Автомобильная промышленность находится в постоянном поиске технологических решений в области повышения производительности, топливной экономичности и снижения выбросов вредных веществ. Много десятилетий назад технология турбонаддува стала одним из таких решений. Сегодня можно встретить также электрические турбокомпрессоры. Мы сравним традиционные турбокомпрессоры и электрические турбокомпрессоры, рассмотрим их различия и преимущества.
Традиционные турбокомпрессоры, также известные как турбокомпрессоры, работающие от выхлопных газов, используют горячий поток выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания для раскручивания крыльчатки турбины. Эта крыльчатка соединена с компрессором через вал, который затем сжимает поступающий воздух и подает его во впускной коллектор двигателя. В результате повышается плотность воздуха в камере сгорания, что приводит к более полному сгоранию топлива и, следовательно, к большей выходной мощности.
Преимущества такой технологии очевидны. За счет использования выхлопных газов, которые в противном случае выбрасывались бы впустую, традиционные турбокомпрессоры могут значительно повысить мощность и КПД двигателя. Традиционные турбокомпрессоры используются десятилетиями и хорошо изучены. Это делает их надежными и относительно простыми для интеграции в существующие конструкции двигателей. Кроме того, благодаря своей долгой истории и широкому использованию традиционные турбокомпрессоры, как правило, более доступны по цене по сравнению с новыми технологиями.
Есть и недостатки. Одним из основных является задержка турбонаддува, которая заключается в задержке между нажатием водителем на акселератор и включением турбонаддува, обеспечивающего наддув. Это происходит потому, что турбине требуется время для запуска. Есть проблемы с надежностью. Высокие температуры, связанные с выхлопными газами, могут привести к проблемам с долговечностью и требуют использования термостойких материалов, что может привести к увеличению затрат и потенциально – к поломке при определенных условиях. Установка и ремонт такого турбокомпрессора также не так просты.
Электрические турбокомпрессоры, или e-turbo, лишены многих недостатов традиционных турбокомпрессоров, т.к. используют электродвигатель для непосредственного приведения в действие компрессора. Этот двигатель может питаться от электрической системы автомобиля, включая энергию, получаемую от рекуперативного торможения или из других источников.
Поскольку компрессор приводится в действие электродвигателем, он может обеспечить мгновенный наддув, не дожидаясь, пока выхлопные газы закрутят турбину. Таким образом, проблема задержки турбонаддува тут сведена на нет. Электронные турбокомпрессоры могут работать независимо от частоты вращения двигателя, что позволяет более точно регулировать подачу воздуха и повышает эффективность сгорания топлива. За счет оптимизации топливовоздушных смесей и уменьшения задержки турбонаддува электрические турбокомпрессоры помогают снизить выбросы и улучшить общую производительность двигателя. Возможность электронного управления давлением наддува обеспечивает более стабильную производительность в диапазоне оборотов двигателя и условий движения.
Не обходится и без недостатков, из которых первый – стоимость. Электрические турбокомпрессоры, как правило, стоят дороже из-за сложности электродвигателя и необходимости в надежной электрической системе. Требуется также комплексная интеграция - включение электрического турбокомпрессора в конструкцию автомобиля требует встраивания его в электрическую систему, которая может быть сложной и требовать дополнительных компонентов. Кроме того, электродвигателю требуется источник питания, которая при неправильном управлении может привести к дополнительной нагрузке на электрическую систему автомобиля и потенциально повлиять на общую эффективность.
В настоящее время традиционные турбокомпрессоры остаются жизненно важным компонентом многих двигателей внутреннего сгорания, в то время как электрические турбокомпрессоры представляют собой значительный прогресс в технологии турбонаддува, однако на рынке они еще не слишком распространены. Поскольку автомобильная промышленность продолжает развиваться (в том числе в направлении гибридных силовых установок), электрические турбокомпрессоры могут сыграть существенно большую роль для нового поколения высокопроизводительных, экономичных автомобилей с низким уровнем выбросов вредных веществ.
