Porsche запатентовала турбодетандер в интеркулере: он поможет прибавить мощности и снизить температуру выхлопа

Несмотря на то, что электромобили становятся все совершеннее, в Porsche по-прежнему делают ставку и на классические бензиновые моторы. Причина проста: инженеры бренда ищут способы одновременно удерживать выбросы в разумных рамках и сохранять фирменные ощущения от управления. Именно поэтому в патентных документах компании регулярно всплывают нестандартные решения, а журналисты CarBuzz, изучив заявки, обратили внимание на любопытную идею, связанную с промежуточным охлаждением.

Где упирается современный турбомотор

По логике Porsche, ограничение сегодня связано не с тем, что в выхлопе «мало энергии». Наоборот, температура отработавших газов у современных машин очень высокая, и теплового потенциала там достаточно. Проблема в другом: предел часто задает наддув и способность двигателя «переварить» определенный объем воздуха при конкретном положении дросселя. То есть энергии в выхлопе много, а использовать ее на увеличение подачи воздуха и топлива получается не всегда.

Идея: турбодетандер внутри интеркулера

Решение, описанное в патентах, сводится к установке турбины расширения (турбодетандера), интегрированной в систему промежуточного охлаждения. По сути, это устройство напоминает турбонаддув, но работает «наоборот»: внутрь поступает горячий газ под высоким давлением, а на выходе получается более холодный и менее сжатый поток.

Что дает такая схема

• часть энергии превращается не в тепло, а в механическую или электрическую работу;
• на впуск подается более холодный и плотный воздух, что помогает прибавить мощности;
• система способна извлечь больше, чем один турбокомпрессор, хотя «вечного двигателя» тут, разумеется, нет.

Куда направят полученную энергию

В Porsche рассматривают два варианта применения «снятой» работы. Во-первых, выходной вал детандера можно связать с валом компрессора турбонагнетателя, чтобы тот раскручивался активнее и создавал больший наддув. Во-вторых, эту же энергию допускается пустить на генерацию электричества для аккумулятора.

Переменная геометрия и борьба с турбоямой

Отдельно упоминается турбина с изменяемой геометрией. Такая конструкция позволяет гибко подстраивать систему под текущие запросы — ускорение, отклик или потребность в энергии. Более того, идея может работать и как средство против запаздывания турбины: регулировка детандера способна поддерживать раскрутку турбокомпрессора даже при закрытой дроссельной заслонке. В теории это означает, что давление наддува будет доступно сразу после, например, перехода на пониженную передачу.

Побочный плюс: выхлоп станет холоднее

Так как после турбонаддува по потоку выхлопных газов температура может снижаться (энергии «забирают» больше), это выгодно и для компонентов, стоящих дальше по тракту. В Porsche считают, что подобный режим способен продлить ресурс этих деталей, а заодно потенциально уменьшить нагрев подкапотного пространства.

Важная оговорка

Патентная заявка сама по себе не является обещанием серийного внедрения. Часто такие документы подаются для защиты интеллектуальной собственности, поэтому воспринимать их как прямое подтверждение будущего производства нельзя. Тигран Амасян