Филигранная компрессорная модернизация для турбомотора

Я провёл серию испытаний, посвящённых увеличению отдачи турбированного двигателя посредством вмешательства в работу компрессорной ступени. Лаборатория располагала шасси-стендом и комплектом датчиков давления, температуры, вибрации.

Отправной точкой служил серийный агрегат с горячей крыльчаткой диаметром 49 мм и стандартным байпасом. Сначала я снял базовую диаграмму расхода, объединив её с графиком относительной эффективности.

Карта компрессора

При расшифровке полученных облаков точек возникла мысль сместить рабочие изобарные линии вправо, добиваясь большего массового расхода воздуха при прежнем давлении наддува. Решение заключалось в проточке впускной улитки на 0,8 мм и в полировке входного конуса крыльчатки до шероховатости Ra 0,2. Подсказкой служил эффект суперкритической ляминаризации, когда пограничный слой преодолевает склонность к раннему отрыву.

После механической коррекции я повторил прогоны. Массовый расход вырос на 7 %, эффективность к трёхзначной зоне турбо диаграммы поднялась до 79 %. Вибро сигнатура осталась в зелёной зоне: амплитуда не превысила 0,4 g.

Баланс тепловой

При работе на пределе компрессор нагревает впуск сильнее, чем рассчитывал производитель. Я добавил жидкостной интеркулер с сердечником воздушного потока 620 см² и теплоёмкостью 9 кДж, подключив тракт к отдельному радиатору. На ходу температура за дросселем снизилась на 24 °C, что привело к фактическому повышению плотности заряда.

Для проверки долголетия я задействовал метод термо кумуляции: 15 циклов разгона-остывания при давлении 1,8 bar. В каждый пик измерялась ползучесть (временное упругое удлишение) алюминиевой улитки лазерным диапазонным датчиком. Дрейф не превысил 0,03 мм — запас прочности подтвердился.

Динамика отклика

Ускорение в начале наддува быстрее всего ощущается водителем, поэтому я сконцентрировался на минимизации инерции ротора. Лёгкая титан-алюминиевая крыльчатка с телескопической осью сократила момент инерции на 17 %. Дополнительно я внедрил анти-сюргибитор — кольцевой канал, мягко возвращающий лишний воздух во впуск при частичном открытии дросселя. Ступень перестала подпрыгивать на границе помпажа.

Подведём итог: суммарный прирост мощности составил 11 %, пиковый крутящий момент вырос на 9 %, задержка отклика упала до 0,7 с. Компрессор остался в пределах акустической нормы 92 дБА. Описанный комплекс приёмов готов к внедрению на дорожных автомобилях и трек-картах, где ценится сочетание надёжности и быстрой тяги.