Турбонаддув – компрессор или турбина?

Современные автопроизводители все чаще отказываются от обычных атмосферных двигателей, отдавая предпочтение турбированным моторам. Их особенность заключается в увеличении мощности ДВС без каких-либо его серьезных переделок. Суть процесса – нагнетание в цилиндры газовой смеси под давлением. Мотор, оборудованный компрессором либо турбиной, имеет большую производительность, обеспечивает автомобилю хорошую динамику, при этом не нужно увеличивать объем цилиндров.


Разница между турбиной и компрессоров заключается в том, что первые вращаются от выхлопных газов, вторые приводятся в действие от коленвала (приводного ремня, подобно генератору, иногда – цепи). Как происходит наддув в обоих случаях и что лучше?

Суть процесса

Идея принудительно нагнетать дополнительный воздух в цилиндры возникла в 60-е годы минувшего века. Однако в то время технология широкого распространения не получила. Если использовать турбину с выхлопными газами, то проблема была в ее бездействии на малых оборотах. При небольшой скорости машине не хватало «лошадиных сил». А при включении турбины в работу мощность настолько резко увеличивалась, что малоопытному водителю справиться с управлением становилось сложно.


Что касается компрессоров, тут была иная проблема. Изначально они пользовались популярностью в Англии, где их устанавливали на машины с восьмицилиндровыми движками, которые и без того обладали солидной мощностью. Мотор с компрессором имел приличные габариты и запихать его под капот – та еще задача! К тому же оборудованную таким образом машину сложно было обслуживать – требовался специализированная СТО. В обычных сервисах за ремонт просто не брались, поэтому даже небольшая поломка превращалась в головную боль владельца авто. Но сегодня ситуация несколько изменилась: турбины и компрессоры стали более надежными и менее габаритными. Остается разобраться в их устройстве, плюсах и минусах.

Турбина

По конструкции это механический нагнетатель, работающий в условиях высоких температур. При этом устройство имеет как бы две стороны: одна горячая, другая – холодная. В первую направляются выхлопные газы, принуждающие вращаться лопатки во второй. Число оборотов крыльчатки может достигать до 10 тыс. в минуту. Это и гарантирует увеличение мощность двигателя, обеспечиваемое повышением давления во впускном коллекторе.


Турбина охлаждается, смазывается техническими жидкостями, которые она «берет» у ДВС – антифризом и маслом. Применение этого способа наддува повышает мощность мотора до 40 % при сохранении экономичного (как у «атмосферников») расхода горючего. Правда, последнее качество свойственно лишь двигателям малого объема. Главные достоинства турбины:

✅ сильное увеличение мощности – двухлитровый ДВС выдаст до 250 л. с., а трехцилиндровый – до 120 «лошадей» при расходе топлива 4 л/100 км
✅ компактность: турбина легко помещается под капот любого авто, уже оснащенного атмосферным мотором
✅ правильный выбор устройства и профессиональная установка могут обеспечить длительный, до 250 тыс. и более км, ресурс двигателя.

А как насчет минусов? Основной из них – т. н. «турбояма»: ситуация, при которой устройство на малых оборотах не функционирует, а движку не хватает сил, чтобы ускориться.


Еще один недостаток – невысокая надежность изделия из-за постоянных, иногда запредельных, нагрузок, возникающих в ходе работы турбины. Кстати, они воздействуют и на двигатель, что отрицательно сказывается на его ресурсе. Ремонтировать турбину тоже «неинтересно»: стоимость услуги по капитальному восстановлению заводского агрегата варьируется в пределах 20-50 тыс. руб. Однако стоит добавить: выход из строя агрегата обычно характерен для покупных отдельных устройств, установленных кустарным образом на «атмосферники». Последние после подобной «доработки» ходят не более 150-200 тыс. км.

Механические компрессоры

Они могут быть роторными, центробежными либо винтовыми. Сейчас такие агрегаты можно увидеть на авто марок «Ауди», «Мерседес», «Бентли», «Ягуар» и некоторых других машинах. Современные компрессоры имеют несложную конструкцию и легко устанавливаются на атмосферные ДВС.


Можно подобрать изделие, наиболее точно соответствующее типу двигателя. Плюсы механического компрессора:

✅ работает постоянно и не образует «турбоям»
✅ имеет свою систему смазки и охлаждения
✅ надежность более высокая, по сравнению с турбинами

Из отрицательных сторон выделяется разве что невысокая производительность. Компрессор увеличивает мощность двигателя всего на 10-15 %. Если нужно поднять ее на 40-50 %, потребуется агрегат с большими габаритами. В то время как маленькая турбина повысит мощность на столько при гораздо меньших размерах. На авто чаще встречается два типа компрессоров.

Роторные

Стоят относительно недорого, имеют несложную конструкцию. Главный элемент выполнен в виде спирали. Это обеспечивает равномерность наддува. Минус – нагрев при работе, повышенная шумность и резкое уменьшение КПД даже при небольшом износе.

Винтовые

Считаются более надежными по сравнению с вышеупомянутыми устройствами. Эти механизмы создают диагональное передвижение воздуха и обеспечивают более высокую скорость вращения крыльчатки. Однако главное преимущество описываемых агрегатов заключается в сбалансированной работе всех элементов. При этом воздух сохраняется чистым, без капелек масла. КПД у винтовых моделей серьезный – до 80 %.


Основная отрицательная сторона винтовых компрессоров – сложность конструкции, высокая цена самого изделия и его ремонта. И еще один минус (кому-то он, может, понравится!) сильный высокочастотный звук при сжатии воздуха.

Характерные неисправности наддува

Компрессор обладает большим ресурсом и не так сильно влияет на мотор в отрицательном смысле. Конечно, если машина постоянно будет использоваться в различных состязаниях или водитель – ярый поклонник агрессивного стиля вождения, на длительный срок службы рассчитывать не приходится. Впереди у такого автовладельца – поломка лопаток и замена деталей компрессора. А это дорогое «удовольствие». При «щадящей» эксплуатации все обслуживание сводится к подтягиванию (замене) ремня или цепи.


Частая проблема турбины – появление подтеков смазки из-за износа сальников. В этом случае крыльчатка вращается «на сухую», что приводит к ее поломке. А это означает: турбина не подлежит ремонту и ее нужно менять. Подтеки антифриза чреваты перегревом агрегата, что тоже приведет к его выходу из строя. Чтобы не допустить подобных неприятностей, необходимо постоянно следить за состоянием турбины, появлением подтеков. Нерегулярная замена масла и антифриза в двигателе тоже укорачивают срок службы изделия.

Что выбрать: турбонаддув или компрессор?

Сначала нужно понять: требуется ли вам машина с таким дополнительным агрегатом. Возможно, что вам хватит и автомобиля с традиционным атмосферным ДВС, который и сегодня пока считается надежнее транспортного средства с наддувом. Но, если вы решились, выбор будет за вами: если коротко – турбина больше увеличивает мощность, но компрессор надежнее и удобнее в эксплуатации.