Электрический турбонагнетатель, за ним будущее?

Электрический турбонагнетатель и принципы его работы.

Чтобы сделать автомашины как можно более производительными, многие автокомпании прибегают к турбированию двигателей автомобилей и делается это уже многие десятки лет. Лучшего способа, чтоб снять с одного и того же объема двигателя наиболее большую мощность, в мире пока что еще не придумали. Но вот переосмыслить всю суть данной работы турбины в компании "Audi" уже пытаются. По всей видимости и благодаря трудам инженеров Ингольштадта, очень скоро мы с вами сможем увидеть совсем иной вид турбокомпрессоров, которые могут изменить всю игру на мировом автомобильном рынке.

“Уменьшение объёмов двигателей является одним из ключевых решений, которое используется автопроизводителями для снижения потребления топлива автотранспортным средством”, - так поясняет сотрудник поставщика автокомплектующих Valeo в своем заявлении. Однако, для поддержания высокой производительности у уменьшающихся в своем объеме двигателей автопроизводители обычно используют в машинах турбонагнетатели, разгоняемые исходящими выхлопными газами, которые проходят через выхлопной коллектор машин. Все было бы ничего, если бы не один неприятный момент. В результате использования данной схемы привода турбины в автомобиле происходит задержка отклика нагнетаемого давления, известного многим, как турболаг (турбо яма).

Эта замедленная реакция преследует многих автовладельцев турбированных машин в течение уже многих лет и является очень частой жалобой к производителям. Попытки сделать улучшенную схему турбонаддува ни как не приводят к идеальному результату. Такие например доработки, как турбокомпрессоры с двойной улиткой или специальные небольшие турбокомпрессоры, что используются в качестве средства борьбы с турбо-ямой, делают ситуацию немного лучше, но все-равно до нужного идеала им еще далеко. Проще говоря можно сказать так, что очень пока трудно сделать двигатель с турбонаддувом, который непосредственно будет работать от выхлопных газов и будет обеспечивать немедленный отклик.

Заряжаем турбину

Инженеры-разработчики вновь углубились в различные проектирования и эксперименты. И как-то неожиданно для себя однажды обнаружили следующую вещь (закономерность). При развитии электрических технологий в автопроизводстве и с изучением всех плюсов и минусов электрических силовых агрегатов, что используются в автомобильной индустрии, было подмечено следующее, что у автомобилей с электродвигателями, ответ на нажатие на педаль газа происходит почти мгновенно, без каких-либо задержек. И это показалось для инженеров самой разумной отправной точкой, чтобы применить данную положительную черту в использовании электрических компонентов при создании конкретной идеальной турбины. Электромобили стоят пока что дорого, и это из-за размеров самих моторов, аккумуляторов, а еще они не совсем практичны в связи с ограниченной дистанцией пробега на которую этот электромобиль может уехать на одной подзарядке.

Смотрите также: Экономия топлива в жаркую погоду

Но зачем же тогда надо использовать крупные узлы электромобилей, когда можно взять идею и применить ее в совсем другом формате к обычному для нас двигателю ДВС? Ведь автопроизводители могут использовать для этого совсем небольшие электрические двигатели и их компоненты. Одним из таких средств, что позволил увеличить мощность двигателя не полагаясь на выхлопные газы, стал электротурбонаддув.

“Электродвигатель может среагировать мгновенно (в течение 250 миллисекунд)”, - так говорят в Valeo. Такой отклик электродвигателя может сократить потребление топлива на 10% с использованием данной и необходимой настройки. По сути говоря, так как новый вид компрессоров не приводится в движение выхлопными газами, то технически он является простым нагнетателем, которые для простоты также еще называют электрическими турбонагнетателями.

Компания (концерн) "Фольксваген" и связанные с ним автобренды вкладывают значительные средства в эти новые электрические турботехнологии.

“Концерн "Volkswagen" работает над созданием электрического турбонагнетателя для использования его с различными автобрендами в глобальном масштабе,”- сказал Марк Джилес, представитель "VW USA". “Основным преимуществом данного нагнетателя является время отклика и то, что он подает импульс от холостого хода в сравнении с выхлопными зарядными устройствами, которые требуют для себя по меньшей мере 1500 об/мин для подачи дополнительного давления”.

"Ауди" демонстрирует свою Е-Турбо

Компания "Ауди" продемонстрировала недавно свои новейшие разработки в мире электрической турбины на своем автомобиле Clubsport TT Turbo Concept, т.е. на полноприводном автомобиле, который выдает 600 л. с. и 648 Нм максимально крутящего момента, и все это благодаря паре турбонагнетателей стоящих на его 2,5-литровом пятицилиндровом двигателе. Одна из турбин, а именно традиционного типа, управляется выхлопными газами, а вторая является уже электрическим агрегатом.

Компания "Ауди" создала данный концепткар для того, чтобы показать возможности работы этих электрических турбонагнетателей, сказав и показав всему автомиру, что такая технология почти что готова к запуску на всех серийных автомобилях. В багажнике в автоомобиле размещена вторая 48-вольтная электрическая система, которая как-раз и питает этот электрический компрессор, увеличивая тем самым давление самого двигателя по запросу электрических датчиков, и это вместо долгого ожидания того самого момента, когда до простой обычной турбины дойдет волна выхлопных газов и раскрутит лопасти самой турбины. Все эти технологии безусловно улучшают само поведение автомобиля, который может теперь достигнуть скорости в 100 км/ч всего за 3,6 секунды.

“Компрессор с электрическим приводом обеспечивает значительные преимущества,”- сказал Брэд Штретц, сотрудник подразделения "Audi" в США. “Он набирает обороты до максимальных значений очень быстро и без каких-либо ощутимых задержек, и все это начинается еще до начала работы стандартного турбонагнетателя и при слишком маленьком давлении выхлопных газов”- продолжил Брэд Штретц.

“Такой принцип работы нагнетателя делает возможным установку обычного турбонагнетателя для конкретного создания высокого заряда давления и, следовательно, для достаточно высокой мощности двигателя,– ну а модель Е-турбо гарантирует быстроту отклика и мощные спринты с самых низких оборотов двигателя на всем своем диапазоне”, - еще добавил Брэд Штретц.

Это не первый уже раз компания "Ауди" показывает свой опыт в экспериментах с электрическими турбинами. В прошлом году этот Немецкий автопроизводитель добавил авто-модели E-Turbo свой твинтурбовый 3.0-литровый дизельный двигатель V6 и поставил тем самым все это под капот модели RS5. В результате этого получилось достаточно стремительное и быстрое авто-купе, которые могло достигнуть скорости в 100 км/ч примерно за 4 секунды, и это при расходе топлива каких-то 5 л / на 100 км. Все это сделало автомобиль намного быстрее, чем ее обычный собрат модель RS5 и, он стал более чем в два раза экономичнее по своему расходу топлива.

Когда могут появиться электрические турбонагнетатели.

Все исследования подошли к своему завершающему аккорду, дело осталось по всей видимости, за малым, а именно, взять и запустить первую модель в производство. Скорее всего компания "Audi" станет пионером в применении данной технологии в автомобиле. Но на какую из моделей и в каком году она поставит свой "дикий коктейль из улиток" пока не известно. Будем ждать.