Преимущества и недостатки турбонаддува

По сравнению с атмосферными (без турбо­наддува) двигателями такой же мощности основными преимуществами двигателей с турбонаддувом являются меньшая масса и габариты. Также значительно лучше проте­кание характеристики турбонаддувного двигателя по крутящему моменту во всём диапазоне скоростных режимов, что хо­рошо видно при сопоставлении кривых 4 и 3 на графике рис. 17. В общем, при данной частоте вращения это приводит к увеличе­нию мощности двигателя (А -> В). Из-за более благоприятной внешней ско­ростной характеристики крутящего мо­мента двигатель с турбонаддувом разви­вает такую же, как и двигатель без турбо­наддува, мощность при меньшей частоте вращения (точки В и С, соответственно). В результате расход топлива оказывается меньше, несмотря на то, что степень сжа­тия в двигателе с турбонаддувом несколько меньше.

Недостатком двигателей с турбонаддувом является более низкий крутящий момент на очень малой частоте вращения. В таком скоростном диапазоне для привода тур­бины не хватает энергии отработавших га­зов двигателя. На переходных режимах (режим разгона) протекание кривой кру­тящего момента также менее благоприятно по сравнению с двигателем без турбонад­дува (кривая 5). Причиной этого является задержка в нарастании расхода отработав­ших газов, а также инерция ротора турбо­компрессора. На режимах разгона это при­водит к появлению «турбоямы», то есть задержки в нарастании давления наддува. Появление «турбоямы» может быть мини­мизировано использованием динамичес­кого наддува, что улучшает характеристику в начале разгона. Существует ряд других вариантов, в том числе применение элект­родвигателя для привода турбокомпрес­сора или дополнительного компрессора с электроприводом. Эти меры позволяют ус­корить разгон колеса компрессора и, соот­ветственно, расход воздуха, и тем самым исключить появление «турбоямы».

Рис. 17 Внешние скоростные характеристики мощности и крутящего момента двигателя с турбонаддувом по сравнению с характеристиками атмосферного двигателя (без наддува)

1. Характеристики атмосферного двигателя на установившихся режимах

2. Характеристики двигателя с тур­бонаддувом на установившихся режимах

3. Кривая крутя­щего момента двигателя с тур­бонаддувом на режиме разгона

(неустановив­шийся режим)