С каждым годом автопроизводители стараются увеличить мощность двигателей без увеличения их рабочего объема. Еще не так давно турбированные двигателя на легковых авто считались редкостью. Но сегодня они ставятся и на бензиновые моторы. Стоит отметить, что не каждый производитель ставит именно турбину. Неплохой компромисс между мощностью и ресурсом – это установка компрессора. В сегодняшней статье мы детально рассмотрим, чем отличается компрессор от турбины в автомобилях и какой вариант лучше выбрать.

Компрессор

Итак, что это за механизм? Компрессор являет собой механический нагнетатель воздуха, который устанавливается возле двигателя. Существует несколько разновидностей механизмов: центробежный, роторный и винтовой. В отличие от турбин, компрессоры появились гораздо раньше.

Массовое распространение они получили в 60-70 годах прошлого века в США. Тогда американские масл-кары поголовно оснащались данными нагнетателями. В 2000 годах установку компрессора практиковала . Яркий тому пример – автомобиль «Мерседес» С-класса. Такие авто отличались шильдиком «Компрессор» на задней части кузова.

Механический нагнетатель и турбокомпрессор

Турбина представляет собойротационный двигатель, особенностью которого является его постоянная и беспрерывная работа. Ранние попытки создать турбину предпринимались еще на заре развития человечества, но качественная реализация стала возможна только в 19 веке. Эпоха развития машиностроения позволила создать первые турбины, которые были паровыми. Турбина осуществляет преобразование кинетической энергии пара, газов или воды в полезную механическую работу. Турбины нашли свое применение во многих устройствах, а также стали неотъемлемой частью различных видов транспорта. Это касается как наземных средств передвижения, так и морских судов наряду с воздушными летательными аппаратами.

Если говорить о компрессоре, то конструктивно устройствоможет иметь разные модификации и успешно применяется во многих промышленных областях. Главной его задачей становится сжатие и подача газа под давлением.

Дальнейшее развитие технологий привело к появлению своеобразного симбиоза турбины и компрессора. Разработка позволила значительно повысить КПД и мощность двигателей.

Как известно, получить максимальную мощность мотора без увеличения его объема можно при помощи принудительного нагнетания в камеру сгорания большего количества воздуха. Остается только подать больше топлива и мощность силового агрегата существенно возрастет. Как показывают приведенные в различных источниках данные, в среднем компрессор обеспечивает прибавку мощности до 50% и обеспечивает около 30% прироста крутящего момента.

Сейчас механические и турбокомпрессоры устанавливаются отдельно и даже в совокупности для увеличения мощности двигателя легковых и грузовых автомобилей. Их ставят на бензиновые и дизельные агрегаты. Данные решения являются оптимальным и наиболее экономичным вариантом прибавки «лошадей» в том случае, если нужно качественно увеличить мощность без увеличения объема цилиндров.

С этой задачей успешно и по отдельности может справиться как полностью механический, так и турбокомпрессор. Но какое из этих решений лучше? Давайте сравним и турбокомпрессор.

Недостатки компрессора

Теперь о недостатках, из-за которых автомобили с компрессором сейчас практически не выпускаются. Минусов немного, а точнее, один. Это низкая производительность. Благодаря компрессору можно увеличить мощность двигателя только на 10 процентов. В чем разница компрессора и турбины? Устанавливается первый механизм на ременную передачу и приводится в действие от коленвала ДВС. Из-за этого максимальные обороты крыльчатки сильно ограничены. Как следствие, устройство не может загнать такой объем воздуха, как это делает турбина. В то же время компрессорные двигателя будут лучше атмосферных. Здесь нет провалов мощности и больший крутящий момент. А ремонт компрессору может потребоваться на пробегах далеко за 300 тысяч километров. Быстрее потребует внимания сам двигатель, нежели компрессор – говорят владельцы.

Вот как работают центробежные приводные нагнетатели

Внешне центробежные нагнетатели выглядят очень схоже со своими ближайшими родственниками – обычными турбинами. Действительно, между двумя системами подачи воздуха в цилиндры много общего, но тем не менее отличий у них не меньше.

Использование принудительной индукции для получения большей мощности с единицы объема двигателя может быть достигнуто несколькими различными способами. Одним из таких способов является применение нагнетателя центробежного типа, использующего механическую мощность двигателя, а не энергию выхлопных газов, для того чтобы загнать больше воздуха в цилиндры, сжечь больше топлива и получить больше мощности. Но как именно работает центробежный нагнетатель? Небольшой ликбез ниже.

Особенности турбины

Чем отличается турбина от компрессора на авто? Данный механизм являет собой тоже механический нагнетатель, однако уже высокотемпературный. Турбина работает не от ременной передачи и коленчатого вала, а от энергии выхлопных газов. Чем компрессор отличается от турбины? Последний механизм имеет две стороны – горячую и холодную.

Внутри первой проходят газы, заставляя вторую по инерции вращаться. В свою очередь, крыльчатка холодной части турбины нагнетает воздух во впускной коллектор. Чем быстрее двигаются отработанные газы, тем выше скорость работы турбины. В среднем, температура горячей ее части составляет 800 градусов. Дабы обеспечить охлаждение агрегату и слаженную работу крыльчатки (которая вращается в 10 раз быстрее, чем на компрессоре), инженеры предусмотрели смазочную систему. Как показывает практика, благодаря турбине можно увеличить мощность двигателя до 40 процентов. Но и здесь есть свои подводные камни, о которых расскажем далее.

Как повышается мощность

Прежде чем выяснять — что лучше компрессор или турбина, давайте пройдемся по принципу повышения мощности.

Как мы с вами знаем, двигатель внутреннего сгорания работает на воздушно топливной смеси, именно она воспламеняется в цилиндрах и затем сгорает – состоит она из воздуха и бензина, которые поступаю во впускной коллектор или двигатель различными путями:

• Если взять бензин — то он подается по специальным каналам (топливопроводу), его подачей занимается специальный насос.
• Если взять воздух — то он никак не нагнетается, а просто засасывается двигателем через воздушный фильтр, а если фильтр загрязняется – тогда мощность может даже упасть, вырастит расход.

То есть и компрессор и турбина нагнетают в цилиндры — только воздух и больше ничего. Где-то слышал — что нагнетается еще и топливо, но по сути это бред. Тогда в чем же разница, ведь и тот и другой узел делают одно и тоже, почему их различают – что лучше в конце-концов?

Для того чтобы ответить на все эти вопросы, стоит вспомнить каждый из узлов, первый появился компрессор

Плюсы и минусы турбины

Как мы уже сказали ранее, главный плюс данного агрегата – это колоссальное увеличение мощности. Обычный 120-сильный двигатель можно «раздуть» до 180. А если и этого мало, существует чип-тюнинг. Специалисты на программном уровне меняют дозировку топлива и другие настройки в электронном блоке управления. В результате турбина больше «раздувается», а машина получается еще более динамичной. Компрессор никогда не даст такие результаты. Но рассматривая отличие турбины от компрессора, стоит упомянуть о надежности. Нужно понимать, что мотор будет постоянно нагружен. В первую очередь, страдает ресурс. Если в случае с компрессором двигатель мог работать больше трехсот тысяч, то турбированные моторы выхаживают около 150. Далее начинаются ремонты, связанные как с поршневой системой, так и с самой турбиной. Особенно это касается «чипованных» экземпляров. Нужно знать меру. Не стоит гнаться за мощностью. Всему есть свой предел. Увеличивая мощность, мы всегда теряем в ресурсе. Здесь каждый выбирает сам, что для него важно.

Чем турбина отличается от компрессора еще, так это обслуживанием. Так как двигатель подвергается нагрузкам, ресурс масла тоже снижается. На компрессорных и простых атмосферных моторах замену масла нужно делать раз в 10 тысяч километров. В случае с турбиной данную операцию нужно производить не реже, чем раз в 7, а в идеале каждые 5 тысяч километров. Причем масло нужно использовать не самое дешевое – говорят автолюбители. Чем турбина отличается от компрессора в этом плане? Также необходимо следить за уровнем. Турбированные двигателя любят подъедать масло еще с завода. Это норма для таких ДВС. В среднем расход составляет от двух литров на 10 тысяч километров. Езда с низким уровнем масла чревата ремонтами. Ремонт турбированного двигателя – это всегда большие капиталовложения. К тому же, нужно уметь найти знающего специалиста. Чем турбина отличается от компрессора еще? Следующий недостаток – это требовательность к качеству топлива. Это касается как бензиновых, так и дизельных турбированных авто.

Что лучше?

Стоит посмотреть на производителей, сейчас компрессоров вы и не найдете. ТОЛЬКО – ТУРБИНА! Почему да очень просто, разделите 200 000 на 12000 = 16, именно во столько превосходит турбина своего соперника по оборотам, а соответственно и выигрыш в мощности будет ощутимый.

Если констатировать, то:

• Турбина, это реально мощный, производительный агрегат, который повысит мощность от 30 до 40% (примерно), если вам это важно (гоняете на ралли например), это ваш выбор. Но готовьтесь выкладывать большие деньги за обслуживание (ремонты), частые диагностики, замену масла и т.д.

• Если не нужна такая бешенная производительность, а хочется процентов 7 – 10 к мощности, чтобы геморроя с обслуживанием не было, хватило на весь срок эксплуатации авто (настроил и забыл), чтобы сам мог поставить причем дешево – ТОГДА компрессор.

Может вы рядовой парень, на ПРИОРЕ, и хотите установить себе нагнетатель своими руками (да еще и дешево), чтобы повысить мощность на 10%, причем вам важна надежность – то однозначно компрессор.

Турбина вам не по плечу, потому как придется перелопатить устройство мотора, ставить всякие даунпайпы, лезть в смазку вашего агрегата, да еще много всяких приколов. Причем стоимость будет в разы больше.

Увеличение мощности автомобиля — тема не новая, но всегда актуальная. Чтобы решить эту проблему у автовладельца есть два варианта — установить компрессор или турбину. Оба устройства призваны увеличить продуктивность работы двигателя, но каждое имеет свою нюансы и особенности. Ниже рассмотрим, чем отличается турбина от компрессора и установка какого именно устройства будет нужна в конкретных случаях.

Для начала стоит разобраться, каким именно способом увеличивается мощность силового агрегата. Сперва банальное описание, как функционирует ДВС: работает он на воздушно-топливной смеси, которая воспламеняется и сгорает в цилиндрах, обеспечивая мотор необходимой энергией для работы. Смесь состоит из двух компонентов — воздуха и топлива (дизель или бензин).

Для эффективного сгорания топливо-воздушной смеси в цилиндрах требуется определенное количество топлива и определенное количество воздуха. И если с подачей большего количества топлива особых проблем нет, то загнать в цилиндр больше воздуха уже не так просто.

Для решения этой задачи может использоваться турбина или компрессор, которые мы и рассматриваем в данной статье. И хотя оба этих устройства нагнетают воздух в двигатель, работают они по совершенно разным принципам.

Что лучше выбрать?

Однозначного ответа на этот вопрос никто дать не может. Каждый выбирает автомобиль по своим потребностям. Компрессорные ДВС отлично подойдут для тех, кто не хочет вкладывать большие деньги в ремонт авто и при этом нет необходимости в существенном поднятии мощности. Такие машины ходят очень долго без поломок.

Для тех, кто хочет получить от своего автомобиля максимум, однозначно нужно выбирать турбированные двигатели. Они очень производительные. Но стоит понимать, что ресурс у таких ДВС будет меньше. Спустя время однозначно потребуется вмешательство в двигатель или турбину. Также, владея подобным авто, нельзя экономить на горюче-смазочных материалах.

Что лучше турбина или компрессор?

На самом деле всё зависит от того, какой именно эффект нужен автовладельцу, а это всегда строго индивидуально. Можно подвести следующие итоги.

Турбина.

Даёт огромный прирост мощности двигателя, вплоть до 40%. Актуально для ралли-заездов или для поклонников стритрейсинга. Правда, придётся серьёзно потратится, как на покупку самого устройства, так и на его монтаж, настройку и техобслуживание. Плюс нужно мириться с большим расходом масла, туролагом и частыми ремонтами.

Компрессор

. Подходит водителям, которым не нужна такое внушительное повышение мощности двигателя. При этом автовладелец не хочет иметь проблем с обслуживанием оборудования, поскольку компрессор используется по принципу «поставил, настроил и забыл» — его срока эксплуатации хватит на весь период пользования машиной. Да и стоимость самого устройства в разы ниже.

Многие автолюбители очень часто задаются вопросом касательно того, какое решение окажется в итоге лучшим-турбина или компрессор? Такой вопрос может возникнуть как при выборе нового автомобиля, так и при покупке машины б/у. Не менее часто с задачей такого выбора сталкиваются и любители тюнинга.

Стоит отметить в самом начале, что оба устройства одновременно имеют как ряд определенных преимуществ, так и недостатков. Все это однозначно влияет на конечный выбор. Отличия указанных систем заключаются не только во внешнем виде, форме, весе, способе крепления на двигателе и габаритах, но и в главных принципах работы. Не всегда однозначно просто выявить все главные критерии при выборе того или иного устройства. Давайте разбираться в этом вопросе более подробно.

Читайте в этой статье

Определение

Турбина

– ротационный двигатель, особенность которого заключается в беспрерывной работе. Ротор преобразует кинетическую энергию пара, газа или воды в механическую. Сегодня турбины активно применяются в качестве основного элемента привода самых различных транспортов (наземных, морских и воздушных). Как бы это не казалось невероятным, но попытка создать механизм, похожий на современную турбину, была предпринята еще до нашей эры. И лишь в конце 19 века с развитием термодинамики и машиностроения стали появляться паровые турбины, отличающиеся в первую очередь высокой функциональностью.

Турбина

Компрессор

может быть разным и применяться в самых различных областях промышленности. Он необходим для сжатия и подачи газов (в том числе воздуха) под давлением. Это устройство были придуманы для того, чтобы заметно повысить максимальную мощность двигателя, ведь в камеру сгорания нагнетается больше воздуха. В результате в цилиндр попадает больше топлива, что в свою очередь означает то, что конечная цель достигнута.
Компрессор
Для наглядности можно привести некоторые цифры: в среднем компрессор позволяет добавить мощности примерно на 46 процентов (плюс 31 процент крутящего момента). Сейчас эти устройства активно применяются для увеличения мощности двигателя как легковых, так и грузовых автомобилей. На сегодняшний день компрессоры являются наиболее оптимальным и экономичным вариантом для тех, кто хочет увеличить мощность двигателя, прибавить ему определенное количество лошадиных сил.

Компрессор VS турбина

Разница между турбиной и компрессором наглядно продемонстрирована в тех отличиях, которые имеются у ряда устройств подобного типа.

• К основным преимуществам компрессора заслуженно относят бесперебойное и равномерное сгорание рабочей смеси. Это качественно влияет на правильность работы всего двигателя и исключает ряд неисправностей, которые могут потенциально возникнуть в процессе эксплуатации такого мотора.
• Основным преимуществом турбины является то, что она не имеет привода от двигателя и питается от энергии выхлопных газов. Это не вызывает потери мощности. Компрессор же берет энергию от двигателя, отнимая при этом до 30% его мощности. Справедливости ради стоит добавить, что эта потеря наиболее проявляется в режиме максимальных нагрузок на ДВС.
• Процесс установки турбины на двигатель является крайне сложным и трудоемким. Не менее сложна и настройка турбокомпрессора, которая потребует существенных финансовых затрат, установки многочисленного дополнительного оборудования и большого количества времени. Еще одним нюансом является то, что перед установкой турбокомпрессора как сам двигатель, так и в ряде случаев трансмиссию нужно существенно и основательно доработать, подготовить к таким сильно возросшим нагрузкам. Если говорить о механическом компрессоре, то двигатель и КПП также дорабатывают, но делается это далеко не всегда, а сама доработка может быть поверхностной.
• Установить компрессор в подкапотное пространство и далее качественно его настроить намного проще, а еще легче произвести последующий правильный подбор параметров необходимой для нормальной работы мотора топливовоздушной рабочей смеси. Установка компрессора облегчена еще и тем, что имеются уже готовые комплекты для решения этой задачи.
• Если турбину в автомобиле нужно настраивать только при помощи квалифицированного специалиста или самостоятельно обладать специальными знаниями, то компрессор не потребует специального оборудования, знаний и навыков. Такие особенности еще более упрощают процесс установки механического наддува.
• Автомобильный турбокомпрессор излишне требователен к смазке и качеству ГСМ. Необходимо реализовать подвод масла под давлением, намного чаще менять указанное масло, организовать слив масла в поддон. Все это увеличивает расходы на последующее содержание авто и на работы по установке турбонаддува. Межсервисные интервалы по замене масла заметно сокращаются. Если не обслуживать турбомотор с завидной регулярностью, тогда машина относительно быстро ответит неисправностями и дополнительными проблемами. Компрессор в этом плане намного менее требователен к качеству топлива и ГСМ.
• За турбиной требуется особый уход. Решение подразумевает целый список периодических процедур по обслуживанию. Механическому компрессору же главное обеспечить только чистоту поступающего воздуха, да и то применительно к кулачковым и шнековым решениям.
• Турбина демонстрирует негативный эффект на низких оборотах, который называется «турбояма». При низком количестве оборотов от турбины ожидать чудес вовсе не стоит. Только средние и максимальные обороты позволяют добиться полной отдачи от силовой установки. В режиме повседневной эксплуатации в городе это не всегда удобно.

Автовладелец вполне может приобрести турбины новейшего поколения, которые лишены в большей мере такого недостатка и не так сильно зависят от оборотов ДВС, но и сумма итоговых затрат после покупки и доработок будет внушительной. Компрессор по своей производительности не зависит от оборотов машины и выходит на наддув при низких оборотах, обеспечивая при этом прогнозируемую мощность при любой скорости.

• Компрессор представляет собой отдельное и независимое устройство в конструкции всего ДВС, что упрощает процесс его демонтажа, обслуживания и проведения ремонтных работ. Обслуживать компрессор относительно просто, так что намного более доступно получить качественный, менее затратный и квалифицированный ремонт элемента в случае необходимости.
• К плюсам турбины можно заслуженно отнести более высокие обороты сравнительно с компрессором. Но и уровень нагрева турбонаддува намного выше, а перегревается турбина заметно быстрее. Это негативно сказывается на всей работе и состоянии двигателя. Износ мотора при повышенных температурных режимах повышается, а также существенно возрастают требования к системе охлаждения ДВС.
• Компрессор выходит на эффективный показатель практически сразу же после момента запуска двигателя. В этом заключается его безусловное преимущество. Турбина же на низких оборотах работать не будет. При этом не стоит забывать о том, что компрессор отнимает мощность у двигателя, а вот турбина не снимает с мотора часть мощности от дополнительной нагрузки.
• К минусам компрессора однозначно относится повышенный расход топлива по сравнению с турбинами. КПД компрессора также заметно меньше. В плане топливной экономичности турбина в автомобиле представляется лучшим вариантом.
• От двигателя компрессор приводится в действие приводным ремнем или цепью, что требует периодического обслуживания элемента. Если говорить о турбине, то затраты на её обслуживание по сравнению с уходом за компрессором все равно намного больше.
• Подобрать компрессор или готовый комплект установки в свободной продаже однозначно проще и легче. На современном рынке представлен широкий выбор компрессоров различного типа. Выбор турбин сильно ограничен по сравнению с аналогичным выбором компрессоров.
• Высококачественная современная турбина в ряде случаев стоит дороже механического компрессора. Несмотря на это, большинство автомобилей оснащаются именно турбонаддувом, так как турбина намного качественнее повышает производительность ДВС.

Отношение A/R

В то время как габарит турбины приблизительно отражает ее способность переваривать поток выхлопных газов, оценка отношения A/R — инструмент более точного подбора ее основных конструктивных размеров. Параметр А, называемый площадью разгрузки, представляет собой площадь сечения конусного канала, организованного по периметру улитки. Параметр R в отношении A/ R — расстояние от оси турбинного колеса до линии центра сечений конусного канала улиточной части. Отношение A/ R постоянно по всей окружности турбины (рис. 3) :

Al/ R1=A2/ R2=A3/ R3=A4/ R4=A5/ R5.

Соотношение A/R применимо и для компрессорной, и для турбинной частей чарджера. Компрессорный A/ R незначительно влияет на производительность турбо системы, хотя увеличение его часто применяют для некоторого повышения давления при малом расходе у чарджеров небольших размеров.

На компрессорах с большим расходом, наоборот, иногда его уменьшают, раздвигая тем самым границы пика наддува. Гораздо важнее для характеристик системы турбинный A/R. Размер А- существенный фактор, поскольку он определяет скорость, с которой выхлопные газы выходят из конусной части улитки на лопатки колеса. Это имеет непосредственно е отношение к скорости вращения турбины. Чем площадь разгрузки меньше, тем она выше. Необходимо помнить, что площадь разгрузки также влияет и на силу противодавления, стремящуюся вернуть вы хлоп обратно в камеру сгорания.

Параметр R тоже существенно сказывается на скорости вращения турбины. Принципиальная зависимость такая же: чем меньше R, тем скорость выше. Но что более весомо, увеличение R дает на валу крыльчатки больший крутящий момент. Это объясняется довольно просто: чем больше рычаг приложения сил (в нашем случае от выхлопных газов), тем больший момент получаем на оси. Выбирать лучше турбину с большим диаметром турбинного колеса, если позволяют условия.

Если ошибочно выбрана турбина со слишком большим значением A/R, то рост давления наддува будет происходить слишком вяло. A/R должно быть настолько большим, чтобы не было препятствий для скорости вращения, достаточной для получения, в конечном счете, необходимого давления в компрессоре.

Если A/ R слишком мал, то реакция турбины на переменные условия режимов движения автомобиля будет столь быстрой, что управление машиной станет казаться трудным и нервным. Это также отразится на снижении мощности в верхней трети диапазона оборотов двигателя.

На рис.4 изображена примерная зависимость давления наддува компрессора от давления на в ходе в турбинную часть при разных значениях A/R. Более точные цифры, служащие отправной точкой выбора отношения A/R, можно получить только путем измерений давления в выпускном коллекторе и давления наддува на впуске непосредственно на двигателе.