Вопросы-ответы по турбинам (ответы Roman155 на вопросы дилетанта)
Скоро предстоит переборка мотора 155 V6. Что можно придумать с двигателем. Как поднять мощность. Турбина или компрессор?
Roman_155. Что посоветую - ну все зависит от того что в итоге хочется получить. Что касается турбины, то ее плюс в том, что она может выдать хороший избыток, компрессоры типа Вортекс, в принципе способны выдать до 1 бара избытка, но они очень дорогие. Еще по поводу турбы - на твой мотор подходит выпускной коллкетор от GTV 2.0 turbo по этому тебе ее установить вообще нахаляву. В целом основной гемор заключается именно в создании коллектора (к твоему двигателю это не относится), и эффективном расположении турбины. С компрессором в этом плане проще. Я лично выбрал турбину, потому, что :
1. ее давлением легко управлять в широких пределах в реальном времени.
2.Она дешевле, значительно дешевле ее ремонт и восстановление в случае чего.
3.Она способна выдать больше избытка чем любой компрессор, я хочу в режиме
отжига иметь даввление до 1.3 бар избытка.
Минусы:
1. необходимо рассчитывать выпускной коллектор и даунпайп (штаны).
2. турбина имеет лаг до 3000
3. необходим подвод масла (правда в компрессорах вортекс тоже) и охл. жидкости в
некоторых вариантах, как в моем например.

Честно говоря с компрессором все же возни меньше, в частности мозги можно не менять, достаточно сменить штатные форсунки на форсунки с большей производительностью, и перекалибровать расходомер, в моем же случае я ставлю дополнительную рампу, датчик детонации, и электронику, управляющую этим, но такой же макс мощности от движка как с турбиной, с компрессором ты не получешь. В любом случае , если собираешься дуть мотор чем бы то нибыло, то при капиталке снизь степень сжатия путем фрезерования днищ поршней, хотя бы до 9, этого гарантировано хватит на компрессор, и на турбину если дуть до 0.7 избытка. И что бы на дотурбинных оборотах небылоь заметно сильной разницы между нетурбовым вариантом, и турбовым, обработай головку, и ресивер.
Как продвигается турбирование твоего 155 2.0 8v
Roman_155. Супераппарат строится, сейчас в мотор уже заряжены поршни с пониженной степенью
сжатия (8.5), обработана головка блока и ресивер , это все только что закончило обкатку
(буквально пару недель назад). Сейчас ищется место где могли бы сделать коллектор под турбину (TD04H)
от субары WRX STI сама турбина, блу-офф, рампа со вторым рядом форсунок, шланги, и еще всякая
мелочь, лежит и ждет своего часа инсталляции :) Щас готовлю электронику для управления всем этим, и
ищу рейсовый фронтальный интеркулер. Вобщем дело движется, надеюсь к весне все сделать.
Что можно сказать про Рутс (Roots)? Насколько он эффективен?
Roman_155. По поводу Рутс: Это не турбина, это тип объемного приводного компрессора. В качестве рабочих элементов там используются два длинных вала с пересекающейся винтовой нарезкой (такой вал чем то напоминает мясорубочный винт :)) вращающихся в полузакрытом пространстве с высокой частотой (как правило удвоеной частотой коленвала, это зависит от передаточного отношения шкивов). Констркутивно такой компрессор выполняется ,соответственно, как прямоугольный параллелепипед с размещенными в нем паралельно валами , имеющий снизу выходное окно размером со всю нижнюю плоскость. Этим окном он ставится непосредственно на впускной коллектор. С одного торца у него находится приводной шкив, с другого входное воздушное отверстие.

Как правило такие штуковины применяются на американских машинах. В Москве например можно легко достать такой девайс от "Понтиак Бонневиль" стоимость его будет от 100 до 200 в б\у варианте, новый стоит в районе 1500 естессно. Типичные параметры таких штуковин (в частности от боннивиля) следующие:
Масса 20 - 28 кг.
Макс. давление 0.6 бар избытка
Длинна 45 -50 см
Ширина 18 -20 см
Высота 10-15 см
Размерные и весовые параметры по памяти, т.к. сейчас перед собой у меня его нет.
Если будешь ставить такой, то помни о том, что он нехило весит, по этому желательно его вешать пониже, кроме того его длинна в полметра, тоже заставляет подумать над компановкой. Конечно лучше всего его попытаться разместить между головками прямо на впускном коллекторе, но это надо коллектор дорабатывать. Если собираешься вешать где нить сбоку, то естественно надо будет его нижнее окно закрыть металлическим
листом с широким патрубком для подсоединения к коллектору.
Кстати в России появилась любопытная книжка, в которой весьма неплохо описаны
большинство типов компрессоров и турбин применяемых при создании и форсировке ДВС. Оч рекомендую.
:
http://www.bolero.ru/product-14197280.html

Есть ли какие-нибудь маленькие или дешевые турбины?

И еще. Знакомый механик поставил турбину на 2.0 8v. Машина ездит больше года, но прогорели поршня. В чем может быть проблема?

Roman_155. Маленькие компрессоры, это что нить типа G60 как на Гольфах, или Vortex - но это чисто для спортивных целей разрабатывается, по этому на серийных машинах их нет, а соответственно нет бюджетных б\у вариантов, хотя конечно Vortex - это сила (0.9 бар может дать, маленький, легкий, конструктивно это по сути компрессор от турбины + редуктор).
По поводу прогара поршней - тут несколько причин: во первых он же вряд ли электронику трогал, если не трогал, то это на 100% возникает детонация на оборотах от нехватки топлива которая в свою очередь имеет место быть, из за того, что расходомер он видимо оставил штатный, а он затыкается при 0.4 бара избытка (у него максимальное разрешение такое), и дальше шлет в комп данные как будто на входе 0.4, что кстати тоже много, для атмосферной прошивки мозгов, но таблица длительности импульсов впрыска прокалибрована до этого значения, и ошибки не происходит, при этом правда форсунки работают с 90% скважностью (то есть почти все время открыты), но т.к. их производительность ниже чем надо при наддуве до 1.2 (такое давление?), то и происходит обеднение смеси на оборотах, и как следствие - детонация. Это раз, и кроме того при таком бусте надо поршни охлаждать бензином, т.е. подавать более обогащенную смесь чем обычно, я вот например ставлю 8 ворсунок штатных, т.е. по 2 на цилиндр. Максимальная производительность при 100% скважности у такой пары будет 440 куб.мм\мин. чего достаточно для того, что бы снять до 85 сил с циллиндра, т.е. до 340 сил с мотора , но мне надо 260, поэтому у меня возникает запас по скважности, что хорошо.

Что можно сказать по поводу коллектора, который он сварил сам. Имеется ввиду не внешний вид, а сама конфигурация.
Roman_155. Вообще то форма, кстати, правильная - первый, второй и третий в одну трубу, четвертый в другую - на четырехцилиндровых моторах с порядком работы 1-3-4-2 так и надо, сохраняется максимальная нергия выхлопа, и не происходит гашение импульсов при взаимном наложении волн как в случае если все 4 трубки пустить в одну.
Коллектор вполне нормальный, я бы даже сказал сделан грамотно. Конечно развести паук - это лучше, но это не так просто сделать и технически, и в плане рассчета. Кстати в том еже Maximum Boost приводятся варианты кастомных коллекторов сделанных по тому же принципу что и этот, и это считается вполне нормальным. А тюнинг альф, особенно 155-х действительно практически отсутствует как класс, я еще ездия на своей предыдущей 155-й думал о форсировании мотора, но так никакого подходящего варианта по турбокитам или компрессорам и не нашел, максимум что есть, это валы от коломбо и чип от сквадры.
Тайфун поставил вторую топливную рампу. Зачем она нужна? Какой от нее эффект?

Roman_155. Рампа со вторым рядом - ну здесь нет никаких стандартов, такие вещи применяются как правило при форсировании двигателей наддувом, или серьезном форсировании наддувных двигателей. Основная цель - увеличить подачу топлива в циллиндры. Вариант с установкой форсунок большей производительности на штатные места проходит не всегда по ряду причин, например при большой дороговизне таких форсунок (от 500 у.е. за одну форсунку с расходом 420 куб см\мин, при цене за 2 штатные около 180 у.е. с суммарным расходом 440 куб см\мин ), либо отсутствие таких форсунок в природе (сложно найти форсунку с производительностью более 600 куб см\ мин). Кроме того иногда схема форсировки двигателя подразумевает использование его в гражданских режимах езды, (тошнение в пробках и т.п. ) где турбина не работает, и повышенный расход топлива никчему, тогда вторая рампа отключается, и работает только один ряд штатных форсунок. Кроме того один из плюсов второго ряда форсунок в том, что в обычной ситуации при выходе из строя одной высокопроизводительной форсунки, смесь резко обедняется , что на оборотах и при хорошем бусте в считанные секунды приведет к детонации, и как следствие к прогару поршней или загибу шатунов или как повезет... В случае же выхода из строя одной низкопроизводительной форсунки, обеднение будет не столь значительным, к тому же как правило форсунки в такой системе работают не со 100% скважностью, по этому обеднение смеси тут же будет зафиксированно лямбдой, о чем поступит сигнал в мозги или тпливный контроллер который в свою очередь увеличит длительность импульса впрыска на остальных форсунках, и компенсирует обеднение. Почему так делаю я :
1. У меня будет применяться раздельная система топливного контроля, т.е. при низком давлениии наддува до 0.4 работает только одна штатная рампа, от штатных же мозгов по штатной программе (ну чуть модифицированной конечно), При превышении этого значения вступает в работу топливный контроллер, управляющий второй рейкой, и ориентирующийся уже по давлению во впускном ресивере через MAP Sensor, в отличие от штатных мозгов которые измеряют не давление, а массовый расход. Чем выше давление, тем больше длительность импульса впрыска стробируемого импульсами со штатной рейки.
2. По ряду причин связанных с поломками движка в случае отказа форсунок.
3. По причине того, что работа только с одной рейкой при форсировании мотора турбиной, требует серьезной доработки программы мозгов, в плоть до замены управляющего компьютера на более производительный, и имеющий вход для датчика детонации, а это ведет к серьезным финансовым расходам, и невозможности выполнения некоторых операций - например отлаживать такую программу с нуля надо на стенде, которые есть только в НАМИ, вряд ли я смогу этим воспользоваться.
4. Применять вторую рейку я буду от такой же 155-й альфы (моей предыдущей) с такого же твинспарка, т.е. она у меня есть в наличии :)

Все это выглядит странно:)
А бензин, который туда впрыскивается не оседает на стенках, не конденсируется???
И не стекает? Честно говоря, ощущуние стрельбы из пушки по воробьям:))) В стандарте бензин
впрыскивается практически в цилиндр, ну рядом с ним, а тут...

Roman_155. Ну смотри, ведь были же движки с карбюраторами, там же по коллектору именно смесь движется, а не воздух как у нас, и все работает :) Естественно часть смеси конденсируется, и движется по стенкам, по этому например в карбюраторных движках, при тюнинге, особое внимание уделяется полировке стенок впускного коллектора, дабы минимизировать степень конденсации смеси на стенках, и исключить паразитные завихрения. Теперь почему так - конечно лучше впрыскивать смесь как можно ближе к клапану - это факт, но , как я уже писал, одно из приимуществ данной схемы состоит в том, что при выходе из строя одной из форсунок, смесь обедняется не сильно, как раз за счет того что часть смеси создается не у входа в циллиндр, а несколько раньше, что дает возможность этой смеси попадать в любой циллиндр, а не только в тот, на против которого расположена форсунка. В принципе , по большому счету форсунки стали ставить около цилиндров преследуя экологическую цель, т.к. при этом почти ничего не конденсируется на стенках, соответственно сгорает почти все и чисто, но в тюнинге это не всегда хорошо. Как раз этот конденсат на стенках , как это не странно, способен сыграть поожительную роль - во первых он горит на много медленне чем смесь, по этому сгорая в цилиндре он отодвигает детонационный порог, во вторых он испаряясь при соприкосновении с днищем поршня охлаждает его, что немаловажно, по этому такая схема и интересна в применении.
Что такое Би-турбо? Есть ли отличие от Твин-турбо?
Би-турбо (biturbo) - система турбонаддува, состоящая из двух последовательно включаемых в работу турбин. В такой системе применяют 2 турбины, одну маленького размера другую большого, сделано это потому, что маленькая турбина раскручивается значительно быстрее, и вступает в работу первой, затем, при достижении более высоких оборотов мотора, раскручивается вторая , большая турбина, и добавляет значительно больший воздушный заряд. Таким образом прежде всего минимизируется лаг, образуется достаточно ровная разгонная характеристика автомобиля без рывка, свойственного большим турбинам, и достигается возможность использовать большие турбины на двигателях устанавлеваемых в автомобилях предназначенных не только для езды по гоночным трассам, но и по городским дорогам, где возможность крутить мотор постоянно есть не всегда, а получить больше мощности с мотора небольшого объема имеет смысл, по каким либо причинам, например связанным с законодательством по налогам данной страны на литраж мотора. Системы би-турбо весьма дороги, и по этому их установка, как правило в серийном производстве , производится на автомобили высокого класса, типа MASERATI или ASTON MARTIN.
Такая система может быть установлена как на двигатель V6 ,каждая турбина будет висеть на своей головке по выхлопу, впуск общий, так и на рядном моторе например рядная 4-ка, в этом случае турбины можно включить по выхлопу как парралельно, 2 цилиндра на одну, 2 на другую, так и последовательно - сначала большая турбина, потом маленькая. Встречаются так же варианты, когда к маленькой турбине подходит выхлоп только с 2-х цилиндров, а к большой соответственно с 2-х оставшихся, и с выхода малой турбины.
Твин-турбо (twinturbo) - в данной системе в отличии от системы би-турбо, основной задачей является не снизить лаг, а добиться большей производительности по прокачиваемому воздуху либо большего давления наддува. Производительность по прокачиваемому воздуху необходима, в случаях когда мотор работая на высоких оборотах, потребляет воздух больше, чем турбина способна обеспечить, таким образом возможно падение давления наддува. В системах Twinturbo применяются две одинаковые турбины. Соответственно производительность такой системы в 2 раза больше чем системы состоящей из одной турбины, при этом если применить 2 небольших турбины которые по производительности будут равны одной большой, то можно достигнуть эффекта снижения лага, при идентичной производительности. Существуют так же ситуации, когда производительности имеющихся в наличии больших турбин ,оказывается недостаточно, например при построении мотора дрэгстера, тогда так же используется комбинация из 2-х турбин. Данная схема как и вариант biturbo может работать как на двигателях с V образным развалом головок, так и на рядных двигателях. Варианты включения турбин такие же как и в битурбо.

Существуют так же системы состоящие из 3-х и более одинаковых турбин, результат преследуется тот же что и в twinturbo. Такие системы в гражданском применении как правило не имеют распостранения, и применяются как правило, для построения мощных спортивных моторова, для автомобилей участвующих в драгрэйсинге.
Что такое динамический наддув?
Динамический наддув,это явление наддува возникающий за счет второй волны отражения выхлопных газов от выпускного клапана, создающей за ним разряжение. В момент зоны перекрытия клапанов, это разряжение позволяет быстрее продуть цилиндр, и наполнить его свежим зарядом смеси. Первая волна отражения выхлопа происходит соответственно в резонаторе. Эффект проявляется в определенном диапазоне оборотов, и в конечном итоге влияет на характеристики двигателя. Если так же рассчитать впускной ресивер, то можно добиться повышения давления около впускного клапана в момент перекрытия клапанов, либо в момент открытия впускного клапана для наполнения цилиндра зарядом, так можно еще более значительно повысить эффект динамического наддува. Некоторые современные автомобили оснащаются впускным трактом с изменяемой длинной воздушного канала, таким образом можно подстраивать частоту резонанса воздуха на впуске и соответственно растянуть диапазон оборотов в котором будет проявляться влияние эффекта ДН.
PS: Если хочешь злостно дунуть в двигатель, поставь обычную газовую турбину, если не злостно, поставь компрессор, если дешево, поставь закись. И забудь ты об этих электроприблудах. Там люди деньги зарабатывают, а не стараются твою машину лучше ездить научить.
Термины:
Блуофф (blowoff) - клапан устанавливаемый в воздушный тракт высокого давления после турбины перед дроссельной заслонкой, предназначен для сброса давления при резком закрытии заслонки, во время сброса газа. Таким образом блуофф предотвращает повреждение деталей воздушного тракта высокого давления (шланги, интеркулер) от резкого повышения давления. Избыточное давление стравливается в атмосферу.
Байпасс (bypass)- принцип и назначение то же что и у блуоффа, только стравливание избытка производится не в атмосферу, а на вход тракта низкого давления, т.е. на вход турбины после воздушного фильтра. За счет этого достигается тихая работа клапана, в отличие от блуоффа, который издает громкий пшикающий звук.
Интеркулер (intercooler)- радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. Ставится в воздушный тракт высокого давления ,после туробины и в большинстве случаев перед дросселем (в Альфе 75 1.8 турбо интеркулер был интегрирован с впускным коллектором, и стоял таким образом после дросселя).
Необходимость охлаждения воздуха обусловлена повышением эффективности работы
наддува, т.к. холодного воздуха по массе входит в цилиндры больше чем горячего, при одинаковом давлении.
Воздух нагревается по 2-м причинам: первое - нагрев воздуха в компрессоре турбины в результате
сжатия, второе - получение тепла от улитки компрессорной части турбины, а тк же вала, соединяющего турбинное колесо с компрессорным.
Даунпайп (downpipe)- приемная труба глушителя идущая от турбины к глушителю соответственно, как правило в месте соединения с турбиной имеет расширение - воронку, предназначенную для уменьшения влияния обратного давления газов backpressure на поток выходящих газов из турбины.
Вейстгейт (waistgate) - Устройство предназначенное для регулировки давления наддува развиваемого турбиной. Оно состоит из клапана, открывающего обходной канал по которому выхлоп может проити со входа турбинной улитки непосредственно на выход мимо турбинного колеса, и управляющего этим клапаном пневматического устройства - актюатора. В нормальном состоянии клапан закрыт, и весь выхлоп соответственно подается на турбинное колесо, актюатор вейстгейта соединен с выходом компрессорной части шлангом, через который на актюатор подается управляющее давление воздуха. Как только оно достигает порогового значения, актюатор выдвигает шток соединенный с клапаном, и клапан открывается стравливая часть выхлопных газов мимо турбинного колеса на выход в даунпайп , в результате чего падают обороты турбинного и компрессорного колеса, а соответственно падает и давление на выходе компрессорной части. Шток под действием пружины задвигается обратно закрывая клапан, и процесс повторяется.
Бустконтроллер (boostcontroller) - устройство обеспечивающее возможность гибкой регулировки давления развиваемого турбиной. Принцип действия основан на ограничении управляющего давления на входе ктюатора вейстгейта до значения не вызывающего его срабатывания, до тех пор, пока значение давления на выходе компрессора не перейдет за пороговое значение установленное бустконтроллером.
Управляющий элемент (клапан) бустконтроллера врезается в шланг подачи управляющего воздуха на актюатор вестгейта, и ограничивает (стравливанием части воздуха в атмосферу) или закрывает совсем поток управляющего воздуха, в результате клапан вейстгейта откроется только в том случае, если будет открыт клапан бустконтроллера. Таким образм, очевидно, что бустконтроллер может работать только на увеличение давления развиваемого турбиной, т.к. снизить порог срабатывания бустконтроллера ниже чем срабатываение актюатора невозможно. По этому при установке бустконтроллера обычно снижают порог срабатывания актюатора путем снижения жесткости его пружины, или регулировкой длинны штока, для расширения диапазона регулировки давления наддува. В простейшем случае бустконтроллер представляет собой маленький кранчик, который частично ограничивает подачу управляющего воздуха на актюатор, сбрасывая излишек в атмосферу, в более традиционном случае - это электромагнитный клапан, управляемый электронным устройством на основе микропроцессорного контроллера, снимающий значения управляющего давления через MAP Sensor, управляемый по программе заданной пилотом. Такое устройство может регулировать давление в зависимости от выбранной передачи и т.п.. Контроллеры от японских тюнинговых фирм типа Apexi, Greddy, Blitz, HKS и т.п. имеют так же множество других сервисных функций типа отображения динамики разгона авто, тахометра, давления развиваемого турбиной и т.п.
Рестриктор (Restrictor) - жиклер, устанавливающийся в маслянную магистраль турбины, для снижения потока масла через турбину до необходимого, определяемого соответственно диаметром калиброванного отверстия рестриктора, а также для смазки и охлаждения вала турбины.
Лаг (lag) - этот эффект так же принято называть турбоямой. Разница значений числа оборотов, до которого необходимо раскрутить мотор, что бы турбина вышла на номинальный режим производительности. Этот параметр зависит, как правило от легкости раскрутки вала турбины, что в свою очередь зависит соответственно от массы системы - турбинное колесо, вал, компрессорное колесо, а так же от противодавления с компрессорной стороны которое растет, с увеличением производительности компрессора. Таким образом чем больший размер имеет компрессорная састь турбины, тем больший диаметр имеет соответственно компрессорное колесо, тем больше энергии необходимо затратить, чтобы рскрутить вал турбины, тем большие обороты мотора соответственно на это требуется, и естественно , тем выше лаг, но у большей турбины большая же и производительность, соответственно и больше отдача мотора, при выходе производительности турбины на номинал.