Если исходить из того факта, что в двигателях легковых автомобилей одноструйный впускной корпус турбины и одноэлементный магистральный трубопровод стали уже стандартом, то уже, поэтому для легковых автомобилей следовало бы остановиться на другой форме использования потока отработавших газов: на турбонаддуве с подводом к турбонагнетателю отработавшего газа с постоянным давлением. Но это верно лишь отчасти. При подобного рода турбонаддуве кинетическая энергия потока отработавших газов теоретически не учитывается. Отработавший газ от всех цилиндров сводится в один крупногабаритный коллектор и затем подводится к турбине. Давление газа при этом перед турбиной - соответственно, относящееся к определенной точке нагрузки -постоянно. С таким наддувом эксплуатируются стационарные двигатели, у которых нет зависимости ускорения от резервов крутящего момента. Его можно встретить у многих производителей судовых двигателей (например, MAN B&W); чтобы улучшить характер нестационарности (вход в порт, маневрирование), при смене нагрузки часть сжатого воздуха используется для продувки. Газотурбонаддув с подводом к турбонагнетателю отработавшего газа с постоянным давлением можно реализовать с меньшими затратами (меньше дорогостоящих выпускных трубопроводов). Чтобы гарантировать на высоких частотах вращения необходимую высокую производительность турбины, нужно усмирять в моторах с таким наддувом пульсации отработавших газов в указанных выше магистральных коллекторах. Их щедрый на размеры объем вызывает небольшое противодавление отработавших газов, которое не используется для раннего формирования давления наддува на низких оборотах.
|
|
И все-таки нужно прямо спросить с автомобильного мотора: кто может предоставить много крутящего момента при низких оборотах. Естественно, только тот, кто использует потенциал содержащейся в отработавшем газе кинетической энергии. Поэтому и используются трубопроводы с узким поперечным сечением, благодаря которым повышается скорость выходящего отработавшего газа. При этом справедливо: отдельные выпускные трубопроводы должны по возможности подводиться по отдельности (для уменьшения взаимного воздействия при «неблагоприятных» интервалах между вспышками), чтобы затем слиться непосредственно перед впуском в турбину в один магистральный коллектор. Это, естественно, связано с очень большими потребностями места в моторном пространстве и поэтому для серийных автомобилей следует пойти на компромисс, чтобы в процессе изготовления установить в кузове полностью смонтированный турбоагрегат. И здесь, естественно, все преимущества за тюнингом, когда все изменения существующего двигателя можно проводить непосредственно в смонтированном состоянии (смотрите также главу, посвященную тюнингу). Практикуемое в двигателях легковых автомобилей преобразование энергии отработавшего газа складывается, таким образом, из одной половины в виде импульсного наддува и второй половины - газотурбонаддува с подводом отработавшего газа с постоянным давлением.
Выпускной коллектор
Как видно на примерах использования этих двух вариантов газотурбонаддува, работа турбины, прежде всего, зависит от геометрии и конструкции выпускного коллектора. Если необходимо получить хороший коэффициент полезного действия турбины, то следует по-настоящему отрегулировать отдельные выпускные потоки цилиндров. И это необходимо еще и потому, что у двигателей легковых автомобилей поровну практикуется как импульсный наддув, так и газотурбонаддув с подводом отработавшего газа с постоянным давлением.