Смысл наддува двигателя внутреннего сгорания (ДВС) - улучшить
наполнение цилиндров двигателя топливо-воздушной смесью для повышения
среднего эффективного давления цикла и, как следствие, мощности двигателя
путем принудительного увеличения заряда воздуха, поступающего в цилиндры.
При этом существует лишь один вид атмосферного наддува - так называемый
резонансный наддув, при котором используется кинетическая энергия объема
воздуха во впускных коллекторах, и технически реализуемый с помощью
воздушных коллекторов переменной длины и тщательной настройкой фаз
газораспределения двигателя. Все остальные виды наддува связаны с
увеличением давления поступающего в цилиндры воздуха выше атмосферного,
используя для этого различные механические, электромеханические и
газодинамические способы. При турбонаддуве в качестве привода используется
отработавший газ, который в обычном случае просто выбрасывается в
атмосферу, без утилизации его энергии в полезную работу.
При работе двигателя с турбонаддувом выхлопные газы подаются
в турбину, где отдают часть своей энергии, раскручивая ротор
турбокомпрессора, и затем поступают через приемную трубу в глушитель. На
одном валу с лопаточным колесом турбины находится колесо компрессора,
который засасывает воздух из воздушного фильтра, повышает его давление на
30-80% (в зависимости от степени наддува) и подает в двигатель. В один и
тот же
литраж (объем) двигателя поступает большее по весу количество
рабочей смеси и, следовательно, обеспечивается достижение на 20-60%
большей мощности, а за счет использования энергии выхлопных газов
повышается КПД двигателя и снижается удельный расход топлива на
5-20%.
Турбонаддув бензиновых двигателей приобретает в настоящее
время все более широкое распространение, несмотря на некоторые возникающие
при этом проблемы. Первая - это детонация, появляющаяся вследствие
повышенного давления конца такта сжатия и накладывающая ограничения по
максимальной величине объемной степени сжатия в цилиндрах, и повышенные
требования к качеству бензина, а именно к октановому числу. Во-вторых,
предельно высокая максимальная температура рабочего цикла бензинового
двигателя с турбонаддувом требует повышенного внимания к выбору материалов
выпускной системы и лопаток турбины, конструкции корпусных деталей
турбокомпрессора (ТКР), необходимости дополнительного охлаждения
подшипникового узла ТКР, а также к эксплуатационным качествам моторного
масла.
Механические нагнетатели могут быть установлены в любом
месте на двигателе, с одним условием - шкив нагнетателя должен быть
выровнен по отношению к шкиву коленвала двигателя, т.к. нагнетатель
приводится в действие ременной передачей. Механический нагнетатель имеет
прямую связь с впускным коллектором и дроссельной заслонкой,
соответственно, при монтаже необходимо учитывать расстояние от нагнетателя
до дроссельной заслонки (впускной коллектор вопросов не вызывает). После
установки нагнетателя необходимо настроить электронные системы управления
двигателем.
