Регулирование давления наддува — турбонаддув

В турбированных двигателях предусмотрена возможность регулировки давления в турбокомпрессоре для обеспечения оптимальной работы турбонаддува. Для этого используется перепускной клапан, расположенный перед турбиной. В случае необходимости он перенаправляет часть выхлопных газов в обход крыльчатки турбины, в результате частота ее вращения снижается. Клапан управляется превмо- или электроприводом.

При быстром закрытии дроссельной заслонки возникает скачок давления, который нейтрализуется предохранительным клапаном. Избыточное давление переподается на вход компрессора, либо стравливается в атмосферу.

Особенности работы двигателей с турбонаддувом

Работа турбокомпрессора косвенно связана с частотой оборотов двигателя. Чем выше обороты, тем интенсивнее выработка отработавших газов, тем сильнее раскручивается ротор турбины и увеличивается наддув. Но вследствие инерционности турбины это происходит с задержкой по времени. Возникает разрыв между требуемой мощностью и производительностью турбины — турбояма. На малых оборотах двигатель также не может развить мощность из-за недостаточного поступления выхлопных газов в турбокомпрессор.

Для расширения диапазона частот работы двигателя, при которых система турбонаддува работает в оптимальном режиме, конструкторы предлагают следующие решения:

• два турбокомпрессора, установленных последовательно. Каждый задействуется в своем диапазоне оборотов;
• два небольших турбокомпрессора, установленных параллельно. Инерционность малого компрессора низкая, каждый из них работает на свою группу цилиндров;
• комбинированный наддув. Используется механический наддув при низких оборотах, и турбонаддув при высоких;
• турбина с изменяемой геометрией. Конструкция изменяет форму сопла, тем самым обеспечивая равномерное вращение компрессора во всем диапазоне оборотов.

Турбонаддув в дизельных двигателях

В дизельных двигателях температура отработавших газов ниже, чем в бензиновых, что облегчает работу турбонаддува, кроме того, нет угрозы детонации. Благодаря турбине дизельный двигатель работает фактически в том же диапазоне оборотов, что и бензиновый.

В мощных многоцилиндровых двигателях отработавшие газы после турбокомпрессора все еще обладают большой энергией, которую можно направить на дополнительное увеличение мощности, создавая турбокомпаундные двигатели. Для этого за компрессором устанавливается вторая турбина, вращение которой через понижающую передачу и гидравлическую муфту передается на коленчатый вал и маховик двигателя, создавая дополнительную тягу без увеличения расхода топлива.