Добро пожаловать на наш сайт, где Вы найдете
Описания и фотографии раритетных и ретро автомобилей

Турбонаддув. От истоков до наших дней

Изображение: 
Турбокомпрессор Garrett

Турбокомпрессоры на современных автомобилях стали совершенно привычными элементами конструкции, хотя их массовое применение в легковом автомобилестроении началось сравнительно недавно – около 30 лет назад. 16 ноября 1905 года Имперским патентным бюро Рейха швейцарцу Альфреду Бюши был выдан патент № 204630 на проект «машины сгорания, состоящей из компрессора высокого давления, турбины и поршневого двигателя». Причем проект заключался не только в форсировании двигателя высоким давлением воздуха на впуске, но еще и в том, что привод компрессора осуществлялся за счет кинетической энергии выходящих газов. Этот принцип за более чем 100 лет остался по сути тем же – современные турбокомпрессоры построены по принципу Бюши.

Альфред Бюши был инженером научно исследовательского отдела компании Шульцер Бразерс. В 1915 году его отделом был построен первый прототип турбодизельного двигателя.

Бюши реализовал свою идею в технике лишь спустя 10 лет после регистрации своего изобретения. Однако, в это время подобным принципом форсирования двигателей начали пользоваться другие производители, в том числе американская компания General Electric. Первые работы с турбонаддувом в этой компании начались уже в 1910 году, а в 1920 году был готов первый истребитель – биплан Lepere с двигателем Liberty. Этим же самолетом был поставлен рекорд высоты для поршневых самолетов – 10 092 метра.

Хотя основной задачей турбонаддува является форсирование двигателя, то есть повышение его мощности, в авиации изначально он использовался немного для другой цели. Компрессор был необходим для обеспечения двигателя достаточным количеством воздуха на большой высоте, где воздух разряжен. Первое практическое, а не экспериментальное, применение турбонаддува состоялось во время Первой Мировой войны. В 1917 году была выпущена серия турбированных двигателей Renault для установки на различные французские истребители.

На автомобильном двигателе турбонаддув был применен в 1918 году. Но применен он был в чисто экспериментальных целях для определения работоспособности турбонаддува на большой высоте. Это сделал Сэнфорд Мосс, инженер компании GE, про которую уже упоминалось выше. Он установил турбокомпрессор на двигатель грузового автомобиля и испытал его на пике горы Пайкс-Пик.

В 1923 году первые турбокомпрессоры появились на судовых дизельных двигателях. Впервые он был использован на пассажирских лайнерах Danzig и Preussen, на которых мощность штатных 10-цилиндровых двигателей удалось повысить с 1700 л.с до 2500 л.с.

Первый целенаправленно форсированный дизельный грузовой автомобиль был выпущен в 1938 году швейцарской компанией Schweizer Maschinenfabrik Saurer. Вторая Мировая война увеличила активность использования в поршневых, а в особенности – в авиационных двигателях. В послевоенное время турбонаддув стал активно внедряться в гражданское автомобилестроение. Европе было не до этого – она оправлялась от разрушений войны. Более активная работа велась в США.

В 1950-е годы, компания Caterpillar Tractor Co. в сотрудничестве с компанией Garrett занялись разработкой турбонаддува для тракторов и грузовых автомобилей массового применения. Garrett на тот момент была хорошо известна в технологиях металлообработки и производства подшипников. Первый прототип турбины Garrett был выпущен в 1953 году. Прототип прошел все тесты и проработал непрерывно в течение 1800 часов. После этого Caterpillar заказал партию из 5 тысяч турбокомпрессоров Garrett. На сегодняшний день Garrett является крупнейшим в мире производителем турбокомпрессоров для двигателей.

В 1960-е турбонаддув пришел в легковое автомобилестроение. В 1962 году был выпущен первый легковой автомобиль Chevrolet Corvair Monza. Но первые автомобили с турбокомпрессорами были не очень удачными, их конструкция была не надежной и большой популярностью они не пользовались.

В Европе с турбонаддувом дела обстояли лучше. Первыми турбины пришли в автогонки, как и большинство автомобильных технологий. В 1962 году дебютировал автомобиль BMW 2002t который при рабочем объеме 2.0 литра развивал мощность в 280 л.с. Даже по современным меркам это очень высокий показатель. Хотя надежность первых образцов была также невысокой, но работы по внедрению турбокомпрессоров не останавливались. В 1973 году BMW из гонок привела турбонаддув на дороги общего пользования – во Франкфурте публике был представлен автомобиль BMW 2002 Turbo. Такой шаг вперед не мог остаться безответным и за BMW пошли другие производители, в частности, Porsche и Mercedes. В 1980 с выходом модели Audi Quattro в гонку включилась и марка Audi.

В 1977 году появились первые бензиновый турбированные автомобили марки SAAB. Эта марка на долгое время стала законодателем моды на турбирование бензиновых двигателей. В 1978 турбонаддув пришел в легковые дизельные автомобили с выходом Mercedes 300 SD. Турбонаддув позволил значительно повысить эксплуатационные качества легковых дизельных двигателей и с этого момента дизельные двигатели стали догонять по популярности бензиновые моторы.

В 1980-е годы на рынки турбонаддувных автомобилей стали выходить японские производители, появились первые турбонаддувные модели Mitsubishi и Honda. Стало появляться множество вариаций турбонаддува, комбинаций нескольких компрессоров, регулирование потока на вход в турбину, турбокомпрессоры с электронным управлением и изменяемой геометрией.

На сегодняшний день все автомобильные дизельные двигатели, выпускаемые в мире оснащаются турбокомпрессорами. Большинство автомобильных производителей активно внедряют системы турбонаддува в бензиновые двигатели. В один прекрасный момент классический двигатель будет заменен электродвигателем, но можно быть уверенным, что последний выпущенный двигатель внутреннего сгорания будет оснащен турбонаддувом.

Первый биплан Le Pere с турбокомпрессором
Первый турбированный грузовик Saurer
Пассажирский лайнер Danzig
Chevrolet Corvair Monza
Гоночный BMW 2002
BMW 2002 Turbo
Mercedes 300SD
Porsche 958 - первый автомобиль с турбиной изменяемой геометрии