Турбо трансмиссия что это

Турбо-трансмиссии Voith — Voith Turbo-Transmissions

Турбо-трансмиссии — это гидродинамические многоступенчатые приводные агрегаты, разработанные для автомобилей с рельсовым рельсом двигатели внутреннего сгорания . Первая турбо-трансмиссия была разработана в 1932 году компанией Voith в Heidenheim , Germany . С тех пор усовершенствования турбо-трансмиссий происходили параллельно с аналогичными достижениями в дизельных двигателях, и сегодня эта комбинация играет ведущую роль во всем мире, уступая только использованию электрических приводов.

Турбо-трансмиссии служат гидродинамическим звеном, которое преобразует механическую энергию двигателя в кинетическую энергию жидкости через преобразователь крутящего момента и гидравлическую муфту , прежде чем производя окончательный роторный выход. Здесь жидкость движется по каналам лопастей ротора с высокой скоростью потока и низким давлением. Этим турбо-трансмиссии отличаются от аналогичных гидростатическихтрансмиссий , которые работают с малым расходом и высоким давлением по принципу вытеснения.

Содержание

1 Принцип
2 История
3 Двухконтурные трансмиссии для железнодорожных вагонов
4 Трехконтурные трансмиссии для железнодорожных вагонов
5 Двухконтурные трансмиссии для локомотивов
6 Установка стандартов производительности турбо -Трансмиссии
7 Передовая разработка гидротрансформаторов
8 Литература
9 См. Также
10 Внешние ссылки

Принцип

Турбо-трансмиссии представляют собой гидродинамические многоступенчатые приводные агрегаты работа которого основана на принципе гидродинамики Фёттингера . Гидротрансформаторы, гидравлические муфты и дополнительные гидродинамические замедлители являются ключевыми компонентами этих узлов, которые идеально подходят для рельсовых транспортных средств.

История

Первая турбо-трансмиссия 1932 года имела относительно простую конструкцию. Он состоял из одного гидротрансформатора для фазы запуска и гидравлической муфты для фазы движения, которые были установлены на общем валу. Ключевой особенностью этой турбо-трансмиссии было заполнение и опорожнение гидродинамического контура, принцип, который впервые был использован в морских трансмиссиях Föttinger. Это давало такие преимущества, как запуск без трения, переключение передач без трения с постоянным тягой, свободный ход за счет опорожнения гидродинамического контура и более эффективная работа гидравлической муфты.

Однако, в отличие от Föttinger, компания Voith использовала в гидродинамическом контуре своих турбо-трансмиссий масло с низкой вязкостью, а не воду. Кроме того, в 1930-е годы были внесены различные другие улучшения: добавление высокоскоростной передачи, более компактный корпус, большая совместимость с различными типами двигателей, автоматизация переключения передач, а также охлаждение через теплообменник .

В 1960-х годах гидродинамический замедлитель был также представлен как третья ступень, которая дополнила гидротрансформатор и гидравлическую муфту. Вместе все эти инженерные усовершенствования преследовали общую цель: постоянно повышать номинальные характеристики трансмиссии без ущерба для сложности установки или доказанной надежности.

Двухконтурные трансмиссии для железнодорожных вагонов

В 1969 году была разработана турбо-трансмиссия меньшего размера Т 211 как альтернатива гидромеханическим автобусным трансмиссиям, предназначенная для дизельных железнодорожных вагонов в диапазоне малой мощности от 200 до 300 л.с. (от 149 до 224 кВт). Подобно первой турбо-трансмиссии, в T 211 использовалась комбинация соединенного гидротрансформатора и муфты, но для большей эффективности он также имел высокоскоростную передачу. Кроме того, был добавлен узел реверсивной передачи и при необходимости можно было установить дополнительный гидродинамический замедлитель. Преобразователь имел диаметр гидродинамического контура 346 мм (13,6 дюйма), а гидравлическая муфта имела немного меньший диаметр 305 мм (12,0 дюйма). А благодаря высокоскоростной передаче главный вал мог работать значительно выше при 4170 об / мин. В результате T 211 r имел запас мощности, который отражался в его усиленных механических компонентах (шестерни, подшипники и валы), а также в органах управления трансмиссией. Однако при этом диаметры преобразователя, муфты и замедлителя остались неизменными. Общий расход в гидродинамических контурах был увеличен для соответствия более высокой номинальной мощности от 205 до 350 кВт (от 275 до 469 л.с.). При мощности 350 кВт (469 л.с.) главный вал работал со скоростью чуть менее 5000 об / мин, в результате чего скорость вращения (пустого) преобразователя составляла 74 м / с, когда автомобиль достиг максимальной скорости. Чтобы обеспечить надлежащее охлаждение преобразователя во время работы на высоких скоростях, был установлен более мощный гидродинамический насос жидкости, который подавал 3,5 л / с масла через теплообменник во время фазы движения и 9,0 л / с в фазе торможения. ротор-замедлитель также служит дополнительным циркуляционным насосом. Если смотреть снаружи, эта трансмиссия T 211 r отличалась от своего предшественника, T 211 re.3 мощностью 320 кВт (429 л.с.), лишь незначительно за счет добавления встроенного электронного блока управления и увеличенного воздушного фильтра.

Трехцепная трансмиссия для железнодорожных вагонов

В 1995 году была разработана совершенно новая конструкция трансмиссии VT 611/612 для высокоскоростных поездов с технологией наклона, используемой Deutsche Bahn (Немецкие железные дороги ). В этой новой концепции трансмиссии использовалась конструкция преобразователя-муфты-муфты со встроенным гидродинамическим тормозом-замедлителем T 312, и она имела номинальную мощность 650 кВт. Чтобы сократить общую длину трансмиссии, на высоких передачах использовалась конструкция с двумя валами, аналогичная конструкции, используемой в реверсивных агрегатах. Электронный блок управления также был встроен в трансмиссию. Кроме того, реверсивные цилиндры трансмиссии приводились в действие гидравлически, что избавляло от необходимости иметь на борту источник сжатого воздуха. Пять лет спустя была разработана трансмиссия T 212 bre с номинальной мощностью 460 кВт. Эта трансмиссия была похожа по конструкции, но в отличие от других крупных трансмиссий T 212 bre могла быть установлена непосредственно на приводном двигателе. Это было значительным преимуществом, поскольку в результате получилась очень компактная комбинация мотор-трансмиссия для высокоскоростных поездов, которые могли двигаться со скоростью до 200 км / ч. T 212 bre имел те же размеры гидродинамической схемы, что и T 211 r, но у него было еще одно преимущество — более высокая эффективность сцепления для поездов, работающих только на 50% от их максимальной скорости. Для высокоскоростных дизель-поездов это было важно, поскольку позволяло резко снизить расход топлива.

Трансмиссии с двумя преобразователями для локомотивов

В 1999 году для высокопроизводительных магистральных локомотивов была разработана новая трансмиссия с двумя преобразователями, L 620 reU2. Новый L 620 reU2 был оснащен как пусковым преобразователем диаметром 525 мм, так и преобразователем фазы хода диаметром 434 мм. Конструкция нового L 620 re U2 была основана на его успешном предшественнике, L 520 rzU2, который имел номинальную мощность 1400 кВт. Однако эта новая трансмиссия имела значительно более высокую мощность — 2700 кВт, и поэтому практически все ее компоненты пришлось увеличить, а также усилить. В стандартной версии трансмиссии две шестерни были установлены на вторичном валу, вместо того, чтобы использовать промежуточное колесо, как в более старом L 520 rzU2. В результате выходная скорость приводного вала могла быть отрегулирована в соответствии с требованиями локомотива. Коренной подшипник приводного вала также был увеличен до 550 мм. В целом эта новая высокопроизводительная трансмиссия наглядно продемонстрировала огромные возможности гидродинамических муфт. Благодаря соотношению массы к мощности всего 2,06 кг / кВт новый L 620 reU2 установил рекорд для локомотивных трансмиссий. Для сравнения, аналогичная трансмиссия L 520 rzU2 имела гораздо более высокое отношение массы к мощности — 2,4 кг / кВт. Кроме того, в качестве дополнительного компонента был доступен гидродинамический тормоз-замедлитель новой конструкции KB 385. На заводе Vossloh , изготовителе локомотивов в Киле, эти трансмиссии были установлены на магистральных локомотивах G1700 и G2000. Наконец, последней разработкой является трансмиссия LS 640 reU2, которая будет впервые использована в локомотиве Voith Maxima мощностью 3600 кВт. LS 640 reU2 — это так называемая раздельная турбо-трансмиссия, в которой используются два приводных вала от L 620 reU2 для приведения в действие обеих тележек шестиосного тепловоза.

Установка стандартов производительности турбо-трансмиссий

Условия эксплуатации рельсового транспорта являются ключевыми факторами при определении требований к мощности как его двигателей, так и трансмиссий. Эти условия эксплуатации включают: транспортировку грузов для тепловоза , пассажировместимость дизельных железнодорожных вагонов , топографию железнодорожной линии и климатические условия, когда транспортное средство эксплуатируется за пределами Европы. Ожидаемые условия эксплуатации являются частью технических требований к транспортному средству и определяют следующие моменты:

Максимальная скорость
Скорость ускорения при запуске с учетом сопротивления трению всех моторизованных колесных пар в многопоездных поездах
Скорость ускорения при движении во избежание пробок в мегаполисах, где также используются преимущественно электрические железнодорожные вагоны
Минимальная скорость, которую можно поддерживать на больших расстояниях
Требования к динамическому торможению при движении на высоких скоростях и / или на длинных спусках из-за его экономичности

Максимальная скорость, вес транспортного средства, скорость ускорения и уклон железной дороги — все это влияет на технические характеристики двигателя. Кроме того, необходимо учитывать требования к вспомогательным системам, таким как блоки кондиционирования воздуха, системы охлаждения двигателя, тормозные компрессоры и, в некоторых случаях, необходимость в отдельном источнике питания для кондиционирования воздуха и системы отопления каждого легкового автомобиля. Здесь можно выбрать ряд дизельных двигателей , от V-образных двигателей с большой рамой для локомотивов до плоских 6-цилиндровых двигателей для подпольных автомобилей для моторизованных железнодорожных вагонов или даже компактных 12-цилиндровых двигатели, часто используемые грузовыми автомобилями. Для большинства современных моторизованных железнодорожных вагонов предпочтительным решением является установка двигателя и трансмиссии на чердак.

Передовая разработка гидротрансформаторов

В турбо-трансмиссиях гидротрансформатор, несомненно, является центральным элементом всей конструкции, и в течение последних десятилетий его непрерывные усовершенствования были в первую очередь ответственны за удовлетворение требований постоянно растущие потребности в автомобилях с дизельными двигателями. Здесь цель каждого улучшения заключалась в повышении эффективности и улучшенных пусковых характеристиках без ущерба для размеров пускового преобразователя, а также в постоянной загрузке преобразователя фазы хода во время транспортировки. Из множества различных конструкций гидротрансформатора одноступенчатый преобразователь, использующий турбину с центробежным потоком, оказался лучшим. Он имеет относительно простую конструкцию, и благодаря радиальной устойчивости турбины преобразователь хорошо подходит для работы на высоких оборотах.

В 1970-х годах, благодаря новым разработкам гидротрансформатора с улучшенными тяговыми характеристиками (приближающимся к пусковой тяге), была разработана трансмиссия с двумя преобразователями, которая заменила ранее использовавшуюся трансмиссию с тремя преобразователями. И даже сегодня гидротрансформаторы продолжают совершенствоваться, хотя и достигли продвинутой стадии. Современная вычислительная гидродинамика (CFD) теперь может предоставить инженерам подробную информацию о схемах течения внутри вращающегося турбинного колеса. Здесь маслонаполненный контур, в котором вращается турбина, изображен в виде компьютеризированной сетки, показывающей характеристики потока на каждом пересечении сетки. Для каждой из этих точек можно рассчитать объем потока, скорость и давление. Позже на этапе анализа можно просмотреть трехмерную модель структуры потока в контуре и выявить нарушения потока, снижающие эффективность преобразователя, такие как завихрения, поверхностная турбулентность и неверно направленные потоки жидкости вдоль колеса турбины. Кроме того, помимо визуализации этих сбоев потока, инженеры могут также использовать CFD для расчета результирующей потери эффективности преобразователя.

В конце концов, взаимосвязь между изменениями в схемах потока преобразователя и эффективностью преобразователя крутящего момента может быть затем использована для определения потенциальных областей улучшения. В значительной степени предсказанные значения хорошо совпадают с фактическими эксплуатационными измерениями, хотя некоторые различия действительно возникают из-за использования упрощенного моделирования, позволяющего сэкономить время. Тем не менее, CFD позволяет оптимизировать существующие преобразователи, а также разрабатывать новые типы виртуальных преобразователей с помощью компьютера. После этого создание прототипа и проверка фактических результатов работы завершает фазу разработки.

Что такое турбонаддув

Такая вот небольшая с виду «улитка» — один из самых действенных способов увеличить мощность двигателя.

Несомненно, каждый из нас хоть раз в жизни замечал на обычном с виду автомобиле шильдик «turbo». Производители, как нарочно, делают эти шильдики небольшого размера и размещают в неприметных местах так, что непосвящённый прохожий не заметит и пройдёт мимо. А понимающий человек непременно остановится и заинтересуется автомобилем. Ниже приводится рассказ о причинах такого поведения.

Автомобильные конструкторы (с момента появления на свете этой профессии) постоянно озабочены проблемой повышения мощности моторов. Законы физики гласят, что мощность двигателя напрямую зависит от количества сжигаемого топлива за один рабочий цикл. Чем больше топлива мы сжигаем, тем больше мощность. И, скажем, захотелось нам увеличить «поголовье лошадей» под капотом — как это сделать? нас и поджидают проблемы.

Дело в том, что для горения топлива необходим кислород. Так что в цилиндрах сгорает не топливо, а топливно-воздушная смесь. Мешать топливо с воздухом нужно не на глазок, а в определённом соотношении. К примеру, для бензиновых двигателей на одну часть топлива полагается частей воздуха — в зависимости от режима работы, состава горючего и прочих факторов.

Как мы видим, воздуха требуется весьма много. Если мы увеличим подачу топлива (это не проблема), нам также придётся значительно увеличить и подачу воздуха. Обычные двигатели засасывают его самостоятельно разницы давлений в цилиндре и в атмосфере. Зависимость получается прямая — чем больше объём цилиндра, тем больше кислорода в него попадёт на каждом цикле. Так и поступали американцы, выпуская огромные двигатели с умопомрачительным расходом горючего. А есть ли способ загнать в тот же объём больше воздуха?

Есть, и впервые придумал его господин Готтлиб Вильгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler). Знакомая фамилия? Ещё бы, именно она используется в названии DaimlerChrysler. Так вот, этот немец весьма неплохо соображал в моторах и ещё в 1885 году придумал, как загнать в них больше воздуха. Он догадался закачивать воздух в цилиндры с помощью нагнетателя, представлявшего собой вентилятор (компрессор), который получал вращение непосредственно от вала двигателя и загонял в цилиндры сжатый воздух.

Швейцарский инженер-изобретатель Альфред Бюхи (Alfred J. Büchi) пошёл ещё дальше. Он заведовал разработкой дизельных двигателей в компании Sulzer Brothers, и ему категорически не нравилось, что моторы были большими и тяжёлыми, а мощности развивали мало. Отнимать энергию у «движка», чтобы вращать приводной компрессор, ему также не хотелось. Поэтому в 1905 году господин Бюхи запатентовал первое в мире устройство нагнетания, которое использовало в качестве движителя энергию выхлопных газов. Проще говоря, он придумал турбонаддув.

Идея умного швейцарца проста, как всё гениальное. Как ветра вращают крылья мельницы, также и отработавшие газы крутят колесо с лопатками. Разница только в том, что колесо это очень маленькое, а лопаток очень много. Колесо с лопатками называется ротором турбины и посажено на один вал с колесом компрессора. Так что условно турбонагнетатель можно разделить на две части — ротор и компрессор. Ротор получает вращение от выхлопных газов, а соединённый с ним компрессор, работая в качестве «вентилятора», нагнетает дополнительный воздух в цилиндры. Вся эта мудрёная конструкция и называется турбокомпрессор (от латинских слов turbo — вихрь и compressio — сжатие) или турбонагнетатель.

В турбомоторе воздух, который попадает в цилиндры, часто приходится дополнительно охлаждать — тогда его давление можно будет сделать выше, загнав в цилиндр больше кислорода. Ведь сжать холодный воздух (уже в цилиндре ДВС) легче, чем горячий.

Воздух, проходящий через турбину, нагревается от сжатия, а также от деталей турбонаддува, разогретого выхлопными газами. Подаваемый в двигатель воздух охлаждают при помощи так называемого интеркулера (промежуточный охладитель). Это радиатор, установленный на пути воздуха от компрессора к цилиндрам мотора. Проходя через него, он отдаёт своё тепло атмосфере. А холодный воздух более плотный — значит, его можно загнать в цилиндр ещё больше.

Чем больше выхлопных газов попадает в турбину, тем быстрее она вращается и тем больше дополнительного воздуха поступает в цилиндры, тем выше мощность. Эффективность этого решения по сравнению, например, с приводным нагнетателем в том, что на «самообслуживание» наддува тратится совсем немного энергии двигателя — всего 1,5%. Дело в том, что ротор турбины получает энергию от выхлопных газов не за счёт их замедления, а за счёт их охлаждения — после турбины выхлопные газы идут быстро, но более холодные. Кроме того, затрачиваемая на сжатие воздуха даровая энергия повышает КПД двигателя. Да и возможность снять с меньшего рабочего объёма большую мощность означает меньшие потери на трение, меньший вес двигателя (и машины в целом). Всё это делает автомобили с турбонаддувом более экономичными в сравнении с их атмосферными собратьями равной мощности. Казалось бы, вот оно, счастье. Ан нет, не всё так просто. Проблемы только начались.

, скорость вращения турбины может достигать 200 тысяч оборотов в минуту, , температура раскалённых газов достигает, только попробуйте представить, 1000°C! Что всё это означает? То, что сделать турбонаддув, который сможет выдержать такие неслабые нагрузки длительное время, весьма дорого и непросто.

По этим причинам турбонаддув получил широкое распространение только во время Второй мировой войны, да и то только в авиации. В годах американская компания Caterpillar сумела приспособить его к своим тракторам, а умельцы из Cummins сконструировали первые турбодизели для своих грузовиков. На серийных легковых машинах турбомоторы появились и того позже. Случилось это в 1962 году, когда почти одновременно увидели свет Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza.

Но сложность и дороговизна конструкции — не единственные недостатки. Дело в том, что эффективность работы турбины сильно зависит от оборотов двигателя. На малых оборотах выхлопных газов немного, ротор раскрутился слабо, и компрессор почти не задувает в цилиндры дополнительный воздух. Поэтому бывает, что до трёх тысяч оборотов в минуту мотор совсем не тянет, и только потом, тысяч после четырёх-пяти, «выстреливает». Эта ложка дёгтя называется турбоямой. Причём чем больше турбина, тем она дольше будет раскручиваться. Поэтому моторы с очень высокой удельной мощностью и турбинами высокого давления, как правило, страдают турбоямой в первую очередь. А вот у турбин, создающих низкое давление, никаких провалов тяги почти нет, но и мощность они поднимают не очень сильно.

Почти избавиться от турбоямы помогает схема с последовательным наддувом, когда на малых оборотах двигателя работает небольшой малоинерционный турбокомпрессор, увеличивая тягу на «низах», а второй, побольше, включается на высоких оборотах с ростом давления на выпуске. В прошлом веке последовательный наддув использовался на суперкаре Porsche 959, а сегодня по такой схеме устроены, например, турбодизели фирм BMW и Land Rover. В бензиновых двигателях Volkswagen роль маленького «заводилы» играет приводной нагнетатель.

На рядных двигателях зачастую используется одиночный турбокомпрессор (пара «улиток») с двойным рабочим аппаратом. Каждая из «улиток» наполняется выхлопными газами от разных групп цилиндров. Но при этом обе подают газы на одну турбину, эффективно раскручивая её и на малых, и на больших оборотах

Но чаще по-прежнему встречается пара одинаковых турбокомпрессоров, параллельно обслуживающих отдельные группы цилиндров. Типичная схема для турбомоторов, где у каждого блока свой нагнетатель. Хотя двигатель V8 фирмы M GmbH, дебютировавший на автомобилях BMW X5 M и X6 M, оснащён перекрёстным выпускным коллектором, который позволяет компрессору получать выхлопные газы из цилиндров разных блоков, работающих в противофазе.

Заставить турбокомпрессор работать эффективнее во всём диапазоне оборотов, можно ещё изменяя геометрию рабочей части. В зависимости от оборотов внутри «улитки» поворачиваются специальные лопатки и варьируется форма сопла. В результате получается «супертурбина», хорошо работающая во всём диапазоне оборотов. Идеи эти витали в воздухе не один десяток лет, но реализовать их удалось относительно недавно. Причём сначала турбины с изменяемой геометрией появились на дизельных двигателях, благо, температура газов там значительно меньше. А из бензиновых автомобилей первый примерил такую турбину Porsche 911 Turbo.

Конструкцию турбомоторов довели до ума уже давно, а в последнее время их популярность резко возросла. Причём турбокомпрессоры оказалось перспективным не только в смысле форсирования моторов, но и с точки зрения повышения экономичности и чистоты выхлопа. Особенно актуально это для дизельных двигателей. Редкий дизель сегодня не несёт приставки «турбо». Ну а установка турбины на бензиновые моторы позволяет превратить обычный с виду автомобиль в настоящую «зажигалку». Ту самую, с маленьким, едва заметным шильдиком «turbo».

Корейский робот DCT – Как KIA подпирает DSG СТАТЬИ

И снова мои любимые роботы.

Достойной альтернативой многоступенчатым АКПП по праву считаются преселективные коробки, которые в разы дешевле в производстве. Обкатанная технология изготовления РКПП позволяет получить большую экономию топлива и сбалансированную динамику, чем у более дорогостоящего автомобиля с классической АКПП — это ярко заметно на фоне модельного ряда VAG. Неудивительно, что вслед за немцами к производству преселективных роботов вплотную приобщился Hyundai Motor Group — еще один массовый игрок автомобильного рынка.

Сегодня мы с вами разберем насколько целесообразно корейцам выпускать РКПП, если уже есть налаженное производство 8-ступенчатых АКПП, узнаем стоит ли рассматривать к приобретению Kia с DCT, когда можно купить VAG и DSG, а также выясним слабые места и примерный ресурс корейского робота.

Чем корейский робот лучше каноничного DSG?

Корейская DCT, dual-clutch transmission конструктивно во многом похожа на немецкого робота и, по сути, является его аналогом — трансмиссия проектировалась фирмой LuK, ранее разрабатывающей DSG. DCT имеет несколько вариаций и также выпускается с сухим и мокрым сцеплением.

Корейский робот от немецкого отличается в первую очередь системой актуаторов — у DSG переключение осуществляется за счет гидравлики, на DCT устанавливаются электромоторы. Различие между исполнительными механизмами и определяет разницу в поведении трансмиссии — DSG переключается быстрее, особенно в спорт-режиме, DCT плавнее.

Преимуществом корейского робота также считается грамотно подобранное передаточное число 1 скорости — при движении на скорости до 10 км/ч 7DCT не будет переключаться на вторую передачу. Это сокращает количество толчков и переключений в пробках, а также положительно влияет на ресурс трансмиссии, сокращая количество выжимов сцеплений.

Как устроены корейские роботизированные трансмиссии?

Впервые корейский 6-ступенчатый робот представили в 2009 году, серийно трансмиссия начала устанавливаться только в 2011 — первым автомобилем с DCT стал Hyundai Veloster. К 2015 году корейцы презентуют Sonata и Veloster Turbo с 7-ступенчатой версией РКПП, то есть модели с сухим сцеплением вышли на рынок относительно недавно.

DCT, аналогично DSG, имеют два вала с четным и нечетным рядом шестерен, которые зацепляются с ведущим валом за счет двух пакетов сцепления. Трансмиссия также работает по принципу преселектива, предполагающего быстрый выжим параллельного сцепления на валу для понижения и повышения передаточного числа, однако за счет наличия электромотора выжим происходит плавнее, чем на немецких роботах.

На данный момент автомобили Kia можно встретить с 3 моделями преселективного робота. Подробно рассмотрим конструктивные особенности каждой версии.

Повторимся, коробка изготовляется фирмой LuK и во многом схожа с немецкой «сухой» DSG, серия 6DCT включает 2 модели: D6GF1 и D6KF1. Первая версия разрабатывалась под двигатели с объемом до 2.0 л и крутящим моментом 270 мм, встречается на Kia Ceed JD с 2012 по 2018 годы выпуска. Преселективный робот D6KF1 предназначен только для переднеприводных автомобилей с двигателями объемом 1.6 л, а также максимальным моментом в 220 Н*м. Коробку можно встретить на зарубежных Hyundai Ioniq AE и Kia Niro DE, производимых с 2016 года.

Приблизительный ресурс 6DCT составляет 200 000 км пробега, однако это только относительно механической части КПП. Сцепления же редко протягивают больше 100 ткм, что и стоило ожидать от робота с сухим картером фрикционов. Естественно, для стабильной работы трансмиссии необходима замена масла и трансмиссионного фильтра каждые 80 000 км. В КПП заправляется жидкость класса SAE 75W/85 API GL-4. Для D6GF1 объем масла в коробке составляет 1.9 л, в D6KF1 потребуется залить 1.6 л.

Из преимуществ семейства 6DCT ярко выделяются:

Плавность переключения передач на уровне немецких АКПП.
Надежность механической части РКПП — шестерней и валов.
Прогнозируемый срок службы для коробок последних годов выпуска.

Среди минусов трансмиссии стоит отметить:

Полная непереносимость чип-тюнинга из-за низкой планки крутящего момента.
Чувствительный к перегреву электронный блок управления, необходимо следить за температурным режимом трансмиссии.

Коробки D6GF1 первых годов выпуска, как и DSG в своём дебюте, вышли проблемными — чаще всего владельцы сталкивались с неисправностями пакетов сцепления. Из распространенных проблем — отказ от переключения на любую передачу или сильные рывки при старте автомобиля. Для D6KF1 инженеры сократили полку крутящего момента, позволив устанавливать трансмиссию только на малокубатурные моторы и изменили передаточные числа шестерней.

Как правило, у обслуженных роботов на автомобилях от 2017 года выпуска в рамках заявленного ресурса эксплуатации серьезных проблем не наблюдается. На российском рынке Kia с 6DCT встречаются довольно редко — из современного модельного ряда 6-ступенчатый робот устанавливается, пожалуй, только на Kia Ceed JD.

Семидиапазонный робот корейцы представили к 2015 году, выпуск налажен на мощностях компании Dymos. Трансмиссия не уступает по комфорту гидромеханическим АКПП, однако более экономичная, отличается отзывчивостью и сбалансированной динамикой. На данный момент большинство топовых комплектаций современного модельного ряда Kia оснащаются именно 7-ступенчатой DCT.

Конструктивно 7DCT классифицируется на подвиды:

D7UF1 — устанавливается на переднеприводные автомобили с объемом ДВС до 2.0 л и моментом в 340 Н*м.
D7UF2 — вариация трансмиссии повышенной прочности с уменьшенным объемом картера.
D7GF1 — «лайтовая» версия трансмиссии, которая ставится на моторы до 1.6 л и 220 Н*м момента.

Прогнозируемый ресурс всех вариаций 7DCT опять же составляет около 200 000 км пробега, при этом регламент по ТО — каждые 90 000 км. Хотя, те же сцепления в ресурсе весьма ограничены и также сдаются до 100 000 км. Заливать в трансмиссию следует смазку SAE 70W API GL-4, объем масла в D7UF1, D7GF1 составляет 2 л, для D7UF2 — 1.6–1.7 л. Встретить 7DCT можно у:

Kia Seltos.
Hyundai i30 GD/PD.
Hyundai Tucson TL.
Kia Seltos.
Kia Soul.
Kia Ceed CD.
Kia Sportage 4
Kia Forte YD

Проблемы для 7DCT схожи с недостатками 6DCT — трансмиссия имеет надежную механическую часть, однако регулярно подкидывает проблемы со сцеплениями. У моделей первых годов выпуска часто отказывало одно из сцеплений и коробка переключалась только по 1 ряду передач, позже проблема устранилась заменой прошивки.

Из текущих проблем этого корейского робота стоит выделить перегрев фрикционов, что порой возникает при увеличенной нагрузке на трансмиссию — например, при неполном выжиме педали тормоза и удержании автомобиля на уклоне без ручника. Риск перегрева и степень ускоренного износа сцепления пропорционально увеличиваются массе автомобиля — как следствие, чаще всего проблемы встречаются именно на кроссоверах: Seltos, Sportage.

Трансмиссия Smartstream Wet 8DCT постепенно вытеснит 7-ступенчатый робот с европейского рынка. Сейчас восьмиступенчатая коробка с мокрым картером устанавливается на 4 поколение Kia Sorento (2021), где работает с дизелем 2.2 л. Двигатель Sorento выдает 202 л. с. и около 440 Н*м крутящего момента, что в разы превышает показатели старых версий DCT.

Трансмиссия получила улучшенную систему охлаждения пакетов сцеплений, что и позволило увеличить перевариваемый крутящий момент более чем на 50% в сравнении с 7DCT. При этом робот потребляет на 3% топлива меньше, чем современные 8-ступенчатые АКПП Hyundai/KIA и разгоняется на 9% быстрее 6-ступенчатой механики. Как говорится, выгода налицо.

О неисправностях и ресурсе обновленной трансмиссии судить пока рано, однако можно предположить, что робот с «мокрым» картером фрикционов будет надежнее, правда при этом дороже в ремонте, особенно при замене сцеплений.

Куда смотреть перед покупкой?

На российском рынке чаще всего автомобили именно с 7DCT, в частности Soul, Ceed CD или Sportage 4. И, если последняя модель достаточно свежая и редко встречается на рынке с большим пробегом, при выборе подержанного Soul или Ceed CD могут встретиться проблемные коробки.

Подбирая автомобиль на вторичном рынке, лучше провести полную диагностику трансмиссии, включая тест-драйв. Селектор РКПП должен мягко перемещаться между режимами, коробка — плавно трогаться и переключать передачи. Плавность переключения у DCT на уровне современных 8-ступенчатых гидротрансформаторов, исправная трансмиссия работает также мягко как DSG без пробега.

Если переключение передач или старт с места сопровождается сильным рывком и посторонней вибрацией, необходимо проверить износ пакета сцеплений. Ощутимые вибрации и толчки проявляются у DCT уже при компенсации штока хода 55–65% — половинном износе дисков сцепления. Ярче всего выработка сцепления чувствуется на тяжелых автомобилях — например, Kia Seltos или Sportage.

При тест-драйве коробка должна стабильно переключать все передачи в полном скоростном диапазоне. Чаще всего коробка перегревается в перегруженном состоянии — загорание индикатора “Clutch high temperature” через 5–10 минут тест-драйва свидетельствует о критическом износе пакетов сцепления или сильном засорении трансмиссионной жидкости.

При выборе автомобиля с пробегом от 50 000 км желательно поднять историю сервисного обслуживания и изучить время и частоту срабатывания дисков сцепления. Подобная функция доступна на всех современных DCT при подключении оборудования дилерского функционала.

Рассматривать автомобили с пробегом от 100 000 км рекомендуется только при действующей гарантии Kia, в противном случае лучше сразу заложить бюджет на возможный ремонт. Из возможных затрат на примере Kia Seltos с DCT:

Замена сцепления — 75 000 рублей.
Установка маховика после перегрева сцепления — 100 000 рублей.
Механизм выжима сцепления — 120–150 000 рублей.

Важно! При выборе автомобиля с пробегом DCT обязательно нужно протестировать оборудованием дилерского функционала. Конструктивная сложность трансмиссии и малый возраст модели на рынке не позволяют полноценно проверить коробку самостоятельно. Так что экономия на спичках здесь будет совсем неуместной.

Так стоит ли вообще брать DCT?

В данном вопросе ситуация не будет отличаться от обстановки на рынке подержанных машин с другими РКПП.

Современные корейские роботы можно смело рассматривать к покупке, если вы готовы к возможной замене сцепления — dual-clutch transmission более комфортная, чем классические гидротрансформаторы и немецкие преселективы. Более того, свежие Kia Soul, Ceed, Seltos или Sportage проблем с трансмиссией DCT при соблюдении регламента ТО не доставят.

Само собой, стоит учитывать фактор надежности — DCT бесспорно имеет меньший ресурс, чем у АКПП и пока что более требовательная к условиям эксплуатации, чем DSG. Распространенные проблемы практически у всех корейских РКПП — ЭБУ и пакеты сцепления, которые не терпят перегрева.

Корейские роботы отлично подойдут для межгорода, больших трассовых пробегов и за продолжительное время эксплуатации сэкономят на топливе больше, чем автомобиль с классическим автоматом. Конечно, эти деньги вы, скорее всего, в итоге всё равно потратите на ремонт, зато машина при этом будет ехать по-человечески, по-современному. Тем более рамках гарантии трансмиссия точно отслужит, так что отметать относительно свежие Kia с DCT с пробегом до 80 000 км однозначно не стоит.

При выборе модели на вторичном рынке важно полностью проверить состояние сцеплений и поднять историю сервисного обслуживания. При позитивном результате берите и не переживайте. Правда есть ещё один фактор.

Ремонтопригодность

С ремонтопригодностью корейского робота пока всё плохо. Если коробками DSG занимаются уже тысячи различных компаний помимо дилерских, то с DCT связываются лишь немногие профильные сервисы. От того и стоимость обслуживания такой трансмиссии в разы дороже, примерно на уровне фордовского Powershift. Что ж, все мы понимаем, что это лишь явление временное и массовый интерес автолюбителей к альтернативным трансмиссиям рано или поздно приведёт к дальнейшему развитию сферы автоуслуг, направленных на удешевление ремонта.

Тем более, людям нравятся корейские автомобили. Kia Ceed, Soul, Seltos, Sportage, Sorento, все они уже оснащаются роботами, и это вполне убедительно говорит о серьёзных намерениях корпорации Kia/Hyundai в отношении преселективных коробок. DSG в конце концов приняла значительная доля автолюбителей, а значит и корейский DCT примут. Нужно только подождать, когда инженеры доведут до ума уже отработанную другими производителями технологию, а автосервисы освоят для себя новое перспективное направление.

Турбированный двигатель: плюсы и минусы

Современные автопроизводители в последнее время всё чаще устанавливают на свои модели турбированные двигатели взамен атмосферных. Казалось бы, это логично, поскольку турбонаддув придаёт мотору дополнительную мощность при сохранении небольшого рабочего объёма, но на деле всё не так просто. Поэтому специалисты советуют изучить плюсы и минусы турбированного двигателя и проанализировать особенности его эксплуатации, прежде чем приобретать автомобиль.

Что такое турбированный двигатель в автомобиле

Первые турбированные двигатели были сконструированы ещё в 1905 году, однако на легковые автомобили их начали устанавливать во второй половине 20-го века. Турбонаддув – система нагнетания в цилиндры атмосферного двигателя дополнительного воздуха, вследствие чего происходит повышение среднего эффективного давления в цилиндрах. Это увеличивает мощность мотора без внесения изменений в его конструкцию. Работу мотора с турбонаддувом обеспечивает приводной нагнетатель, использующий энергию отработанных газов. Они приводят в движение колесо турбины, которая в свою очередь вращает колесо компрессора с помощью роторного вала. Компрессорное колесо сжимает воздух, который нагревается, а после поступления в интеркулер охлаждается и подаётся в цилиндры.

Это важно! Энергия отработанных газов растёт по мере увеличения числа вращения движка. Чем интенсивнее работает мотор, тем больше становится энергетический потенциал и растёт подача сжатого воздуха.

До недавнего времени двигатели с турбонаддувом устанавливались исключительно на дорогостоящие спортивные модели автомобилей. Но, по утверждению маркетологов, в настоящее время доля моделей с такими моторами стремительно увеличивается, и турбина становится практически обязательным элементов престижных марок авто.

Турбины устанавливают гораздо чаще на дизельных двигателях, чем на бензиновых

Производители машин делают акцент на том, что турбодвигатели беспощадно теснят «атмосферники», и большинство покупателей хороших машин предпочитают именно такой тип двигателя. Но так ли хорош турбомотор, как это расписывают конструкторы и инженеры автопредприятий? Чтобы сделать выводы, стоит рассмотреть его конструктивные особенности и поближе познакомиться с принципом действия.

Конструктивные особенности

Система турбонаддува состоит из компрессора, интеркулера, регулятора давления наддува и других узлов. Главная деталь – турбокомпрессор, регулирующий рост давления в системе впуска воздуха. Интеркулер охлаждает воздух и повышает его плотность.

Схема движения воздуха во время работы турбированного двигателя

Всей системой управляет регулятор наддува. Это перепускной клапан, ограничивающий давление отработанных газов. Отсекая некоторое их количество, клапан делает давление наддува оптимальным.

Турбокомпрессор работает следующим образом:

Воздух проходит через воздушный фильтр и поступает во входное отверстие.
Происходит сжатие воздуха, и в нём увеличивается содержание кислорода. Воздух нагревается, и его плотность снижается.
Массы воздуха покидают турбокомпрессор и попадают в интеркулер, в котором происходит охлаждение.
Сжатый воздух проникает через дроссель и впускной коллектор в цилиндры мотора.
Часть выхлопных газов, образовавшихся при сгорании топлива в цилиндрах, передаётся турбодвигателем назад в коллектор турбины. Этот поток воздуха запускает движение вала, на противоположном конце которого расположен компрессор. Здесь начинается повторное сжатие воздуха.

Это важно! Результат работы турбонаддува – увеличение уровня сжатия кислорода при сохранении объёма цилиндров. За один такт работы турбомотор сжигает больше топливной смеси, чем атмосферный двигатель того же объёма.

Плюсы и минусы

Турбированные двигатели имеют свои сильные и слабые стороны, поэтому верить заявлениям автопроизводителей об их однозначном преимуществе не стоит. Прежде чем принимать решение о выборе машины, оснащённой турбонаддувом бензинового двигателя, стоит взвесить все «за» и «против».

Преимущества

Главное достоинство турбированного мотора – его повышенная мощность, и в этом с производителями нельзя не согласиться. По мощности при аналогичном объёме цилиндров агрегат превосходит атмосферные моторы на 20–30%. Дополнительные плюсы установки на мотор турбонаддува состоят в следующем:

Повышение эффективности работы за счёт оптимизации процесса сгорания безвоздушной смеси в цилиндрах. Благодаря этому расход топлива на обеспечение работы аналогичного количества атмосферного мотора лошадиных сил значительно снижается.
Уменьшенный уровень шума и вибрации во время движения.
Экологичность. Эффективное сгорание топлива внутри цилиндров значительно уменьшает количество выбросов в атмосферу через выхлопную трубу. Специалисты утверждают, что введение в Европе и США новых норм токсичности выхлопа увеличило производство автомобилей с турбированными бензиновыми двигателями на 25%.
Компактные размеры. Мотор на трёх и даже двух цилиндрах по мощности сопоставим с четырёхцилиндровым «атмосферником». Благодаря оптимальным размерам такой двигатель имеет большее число вариантов расположения в автомобиле.

Недостатки

При всех своих достоинствах турбонаддув имеет и некоторые негативные стороны:

Повышенная чувствительность к качеству топлива. Отсюда вытекает необходимость использования бензина более высокого класса. Турбированный двигатель быстро выйдет из строя, если заставлять его работать на 92 бензине.
При активном использовании турбины расход топлива увеличивается в 1,5 раза. Любители езды в стиле «газ в пол» будут заполнять бак своего автомобиля в два раза чаще.
Необходимость частой замены масла. Смазка добавляется в мотор и непосредственно в турбокомпрессорную установку, поэтому его расход увеличивается. Требования к марке масла также довольно жёсткие: можно использовать только качественные марки синтетики, стоимость которых на порядок выше минеральных или полусинтетических смазок. К этому стоит добавить необходимость частой замены масла: каждые 8 000 километров. В то время как в атмосферных двигателях процедуру можно проводить через 12 и даже 15 тысяч километров. Несвоевременная замена масла и фильтров приведёт к изменению параметров турбины и скорому выходу её из строя.
Дорогостоящий ремонт. Комплектующие для турбированных моторов имеют достаточно высокую цену, поэтому их ремонт требует значительного вложения средств. Стоимость ремонта возрастает дополнительно из-за отсутствия квалифицированных работников СТО. Отремонтировать мотор с турбонаддувом возьмутся не на каждом автосервисе, а за квалификацию мастеров придётся заплатить на 40–50% больше. Капитальный ремонт двигателя с турбонаддувом требуется каждые 150–200 тысяч километров пробега.
Особенности эксплуатации. Машину с турбодвигателем нужно правильно заводить и глушить. После запуска двигатель должен поработать вхолостую, причём, чем автомобиль старше, тем «прогон» нужен более длительный. После остановки автомобиля также нельзя сразу глушить мотор.
Проявление эффекта «турбоямы». Так именуют характерный провал, когда машина вяло реагирует на нажатие педали газа. Двигатель «не тянет» на низких оборотах, в результате машина не может резко тронуться с места. При интенсивном движении и непростой дорожной обстановке в мегаполисах это достаточно опасное явление. Конструкторы предлагают для решения проблемы устанавливать на мотор две турбины, одна из которых будет работать на малых оборотах за счёт оснащения электроприводом. Это снизит риск возникновения «турбоям», но дополнительно увеличит стоимость двигателя и одновременно снизит его надёжность.

Турбированный двигатель чаще подвергается дорогостоящему ремонту и требует высококачественного топлива

Это важно! Новейшие автомобили почти избавлены от недостатка, связанного с «турбоямами» за счёт установки турбин с изменяемой геометрией. Но идеальной остроты отклика во время дозирования тяги в процессе дросселирования, которая свойственна атмосферным моторам, конструкторам добиться пока не удаётся.

Какой двигатель лучше: атмосферный или турбированный

Долгий спор поклонников атмосферных и турбированных двигателей далёк от логического завершения. У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки. Не дают перевесить какой-либо чаше весов постоянные разработки инженеров и конструкторов, добавляющие преимущества то одному, то другому варианту.

Большинство автовладельцев сходятся во мнении, что атмосферный двигатель, хоть и уступает по мощности турбированному, но всё-таки более надёжен в эксплуатации. Он неприхотлив в выборе марки бензина и масла, может быть отремонтирован в любой автомастерской. Для турбированных моторов такие «вольности» не допустимы.

Турбированный мотор – дорогое удовольствие: он требует большего внимания, тщательного ухода, правильной эксплуатации. Сама турбина, даже при соблюдении всех рекомендаций по эксплуатации, обладает ограниченным ресурсом работы и через достаточно непродолжительный срок требует замены.

Поэтому выбирать вариант мотора необходимо по собственным материальным возможностям. Атмосферный вариант предпочтителен для автовладельцев, ограниченных в бюджете и не готовых вкладывать в машину значительные средства. Обслуживание, эксплуатация и ремонт «атмосферника» явно проще и дешевле.

Турбированный двигатель – правильный выбор для тех, кто во главу угла ставит мощность мотора и динамику передвижения. Хотя такой мотор может доставить немало проблем и расходов в процессе эксплуатации.

Немаловажный фактор выбора мотора – стиль езды автовладельца. Для водителя, предпочитающего спокойное передвижение двигатель с турбонаддувом – бесполезная «фишка». В этом случае затраты на мотор повышенной мощности не оправданы, ведь турбина не будет выполнять свои функции. Но даже без использования силовой установки по назначению, обслуживать её придётся по правилам, а значит, попросту выбрасывать деньги на ветер.

Специалисты советуют при покупке машины с турбиной останавливать выбор на новых моделях. Только в этом случае можно быть уверенным, что агрегат правильно обслуживался и эксплуатировался. Автомобиль, с «убитой» предыдущим владельцем турбиной, доставит в разы больше проблем, чем удовольствия от езды на нём.

Видео: турбо- и атмосферный моторы: в чём разница?

Увеличение в современных условиях количества автомобилей с турбированными двигателями касается, прежде всего, дизельных агрегатов. В настоящее время почти все дизельные моторы снабжены турбонаддувом, поскольку именно эта деталь придаёт мотору на дизтопливе достойные эксплуатационные характеристики.

С турбо-бензиновыми моторами дело обстоит иначе. Большинство автопроизводителей продолжают выпускать модели с простыми атмосферными двигателями, и только в некоторые линейки добавляют турбомоторы на бензине. Меньше всего таких моделей на дорогах в странах СНГ. Объясняется это отсутствием спроса и политикой автодилеров, которые стараются оградить себя от возникающих при эксплуатации машин проблем и выполнения гарантийных обязательств. Продавцы учитывают низкое качество бензина и отсутствие на территории СНГ достаточного количества высококвалифицированных автослесарей.

Ответ на вопрос, стоит ли покупать бензиновый автомобиль, оснащённый турбиной, зависит от планов автолюбителя. Если на машине планируется покататься 3–5 лет и пройти 150–200 тысяч километров, при достаточном количестве свободных средств, почему бы и нет. Но тем покупателям, которые не готовы переплачивать за мощность и тратиться на дорогостоящее обслуживание автомобиля, лучше остановить выбор на традиционном «атмосфернике».

От покупки подержанного авто с турбонаддувом стоит однозначно отказаться, памятуя об ограниченном ресурсе турбины. Такие модели часто приобретают молодёжь и «гонщики», которые «укатывают» мощную машину и практически не ухаживают за нею по правилам. После использования агрегата на «всю катушку» им проще продать его, чем вкладываться в ремонт. Приобретённый «с рук» автомобиль с турбированным бензиновым двигателем стопроцентно доставит массу хлопот новому владельцу.

Супертурбо: все продвинутые системы наддува

Битурбо, твинтурбо, твинскролл. Наверняка вы давно хотели разложить для себя по полочкам, что как работает и чем отличается. Мы подготовили для вас подробный рассказ о плюсах, минусах и надежности каждой из технологий.

Я предельно упростил формулировки, чтобы текст был доступен для понимания широкому кругу читателей. Но для лучшего понимания вопроса рекомендую прочитать мои прошлые публикации о видах наддува и надежности турбомоторов .

Прогресс не стоит на месте, и каждое новое поколение автомобилей должно быть быстрее, экономичнее и мощнее. Часто для повышения мощности используются комбинированные системы наддува, да и «обычные» турбины вовсе не так просты, как кажется на первый взгляд. Каким же образом инженеры научили турбомоторы быть одновременно мощными, эластичными и экономичными? Какие технологии позволяют создавать массовые двигатели с удельной мощностью в 150 л.с. на литр и отличной тягой на низах, и тысячесильных монстров?

«Обычная» турбина

Как я уже писал, турбокомпрессор прост на первый взгляд, но является высокотехнологичным устройством, которое работает в очень жестких условиях. И любое его усложнение сильно сказывается на надежности. Для примера я постараюсь подробнее описать устройство типичного турбокомпрессора без особых усложнений.

Основной частью турбокомпрессора является средний корпус, в нем расположены подшипники скольжения, упорный подшипник и седло уплотнения с кольцами. В самом корпусе есть каналы для прохождения через него масла и охлаждающей жидкости. На совсем старых конструкциях обходились только маслом и для смазки и для охлаждения, но такие турбины не применяются на серийных машинах уже давно. Для предохранения среднего корпуса от воздействия горячих выхлопных газов служит жароотражатель.

В средний корпус устанавливается турбинный вал. Эта деталь не просто вал, конструктивно он соединен с турбинным колесом неразъемным соединением, чаще всего сваркой трением или выполнен из цельного куска металла. Иногда для создания крыльчатки используется керамика-прочности и коррозийной устойчивости лучших конструкционных сталей может не хватать. Сам вал имеет сложную форму, на нем есть утолщение для уплотнения и упорный выступ, а форма цилиндрической части рассчитана с учетом теплового расширения во время работы.

На турбинный вал надевается компрессорное колесо. Оно изготовлено обычно их алюминия и фиксируется на валу гайкой.

Конструкция из среднего корпуса, установленного в него турбинного вала и компрессорного колеса называется картриджем. После сборки этот узел тщательно балансируется, ведь работает он при очень высоких оборотах и малейший дисбаланс быстро выведет его из строя.

Еще турбине нужны две «улитки» — турбинная и компрессорная. Часто они индивидуальны для каждого производителя машин, тогда как центральная часть — картридж и размеры турбинного и компрессорного колеса являются признаками конкретной модели турбины и ее модификации.

Для предохранения от слишком высокого давления наддува используется клапан сброса давления газов, он же вастегейт. Обычно он является частью турбинной улитки и управляется вакуумом. Он закрыт при обычном режиме работы турбины и открывается в случае слишком высокого давления наддува или других проблем в работе мотора, сбрасывая скорость вращения турбины.

А теперь о том, как используют турбины и какие технологии применяют, чтобы достичь самых высоких показателей моторов.

Twin-turbo и Bi-turbo

Чем больше и мощнее мотор, тем больше воздуха нужно подавать в цилиндры. Для этого нужно сделать турбину больше или быстрее. А чем больше размер турбины, тем тяжелее ее крыльчатки и тем инерционнее она получается. При нажатии на педаль газа открывается дроссельная заслонка и больше горючей смеси попадает в цилиндры. Образуется больше выхлопных газов и они раскручивают турбину до более высокой частоты вращения, что, в свою очередь, увеличивает количество подаваемой горючей смеси в цилиндры. Чтобы сократить время раскрутки турбин и сопутствующую им «турбояму», изначально испробовали способы, которые называются твин-турбо и би-турбо.

Это две разные технологии, но маркетологи компаний-производителей внесли немало путаницы. Например, на Maserati Biturbo и Mercedes AMG Biturbo на самом деле используют технологию твин-турбо. Так в чем же разница? Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера. Это позволяло получить лучшее время отклика, а иногда и упростить конструкцию мотора, используя недорогие турбокомпрессоры, что очень актуально для V образных двигателей с выхлопными коллекторами «вниз».

Фото:twin turbo Nissan

Обозначение Biturbo («двойная турбина») же относят к конструкциям, в которых применяются последовательно подключенные ко впуску две турбины-маленькую и большую. Маленькая хорошо работает на малой нагрузке, быстро раскручивается и обеспечивает тягу «на низах», а потом в действие вступает большая турбина, более эффективная на большой нагрузке. Маленькая турбина в этот момент отключается системой дроссельных заслонок.

Преимуществом такой схемы является большая эффективность одной большой турбины на большой нагрузке: она обеспечивает лучшее давление и меньший нагрев воздуха при большом ресурсе. А еще вместо маленького турбокомпрессора можно использовать механический или электронагнетатель. Они нагревают воздух меньше, чем турбокомпрессор, и не инерционны.

Но как же потери мощности, которые нужны для их раскрутки? Потери на их привод при малой нагрузке не так существенны. Но расплатой за улучшение характеристик турбин является усложнение впускной системы, приходится использовать много труб и дроссельные заслонки, переключающие потоки воздуха.

Обе технологии используются до сих пор всеми производителями, но все они значительно удорожают мотор, ведь дорогих турбокомпрессоров становится в два раза больше, а система управления ими — сложнее. Для сильно форсированных моторов альтернативы этим технологиям нет или почти нет. Но иногда можно просто улучшить конструкцию стандартной турбины.

Тонкое управление вастегейтом

Wastegate – это, дословно, «ворота для сброса», то есть перепускной клапан. На первых турбинах вастегейт работает очень просто: когда давление на впуске преодолевало натяжение пружины, он открывался, стравливал газы и давление падало. Позже систему усложнили: теперь его открытием руководила не только разница давлений, но и электроника, учитывающая множество параметров — обогащение смеси, режим движения, температуру, детонацию и умеющую избегать нежелательных режимов работы самой турбины. Но управлялся он точно так же — пневматикой. Когда нужно было сбросить давление, клапан просто открывался.

Получить качественный скачок характеристик позволяла плавная регулировка степени открытия перепускного клапана. В этом случае турбина может чаще работать с максимальной отдачей, даже при малых оборотах, а на средних нагрузках уже вступает в действие регулирование и в опасные режимы турбина не переходит.

К сожалению, такой способ сложнее. Для его реализации потребовалось разместить электропривод регулировки рядом с турбиной, что понизило ее надежность: электронике приходится работать в очень жестких условиях, при высокой температуре и высокой вибрации. Но улучшение характеристик стоит того и почти все современные турбины высокофорсированных небольших моторов имеют такую конструкцию.

Более эффективное турбинное колесо. Twinscroll

В поисках повышения эффективности одиночной турбины конструкторская мысль придумала способ, который позволял увеличить эффективность работы турбины и на малых и на больших нагрузках. Турбинное колесо, на которое воздействуют выхлопные газы, разделили на две части, отсюда и название технологии – twin scroll (“двойная улитка”), одна часть турбины более эффективна на большой нагрузке, а другая — на малой, но раскручивают они одно и то же компрессорное колесо на общем валу. Турбина получается не намного сложнее, но несколько эффективнее.

Как работает система Biturbo и чем она отличается от Twin-Turbo

Турбина — это всегда хорошо, а две турбины еще лучше» — говорят поклонники «турбовых» движков. Еще не так давно мотор с турбокомпрессором был чем-то диковинным и встречался крайне редко, сегодня же турбины устанавливают практически все автопроизводители, а некоторые и по две.

Такие слова как Biturbo или Twin-Turbo слышали многие, однако не все знают, что это за технологии и в чем их суть. Также многие до сих пор не понимают в чем отличие «Твинтурбо» от «Битурбо», одни утверждают, что это одно и то же, другие твердят, что это абсолютно разные вещи. Ответы на эти и многие другие вопросы я постараюсь дать в этой статье, вы узнаете, как работает система Biturbo и Twin-Turbo, а также есть ли между ними отличие.

Что такое Biturbo и Twin-Turbo?

Если коротко, то по большому счету это одна и та же технология только с разным названием. Смысл состоит в том, чтобы использовать две турбины вместо одной. Для чего? Основная цель установки, сдвоенной или двойной турбины — избежать такого явления как «турбояма», когда при повышении оборотов возникает «провал», временная задержка отдачи турбодвигателя. То есть, мотор какое-то время не может обеспечить требуемый объем мощности. Решением этой проблемы и стала система Biturbo, состоящая из двух небольших турбокомпрессоров.

Biturbo и Twin-Turbo — в чем разница?

Принципиальной разницы между этими системами нет, разве что название. Конструктивно это одна и та же технология и отличие всего лишь в маркетинге разных производителей. Одним нравится название Biturbo, другим — Twin-Turbo. Обе системы успешно устанавливаются как на бензиновые, так и на дизельные авто. Система Битурбо на бензиновых моторах обычно довольно требовательна к качеству и октановому числу. Использование плохого бензина приводило к появлению детонации, а также нестабильной работе силового агрегата.

Кроме основной задачи — недопущение возникновения такого явления как «турбояма», система, состоящая из двух турбин, позволяет получить существенную прибавку мощности. Также благодаря технологии Biturbo можно добиться существенного снижения расхода топлива, улучшения показателей максимального крутящего момента в более широком диапазоне.

Какие разновидности схем подключения компрессоров существуют?

Системы типа Twin-Turbo и Biturbo отличаются между собой схемой подключения наддува. Как правило подключение реализуют по трем основным схемам: параллельная, последовательная, а также ступенчатая. Далее вы узнаете о каждой из них более детально.

Параллельная схема. Данный тип подключения предусматривает два одинаковых нагнетателя, которые работают одновременно, параллельно друг другу. Главная суть такого типа подключения состоит в том, чтобы снизить инерционность, которая наблюдается при использовании одной большой. Перед тем как поступить в цилиндры, воздух, который нагнетает Biturbo, отправляется во впускной коллектор, где происходит его смешивание с топливом и подача в камеры сгорания. Такую схему, как правило, применяют на дизельных моторах.

Последовательно-параллельная схема. Такой тип подключения представляет собой две одинаковые турбины, которые работают в разных режимах. Одна из турбин постоянно работает, обеспечивая экономию топлива и необходимую мощность на средних оборотах. А вторая «улитка» вступает в работу в случае увеличения нагрузки и повышении оборотов двигателя. За переключение режимов отвечает специальный клапан, который работает под управлением ЭБУ двигателя. Система позволяет эффективно избежать возникновения «турбоямы», обеспечивая плавный равномерный разгон. Как только ЭБУ замечает повышение оборотов в работу встает вторая вспомогательная турбина, в результате чего мотор имеет хороший подхват без провалов и задержек. Похожий принцип используют системы TripleTurbo, у которых не два, а целых три турбокомпрессора.

Ступенчатая схема. Двухступенчатая схема турбонаддува — это две турбины, которые имеют разный размер. Установленные «улитки» последовательно соединены с впускным и выпускным каналами. В каналах имеются перепускные клапана, способные регулировать потоки воздуха и выхлопных газов. Такая схема может работать в трех режимах.

На низких оборотах клапаны закрыты, а отработавшие газы идут по каналам через две «улитки». Из-за низкого давления газов, крыльчатки большой турбины почти не вращаются. Воздух свободно проходит мимо обеих ступеней компрессоров, при минимальном избыточном давлении.

Когда обороты двигателя увеличиваются происходит открытие клапана, в результате чего большая турбина начинает включаться в работу. Большой нагнетатель создает давление и сжимает воздух, затем подает его на малое колесо, тем самым еще больше сжимая его.

В момент максимальной нагрузки двигателя, оба перепускных клапана открыты на 100%, это приводит к тому, что поток отработавших газов идет сразу на большую «улитку» и проходя через нее нагнетается в цилиндры. Такой ступенчатый тип, как правило, используется на дизельных моторах.

Плюсы и минусы двойной турбины

Из преимуществ стоит выделить:

Решение проблемы турбоямы;
Прибавка в мощности при относительно небольших объемах силового агрегата;
Обеспечение высокого крутящего момента, прекрасная динамика;
Мотор с Biturbo будет иметь намного более экологичный выхлоп, по сравнению с обычным силовым агрегатом. Этого удается достичь благодаря более эффективному сгоранию топлива;
Экономия топлива.

Недостатки у Битурбо следующие:

Требовательность к качеству топлива и моторного масла;
Высокая стоимость технологии, которая в конечном итоге приводит к удорожанию всего силового агрегата;
Сложная конструкция;
Дорогой и сложный ремонт.

На этом буду заканчивать. Как видите любая, даже самая сложная технология, имеет простое объяснение, главное вникнуть в суть вопроса. Спасибо за внимание, пишите в комментах доводилось ли вам попробовать технологию «Твинтурбо» и «Битурбо» лично, а также какие ваши впечатления о данных системах. Берегите себя, до новых встреч на savemotor.ru