Система турбонаддува Borg Warner R2S
Создание будущих двигателей для пассажирского и коммерческого применений требует разработки более совершенных систем наддува. Конструкция таких систем преследует противоречивые цели: с одной стороны - достижение высокой номинальной мощности, а с другой - быстрый отклик и максимальный крутящий момент на низких оборотах. Для получения высокой мощности нужен относительно большой турбокомпрессор. Однако стремление получить большое давление наддува даже на низких оборотах требует применения турбины и компрессора гораздо меньших размеров. Очевидно, комбинация из двух агрегатов была бы идеальной.
Для разрешения этого противоречия BorgWarner Turbo Systems разработала регулируемую 2-ступенчатую систему турбонаддува. Система имеет оптимальную конструкцию и позволяет непрерывно адаптировать турбину и компрессор к изменяющемуся режиму работы двигателя. Она удовлетворяет самым высоким требованиям к двигателям нового поколения по мощности, экономичности и вредным выбросам.
Регулируемая 2-ступенчатая система R2S состоит из двух соединенных последовательно турбокомпрессоров разного размера с байпасным регулированием. Поток отработавших газов из цилиндров попадает в выпускной коллектор. Далее возможно всю массу отработавших газов направить в турбину высокого давления (HP) или перенаправить часть потока по байпасу в турбину низкого давления (LP). В обоих случаях затем весь поток отработавших газов используется турбиной низкого давления.
Поступающий во впуск воздух предварительно сжимается компрессорной ступенью низкого давления. Затем происходит его дальнейшее сжатие компрессором высокого давления, после чего воздух охлаждается. Благодаря предварительному сжатию относительно маленький HP турбокомпрессор позволяет получить высокую степень повышения давления и обеспечить требуемый расход воздуха через систему.
На низких оборотах, когда расход отработавших газов невелик, байпасный канал остается полностью закрытым и весь поток проходит через турбину высокого давления. Это приводит к очень быстрому и заметному росту давления наддува. По мере роста оборотов двигателя поток отработавших газов постепенно направляется непосредственно на турбину низкого давления за счет увеличения проходного сечения байпаса.
Таким образом, регулируемая 2-ступенчатая система турбонаддува позволяет осуществлять непрерывную адаптацию турбинной и компрессорной частей к текущим требованиям работающего двигателя.
Система может регулироваться пневматическим приводом, который управляет байпасным клапаном так же, как и в массовых турбокомпрессорах со встроенными байпасными клапанами. Это дает возможность создать компактную систему наддува (при условии детального знания закономерностей ее функционирования) с использованием проверенных компонентов для достижения высокого крутящего момента, требуемой мощности и быстрого отклика.
Сергей Самохин, ТурбоМастер.ру
