Возможно ли поставить газовое оборудование на мотор с турбиной

Как компрессор и турбина улучшают мощность двигателя авто

Сама по себе установка турбины на атмосферный двигатель показывает плюсы в парадигме «выиграл-выиграл». Компрессор и турбина, установка, выполненная подготовленным человеком, благотворно влияют на характеристики и работу двигателя авто:

• с сохранением надёжности атмосферного двигателя появляется мощность без увеличения объёма;
• установка турбины на атмосферный двигатель не усложняет его, не меняет параметры, но увеличивает крутящий момент;
• двигатель авто остаётся столь же ремонтопригодным, по прибавка компрессора позволяет заставить приносить пользу и выхлопные газы.

Цена замены деталей новой конструкции под капотом не ввергает в значительные издержки и позволяет обслуживать более мощный мотор и компрессор без увеличения затрат.

Установка турбины

Можно ли поставить турбину на автомобиль, зависит от конкретной модели авто. В некоторых случаях проще приобрести новую машину, чем подбирать запчасти. Если же вы решили это сделать, то найдите хорошего мастера, потому что самостоятельно справиться с установкой довольно сложно.

Процесс переоборудования начинается с того, что все детали в автомобиле, связанный со впуском и выпуском воздуха, снимают. Новый турбоколлектор соединяют с турбиной, которую разворачивают так, чтобы работа с присоединением патрубков была максимально упрощена.

Подшипники турбины, которая вращается с большой скоростью, постоянно нуждаются в смазке. Трубку подачи масла подключают к месту в двигателе, где масло идет под давлением.

Для подключения можно также использовать тройник датчика давления масла. Другой конец трубки подсоединяют к верхней части картриджа турбины. Сливаться масло будет уже под низким давлением в поддон через специальный сосок. Система охлаждения будет подключаться с другой стороны от водяной помпы.

Поскольку в двигатель будет поступать больше воздуха, ему потребуется больше топлива. Чтобы увеличить его подачу, устанавливают более производительные форсунки. Не помешает также установка нового топливного насоса, соответствующего форсункам. Но делать ли это, решают в каждом конкретном случае.

Избыточное давление воздуха в двигателе будет контролировать электроника. К ней подключают датчики температуры охлаждающей жидкости и воздуха. Контроллер должен быть откалиброван так, чтобы топливо впрыскивалось ровно в необходимый момент времени, связанный с состоянием двигателя.

Отдельно проводят электронную настройку, чтобы автомобиль мог нормально ездить и по городу, и по скоростной трассе.

Прошивкой мотора должен заниматься специалист с большим опытом за плечами. В противном случае, сбив заводские настройки, можно привести двигатель в нерабочее состояние, и затем тратить деньги на его ремонт.

Если на автомобиль будет установлен компрессор, то настройка пройдет значительно проще. Не потребуется такое количество дополнительных деталей. Он сможет работать на низких и на высоких оборотах.

В целом процесс переоборудования довольно трудоемкий и требует навыков. Соответственно и цена вопроса будет высокой. Нужно ли вам это, решайте сами. Зато при успешном монтаже турбины динамические характеристики автомобиля значительно улучшаются.

Что нужно для того чтобы поставить турбину?

Турбина это сложное техническое устройство, которое позволяет развивать двигателю большую мощность. Установка турбины на атмосферный двигатель является доступной доработкой для улучшения динамических характеристик автомобиля.

Данное устройство устанавливается на некоторые автомобили с завода, но далеко не на все. В последнее время, очень популярны бензиновые малолитражки с мотором 1.2 или 1.4 и установленной на них турбиной. Примечательно, что расход топлива у них в городском цикле редко превышает 7 литров, а вот мощности хватит, чтобы уделывать со светофоров средние атмосферники.

Преимущества и недостатки атмосферного двигателя

Первым делом для тех кто не в курсе я расскажу, что такое атмосферник. Атмосферником принято называть обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который использует для образования топливно-воздушной смеси воздух из карбюратора или инжектора (1 часть бензина к 14 частям воздуха). С появлением турбомоторов выбор автомобиля усложнился, поскольку водители начали все больше «соблазняться» более мощными турбированными агрегатами, отдавая им предпочтение перед обычными ДВС. Однако есть также и те, кто все же не решается покупать турбину ввиду отсутствия знаний или опыта эксплуатации этого двигателя.

Плюсы и минусы

Турбированные двигатели имеют свои сильные и слабые стороны, поэтому верить заявлениям автопроизводителей об их однозначном преимуществе не стоит. Прежде чем принимать решение о выборе машины, оснащённой турбонаддувом бензинового двигателя, стоит взвесить все «за» и «против».

Преимущества

Главное достоинство турбированного мотора – его повышенная мощность, и в этом с производителями нельзя не согласиться. По мощности при аналогичном объёме цилиндров агрегат превосходит атмосферные моторы на 20–30%. Дополнительные плюсы установки на мотор турбонаддува состоят в следующем:

1. Повышение эффективности работы за счёт оптимизации процесса сгорания безвоздушной смеси в цилиндрах. Благодаря этому расход топлива на обеспечение работы аналогичного количества атмосферного мотора лошадиных сил значительно снижается.
2. Уменьшенный уровень шума и вибрации во время движения.
3. Экологичность. Эффективное сгорание топлива внутри цилиндров значительно уменьшает количество выбросов в атмосферу через выхлопную трубу. Специалисты утверждают, что введение в Европе и США новых норм токсичности выхлопа увеличило производство автомобилей с турбированными бензиновыми двигателями на 25%.
4. Компактные размеры. Мотор на трёх и даже двух цилиндрах по мощности сопоставим с четырёхцилиндровым «атмосферником». Благодаря оптимальным размерам такой двигатель имеет большее число вариантов расположения в автомобиле.

Недостатки

При всех своих достоинствах турбонаддув имеет и некоторые негативные стороны:

1. Повышенная чувствительность к качеству топлива. Отсюда вытекает необходимость использования бензина более высокого класса. Турбированный двигатель быстро выйдет из строя, если заставлять его работать на 92 бензине.
2. При активном использовании турбины расход топлива увеличивается в 1,5 раза. Любители езды в стиле «газ в пол» будут заполнять бак своего автомобиля в два раза чаще.
3. Необходимость частой замены масла. Смазка добавляется в мотор и непосредственно в турбокомпрессорную установку, поэтому его расход увеличивается. Требования к марке масла также довольно жёсткие: можно использовать только качественные марки синтетики, стоимость которых на порядок выше минеральных или полусинтетических смазок. К этому стоит добавить необходимость частой замены масла: каждые  8 000 километров. В то время как в атмосферных двигателях процедуру можно проводить через 12 и даже 15 тысяч километров. Несвоевременная замена масла и фильтров приведёт к изменению параметров турбины и скорому выходу её из строя.
4. Дорогостоящий ремонт. Комплектующие для турбированных моторов имеют достаточно высокую цену, поэтому их ремонт требует значительного вложения средств. Стоимость ремонта возрастает дополнительно из-за отсутствия квалифицированных работников СТО. Отремонтировать мотор с турбонаддувом возьмутся не на каждом автосервисе, а за квалификацию мастеров придётся заплатить на 40–50% больше. Капитальный ремонт двигателя с турбонаддувом требуется каждые 150–200 тысяч километров пробега.
5. Особенности эксплуатации. Машину с турбодвигателем нужно правильно заводить и глушить. После запуска двигатель должен поработать вхолостую, причём, чем автомобиль старше, тем «прогон» нужен более длительный. После остановки автомобиля также нельзя сразу глушить мотор.
6. Проявление эффекта «турбоямы». Так именуют характерный провал, когда машина вяло реагирует на нажатие педали газа. Двигатель «не тянет» на низких оборотах, в результате машина не может резко тронуться с места. При интенсивном движении и непростой дорожной обстановке в мегаполисах это достаточно опасное явление. Конструкторы предлагают для решения проблемы устанавливать на мотор две турбины, одна из которых будет работать на малых оборотах за счёт оснащения электроприводом. Это снизит риск возникновения «турбоям», но дополнительно увеличит стоимость двигателя и одновременно снизит его надёжность.

Турбированный двигатель чаще подвергается дорогостоящему ремонту и требует высококачественного топлива

Почему нельзя делать установку на дизель своими руками

Установку турбины на дизельный силовой агрегат не следует производить самому, в первую очередь потому, что этот узел является одним из самых дорогих в автомобиле. Но более того, некорректность его работы может очень просто привести в негодность другие, дорогостоящие изделия автотранспортного средства.

Попадание посторонних предметов, таких как пыль или грязь, смазочную систему или внутрь корпуса турбины вызывает вероятность деформации большого количество элементов, например лопастей турбинного или компрессорного колеса или повреждение стенок поршневой системы мотора.

Самостоятельная установка турбины

Принцип турбонаддува

Итак, вы решили установить своими руками турбину, которая раскручивается выхлопными газами. Задачи возникают при этом следующие:

1. Работа атмосферного двигателя настроена достаточно оптимально, теперь же в двигатель начнёт поступать больше кислорода. Логично, если будет поступать и больше топлива, собственно, это и приведёт к большей мощности. Большее поступление топлива потребует более мощного насоса.
2. Теперь в двигатель поступает большее количество взрывной смеси в тот же объём, следовательно, давление в системе возрастает. В такой ситуации возможна детонация ещё до того момента, как цилиндры двигателя займут свои крайние точки. Значит, необходимо будет переделать двигатель так, чтобы детонация не происходила раньше времени.
3. Изменился режим подачи горючего, значит, надо поработать над настройками электроники, чтобы поступало такое количество горючего, какое нужно.
4. Выхлопные газы горячи. К тому же при работе крыльчатки разогреваются. Горячий воздух, расширяясь, в том же объёме содержит меньше кислорода, нежели холодный, поэтому систему необходимо охлаждать. Для этого используют масло и воздушный радиатор.
5. Для раскрутки крыльчатки будут использоваться лишь часть выхлопных газов. Излишек через клапан надо будет выводить.
6. Предохранительный клапан должен стоять и на трубе подачи воздуха под давлением.
7. Придется модернизировать сцепление.

Установленное оборудование

Кроме того, потребуется усилить опоры двигателя, заменить распредвалы. Все вместе это влетит в копеечку. Но этого мало, ведь потребуется специальный блок управления с индивидуальной программой, который позволит мотору хотя бы завестись.

Это основные моменты, над которыми надо будет подумать.

Тюнинг системы впуска

Улучшение впуска представляет собой уменьшение сопротивления поступающего воздуха в цилиндры. Это не сильно сложная доработка, но она требует изменение или добавление большого количества деталей, которые вместе дадут неплохой результат.

Установка или замена ресивера

Ресивер для лучшей мощности двигателя имеет большой объем и короткие впускные патрубки. Установка этой детали дает хороший результат и поэтому ее можно поставить даже при легкой доработке мотора. Данная деталь сглаживает пульсации воздуха. Из-за того, что впускные трубопроводы короткие, максимальное наполнение цилиндров смещается на большие обороты, тем самым лошади и крутящий момент станут больше только на высоких оборотах, а на низких немного снижаемся. Можно добиться того, что у вас прирастет только крутящий момент на низких оборотах, но при этом тяга мотора во всем диапазоне станет меньше.

Также можно установить впускную систему у которой изменяется геометрия каналов, чтобы цилиндры наполнялись воздухом идеально во всем диапазоне опираясь на данные об оборотах и открытия дроссельной заслонки. Это будет самый идеальный, но при этом дорогостоящий вариант.

Отсутствие впускного коллектора

Иногда впускной коллектор снимают, а вместо него устанавливают так называемые дудки, которые настроены под большие обороты. Это позволяет сильно поднять количество поступаемого в мотор воздуха, также уменьшает холостые обороты и улучшает стабильность работы при низких и средних оборотах. На высоких оборотах, конечно, все становится просто шикарно.

Это самое сложное в тюнинге впуска атмосферных моторов, но при этом это самый эффективный и дорогостоящий вариант. Также можно установить несколько дроссельных заслонок, тем самым улучшить отклик на педаль газа. К сожалению, в результате снижается ресурс вашего мотора, и достаточно сильно прирастает расход топлива.

Необходимые элементы для установки турбины

На установку турбины решаются водители, которым не хватает мощности на своем авто. Благодаря турбированию атмосферного двигателя автомобиль становится более экономичным, поскольку мощность мотора возрастает, а объем остается неизменным. Так, после установки турбины на двигатель мощностью 1,4 литра, автомобиль ведет себя, как если бы у него стоял мотор 1,8 литра.

Однако к вопросу надо подходить с осторожностью, поскольку при техническом усовершенствовании автомобиля затрагиваются многие его важные части, применяются дополнительные запчасти. Вот перечень основных деталей, которые потребуются при установке турбины:

Вот перечень основных деталей, которые потребуются при установке турбины:

• непосредственно сама турбина;
• выпускной коллектор;
• интеркулер, чтобы охлаждать воздух;
• магистраль подачи воздуха, которую делают из алюминиевых трубок или нержавейки;
• силиконовые патрубки для соединения трубок;
• трубки под подачу охлаждающей жидкости и масла;
• труба от выхода турбины до глушителя (называется пайп или даун-пайп);
• форсунки высокой продуктивности;
• электроника, которая будет контролировать подачу топлива.

Вместо обычного коллектора, нужен турбоколлектор, через который будут проходить выхлопные газы и направляться в турбину.

Чтобы турбина не перегревалась, устанавливают охлаждающую систему. В пайп надо будет встроить датчик лямбда-зонда (датчик кислорода).

Обороты крыльчатки турбины очень высокие. Чтобы она не вышла из строя, надо подвести масло, которое будет поступать из двигателя. Для сбрасывания лишнего давления нужен специальный клапан (блоу-офф).

Атмосферный двигатель или турбированный – главные различия

Пример атмосферного двигателя БМВ

Если говорить грубо, то наличие турбины (компрессора, нагнетателя) является единственным, чем отличается атмосферный двигатель от турбированного. Но производители сегодня инвестируют именно в турбоагрегаты, так что их количество на рынке постоянно растет, а технологии активно меняются.

Принципиальная разница между этими моторами заключается в том, что у атмосферного агрегата воздух подается под естественным давлением через впускной клапан. В турбомоторе воздух подается принудительно компрессором под большим давлением.

Пример турбированного двигателя

Это порождает следующие отличия атмосферного двигателя от турбированного:

• на нижнем диапазоне оборотов большинство моторов
  работают примерно в одинаковом режиме;
• на более высоких оборотах включается турбина,
  силовая установка получает значительный прилив мощности;
• в рабочем диапазоне оборотов турбомотор
  потребляет меньше топлива, так как работает более эффективно;
• разгон современного агрегата с нагнетателем
  гораздо более динамичный, а максимальная скорость часто выше;
• эластичность работы мотора с компрессором лучше,
  так как функциями турбины управляет умный компьютер.

Если раньше турбокомпрессор мог работать в дух режимах (дуть или не дуть), то сегодня техника стала гораздо умнее. Нагнетание давления воздуха не чувствуется в виде резких толчков или рывков, мотор просто получает отличный задор и динамику.

В этом и заключается разница между атмосферным и турбированным двигателем – турбоагрегат лучше подстраивается под пожелания водителя и может работать эффективнее.

Порядок работы при установке турбины на атмосферный двигатель

Системой коллекторных труб соединяют место отвода выхлопных газов из двигателя с местом нагнетания воздушной смеси. В центре этой конструкции необходимо жёстко закрепить турбину с компрессором, за которыми установить интеркулер

Особое внимание уделите прочности соединений различных трубок во избежание возможных утечек воздуха и создания жёсткой конструкции

Монтаж электронных датчиков, новых, мощных форсунок и отладка системы завершает процесс усовершенствования мотора автомобиля. При самостоятельной работе не лишним будет обратиться за консультацией к опытным мастерам для минимизации ошибок и правильности порядка действий. После удачных пробных запусков двигателя с новой конструкцией обязательно продиагностируйте его на стенде, что покажет на корректность работы агрегатов в новых реалиях.

Установка турбины на атмосферный двигатель способна совершить маленькое чудо, вдохнув новую жизнь в довольно средний автомобиль и превратив его в звезду автострады.

https://youtube.com/watch?v=Cwy7k_qEv-I

Подробно о турбине на ВАЗ

Преимущества и недостатки турбокомпрессора

1. Отсутствие момента на низах. Сильно «раскрученный» атмосферник, едет лишь на высоких оборотах, что абсолютно не удобно при езде в гражданском режиме (светофоры, пробки и т.д.);

Высокий холостой ход (ХХ), порой плавающие обороты ХХ. А это опять же весьма неудобно при использовании автомобиля каждодневно (повышенный расход и т.д.).

-Турбины низкого давления (до 0,5 Бар), потребуют минимальных вмешательств в работу двигателя, но верить в обещания продавцов Кит комплектов, что такую турбину  легко поставить на стоковый двигатель – то же не стоит; -Турбины высокого давления (ориентировочно от 0,6 Бар) потребуют серьезных переделок двигателя, а возможно повлекут неминуемые переделки сцепления, КПП и пр; -Под турбинами сверх высокого давления, будем считать, турбины, установленные на двигатели автомобилей, которым либо уже не суждено их приобретённым спортивным характером выезжать на дороги общего пользования, либо выезжать, но как автомобиль выходного дня. Тут уже не столь важно конкретное давление турбины, на такой автомобиль их можно поставить и две, особенность такого автомобиля в том, что использование его на каждый день, из-за приобретённых им характерных черт гоночного (именно – гоночного, а не спортивного) автомобиля, как минимум не комфортно и неудобно. Огромное количество л.с. потребуют крайне жёсткой подвески, переделки тормозной системы в целом, установки спортивного сцепления и многих других элементов – неотъемлемых составляющих гоночного автомобиля. Все это исключает комфортное передвижение и меняет предназначение данного автомобиля. Единственное что повлияет на компоновку и настройку такого автомобиля, его назначение: кольцо, прямая, дрифт и т.д.

К несомненным достоинствам атмосферных двигателей относят:

• Простоту конструкции, которая отработана на практике в течение многих десятилетий. Ремонт и техническое обслуживание таких силовых агрегатов обходятся владельцу намного дешевле (по сравнению с аналогичными операциями для турбированного мотора).
• Значительно больший ресурс бесперебойной работы до капитального ремонта. При правильных условиях эксплуатации и надлежащем уходе срок «жизни» у атмосферных двигателей в 2÷4 раза больше, чем у моторов с турбонаддувом: 300000÷400000 км, зачастую, не являются пределом «долголетия» таких двигателей.
• Меньший расход масла, который в зависимости от стиля езды обычно не превышает 200÷500 мл на 10000 км пробега автомобиля. Это обусловлено отсутствием дополнительных приспособлений, требующих смазки, а также меньшими нагрузками, которые испытывают вращающиеся части мотора при работе.
• Неприхоливость к качеству используемого масла. Они вполне удовлетворительно работают на полу-синтетических (и даже минеральных) моторных маслах. Однако, не стоит забывать о том, что чем лучше масло, тем дольше срок службы двигателя.
• Не столь частую, как у турбированных двигателей периодичность замены масла, которую необходимо производить после пробега в 15000÷20000 км.
• Меньшую требовательность к качеству применяемого топлива. Как правило, многие атмосферные моторы могут вполне удовлетворительно работать и на бензине марки Аи92.
• Более быстрый прогрев в зимнее время.

Виды турбин, устанавливаемых на атмосферный двигатель

Принцип работы турбинного двигателя

Основным элементом турбины, какой бы конструкции она ни была, является крыльчатка, установленная в трубе. Эта крыльчатка, вертясь, нагнетает воздух в трубу, который в дальнейшем попадает в двигатель. Следовательно, задача состоит в том, как раскрутить крыльчатку.

На сегодняшний день используется два подхода к тому, как раскрутить крыльчатку – ременная передача с подсоединением к двигателю и использование выхлопных газов для генерации крутящего момента (здесь устанавливается ещё одна турбина). Конечно, при небольшой мощности можно было бы соорудить и электрическую систему подачи воздуха, но что-то о такой не слышно.

Ременная передача крутящего момента на крыльчатку от двигателя, конечно, позволит увеличить мощность двигателя, но не увеличит его КПД, поскольку часть энергии будет отбирать турбина наддува. Другое дело, если использовать для раскрутки крыльчатки выхлопные газы. Идея состоит в том, что они очень горячие и потому гораздо легче воздуха. Газы, являясь легче воздуха, стремятся вверх, что можно использовать для раскрутки крыльчатки или соорудить двигатель наподобие парового. В этом случае нет затрат на раскрутку турбины и всё решение может привести к повышению КПД нашего двигателя (уменьшится расход топлива). В настоящее время подобные системы имеют две крыльчатки, расположенные на одном валу, но располагающиеся в разных трубах. Выхлопные газы раскручивают одну крыльчатку, в свою очередь крутящий момент через вал передаётся на вторую крыльчатку.

Автотурбина

Как бы ни была выгодна турбина, установка её дело не тривиальное. С ременной передачей было бы проще, но от неё эффект меньше. Тем не менее, многие умельцы стремятся установить турбину своими руками. Однозначного решения по монтажу турбины здесь нет, давайте рассмотрим, какие задачи здесь возникают.

Что такое турбонаддув?

И так, вы уже поняли, что турбонаддува (или как его еще называют «турбина»), это хороший способ увеличить производительность двигателя, но давайте разберем более подробно, как он работает.

Выхлопные газы попадают на крыльчатку турбины. Вследствие этого крыльчатка раскручивается, а вместе с ней приводятся в движение и лопасти компрессора, которые расположены на том же валу. Преимущества данной системы таковы:

• Увеличение мощности на 30-40% за счет маленького потребления топлива;
• Польза для окружающей среды;
• Возможность установки на любую марку машины;
• Возможность установки своими руками.

Раскручиваясь, компрессор нагнетает воздух в цилиндрах двигателя, т.е. бензин сильнее начинает обогащаться воздухом, и обогащенная топливовоздушная смесь, под давлением созданным искусственным наддувом, а не разряжением в больших объемах приходит в цилиндры, где и сгорает.

Конечно, из-за создания большой мощности вследствие сгорания больших объемов топлива и нагнетания кислорода, вся система под конец такта сжатия довольно сильно греется, так что возможен даже взрыв, но изобретатели данного механизма придумали как свести на нет вероятность такого исхода. Решение довольно простое, турбонаддув снабжен интеркуллером, который, по сути, является радиатором для охлаждения воздуха и соответственно всей системы.

Как происходит установка турбины на атмосферный двигатель

В первую очередь, необходимо обеспечить присутствие некоторых элементов, которые обязательны при работе по установке турбины на автомобиль. К ним относятся: турбина, коллектор, интеркуллер охлаждения воздуха, воздушная магистраль, выполненная из алюминия или нержавеющей стали, патрубки из силикона, трубки по которым подается охлаждающая жидкость и масло, выходная труба, ведущая к глушителю, система контроля подачи топлива.

Коллектор выполняется по специальной модификации, поскольку будет исполнять роль проводника, при движении выхлопных газов в турбину. Он должен обладать следующими параметрами: высокая прочность и толстые стенки. Это необходимо, поскольку работа его будет осуществляться на высоких температурах.

Работа крыльчатки осуществляется на высоких скоростях вращения. Для предотвращения перегрева устанавливается система охлаждения, использующая моторная масло  в качестве охладителя. При возникновении избыточного давления существует клапан, который сбрасывает лишний объем охлаждающего материала обратно в полость системы охлаждения двигателя.