Нагнетатели и турбокомпрессоры

Нагнетатели (механические) Такой нагнетатель приводится в движение напрямую от коленчатого вала двигателя — через ременную, цепную или шестерёнчатую передачу. То есть он буквально «отбирает» часть мощности мотора для своей работы. Плюсы: Линейная характеристика: наддув доступен с самых низких оборотов, практически без задержки. Это идеально, когда нужна мгновенная тяга «с низов» — например, в спортивных автомобилях, дрэг-карах или при тюнинге. Минусы: Поскольку он забирает мощность у двигателя, это снижает его механический КПД. Часто требует более сложного обслуживания. Существуют разные типы механических нагнетателей: центробежные (самый распространённый, с крыльчаткой), винтовые (два вращающихся шнека) и кулачковые (два ротора со сложным профилем). Турбокомпрессоры Здесь источник энергии другой — отработавшие газы. Поток горячих газов попадает на крыльчатку турбины, раскручивает её, а через общий вал эта энергия передаётся на крыльчатку компрессора. Компрессор, в свою очередь, сжимает воздух и нагнетает его во впускной тракт двигателя. Плюсы: Турбокомпрессор использует «бесплатную» энергию выхлопа, которая в обычном режиме теряется. Это повышает общий КПД двигателя. Особенно эффективен на дизельных двигателях (грузовики, суда, локомотивы), но активно применяется и на бензиновых. Минусы и нюансы: Есть так называемая «турбояма» (турболаг) — задержка отклика. На низких оборотах давления выхлопных газов недостаточно, чтобы быстро раскрутить турбину, и существенного наддува нет. Конструкция сложнее: часто требуются дополнительные элементы — интеркулер (для охлаждения сжатого воздуха, иначе он потеряет плотность и эффективность), системы смазки и охлаждения самого турбокомпрессора, различные клапаны (вестгейт для сброса избыточного давления, байпасный или блоу-офф для управления потоком воздуха). Турбокомпрессор работает в условиях очень высоких температур, поэтому к материалам предъявляются жёсткие требования. Чтобы бороться с «турбоямой», инженеры придумывают разные решения: турбины с изменяемой геометрией (подвижные лопатки регулируют поток газов), системы Twin-Scroll (раздвоенный турбинный корпус, где разные каналы включаются в работу в зависимости от оборотов). А иногда применяют комбинированный наддув: ставят и турбокомпрессор, и механический нагнетатель — так получается и хорошая тяга на низах (от нагнетателя), и высокая производительность на высоких оборотах (от турбины).