Блог

Apr 09, 2023

Что случилось с турбозадержкой в ​​современных двигателях?

Когда я думаю о двигателях с турбонаддувом, первое, что приходит на ум, это

Когда я думаю о двигателях с турбонаддувом, первое, что приходит на ум, — турболаг. Турбо-лаг — это время, необходимое турбокомпрессору или турбокомпрессорам для раскрутки и создания давления наддува после нажатия педали газа. Оглядываясь назад всего на десятилетие или два, турболаг казался гораздо более распространенным и более серьезным. Казалось, что ты можешь нажать педаль до упора, сосчитать до пяти, посмотреть на часы, ТОГДА ты, наконец, почувствуешь прилив мощности.

Итак, возникает вопрос: если сегодня двигатели с турбонаддувом настолько распространены, что случилось с турбозадержкой? Проблема была решена благодаря многолетним разработкам и небольшому количеству умных инженерных решений.

Ни для кого не секрет, что автопроизводителям пришлось проявить творческий подход, чтобы соответствовать стандартам выбросов и экономии топлива. Эти стандарты стали настоящим вызовом для автопроизводителей и заставили их «мыслить нестандартно». Оглядываясь назад на историю, мы видим, что мы никогда не уклонялись от вызовов. Атомная бомба во Второй мировой войне, высадка на Луну, положившая конец космической гонке, — список можно продолжать и продолжать.

Но в случае решения турбо-лага я бы не сказал, что какое-то конкретное достижение просто завершило гонку одним прыжком. Вместо этого это был долгий путь со множеством игроков, каждый из которых внес свой вклад и двинулся к конечному решению. Давайте посмотрим на некоторые способы, которыми автопроизводители решили проблему турбо-задержки в своих современных двигателях.

Меньшие двигатели, более разумный наддув

Куда ни глянь, кажется, что объем двигателей стал меньше. У Ford есть четырехцилиндровые двигатели EcoBoost и двигатели V6, у Nissan/Infiniti — 3,0-литровые двигатели VR, а Chevrolet недавно начала предлагать 2,7-литровый турбодвигатель для Silverado. Эти двигатели меньшего объема обеспечивают лучшую экономию топлива, чем двигатели, которые они заменяют, но без турбонаддува они не смогут обеспечить такую ​​​​же мощность.

Именно здесь в игру вступает более разумное ускорение. Двигатели меньшего объема могут использовать турбины меньшего размера, чтобы заполнить пробелы в диапазоне мощности. Меньшие турбины способны раскручиваться быстрее, что приводит к лучшему отклику и более предсказуемой передаче мощности. Современные турбины также устанавливаются ближе к двигателю, чем когда-либо прежде. Это означает, что выхлопным газам не нужно перемещаться так далеко, как только они покидают камеру сгорания, и турбина может раскручиваться быстрее.

Давайте посмотрим на двигатели 1.8T и 2.0T, которые в настоящее время производятся VW и Audi. В этих двигателях используется конструкция головки блока цилиндров со встроенным выпускным коллектором. Это означает, что выпускной коллектор является частью отливки головки блока цилиндров и окружен рубашками охлаждения. У этой конструкции есть два основных преимущества:

• Когда двигатель холодный, горячие выхлопные газы помогают нагреть охлаждающую жидкость двигателя. Это означает, что система HVAC может начать обогрев салона автомобиля гораздо раньше, а двигатель может гораздо быстрее достичь рабочей температуры, что снижает вредные выбросы.

• Когда двигатель прогрет до рабочей температуры, охлаждающая жидкость двигателя способна снизить температуру выхлопных газов. Это означает, что блок управления двигателем (ECU) может работать с более обедненным соотношением воздух-топливо и максимизировать температуру и производительность катализатора.

Стоит отметить, что VW и Audi — не единственные автопроизводители, которые решили использовать интегрированную конструкцию выпускного коллектора. Ford использовал интегрированный выпускной коллектор в своем трехцилиндровом двигателе EcoBoost объемом 1,0 л, а также в некоторых четырехцилиндровых двигателях и двигателях V6 с турбонаддувом. Honda использовала эту конструкцию на Civic Type R, Toyota (ну, технически BMW) использовала ее на новом двигателе Supra, и этот список можно продолжать и продолжать. Есть и другие преимущества использования встроенного коллектора, включая меньший вес, экономию места и многое другое.

Умное управление наддувом

Старые вестгейты и перепускные клапаны имели вакуумное управление и довольно вяло реагировали на изменения действий водителя или условий вождения. Современные агрегаты имеют электронное управление и позволяют осуществлять гораздо более точную регулировку. Замена соленоидов и диафрагм управления вакуумом на быстродействующие электронные приводы означает, что ЭБУ может действовать упреждающе при регулировании наддува, а не реактивно. ЭБУ может управлять этими двумя клапанами, чтобы уменьшить задержку, поддерживать работу турбонаддува и более стабильно подавать мощность.