Электрический нагнетатель воздуха существенно оптимизирует ДВС

Электрический нагнетатель воздуха существенно оптимизирует ДВС

В наше время ещё рано говорить о полном отказе от использования двигателей внутреннего сгорания. Для этого существует целый ряд причин. Потому-то производители в поте лица трудятся над технологиями, которые помогут оптимизировать по максимуму силовые системы, где используется углеводородное топливо. Электрический нагнетатель воздуха стал одной из таких технологий. По словам инженеров из Германии, в недалёком будущем он вытеснит столь привычный нам традиционный наддув, и позволит сделать ДВС мощнее, экономичнее и компактнее.

Сначала разберёмся, что же такое турбонагреватель или турбонаддув. Как общеизвестно, любой из моторов внутреннего сгорания функционирует на воздушно-топливной смеси, а не на самом топливе. Если говорить о бензиновом двигателе, то он должен обладать следующими пропорциями: 1 часть топлива на 12-15 частей воздуха. Кстати, знаменитый промышленник и конструктор Готтлиб Даймлер ещё в конце XIX столетия понял, что необходимо увеличивать подачу воздуха, а не топлива. На протяжении долгих лет этого добивались за счёт планомерного увеличения объёма всех цилиндров, после чего агрегаты выходили прожорливыми и большими. Наконец, 1905 году инженер из Швейцарии Альфред Бюхи запатентовал устройство, нагнетающее воздух в цилиндры и использующее энергию выхлопных газов.

Начиная с 90-х гг. XX века турбонаддув стал применяться инженерами как для увеличения общей мощности двигателя легкового автомобиля, так и с целью снижения выброса в атмосферу вредных веществ и экономии. С этих пор турбонаддув нельзя считать просто частью тюнинга, потому что его стали включать в базовый комплект дизельных авто различных брендов.

Электрический турбо-нагнетатель CPT

Надо сказать, что электрический турбо-нагнетатель появился сравнительно недавно. С 2000 года его разрабатывает британская компания Controlled Power Technologies (сокращённо – CPT ). Через 9 лет фирма представила вниманию автолюбителей турбонаддув, работающий от бортовой сети, которая имеет напряжение всего 12 В. Инженерам удалось успешно разрешить проблему механического нагнетателя. Речь идёт о так называемой «турбояме», то бишь низкой способности работы на малых оборотах.

Эти нагнетатели функционируют от небольшого по размерам электромотора. Кстати, механический турбонаддув способен задействовать лишь очень малую часть мощности (не более 1-5%) двигателя. Кроме сего, CPT может самостоятельно генерировать энергию: лопасти турбины крутятся благодаря обратному давлению, возникающему при выбросе выхлопных газов. Это помогает вырабатывать электрическую энергию для зарядки батареи.

Дебютный прототип машины с электронагнетателем разработали специалисты немецкой фирмы AVL List. Наддув CPT был адаптирован для 2-литрового бензинового двигателя с прямым впрыском топлива. Мотор установили на Volkswagen Passat. Как оказалось, автомобиль значительно отличался в лучшую сторону от своих собратьев с механическим нагнетателем тем, что выбрасывал в окружающую среду на 20% меньше опасных для здоровья веществ.

Сейчас Controlled Power Technologies согласует свои дальнейшие действия с такими крупными игроками в области автомобилестроения, как Ricardo, Valeo и Ford. Электронагнетатель Hyboost разработан на основе технологии CPT. Турбина в нём вращается посредством микро-гибридной установки Valeo, получающей энергию от регенеративного торможения.

 

А Ford Focus сумел улучшить экономичность на треть, в сравнении с двигателями, которые демонстрируют аналогичные параметры мощности. Дело в том, что мотор удалось оснастить новейшим 3-цилиндровым движком EcoBoost с системой VTES (что способствует переменному увеличению крутящего момента), а также нагнетателем Hyboost. Отметим, что мотор имеет объём всего1 литр, но выдаёт при этом 145 лошадиных сил при крутящем моменте 240 Нм!

Электрический турбонагнетатель BMW

BMW не отстаёт от конкурентов и работает нынче над созданием своего электрического турбонагнетателя. Разработка компании напрочь лишена жёсткой взаимосвязи между ротором и нагнетателем, потому что между ними имеется дополнительный узел, включающий в себя несколько фрикционов и электромотор.

Ротор на холостом ходу вращается независимо от нагнетателя, и нагрузка на двигатель уменьшается. В этот момент мотор также работает, подстраивая обороты под вращательную скорость вала компрессора. Во время нажатия на педаль газа происходит замыкание сцепления между компрессором и электродвигателем. В таком случае нагнетатель раскручивается лишь за счёт мотора, что позволяет избежать столь неприятных турбоям.

По неофициальным данным, M3 нового поколения станет первой BMW, обладающей электрическим турбонагнетателем.

Автор

Запись опубликована 12 Декабрь 2011 в разделе Технологии