Что такое турбояма

Сегодня поговорим о том, что такое турбояма двигателя, где и почему она возникает, какие последствия несет для мотора и вообще – что следует знать автомобилисту, чтобы увеличить ресурс силовой установки, избежать ее преждевременного выхода из строя. 

Важно

Под указанным термином подразумевают своего рода «провал» во время ускорения транспортного средства, ДВС которого оснащен турбиной.

Возникает этот лаг на невысоких оборотах, как правило от тысячи до полторы в минуту. В большей степени этому явлению подвержены дизельные агрегаты, хотя бывает, что проявляется оно на бензиновых моторах.

Говоря простыми словами, эффект распространен в турбированных моторах, эффективность которых максимальна при работе на высоких оборотах, тогда как на низких она оставляет желать лучшего.

Если необходимо быстро прибавить скорость, и водитель выжимает педаль «в пол», машина отреагирует спустя несколько мгновений, но вначале она не ускорится, а на долю секунды словно замрет. Вот это явление и называют турбоямой. 

Для чего нужна турбина

Турбина или, если говорить предельно точно – турбокомпрессор – это деталь, главная задача которой состоит в нагнетании воздушного потока в цилиндры силовой установки транспортного средства. Чем больше в них попадет воздуха, тем больше топлива с ним удастся смешать, а это влечет за собой достижение более высоких мощностных показателей мотора без изменения его объема. 

В двигателях, не оснащенных системой турбонаддува, для всасывания воздуха в цилиндры служит поршень. Однако объем этого воздуха не может превышать объем самого цилиндра – это законы физики.

Так вот чтобы протолкнуть в цилиндры побольше воздуха и тем самым увеличить мощность мотора, необходимо подавать его под огромным давлением. Для этого в свое время разработали систему турбонаддува. Статистика свидетельствует о том, что после установки такой системы мощность силового агрегата увеличивается на 30 процентов.

Как образуется турбояма

Турбокомпрессор с конструктивной точки зрения обладает серьезным недостатком – когда мотор работает на низких оборотах, энергии выхлопных газов недостаточно для разгона компрессорного колеса до требуемой частоты вращения, которая, к слову, способна превышать 150 тыс. оборотов в минуту. 

Итак, если вдруг понадобилось резко увеличить скорость движения, нужно нарастить обороты силовой установки, а для этого водитель нажимает педаль акселератора. В момент нажатия топливо подается в цилиндры, и чем сильнее воздействие на педаль газа, тем больше поток топлива. Однако, чтобы нарастить обороты, важно не только количество поступающего топлива, но и оперативность его полного сгорания. Для горения необходим воздух, причем, чем больше подается топлива, тем больше надо воздуха. 

Воздух попадает в камеры сгорания благодаря ведомой крыльчатке, от скорости вращения которой зависит мощность воздушного потока. Но ведомая крыльчатка неразрывно связана с крыльчаткой ведущей, и чем быстрее крутится вторая, тем, соответственно, больше оборотов будет и у первой. Чтобы ведущая крыльчатка крутилась быстрее и ускорила движение ведомой крыльчатки, важно усилить поток выхлопа, а это возможно лишь при условии полного и быстрого сгорания топлива в цилиндрах, для чего необходим воздух, нагнетаемый ведомой крыльчаткой.

До тех пор, пока она не ускорится и не начнет крутиться с должной скоростью, в топливной смеси будет наблюдаться нехватка воздуха, горение топлива окажется медленным и неэффективным, а поток отработанных газов если и увеличится, то лишь совсем незначительно.

Получается замкнутый круг. Водитель жмет на педаль газа, но большое количество топлива в цилиндре не сможет полностью сгореть до тех пор, пока ведомая крыльчатка не создаст нужное для горения давление воздуха. При этом поток отработанных газов будет недостаточен для того, чтобы ведущая крыльчатка раскрутилась сама и раскрутила ведомую. Как следствие – «запасное» давление будет сброшено перепускным клапаном, чтобы не произошло так называемого «разноса». Получается вот что:

Объема и силы воздушного потока будет недостаточно, пока отработанные газы не создадут нужное давление – это необходимо для раскручивания ведущей крыльчатки, которая ускоряет крыльчатку ведомую. 

Требуемое давление выхлопов не удастся достичь до полного оперативного сгорания топлива, которое выделит нужный объем отработанных газов. 

Оперативного сгорания топлива не будет до тех пор, пока ведомая крыльчатка не обеспечит нагнетание воздушного потока. И так по кругу… В результате образования переобогащенной топливной смеси, которая горит медленно, образуется короткий временной промежуток, который называют турбоямой.

Если говорить совсем уж простым языком, явление возникает в такой ситуации: обороты двигателя низкие, компрессор не работает. Машина стартует и в течение 2-3 секунд «тупит», но тут обороты достигают требуемого уровня, включается турбокомпрессор, и происходит моментальное ускорение. 

Как устранить турбояму

Над тем, как убрать турбояму, ломали головы все производители турбин, и в результате они пришли к выводу, что оптимальным решением проблемы станет установка еще одной турбины – механической (обычно) или электронной (гораздо реже). Моторы, оснащенные двумя турбинами, называют Twin Turbo, а соответствующую их функцию именуют двойным наддувом.

Принцип работы таких агрегатов достаточно прост. Когда они работают на низких оборотах, в процесс включена дополнительная турбина, задача которой – создание требуемого давления, чтобы машина ускорилась с холостых. Потом, когда давление в клапанах повышается, включается основная турбина, функционирующая от отработанных газов. Это позволяет исключить вероятность образования эффекта турбоямы и добиться ровной, равномерной работы двигателя. 

Второй вариант – сочетание турбины с механическим нагнетателем, включающимся во время работы ДВС на низких оборотах.

Компрессор работает от мотора, а турбокомпрессор включается, когда двигатель набирает обороты, и давление турбины достигает требуемых показателей.Иногда для исключения риска образования турбоямы используют турбокомпрессоры с изменяемой геометрией направляющего аппарата.

Итог

Турболаг – явление распространенное, нельзя называть его серьезной поломкой. Устранять турбояму или нет, каждый решает сам. Опытные водители к такому багу привыкли и считают его не поломкой, а особенностью вождения, которую просто нужно учитывать во время выполнения маневров.