Что такое турбояма двигателя, причины появления и как от неё избавиться

Что такое турбояма и почему она возникает?

Эффект турбоямы возникает из-за того, что турбодвигатели хорошо работают на высоких оборотах, а вот на низких при ускорении, как говорится, «зависают». Чтобы посмотреть на проблему с технической точки зрения, стоит изучить принцип работы системы.

Турбированные двигатели используют для работы энергию выхлопных газов. То есть то, что обычно «поглощает» выхлопная труба, турбонаддув использует для повышения мощности двигательной системы. Конструкция турбины предполагает наличие пары крыльчаток, которые фиксируются на один вал, но находятся далеко друг от друга – в разных камерах. Первая крыльчатка турбины – ведущая, вторая – ведомая.

Ведущая приводится в действие выхлопными газами. Она производит вращательные движения, приводя в действие ведомую. Последняя же засасывает воздух извне и направляет его в двигательную систему под определенным давлением.

Уровень давления, под которым подается поток воздуха, напрямую зависит от интенсивности потока выхлопных газов. Для безопасности турбированные автомобили дополнительно оснащаются клапанами сброса давления на случай его превышения сверх максимально допустимого. Без клапана двигатель может просто разорвать.
При работе на высоких оборотах такой механизм довольно эффективен. Но вот на низких оборотах возникают сбои.

Выжимая газ, водитель ждет мгновенного и резкого ускорения. Но автомобиль просто замирает на месте на несколько секунд (обычно до 3-х) и только потом срывается с места. Именно этот эффект и назвали турбоямой.

Почему возникает проблема турбоямы? Потому что крыльчаткам нужен выхлоп, а для этого топливно-воздушная смесь должна попасть в цилиндры, после того как будет нажата педаль газа, сгореть там и образовать продукты сгорания. Ведь при работе на низких оборотах выделения минимальны, вращаются крыльчатки довольно вяло.

Виды двигателей и проявление в них турбоямы

В связи с тем, что турбоямы возникают, в народе принято считать, что такие явления могут сопровождаться исключительно в дизельных двигателях. Однако такие суждения не являются исконно верными. Дизель на самом деле является низкооборотистым типом внутреннего сгорания, однако в основном рабочие обороты достигают всего лишь 3000. Именно поэтому наиболее заметно явление турбоямы на этих двигателях.

Бензиновые моторы также не являются исключением из правил, турбояма возникает и у них.

Как на дизельном, так и на бензиновом двигателе холостые обороты колеблются от 800 до 1000 оборотов. Именно в связи с этим если резко ускориться в движении, то турбояма возникнет и в том, и в другом случае. Наиболее страдают от турбоямы двигатели с турбинами, которые приводятся в действие при помощи энергии выхлопных газов, но существуют и иные типы.

Как определить турбояму?

Это очень просто. Если при наборе оборотов наблюдаются провалы и скорость увеличивается с заметной задержкой, это явный признак наличия турбоямы.

Причины возникновения

Обычный турбокомпрессор способен производить достаточное количество мощности на раннем этапе работы, но быстро затухает, подобно нагнетателю.

Турбокомпрессор большего объема способен обеспечить резкий приток мощности и поддерживать ускорение по мере увеличения оборотов, что может привести к затруднению управлением автомобиля.

Как происходит эффект турбоямы?

Турбина за счет большого количества выпускных газов может раскручиваться свыше 150 000 об/мин, т.е. чем больше выхлопных газов подается на крыльчатку турбины, тем выше ее обороты, а значит, она будет нагнетать больше свежего воздуха.

Для того чтобы ограничить набор оборотов турбины устанавливается байпасный клапан, сбрасывающий часть давления отработавших газов, спасая тем самым двигатель от «разноса». Однако здесь присутствует существенный недостаток. Как и в любом автомобиле, водитель ожидает ускорения при любом нажатии на педаль газа.

Происходит буквально следующее. Автомобиль движется с небольшой скоростью и его мотор работает также с небольшими оборотами коленчатого вала. В пути возникает необходимость обгона впереди идущего автомобиля, и водитель резко нажимает на педаль газа, но ничего не происходит. Это, по сути, и есть «турбояма», вызванная задержкой турбины. Т.е. другими словами «турбояма» — задержка мощности и увеличения оборотов двигателя во время резкого нажатия педали газа.

После нажатия на педаль акселератора, в цилиндры подается топливо, которое должно сгореть и только после этого отработанные газы поступают к крыльчатке турбины. Начинается наращивание ее оборотов, турбина начинает подавать в цилиндры двигателя больше воздуха и происходит ожидаемое ускорение, позволяющее выполнить обгон.

Как побороть турбояму?

От турбоямы можно избавиться исключительно своевременной диагностикой и настройкой силового агрегата и благодаря чип-тюнингу. Специалисты благодаря этому устройству изменяют настройки электронного блока, подбирая параметры согласно специальным таблицам соответствия норме. Но данный вопрос является очень ответственным и должен выполняться лишь квалифицированными специалистами.
Еще одним методом избавиться от турбоямы в автомобилях с дизельным агрегатом будет интеграция пауэрбокса Smart Diesel. Последний можно аодключить к топливному датчику, чтобы двигатель менял режим своей работы в зависимости от сигналов, поступающих от устройства. За счет использования устройства расход топлива будет снижен, а владелец машины сможет менять режимы езды в зависимости от необходимости. Технически проблема с турбоямой решаема за счет использования турбины с изменяемой геометрией либо добавлением дополнительной механической турбины или компрессора, которые будут аккумулировать воздух при необходимости в резком ускорении машины.

Установка дополнительной турбины

Компания Mazda, чтобы минимизировать турболаг, использовала дополнительную турбину в последних версиях RX-7. На низких и средних оборотах начинает работать первая турбина (механическая или электронная), далее подключается вторая турбина по мере увеличения оборотов двигателя.

Система «Анти-лаг» (Anti-Lag System (ALS))

Текущие модели автомобилей, участвующих в соревнованиях по ралли, оснащены наиболее эффективной системой для борьбы с турболагом, известной как Anti-Lag System (ALS). Производители деталей могут быть разными, но принцип работы остается неизменным.

Небольшое количество сжатого нагнетаемого воздуха может обходить дроссель, когда он закрыт.

Зажигание пресекается, и небольшое количество несгоревшего топлива попадает непосредственно в выхлопную трубу, где, смешиваясь с воздухом, самопроизвольно воспламеняется.

Поскольку дроссель закрыт, входной канал заполняется сжатым чистым воздухом. Как только дроссель открывается, цилиндры мгновенно заполняются им, что приводит к мгновенной реакции при впрыске топлива.

Недостатком Anti-Lag System (ALS) являются огромные тепловые нагрузки, действующие на компоненты турбонаддува и выхлопной системы автомобиля.

Подробнее принцип работы системы ALS.

Продувочный клапан

Еще одним способом уменьшить турболаг является установка продувочного клапана.

Обычно при переключении передачи дроссель закрывается и воздух от вращающегося турбонаддува упирается в закрытую заслонку. Чтобы избежать рециркуляции воздуха, продувочный клапан выпускает воздух, находящийся под давлением.

Как стало понятно, что турболаг или турбояма – это давно известная проблема, с которой пытаются бороться многие производители двигателей. И по мере развития новых технологий эта борьба становиться успешней.

Турбояма возможна не только на дизеле

К бензиновым турбированным двигателям подход особый. Особенно настойчивы в борьбе с такой проблемой, как турбояма дизель японские и итальянские производители (те же Субару, Мазда, Альфа — Ромео и Фиат).

Впрочем, в случае с итальянцами более актуален такой подход, что турбояма случается и у бензиновых двигателей с турбированием. Правда, в этом случае стараются использовать не столько возможности выхлопных газов, а всякого рода нагнетатели.

Ведь бензин, в отличие от дизельного топлива, не дает такого количества выхлопа при сгорании, и достичь необходимого для резкой раскрутки крыльчатки турбины давления (в случае с бензиновым двигателем) труднее.

Поэтому современная автомобильная промышленность ищет принципиально новые подходы, проектирует нагнетатели, принцип действия которых зависит не только от количества выхлопных газов, образовавшихся при сгорании топлива в двигателе внутреннего сгорания.

Борьба с турбоямами на бензиновых двигателях

Хотя в большей степени с проблемой турбоямы сталкиваются владельцы дизельных автомобилей, аналогичные провалы при ускорении могут наблюдаться и на бензиновых силовых агрегатах.

При работе бензинового двигателя, когда сгорает топливо, происходит образование несколько меньшего количества выхлопного газа. Это способно воздействовать на скорость изменения текущей частоты вращения турбосистемы.

Чтобы избавить водителей от проблемы провалов на ускорении, автопроизводители стараются использовать и внедрять разные конструктивные решения. Самым эффективным считается нагнетатель. Его появление дало возможность избавиться от главной проблемы турбированных силовых агрегатов. Речь идёт о зависимости объёма поступающего в камеру сгорания кислорода от количества образующихся выхлопных газов.

Турбокомпрессор – механический нагнетатель

При производстве мощных бензиновых автомобилей, автокомпании устанавливают специальные изменённые по своей компоновке радиаторы. Важной их особенностью является установка под определённым углом.

Хотя отказ от фронтального или вертикального расположения имеет свои недостатки. Такое размещение радиатора приводит к уменьшению количества поступающего воздуха, необходимого для охлаждения двигателя. Но зато мощные потоки воздуха способны эффективно раскручивать турбину, создавая необходимое высокое давление на крыльчатке. Отсюда и повышенная производительность без явных турбоям.

Не только сами автовладельцы думают над тем, как избавиться от трубоямы. Над этим вопросом активно работают сами автопроизводители. Причём вполне успешно.

Особенности устранения турбоямы на бензиновом моторе

Бензин при сгорании образует меньшее количество выхлопных газов. Это также влияет на скорость изменения частоты вращения турбомеханизма. Для того, чтобы автовладелец не узнал, что такое турбояма, автопроизводители разрабатывают всевозможные конструктивные решения. Появление нагнетателя, позволило избавится от зависимости объема подаваемого воздуха в камеру сгорания от количества выхлопных газов.

Для высокодинамичных машин используется измененная компоновка радиатора, который располагается под углом. Недостатком ухода от фронтального размещения является снижение поступления воздуха, охлаждающего двигатель. При этом воздушный поток раскручивает турбину, создавая давление на крыльчатке турбомеханизма.

Турбояма и радиатор

Особая компоновка радиатора – эффектное решение для высокоскоростных спортивных машин. Например, одним из эффективных ответов на вопрос, что такое турбояма и как избавиться от ее проявлений во время работы двигателя спортивного автомобиля в экстремальном режиме, можно считать особую компоновку радиатора на спортивных автомобилях (так называемая система V — маунт).

Радиатор располагается под углом, а не фронтально, и только часть поступающего воздуха (до 25 процентов), используется для охлаждения двигателя. А основной поток также «работает» на раскрутку турбины, создавая избыточное давление на крыльчатку ротора турбо-ускорителя.

Нивелирование эффекта турбоямы

Для того, чтобы избавиться от неприятного эффекта, которым обладают двигатели с турбонаддувом, рекомендуется переходить перед обгоном на низшую передачу. Это позволяет убрать турбояму, но мотор начинает потреблять больше топлива. Дискомфорт может доставить и необходимость работать рычагом КПП.

Турбояма может быть уменьшена чип-тюнингом. Эффективность зависит от мастерства специалиста. Необходимо учитывать, что если владелец удалил турбояму, перепрошив ЭБУ, автомобиль может потерять гарантию.

Турбированный двигатель

Автопроизводители постоянно совершенствуют конструкции силовых установок, в результате чего турбояма становится менее заметной. Полное ее устранение до сих пор достичь не удалось, поэтому ее наличие важно учитывать при вождении авто с турбонадувом.

Наиболее частые поломки турбины

Разгерметизация ротора. В результате в выпускном или впускном коллекторе оказывается масло и лопатки турбин постепенно все больше закоксовываются;

  • Износ подшипников ротора. В итоге соприкосновение корпуса с ротором становится неизбежным, такое случается из-за некачественной смазки;
  • Разрушение лопастей ротора. В корпус или улитку попадают инородные предметы, отчего происходит разрушение лопастей.
  • Накопление смолистых отложений в каналах подвода масла. Из-за этого ухудшается качество смазки, и может происходить заклинивание геометрии.
  • Загрязнение и разрушение самой геометрии. В результате этого на современных автомобилях выходят из строя электродвигатели, которые управляют турбонагнетателем (сервоприводы), если более простые приводы – термоклапаны.

Признаки выхода турбины из строя

Существуют признаки скорого выхода из строя турбины, и они достаточно простые. В первую очередь, повышается расход масла, появляется масло в патрубке на выходе из турбины или же оно накапливается в электро-кулере.

Правда если рассматривать немецкие современные авто с турбонаддувом, то два эти признака не показатель. Ведь система ВКГ на их движках встроена в крышку, плохо справляется со своими обязанностями и масло во впускном коллекторе присутствует. И понять виновата турбина или клапан можно лишь по его количеству.

Кроме того, снижается производительность двигателя, скачки мощности, а также провалы в тяге, что особенно заметно на подъеме, ну и, соответственно, переход двигателя в аварийный режим.

Что для турбонагнетателя хуже всего?

Вообще турбина должна сохранять свою работоспособность до тех пор, пока жив сам двигатель. Однако турбину убивают частые «холодные пуски», когда ротор вращается почти без масла, а также грязь, которая попадает через впускной коллектор.

Если исключить эти причины, то турбина могла бы выдерживать свыше 1 млн. км. (как на самолете), однако, реальность вносит свои поправки, и турбина выдерживает порядка 300 км., а иногда и намного меньше.

То есть главным врагом являются врожденные дефекты самого мотора, такие как их система смазки. Сюда можно отнести 2.0 TDI Фольксваген или 1.6 турбодизель на Форд, где турбина могла клинить даже не пройдя и 100 тыс так как система смазки была спроектированная не правильно.

А если говорить про дизель и его городскую эксплуатацию, то часто он вообще не успевает прогреваться нормально, особенно зимой. В итоге многочисленные запуски сухого ротора. И когда не соблюдать или оттягивать срок замены масла, то первые симптомы закисшей геометрии либо проблемы с байпасным клапаном появляются уже при 100-150 тыс км пробега.

Источники


  • https://mashinapro.ru/1757-turboyama-chto-eto-takoe.html
  • https://autoiwc.ru/tuning/turboyama.html
  • https://AutoTopik.ru/obuchenie/1468-turbolag.html
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5a8ac62177d0e645af4f1715/chto-takoe-turboiama-na-dizelnom-i-benzinovom-dvigatele-5b067a7d9e29a23982b2752c
  • https://Turboru.ru/blog/turboyama-chto-takoe-kak-poyavlyaetsya-i-kak-izbezhat
  • https://ZnanieAvto.ru/nuzhno-znat/chto-takoe-turboyama-i-kak-izbavitsya-ot-nee.html
  • https://DriverTip.ru/osnovy/turboyama-dvigatelya-prichiny-kak-izbavitsya.html
  • https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/turboyama.html
  • https://zen.yandex.ru/media/etlib/chto-ubivaet-turbinu-dvigatelia-5d1dd59b7f053700b0a8464b

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт автомобиля, решение проблем с авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: