Турбонаддув вначале применялся на дизельных двигателях большой мощности — тракторных, судовых, танковых, грузовых автомобилей и т.д., и только в 80-х годах, с ужесточением норм на расход топлива и выбросы вредных веществ с отработавшими газами, стал устанавливаться на дизели легковых автомобилей.
Дизельные двигатели оказались наиболее приспособленными для использования турбокомпрессора. Это связано с некоторыми особенностями их работы: с высокой степенью сжатия, из-за чего давление отработавших газов в 1,5-2,5 раза выше, чем у бензиновых двигателей, а также с меньшей температурой отработавших газов — всего 650…700°С, облегчающей условия работы газовой турбины.
Кроме того, дизели могут работать на более обедненных горючих смесях, поэтому не требуется такой тонкой и сложной регулировки подачи воздуха, как в бензиновых двигателях. Да и рабочий диапазон частот вращения вала дизелей значительно меньший. На бензиновых двигателях турбонаддув начали серийно применять только в 1961 году на заднемоторном Chevrolet Corvair и лишь затем, спустя десять лет, на BMW 2002 turbo — в 1973 г., Porsche 911 turbo — в 1974 г. и SAAB 99 turbo — в 1978 г. Сложность турбокомрессоров предопределила специализацию их изготовления такими известными фирмами, как Carrett (США), ККК (Германия), Holset (Англия) и IHI (Япония).
По принципу действия и конструкции они практически идентичны и лишь устройства регулирования турбонаддува разные. Связано это с тем, что, к сожалению, турбокомпрессорам свойственна задержка в срабатывании при изменении режима работы двигателя — за счет инерционности и малых величин давления отработавших газов на малых и средних частотах вращения. Чем выше частота вращения центробежного компрессора, тем больше величина наддува воздуха и, соответственно, — увеличение мощности двигателя, что очень хорошо для работы в такси.
Практически все турбокомпрессоры имеют регуляторы давления наддува, обеспечивающие при определенной величине давления отвод части отработавших газов, минуя турбину грузовика. В настоящее время все большее распространение получают электронные системы регулирования. Перепуск газов снижает коэффициент полезного действия турбонагнетателей. Этого можно избежать, меняя производительность компрессора. Так фирма Carrett выпускает турбокомпрессоры с изменяемой геометрией соплового аппарата турбины, где с помощью пневмомеханического привода меняется угол наклона лопаток (в зависимости от частоты вращения ротора).
Совершенствование системы наддува и ее оптимизация проводятся по нескольким направлениям, одно из которых связано с комбинированным использованием обычных механических компрессоров и турбокомпрессоров. На малых частотах вращения вала двигателя более рационально применить механические компрессоры, которые обеспечивают наиболее эффективный наддув. На средних и высоких частотах вращения они отключаются и вступают в действие более эффективные на этих режимах — турбокомпрессоры.
Другое направление связано с инерционным наддувом, так называемым волновым обменником давления, позволяющим, за счет оптимизации волн давления во впускном трубопроводе, улучшить наполнение цилиндров свежей горючей смесью. Такая индивидуальная настройка впуска обеспечивает наибольшую эффективность наддува в узком скоростном диапазоне и поэтому необходимы сложные устройства для расширения эффективной зоны за счет изменения конфигурации и длины впускных трубопроводов.
Источник: Smart-Taxi Kiev (http://smart-taxi.kiev.ua/)