Компрессор и турбина: Турбина или компрессор что лучше. И в чем между ними разница? Простыми словами + видео

Турбина и компрессор, назначение

Турбина и компрессор имеет общее назначение — они предназначены для повышения мощности двигателя. Но принцип работы и особенности их использования отличаются. Ниже рассмотрим, в чем особенности каждого из агрегатов, для чего они предназначены, в чем плюсы и минусы. Отдельно поговорим об особенностях ремонта и выборе производителей современных авто.

Назначение турбины и компрессора

Двигатель с компрессором или турбиной выдает лучшую динамику, чем обычный атмосферный силовой агрегат. Благодаря действию этих узлов, увеличивается производительность и крутящий момент, что особенно заметно на больших оборотах.

К примеру, компрессор — полностью независимое устройство, которое работает от вала двигателя. Это упрощает его обслуживание и ремонт. Турбина же использует энергию выхлопных газов и привязана к силовому агрегату. Она выдает более высокие обороты, но и нагревается активнее. 

Принцип работы и устройство турбины

Турбина двигателя представляет собой сложный узел, работающий без остановки и использующий энергию выхлопных газов.

Его целью является повышение давления в коллекторе пуска для обеспечения большего поступления воздуха и, соответственно, кислорода в камеру сгорания.
Конструктивно турбина состоит из пары «улиток»:

1. Компрессора. Используется для всасывания воздушного потока и его передачи в коллектор впуска.
2. Горячей части. Сюда проходят выхлопные газы, которые вращают колесо системы и выходят в направлении системы выхлопа.

Также в состав турбины входит две крыльчатки (компрессора и горячей части), картридж шарикоподшипникового типа и кожух, объединяющий в себе все элементы и контур охлаждения.

Во время работы турбина принимает большую нагрузку и нагревается. В горячую часть устройства поступает выхлоп с высокой температурой. Во избежание преждевременного разрушения устройства корпус турбины изготавливается с применением чугуна с добавлением специальных элементов.

Турбинный вал может раскручиваться до 200 000 об/мин, поэтому при изготовлении узла предъявляются высокие требования к точности подгонки и качеству смазки. Особое внимание уделяется система охлаждения, которая бывает двух видов:

• Охлаждение маслом. Отличается упрощенной конструкцией и меньшей стоимостью узла. Из минусов — более низкая эффективность, высокие требования к маслу и контролю температуры смазки. При нагреве некачественное масло разрушается, из-за чего элементы узла забиваются, и может потребоваться замена турбины. 
• Охлаждение маслом и антифризом. При комплексном подходе обеспечивается большая эффективность охлаждения. Сама конструкция более сложная, что влияет на стоимость. 

В некоторых случаях может использоваться две турбины. Такая система называется twin-turbo. Цель системы состоит в дополнительном увеличении объема и давления при подаче воздуха, что необходимо в спортивных соревнованиях. Еще один вариант —biturbo, когда последовательно монтируется две разные турбины для повышения эффективности работы.

В большинстве случаев принцип действия турбины имеет следующий вид:

• Выхлопные газы от коллектора впуска идут к патрубку турбинной части и попадают на крыльчатку.
• Под действием газов крыльчатка вращается и заставляет двигаться компрессор, увеличивающий давление в цилиндре.

Мощность двигателя увеличивается на 25-40 процентов.

Для повышения эффективности турбонаддува может использоваться интеркулер. В его функции входит охлаждение воздуха перед отправкой в коллектор впуска и камеру сгорания. Это обеспечивает подачу большего объема кислорода, ведь в холодном состоянии он занимает меньше места. 

Главное отличие турбины бензинового и дизельного двигателя состоит в температуре работы.

Если в дизеле выхлопные газы нагреваются на уровне 800-850 градусов Цельсия, в бензиновых моторах этот параметр почти всегда выше 1000 градусов Цельсия. Следовательно, требования к материалам изготовления также будут различаться. Имеются и конструктивные отличия, поэтому не бензиновые и дизельные моторы ставятся разные виды турбин. Они не взаимозаменяемы.

Достоинства и недостатки турбины

После анализа принципа действия бензиновой и дизельной турбины, стоит подвести итог в вопросе слабых и сильных мест этого устройства.

Преимущества:

• Высокая эффективность. Увеличение мощности может достигать 45-50%.
• Раскрутка до 200 000 оборотов, что в 16 крат больше того, что может компрессор.
• Сохранение лошадиных сил автомобиля.
• Улучшенные тяговые усилия на низких оборотах.
• Компактные размеры.
• Экологичность работы.

Недостатки:

• Применение моторного масла для смазки. Это значит, что частота его замены увеличивается где-то на треть.
• Небольшой срок службы. В среднем турбина двигателя служит не больше 150 000 км.
• Высокая стоимость обслуживания. Ремонт турбины почти всегда обходится в крупную сумму.
• Особенности эксплуатации. Турбина требует выделения некоторого времени для остывания.
• Увеличение расхода масла. В среднем на 10 000 км расходуется один литр масла.
• Сложность настройки и установки. Для выполнения работ всегда необходимо привлекать специалиста.  
• Привязка к двигателю. Если мотор выдает небольшое количество оборотов, турбина бесполезна. Только при активной раскрутке коленвала повышается эффективность устройства.

Ремонт турбины двигателя может потребоваться при загрязнении смазки двигателя из-за несвоевременной эксплуатации, недостаточном количестве масла или износом под действием посторонних элементов. Кроме того, устройство быстрей выходит из строя при эксплуатации в экстремальных условиях и использовании герметика вместо резинки для улучшения качества соединения.

Распознать поломку турбины можно по следующим признакам:

• нехарактерные звуки;
• серый, белый или черный дым из выхлопной трубы;
• ухудшение динамики разгона;
• уменьшение тяги мотора.

Ремонт турбины важно проводить только у профессионалов. Это обусловлено следующими особенностями:

• Любая неправильная натяжка болтовых соединений ведет к неправильной работе или повреждению.
• В конструкции есть множество мелких деталей, которые нужно смазывать и чистить.
• Обязательна балансировка всех крутящихся узлов. Для этого применяется специальная и дорогостоящая аппаратура.
• Люфт ротора должен строго соответствовать заводским требованиям.

Для продления срока службы турбины важно регулярно проводить ТО двигателя, своевременно менять масло, защищать систему от попадания посторонних элементов. Кроме того, важно использовать только качественные комплектующие и давать двигателю нагреться перед началом движения. 

Устройство и принцип работы компрессора

Автомобильный компрессор представляет собой механический нагнетатель, необходимый для подачи в камеру сгорания воздуха в большем объеме и с увеличенным давлением. Это отдельный узел, работающий от коленчатого вала и получающий крутящий момент через ремень или цепь. 
Компрессоры бывают трех типов:

1. Роторные. Внутри расположены кулачковые валы, которые и обеспечивают дополнительную подачу воздуха. Это наиболее старая конструкция, которая была создана еще в 1860-м, а в 1900-м впервые установлена на машину. Такой вид компрессора редко применяется из-за больших размеров и веса. Кроме того, поток воздуха имеет прерывистый характер, что приводит к колебаниям (провалам) мощности.
2. Двухвинтовые. Конструктивно состоят из двух лопастных роторов, отличающихся большей эффективностью. Они работают на таком же принципе, как и роторные, но сжатие воздуха происходит внутри устройства. Как результат, при работе не возникает провалов мощности.
3. Центробежные. Внутри находится крыльчатка. Такие турбины отличаются наибольшей эффективностью и позволяют добиться большей мощности. Крыльчатка внутри раскручивается до 60 000 оборотов в минуту, что обеспечивает высокую центробежную силу. Такие устройства компактны, что позволяет устанавливать их на авто с малолитражными моторами.

Принцип работы построен на захвате воздуха компрессором, его сжатии в ограниченном пространстве и сбросе в коллектор впуска.

Достоинства и недостатки компрессора, ремонт

Многие производители принимают решение поставить компрессор двигателя вместо турбины. Это обусловлено следующими преимуществами:

• Больший срок службы и повышенная прочность.
• Увеличение производительности на 10-15%.
• Неприхотливость в обслуживании.
• Способность работать продолжительное время без риска поломки.
• Независимость от двигателя. Это отдельное устройство, которое раскручивается от коленчатого вала, а не отработавших газов.
• Отсутствие скачков мощности.
• Не требовательность к оборотам мотора.
• Легкость установки своими руками.
• Отсутствие проблем с «поеданием» моторного масла.
• Более низкая цена.
• Приведение в действие сразу после запуска двигателя.
• Фиксированная мощность.

Недостатки:

• Дает меньшую эффективность, чем турбина.
• Ограничение оборотов — до 10 000-12 000.
• Потребление до 20% от мощности мотора.
• Некоторые варианты компрессоров уже не производятся.
• Расходование большего количества горючего.

Необходимость ремонта компрессора возникает в более редких случаях, ведь они отличаются более простой конструкцией и реже ломаются. Проблему можно распознать по снижению мощности мотора, ухудшению динамики и появлению постороннего шума. Как результат, может потребоваться замена узла или натяжение ремня коленвала, который приводит во вращение компрессор.

В наиболее сложных случаях необходима установка нового устройства.Осмотр механического нагнетателя рекомендуется проводить раз в 10 000 км. Для выполнения работы нужны специальные знания и опыт, а весь процесс занимает не более нескольких минут.

Турбина или компрессор, тенденции автопрома

Несмотря на ряд недостатков, популярность у производителей получила именно турбина. Ее установка не влияет на потерю лошадиных сил, она монтируется напрямую в двигатель и позволяет разогнать автомобиль до большей скорости. Прибавка в мощности силового агрегата также более внушительна. Конечно, установка турбины влияет на стоимость автомобиля и требует более ответственного подхода в обслуживании, но покупатели готовы платить за дополнительную мощность.

Вариант с компрессором часто применяется в спорте, где главный упор делается на надежность, простоту эксплуатации и ресурс. В отличие от турбины здесь нет зависимости от оборотов, а устройство сразу повышает мощность при нажатии на педаль газа. Здесь нет запаздывания, как в случае с турбиной, что очень важно при соревнованиях на небольшие дистанции. Но прибавка мощности менее значительная, что часто вынуждает отдать предпочтение в пользу турбины.

Многие производители не стали выбирать и используют сразу два устройства. Такой вариант несложно распознать по обозначению TSI на двигателе. Это означает, что здесь применяется комплексный турбонаддув двигателя — с помощью турбинного и механического нагнетателей.

Итоги

С учетом сказанного ясно, что задачи турбины и компрессора идентичны— увеличение мощности и динамики двигателя. Но они имеют разную конструкцию, индивидуальный принцип действия, а также свои плюсы и минусы. Турбокомпрессор позволяет добиться большей мощности, но он дорогой и требует профессионализма при эксплуатации.

Механический нагнетатель, наоборот, отличается более простой конструкцией и возможностью самостоятельного обслуживания, но дает меньшую прибавку. Не удивительно, что многие производители не стали выбирать, а задействовали сразу две системы одновременно.

Чем отличается турбина от турбокомпрессора

Поиск запроса «турбина и компрессор» по информационным материалам и форуму

Турбокомпрессоры | Все о турбинах

 

Основные элементы турбокомпрессора:
1. Корпус турбины (горячая улитка) – в основном изготавливается из сфероидного чугуна для того чтобы выдерживать высокую температуру.
2. Колесо турбины (крыльчатка) – покрывается никелевым сплавом и соединяется валом с колесом компрессора.
3. Вал.
4. Корпус подшипников.
5. Корпус компрессора (холодная улитка) – к данной детали не предъявляются ни каких особых требований эксплуатации, поэтому ее производят в основном из алюминия для экономии средств.
6. Колесо компрессора (воздушная крыльчатка) – в основном изготавливается из алюминия и лишь в редких случаях (когда нужно, чтобы компрессор проработал длительный срок под высокой нагрузкой) его делают из титана.
7. Масляные каналы.

Производительность турбокомпрессора интуитивно можно определить на глаз. Чем больше его размер, тем больше давление он может выдержать. Большая турбина вмещает больший объем и давление и как следствие обеспечивает больший прирост к мощности двигателя. При этом на малых оборотах все большие турбокомпрессоры страдают от турбозадержки. В то время как их малые менее производительные собратья быстрее набирают номинальную мощность.

За регулировку давления наддува внутри корпуса турбины отвечает перепускной клапан (анг. wastegate). Он работает на пневмо приводе и управляется системой управления мотора.

Основным функциональным элементов турбокомпрессора является средний (центральный) корпус (картридж). По сути это весь турбокомпрессор без улиток. Через него проходит ротор (турбинное и компрессорное колесо соединенные валом). Вал вращается при минимальном трении в масленой ванне под давлением с максимальной скоростью продетый во втулки (подшипники или реже в шарикоподшипники) картриджа.

Система смазки двигателя отвечает за подачу смазки в турбокомпрессор. Она не только смазывает, но и охлаждает детали, которые нагреваются. Качество масла является одним из наиболее значимых факторов в эксплуатации турбины. От него зависит то насколько долго вам прослужит турбонагнетатель. Перед установкой нового или заменой старого турбокомпрессора обязательно стоит провести полную замену масла. Турбированные двигатели с икорным зажиганием имеют более лучшее охлаждение поскольку средний корпус изначально включен в систему охлаждения мотора.

Центробежный компрессор является прекрасным примером создания дополнительного давления внутри впускной камеры. Его конструкция почти полностью аналогична механическому нагнетателю. Воздух поступает в центр колеса, а потом по нисходящей в периферию корпуса создавая крутящий момент. Диффузор в свою очередь преобразует кинетическую энергию воздуха для повышения давления при резком снижении скорости движения потока. Во впускной коллектор поступает сжатый воздух.

Для экономии средств корпус и колесо компрессора изготавливают из алюминия.

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА

КАК ИДЕНТИФИЦИРОВАТЬ ВАШ ТУРБОКОМПРЕССОР


Для идентификации Вашего турбокомпрессора нужно знать его оригинальный номер. 
Чаще всего он находится на гравированной пластине или просто выбит на корпусе компрессорной части.

ШАГ ПЕРВЫЙ: Очистите пластину или корпус. Номер увидеть очень трудно, поэтому площадь нужно промыть или почистить мягким материалом используя очиститель. Используя шуршоватый материал — можно повредить поверхность.

ШАГ ВТОРОЙ: Определите оригинальный номер турбокомпрессора. Каждый «Брэнд» турбокомпрессора имеет свой номер. Здесь несколько примеров (выберите производителя Вашего турбокомпрессора):

Garrett

Номер детали Garrett обычно содержит 6 символов начинаясь с 4 или 7, затем следует тире и дополнительные цифры. Например 454083-1; 452204-2; 720244-5004s; 712290-0002.

 

BorgKKK (или BorgWarner)

Номер детали KKK содержит 11 символов, начинаясь с 5 или K. Например: 5303-970-0057; 5303-988-0023; 5435-988-0125; K14-7805; K16-7805; KP35-7805; KP39-7805; K03-05.
Если OEM номер Вашего KKK турбокомпрессора начинается с K, конвертируйте номер в 11-значный код, используя этот пример:
K14-7805 идентичен 5314-970-7805
KP35-0054 идентичен 5435-970-0054
KP39-0037 идентичен 5439-970-0037
Если KP39-0022 значит 5439-970-0022

 

Mitsubishi

Mitsubishi или MHI номер детали состоит из первых 5 чисел и дополнительных 5 чисел следующими после знака минус. Например 49177-02510; 49173-06501; 49135-05620.

 

Schwitzer

Всё предельно просто, если у Вас SCHWITZER турбокомпрессор. Просто введите 6-значный номер в поисковик и выбирайте из списка нужную Вам деталь или турбокомпрессор.

 

IHI

Если у Вас IHI турбокомпрессор — Вам необходимо найти специальный номер, состоящий из двух заглавных букв и двух цифр. Например: VJ32; VA81; VJ27; VL25. В редких случаях из четырёх букв: VIBG; VIEZ

 

Toyota

Для идентификации TOYOTA турбокомпрессор — Вам необходимо найти 10-значный номер, разделённый знаком минус. Обычно он находится на корпусе турбокомпрессора (алюминиевая часть). Иногда он приклеен на актуаторе (см. рис.).

 

ШАГ ТРЕТИЙ: Введите оригинальный номер Вашего турбокомпрессора в окно поиска нашего сайта — получите полный список деталей для Вашего турбокомпрессора. Или воспользуйтесь фильтром по товарам сайта, выбрав нужную Марку-производителя или Тип оборудования.

ШАГ ЧЕТВЁРТЫЙ: Свяжитесь с нашим отделом продаж для дальнейшего обслуживания.

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

Установка и запуск турбины
1. При замене неисправного турбокомпрессора на новый, или отремонтированный необходимо, прежде всего, выяснить причину неисправности и устранить ее до установки ТКР.
2. Замените масло и масляный, воздушный фильтры, согласно с требованиями завода изготовителя автомобиля.
3. Промойте и продуйте воздушную магистраль между турбиной и воздушным фильтром. Убедитесь в ее герметичности.
4. Промойте и продуйте воздушную магистраль между турбиной и двигателем. Проверьте соединения на герметичность.
5. Проверьте впускной и выпускной коллекторы, на предмет отсутствия посторонних предметов.
6. Перед установкой, с помощью шприца, залейте чистое масло в отверстие подачи масла в турбокомпрессор и проворачивайте ротор пальцем до появления масла с отверстия слива масла.
7. Использование герметиков на подаче и сливе масла категорически запрещено. Используйте прокладки.
8. После установки турбокомпрессора на двигатель проверьте герметичность соединений.
9. Перед запуском двигателя необходимо прокрутить его стартером (не заводя) до тех пор, пока система смазки не заполнится маслом (не погаснет контрольная лампа).
10. Запустить и прогреть двигатель.
11. Перед началом эксплуатации следует повторно проверить все соединения на герметичность.
12. Обкатать турбокомпрессор. Не давать максимальных нагрузок первые 500 км.
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА

 

Компрессор или турбина: Что лучше выбрать для автомобиля? | Преимущества и недостатки этих агрегатов

В наше время очень актуально увеличивать скоростные показатели своего автомобиля. Наиболее распространённые варианты это установка компрессора или турбины: что лучше пробуем разобраться в этой статье.

Принцип работы турбо-наддува мы рассматривали выше.

Далее разберёмся с принципами работы, плюсами и минусами данных улучшений для двигателя.

Принцип работы компрессора

Существуют объёмные нагнетатели, они подают воздух в двигатель равными порциями независимо от скорости, что даёт преимущества на низких оборотах.

Механический компрессор — Нагнетатель

Компрессоры внешнего сжатия, очень хорошо подходят там, где требуется много воздуха на низких оборотах. Минус, это то, что давления он сам не создаёт и может создать обратный поток. Его сжатие имеет довольно низкий КПД.

Компрессоры внутреннего сжатия довольно хороши на высоких оборотах и имеет намного меньший эффект обратного потока. Из-за высоких требований к изготовлению имеют высокую цену, а при перегреве имеют шанс заклинивания.

Динамические нагнетатели работают при достижении, определённых оборотов, но зато с большой эффективностью.

Компрессоры работают от коленчатого вала двигателя с помощью дополнительного привода. И поэтому обороты компрессора зависят от оборотов двигателя.

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА
Недостатки компрессора и турбины

Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы:

• турбина — это стационарное устройство и требует полную привязку к двигателю;
• на малых оборотах она не даёт большой мощности, а только на больших способна показать всю свою мощь;
• переход с малых оборотов до высоких называется турбо — ямой, чем большую мощность имеет турбина, тем больше будет эффект турбо — ямы.

В наше время уже имеются турбины, отлично работающие на высоких и на низких оборотах двигателя, но и цена у них соответственно приличная. При выборе компрессора или турбины, многие отдают предпочтение турбо-наддуву, независимо от цены.

Основные функциональные недостатки, присущие всем турбокомпрессорам, появляются в связи с инерционностью действия устройства. Иначе говоря, в процессе работы возникает задержка между нажатием на акселератор (педаль газа), ростом давление выхлопных газов и увеличением мощности двигателя. Эта последовательность называется турбояма и появляется из-за силы трения. Ее провотиположность — турбозадержка является прямым следствием турбоямы и проявляется в резком скачке мощности двигателя на короткий срок.

Для снижения негативных эффектов этих функциональных недостатков и повышения производительности  компании-изготовители турбокомпрессоров постоянно совершенствуют свои изделия. Применяют следующие технические решения:

• Разработки и установка новых блоков подшипников, снижающих потери из-за силы трения.
• Уменьшение массы турбины,  путем обточки деталей и замены деталей на другие изготовленые из более легких материалов (в том числе керамики).
• Турбокомпрессор с изменяющейся геометрией (анг. VNT-турбина).
• Разделительный турбокомпрессор (анг. twin-scroll).

С компрессором намного проще при установке и эксплуатации. Работает он на низких и на высоких оборотах. Также он не требует больших усилий или затрат при ремонте, так как, в отличие от турбины, компрессор — независимый агрегат.

Компрессор работает напрямую от коленчатого вала и ему не нужно ждать пока подымится давление выхлопных газов. 

Чтобы настроить турбину, понадобится хороший специалист для настройки под топливную смесь. А чтобы настроить компрессор — не нужно больших усилий или каких либо профессиональных знаний, всё настраивается топливными жиклёрами.

Помимо всего, турбо-наддув довольно сильно нагревается, из-за своей особенности — развивать очень высокие обороты.

У приводных нагнетателей (компрессоров), давление не зависит от оборотов и поэтому автомобиль очень чётко реагирует на нажатие педали газа, а это довольно ценное качество, когда машина разгоняется. Ещё они очень просты в своей конструкции.

Но есть недостатки и у компрессоров: моторы, оборудованные нагнетателями с механическим приводом, имеют большой расход топлива и меньший КПД, в сравнении с турбиной.

Также имеются большие различия в цене. Любая мощная турбина популярного производителя будет иметь большую стоимость и будет дорога в обслуживании. И к тому же — требуется для её установки немало дополнительного оборудования. Компрессору же — нужен только дополнительный привод.

В любом случае решать Вам, что лучше: компрессор или турбина, взвесьте все положительные и отрицательные качества и сделайте правильное решение!

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА


 

Виды турбонаддува

Раздельный турбокомпрессор – это турбокомпрессор у которого имеются два входа для выхлопных газов и два сопла для каждой пары цилиндров. Данная конструкция обеспечивает максимальную производительность и препятствует попаданию отработаных газов обратно в цилиндыры. Первое сопло отвечает за максимально бысьрое реагирование, а второе повышеную производительность и увеличение КПД.

Помимо, этого ТКР с двойной улиткой имеет разделенные выпускные каналы, предотвращающие перекрытие во время выпуска выхлопных газов. 

Турбина с изменяющейся геометрией  (или турбина с переменным соплом) – наиболее широко применяется  в производстве дизельных двигателей. Основное ее техническое отличие от других видов турбин – это наличие внутри подвижных лопастей с приводом регулирующих поток газов в самой турбине. В зависимости  от  угла наклона  лопастей меняется скорость выхлопных газов тем самым согласовывая давление и обороты двигателя.

В некоторых конструкциях турбонаддува применяются по два  (автомобили КамАЗ) и более турбокомпрессоров  (тройной наддув для дизелей «BMW») подключенные параллельно или последовательно для увеличения производительности (или для того, что бы один работал на больших оборотах, а второй на малых).
 

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА

Обслуживание авто с турбиной

Турбокомпрессор является частью двигателя. Любые неисправности систем двигателя напрямую отражаются на работе турбины и приводят к преждевременному выходу ее из строя.

Чтобы этого избежать необходимо:

• периодически проверять и устранять неисправности топливной системы
• своевременно менять масло, масляный и воздушный фильтры
• использовать масла и фильтры, рекомендованные заводом-изготовителем
• перед остановкой двигателя после интенсивной езды необходимо охлаждать турбину. Для этого необходимо дать двигателю поработать на оборотах холостого хода не менее 3 мин
• не эксплуатировать двигатель до его прогрева
• не эксплуатация автомобиль без воздушного фильтра или с не герметичными патрубками
• не эксплуатировать автомобиль с низким уровнем масла в поддоне двигателя
• не эксплуатировать автомобиль с неисправной системой выпуска (забитыми сажным фильтром, катализатором, глушителем).
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА

Неисправности

Когда в двигателе с принудительным наддувом выходит из строя турбокомпрессор, не стоит сразу обвинять в этом саму «турбину». Практикой установлено, что в большинстве случаев отказ турбокомпрессора вызывается «внешними» причинами.

Дело в том, что турбокомпрессор – наиболее высоко-нагруженный агрегат двигателя. Условия, в которых работает турбокомпрессор, характеризуются огромным перепадом температур. В то время как его турбинная часть подвергается воздействию отработавших газов с температурой порядка 1000°С, со стороны компрессора температура в два раза ниже. Температурный фактор усугубляется высокими динамическими нагрузками, возникающими вследствие огромной частоты вращения ротора, которая может достигать величины 250 000 мин-1. Номинальные режимы работы турбокомпрессора, определяющиеся требованиями разработчиков двигателей и зависящие от заявленных параметров мотора, близки к предельным. Поэтому любые отклонения характеристик двигателя, даже на первый взгляд незначительные, оказывают губительное влияние на работоспособность турбокомпрессора и могут привести к его отказу. С этой точки зрения турбину можно рассматривать как своего рода индикатор состояния двигателя. Ситуация усугубляется тем, что турбокомпрессору, по определению, суждено работать «на перекрестке» многих систем двигателя: системы впуска и выпуска отработавших газов, системы смазки и охлаждения, вакуумной системы и системы вентиляции, а также системы управления двигателем. Неисправность каждой из них оборачивается нарушением нормального (расчетного) режима работы турбокомпрессора. Так что надежность турбокомпрессора зависит от многочисленных внешних факторов.

Прежде чем ставить новый турбокомпрессор, вместо вышедшего из строя, нужно обязательно выявить и устранить причину его отказа. Если этого не сделать, то с большой долей вероятности и новая турбина вскоре будет повреждена. Чтобы отсрочить замену турбокомпрессора или вовсе исключить ее, нужно иметь четкое представление о причинах, провоцирующих отказ турбокомпрессора, и принимать действенные меры по их устранению.

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ
СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА

 

История наддува и нагнетателей (компрессоров)

Нагнетатель (компрессор) – механизм для сжатия и подачи воздуха под давлением.Готтлиб Даймлер

Наддув – процесс повышения давления воздуха или некой смеси на впуск двигателя для увеличения количества горючей смеси в цилиндре и как следствие увеличение мощности получаемой от единицы объема двигателя.

Механический нагнетатель – это компрессор, предназначенный для сжатия  воздуха или же смеси топлива и воздуха, которые направляются в цилиндры двигателя  внутреннего сгорания для повышения массового заряда горючей смеси. Из-за этого растёт калорийности смеси поступающей в цилиндры и увеличивается мощность двигателя. Он приводится в движение коленчатым валом или ремнем.

Довольно давно инженеры и конструкторы установили главную цель в развитии автомобилестроения: увеличение удельной мощности при меньших габаритах двигателя.

— Первое свидетельство о применении механического нагнетателя приписывают братьям Рутс  (анг. Roots), они создали Альфред Бюшинагнетатель с аналогичным названием «Roots».

— Чуть позже  в 1885 году Готтлиб Даймлер запатентовал свой механический нагнетатель работающий по аналогу Рутс.

— Спустя 7 лет  в 1902 году Луис Рено запатентовал свою собственную конструкцию центробежного нагнетателя.

— А в 1911 году швейцарскому инженеру Альфреду Бюши в голову пришла гениальная мысль использовать энергию выхлопных газов для нагнетания давления. Он стал первым человеком догадавшимся что можно использовать отработанные газы.

Быстрой рост развития нагнеталей сдерживался отсутствием подходящих материалов. Из-за большой температуры отработанных газов уменьшился срок службы выпускных клапанов, поршней систем охлаждения. При этом литровая мощность действительно увеличилась, но это не имело значение, поскольку двигатель чаще приходил в неисправность. Эйфория от изобретения постепенно сходила на нет.

— Нагнетатели  в авиации. Истребитель «SPAD» S.XIII»Как и ожидалось следующий шаг в развитии нагнетателей был сделан вверх в авиационную отрасль. Самым первым авиа двигателем на который установили механический наддув принадлежат самолету «Мюррей-Вильята», который в 1910 г. установил рекордную высоту в 5200.  В 1918 году на один из французский истребитель «SPAD» S.XIIIC» инженером Огюстом Рато был установлен турбокомпрессор с аналогичным названием «Рато». Целесообразность этого действия была нулевой и не давала двигателю абсолютно никаких преимуществ. У мотора не было достаточно мощности для привода турбины. Через два года Рато смог реабилитироваться установив свой турбокомпрессор на двигатель «Либерти L-12» в биплане «Lepere», которому удалось побить рекорд высоты ( 10092 метра) и на долго остаться на пьедестале не побежденным. Совместная работа металлургов, ученных, авиаконструкторов и машиностроителей позволила создать новые поршни, клапаны и подшипники способные выдержать гораздо большую нагрузку чем их предшественники, что позволило наддуву закрепится и пустить корни в авиации.

— Нагнетатели в судоходстве. С небес наддувы сразу перекачивали на воду. В 1923 году в Германии начали выпускать пассажирские лайнеры Preussen и Danzig. Установка турбокомпрессора на 10-и цилиндровые двигатели этих гигантов увеличили их мощность в полтора раза.

— Нагнетатели в машиностроении. Появлением и активным распространением на наземной технике нагнетатели обязаны Второй Мировой Войне и автогонщикам. История вклада автоспорта в развитие наддувов начинается с двигателей «Daimler», «FIAT» и  «Sunbeam» в  1921 году. Второй, между прочим, выиграл Большой приз Европы в 1923 году. Через год болиды «Daimler» и «Alfa Romeo» выиграли Танга Флорио  и Большой приз Франции соответственно. Автомобильный спорт внес не только необходимые финансы в развитие наддувов, но поселил любовь в сердце всех мужчин, обеспечив тем самым его будущие развитие. Первые нагнетатели установленные на спортивных авто сумели показать себя с самой лучшей стороны, давая двигателю от 50-70% дополнительной мощности. В военной отрасли изначально наддувы планировали ставить на танки и грузовики, но из-за отсутствия должных знаний и материальных средств от установки надувов на танки пришлось отказаться на время. Первая массовая серия наддув была произведена и установлена на грузовики Saurer произведённые в Швейцарии в 1938 году.

Предпосылки к созданию наддувов

Для того чтобы ответить на то что же стало движущей силой для изобретения и создания наддува давайте обратив внимание на устройство двигателя. Поскольку подача необходимого объема топлива затруднений не вызывает, главной задачей для увеличения производительности становится обеспечение должной массы воздуха за единицу времени. Этот же показатель на прямую связан с частотой вращения коленчатого вала. Его пределом является допустимое значение средней скорости работы поршня. Данный показатель в основном имеет значение лишь для механических наддувов и рабочим объемом мотора. Из выше сказанного, что при заданных параметрах есть потолочное значение, выше которого можно подняться только, в том случае если установить наддув. Без особых проблем на сегодняшний день можно поднять мощность двигателя на 25% просто установив наддув, но если к нему добавить интеркулер мощность вырастит вдвое.

Точность балансировки наддува очень важна. Высокое давление и температура воздуха подаваемого в цилиндры может привести к очень серьезным негативным последствия и быстрому износу. Под конец такта сжатия в момент когда поршень прессует и без того уже сжатую смесь ее давление и температура могут оказаться на столько высокими что произойдет преждевременная детонация. Дабы это не происходило принято переходить на использование более высокооктановых сортов топлива или проводить декомпрессию – снижающую степень сжатия.

Стоить учитывать, что снижение степени сжатия также отрицательно влияет на экономичность и КПД.

70-80-е годы стали для механических нагнетателей временем затухания, а их более продвинутые собратья — турбонагнетатели (турбокомпрессоры) отвоевывали рынок. Самой продвинутой системой принудительного нагнетания установленной на серийных автомобилях сейчас считается «Mercedes-Benz» класс C, E, при этом они почти полностью копируют образцы 20-30 годов (Рутс и Eaton), что свидетельствует о том что данная ветка развития нагнетателей отмирает. Ею пользуются в тех случаях, когда нужно добиться разной мощности не сильно меняя конструкции двигателя.

Практика в нашей стране не показала особого внимания к данной технологии, из-за чего она почти не используется. Исключение составляют автогонки 60-70 годов и сельскохозяйственная отрасль.

Гораздо более широкое применение во всем мире  получил наддув приводимый в действие силой отработанных газов — турбо наддув.


Классификация наддува ДВС по видам
• Агрегатный наддув 

Подразумевает использование нагнетателя (агрегата). Делится на:

1.    Механический наддув – отличительной особенностью этого компрессора является использование для привода энергии коленчатого вала.

2.    Турбонаддув (он же турбокомпрессор) – это компрессор (обычно центробежный) привод которого осуществляется турбиной, лопасти которого вращаются благодаря кинетической энергии выхлопных газов.

3.    Наддув «Comprex» — использует давления отработавших газов, непосредственно на поток воздуха поступаемого в мотор.

4.    Электро наддув – его отличительной особенностью является то, что привод осуществляется электрическим мотором.

5.    Комбинированный наддув – это смесь нескольких видов наддува, работающих в зависимости от нагрузки. Чаще всего это комбинация турбонаддува и механического. Первый работает на высоких оборотах, а второй на низких.
 

• Безагрегатный наддув

 Делится на:

1.    Резонансный наддув (он же акустический или инерционный) работает, используя колебательные явления внутри трубопровода.

2.    Динамический наддув (он же пассивный или скоростной) рост давления осуществляется воздухозаборниками  специальной формы исключительно на высокой скорости. На низких скоростях этот вид наддува совершенно бесполезен.  
Пометка: В этой статье понятие «динамический наддув» применяется исключительно для наддува с воздухозаборниками особой формы и не относится к «резонансному».

3.    Рефрижерационный наддув использует энергию испаряющегося топлива в воздухе. Характеризуется наличием жидкости с низкой температурой кипения и большим высокой температурой пара. Не применяется в автомобилях. 

Компрессоры прошли долгий и широкий путь в развитии авто, авиа и судостроения. За это время их конструкция менялась до неузнаваемости, появлялись новые виды, а старые и не прижившиеся забывались. 

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ И ИХ ДЕТАЛЕЙ

КАТАЛОГ ТУРБИН

КАТАЛОГ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДАМИ

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ОТ ТЕХНОАКТИВ ИНВЕСТ

НОВОСТИ В МИРЕ СПЕЦТЕХНИКИ

СПРОСИТЬ У МЕНЕДЖЕРА

Компрессор или турбина.

Что выбрать для увеличения

24.10.2017, Просмотров: 2549

Каждый автовладелец, я не исключение, хочет улучшить свой двигатель, поднять ему КПД. И это действительно можно сделать. Самыми новейшими технологиями в этом плане являются установка турбины либо компрессора. Благодаря им мощность мотора может возрасти до 40%. А это реально много! Но вот что же лучше установить, и какая между ними разница — вот с этими вопросами нужно разобраться.

Как происходит повышение мощности?

Перед тем, как выяснять что лучше, нужно разобраться в том, из-за чего возрастает мощность. Для начала скажу, что ни для кого не секрет, что двигатель работает благодаря горению воздушно-топливной смеси. Воздух просто засасывается через воздушный фильтр в патрубки. Бензин же подается по топливным трубкам. Жидкость течь сама не может, поэтому ей помогает насос.

Если установлены компрессор или турбина, тогда в цилиндры начинает с бешеной скоростью подаваться воздух. Это дает прирост мощности. Воздуха в цилиндрах много, ЭБУ подает больше топлива — условия благоприятные, мощность увеличивается. Я считаю, что это понятно всем.

Компрессор и турбина выполняют одну и ту же функцию — подача воздуха в цилиндры. Но в чем же тогда их разница? Для начала нужно разобраться с каждой деталью по отдельности.

Что представляет собой компрессор?

Этот агрегат механически нагнетает воздух в систему. Устанавливают его на блок цилиндров, приделав специальное крепление. На данный момент на рынке можно встретить 3 вида компрессоров: роторный, винтовой и центробежный. Следует сказать, что турбины появились намного позже компрессоров. Компрессорные нагнетатели устанавливались на все двигателя внутреннего сгорания того времени. Да и сейчас большинство ВАЗов тюнингуются именно компрессорами. Минусов, как и плюсов, у этой детали полно. Приведу основные.

Плюсы:

1. Воздух подается под большим давлением. Мощность возрастает до 10%. Заводская установка такого давления создать не может. Воздух просто засасывается в систему, нигде не задерживаясь.
2. Очень надежная вещь.
3. Уход почти не требуется.
4. Устанавливается, как генератор: на блок. Ничего изменять в конструкции не нужно.
5. Отсутствует турбояма. К ней вернемся, когда будем говорить о турбине.
6. Для его работы не нужна высокая температура.
7. Установка аксессуара может производится собственными силами.
8. Не требует масляного охлаждения.

Основные минусы:

1. Прирост мощности очень маленький.
2. Деталь устарела и потеряла востребованность.

Компрессор, путем ременного привода, соединяется с коленчатым валом. Поэтому от оборотов двигателя зависит производительность. Говоря об оборотах, нужно сказать, что максимальная скорость вращения вала компрессора не будет превышать скорость вращения коленвала. Таким образом, максимальные обороты, выдаваемые компрессором — 8000. В некоторых случаях могут достигать 12000. Но этого все равно не хватает до эффекта турбины. Стоимость такого агрегата варьируется от 20000Р до 40000Р.

Далее разберемся с турбиной. Турбина также нагнетает воздух, но для ее работы необходима температура в 800 градусов. Ее нужно встраивать в систему двигателя, так как ее нужно подключить для смазки маслом, подключить к глушителю, ведь она питается выхлопными газами.

Принцип работы турбины можно легко описать: выхлопные газы выходят из цилиндров и попадают в турбину, раскручивают колесо турбины; на этой оси расположено второе колесо турбины, которое тоже раскручивается до бешеных оборотов и подает воздух дальше по трубкам.

Установленная турбина может раскручиваться до 240000 оборотов в минуту. Это, несомненно, быстрее компрессора. Производительность у турбины больше, поэтому она и дает прирост мощности в 40%.

Плюсы турбины:

• У этого аксессуара имеется лишь один плюс — высокий КПД. Все остальное — отрицательные стороны.

Минусы:

1. Для смазки системы и отвода температуры используется масло. За его уровнем в двигателе нужно тщательно следить, ведь турбина в нормальном рабочем состоянии «съедает» 1 литр на 10000 км.
2. Что не делай, у турбины низкий ресурс. Она не выдержит 140 тысяч пробега, после чего ей потребуется ремонт.
3. Ремонт не из дешевых. Может достигать 200 000Р.
4. Из-за большого прироста мощности приводная цепь не выдерживает и растягивается. Впоследствии при эксплуатации она может проскальзывать — это очень плохо! Чаще всего с этой проблемой сталкиваются малообъемные двигателя.
5. Установка турбины в автосервисе стоит приличных денег. Самостоятельно никак не установишь.

Если капнуть глубже, тогда недостатков можно найти больше. В зависимости от мощности мотора, и от желаемого прироста, стоимость турбины будет варьироваться в пределах от 30 — до 60 тысяч. Но это не все, кроме самого агрегата нужно будет приобрести и выпускной коллектор, все трубки, а также интеркулер. В общем, окончательная цена будет в районе 200 000Р.

С каждым агрегатом все понятно. Вся их разница лишь в том, что:

1. Компрессор работает на ременном приводе.
2. Турбина питается выхлопными газами и смазывается моторным маслом.

Но что же лучше подойдет для увеличения мощности?

Если вы сомневаетесь, тогда посмотрите на автомобильные заводы, где уже никто не устанавливает компрессоры. Прирост мощности настолько не ощутимый, что никто и не заморачивается. Установив низкообъемный мотор, производители выводят его мощностные характеристики на высокий уровень именно благодаря установленной турбине.

Если говорить правду, то турбина — это действительно верное решение. Она дает максимальный добавочный эффект. Если же большой добавки мощности не требуется, и не хочется возиться с обслуживанием, тогда лучше всего установить компрессор. Тем, кто хочет тюнингануть свой ВАЗ, и не требует от него колоссальной мощности, я посоветую установить компрессор. Это будет «безгеморойное» и дешевое решение. Я свой голос отдам компрессору, так как у самого установлен это агрегат. Эмоции только положительные.

Турбина же подойдет тем, кому нужна большая мощность, и у кого есть деньги на ее обслуживание. Двигатель нужно будет частично изменять. К тому же система смазки потребует изменений. Окончательная стоимость вырастет в разы. Все минусы покрываются колоссальным приростом мощности.

Чем отличается компрессор от турбины двигателя. Чем отличается турбина от механического компрессора и что лучше? Почему некоторые производители спорткаров до сих пор не признают наддува

Давайте вместе разберемся, что лучше турбина или компрессор? Еще со школы нам знакомо, что чем меньше агрегат, тем меньшую мощность он способен выдать (в силу своих характеристик). Но как сделать обратное? Вот эта вот проблема длительное время изнуряла инженеров.

Выход нашелся спустя многие годы в виде установки дополнительного «гаджета» в мотор, который назывался компрессор. Теперь можно было «заливать» в камеру сгорания большее кислорода и тем самым повышая давление в поршне, что ведет к увеличению мощности.

Наряду с компрессором, начали активно использовать и турбину, назначение которой сводилось к обогащению топлива. Получается и то и другое имеют одну и ту же цель?! Да, но есть небольшая разница, о которой немного позже.

Сфера применения и особенности эксплуатации

Что лучше турбина или компрессор? Для полноценного ответа давайте разберем оба устройства по частям.

Конструктивно турбина – это двигатель, который находится постоянно в движении за счет преобразования энергии жидкости или пара в механическую. Сразу необходимо сказать, что механизмы привода у обоих совсем разные.

Компрессор питается от коленвала движка и имеет автономную единицу, а турбина газами от выхлопного коллектора и не имеет автономности.

Турбина сама по себе устройство дорогое и конструктивно очень сложна в виду подвода маслопроводов и необходимости устанавливать в двигатель. Компрессор же полностью автономен и не имеет привязки к движку.


Турбину может настроить только специально обученный высококвалифицированный специалист, а для компрессора достаточно человека разбирающегося . Так как весь процесс настройки связан с жиклерами.

Разница в цене ощутима: за турбину хорошего качества выложите около 550 баксов, а компрессор всего лишь 200, а мощность в процентном соотношении одинаковая, от 15 до 25% максимально. Дополнительно необходимы будут затраты на установку и налаживание агрегата в автосервисе.

Разница оборотов

Одно важное отличие от остальных это, то что компрессор может работать на низких и минимальных оборотах, а турбина вовсе нет. Как правило, для нее необходимы обороты от 3500 об/мин. для создания давления. Но компрессор не способен экономно расходовать топливо. При разгоне эффективность компрессора будет видна не так долго как хотелось бы. Турбина начинает работать немного позже, так как замечается «яма» при старте, но после небольшого разгона все исчезает.

Итог: если вы приверженец скорости и у вас бензиновый двигатель – смело ставьте компрессор и радуйтесь жизни, если дизель – то только турбину.


Компрессор призван постоянно подавать смесь для воспламенения , но влияет на потерю мощности, чего не скажешь о «сестре». Для поддержания работоспособности турбины, необходимо раз или два появляться в автосервисе для диагностики, в противном случае получите неработающую систему.

Для турбины необходима установка дополнительного охладителя – интеркулера (см. статью — » «), так как поток воздуха имеет высокую температуру.

Установка дополнительного радиатора также приносит сложности в плане поиска места для монтажа. КПД компрессора несколько меньше, чем у турбины.

Сейчас преимущественное большинство владельцев переходят от прожорливых и громоздких авто к миниатюрным и экономичным (см.

На сегодняшний день, существует масса разнообразный способов придать своему «стальному коню» достаточно высокие мощностные и скоростные характеристики, снабдив его двигатель каким-либо хитроумным приспособлением. Одним из примеров такого приспособления будет являться – турбокомпрессор.
Многие автолюбители задаются вопросом «турбина и турбокомпрессор — в чем разница?». Для ответа на этот вопрос требуется слегка углубиться в теорию, и рассмотреть сам автомобильный турбокомпрессор, что называется, в деталях (Если вам лень читать весь текст, прочтите только выделенный абзац в конце:lol:) .

Классическое понимание турбины лежит в преобразовании какой-либо внутренней или внешней энергии в механическую энергию. Так, к примеру, простейшей турбиной может быть обыкновенный вентилятор, лопасти которого будут вращаться от уличного ветра, в результате чего, ротор вентилятора будет механически взаимодействовать со статором, образуя тем самым генерацию электрического тока. Подобный принцип турбины лежит в основе любой гидроэлектростанции, с тем лишь исключением, что вместо ветра используется вода.

Но как такое приспособление может проявить себя в автомобильном двигателе? Что будет являться источником энергии? И во что она будет преобразовываться? Как известно, любой двигатель внутреннего сгорания нуждается в постоянном притоке воздуха, без которого попросту невозможно воспламенение топлива. И чем интенсивнее будет этот воздух поступать в двигатель – тем большую мощность он сможет развить. Следовательно, если, к примеру, двигатель оборудовать воздушным компрессором, осуществляющим принудительный вдув воздуха под давлением, то вопрос поднятия мощности решится. Но что будет этот компрессор приводить в движение? Как показывает практика, с подобной задачей идеально справляются выхлопные газы, которые как раз и будут подаваться на предварительно установленную турбину. Турбина раскручивается, механически передавая свой крутящий момент компрессору, который, в свою очередь, забирая воздух из атмосферы, под давлением подает его в двигатель.

Подводя итог, становится понятным, что турбина – это составной элемент турбокомпрессора, обойтись без которого попросту невозможно.

Как правило, любой автомобильный турбокомпрессор – это достаточно сложное и нуждающееся в постоянном внимании приспособление. Высокие скорости вращения конструкционных элементов, избыточное трение, особые сверхпрочные материалы и многое другое, что присуще каждому турбокомпрессору приводят к тому, что диагностика турбин должна проводиться регулярно. Более того, диагностика турбин не может быть выполнена, что называется, подручными средствами, так как для определения физического состояния ее элементов нужны и специализированные приборы и высокая квалификация исполнителей. Подобных же условий требует и любой ремонт турбин, который возможен лишь в специальных сервисных условиях. Ведь как показывает статистика, ремонт турбин, выполненный дилетантами, очень часто оканчивается плачевно.

Турбина и компрессор имеют один и тот же принцип работы. Но турбину крутят выхлопные газы, а компрессор раскручивает непосредственно двигатель. Компрессор по тяговым характеристикам предпочтительней так как работает с минимальных оборотов. Однако, большой минус компрессора, в отличие от турбины — расход топлива!

Вот наглядная картинка:

В наше время очень актуально увеличивать скоростные показатели своего автомобиля. Наиболее распространённые варианты это установка компрессора или турбины: что лучше пробуем разобраться в этой статье.

Но для начала разберёмся с принципами работы, плюсами и минусами данных улучшений для .

Принцип работы компрессора

Недостатки компрессора и турбины

Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы:

• турбина — это стационарное устройство и требует полную привязку к двигателю;
• на малых оборотах она не даёт большой мощности, а только на больших способна показать всю свою мощь;
• переход с малых оборотов до высоких называется турбо — ямой, чем большую мощность имеет турбина, тем больше будет эффект турбо — ямы.

В наше время уже имеются турбины, отлично работающие на высоких и на низких оборотах двигателя, но и цена у них соответственно приличная. При выборе компрессора или турбины, многие отдают предпочтение турбо-наддуву, независимо от цены.

Что же лучше — компрессор или турбина

С компрессором намного проще при установке и эксплуатации. Работает он на низких и на высоких оборотах. Также он не требует больших усилий или затрат при ремонте, так как в отличие от турбины, компрессор независимый агрегат.

Чтобы настроить турбину, понадобится хороший специалист для настройки под топливную смесь. А что бы настроить компрессор не нужно больших усилий, или каких либо профессиональных знаний, всё настраивается топливными жиклёрами.

Помимо всего, турбо-наддув довольно сильно нагревается, из-за своей особенности, развивать очень высокие обороты.

У приводных нагнетателей (компрессор), давление не зависит от оборотов и поэтому автомобиль очень чётко реагирует на нажатие педали газа, а это довольно ценное качество, когда машина разгоняется. Ещё они очень просты в своей конструкции.

Но есть недостатки и у компрессоров, моторы оборудованные нагнетателями с механическим приводом имеют большой и меньший КПД, в сравнении с турбиной.

Также имеются большие различия в цене. Любая мощная турбина популярного производителя будет иметь большую стоимость и будет дорога в обслуживании. И к тому же требуется для её установки, немало дополнительного оборудования. Компрессору же, нужен только дополнительный привод.

Видео: как работает турбина и компрессор.

В любом случае решать вам, что лучше компрессор или турбина, взвесьте все положительные и отрицательные качества, и сделайте правильное решение!


Среди многих тюнеров не утихает спор, что лучше турбина или компрессор? Ведь у каждого из вариантов есть свои преимущества и недостатки. Еще есть часть людей, которые собираются покупать себе новый автомобиль, но не могут сделать выбор, автомобиль с компрессорным или турбонаддувом. Ведь рынок как новых, так и поддержанных авто, предлагает большое количество обоих вариантов, примерно с одинаковой мощностью.

Что лучше турбина или компрессор? Чтобы дать полноценный ответ на этот вопрос, нужно разобраться, как работает каждый из элементов наддува и что ожидается получить от установки на атмосферный двигатель.

Где применяется система наддува на впуске

Применение турбин и компрессоров очень широко в автомобилестроении, их используют как в гражданских легковых автомобилях, так и в спецтехнике. С помощью наддува можно значительно поднять мощность, даже на двигателе с небольшим объемом, чем и пользуются автомобильные конструкторы. К примеру, с легкового двигателя объемом 1.2 литра с турбиной можно получить порядка 100-120 л.с, без ущерба для ресурса. В то время, как с двигателя того же объема, но атмосферного удастся снять около 60-80 л.с.

В Европе турбо и компрессорные двигатели очень широко распространены, и их количество стремительно растет. Это сделано потому, что существует налог на объем, и чем он больше, тем больше пошлину нужно платить ежегодно. Вот европейцы и выходят таким образом из ситуации, делая малолитражные моторы с внушительной мощностью.

Вот и получается, что система наддува на впуске – отличный выход увеличения мощности без увеличения объема камеры сгорания. Из-за этого турбины и компрессоры крепко вошли в среду тюнинга.

Сейчас в продаже можно найти множество готовых турбо-кит и компрессор-кит комплектов, готовых к установке на стандартный атмосферный мотор. Да и в целом, любой серьезный тюнинг, где стоит цель получения наибольшего количества лошадей, не обходится без нагнетателей.

Как работает компрессор

Компрессор – вид механического нагнетателя, задачей которого является создание избыточного давление во впускной системе автомобиля. Компрессор легко заметен под капотом, по виду похож на электродвигатель, только больше, крепиться к мотору жестко. В действие компрессор приводится при помощи ремня, который вращает коленчатый вал. Компрессор соединен с ресивером посредством железных трубок и силиконовых переходников. Коленвал вращает компрессор, в котором крыльчатка, раскручиваясь, создает избыточное давление в ресивере, то есть наддув.

У компрессора есть несколько отличных плюсов, таких как создание давления на низких оборотах, почти с холостых и то, что его работа не увеличивает подкапотную температуру.

Но есть и несколько минусов, во-первых, компрессор не может создавать сильного наддува, чаще всего давление не превышает 1 бар. И второй минус в том, что он работает от двигателя, соответственно отбирая у последнего мощность, это ощутимо заметно при езде на низких оборотах.




Принцип работы турбины

Главная задача турбины такая же, как и у компрессора – создание избыточного давления на впуске. Но её конструкция в корень отличается. Турбина тоже имеет крыльчатку, которая раскручивается. Но раскручивается при помощи выхлопных газов, которые, как известно, выходят из двигателя под давлением.

Чтобы установить турбину нужно менять конструкцию выхлопного коллектора. Выхлопные газы, выходя из ГБЦ, попадают в коллектор, затем проходя через крыльчатку (горячую часть) турбины раскручивают её и дальше выходят по системе в атмосферу.

Так называемая «горячая часть» турбины, которая контактирует с выхлопом, связана валом с «холодной частью», в которой также установлена крыльчатка, которая и создает давление. То есть «горячая часть» выступает неким двигателем для «холодной части».

Турбина имеет несколько преимуществ перед компрессором, которые напрямую выходят из его недостатков.

Во-первых, турбина лучше подходит для «серьезного» тюнинга, цель которого – получения как можно большего количества лошадиных сил, потому что она способна выдавать давление вплоть до 2 бар или в некоторых случаях даже больше. А чем больше наддув, тем больше воздуха можно загнать в цилиндры, а чем больше воздуха, тем больше топлива соответственно, и как итог, больше мощность.

Во-вторых, турбина не создает нагрузки на двигатель. На холостом ходу и низких оборотах наличие турбины никак не ощущается.

Но не обошлось и без недостатков. Основных недостатка всего два, и при правильном подходе можно их устранить.

Первый недостаток – это более поздний выход на «буст», то есть на рабочее давление. Турбина, как правило, начинает выдавать свои максимальные показатели по давлению на оборотах, свыше 3 тысяч. А на некоторых тюнинг – проектах работа турбины, вовсе, наступает после 5 тыс. об.

Второй недостаток – увеличение подкапотной температуры. Горячая часть турбины при нагрузках может нагреваться свыше 800 градусов Цельсия, что негативно сказывается на всех подкапотных деталях и двигателе в целом. Нередки случаи, когда под капотом плавятся провода. Чтобы уменьшить температуру горячей часть в капоте делают воздухозабоники.

Противостояние продолжается

Из данного материала становится ясно, что каждый из элементов наддува сделан для разных целей. Потому, можно догадаться, конкретного ответа на вопрос, что лучше турбина или компрессор нет. Эти детали принципиально разные в конструкции и разные в получении конечного результата. Кому-то лучше спокойная езда, когда машина «едет» с самых низов, а кому-то нужно как можно больше мощности, чтобы получить заветные секунды в гонке. И не секрет, что владельцы турбо-автомобилей время от времени задумываются о компрессоре (надув начинается раньше, не греется двигатель), также как и владельцы компрессорных машин думают про установку турбины (можно получить гораздо больше лошадей). И пока конструкторы не придумают чего-либо нового в конструкции турбины и компрессора, противостояние будет продолжаться.

С установленными турбонаддувом или турбокомпрессором называют в просторечье «турбодвигателями «, «турбированными моторами » и подобными названиями, где, главным образом, фигурирует часть «турбо». Турбрированный двигатель производит гораздо больше мощности в общем зачёте при том же режиме работы, чем аналогичный двигатель без турбонаддува или компрессора.

Типичный дополнительный (к стандартному атмосферному давлению) импульс давления, подаваемый турбокомпрессором или нагнетателем в цилиндры, составляет примерно от 0,4 до 0,55 бар (или почти столько же атмосфер). При нормальном атмосферном давлении в 1 атмосфер Вы можете видеть, что двигатель таким образом получает дополнительно приблизительно на 50 процентов больше воздуха. Таким образом, можно было бы ожидать получить 50-процентное увеличение мощности двигателя, не правда ли? Но подаваемый под давлением воздух, к сожалению, не настолько эффективен, хотя, впрочем, получить 30-процентный прирост мощности — это нормально для современных автомобилей. Давайте теперь перейдём к главному вопросу: чем отличается турбонаддув от турбокомпрессора?

Ключевое различие между турбокомпрессором и турбонагнетателем заключается в системе питания каждого из них. Согласитесь, ведь что-то должно сжимать и затем поставлять сжатый воздух в двигатель, для чего требуется дополнительная энергия! В обоих случаях питанием служит крутящееся движение с вентилятором, который и нагнетает воздух в двигатель. В случае с турбокомпрессором кручение передаётся через ременной привод, который подключается непосредственно к двигателю. Он получает вращение также как, к примеру, генератор . Турбонаддув, с другой стороны, получает питание от потока выхлопных газов: выхлопы проходят через турбину, вращая её, оказывая давление на лопасти, а турбина, в свою очередь, вращает компрессор. Вот чем отличается турбокомпрессор от турбонагнетателя!

Слева: турбокомпрессор, справа: турбонаддув

Есть свои недостатки, преимущества и компромиссы в обеих системах. В теории турбонаддув является более эффективным, так как он приводится в движение с помощью «впустую» расходующейся энергии потока выхлопных газов в качестве своего источника питания. С другой стороны, турбонагнетатель вызывает некоторое количество обратного давления в выхлопной системе и стремится обеспечить гораздо меньший импульс, пока двигатель работает на низких оборотах. С третьей стороны, турбонагнетатели значительно проще в установке, но, как правило, автомобили с турбонагнетателями стоят дороже.

турбина или механический компрессор? Что лучше турбина или компрессор Компрессор или турбина что лучше.

Многие автолюбители очень часто задаются вопросом касательно того, какое решение окажется в итоге лучшим-турбина или компрессор? Такой вопрос может возникнуть как при выборе нового автомобиля, так и при покупке машины б/у. Не менее часто с задачей такого выбора сталкиваются и любители тюнинга.

Стоит отметить в самом начале, что оба устройства одновременно имеют как ряд определенных преимуществ, так и недостатков. Все это однозначно влияет на конечный выбор. Отличия указанных систем заключаются не только во внешнем виде, форме, весе, способе крепления на двигателе и габаритах, но и в главных принципах работы. Не всегда однозначно просто выявить все главные критерии при выборе того или иного устройства. Давайте разбираться в этом вопросе более подробно.

Читайте в этой статье

Механический нагнетатель и турбокомпрессор

Турбина представляет собойротационный двигатель, особенностью которого является его постоянная и беспрерывная работа. Ранние попытки создать турбину предпринимались еще на заре развития человечества, но качественная реализация стала возможна только в 19 веке. Эпоха развития машиностроения позволила создать первые турбины, которые были паровыми. Турбина осуществляет преобразование кинетической энергии пара, газов или воды в полезную механическую работу. Турбины нашли свое применение во многих устройствах, а также стали неотъемлемой частью различных видов транспорта. Это касается как наземных средств передвижения, так и морских судов наряду с воздушными летательными аппаратами.

Если говорить о компрессоре, то конструктивно устройствоможет иметь разные модификации и успешно применяется во многих промышленных областях. Главной его задачей становится сжатие и подача газа под давлением.

Дальнейшее развитие технологий привело к появлению своеобразного симбиоза турбины и компрессора. Разработка позволила значительно повысить КПД и мощность двигателей.

Как известно, получить максимальную мощность мотора без увеличения его объема можно при помощи принудительного нагнетания в камеру сгорания большего количества воздуха. Остается только подать больше топлива и мощность силового агрегата существенно возрастет. Как показывают приведенные в различных источниках данные, в среднем компрессор обеспечивает прибавку мощности до 50% и обеспечивает около 30% прироста крутящего момента.

Сейчас механические и турбокомпрессоры устанавливаются отдельно и даже в совокупности для увеличения мощности двигателя легковых и грузовых автомобилей. Их ставят на бензиновые и дизельные агрегаты. Данные решения являются оптимальным и наиболее экономичным вариантом прибавки «лошадей» в том случае, если нужно качественно увеличить мощность без увеличения объема цилиндров.

С этой задачей успешно и по отдельности может справиться как полностью механический, так и турбокомпрессор. Но какое из этих решений лучше? Давайте сравним и турбокомпрессор.

Компрессор VS турбина

Разница между турбиной и компрессором наглядно продемонстрирована в тех отличиях, которые имеются у ряда устройств подобного типа.

• К основным преимуществам компрессора заслуженно относят бесперебойное и равномерное сгорание рабочей смеси. Это качественно влияет на правильность работы всего двигателя и исключает ряд неисправностей, которые могут потенциально возникнуть в процессе эксплуатации такого мотора.
• Основным преимуществом турбины является то, что она не имеет привода от двигателя и питается от энергии выхлопных газов. Это не вызывает потери мощности. Компрессор же берет энергию от двигателя, отнимая при этом до 30% его мощности. Справедливости ради стоит добавить, что эта потеря наиболее проявляется в режиме максимальных нагрузок на ДВС.
• Процесс установки турбины на двигатель является крайне сложным и трудоемким. Не менее сложна и настройка турбокомпрессора, которая потребует существенных финансовых затрат, установки многочисленного дополнительного оборудования и большого количества времени. Еще одним нюансом является то, что перед установкой турбокомпрессора как сам двигатель, так и в ряде случаев трансмиссию нужно существенно и основательно доработать, подготовить к таким сильно возросшим нагрузкам. Если говорить о механическом компрессоре, то двигатель и КПП также дорабатывают, но делается это далеко не всегда, а сама доработка может быть поверхностной.
• Установить компрессор в подкапотное пространство и далее качественно его настроить намного проще, а еще легче произвести последующий правильный подбор параметров необходимой для нормальной работы мотора топливовоздушной рабочей смеси. Установка компрессора облегчена еще и тем, что имеются уже готовые комплекты для решения этой задачи.
• Если турбину в автомобиле нужно настраивать только при помощи квалифицированного специалиста или самостоятельно обладать специальными знаниями, то компрессор не потребует специального оборудования, знаний и навыков. Такие особенности еще более упрощают процесс установки механического наддува.
• Автомобильный турбокомпрессор излишне требователен к смазке и качеству ГСМ. Необходимо реализовать подвод масла под давлением, намного чаще менять указанное масло, организовать слив масла в поддон. Все это увеличивает расходы на последующее содержание авто и на работы по установке турбонаддува. Межсервисные интервалы по замене масла заметно сокращаются. Если не обслуживать турбомотор с завидной регулярностью, тогда машина относительно быстро ответит неисправностями и дополнительными проблемами. Компрессор в этом плане намного менее требователен к качеству топлива и ГСМ.
• За турбиной требуется особый уход. Решение подразумевает целый список периодических процедур по обслуживанию. Механическому компрессору же главное обеспечить только чистоту поступающего воздуха, да и то применительно к кулачковым и шнековым решениям.
• Турбина демонстрирует негативный эффект на низких оборотах, который называется «турбояма». При низком количестве оборотов от турбины ожидать чудес вовсе не стоит. Только средние и максимальные обороты позволяют добиться полной отдачи от силовой установки. В режиме повседневной эксплуатации в городе это не всегда удобно.

Автовладелец вполне может приобрести турбины новейшего поколения, которые лишены в большей мере такого недостатка и не так сильно зависят от оборотов ДВС, но и сумма итоговых затрат после покупки и доработок будет внушительной. Компрессор по своей производительности не зависит от оборотов машины и выходит на наддув при низких оборотах, обеспечивая при этом прогнозируемую мощность при любой скорости.

• Компрессор представляет собой отдельное и независимое устройство в конструкции всего ДВС, что упрощает процесс его демонтажа, обслуживания и проведения ремонтных работ. Обслуживать компрессор относительно просто, так что намного более доступно получить качественный, менее затратный и квалифицированный ремонт элемента в случае необходимости.
• К плюсам турбины можно заслуженно отнести более высокие обороты сравнительно с компрессором. Но и уровень нагрева турбонаддува намного выше, а перегревается турбина заметно быстрее. Это негативно сказывается на всей работе и состоянии двигателя. Износ мотора при повышенных температурных режимах повышается, а также существенно возрастают требования к системе охлаждения ДВС.
• Компрессор выходит на эффективный показатель практически сразу же после момента запуска двигателя. В этом заключается его безусловное преимущество. Турбина же на низких оборотах работать не будет. При этом не стоит забывать о том, что компрессор отнимает мощность у двигателя, а вот турбина не снимает с мотора часть мощности от дополнительной нагрузки.
• К минусам компрессора однозначно относится повышенный расход топлива по сравнению с турбинами. КПД компрессора также заметно меньше. В плане топливной экономичности турбина в автомобиле представляется лучшим вариантом.
• От двигателя компрессор приводится в действие приводным ремнем или цепью, что требует периодического обслуживания элемента. Если говорить о турбине, то затраты на её обслуживание по сравнению с уходом за компрессором все равно намного больше.
• Подобрать компрессор или готовый комплект установки в свободной продаже однозначно проще и легче. На современном рынке представлен широкий выбор компрессоров различного типа. Выбор турбин сильно ограничен по сравнению с аналогичным выбором компрессоров.
• Высококачественная современная турбина в ряде случаев стоит дороже механического компрессора. Несмотря на это, большинство автомобилей оснащаются именно турбонаддувом, так как турбина намного качественнее повышает производительность ДВС.

Что получается в итоге

1. Компрессор обеспечивает более правильную и стабильную работу двигателя во всех режимах работы, продлевается долговечность мотора;
2. Турбина не отнимает процент общей мощности ДВС;
3. Компрессор проще установить и настроить;
4. Турбина потребует организации подвода и слива масла;
5. Компрессор имеет постоянную отдачу, а турбина зависит от оборотов ДВС;
6. Турбина потребует регулярной диагностики и обслуживания, компрессор проще обслуживать;
7. Компрессор потребляет больше топлива и демонстрирует меньший показатель КПД сравнительно с турбиной;
8. Турбина устанавливается в двигатель с доработками, компрессор же представлен полностью отдельным устройством и обеспечивает простоту при монтаже;
9. Турбина предоставляет лучшие показатели на высоких и максимальных оборотах и пиковых скоростных режимах; Компрессор выделяется подхватом в самом «низу»;
10. Компрессор можно свободно подобрать и приобрести, причем сделать это можно практически под любую модель авто, а вот выбор турбин заметно ограничен;
11. Стоимость компрессора и его установки получается более доступной по сравнению с турбиной;

Как вы уже поняли из всего вышесказанного, установка любого типа компрессора является не самой простой задачей. Перед установкой стоит тщательно взвесить все «за» и «против» относительно каждого из доступных решений по обеспечению наддува, а также просчитать необходимые итоговые показатели мощности в соответствии с поставленной задачей.

Сегодня же оптимальным можно считать систему двойного наддува, когда на одном моторе задействованы механический компрессор и турбонаддув одновременно. При этом устройства работают на разных оборотах, обеспечивая максимум эластичности и комфорта в широком диапазоне оборотов двигателя.

Читайте также

Устройство и принцип работы механического компрессора. Конструкция и виды механических нагнетателей. Отличия от турбонаддува, преимущества и недостатки.

1. Возможность установки турбокомпрессора на двигатель с карбюратором. Основные преимущества и недостатки турбонаддува на карбюраторном авто.





Зачастую перед автомобилистом возникает вопрос: что лучше выбрать – турбину или компрессор? Оба устройства имеют как определенные достоинства, так и недостатки, напрямую влияющие на выбор. Например, их отличия можно заметить не только во внешнем виде, но и в принципах работы, что, собственно, и является главным критерием при выборе устройства.

Определение

Турбина – ротационный двигатель, особенность которого заключается в беспрерывной работе. Ротор преобразует кинетическую энергию пара, газа или воды в механическую. Сегодня турбины активно применяются в качестве основного элемента привода самых различных транспортов (наземных, морских и воздушных). Как бы это не казалось невероятным, но попытка создать механизм, похожий на современную турбину, была предпринята еще до нашей эры. И лишь в конце 19 века с развитием термодинамики и машиностроения стали появляться паровые турбины, отличающиеся в первую очередь высокой функциональностью.

Турбина

Компрессор может быть разным и применяться в самых различных областях промышленности. Он необходим для сжатия и подачи газов (в том числе воздуха) под давлением. Это устройство были придуманы для того, чтобы заметно повысить максимальную мощность двигателя, ведь в камеру сгорания нагнетается больше воздуха. В результате в цилиндр попадает больше топлива, что в свою очередь означает то, что конечная цель достигнута.


Компрессор

Для наглядности можно привести некоторые цифры: в среднем компрессор позволяет добавить мощности примерно на 46 процентов (плюс 31 процент крутящего момента). Сейчас эти устройства активно применяются для увеличения мощности двигателя как легковых, так и грузовых автомобилей. На сегодняшний день компрессоры являются наиболее оптимальным и экономичным вариантом для тех, кто хочет увеличить мощность двигателя, прибавить ему определенное количество лошадиных сил.

Сравнение

Когда речь заходит о выборе компрессора или турбины, человек в первую очередь смотрит на основные признаки отличия, которые имеются у данных устройств:

• Одним из главных преимуществ компрессора является обеспечение бесперебойного сгорания примеси. Это напрямую влияет на правильную работу двигателя в целом, помогает избежать различных неприятностей, связанных с поломкой.
• В свою очередь определенные преимущества имеет и турбина: она не влияет на потерю лошадиных сил, в то время как компрессор этим похвастать не может. Правда, стоит заметить, что речь идет общей выходной мощности двигателя (потеря при компрессии составляет до 20 процентов).
• Установка и настройка турбины – довольно сложный процесс, требующий значительных временных и денежных затрат. Кроме того, необходимо несколько видоизменить силовой агрегат. Для сравнения, чтобы использовать компрессор, необходимо фактически только одно – правильный подбор примеси. Установка осуществляется очень легко.
• Если говорить о турбине в автомобиле, то без помощи специалиста установить ее не получится. Для компрессора не нужно специальное оборудование и знания. Это значительно упрощает процесс.
• Турбина в автомобиле имеет существенный недостаток — она требует частый подвод масла под давлением, что увеличивает расходы на содержание транспорта. Если не проводить данную манипуляцию с определенной регулярностью, то автомобиль быстро ломается, создавая дополнительные проблемы. Компрессор в этом не нуждается.
• Турбина требует особого ухода. Чтобы она работала надлежащим образом, автовладельцу придется раз в месяц посещать мастерскую, если он не имеет необходимого опыта.
• Турбине необходима полноценная привязка к двигателю автомобиля. Если транспорт выдает небольшое количество оборотов, то от турбины практически нет толка. Лишь выжимая максимальные обороты, можно добиться хорошей мощи. Безусловно, автовладелец сейчас может купить устройство, которое работает вне зависимости от скорости автомобиля, но такая турбина стоит приличную сумму.
• Работа компрессора не зависит от оборотов машины, он выдает фиксированную мощь при любой скорости.
• Компрессор является независимым устройством в автомобиле, за счет чего упрощается процесс обслуживания и ремонта. Даже не имея большого опыта, практически каждый автовладелец может самостоятельно почить агрегат.
• Турбина может набирать более высокие обороты, чем компрессор. Но и нагревается она на существенно быстрее, что ставит под удар двигатель. От такой работы он быстро изнашивается.
• Компрессор приводится в действие сразу же после запуска двигателя. Это безусловное преимущество над турбиной, которая без движения транспорта работать не будет. Но вместе с этим, компрессор приводит в действие и весь двигатель. Турбина, напротив, освобождает «сердце» автомобиля от дополнительной нагрузки.
• Компрессоры расходуют больше топлива, чем турбина. И КПД у них намного меньше. То есть турбина в автомобиле работает на полную мощь, не растрачивая бензин.
• Компрессор приводится в действие ремнем, так как он является механическим нагнетателем. Турбина раскручивается выхлопными газами автомобиля, которые крутят две крыльчатки, соединенные между собой валом.
• Если решитесь на покупку компрессора для автомобиля, то знайте, что на рынке его огромный выбор. Турбина же не имеет такого достоинства.
• Наконец, турбина стоит на значительно дороже компрессора. Этот фактор и обуславливает высокую популярность устройства на российском рынке.

Выводы сайт

1. Компрессор обеспечивает правильную работу двигателя (бесперебойное сгорание примеси).
2. Турбина не влияет на потерю лошадиных сил (общая выходная мощность силового агрегата).
3. В степени сложности установки и настройки устройства. В этом плане преимущество у компрессора.
4. Турбина требует подвод масла, что влияет на всю работу автомобиля.
5. За турбиной придется постоянно ухаживать и проводить диагностику.
6. Турбина устанавливается напрямую в двигатель, а компрессор является самостоятельным устройством.
7. Компрессор имеет фиксированную мощность, а работа турбины зависит от оборотов автомобиля.
8. Турбина способна разогнать автомобиль на большую скорость, чем компрессор.
9. Компрессор расходует больше топлива с меньшим КПД, чем у турбины.
10. Компрессор можно подобрать под любую модель автомобиля, а у турбины небольшой выбор.
11. Стоимость самой турбины и ее установки выше цены компрессора.

Профессионалы автомобильного мира, и простые автолюбители знают о том, что двигатель с большим рабочим объёмом, выдает бо льшую мощность по сравнению с малолитражными движками. Двигатель с малой кубатурой, не может дать автомобилю большой прирост мощности в силу своей слабости:).

Над тем, что сделать, чтобы малокубатурный двигатель давал мощности больше, задумывались давно. И вот, на заре развития авто-тюнинга, изобретатели придумали установку в двигатель дополнительного агрегата – компрессора.

Появилась возможность, задувать в камеру сгорания малокубатурного двигателя больше воздуха, что в свою очередь влечёт к обогащению топливной смеси кислородом и, как следствие, к увеличению мощности двигателя. Практически одновременно с компрессором стали использовать и турбину, все с той же целью — задуть в камеру сгорания больше кислорода и обогатить топливную смесь.

То есть цель использования турбины и компрессора одна и та же.

Забегая вперед, сразу оговоримся, что и турбина, и компрессор впоследствии зарекомендовали себя очень хорошо. Наибольшее распространение получила все же турбина, поскольку имеет более высокий КПД (коэффициент полезного действия) и позволяет экономить топливо, но и компрессоры так же используются на современных автомобилях.

Особенно эффективна турбина на дизельных двигателях, поэтому почти все современные дизельные движки имеют приставку «турбо».

В чем основное отличие турбины от компрессора?

Главное отличие турбины от компрессора в том, что в этих устройствах используются разные источники привода. Компрессор работает от вала двигателя и представляет собой отдельную, самостоятельную механическую единицу, а турбина приводится в работу энергией выхлопных газов и жестко привязана к двигателю.

Турбина, весьма эффективна для обогащения топливной смеси кислородом, но в ней, есть существенные неудобство – она стационарное устройство, требующее плотной привязки к двигателю (подвода масла под давлением). Турбина — сложное и дорогое устройство.

Компрессор гораздо проще в эксплуатации, требует минимальных усилий по обслуживанию – он независимый агрегат и этим все сказано.

Турбонаддув, весьма заманчив, но не стоит забывать, что любые турбины дорогие, из-за своих технологических характеристик: устройство сделано так, что требует дополнительных механизмов, например выпускной коллектор. В настройке она под силу только специалисту высокого уровня, который в состоянии чутко настроить работу для обеспечения оптимального состава топливной смеси.

Компрессор же удобен тем, что его настройка по силам любому человеку мало-мальски разбирающемуся в карбюраторах. Он достаточно легко настраивается посредством топливных жиклеров.

Для сравнения ещё один пункт: турбина вместе с установкой в двигатель Вам обойдётся не меньше 500 условных единиц, когда как компрессор стоит всего 150 условных единиц. Прирост мощности от такого тюнинга составляет в районе 20-30 % от начальной мощности двигателя.

Есть и еще одна очень существенная разница в работе этих устройств, которая так же может оказать влияние на выбор, что установить на автомобиль, турбину или компрессор…

Эта разница в том, в каком диапазоне оборотов двигателя работает устройство. И тут очевидно, что в этом компоненте компрессор будет выигрывать у турбины, поскольку компрессор может выполнять свою функцию даже на низких оборотах двигателя.

Турбине же требуется высокое давление выхлопных газов, которые образовываются только после достижения двигателем определенных оборотов. Раньше турбины начинали свою работу только с 4000 об/мин, но современные турбины значительно эффективнее и могут работать эффективно при более низких оборотах.

Что означает эта разница в работе компрессора и турбины? Автомобиль с компрессором будет значительно эффективнее разгоняться с самого старта. Автомобиль же с турбиной начинает разгон не очень шустро (наблюдается эффект турбоямы), но при достижении определенных оборотов следует резкий подхват и ускорение.

Какие из всего этого можно сделать выводы? Если Вы большой любитель скорости – а, вероятно, таких авто владельцев большинство, – смело устанавливайте компрессор в двигатель вашего авто, если у вас бензиновый двигатель. Если же у вас дизель, то, пожалуй, лучше использовать турбину.

Новые автомобили все реже оснащаются двигателями без наддува, благо турбины позволяют развивать большую мощность при малом объеме. Российские водители, тем не менее, относятся к турбомоторам с опаской. И очень зря.

Турбированные и атмосферные двигатели — в чем разница?

Разница в том, каким образом в цилиндры двигателя поступает воздух.

• Атмосферный мотор

Воздух идет сам туда, где ниже давление. У атмосферного мотора воздух идет в цилиндры под действием создаваемого на такте впуска разрежения — поршень опускается и втягивает за собой воздух. Проще не бывает.

• Наддувный мотор

Чтобы нагнать в цилиндры больше воздуха, в помощь разнице давлений приходит принудительный наддув. Грубо говоря, на впуске ставят «большой вентилятор». О конструкции таких систем поговорим вкратце чуть ниже.

Зачем двигателю нужен наддув?

Чтобы повысить мощность двигателя, нужно сжечь в нем больше топлива — зависимость простая. А вот чтобы сжечь больше топлива, нужно подать в цилиндры много воздуха, почти по кубометру на каждый литр бензина. Вопрос лишь в том, как заставить его это сделать? Основных способов два:

• Увеличить объем. Это напрашивается само собой, и долгое время конструкторы шли этим путем: увеличивали количество цилиндров, их объем и конфигурацию. Так появились авиационные W12 и V16 с рабочим объемом в сотню литров с гаком и американские семилитровые V8 для автомобилей.… Сейчас мы не будем вдаваться в подробности и лишь констатируем, что путь этот сложный. В определенный момент большой мотор становится слишком тяжелым, а дальнейшее увеличение — нецелесообразным.
• Увеличить количество сжигаемого топлива, не наращивая объем двигателя. Действительно, почему бы с силой не загнать в цилиндры просто побольше воздуха, чтобы можно было сжечь много бензина? Тут-то на помощь приходит наддув.




Двигатель W12 разработки Volkswagen Group ставился в разные годы на Audi A8L, Volkswagen Phaeton, Volkswagen Touareg, Bentley Continental Flying Spur и другие премиум-модели. Фото: w12cars.com

Какие есть основные типы наддувов?

В основном используют два способа повысить давление на впуске выше атмосферного.

• Механический нагнетатель. На впуске стоит воздушный насос — компрессор, который приводится в движение от коленчатого вала мотора. Просто, но двигателю приходится его крутить и тратить на это часть мощности.




• Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Он представляет собой сдвоенный корпус из двух металлических «улиток», в котором на одном валу крутятся две крыльчатки. Одну из них раскручивает поток выхлопных газов, вырывающийся из выпускного коллектора. Вторая крутится, так как находится на одном валу с первой, — она «загоняет» атмосферный воздух во впускной коллектор.

Мы не будем сейчас вдаваться в достоинства и недостатки каждой из схем, а также описывать историю их создания и развития — это тема для отдельного материала. Здесь нам важно определиться, насколько наддувные моторы хороши.




Какие преимущества есть у наддувного мотора?

Высокая максимальная мощность.

Как мы уже поняли, за счет наддува можно увеличить количество сжигаемого топлива, а значит, и повысить мощность мотора при неизменном объеме. Мощность можно увеличить в разы, но обычный показатель — 20–100% для серийных двигателей.

Стабильный крутящий момент.

В обычном атмосферном моторе давление на впуске, а следовательно, и количество сжигаемого топлива меняется в зависимости от оборотов мотора. На каких-то оборотах наполнение максимально, и двигатель работает с полной отдачей. На других наполнение цилиндров хуже, и момент, развиваемый двигателем, меньше.

В современном турбомоторе наполнением цилиндра занимается турбина, а управляет турбиной электроника. Появляется возможность всегда подавать столько воздуха, сколько нужно для максимально эффективного сгорания смеси, и столько, чтобы «железо» двигателя выдержало нагрузку. Это позволяет создавать знаменитую «полку» крутящего момента. Такое название произошло от вида графика момента, который на турбомоторах действительно похож на ровную полку.

Низкий расход топлива.

Казалось бы, парадокс. Наддув позволяет впрыскивать больше топлива, но при этом обеспечивает экономичность. Каким образом? Дело в том, что рабочий объем турбомоторов меньше, и в целом они легче. С наддувом двигатель прекрасно тянет с самых низов, а на малых оборотах меньше потерь энергии на трение и выше КПД. В результате при неспешном движении турбомотор экономичнее. А при большой нагрузке расход топлива никто не считает, не зря же есть выражение «ехать на все деньги», тем более мало кто постоянно ездит в экстремальных режимах.




На графике замера мощности и крутящего момента Skoda Fabia RS TSI видно, что в диапазоне с 2 000 до 4 500 оборотов двигатель развивает 250 ньютон-метров. Это и называется «полкой крутящего момента».

Почему люди боятся наддувных моторов?

С полной определенностью можно сказать, что двигатели с наддувом стоят на более высокой ступени эволюции, чем «атмосферники». И все-таки на сегодняшний момент большинство выпускаемых и продаваемых авто оснащены именно классическими двигателями, причем не только в «отсталой» России, но и в «просвещенной» Европе, не говоря уже про США. Почему же?

Ресурс турбин невелик.

В среднем турбина на бензиновом моторе служит максимум до 120–150 тысяч километров, а ремонт обходится недешево. Механический приводной нагнетатель в теории «неубиваем», но это умирающий вид, и там, где он применяется, о ресурсе не заботятся.

Двигатель работает в более суровых условиях.

Температура и давление в цилиндрах у наддувных моторов гораздо выше, а значит, и изнашиваются они сильнее. Это компенсируется тем, что турбодвигатели изначально строят с более высоким запасом прочности всех систем.

Впрочем, вполне справедливо, что двигатель сложнее, у него больше датчиков, больше трубопроводов, больше всего греющегося и протекающего, и любая поломка в системе управления может повредить сам мотор или турбину.

Говорят, что у турбина дает нестабильную тягу.

Действительно, на старых наддувных моторах турбина «отзывалась» не сразу — нужно было время на то, чтобы выхлопные газы раскрутили крыльчатку, и получалось то, что назвали «турболагом». Теперь, с внедрением новых технологий (о них подробнее расскажем позже), эта проблема решена. «Пуристы», поборники атмосферных двигателей утверждают, что все равно нет идеальной связи между движением педали газа и тягой, но для рядовых водителей эти тонкости будут неочевидными.

Говорят, что турбированные моторы звучат менее «благородно», чем атмосферные.

Действительно, турбина делает звук выхлопа не столь ярким и «породистым». Но в полной мере это можно отнести разве что к «большим» моторам — рядным шестеркам или V8. Их звучание признается за некий идеал, и добавление к ним турбокомпрессора резко меняет звук.

По мнению аудиофилов, «от выхлопа» звук становится нечетким и размазанным. Турбина работает как глушитель, сглаживая пики давления выхлопных газов и создавая свои собственные гармоники. Если речь об обычных рядных «четверках», то нельзя сказать, что выхлоп такого мотора изначально звучит особенно хорошо, с добавлением к нему турбины он становится тише, но вряд ли теряется уникальность.

На помощь фанатам хорошего звука мотора приходят специалисты по акустике выхлопа. Выхлопные системы современных машин, что с наддувом, что без — плод серьезной работы, и особенности звука в первую очередь зависят от качества настройки системы и пожеланий покупателя.




Почему некоторые производители спорткаров до сих пор не признают наддува?

Действительно, без турбин и нагнетателей прекрасно обходятся такие «уважаемые» автомобили, как Toyota GT86, Renault Clio RS и Honda Civic Type R. Основных причин на то несколько:

• Высокую мощность можно получить и без турбины, но при условии, что двигатель будет развивать ее только на очень высоких оборотах. Например, 201 л.с. на той же Honda Civic Type R доступны лишь при 7 800 оборотах в минуту, что очень много для негоночного мотора.
• Система наддува сильно увеличивает вес и размер маленьких моторов — ее невозможно сделать действительно компактной. Для спорткаров это немаловажно.
• Многим нравится «крутильный» характер атмосферных моторов, отсутствие всяких возможных задержек и влияния температуры воздуха, «чистота» реакций и звука.
• Во многих гоночных дисциплинах запрещены моторы с турбонаддувом, зато есть традиции форсирования атмосферных моторов.
• На «атмосферниках» — более мощное торможение двигателем под сброс газа, что заметно на малоразмерных моторах и, опять-таки, важно для спорткаров.
• В Японии и США, где в основном еще сохраняются безнаддувные «зажигалки», нет столь строгих ограничений по расходу топлива, как в Европе. Мотор с турбиной дороже, но может выдавать высокую мощность при низком расходе и на любой высоте, хоть на вершинах Альп. Мотор без турбины проще, менее требователен к обслуживанию, особенно когда очень высокая мощность не нужна, да и высоким расходом топлива и малой тягой в «негоночном» режиме можно пренебречь. И не стоит недооценивать силу традиций национального автомобилестроения.

Впрочем, мало-помалу наддув отвоевывает место под капотом спортивных автомобилей. Сначала Формула-1 отказалась от «атмосферников», а в марте 2014 года дебютировала первая в современной истории турбированная модель Ferrari — California T, которая получила «улитку» после долгого перерыва со времен 288 и F40.

Давайте вместе разберемся, что лучше турбина или компрессор? Еще со школы нам знакомо, что чем меньше агрегат, тем меньшую мощность он способен выдать (в силу своих характеристик). Но как сделать обратное? Вот эта вот проблема длительное время изнуряла инженеров.

Выход нашелся спустя многие годы в виде установки дополнительного «гаджета» в мотор, который назывался компрессор. Теперь можно было «заливать» в камеру сгорания большее кислорода и тем самым повышая давление в поршне, что ведет к увеличению мощности.

Наряду с компрессором, начали активно использовать и турбину, назначение которой сводилось к обогащению топлива. Получается и то и другое имеют одну и ту же цель?! Да, но есть небольшая разница, о которой немного позже.

Сфера применения и особенности эксплуатации

Что лучше турбина или компрессор? Для полноценного ответа давайте разберем оба устройства по частям.

Конструктивно турбина – это двигатель, который находится постоянно в движении за счет преобразования энергии жидкости или пара в механическую. Сразу необходимо сказать, что механизмы привода у обоих совсем разные.

Компрессор питается от коленвала движка и имеет автономную единицу, а турбина газами от выхлопного коллектора и не имеет автономности.

Турбина сама по себе устройство дорогое и конструктивно очень сложна в виду подвода маслопроводов и необходимости устанавливать в двигатель. Компрессор же полностью автономен и не имеет привязки к движку.


Турбину может настроить только специально обученный высококвалифицированный специалист, а для компрессора достаточно человека разбирающегося . Так как весь процесс настройки связан с жиклерами.

Разница в цене ощутима: за турбину хорошего качества выложите около 550 баксов, а компрессор всего лишь 200, а мощность в процентном соотношении одинаковая, от 15 до 25% максимально. Дополнительно необходимы будут затраты на установку и налаживание агрегата в автосервисе.

Разница оборотов

Одно важное отличие от остальных это, то что компрессор может работать на низких и минимальных оборотах, а турбина вовсе нет. Как правило, для нее необходимы обороты от 3500 об/мин. для создания давления. Но компрессор не способен экономно расходовать топливо. При разгоне эффективность компрессора будет видна не так долго как хотелось бы. Турбина начинает работать немного позже, так как замечается «яма» при старте, но после небольшого разгона все исчезает.

Итог: если вы приверженец скорости и у вас бензиновый двигатель – смело ставьте компрессор и радуйтесь жизни, если дизель – то только турбину.


Компрессор призван постоянно подавать смесь для воспламенения , но влияет на потерю мощности, чего не скажешь о «сестре». Для поддержания работоспособности турбины, необходимо раз или два появляться в автосервисе для диагностики, в противном случае получите неработающую систему.

Для турбины необходима установка дополнительного охладителя – интеркулера (см. статью — » «), так как поток воздуха имеет высокую температуру.

Установка дополнительного радиатора также приносит сложности в плане поиска места для монтажа. КПД компрессора несколько меньше, чем у турбины.

Сейчас преимущественное большинство владельцев переходят от прожорливых и громоздких авто к миниатюрным и экономичным (см.

Чем отличается турбина от компрессора

Кроме турбокомпрессоров, увеличить мощность силового агрегата можно также за счет механических нагнетателей, или компрессоров. Установка подобных устройств началось в перовой половине двадцатого века, сразу после начала повсеместной эксплуатации автомобилей. Сам принцип работы компрессора заключается в нагнетании дополнительного воздуха в цилиндр, за счет части крутящего момента, производимого последним. Для того, чтобы крутящий момент от двигателя передавался на компрессор, используется система шкивов и ременная передача. Именно в этой конструкции и принципе работы компрессора лежит его главное достоинство и его же главный недостаток.

Достоинство заключается в том, что жесткая система связи позволяет компрессору более оперативно реагировать на изменение режимов работы двигателя. Это обеспечивает его эффективную работу даже на малых оборотах. Ну, а главным недостатком этой конструкции является то, что для ее эффективной работы требуется крутящий момент, который отнимает мощность автомобиля.

В настоящее время существует несколько видов конструкции механических компрессоров. Первый вид – волновой, он разработан компанией Asea Brown Boweri, работающей в электротехнической отрасли. Таким компрессоров, в наши дни, оснащены серийные модели японского производителя Мазда. Волновой компрессор работает на принципе возникновения своеобразных волн, в месте встречи отработанных газов с окружающим воздухом. Данные волны создают давление, которое передается в специальные камеры ротора компрессора. Наибольшую известность получила подобная конструкция, представленная братьями Рутс, она имеет, вращающиеся в противоположных направлениях парные роторы.

Именно отсутствие механической жесткой связи с силовым агрегатом и является основным недостатком турбокомпрессоров. Низкие обороты приводят к заметному сокращению отработанных газов, и их становится недостаточно для поддержания адекватной работы компрессора. Кроме того, большую известность получило такое явление, как «турбо яма». Оно представляет собой замедленную реакцию компрессора на повышение оборотов силового агрегата. Возникает такое явление, когда вам необходимо резко ускорится, но реакция двигателя на педаль газа происходит не сразу. Это обусловлено тем, что роторам турбонаддува необходимо время для того, чтобы раскрутиться и обеспечить необходимый прирост мощности.

Именно механические компрессоры имеют самое маленькое время, затрачиваемое на изменение режима работы при увеличении передачи. Увеличение передаваемого воздуха происходит практически сразу после увеличения оборотов силового агрегата. Несколько большим временем реакции обладает волновой компрессор, а самым большим – турбокомпрессор. Однако, именно последние наиболее перспективны, в плане развития, и поэтому конструкторы постоянно работают над улучшением конструкции. Так, было предложено делать лопасти ротора более легкими, чтобы они легче раскручивались небольшими объемами отработанных газов на малых оборотах. Кроме того, снижается и инерция лопастей, что также делает набор необходимых оборотов более быстрым. Для этого, в индустрии производства турбокомпрессоров активно используются сверхлегкие материалы. Однако, материалы эти должны быть не только легкими, но и выдерживать высокие температуры. Эти условия соблюдены в керамических материалах, которые являются надежными и современными, а также позволяют делать тонкий корпус, ведь, при повреждении ротора, отломившиеся керамические части не смогут нанести корпусу серьезных повреждений, за счет своего небольшого веса.

Кроме того, оптимизировать систему нагнетания воздуха можно с помощью специального устройства. Это устройство регулирует давление воздуха на разных режимах работы силового агрегата. Смысл в том, чтобы автоматически увеличивать давление при повышении оборотов двигателя, и уменьшать при понижении. Регулирование давлением воздуха происходит с помощью управления перепускными клапанами.

На сегодняшний день, турбокомпрессоры занимают лидирующее положение среди устройств, повышающих мощность силового агрегата. В этой нише, ими были полностью вытеснены традиционные компрессоры. Такая уверенная побед произошла по той причине, что подобные двигатели обладают большей мощностью, компактностью и меньшим выбросом отравляющих веществ в атмосферу, за счет того, что выхлопные газы, совершая работу в турбине, значительно охлаждаются, в следствие чего сильно меняется их химический состав и понижается токсичность.

сходства, различия, преимущества и недостатки

Какой автовладелец не мечтает о быстрой езде? Современные автомобили позволяют развивать огромные скорости, а вот чтобы давно приобретённая дорогая сердцу машина вдруг стала мощной и скоростной, никакого волшебства не требуется. Есть приспособления, которые могут улучшать характеристики автомобилей. Это турбина и компрессор. Они отличаются друг от друга и внешне, и принципами работы, поэтому чтобы выбрать один из них, надо познакомиться с их достоинствами и недостатками.

Турбиной можно считать и обыкновенный вентилятор. Его лопасти вращаются от уличного ветра. Ротор будет взаимодействовать со статором, образуя генерацию электрического тока. Этот принцип работы турбины используется гидроэлектростанциями, только там вместо ветра работает вода.

Двигатель нуждается в притоке воздуха. Без него невозможно воспламенение топлива. Чем больше воздуха будет поступать в мотор, тем большую мощность он разовьёт. Поэтому, если двигатель оснастить компрессором, который будет принудительно вдувать воздух под давлением – решится вопрос поднятия мощности. С этой задачей справляются и выхлопные газы, которые подаются на установленную турбину. Она раскручивается, передавая крутящий момент на компрессор. Он, в свою очередь, забирает воздух из атмосферы, подаёт воздух под давлением в мотор.

Турбина – это ротационный двигатель, работающий беспрерывно. Ротор турбины преобразовывает в механическую кинетическую энергию газа, воды, или пара. Компрессор сжимает и подаёт газ (и воздух тоже) под давлением. И турбина, и компрессор придуманы для увеличения максимальной мощности мотора грузовых и легковых машин. Однако компрессоры в настоящее время — самый оптимальный и экономичный вариант для желающих увеличить мощность двигателя за счёт добавления количества лошадиных сил.

Основное преимущество компрессора – в обеспечении бесперебойного сгорания примеси. Это влияет на правильность работы двигателя в целом, помогает избегать поломок. В то же время, компрессор влияет на снижение количества лошадиных сил, а турбина – нет. Установить и настроить турбину довольно сложно, к тому же недёшево. Без специалиста тут не обойтись. Для использования компрессора нужно только правильно подобрать смесь, а установить его очень просто. Для этого не нужны ни знания, ни специальное оборудование.

Турбина имеет существенный недостаток: требуется регулярный подвод масла под давлением, что влечёт за собой расходы на содержание транспортного средства. Если не делать этого регулярно автомобиль сломается.

Турбина вообще требует постоянного ухода. И если водитель не имеет нужного опыта, мастерскую ему придётся посещать один раз в месяц. Компрессор в дополнительных расходах не нуждается.

Турбина должна иметь полноценную привязку к мотору автомобиля. Если машина может выдать лишь небольшое число оборотов, от турбины почти не будет никакого толка. Хорошей мощности можно добиться, лишь выжимая хорошие обороты. Можно, конечно, всегда приобрести устройство, работа которого не зависит от скорости машины, но такая турбина обойдётся очень дорого. Компрессор не зависит от оборотов машины, он способен выдавать фиксированную мощность при любой скорости. Компрессор в автомобиле – независимое устройство, поэтому его обслуживание и ремонт значительно упрощаются. Агрегат может починить каждый автовладелец, не имеющий практического опыта. Турбина в отличие от компрессора способна набирать высокие обороты, но она и нагревается гораздо быстрее. Двигатель от работы в таких условиях быстрее изнашивается.

Как только запускается двигатель – приводится в действие компрессор. Турбина же будет работать только при движении транспорта, но, вместе с тем, освобождает мотор от дополнительных нагрузок. Если говорить о расходе топлива, то компрессор расходует больше турбины. У компрессора меньше КПД. Турбина в машине работает на полную мощь, не расходуя бензин. Она раскручивается выхлопными газами, которые крутят соединённые валом крыльчатки.

Компрессоры выпускаются с разной конструкцией (со сдвоенным вентилятором, центробежным насосом, с насосом с эксцентриковым приводом, и т.д.). Крутятся они от коленвала с помощью привода посредством зубчатого ремня или дополнительных шестерён. В итоге число оборотов компрессора находится в прямой зависимости от числа оборотов мотора, и работать он начинает с холостого хода. Таким образом, компрессор дует с разным давлением, в зависимости от оборотов мотора. Для сгорания топлива нужен воздух и продувка цилиндров от отработанных газов.

Для обогащения кислородом топливной смеси турбина более эффективна. На небольших оборотах она большой мощности не развивает, а после 4 – 5 тысяч мощность «выстреливается». Это называется «турбояма». Чем мощнее турбина, тем мощнее эффект. Сейчас выпускают турбины, которые работают на низких оборотах, но они очень дорогие.

В общем-то, у турбины и у компрессора одинаковый принцип работы. Однако турбина крутится выхлопными газами, а компрессор – двигателем. По тяговым характеристикам компрессор предпочтительнее, поскольку он может работать с низких оборотов. Самый большой недостаток компрессора – большой расход топлива. А самый большой плюс – сейчас в продаже огромный выбор компрессоров, а по цене он значительно уступает турбине.

Вход компрессора — обзор

11.16 Адаптивное управление на основе модели

В Разделе 11.14 мы обсудили моделирование переходных характеристик газовых турбин, которые возникают при изменении рабочих условий. Ответственность за безопасное изменение рабочих условий лежит на системе управления. Двигатели имеют различные предельные рабочие значения, такие как температура выхлопных газов, которые предотвращают перегрев турбины, и ограничения рабочей скорости не превышаются, так что напряжения во вращающихся элементах находятся в пределах проектных, в то время как требуемая мощность от газовой турбины составляет достигается при условии, что эксплуатационные ограничения любого компонента, такие как TET, не превышаются.Другие важные рабочие условия, которые должна предотвращать система управления, включают помпаж компрессора. Хотя подробные сведения о характеристиках и поведении системы управления выходят за рамки данной главы, в системах управления двигателем обычно используются пропорциональные, интегральные и производные (ПИД) контроллеры. Для обеспечения удовлетворительного управления газовой турбиной может потребоваться более одного ПИД-регулятора. Однако для всех контроллеров требуется заданное значение, которое может быть требуемой мощностью от газовой турбины или предельными значениями в определенных основных точках цикла газовой турбины.Заданные значения можно рассматривать как требуемое или желаемое установившееся значение в основных точках двигателя. Таких уставок может быть много, и выбор низкого или высокого сигнала используется для выбора требуемой уставки. Например, если будет превышена максимальная температура выхлопных газов, что приведет к перегреву лопаток турбины, выбор низкого сигнала обеспечит выбор максимальной температуры выхлопных газов в качестве уставки. Во время нормальной работы двигателя выбор низкого сигнала выберет мощность, потребляемую от газовой турбины, в качестве уставки.Таким образом, мы видим, что уставки для систем управления определяются конструкцией газовой турбины. Разак (2007) дает дополнительные подробности о системе управления в целом, которые также применимы к газовым турбинам.

Уставки для систем управления также могут быть получены из моделей двигателя, поскольку уставки представляют собой желаемые установившиеся значения во время работы, а уставки, полученные из модели, обычно определяются из моделей установившегося состояния, а не переходных моделей. Однако могут использоваться и другие типы моделей, включая модели, управляемые данными или нейронные сети.В этом разделе мы будем использовать стационарную модель производительности газовой турбины для управления сгоранием DLE. Рассмотрим двухвальную промышленную газовую турбину, работающую на свободной силовой турбине. Принцип системы сгорания DLE заключается в поддержании соотношения топлива и воздуха вблизи предела слабого гашения в значительной части диапазона мощности газовой турбины. При таком низком соотношении топливо-воздух выбросы оксидов азота (NO _x ), оксида углерода (CO) и несгоревших углеводородов (UHC) очень низкие (обычно около 15 ppmv или меньше), как показано на рис.11,52. Изменение условий эксплуатации, например, снижение выходной мощности, приведет к уменьшению соотношения топливо-воздух, и это может привести к гашению пламени двигателя, если соотношение снизится ниже предела слабого гашения. Мы также обсуждали, что турбина, работающая последовательно, будет поддерживать перепад давлений турбины ГГ при нерасчетных условиях во время работы силовой турбины с дросселированием, как показано на Рис. 11.50. Фиксированный коэффициент давлений турбины ГГ также поддерживает приблизительно постоянный КПД турбины ГГ.Если мы будем поддерживать температуру выхлопного газа турбины при частичных нагрузках, постоянный коэффициент полезного действия турбины GG приведет к постоянному TET и, следовательно, постоянной температуре сгорания. Это означает, что соотношение топлива и воздуха также остается постоянным, что обеспечивает низкий уровень выбросов. Однако нам необходимо продуть воздух на входе сгорания при частичной нагрузке или в нестандартных рабочих условиях, как показано на рис. 11.53, который также показывает стратегию системы управления двигателем, включая управление сгоранием DLE. Фактически, мы изменяем нагрузку, увеличивая или уменьшая величину продувки.

11,52. Бегущая строка на компрессорной характеристике двухвальной газовой турбины.

11,53. Стратегия управления сгоранием DLE с использованием одной ступени сгорания, требующей использования продувки.

Очевидно, что использование продувки для управления двигателем неэффективно, и производители таких систем управления устанавливают расчетное соотношение топлива и воздуха немного выше и снижают нагрузку на двигатель, уменьшая EGT и когда EGT уменьшается ниже определенного значение (заданное значение), продувочный клапан регулируется для поддержания EGT на заданном уровне.Таким образом, для большей части полезного рабочего диапазона двигателя (примерно 80–100% диапазона мощности) нет потери производительности при использовании системы управления DLE, как описано выше. Лучшей стратегией было бы использование силовой турбины с изменяемой геометрией, а мощность силовой турбины уменьшалась бы путем закрытия направляющих лопаток сопла с изменяемой площадью; такая стратегия управления исключает использование продувки. Однако закрытие направляющих лопаток сопла силовой турбины (NGV) приводит к повторному согласованию турбин, как показано на рис.11.54 из-за закрытия газомоторного двигателя силовой турбины, и это снизит степень сжатия турбины ГГ и, следовательно, TET для данной температуры выхлопных газов. Уменьшение TET приведет к уменьшению соотношения топливо-воздух и увеличит риск возгорания из-за того, что соотношение топливо-воздух превышает предел слабого угасания. Чтобы предотвратить это, можно использовать модель установившихся рабочих характеристик двигателя. Однако для указанной мощности, требуемой от газовой турбины, мы решаем необходимые уравнения совместимости расхода и работы следующим образом.

11,54. Влияние уменьшения площади силовой турбины на степень сжатия ПГ.

Предполагаемые векторы:

1.

Расход на входе компрессора, Вт ₁ .

2.

Степень давления компрессора, P ₂ / P ₁ .

3.

Температура на выходе из камеры сгорания, T ₃ (т.е. TET).

4.

Степень давления ГГ, P ₃ / P ₄ .

5.

Степень давления силовой турбины, P ₅ / P ₆ .

И контрольные векторы:

1.

Совместимость потоков GG (W3R3T3r / γ) / P3.

2.

Баланс мощности между компрессором и турбиной ГП Вт ₁ × ( ч ₂ — ч ₁ ) и Вт ₃ × ( ч _{3 r} — h ₄ ) соответственно.

3.

Разница между расчетным TET и требуемым для минимальных выбросов (обычно это соответствует расчетному значению TET).

4.

Разница между выходной мощностью силовой турбины и требуемой выходной мощностью.

5.

Перепад давления между давлением на выходе из выхлопной трубы и давлением окружающей среды.

В приведенной выше схеме решение уравнений совместимости потока силовой турбины не требуется, и модель определит пропускную способность силовой турбины и EGT, которые станут уставкой системы сгорания DLE.Схематическое изображение двухвальной газовой турбины, работающей со свободной силовой турбиной с использованием такой схемы управления, показано на рис. 11.55. Разак (2007) дает дополнительные подробности такой схемы управления, которая потенциально может удовлетворить все требования систем сгорания с изменяемой геометрией. Такой метод адаптивного управления на основе моделей для контроля выбросов газовых турбин может быть распространен на другие конфигурации двигателей, включая авиационные газовые турбины. Что касается авиационных газовых турбин, изменяемая геометрия могла быть применена к движущемуся соплу, а не к секциям турбины.

11,55. Стратегия управления горением DLE с использованием одной ступени горения без использования продувки.

Адаптивное управление также может применяться к регулируемым статорам компрессора (VSV) для повышения термического КПД при работе с частичной нагрузкой за счет повышения КПД компрессора при работе в этих условиях. Однако VSV в первую очередь предназначены для предотвращения помпажа компрессора. Хотя такие регулируемые статоры могут быть отрегулированы там, где подходящие уставки могут быть определены из модели установившегося состояния таким же образом, как и для управления DLE, как описано выше, маловероятно, что такие регулировки VSV во время работы вне проекта дадут достойный выигрыш. по тепловому КПД.Следует отметить, что такое управление VSV значительно увеличит сложность системы управления VSV.

В качестве альтернативы VSV для оптимизации работы двигателя при работе с частичной нагрузкой, бесстаторные турбины также могут использоваться в нерасчетных условиях. В отличие от обычных турбин, где пропускная способность турбины в значительной степени постоянна с безразмерной скоростью турбины, особенно во время работы с дросселем, с турбинами без статора происходит увеличение пропускной способности турбины с увеличением безразмерной скорости турбины.Закрытие VSV увеличит скорость GG и, для данного TET ( T ₃ ), также увеличит безразмерную скорость безстаторной турбины. Получающееся в результате увеличение безразмерной мощности бесстаторной турбины для данного TET приведет к уменьшению степени сжатия компрессора. Хотя такая схема может использоваться для управления DLE, а не для силовой турбины с изменяемой геометрией, как обсуждалось выше, более низкая степень сжатия компрессора приведет к более низкому тепловому КПД по сравнению со способом с силовой турбиной с изменяемой геометрией.Однако более высокие рабочие температуры силовых турбин делают силовые турбины с изменяемой геометрией менее надежными, чем VSV. Похожая стратегия управления предложена Lei и Grönstedt (2009), где бесстаторные турбины используются для улучшения sfc турбовентиляторных двигателей с высоким BPR во время крейсерского полета. Здесь VSV компрессора высокого давления открываются для уменьшения скорости золотника высокого давления, что приводит к увеличению общего перепада давлений из-за уменьшения мощности турбины высокого давления, и они заявляют о снижении sfc примерно на 0,5%.Аналогичная концепция может быть рассмотрена для турбовентиляторов / турбореактивных дожигателей с дожиганием, где VSV регулируется таким образом, что не требуется сопла с изменяемой площадью (т. Е. Предполагая, что двойной золотник GG, VSV компрессора LP открываются во время дожигания).

Газотурбинный двигатель | Британника

Газотурбинный двигатель , любой двигатель внутреннего сгорания, использующий газ в качестве рабочего тела, используемого для вращения турбины. Термин также обычно используется для описания полного двигателя внутреннего сгорания, состоящего, по меньшей мере, из компрессора, камеры сгорания и турбины.

Общие характеристики

Полезная работа или тяга может быть получена от газотурбинного двигателя. Он может приводить в действие генератор, насос или воздушный винт или, в случае чисто реактивного авиационного двигателя, развивать тягу, ускоряя поток выхлопных газов турбины через сопло. Такой двигатель при той же мощности намного меньше и легче поршневого двигателя внутреннего сгорания. Поршневые двигатели зависят от движения поршня вверх и вниз, которое затем должно быть преобразовано во вращательное движение с помощью механизма коленчатого вала, в то время как газовая турбина передает мощность вращающегося вала напрямую.Хотя концептуально газотурбинный двигатель представляет собой простое устройство, компоненты эффективного агрегата должны быть тщательно спроектированы и изготовлены из дорогостоящих материалов из-за высоких температур и напряжений, возникающих во время работы. Таким образом, установки газотурбинных двигателей обычно ограничиваются крупными установками, где они становятся рентабельными.

Циклы газотурбинного двигателя

Большинство газовых турбин работают в открытом цикле, в котором воздух забирается из атмосферы, сжимается в центробежном или осевом компрессоре, а затем подается в камеру сгорания.Здесь топливо добавляется и сжигается при практически постоянном давлении с частью воздуха. Дополнительный сжатый воздух, который обходится вокруг секции горения и затем смешивается с очень горячими газами сгорания, необходим для поддержания температуры на выходе из камеры сгорания (фактически, на входе в турбину) на достаточно низком уровне, чтобы турбина могла работать непрерывно. Если установка должна производить мощность на валу, продукты сгорания (в основном воздух) расширяются в турбине до атмосферного давления. Большая часть мощности турбины требуется для работы компрессора; только остальная часть доступна для обеспечения работы вала генератора, насоса или другого устройства.В реактивном двигателе турбина предназначена для обеспечения мощности, достаточной для привода компрессора и вспомогательных устройств. Затем поток газа выходит из турбины с промежуточным давлением (выше местного атмосферного давления) и проходит через сопло для создания тяги.

В первую очередь рассматривается идеализированный газотурбинный двигатель, работающий без потерь по этому простому циклу Брайтона. Если, например, воздух поступает в компрессор при 15 ° C и атмосферном давлении и сжимается до одного мегапаскаль, он затем поглощает тепло от топлива при постоянном давлении до тех пор, пока температура не достигнет 1100 ° C, прежде чем расширится через турбину обратно до атмосферного. давление.Этот идеализированный блок потребует выходной мощности турбины 1,68 киловатт на каждый киловатт полезной мощности с 0,68 киловатт, потребляемым для привода компрессора. Тепловой КПД установки (чистая произведенная работа, разделенная на энергию, добавленную через топливо) составит 48 процентов.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Фактическая производительность при простом разомкнутом цикле

Если для агрегата, работающего в пределах одного и того же давления и температуры, компрессор и турбина имеют КПД только 80 процентов ( i.Например, , работа идеального компрессора равна 0,8 фактической работы, в то время как фактическая мощность турбины в 0,8 раза больше идеальной мощности), ситуация кардинально меняется, даже если все остальные компоненты остаются идеальными. На каждый киловатт производимой полезной мощности турбина теперь должна производить 2,71 киловатт, а работа компрессора становится 1,71 киловатт. Тепловой КПД снижается до 25,9 процента. Это демонстрирует важность высокоэффективных компрессоров и турбин. Исторически сложность разработки эффективных компрессоров, даже более эффективных, чем эффективные турбины, задерживала разработку газотурбинного двигателя.Современные агрегаты могут иметь КПД компрессора 86–88 процентов и КПД турбины 88–90 процентов при проектных условиях.

КПД и выходную мощность можно увеличить за счет повышения температуры на входе в турбину. Однако все материалы теряют прочность при очень высоких температурах, а поскольку лопатки турбины движутся с высокой скоростью и подвергаются серьезным центробежным напряжениям, температура на входе в турбину выше 1100 ° C требует специального охлаждения лопаток. Можно показать, что для каждой максимальной температуры на входе в турбину существует также оптимальное соотношение давлений.Современные авиационные газовые турбины с охлаждением лопаток работают при температурах на входе в турбину выше 1370 ° C и соотношении давлений около 30: 1.

Промежуточное охлаждение, повторный нагрев и регенерация

В авиационных газотурбинных двигателях необходимо обращать внимание на вес и диаметр. Это не позволяет добавлять дополнительное оборудование для повышения производительности. Соответственно, двигатели коммерческих самолетов работают по простому циклу Брайтона, идеализированному выше. Эти ограничения не применяются к стационарным газовым турбинам, в которые могут быть добавлены компоненты для повышения эффективности.Усовершенствования могут включать (1) уменьшение работы сжатия за счет промежуточного охлаждения, (2) увеличение мощности турбины за счет повторного нагрева после частичного расширения или (3) уменьшение расхода топлива за счет регенерации.

Первое усовершенствование будет заключаться в сжатии воздуха почти постоянной температуры. Хотя это не может быть достигнуто на практике, это можно приблизить с помощью промежуточного охлаждения (, т.е. путем сжатия воздуха в два или более этапов и его водяного охлаждения между этапами до его начальной температуры).Охлаждение уменьшает объем обрабатываемого воздуха и, соответственно, необходимую работу по сжатию.

Второе усовершенствование включает повторный нагрев воздуха после частичного расширения через турбину высокого давления во втором наборе камер сгорания перед подачей его в турбину низкого давления для окончательного расширения. Этот процесс аналогичен повторному нагреву, используемому в паровой турбине.

Оба подхода требуют значительного дополнительного оборудования и используются реже, чем третье улучшение.Здесь горячие выхлопные газы турбины проходят через теплообменник или регенератор для повышения температуры воздуха, выходящего из компрессора перед сгоранием. Это уменьшает количество топлива, необходимое для достижения желаемой температуры на входе в турбину. Однако повышение эффективности связано со значительным увеличением начальной стоимости и будет экономичным только для агрегатов, которые работают почти непрерывно.

Улучшение согласования конструкции турбины и компрессора

Одним из наиболее важных этапов полной конструкции газовой турбины является согласование турбины и компрессора.Газовая турбина состоит из трех основных компонентов: компрессора, камеры сгорания и турбины. Хотя все компоненты проектируются индивидуально, каждый из компонентов должен соответствовать одному и тому же диапазону рабочих условий, поскольку все они объединены в один цикл. Следовательно, оптимальная конструкция каждого компонента должна соответствовать требованиям оптимальных параметров других компонентов. Соответствующие рабочие точки для каждого компонента должны быть найдены в состоянии равновесия с двигателем, таким образом, общая производительность газовой турбины может быть достигнута в пределах определенного диапазона параметров.

Идея процесса «согласования» компонентов состоит в том, чтобы найти совместимость между соответствующими компонентами в потоке и работе. Исходя из механических ограничений, скорость газогенератора и температура срабатывания газовой турбины имеют ограничения в зависимости от температуры окружающей среды, нагрузки вспомогательного оборудования и геометрии двигателя. Выбранная температура матча должна соответствовать температуре окружающей среды, которая одновременно достигает обоих верхних пределов. Степень давления, необходимая для обеспечения определенного потока газа, также является одним из наиболее важных параметров, который необходимо учитывать.Разработчикам необходимо убедиться, что поток газа через силовую турбину от газогенератора удовлетворяет коэффициенту давлений, необходимому для требований к мощности компрессора. Газогенератор может легко показать измененную температуру совпадения из-за некоторых условий, например: снижение эффективности компрессора (из-за загрязнения и т. Д.), Изменение термодинамических свойств продукта сгорания, газовое топливо с более низким или высоким значением слышимости и т. Д. Согласование параметров двигатель также можно было изменить, изменив характеристики потока на первом сопле турбины.

Используя характеристическую карту / кривую, а также термодинамические отношения турбины и компрессора, можно выполнить расчеты для определения допустимого рабочего диапазона. Следует учитывать, что все рассчитанные значения должны совпадать со значением из данных карты.

Пытаетесь найти самое быстрое решение для этого шага? Функция согласования турбины и компрессора SoftInWay в AxSTREAM может помочь вам сократить время разработки и упростить процесс. Объединение карт производительности турбины и компрессора, что упрощает пользователю определение точек работы суставов.

Загляните в AxSTREAM, чтобы узнать об этом больше.

Ссылка:

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/ctmatch.html
http://cset.mnsu.edu/engagethermo/components_gasturbine.html
http: // turbolab.tamu.edu/proc/turboproc/T29/t29pg247.pdf
http://scholarcommons.sc.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=3255&context=etd
Документ режима совместимости турбокомпрессора

Газовые турбины

для энергетики Поколение

Термодинамический процесс, используемый в газовых турбинах, — это цикл Брайтона.Двумя важными рабочими параметрами являются степень сжатия и температура обжига. Соотношение количества топлива к мощности двигателя оптимизируется за счет увеличения разницы (или соотношения) между давлением нагнетания компрессора и давлением воздуха на входе. Эта степень сжатия зависит от конструкции. Газовые турбины для выработки электроэнергии могут быть как промышленного (тяжелого каркаса), так и авиационного исполнения. Промышленные газовые турбины предназначены для стационарного применения и имеют более низкие отношения давления — обычно до 18: 1.Авиационные газовые турбины — это более легкие компактные двигатели, адаптированные к конструкции авиационных реактивных двигателей, которые работают при более высоких степенях сжатия — до 30: 1. Они предлагают более высокую топливную эффективность и меньшие выбросы, но меньше по размеру и имеют более высокие начальные (капитальные) затраты. Авиационные газовые турбины более чувствительны к температуре на входе в компрессор.

Температура, при которой работает турбина (температура горения), также влияет на КПД, при этом более высокие температуры приводят к более высокому КПД.Однако температура на входе в турбину ограничена тепловыми условиями, которые допускает металлический сплав лопаток турбины. Температура газа на входе в турбину может составлять от 1200 ° C до 1400 ° C, но некоторые производители повысили входную температуру до 1600 ° C, разработав покрытия для лопаток и системы охлаждения для защиты металлургических компонентов от теплового повреждения.

Из-за мощности, необходимой для привода компрессора, эффективность преобразования энергии для газотурбинной электростанции простого цикла обычно составляет около 30 процентов, даже при самых эффективных конструкциях — около 40 процентов.Большое количество тепла остается в выхлопных газах, температура которых составляет около 600 ° C, когда они покидают турбину. За счет рекуперации отходящего тепла для производства более полезной работы в конфигурации с комбинированным циклом КПД газотурбинной электростанции может достигать 55-60 процентов. Однако существуют эксплуатационные ограничения, связанные с работой газовых турбин в режиме комбинированного цикла, в том числе более длительное время запуска, требования к продувке для предотвращения пожаров или взрывов и скорость нарастания до полной нагрузки.

Типичные значения производительности для новых газовых турбин
Тип газовой турбины	Мощность (МВт эл)	КПД, Простой цикл (%), LHV	КПД, Комбинированный цикл (%), LHV
Авиационное	30-60	39-43	51-54
Малые тяжелые условия	70-200	35-37	53-55
Для тяжелых условий эксплуатации	200-500	37-40	54-60

Mitsubishi Power | Газовые турбины для механических приводов

* / / * -> * / ]]>

Газовые турбины серии H-100 подходят для применения с механическим приводом, особенно для привода компрессоров на заводах СПГ.

Характеристики

• Модели серии H-100 подходят для заводов СПГ класса от 4 до 6 миллионов тонн в год (MTPA)
• Работа с переменной скоростью
• Пуск с полностью загруженным компрессором
• Не требуется вспомогательный двигатель и частотно-регулируемый привод (VFD)
• Применение топлива с высоким содержанием азота (N ₂ )
• Надежность: более 99%
• Интегрирован в газовую турбину и компрессор в сотрудничестве с Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation как MHI Group

Арт.	H-100
Номинальная мощность ISO	144,350 л.с.	160780 л.с.
Скорость вращения	3600 об / мин (от 2520 до 3780 об / мин)	3000 об / мин (от 2100 до 3150 об / мин)
Тепловой КПД	38.9% LHV	38,9% LHV
Тепловая мощность (LHV)	6,542 БТЕ / л.с.-час	6,549 БТЕ / л.с.-час

1. Характеристики, подходящие для заводов СПГ большой мощности

Серия H-100 подходит не только для электростанций комбинированного цикла. Характеризуясь двухосной конструкцией, они также подходят в качестве газовых турбин для привода компрессоров на заводах СПГ большой мощности (от 4 до 6 млн тонн в год).

2. Работа с переменной скоростью

Газовые турбины серии H-100 имеют двухвальную конструкцию.Турбина низкого давления (третья и четвертая ступени) отделена от турбины высокого давления, то есть воздушного компрессора и турбины первой и второй ступеней. Это означает, что они могут работать в широком диапазоне скоростей без ограничений, связанных с ограничением числа оборотов, как в турбинах высокого давления. Это помогает снизить риск аварийной остановки после внезапного изменения нагрузки компрессора или процесса СПГ, приводимого в действие турбиной.

3. Запуск с полностью загруженным компрессором

Газовые турбины серии H-100 имеют двухвальную конструкцию.Это позволяет перезапускать их без снижения давления в системе охлаждения после того, как завод СПГ по какой-то причине переходит в состояние аварийной остановки.

Преимущества для клиентов

• Пропуск процедур снижения давления (облегчение работы)
• Сокращение времени перезапуска примерно на три часа для увеличения производства СПГ
• Снижение эксплуатационных расходов

4. Не нужны вспомогательные двигатели и частотно-регулируемые приводы

Серия H-100 имеет двухвальную конструкцию, и для запуска требуется небольшой крутящий момент.Он обеспечивает большую мощность, чем одновальные турбины, обычно применяемые на заводах СПГ большой мощности, и устраняет необходимость во вспомогательных двигателях и частотно-регулируемых приводах. Его можно запустить с помощью пускового двигателя мощностью около 1 МВт и преобразователя крутящего момента. Это открывает путь к более простой конфигурации электрического оборудования и снижению энергопотребления. Как было сказано выше, система запуска проста. Он создает крутящий момент, который превосходит момент отрыва компрессора, работающего под давлением полной нагрузки.

Преимущества для клиентов

• Более низкое энергопотребление при запуске и отключении пускового оборудования большой мощности (вспомогательный двигатель), что приводит к экономии места и отсутствию электрического оборудования
• Высокая надежность и доступность (сокращение количества срабатываний и простая конфигурация системы)
• Облегчение работ по техобслуживанию

5. Поддержка топлив с высоким содержанием азота (N2)

Проверенная технология сжигания делает газовые турбины совместимыми с видами топлива, имеющими более широкий диапазон значений индекса Воббе (WI).Это означает, что они поддерживают топливо с высоким содержанием N2.

6. Ответственность MHI Group за упаковку

Когда компрессор будет поставлен Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation, MHI Group подготовит комплект, состоящий из газовой турбины и компрессора, чтобы предоставить его клиентам.

Влияние износа лопаток на работу компрессора и турбины | J. Eng. Gas Turbines Power

Определение рабочего состояния газовой турбины состоит из оценки модификации из-за ухудшения и неисправности рабочих характеристик и геометрических данных, характеризующих компоненты машины.Одним из основных последствий износа и неисправности является изменение характеристик компрессора и турбины. Поскольку подробная информация о фактическом изменении карт компонентов обычно недоступна, многие авторы моделируют эффекты ухудшения и неисправности путем простого масштабирования самой карты. В этой статье используются поэтапные модели компрессора и турбины для оценки фактического изменения карт производительности компрессора и турбины из-за износа лопаток.Компрессор моделируется с использованием обобщенных кривых производительности каждой ступени, согласованных с помощью процедуры складывания ступеней. Вместо этого каждая ступень турбины моделируется как два сопла, фиксированное (статор) и подвижное (ротор). В этой статье представлены результаты, полученные путем моделирования некоторых из наиболее распространенных причин износа лопаток (например, загрязнения компрессора, механического повреждения компрессора, загрязнения турбины и эрозии турбины), происходящих одновременно на одной или нескольких стадиях. Кроме того, карты компрессора и турбины, полученные с помощью поэтапной процедуры, сравниваются с картами, полученными с помощью масштабирования карты.Результаты показывают, что значения коэффициентов масштабирования зависят от скорректированной скорости вращения и нагрузки. Однако, поскольку изменение масштабных коэффициентов в рабочей области, близкой к скорректированной по проекту скорости вращения, невелико, использование масштабного коэффициента в качестве показателей исправности можно считать приемлемым для определения состояния исправности газовой турбины при полной нагрузке. Более того, использование масштабированных карт для представления поведения компрессора и турбины в ухудшенных условиях, близких к скорректированной скорости вращения, можно считать приемлемым.

Газовые турбины открытого цикла | IPIECA

Последнее рассмотрение темы: 1 февраля 2014 г.

Газовая турбина — это двигатель внутреннего сгорания, который работает с вращательным, а не возвратно-поступательным движением. Газовые турбины состоят из трех основных компонентов: компрессора, камеры сгорания и силовой турбины. В секции компрессора воздух всасывается и сжимается до 30-кратного давления окружающей среды и направляется в секцию камеры сгорания, где топливо вводится, воспламеняется и сжигается. Камеры сгорания могут быть кольцевыми, кольцевыми или силосными.Кольцевая камера сгорания представляет собой единую непрерывную камеру в форме пончика, которая окружает турбину в плоскости, перпендикулярной воздушному потоку. Кольцевые камеры сгорания аналогичны кольцевым камерам сгорания, однако они включают в себя несколько камер сгорания в форме банок, а не одну камеру сгорания. Кольцевая и кольцевая камеры сгорания основаны на технологии авиационных турбин и обычно используются для небольших приложений. Камера сгорания бункера имеет одну или несколько камер сгорания, установленных снаружи корпуса газовой турбины.Камеры сгорания бункера обычно больше кольцевых или кольцевых камер сгорания и используются для крупномасштабных операций.

Компрессор, камера сгорания и турбина соединены одним или несколькими валами и вместе называются газогенератором или газовой турбиной. Рисунки 1 и 2 [JR1] ниже иллюстрируют типичную конфигурацию и схему газотурбинного генератора.

Рис. 1. Конфигурация газовой турбины открытого цикла

Рисунок 2.Схема газовой турбины открытого цикла

Компрессор, камера сгорания и турбина соединены одним или несколькими валами и вместе называются газогенератором или газовой турбиной. Рисунки 1 и 2 [JR1] ниже иллюстрируют типичную конфигурацию и схему газотурбинного генератора.

Рис. 1. Конфигурация газовой турбины открытого цикла

Рис. 2. Схема газовой турбины открытого цикла

Технологическая зрелость

Имеется в продаже ?:	Есть
Жизнеспособность на море:	Есть
Модернизация Браунфилда ?:	Есть
Многолетний опыт работы в отрасли:	5-10

Ключевые показатели

Выбросы

Область применения:	Турбины типового размера 5–375 МВт продаются различными производителями с более высоким КПД для более крупных моделей.Турбины меньшего размера обычно используются для морских применений из-за меньшего веса
КПД:	35% — 40%, потенциально может достигать 46% (см. Альтернативы)
Ориентировочные капитальные затраты:	389 долл. США / кВт (долл. США, 2005 г.) [3]. Аварийные энергоблоки обычно имеют более низкий КПД и меньшие капитальные затраты, в то время как турбины, предназначенные для основной мощности, имеют более высокий КПД и более высокие капитальные затраты
Ориентировочные эксплуатационные расходы:	В зависимости от размера турбины общие нетопливные затраты на ЭиТО варьируются от 0.0111 долл. США / кВтч для турбины мощностью 1 МВт до 0,0042 долл. США / кВтч для газовой турбины мощностью 40 МВт
Описание типового объема работ:	парниковых газов напрямую связаны с эффективностью газовой турбины. Новые машины обычно более эффективны, чем старые того же размера и общего типа, и поэтому производят меньше выбросов углекислого газа. Типичные выбросы углекислого газа от газовой турбины мощностью 40 МВт без рекуперации тепла, работающей с КПД 37 процентов, составляют 1.079 фунтов / МВтч [Ссылка 4].
Время на проектирование и монтаж:	Несколько месяцев на проектирование и от нескольких недель до нескольких месяцев на строительство. Это также сильно зависит от местоположения и размера. Установка больших блоков в более удаленных местах может занять намного больше времени

Драйверы принятия решений

Технический:	Площадь основания: требуются размер, вес, площадь участка Профиль нагрузки установки должен быть относительно стабильным Турбины мощностью примерно до 50 МВт могут быть промышленными или модифицированными авиационными двигателями, в то время как более крупные блоки мощностью примерно до 330 МВт предназначены для конкретных применений Для морских турбин ключевыми факторами являются оптимальный размер и высокое отношение мощности к массе, а также доступность, надежность и прочность.Также требуется решение для большой турбины с соответствующим резервом или меньшего количества турбин для конкретных применений
В рабочем состоянии:	Операторы должны быть обучены только работе с турбинами (обучение паровой системе не требуется) Зависит от цены на топливный газ по сравнению с дополнительными капитальными затратами
Коммерческий:	Турбины большего размера работают с более высоким КПД, но не так эффективны, как система с комбинированным циклом.Негативные воздействия можно смягчить за счет использования альтернатив
Окружающая среда:	Зависит от области применения. Для газотурбинной электростанции мощностью 211 МВт [Ссылка 5]: Капитальные затраты: от 400 до 700 долларов США / кВт Переменная эксплуатация и техобслуживание — 29,9 долларов США / МВтч Фиксированная эксплуатация и техническое обслуживание — 5,26 доллара США / кВтч

Дополнительные комментарии

Можно использовать различные виды топлива. Природный газ является предпочтительным для большинства заводов, но можно использовать СНГ, нефтеперерабатывающий газ, газойль, дизельное топливо и нафту.Авиационные турбины и турбины с низким уровнем выбросов имеют более специфические требования к топливу.

Дополнительные комментарии

Можно использовать различные виды топлива. Природный газ является предпочтительным для большинства заводов, но можно использовать СНГ, нефтеперерабатывающий газ, газойль, дизельное топливо и нафту. Авиационные турбины и турбины с низким уровнем выбросов имеют более специфические требования к топливу.

Газовые турбины с высоким КПД

Производитель	Модель	КПД простого цикла	КПД в смешанном цикле	Вырабатываемая мощность (простая) (МВт)
Alstom	GT24	40	58.4	230,7
Мицубиси	M501J	41	61,5	327
General Electric	7FA	38,5	58,5	216
General Electric	LMS100	44	53,8	103
Сименс	SGT6-8000H	40	60,75	274 ​​
Сименс	SGT6-2000E	33.9	51,3	112
Hitachi	Н-25	34,8	50,3	32

Таблица 1. Модели высокоэффективных газовых турбин

Газовые турбины с воздушным промежуточным охладителем

Системы интеркулера

работают над повышением эффективности за счет более высоких отношений давления в зоне сгорания. Это достигается за счет разделения компрессорной установки на две части: компрессор низкого давления (LPC) и компрессор высокого давления (HPC).Впускной воздух сначала сжимается LPC, а затем направляется в промежуточный охладитель, где давление поддерживается постоянным, но температура снижается. Затем воздух проходит через HPC и направляется в камеру сгорания. Поскольку температура воздуха в двигателе не может превышать заданную температуру из-за материала, используемого в турбине, традиционно существует ограничение на степень сжатия, поскольку сжатие газа увеличивает его температуру. Охлаждая воздух на полпути, но не теряя прироста давления, промежуточный охладитель позволяет произойти второму сжатию, позволяя воздуху в камере сгорания находиться в пределах температурных пределов, но с гораздо более высоким перепадом давления.Более высокое передаточное число заставляет турбину вырабатывать больше мощности при том же подаче топлива, повышая общий КПД турбины.

Примером новых инноваций в авиационной газовой турбине является турбина высокого давления (HPT) мощностью 35-65 МВт, разработанная GE [Ссылка 6]. LM6000 PG предлагает увеличение мощности простого цикла на 25% по сравнению со своим предшественником. Применения этих турбин включают нефтяные и газовые платформы, университетские когенерационные системы и промышленные парки с комбинированным циклом.Эти турбины предназначены для работы на частичной мощности, выдерживают перепады напряжения и могут работать быстрее.

Операционные проблемы / риски

Газовые турбины — это сложные высокоскоростные компоненты с жесткими допусками на размеры, работающие при очень высоких температурах. Компоненты подвержены множеству потенциальных проблем. К ним относятся ползучесть, усталость, эрозия и окисление с ударным повреждением, проблема в случае выхода компонентов из строя или после технического обслуживания. Ползучесть может в конечном итоге привести к отказу, но вызывает наибольшую озабоченность из-за изменений размеров, которые она вызывает в компонентах, подверженных нагрузке и температуре.Основная часть обслуживания — это проверка размеров и допусков. Усталость вызывает или вызывает особую озабоченность в областях концентрации напряжений, таких как хвостовики лопаток турбины. Следовательно, регулярный осмотр и техническое обслуживание являются обязательными, особенно для газовых турбин, работающих в суровых условиях, например, на море [Ссылка 7]. Это будет включать электрические системы и системы управления в дополнение к самой газовой турбине.

Возможности / бизнес-пример

Общая тенденция развития газовых турбин заключалась в сочетании более высоких температур и давлений.Хотя такие достижения увеличивают стоимость производства машины, более высокая стоимость с точки зрения большей выходной мощности и более высокой эффективности обеспечивает чистую экономическую выгоду. Промышленная газовая турбина — это баланс между производительностью и стоимостью, что приводит к наиболее экономичной машине как для пользователя, так и для производителя. Применения в нефтегазовой промышленности включают в себя компрессорные станции для трубопроводов природного газа в диапазоне 800–1200 фунтов на квадратный дюйм (5 516–8 274 кПа), необходимые для сжатия, а также для перекачки сырой и очищенной нефти по трубопроводам.Турбины мощностью примерно до 50 МВт могут быть либо промышленными, либо модифицированными авиационными двигателями, в то время как более крупные агрегаты мощностью примерно до 330 МВт предназначены для конкретных целей. Для электроэнергетических приложений, таких как крупные промышленные объекты, газовые турбины простого цикла без рекуперации тепла могут обеспечивать пиковую мощность в областях с ограниченной производительностью, а коммунальные предприятия часто размещают газовые турбины мощностью от 5 до 40 МВт на подстанциях для обеспечения дополнительной мощности и сети. служба поддержки. Значительное количество систем когенерации на базе газовых турбин простого цикла эксплуатируется в различных сферах, включая добычу нефти, химикаты, производство бумаги, пищевую промышленность и университеты.

Примеры из практики

Газовые турбины с высоким КПД

Новая линейка высокоэффективных газовых турбин получила обозначение H-класса, и в настоящее время их выпускают несколько производителей. После обширного процесса проверки компания GE установила свою модель 9H в заливе Баглан в 2003 году. Эта новая модель повысила эффективность, позволив температуре обжига повыситься на 200 ° F (93,3 ° C) по сравнению с предыдущими моделями, потенциально достигнув 2600 ° F. (1426,7 ° С). С тех пор станция надежно обеспечивает до 530 МВт в национальную сеть Великобритании, работая с КПД более 60% (как часть системы комбинированного цикла) [Ссылка 8].

Другой производитель, Siemens, протестировал свою модель класса H, SGT5-8000H, при полной нагрузке в Ингольштадте, Германия, в 2008 году. Было показано, что КПД газотурбинной установки составляет 40% и является частью системы комбинированного цикла, достигающей мирового уровня. рекордная эффективность 60,75% [Ссылка 9]. Эта электростанция обеспечивает электроэнергией немецкую сеть с момента окончания периода испытаний, все с такой же эффективностью.

Системы, которые действительно демонстрируют все новые настройки, которые могут быть внесены для повышения эффективности, в настоящее время представляют собой только турбины класса H, которые занимают очень большую площадь и имеют заданную мощность 375 МВт и выше.Однако технологии, лежащие в основе турбин класса H (усовершенствованные материалы, улучшенное охлаждение и т. Д.), Доступны и для небольших систем. Эти кейсы были выбраны, чтобы продемонстрировать, что все они эффективны и действенны.

Газовые турбины с воздушным промежуточным охладителем

GE произвела LMS 100, авиационный двигатель с чрезвычайно высоким КПД. Работая с КПД до 44% при полной базовой нагрузке, он вырабатывает более 100 МВт после 10-минутного пуска. Генераторная станция Гротон в Южной Дакоте была первым заводом, начавшим использовать LMS100, и успешно работает с 2006 года [Ссылка 10].Эта технология, в настоящее время доступная от GE, является новейшей и наименее проверенной технологией, указанной здесь. Однако из-за успешного первоначального тестирования и чрезвычайно высокой эффективности для простого цикла это важная альтернатива, которую следует рассмотреть.

Каталожные номера:
1. Рекомендации по целостности и инспектированию морских газовых турбин (и основного приводного оборудования), ESR Technology Lts, для Руководителя по охране труда 2006 г., Отчет об исследованиях 430.
2. Дэвис, Л. Б. и С. Х. Чернить. «Сухие системы сжигания с низким содержанием NOx для газовых турбин GE для тяжелых условий эксплуатации». GE Energy. N.p., n.d. Интернет. 26 июля 2013 г.
3. Энергетические технологии. Newnes. С.59. ISBN 9780080480107
4. Характеристики технологии: газовые турбины, анализ энергии и окружающей среды (ICF), декабрь 2008 г.
5. Отчет о затратах, данные о затратах и ​​производительности для технологий производства электроэнергии, подготовлен для Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, Black & Veatch, февраль 2012 г.
6. Aeroderivative Technology: более эффективное использование технологии газовых турбин, Wacke, A, General Electric, DRAFT — 2010 — 15 января.
7. Уолл, Мартин, Ли Ричард и Фрост, Саймон. Рекомендации по проверке и целостности морских газовых турбин (и основного приводного оборудования). Отчет об исследованиях, 430, ESR Technology Ltd for the Health and Safety Executive, 2006.
8. «Электростанция Баглан Бэй, Кардифф, Уэльс, Великобритания». Журнал Power. Июль Август. Лучшие растения (2003): 45-47
9. Siemens.«Высокопроизводительная газовая турбина Siemens серии SGT-8000H H-класса: Power-Gen International 2011 — Лас-Вегас, Невада». www.energy.Siemens.com. 15 декабря 2011 г. Интернет. 26 июля 2013 г.
10. Реале, Майкл Дж. И Джеймс К.

    No related posts.