель? Прежде всего, он создает давление во впускной системе независимо от частоты вращения двигателя. В результате топливная смесь сгорает более полно даже при медленной езде, и выбросы минимизируются.
2. Эффективность работы. Электрический турбокомпрессор достигает полной эффективности уже при 1200 об / мин. Требуется буквально сотые доли секунды, чтобы он начал работать. Кроме того, скорость вращения составляет до 70000. оборотов в минуту. Расход электричества на питание восстанавливается во время торможения и замедления благодаря системе рекуперации. Электропривод позволяет более точно контролировать скорость вращения лопастей. 
3. Отсутствие эффекта турбо-ямы. У многих турбодизелей не происходит мгновенного ускорения при нажатии акселератора.  Электрический привод гарантирует более быструю реакцию на нажатие педали газа и отсутствие данного недостатка. 
4. Мощность. Практически с момента включения, двигатель не испытывает недостатка в мощности. Водитель получает необходимую мощность агрегата на низких оборотах, что минимизирует расход топлива на 10 %.
5. Непрерывность процесса. Нагнетание воздуха происходит постоянно. Этому не мешают запуск двигателя, прогрев или переключение скоростей. Автомобиль непрерывно получает дополнительную энергию для движения и ускорения.
6. Производительность. Показатели производительности увеличиваются на 12 % по сравнению с традиционной турбиной. Поэтому классические варианты остаются в прошлом.

Среди недостатков агрегата можно выделить его «прожорливость». Но это легко устраняется установкой дополнительного оборудования.

Самодельный вариант – есть ли смысл?

Некоторые отечественные умельцы теоретически могут установить е-турбо, собранный по собственной конструкторской схеме.  Перед началом подобного эксперимента стоит оценить материальные затраты на проект и техническую подготовленность в плане осуществления задуманного.

При этом необходимо придерживаться определенных принципов:

1. Устанавливать можно только мощный агрегат. В противном случае добавление мощности не покроет затрат.
2. Требуется просчитать возможную экономию топлива, в случае монтажа агрегата. Может быть для данной модели машины это экономически не выгодно.
3. Подбор качественных элементов. Запасные части от элитных производителей стоят недешево.
4. Понадобится модернизация системы подачи топлива и электросистемы авто.

Как показывает практика и отзывы автовладельцев на форумах, существенной материальной экономии самостоятельный вариант не принесет.

Первые сообщения об электрических турбокомпрессорах появились примерно в 2015 году. Система появилась на рынке довольно быстро, но на начальном этапе она использовалась в основном для автомобилей класса люкс, таких как топ-модели Audi, BMW или Mercedes. Есть ли у него шанс на дальнейшую популяризацию? Все указывает на то, что есть. Тем более, что с учетом более строгих стандартов выбросов выхлопных газов, производители должны повышать эффективность двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, приводные устройства становятся все более инновационными и создают благоприятное поле для реализации таких решений. Показатели мощности и производительности делают данный товар востребованным среди современных автовладельцев.

 Вернутся к списку "Статьи и новости"