В современном мире можно выделить шесть различных видов турбосистем:
1.Одиночная турбина
2.Твин-турбо
3.Твинскролл
4.Турбина с изменяемой геометрией
5.Изменяемый твинскролл
6.Электрическая турбина
Сегодня мы с вами попробуем разобраться в каждой из них, выделить их достоинства и недостатки.
Одиночная турбина
Одиночная турбина имеет массу вариаций. Измените размер колеса компрессора, и вы получите совершенно другие характеристики. Крупные турбины добавят больше мощность, турбины поменьше, соответственно – поменьше. Кроме того, одиночные турбины могут быть как на шарикоподшипниках, так и на подшипниках скольжения. Первые имеют гораздо меньший коэффициент трения, соответственно турбина быстрее разгоняется, однако, при этом она и стоит подороже.
Достоинства:
- Относительно недорогой метод увеличения эффективности и мощности двигателя
- Самая простая из всех турбосистем
- Позволяет использовать небольшие двигатели, при этом выдавая мощность крупных атмосферников, соответственно позволяет снизить вес автомобиля
Недостатки:
- Низкий диапазон об/мин.
- Работает не так быстро и стабильно, как другие турбосистемы.
Твин-турбо
Как и одиночные турбины, эта система имеет множество различных опций. Например, может быть установлено по одной турбине на каждый блок цилиндров (для V6 или V8). Кроме того, одна из турбин может быть направлена специально на работу при низких оборотах, а затем в дело может подключаться более крупная, для работы на высоких оборотах двигателя. Кстати, у нас уже писали о сравнении Твинтурбо и Битурбо, почитайте.
Достоинства:
- Для параллельных систем твин-турбо на двигателях с компоновкой типа V, достоинства и недостатки совпадают с теми, которыми обладает одиночная турбина
- Использование двух турбин на разных оборотах дает более широкий диапазон крутящего момента.
Недостатки:
- Стоимость и сложность
- Есть более простые и эффективные способы достижения того же эффекта (см. ниже)
Твинскролл
Практически в любом плане, твинскролл является гораздо более удачной альтернативой одиночной турбины. Благодаря наличию двух камер, выхлоп разделен на два потока. Например, на четырехцилиндровом двигателе (порядок зажигания 1-3-4-2), цилиндры 1 и 4 работают с одной камерой турбины, в то время, как цилиндры 3 и 2 работают с отдельной. В чем же выгода? Представим, что цилиндр 1 заканчивает свой цикл и достигает нижней точки, открывается выхлопной клапан. В то же время, цилиндр 2 заканчивает выхлопной цикл, закрывая выхлопной клапан и открывая впускной клапан. При наличии обычной одиночной турбины, давление выхлопа от цилиндра 1 будет препятствовать забору воздуха цилиндра 2, поскольку оба выхлопных клапана открыты. Так вот, если камеры разделить, проблема разрешится.
Достоинства:
- Больше мощности
- Более широкий диапазон оборотов
- Больше возможностей для тюнинга
Недостатки:
- Требует специальной компоновки двигателя и конструкции выхлопа
- Дороже и сложнее стандартной одиночной турбины
Турбина с изменяемой геометрией
Пожалуй, одна из самых интересных турбосистем. На данный момент производят их довольно мало, поскольку они являются значительно дороже и требуют применения нестандартных материалов. Такие системы ценятся благодаря хорошему диапазону крутящего момента и отсутствию провалов тяги на низких оборотах.
Достоинства:
- Широкая, плавная кривая крутящего момента. Эффективность на высоком диапазоне оборотов.
- Требует всего лишь одну турбину, упрощая тем самым всю систему.
Недостатки:
- Обычно используется только на дизельных двигателях с меньшим количеством выхлопных газов
- Для бензиновых движков такая система обойдется в копеечку.
Изменяемый твинскролл
Может быть, это и есть идеальный вариант, который мы искали? Среди всех новинок, участвовавших в выставке SEMA 2015, эта турбина привлекла особо пристальное, всеобщее внимание.
Достоинства:
- Значительно дешевле (в теории), чем предыдущий вариант, и подходит для бензиновых двигателей
- Обеспечивает плавную кривую крутящего момента
- Проще в производстве
Недостатки:
- Цена и сложность в сравнении с одиночной турбиной или твинскроллом
- Это не новая технология, испытанная в прошлом, которой прижиться так и не удалось. Вероятно, на то есть свои причины.
Электрическая турбина
Установка мощной электрической турбины исключает все возможные проблемы. Провалы тяги? Их больше нет. Мало выхлопных газов? Не проблема. Турбина не добавляет крутящего момента на низких оборотах? Теперь добавляет! Возможно, за этим будущее турбированных двигателей, однако, и у этой системы есть свои недостатки.
Достоинства:
- Исключение провала тяги и недостатка выхлопа, компенсируя их электроэнергией
- Лишняя энергия пускается обратно в дело (как в Формуле 1)
- Огромный диапазон оборотов с плавной кривой крутящего момента
Недостатки:
- Стоимость и сложность. Нуждается в охлаждении.
- Вес и комплект также являются проблемой, поскольку для работы необходим дополнительный аккумулятор
- Турбины с изменяемой геометрией и твинскроллы могут выдавать ту же мощность при значительно меньшей цене.
