З метою захисту автомобільного двигуна з наддувом від можливої поломки, а також для поліпшення його характеристики потужності і динамічних якостей, тиск наддуву необхідно регулювати. Регулювання наддуву може здійснюватися різними способами, кожен з яких має свої переваги і недоліки.
Зауважимо, що для розширення можливого діапазону зміни частоти обертання KB при постійному тиску наддуву найбільш дієвим способом регулювання є перепуск частини відпрацьованих газів (ОГ) в обхід турбіни.
При високому наддуванні, характерному, наприклад, для двигунів Формули-1, найбільш ефективними способами регулювання є додаткова камера згоряння, що встановлюється в випускному тракті перед турбіною (система "гіпербарії"), і випуск частини наддувочного повітря в атмосферу. За ефективністю ці способи поступаються перепуску ОГ, але перевершують такі способи, як регулювання соплового апарату турбіни, перепуск частини наддувочного повітря на вхід турбіни, регулювання фази впуску і охолодження наддувочного повітря.
При низькому наддуванні практичний інтерес представляють такі способи регулювання, як додаткова камера згоряння, регулювання соплового апарату турбіни, перепуск частини наддувочного повітря і регулювання фази впуску. При цьому за ефективністю названі способи стають порівнянні з перепуском частини ОГ в обхід турбіни.
Остаточний вибір способу регулювання проводиться з умови забезпечення надійності, а також прийнятних значень ефективної потужності і економічності двигуна. Розглянемо докладніше зустрічає на практиці способи регулювання.
Для регулювання тиску наддуву нагнітачів з механічним приводом застосовується проста схема, представлена на рис. 4.2.2.
Мал. 4.2.2. Схема регулювання тиску наддуву в двигуні з приводом нагнітача від KB: 1 - заборник повітря; 2 - повітряний фільтр; 3 - нагнітач; 4 - холодильник наддувочного повітря; 5 - привід нагнітача; 6 - блок циліндрів двигуна; 7 - впускний колектор; 8 - дросель; 9 - заслінка перепускного трубопроводу 10; 11 - випускний колектор
Характерним недоліком ТК в умовах експлуатації поршневого двигуна є те, що він при малій потужності двигуна і низькій частоті обертання KB подає повітря занадто мало, а при високій частоті і повному навантаженні - занадто багато. Це обумовлює недостатній крутний момент двигуна в діапазоні низьких частот обертання KB і проявляється в повільному його реагуванні на зміну навантаження при перехідних процесах, наприклад, при різкому прискоренні (двигун має погану прийомистість).
Для автомобільних бензинових двигунів, які експлуатуються в звичайних умовах, нерегульований турбонаддув не годиться. Проте, для умов змагань і експлуатації переважно при максимальній потужності цей спосіб може виявитися цілком прийнятним. Як приклад можна назвати двигун V8 з робочим об'ємом 4,8 л для автомобіля Mercedes C111 / IV, призначеного для встановлення рекордів швидкості. Примітно, що і при частоті понад 6000 1 / хв крива потужності двигуна продовжує круто підніматися.
Схема наддуву двигуна з нерегульованим турбокомпресором показана на рис. 4.2.3. Така схема, зокрема, реалізована на V-образному дизельному двигуні 8ЧН13 / 14, оснащеному турбокомпресором ТКР-11. При номінальній частоті обертання KB n = 1700 1 / хв і абсолютному тиску наддуву = 1,55 бар двигун має потужність 158,2 кВт (215 к.с.).
Для регулювання тиску наддуву в якості керуючих величин найбільш часто використовуються тиск повітря перед і після ТК, тиск відпрацьованих газів перед і після турбіни, а також відносини названих величин. Місця відбору тисків для використання в якості керуючих величин і загальноприйняті позначення цих величин умовно показані на рис. 4.2.3.
Виконавчий пристрій системи регулювання тиску наддуву може мати різні конструктивні форми, але виконується, як правило, в окремому корпусі, і в залежності від прийнятої схеми регулювання може встановлюватися як в випускному, так і впускному тракті двигуна.
Корпус виконавчого пристрою, призначеного для установки в випускному тракті, має ребра для забезпечення більш ефективного охолодження. Фірма ККК виконує цей пристрій, як правило, у вигляді клапана з певним ходом, тоді як у фірми Garrett це вбудована відхиляється заслінка. Виконавче пристрій включає в себе перепускний (байпасний) клапан, що нагадує за конструкцією клапани головки циліндрів. Кінець стержня клапана прикріплений до мембрани, яка поджимается калиброванной пружиною. Мембрана герметично затиснута по всьому периметру металевою кришкою у формі ковпака. Пропускний клапан (або відповідно заслінка) знаходиться в закритому стані завдяки підгорнутим пружиною. Між мембраною і кришкою є порожнина, в яку підводиться керуючий тиск. Коли значення керуючого тиску стає достатнім для стиснення калиброванной пружини, клапан відкривається і перепускає частину потоку газів. За допомогою сили калиброванной пружини можна регулювати тиск наддуву, тобто чим більше сила пружини, тим більший тиск наддуву може бути створено. Ця регулювальна можливість служить лише як основна регулювання, призначена для обмеження максимального тиску наддуву, але не для його регулювання в процесі роботи двигуна. Тому в серійних автомобілях з метою забезпечення безпеки двигуна сила попереднього стиску пружини надійно відрегульована, а сама пружина опломбована. У двигунів гоночних автомобілів з метою зміни максимального тиску наддуву і відповідно потужності силу стиснення пружини можна варіювати за допомогою регулювального болта.
Мал. 4.2.3. Схема наддуву V-образного двигуна з нерегульованим ТК: 1 - заборник повітря; 2 - повітряний фільтр; 3 - турбокомпресор; 4 - глушник; 5 - випускний колектор лівого блоку циліндрів; 6 - блоки циліндрів двигуна; 7 - випускний колектор правого блоку циліндрів; 8 - впускний колектор лівого блоку циліндрів; 9 - впускний колектор правого блоку циліндрів; р0 - тиск навколишнього середовища (атмосферний тиск); р1 - тиск на вході в компресор; р2 - тиск безпосередньо після компресора; р3 - тиск відпрацьованих газів перед входом в турбіну; р4 - тиск відпрацьованих газів на випуску після турбіни
При установці виконавчого пристрою в випускному тракті воно виробляє перепуск частини відпрацьованих газів в обхід турбіни (регулювання тиск наддуву перепуском відпрацьованих газів), а при установці його у впускному тракті клапан пристрою здійснює перепуск наддувочного повітря знову на вхід компресора (регулювання тиск наддуву перепуском наддувочного повітря) .