В отличие от авиационных двига­телей с принудительным зажиганием, у которых наддув как механический, так и газотурбинный, достиг высокой степени совершенства, применение наддува в автомобильных двигателях ограничено. Это объясняется тем, что некоторые из факторов, особенно благоприятствующих использованию наддува в авиа­ционных моторах, утрачивают свое значение для автомобильных двигателей. К числу таких факторов, обусловливающих развитие наддува авиационных двигателей, относятся следующие.

1. Понижающаяся с увеличением высоты плотность воздуха. В связи с этим, с одной стороны, особенно важной является ком­пенсация потери мощности за счет наддува, с другой стороны, механические напряжения от давления газов в цилиндре не воз­растают, если абсолютный уровень давления наддувочного воз­духа не превышает уро­вень, соответствующий на­земной мощности.

2. Понижающаяся с ростом высоты температура воздуха. Это препятствует увеличению термической напряженности с повы­шением степени наддува и усиливающейся склон­ности к детонации.

3. Зависимость детона­ции от степени наддува и частоты вращения. При повышении степени надду­ва склонность к детонации возрастает, а при повыше­нии частоты вращения — падает. Работа двигателя по винтовой характеристи­ке сопровождается ростом степени наддува при повы­шении частоты вращения.

4. Возможность ис­пользования более доро­гих топлив с высокими антидетонационными свойствами.

5. Возможность применения специальных сортов топлива для кратковременного форсажа мощности при взлете.

Применение турбокомпрессора для наддува автомобильных двигателей с принудительным зажиганием, который здесь имеет дополнительные недостатки, касающиеся ухудшения показателей разгона и протекания кривой крутящего момента, стало возможным только тогда, когда было освоено изготовление способом точного литья турбинных колес, обладающих высокой жаропрочностью и способных выдерживать высокие температуры выпускных газов.

После 1961 г. в США некоторые компактные (т. е. меньших размеров и оснащенные малогабаритными двигателями в отличие от распространенных там «дорожных крейсеров») лег­ковые автомобили были оборудованы двигателями с турбонадду­вом [11.1]. Из кривых, приведенных на рис. 11.1, видно, что повышение мощности составляет ~50%, что максимальный крутящий момент достигается при частоте вращения, равной 65% от максимальной, и что при частоте вращения, меньшей чем 40% от максимальной, вообще отсутствует какое-либо повышение мощности.

Как показала Международная автомобильная выставка во Франкфурте-на-Майне в 1973 г. [11.2], применение турбонаддува на двигателях с принудительным зажиганием нашло распростра­нение и в ФРГ. Вслед за испытанным на гоночных автомобилях двигателем с наддувом типа M14, имевшим рабочий объем 2 л и максимальную мощность 206 кВт (280 л. с.) [11.3], максималь­ный крутящий момент, соответствующий среднему эффективному давлению 21 бар (максимальное давление наддува 1 бар), фирма «Байерише Моторенверке АГ» (г. Мюнхен) создала двигатель типа BMW 2002 Turbo, оснащенный турбонаддувом и предна­значенный для серийных легковых автомобилей (рис. 11.2). У этого двигателя давление в коллекторе наддувочного воздуха ограничено и посредством предохранительного клапана поддер­живается на 0,55 бар выше внешнего давления, а мощность до­стигает 125 кВт (170 л. е.), для того чтобы обеспечить для серий­ного двигателя долговечность. Соответствующие кривые изме­нения мощности, крутящего момента и расхода топлива в зави­симости от частоты вращения изображены на рис. 11.3.

Двенадцатицилиндровый двигатель типа 917 фирмы «Порше АГ» (г. Штуттгарт—Цуффенхаузен), оснащенный турбокомпрессором (рис. 11.4), может служить примером высокомощного двигателя с принудительным зажиганием, предназначенного для гоночных спортивных автомобилей (скоростная характеристика двигателя показана на рис. 11.5). Примечательным является высокое сред­нее эффективное давление р_е = 24 бар при избыточном давлении наддува 1,2 бар. Максимальная мощность двигателя, имеющего рабочий объем 5 л, была доведена до 735 кВт (1000 л. е.), а дви­гателя с рабочим объемом 5,4 л — до 810 кВт (1100 л. е.). Недавно фирмой «Порше АГ» был также запущен в серийное производство автомобиль с шестицилиндровым двигателем типа 930/50, осна­щенным турбонаддувом.

Повышение интереса к применению турбонаддува на двига­телях с принудительным зажиганием, устанавливаемых на легко­вых автомобилях, связано с возможностью компенсирования потерь мощности, имеющих место при реализации мероприятий, направленных на улучшение качества отработавших газов.