Переваги і недоліки турбін (Турбояма)

Турбонагнітач (турбокомпрессор) від латин. turbo-обертання - це прилад, який використовує відпрацьовані гази(вихлопні гази) для збільшееня тиску всередині впускної камери.

Така ось невелика з вигляду турбіна є - одним із найдієвіших способів збільшення потужності двигуна.

Історія

Автомобільні конструктори (з моменту появи на світі цієї професії) постійно були стурбовані проблемою підвищення потужності моторів. Закони фізики свідчать, що потужність двигуна безпосередньо залежить від кількості палива, що спалюється за один робочий цикл. Чим більше палива ми спалюємо, тим більша потужність двигуна.

Турбокомпресор складається з двох «равликів» - через один проходять відпрацьовані гази (гаряча частина), а другий «нагнітає» повітря в циліндри (холодна частина).

Справа в тому, що для горіння палива необхідний кисень. В циліндрах згоряє не паливо, а паливно-повітряна суміш. Змішувати паливо з повітрям потрібно не на око, а в певному співвідношенні. Для прикладу, для бензинових двигунів на одну частину палива потрібно 14-15 частин повітря - залежно від режиму роботи, складу пального та інших факторів. Як ми бачимо, повітря потрібна вельми багато. Якщо ми збільшимо подачу палива (це не проблема), нам також доведеться значно збільшити і подачу повітря. Звичайні двигуни засмоктують його самостійно через різницю тисків у циліндрі і в атмосфері. Залежність виходить пряма - чим більше об'єм циліндра, тим більше кисню в нього потрапить на кожному циклі. Так і робили американці, випускаючи величезні двигуни із запаморочливим витратою пального.

Вихлопні гази з двигуна обертають ротор турбіни, той, у свою чергу, приводить в рух компресор, який нагнітає стиснене повітря в циліндри. Перед подачею повітря в циліндр, воно проходить через інтеркулер і охолоджується - так можна підвищити його щільність.

Найшвидше прийшов до цього Готтліб Вільгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Він ще в 1885 році придумав, як загнати в них більше повітря. Він здогадався закачувати повітря циліндри за допомогою нагнітача, який представляв собою вентилятор (компресор), який отримував обертання безпосередньо від валу двигуна і заганяв в циліндри стиснене повітря. Швейцарський інженер-винахідник Альфред Бюхі (Alfred J. Büchi) пішов ще далі. Він завідував розробкою дизельних двигунів в компанії Sulzer Brothers, і йому категорично не подобалося, що мотори були великими і важкими, а потужності розвивали мало. Віднімати енергію в «двигуна», щоб обертати приводний компресор, йому також не хотілося. Тому в 1905 році Бюхі запатентував перший в світі пристрій нагнітання, який використовували в якості рушія, енергію вихлопних газів. Простіше кажучи, він придумав турбонаддув.