Continental улучшил MINI Hatch

Специалисты Continental запустили серийное производство первого автомобильного турбонагнетателя с алюминиевым корпусом турбинного колеса. Интеграция этого узла в трехцилиндровый бензиновый двигатель автомобиля MINI Hatch велась с весны 2014 года.

«Применение алюминия в турбонагнетателе, предназначенном для автомобиля, — настоящее достижение,— говорит Вольфганг Бруер (Wolfgang Breuer), руководитель отдела Engine Systems в подразделении Powertrain Division.— Благодаря легкому материалу, мы сократили вес на 30 % по сравнению с обычным турбонагнетателем, уменьшив при этом его стоимость и добившись улучшения рабочих характеристик».

Разработанный Continental инновационный турбонагнетатель с алюминиевым корпусом турбинного колеса дебютирует в высоконагруженном компактном двигателе — в 1,5-литровом трехцилиндровом моторе мощностью 100 кВт.

«Не только использование алюминия в конструкции делает этот турбонагнетатель особенным. Он разрабатывался не как обычный навесной компонент двигателя, а как неотъемлемая часть силового агрегата,— объясняет Удо Швердель (Udo Schwerdel), руководитель отдела Turbocharger Product Line, Engine Systems, Powertrain Division.— Для удовлетворения требований, предъявляемых к узлу, и его интеграции в головку цилиндров мы тесно сотрудничали с BMW Group, начиная с этапа моделирования. Это признак доверия, которое мы очень ценим».

Работа двигателя в режиме полной нагрузки часто приводит к разогреву деталей обычного турбонагнетателя со стальным корпусом до красного свечения, однако корпус турбинного колеса из алюминия не должен нагреваться.

«Алюминиевый корпус с двойной стенкой окружает самую горячую зону рубашкой охлаждения»,— говорит г-н Швердель. Охлаждающая жидкость, протекающая через эту рубашку, не позволяет нагреваться наружной поверхности корпуса выше 120 °C (248 °F), а внутренней поверхности — выше 350 °C (662 °F), а это, по словам г-на Шверделя, уже не одно, а два преимущества: «Во-первых, требуется меньше усилий для защиты окружающих компонентов от воздействия высокой температуры. Во-вторых, охлаждение отработавших газов снижает тепловую нагрузку на каталитический нейтрализатор, что значительно повышает срок его службы». В то же время динамическая характеристика электрического актуатора перепускной заслонки обеспечивает быстрый прогрев каталитического нейтрализатора.

С учетом модульного принципа, заданного заказчиком, турбонагнетатель плотно интегрирован в конструкцию двигателя (он является нераздельным компонентом выпускного коллектора). Тем не менее, турбонагнетатели Continental со стальным корпусом также могут устанавливаться на тот же базовый двигатель, с использованием посадочного места на головке цилиндров. Автопроизводитель использует этот вариант для высокопроизводительных двигателей, а также для автомобилей, поставляемых в страны с жарким климатом. Корпус подшипников охлаждается изнутри турбонагнетателя со стальным корпусом турбинного колеса, в то время как для алюминиевых турбонагнетателей достаточно охлаждения снаружи.

Алюминиевый турбонагнетатель в автомобиле MINI сокращает вес на 1,2 кг. В связи с тем, что снижение веса означает снижение расхода топлива, использование легких материалов способствует выполнению требований относительно топливной экономичности и выброса вредных веществ, предъявляемых к автомобильной промышленности. Несмотря на дополнительные издержки, связанные с жидкостным охлаждением, алюминиевые турбонагнетатели более доступны для автопроизводителей.

«Жаропрочные материалы, такие как сплавы на основе никеля, увеличивают стоимость турбонагнетателей со стальным корпусом,— говорит г-н Швердель,— тогда как наш алюминиевый сплав является экономичным материалом».