Что такое overboost?

Овербуст — это повышение выходного давления турбокомпрессора сверх номинального значения. Турбодвигатель имеет номинальное давление, и перепускной или продувочный клапан срабатывает, когда давление поднимается выше номинального значения.

Существует два типа овербустинга:

• намеренный


• случайный

В наши дни некоторые двигатели рассчитаны на определённую степень наддува (например, +0,3 бар в течение 30 секунд). Это означает, что двигатель может безопасно работать с дополнительным наддувом. Ограничение по времени обычно связано с перегревом: чем больше наддув, тем больше нагрев двигателя, а система охлаждения может не справляться с этим в течение длительного времени. Электронный блок управления контролирует уровень наддува и снижает давление наддува (открывая перепускной клапан или клапан сброса) по истечении установленного времени.

Эта стратегия предполагает, что вам редко требуется полная мощность в течение длительного времени. Таким образом, вы можете получить дополнительную мощность, когда она вам действительно нужна, без необходимости устанавливать более мощный двигатель, который может работать на пиковой мощности неограниченное время.

Случайное превышение давления наддува может быть вызвано, например, неисправностью перепускного или продувочного клапана, из-за чего ЭБУ больше не может контролировать давление наддува.

Вкратце: избыточная подача воздуха, как правило, при слишком высокой температуре. Это может привести к детонации.

Помните, что двигатель — это всего лишь воздушный насос. Турбокомпрессор лишь облегчает доступ молекул воздуха к впускной стороне двигателя. Конечно, эффективность турбокомпрессора ограничена: он нагнетает больше молекул воздуха, но при этом увеличивает их суммарную энергию (то есть температура всасываемого воздуха повышается).

Двигателю нужно добавить достаточное количество молекул топлива, чтобы они сгорели вместе с молекулами воздуха. Из-за повышения температуры воздуха иногда требуется добавить ещё больше топлива в качестве охлаждающей жидкости (что кажется расточительным, потому что так оно и есть). Задача двигателя — обеспечить правильную топливно-воздушную смесь нужной температуры для воспламенения именно в тот момент, когда это необходимо.

Слишком сильное ускорение (overboost) может привести к двум серьёзным проблемам (ну, на самом деле проблем может быть гораздо больше, но давайте пока остановимся на основных):

Бедная смесь — это плохо: если топлива слишком мало, а воздуха слишком много, то смесь будет бедной. В такой ситуации топливно-воздушная смесь воспламеняется легче при повышении температуры (например, при наддуве). На самом деле иногда она может внезапно воспламениться из-за горячих точек в цилиндре или просто из-за того, что вся смесь находится выше порога воспламенения.

Цитируя Корки Белла из Maximum Boost:

Любые пропуски зажигания при полном открытии дроссельной заслонки, вызванные обедненной смесью, являются серьезными
проблемами, которые необходимо устранить, прежде чем снова работать на таком уровне наддува.
Недостаток топлива резко повышает температуру в камере сгорания. Тепло является
причиной детонации, которая губительна для высокопроизводительных двигателей.

В результате смесь в цилиндре воспламеняется в неподходящий момент. Это приводит к разного рода серьёзным механическим проблемам, ужасному звуку, может вывести двигатель из строя и уж точно не позволит вам почувствовать себя быстрым.

Терминальная детонация — это именно то, на что это похоже: критически важные части самого двигателя взрываются.

Слишком много энергии — это плохо: в системе может быть слишком много энергии, даже если всё идёт «как по маслу». Представьте себе теоретическую систему, в которой ваш турбокомпрессор работает на 100 % эффективно (не выделяет тепло при сжатии), ваша топливная система может перекачивать произвольное количество топлива, а бортовой компьютер двигателя справляется со всеми задачами. Даже в этой крайне маловероятной ситуации, если вы подадите в цилиндр достаточно энергии, он сломается. При достаточной нагрузке фундаментальные структурные компоненты системы в конечном счёте выйдут из строя.

В реальной жизни такая идеальная система встречается крайне редко, а то и вовсе невозможна, учитывая наши ограниченные бюджеты. Однако...

Судя по всему, есть хороший тип двигателя, который вырабатывает больше энергии
в течение 5 секунд или около того. Почему только в течение 5 секунд, а не постоянно?

Ответ — математика (в частности, теория вероятностей). Такая функция наиболее полезна в автогонках, где водителю нужно небольшое преимущество, чтобы совершить решающий манёвр. Они жертвуют зарядом энергии ради повышения температуры системы, увеличения нагрузки на двигатель и кратковременного повышения риска полного выхода системы из строя. Бросайте кости и надейтесь, что в течение этих пяти секунд не выпадет «змеиный глаз».

В гонках это часто является разумным компромиссом. Очевидно, что те из нас, кто ездит по обычным дорогам, обычно не могут позволить себе бюджет гоночной команды.

Как ни странно, переусиление обычно легко исправить. Почти наверняка это проблема wastegate:

Перепускной клапан — это устройство, которое отводит выхлопные газы от
турбинного колеса в системе двигателя с турбонаддувом.

Отводя выхлопные газы, компьютер двигателя может поддерживать максимальную скорость турбины. Как следствие, максимальная степень повышения давления на стороне компрессора также будет ограничена. Если что-то помешает перепускному клапану работать должным образом, турбокомпрессор будет пытаться разгоняться до бесконечности.

Как мы уже обсуждали, этого не произойдёт. Бум!

При усиленной подаче в двигатель поступает больше топлива и воздуха. Чем больше топлива и воздуха, тем выше мощность, но если их слишком много, топливно-воздушная смесь воспламенится раньше времени. Это явление называется преждевременным воспламенением. У преждевременного воспламенения может быть много причин, но в данном случае, когда сжимается слишком много топлива и воздуха, они нагреваются и самовоспламеняются. Преждевременное воспламенение приводит к детонации. Детонация или pinging — это столкновение двух фронтов пламени. Первый фронт пламени возникает из-за предварительного воспламенения, а второй — из-за того, что свеча зажигания срабатывает в нужный момент. Это состояние сопровождается очень характерным звуком.

И преждевременное воспламенение, и детонация — это плохо. Само по себе преждевременное воспламенение вызывает противодействующую вращательную силу в двигателе, которая негативно влияет на шатуны и коленчатый вал. При детонации выделяется огромное количество энергии, когда сталкиваются фронты пламени. Такое выделение энергии в течение длительного времени приводит к повреждению компонентов двигателя, разрушению клапанов, образованию пробоин в поршнях, разрушению колец и т. д.

Двигатели обычно имеют некоторый запас прочности, то есть они настроены на меньшую мощность, чем та, которую они могут выдержать. Чрезмерная форсировка приводит к увеличению мощности до максимального значения или выше.