Турбокомпаунд - що це таке? Принцип роботи

Для підвищення ККД силових агрегатів виробниками розробляються різні механізми і пристрої. Серед них - турбокомпаунд. Розберемося, що це за пристрій, як працює турбокомпаундний двигун і які у нього гідності.

Що таке турбокомпаунд

Така модифікація застосовується на дизельному моторі. У класичному вигляді двигун має турбіну, яка використовує відпрацьовані гази для збільшення тиску повітря у впускному колекторі.

Газова турбіна забезпечує краще згоряння ВТС в циліндрах, завдяки чому атмосфера отримує менше шкідливих речовин, а мотор набуває збільшену потужність. Однак цей механізм використовує лише частина вивільняється енергію, коли вихлопні гази залишають випускний колектор.

Ось деякі цифри. Температура відпрацьованих газів на виході з двигуна може досягати близько 750 градусів. Коли газ проходить через турбіну, він розкручує її лопаті, за рахунок чого мотор отримує додатковий обсяг свіжого повітря. На виході з турбіни гази все ще гарячі (їх температура падає всього на сотню градусів).

Частина, що залишилася енергія використовується спеціальним блоком, через який йде вихлоп. Пристрій перетворює цю енергію в механічну дію, яке підсилює обертання коленвала.

Призначення

Суть компаундного блоку полягає в підвищенні потужності колінчастого вала за рахунок енергії, яка просто видаляється в звичайному двигуні в атмосферу. Дизель отримує додаткову надбавку до крутного моменту, але при цьому не задіє додаткове паливо.

Принцип роботи турбокомпаунда

Класичний турбонаддув складається з двох механізмів. Перший - газовий, крильчатка якого приводиться в рух за рахунок того, що у випускному тракті створюється тиск. Другий механізм - компресор, пов'язаний з перший елементом. Його мета - нагнітати свіже повітря в циліндри.

В основі додаткового блоку використовується силова турбіна, яка стоїть за основний. Щоб усунути величезну різницю між обертанням турбокомпаунда і маховика, використовується гідравлічний елемент - муфта. Її пробуксовка забезпечує узгодження крутного моменту, що надходить від пристрою і клонували ДВС.

Ось невелике відео того, як працює одна з модифікацій турбокомпаундних моторів Volvo:

Volvo Trucks - двигун D13 Turbo Compound

Схема роботи турбокомпаунда

Ось коротка схема роботи турбокомпаундного двигуна. Спочатку в порожнину турбокомпресора надходить відпрацьований газ, розкручуючи основну турбіну. Далі потік обертає крильчатку даного механізму. Причому показник оборотів може досягати 100 тисяч в хвилину.

За контуром нагнітача встановлений блок компаунда. У його порожнину надходить потік, розкручуючи його турбіну. Цей показник досягає 55 тисяч в хвилину. Далі використовується гидромуфта і знижує передача, поєднана з колінчастим валом. Без гідромуфти пристрій не зможе забезпечити плавне підвищення потужності ДВС.

Таку схему має двигун scania. На даному процесі здійснюється робота силової установки DT 1202. Класичний турбований дизель був здатний розвинути потужність в межах 420к.с. Після того, як виробник модернізував силовий агрегат системою турбокомпаунда, його продуктивність збільшилася на 50 коней.

Переваги і недоліки

Особливість інноваційної розробки дозволила досягти таких позитивних результатів:

• Пристойне підвищення ККД двигуна, але при цьому колінчастий вал не розкручувалася сильніше звичайного;
• Під час роботи установка не вимагає додаткового палива, що робить автомобіль більш ненажерливим;
• Завдяки наявності гідромуфти забезпечується стабільність агрегату при різкій зміні навантаження;
• Двигун працює набагато м'якше, тому що приріст потужності забезпечується більш ефективним обертанням клонували, але не за рахунок поштовхів від кривошипно-шатунного механізму;
• Довговічність агрегату не зменшується, як якщо б на звичайний мотор поставили турбіну. Навпаки, за рахунок розвантаження поршневого механізму його робочий ресурс збільшується.

До недоліків відноситься той фактор, що на розробку витрачено чимало коштів і додаткова установка також зажадає плати за модернізацію двигуна. Крім високої вартості самого двигуна, його конструкція ускладнюється. Через це обслуговування і, в разі необхідності, ремонт стає дорожче, а майстри, який чітко розуміє пристрій установки, знайти складніше.

Пропонуємо невеликий тест-драйв турбокомпаундного дизеля:

Volvo FH I-Save - тестуємо турбокомпаунд