Турбина представляет собой машину, преобразующую в себе кинетическую энергию или внутреннюю энергию рабочего тела в механическую работу на валу. Многообразие видов турбин обусловлено широким применением данного механизма в качестве источника энергии в промышленных масштабах. В этой статье мы немного погрузимся в историю и расскажем, кто изобрел турбину для авто.
Турбина, которая работает в автомобиле, принудительно повышает давление воздуха во впуске двигателя внутреннего сгорания, производя так называемый турбонаддув.
Почему это важно?
Увеличение плотности и массы воздуха, входящего в камеру внутреннего сгорания и сгорающего там под давлением, позволяет повысить крутящий момент и мощность, выдаваемую силовым агрегатом при сопоставимой частоте вращения двигателя.
Напомним, что мощность ДВС напрямую зависит от следующих параметров:
- Объем цилиндров;
- Количество топливно-воздушной смеси;
- Эффективность сжигания топливно-воздушной смеси;
- Энергетическая заряженность горючего.
Первые разработки
Принцип турбонаддува впервые запатентован в Соединенных Штатах Америки в 1911 году – так началась история промышленного применения турбированных двигателей внутреннего сгорания не только в автомобильной отрасли, но и в других отраслях скоростного транспорта. Однако постройка первых образцов турбин началась еще в конце XIX века – одновременно с экспериментами по созданию первых машин.
Пионеры двигателестроения
Первыми практиками в области турбирования двигателей можно назвать всемирно известных изобретателей Рудольфа Дизеля (давшего имя целому виду топлива) и Готлиба Даймлера, чье имя в XX столетии также стало нарицательным. Уже в 1885-1896 гг. они разрабатывали первые прототипы двигателей, повышая вырабатываемую ими мощность и снижая потребление топлива за счет сжатия нагнетаемого в камеру сгорания воздуха. Воздух нагнетался компрессором, получавшим вращение от вала двигателя.
В 1905 году изобретатель и будущий патентообладатель турбонаддува швейцарец Альфред Бюхи впервые в истории успешно применил нагнетание для двигателя внутреннего сгорания. В его варианте нагнетающим составом стали выхлопные газы, поступающие от самого двигателя и увеличившие в конечном счете его мощность до 120%. Тогда же им был получен первый патент на машинную установку из компрессора, дизельного двигателя и многоступенчатой турбины.
При этом колесо с лопатками, которые и вращались в изобретении А. Бюхи выхлопными газами, в турбине называется ротором, второе колесо, посаженное с первым на одном валу и нагнетающее дополнительный воздух непосредственно в цилиндры – компрессором. Все вместе именуется турбокомпрессором или турбонагнетателем, а в просторечии – турбиной.
Кто же истинный изобретатель?
Однозначно ответить на вопрос, кто изобрел турбину, сложно. Даймлери Дизель были первыми по времени, Альфред Бюхи – первым зарегистрировал патент. Свои испытания они проводили независимо друг от друга: один – в США, другой в Европе примерно в одно и то же время – в конце XIX–начале XX вв.
Как и во многих судьбоносных открытиях человечества – здесь право первенства принадлежит сразу нескольким передовым умам, оспаривается разными странами. Ясно одно – все, кто принимал участие в строительстве первых турбин, совершенствуя свои детища, обеспечили развитие двигателестроения в том виде, в котором оно вошло в революционный XX век – век автомобиля, электростанций и самолетов.
