Чем отличается дизельная турбина от бензиновой
Перейти к содержимому

Чем отличается дизельная турбина от бензиновой

  • автор:

Отличие дизельных турбин от бензиновых

Основное отличие главных узлов турбонагнетателя — это использование различных материалов для крыльчатки и корпуса. Но по внешнему виду определить, на какой вид топлива предназначена та или иная турбина, может только механик-турбинист с большим стажем.

Турбина дизельного двигателя раскручивается отработавшими газами с максимальной температурой 850°С. Бензиновая турбина может только позавидовать таким «комфортным» условиям. Ей приходится испытывать воздействие газов, температура которых приближается к 1000°С. Более того, в ближайшем будущем экологические ограничения заставят бензиновые двигатели работать в режимах, на которых температура отработавших газов перевалит за тысячу!

Отсюда – разные требования к материалам, из которых изготавливаются детали «горячей» части турбокомпрессора — корпус и колесо турбины.

В конструкции турбины бензиновой применяются более жаропрочные и жаростойкие сплавы, чем в дизельной турбине.

Из этого следует вывод: использование дизельной турбины для наддува бензинового двигателя – рискованное мероприятие. Также, как и эксплуатация дизельного двигателя с турбиной бензиновой. Строго говоря – недопустимое.

А можно ли наоборот, бензиновую турбину поставить на дизельный двигатель с турбонаддувом? И этого также делать не стоит. Турбоагрегаты для бензиновых моторов, как правило, рассчитываются на значительно меньшую степень повышения давления, чем требуется в дизелях, и работу в условиях дефицита отработавших газов на режимах частичных нагрузок. Первое условие – следствие ограничения предельного давления наддува из-за опасности возникновения детонации. Второе – результат качественного способа регулирования бензинового двигателя путем дросселирования поступающего в него потока воздуха.

Так что в нехарактерных для себя рабочих условиях бензиновая турбина, скорее всего, окажется менее эффективной, чем родная, дизельная.

Бензиновые турбированные двигатели выдают свою максимальную мощность только при раскручивании до высоких оборотов. Дизельные же двигатели не нужно крутить в отсечку, весь их потенциал можно реализовать и на средних оборотах. Разница в рабочих оборотах напрямую влияет на ресурс двигателей, ведь чем больше трение, тем быстрее происходит износ деталей, а значит, бензиновые моторы будут менее надёжными.

И уж конечно, в ассортименте бензиновых турбоагрегатов не удастся найти ничего сравнимого по эффективности с дизельными турбинами с регулируемым сопловым аппаратом (технологии VNT, VTG, VGT). Их просто не существует. Эти технологии, широко применяющиеся в современных дизельных двигателях с турбонаддувом, пока не прижились в мире серийных бензиновых моторов. Причина — недостаточная надежность механизма VNT при высоких температурах отработавших газов у бензиновых «зажигалок».

В целом из этого можно сделать вывод что возможно бензиновую турбину адаптировать на дизель, но соблюдя условия требований дизельного мотора к турбине. Но в целом можно взять и дизельную турбину, которая сразу будет отвечать требованиям, но что то мне подсказывает, то что бензиновая турбина будет хорошо работать на дизеле и долго, но вот давление у нее пиковое должно быть не меньше необходимого мотору.

Дизельная и бензиновая турбина: в чем отличия

Турбокомпрессор – важный элемент современного дизельного и бензинового автомобиля. Он позволяет на 20-30% увеличить мощность машины, без увеличения расхода топлива. При этом обеспечивается высокая экологичность выхлопа, за счет того, что топливо сгорает практически полностью, и все вредные вещества распадаются. Однако, при неправильной эксплуатации турбомотора очень быстро может потребоваться ремонт турбин, что подтверждают эксперты сервисного центра TurboSTO.

Но перспектива скорого ремонта не пугает автовладельцев и турбированные машины становятся все популярнее. Мы решили разобраться, есть ли отличия в обслуживании дизельной и бензиновой турбины, и могут ли они заменять друг друга.

Принцип работы дизельной турбины

Турбина в дизельном автомобиле используется уже больше сотни лет. Еще со времен первого дизельного двигателя ученые начали разработки в этой области, однако отсутствие огнеупорных материалов и точных технологий производства ограничивали прогресс в этой области.
Сегодня турбины для дизельных двигателей можно считать вершиной инженерной мысли, ведь они могут:

  • разгоняться до 250 тыс. об/мин;
  • изменять свою геометрию для эффективной работы при разном давлении выхлопных газов;
  • нагнетать очень высокое давление воздуха, увеличивая общий КПД мотора;

Турбина в дизельном двигателе является логичным развитием технологии, которая обеспечивает дополнительную порцию воздуха в камеру сгорания, повышая тем самым производительность мотора. Благодаря современным материалам и новым конструкциям, удалось избавиться от многих недостатков в работе этого механизма и значительно увеличить его ресурс.

Отличия турбокомпрессора для бензинового мотора

Турбина на бензиновом двигателе работает аналогично с дизельным: обеспечивает закачку дополнительной порции воздуха в камеру сгорания. Однако сложность ее установки заключается в том, что температура выходящих газов после сгорания бензина очень высокая, доходит до 1000 градусов. Поэтому турбины для бензиновых моторов делают из особых огнеупорных сплавов и стоят такие агрегаты достаточно дорого. Это и обуславливает тот момент, что устанавливают турбокомпрессоры обычно на дорогие бензиновые авто.
Кроме того, что такая турбина увеличивает мощность двигателя на 20-30%, дополнительных бонусов она не приносит. А вот сложностей в уходе за машиной точно прибавляет:

  • нужно проводить замену масла и масляного фильтра каждые 5-7 тыс. км;
  • использовать для этого специальное масло для турбомоторов;
  • заливать бензин только лучшего качества, чтобы не собирался нагар на лопастях крыльчатки.

Можно ли поставить дизельную турбину на бензиновый двигатель?

Технически, установить турбину с дизельного мотора на бензиновый и наоборот вполне реально. Но только положительного эффекта от этого не будет. Скорость вращения и особенности конструкций у этих двух типов агрегатов очень разные, поэтому эффективную работу они не покажут. Даже наоборот, используя в бензиновом двигателе дизельную турбину, она будет просто задувать воздухом камеры сгорания, и двигатель будет постоянно детонировать. В худшем случае, есть риск, что турбина расколется из-за высокой температуры.
Турбированные моторы – будущее автомобилей с ДВС. Они позволяют экономить ценное топливо и выбрасывать в окружающую среду минимум вредных соединений. Если эти параметры вам важны – смело можете покупать хоть дизель, хоть бензин. Оба варианта будут экологичные и экономные.

Дизельные и бензиновые турбины — насколько велики отличия?

итак, собственно вопрос: насколько отличаются турбины одинаковой производительности для дизельных и бензиновых двигателей?

вот к примеру турбина СТ-12 — ставится как на дизеля, так и на твин-турбо бензинки.
есть ли различия?
если есть то какие и в чем выражаются, как можно отличить одно от другого?

если нет, то как решается вопрос с различием температуры в выпускном коллекторе? (дизель — 650-700, бензин 800-1000)

или к примеру, если есть рабочий температурный диапазон турбины =700 градусов, причем допустимый перегрев 750 в течение 1 часа. что получим на бензинке?

Присоединяюсь к вопросу, самого давно это интересует.

ребьзя очень нужна информация по турбинам (двигло 1G-GTE 2турбины) умирает друг(марк2)

ну. вообще-то реакция двигателся ПОКА не интересует. интересуют именно турбины.
вестгейт и блоу-офф также пока исключим по причине отвлеченности от темы.

итак — лопатки по-разному закручены. угол входа иной.
что еще?

вот к примеру берем СТ-26 — ремкомплект идет как на СТ-26, так и на СТ-20 — одинаковый. таким образом делаем вывод — вал тот же. подшипники те же. отличия, получается в лопатках.

теперь еще вопрос — на турбине СТ-26 есть водяное охлаждение. как оно влияет на рабочий температурный диапазон? к примеру, если турба рассчитана на рабочий темп. диапазон 700 градусов, то с применением вод. охлаждения повысим ли мы температурный диапазион?

Архив GT форума
ToyotaNissanMitsubishiHondaMazdaSubaruSuzukiIsuzuDaihatsu
1990 — 1991 — 1992 — 1993 — 1994 — 1995 — 1996 — 1997 — 1998 — 1999 — 2000 — 2001 — 2002 — 2003 — 2004 — 2005 — 2006 — 2007 — 2008 — 2009 — 2010 — 2011 — 2012 — 2013 — 2014 — 2015 — 2016 — 2017 — 2018 — 2019 — 2020 — 2021 — 2022 — 2023

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Вид топлива, который используется в транспортном средстве, является той основой, вокруг которой все верится. Двигатели, топливные системы, насосы и фильтры разрабатывались под конкретный класс горючего материала: керосин, нефть, бензин, соляра, масло и пр. В истории инженерных изобретений практически не было случая, чтобы химики изобрели новый вид топлива под конкретную механическую базу.

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Этот принцип действует и при сравнении двух узлов, которые входят с силовой блок автомобиля: турбина. Для дизельных и бензиновых моторов узлы, которые выполняют одинаковую функцию, имеют внешнее конструктивное сходство и практически одинаковый комплект основных комплектующих, окажутся совершенно разными.

Отличия бензиновых и дизельных турбин

Основное отличие главных узлов турбонагнетателя — это использование различных материалов для крыльчатки и корпуса. Но по внешнему виду определить, на какой вид топлива предназначена та или иная турбина, может только механик-турбинист с большим стажем.

Лопасти турбины, независимо от того, на какой мотор она установлена, приводятся в движение потоком отработанного газа. В дизельных моторах после сгорания солярки температура газа на выпуске не превышает 850 о С, но дизтопливо может продолжать гореть и на выходе в выпускной коллектор. Для бензиновых моторов температура отработанного газа не опускается ниже 1000 о С.

Исходя из такой разницы в температуре газа, который будет раскручивать колесо турбины, корпус и лопасти агрегата должны изготавливаться из разных материалов.

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Для крыльчатки турбины используют жаропрочные никельсодержащие металлы: GMR 235 (используется для крыльчатки при температуре выходного потока в 850 о С), Inconel 713 (в металле увеличено содержание хрома, используется для крыльчатки бензиновой турбины, материал рассчитан на пропуск выходного газа температурой до 1000 о С).

В качестве материала корпуса для дизельных турбин используется чугун серый (максимальная рабочая температура — 650 о С), чугун кремниево-молибденовый (максимальная рабочая температура — 720 о С), чугун с вермикулярным графитом GGV SiMo (макс. т. — 850 о С).

Для корпуса турбин, встраиваемых в бензиновый мотор, используются жаропрочные сплавы, способные выдержать долгосрочную температуру более 1000 о С (аустенитные стали, сплав NiResist 5).

Второе отличие материала турбин состоит в том, что бензиновые турбины рассчитаны на минимальное давление, которое оказывает отработанные бензиновые пары в выпускном коллекторе. Газы отработанного дизтоплива имеют давление в 3-5 раз выше.

Отсюда вытекает главный вывод — ставить бензиновую турбину на дизельный мотор и наоборот нельзя. Это спровоцирует детонацию и снизит эффективность каждого двигателя.

Кроме этого, для бензиновых турбин практически не используется схема компрессора с изменяемой геометрией. Технологические решения VNT, VTG, VGT не адаптированы под высокие температуры выхлопа, который дает бензиновый мотор. Поэтому бензиновая турбина имеет в своей конструкции только главные детали.

Особенности дизельной турбины

Дизельная, как и бензиновая турбина, относятся к навесному узлу мотора. Турбонагнетатель врезается в систему выпускного коллектора и для своей работы использует все двигательные системы: охлаждение и смазки, вентиляции картерного блока, впуска и выпуска отработанных газов.

Турбина нагнетает воздух в топливные цилиндры под высоким давлением. Ротор турбины раскручивается, пропуская через себя энергию отработанного топлива, и приводит в движение лопасти нагнетателя — происходит всасывание воздуха из атмосферы, сжатие его и подача в блок цилиндров. Скорость вращения турбинного ротора на некоторых дизельных моторах может доходить до 250 000 оборотов в минуту — этот показатель считается нормальным, но для некоторых турбокомпрессоров это граница допустимых возможностей.

Конструктивно турбина состоит из двух блоков: колесо турбинное и компрессорное. Поскольку колеса имеют лопасти, второе их название – крыльчатки. Оба блока фиксируются на роторном валу. Главные детали дизельной турбины:

    крыльчатка турбонагнетателя (входит в блок горячей улитки);• крыльчатка компрессора (блок холодной улитки);• блок подшипников;

Особенности турбинного блока как главного элемента нагнетателя

Горячая улитка пропускает через себя поток выхлопных газов при большой температуре. Проходя через улитку, газы разгоняются и приводят в движение роторный вал, затем через выходной клапан выбрасываются наружу. Скорость вращения турбины зависит от оборотов мотора — на холостых оборотах турбина практически не используется.

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

В каждом конструктивном типе дизельных турбин используется различное количество каналов для прохождения отработанного топлива, применяется электронная система управления потоком через изменяемую геометрию.

Компрессорный блок

Часть турбины, через которую нагнетается атмосферный воздух, называют компрессором. Главные компоненты: корпус (холодная улитка), ротор. Ротор жестко установлен на общую ось с крыльчаткой турбины. При вращении первой происходит движение роторного колеса в обратном направлении. За счет вращения алюминиевых лопастей ротора воздух затягивается вихревым потоком, давление воздуха увеличивается за счет перехода потока с центра ротора на его стенки.

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Двойная турбина задействуется на многоцилиндровых блоках

Воздушный фильтр, установленный на входе во впускной коллектор, препятствует попаданию грязи, мелкого мусора, и пр. в турбину.

Конструкция оси турбины

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

В центральной части турбонагнетателя расположен осевой блок с узлами подшипников (радиальный, подшипники скольжения, упорный), который использует масляную систему двигателя. Чтобы ротор мог вращаться на предельной частоте максимальное количество времени, необходимо обеспечить масляной клин между валом и подшипниками во избежание прямого трения деталей, которые в процессе работы максимально прижимаются друг к другу. Если в турбине используется система неохлаждаемого корпуса, смазка обеспечит и отвод тепла от блока горячей улитки и вала.

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Мифы о масляном фильтре

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Показателен размер масляного фильтра на раллийном Peugeot 205 t16 group B

Развеем заблуждение некоторых автомобилистов, которые говорят, что своевременная замена масляного фильтра предотвратит износ движущих деталей турбины. В момент холодного пуска, равно и тогда, когда масляной фильтр засорился до своего критического уровня, предохранительный клапан фильтра приоткрывается, и часть масла всегда проникает в систему турбины, как и в масляную систему всего силового блока. Клапан останется в полуоткрытом или в полностью открытом состоянии до тех пор, пока масло не нагреется до своей нормы. Таким образом, все инородные частицы, взвеси, которые есть в масле, окажутся рано или поздно в турбине.

Особенности бензиновой турбины

Принцип работы турбонагнетателя для бензинового мотора ничем не отличается от дизельного — здесь используется та же схема. Отработанный бензин проходит в выпускной коллектор, в который врезан патрубок горячей улитки с расположенным в центральном боке лопастным колесом. Выхлопные газы раскручивают турбинное колесо, которое передает силу вращения по оси на колесо компрессора. Отработанные газы выводятся наружу. За счет вращения ротора происходит закачивание в холодную улитку атмосферного воздуха, который поступает в цилиндры мотора. Топливо начинает интенсивнее гореть и увеличивать обороты двигателя.

Многие автомобилисты, которые устанавливают турбину на бензиновые двигатели своих авто или приобретают заводскую комплектацию с турбонаддувом, кроме радости, что мотор на 20-30% увеличил мощность, полка момента достаточно ровная в большем диапазоне оборотов, отработанные газы попадают под норму протокола Евро5, отмечают большие сложности в эксплуатации автомобиля.

Кроме этого, бензиновая турбина в три раза чаще, чем дизельная, становится причиной детонации. Это связано с плохим качеством топлива и неисправностью в работе интеркулера (охладителя воздуха).

Хотя производители и заявляют срок службы турбины в пределах срока работы «родного» двигателя, на практике дизельная турбина служит 30-45% от ресурса мотора, бензиновая — 15-25%.

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Тюнинг карбюраторного и инжекторного мотора

Бензиновые инжекторные двигатели проектируются производителем под рабочую турбину на этапе расчетов силы коленвала и объема цилиндров. В турбированный атмосферник закладываются усиленные параметры всех деталей двигателя, от дополнительного хромирования выхлопного патрубка до уплотненных колец.

В случае с дизельными моторами такого нет — почти 95% всех дизелей проектируется или уже с турбокомпрессором, или с учетом установки турбины если не в базовом комплекте, то при тюнинге.

При тюнинге инжекторного мотора переделке подлежит в первую очередь коленчатый вал — его потребуется усилить минимум на 30%. Система выпуска и впуска также потребует переделки и установки фланцев под турбину, дополнительная система маслоподачи должна стабильно крепиться. В этом случае используют технические отверстия в картере, которые забиты заглушками.

Турбина на карбюраторные моторы никогда не проектировалась в условиях КП завода-производителя. Были ограниченные серии карбюраторных турбированных авто, но не для гражданского населения. Но тюнинговать карбюраторный двигатель, увеличив его производительность турбиной, вполне возможно. При переделке карбюраторного мотора под турбину следует учесть главные особенности:

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

  1. Интеркулер (радиатор) должен оптимально охлаждать сжатый воздух перед подачей в цилиндры, чтобы предотвратить возможность детонации.2. Сложность при замене жиклеров на аналогичные большего диаметра.3. Требуется увеличить объем камеры сгорания и установить дополнительные прокладки, чтобы избежать детонации.

Проблемы турбоямы

Что такое турбояма, отлично знают все водители, чьи автомобили оснащены моторами с нагнетателем воздуха — это провал мощности двигателя на несколько секунд во время выжатой педали газа и затем резкий скачок оборотов, когда даже со стороны видно, что автомобиль на ровном месте тряхнуло.

Технически эффект происходит за счет того, что крыльчатка турбины не может быстро раскрутиться на низких оборотах мотора. Минимальная скорость вращения коленвала и не разогретое масло препятствуют тому, чтобы в цилиндры поступало достаточное количество воздуха. Когда в процессе разогрева поступление кислорода увеличивается, резко растет и выхлоп, который в свою очередь позволяет нагнать в цилиндры больше кислорода. Топливо начинает быстро гореть и дает скачок в частоте оборотов.

Проверенные производители

Делая выбор в сторону установки бензиновой или дизельной турбины, рекомендуется останавливаться на оригинальных агрегатах. Хотя многие ремонтники «турбинисты» скептически отзываются обо всех типах турбин, отмечая их быстрый износ, но оригинальные турбины все же отвечают своим характеристикам, хотя производители, ставя срок их эксплуатации равный сроку хода мотора, и кривят душой. К таким производителям можно отнеси торговые марки:

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

    IHI – США;• Borg Warner – Германия;• Garrett – США;

Компания Holset выпускает турбины со скользящими лопастями, но агрегаты рассчитаны только на грузовые автомобили.

Если говорить о дизельных моторах, то для них установка турбины абсолютно оправдана — уже невозможно представить себе автомобиль, работающий на дизтопливе без системы турбокомпрессора. Если рассматривать бензиновые моторы, то выбор стандартного атмосферного двигателя во многих случаях предпочтительнее, чем установка турбины. Как альтернативу для увеличения мощности бензинового агрегата часто используют компрессор (supercharger) вместо классической турбины.

Бензиновая турбина vs дизельная турбина: в чем разница

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *