Что такое турбокомпрессор: конструкция и принцип работы

Важнейшим элементом в конструкции автомобиля выступает двигатель, а самой главной характеристикой этого агрегата считается мощность. Периодически возникают ситуации, где мощности мотора не хватает, и тогда задействуется такое устройство, как турбокомпрессор. Несмотря на то, что данный термин знают практически все, рассказать о принципе его работы сможет далеко не каждый.

Составные элементы конструкции, принцип действия компрессора

Простыми словами принцип работы устройства можно описать так: во время сгорания топлива в цилиндре турбокомпрессор нагнетает туда большое количество воздуха. Процесс сгорания проходит интенсивнее, и мощность ДВС повышается.

Агрегат состоит из таких элементов, как крыльчатки турбины и компрессора, впускной и выпускной коллектор для подвода воздуха и отвода отработавших газов (рис. 1). В турбинах с изменяемой геометрией используется такой элемент, как лопатка направляющего аппарата. Она позволяет двигателю развивать более высокий крутящий момент.

Воздушный поток попадает в двигатель через впускной коллектор, сгорает, а затем выводится через выпускной коллектор - выхлопную трубу. Оба коллектора оснащены крыльчатками, которые взаимодействуют во время того, как воздух подается и отводится. Крыльчатки поочередно раскручивают друг друга, когда поток заходит и выходит, под его напором. Таким образом достигается значительный прирост мощности ДВС.

Рис.1 Основные элементы устройства и принцип его работы

Чтобы воздух не перегревался под давлением, попадая во впускной коллектор, используется интеркулер - радиатор. Это устройство охлаждает поток до нужной температуры, заставляя его отдать избыточное тепло хладагенту, рециркулирующему по одному из контуров.

Особенности конструкции

Из-за высокой инерционности при работе турбины возникает такое явление, которое автомобилисты назвали “турбоямой”. Крыльчатка способна развивать огромное количество оборотов за промежуток в одну минуту. Их число может достигать предела в 200 тысяч, однако во время резкого нажатия на газ придется ждать некоторое время, пока лопасти раскрутятся. Чтобы решить эту проблему, инженеры-конструкторы предложили устанавливать два перепускных клапана. Один из них отводит отработавшие газы, а второй - избыточный воздух. Таким образом удается ограничить скорость вращения турбины за счет того, что газ отводится обходным путем. Это позволяет турбокомпрессору более стабильно развивать и погашать скорость.

Существуют два вида перепускных клапанов: внешние и внутренние. Внешние считаются более надежными и удобными для регулировки и зачастую используются на гоночных авто, однако они слишком громоздкие. В большинстве случаев гражданские машины оснащаются более компактными внутренними перепускными клапанами.

В некоторых случаях на автомобиль устанавливаются несколько турбокомпрессоров. Это позволяет распределить мощность между устройствами и позволяет автомобилю эффективно работать как на низких и средних оборотах, так и на высоких. Такие конструкции называются “битурбо” (2 параллельно установленных компрессора) или “твинтурбо” (3 компрессора). Ими оборудуют гоночные машины, реже - гражданские машины со спортивными моторами.