Турбонаддув является один из методов агрегатного наддува, основная задача которого заключается в утилизации энергии отработавших газов. В основу его системы входит турбокомпрессор и, в некоторых случаях, турбонагнетатель. Применение процесса руководствуется целью повышения мощности двигателя, исключая увеличение его массы и габаритов.
Турбонаддув является один из методов агрегатного наддува, основная задача которого заключается в утилизации энергии отработавших газов. В основу его системы входит турбокомпрессор и, в некоторых случаях, турбонагнетатель. Применение процесса руководствуется целью повышения мощности двигателя, исключая увеличение его массы и габаритов.
Данный процесс происходит за счет увеличения заряда воздуха, который поступает в цилиндры, тем самым повышая среднюю эффективность давления цикла. Среди всех видов наддува, большинство из которых, используя электромеханические, механические и газодинамические способы, связаны с поступлением в цилиндры воздуха, давление которого выше атмосферного, выделяется один вид атмосферного наддува – резонансный. Его отличия в том, что используется кинетическая энергия, и отработавший газ не выбрасывается в атмосферу без утилизации выработанной энергии в полезную.
Принцип работы двигателя с турбонаддувом заключается в подаче выхлопных газов в турбину. В процессе чего они отдают часть своей энергии и раскручивают ротор турбокомпрессора. Далее, через приемную трубу, выхлопные газы поступают в глушитель. Главная функция колеса компрессора, которое находится на одном и том же валу с лопаточным колесом турбины, заключается в засасывании воздуха из воздушного фильтра, повышая давление от 30-и, до 80-и процентов и подавая в двигатель. Процент повышения давления зависит от степени наддува.
В тот же объем двигателя поступает более весомое количество рабочей смеси, в результате чего мощность возрастает на 20-50 процентов. Также, использование энергии выхлопных газов способствует возрастанию КПД двигателя, снижая расход топлива от 5-и до 20-ти процентов.
При использовании турбонаддува в бензиновых двигателях возникает две проблемы, одна из которых заключается в детонации, появление которой обусловлено повышенным давлением конца такта сжатия. В этом случае слишком высокие требования к качеству бензина (к его октановому числу). Вторая проблема возникает на основе высокой максимальной температуры рабочего цикла бензинового двигателя. В таком случае необходимо дополнительное охлаждение подшипникового узла ТКР, качественное моторное масло и качественный подбор материалов конструкции.
Но, несмотря на эти проблемы, турбонаддув бензиновых двигателей становится все более применяемым. Еще в 90-х годах ведущие мировые производители и разработчики считали эту систему неотъемлемой частью экологически чистого двигателя.