Что на самом деле скрывается под капотом турбированного двигателя

Как работает турбонаддув в автомобильных двигателях

Знаете ли вы, что турбина может увеличить мощность мотора на 30-50%, не меняя его объём? Именно поэтому сегодня почти каждый второй автомобиль оснащён турбонаддувом. Шильдики "Turbo" или "Т" на кузове — не просто маркетинг, а признак более эффективного двигателя. Но как это работает?

Почему без турбины не обойтись

Любой двигатель внутреннего сгорания работает по простому принципу:

Впуск — воздух смешивается с топливом.
Сжатие — смесь сжимается поршнем.
Рабочий ход — искра поджигает топливо, газы толкают поршень.
Выпуск — отработавшие газы покидают цилиндр.

Мощность мотора напрямую зависит от количества сгоревшего топлива и воздуха. Можно увеличить цилиндры или их число (как в старых американских V8), но тогда двигатель станет тяжелее, прожорливее и сложнее в обслуживании.

Турбонаддув решает эту проблему: он "закачивает" в цилиндры больше воздуха, позволяя сжечь больше топлива без увеличения объёма двигателя.

Устройство турбины: две "улитки" в одном корпусе

Турбокомпрессор состоит из двух основных частей:

Горячая ("турбина") — работает с выхлопными газами (до 1000°C), раскручивая крыльчатку.
Холодная ("компрессор") — нагнетает воздух во впускной тракт.

Обе части соединены общим валом. Когда выхлопные газы раскручивают горячую крыльчатку, холодная начинает засасывать и сжимать воздух.

Но есть нюансы:

Вейстгейт (wastegate) — перепускной клапан, который сбрасывает избыток давления, чтобы турбина не перегружалась.
Интеркулер — охлаждает сжатый воздух, повышая его плотность (горячий воздух хуже смешивается с топливом).

Клапаны сброса давления — бывают двух типов:

Байпас — возвращает воздух на вход компрессора (тихий вариант для гражданских авто).
Блоу-офф — выпускает воздух в атмосферу с характерным "пшиком" (любим тюнерами).

Как турбина меняет характер двигателя

Турбояма — задержка реакции на педаль газа. Возникает из-за инерции турбины: на низких оборотах выхлопных газов мало, и крыльчатка раскручивается не сразу.

Overboost (овербуст) — кратковременное повышение давления наддува для резкого ускорения.

Двойной наддув (Twin-Turbo, Bi-Turbo) — две турбины разного размера (малая для низких оборотов, большая для высоких) или параллельная схема (каждая обслуживает свою группу цилиндров).

Экзотика:

Турбины с изменяемой геометрией (VGT) — лопатки регулируют поток газов, улучшая отклик на низких оборотах (чаще встречается на дизелях).
Twin-scroll — два раздельных канала для выхлопа, снижающих турбояму.