Исследование рынка турбокомпрессоров

Турбокомпрессор – это устройство, использующее отработавшие газы (выхлопные газы) для увеличения давления внутри впускной камеры. В автомобилях турбокомпрессор используется для нагнетания воздуха или топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания за счет энергии выхлопных газов для улучшения его характеристик. Для двигателей малой мощности применяют турбокомпрессоры с центростремительной турбиной, а на двигателях большой мощности (тракторные, тепловозные, судовые) — с осевой турбиной. Компрессор всегда центробежный, так как осевой компрессор имеет более сложную конструкцию и склонность к помпажу.

Назначение турбокомпрессоров

При обычной работе дизельного двигателя топливно-воздушная смесь в камере сгорания образуется из того количества воздуха, что «самотеком» проникло в камеру сгорания при опускании поршня. Однако в этом случае топливо сгорает не полностью и отдает не всю запасенную в себе энергию, а поэтому двигатель не развивает ту мощность, что мог бы развить. Самое простое решение проблемы, принудительно увеличить объем воздуха, поступающий в камеру сгорания с помощью турбокомпрессора.

Турбокомпрессор осуществляет наддув, то есть — под давлением нагнетает воздух в камеру сгорания, в результате чего топливно-воздушная смесь обогащается кислородом и сгорает лучше, т.е. единица объема топлива отдает больше энергии, позволяя двигателю развить большую мощность. На практике использование турбокомпрессоров на различных двигателях КамАЗ дает прирост мощности от 20% до 40%.

Из-за более полного сгорания топлива значительно снижается токсичность выхлопных газов, уменьшается их дымность (в том числе из-за сокращения количества твердых продуктов сгорания — сажи) и в целом повышается экологическая безопасность двигателя.

Установка турбокомпрессора на двигатель повышает расход топлива, однако в целом расход топлива для получения единицы мощности в этом двигателе меньше, чем в обычном. Если считать в абсолютных числах, то двигатель с наддувом потребляет больше топлива, но он и мощнее — обычный дизель такой же мощности менее экономичен.

Устройство, работа и характеристики турбокомпрессора.

Турбокомпрессоры для КамАЗов состоит из двух самостоятельных устройств - газовая турбина и центробежный компрессор.

Газовая турбина состоит из корпуса (улитка) и крыльчатки (турбинного колеса или ротора), имеющей лопасти особой формы. В турбину подаются выхлопные газы двигателя, которые, проходя через канал корпуса, с силой ударяют о лопасти колеса и через центральное отверстие выводятся в выхлопную систему.

Центробежный компрессор имеет такое же устройство — в корпусе-улитке находится компрессорное колесо с лопатками особой формы. Воздух поступает в компрессор через центральное отверстие и через диффузор выходит во впускной коллектор двигателя.

Колеса турбины и компрессора связаны валом через центральный корпус, и именно посредством вала крутящий момент от турбинного колеса передается компрессорному. Тем самым, энергия для работы турбокомпрессора извлекается из энергии отработанных газов.

Принцип работы турбокомпрессора.

Отработанные газы поступают в турбину, где они, ударяясь о лопасти турбинного колеса, передают ему свою кинетическую энергию — во время работы колесо раскручивается до 75 тыс. оборотов в минуту. Турбинное колесо через вал передает крутящий момент компрессорному — оно, забирая атмосферный воздух, с силой отбрасывает его к стенкам корпуса, разгоняя до высоких скоростей. Этот воздух поступает в сужающийся диффузор, где сжимается и под большим давлением подается во впускной коллектор, а через него — в камеры сгорания.

Так как турбина постоянно работает под высокими тепловыми и механическими нагрузками, ее корпус изготавливается из особо прочных сплавов. А большая скорость вращения колес возможна только при хорошей смазке подшипников — для этой цели турбокомпрессор через маслопроводы подключается к системе смазки двигателя.

Нужно сказать, что в КамАЗах установлены двухрядные V-образные двигатели, для которых оказалось целесообразным применять два турбокомпрессора — по одной на каждый ряд. Применение двух маленьких турбокомпрессоров гораздо удобнее, экономически выгоднее и эффективнее, чем использование одного большого.

Интересно, что турбины на КамАЗы отличаются малыми размерами: диаметры крыльчаток не превышают 61 мм, а диаметры корпусов турбины и компрессора ненамного больше 220 мм. При этом один компрессор весит не более 7 кг.

Современный рынок предлагает достаточно широкий выбор турбокомпрессоров на автомобили КамАЗ, однако это не значит, что можно просто приобрести любой подходящий по цене агрегат — здесь все зависит от марки двигателя и, что очень важно, от его экологической нормы Евро. В настоящее время на различных модификациях КамАЗ можно встретить двигатели четырех экологических классов — от Евро-0 (только на старых моделях) до Евро- 3.

Класс Евро-0 — это два двигателя:

- КамАЗ 740.10;

- КамАЗ 7403.

В продаже можно найти турбокомпрессоры только для различных модификаций двигателя КамАЗ 7403 — это хорошо зарекомендовавшие себя ТКР7Н-1. Но класс Евро-0 постепенно вытесняется, поэтому совсем близко то время, когда таких турбокомпрессоров просто не будет.

Класс Евро-1 — это два популярных двигателя:

- КамАЗ 740.11;

- КамАЗ 740.13.

Для этих двигателей представлено большое количество турбокомпрессоров, включая различные модификации ТКР7 и К27, а также зарубежные агрегаты CZ Strakonice (Чехия) и Schwitzer (Германия).

Класс Евро-2 — один из самых распространенных, этому классу соответствует четыре двигателя:

- КамАЗ 740.31-240;

- КамАЗ 740.30-260;

- КамАЗ 740.50-360;

- КамАЗ 740.51-320.

Эти двигатели оснащаются уже озвученными выше турбокомпрессорами в модификациях Евро-2.

Класс Евро-3 — на сегодняшний день самый высокий класс двигателей КамАЗ, включает пять агрегатов:

- КамАЗ 740.60-360;

- КамАЗ 740.61-320;

- КамАЗ 740.62-280;

- КамАЗ 740.63-400;

- КамАЗ 740.37-400.

Турбокомпрессоров класса Евро-3 пока не слишком много, они представлены моделями К27-ТИ и Schwitzer S2B.

Также на ряд моделей КамАЗов сейчас устанавливаются двигатели американской компании Cummins, для них предусмотрены свои модели турбокомпрессоров, отличающихся по конструкции и характеристикам от турбокомпрессоров двигателей КамАЗ.

Если говорить о производителях турбокомпрессоров для двигателей КамАЗ, то на сегодняшний день их не слишком много. ОАО «КамАЗ». Завод выпускает «родные» для двигателей КамАЗ турбокомпрессоры ТКР7 различных модификаций (от Евро-0 до Евро-2). Эти агрегаты отличаются доступной ценой.

НПО «Турботехника». Отечественное предприятие (город Протвино, Московская область), специализирующееся на производстве турбокомпрессоров. Изготавливает самые востребованные агрегаты ТКР-7 различных модификаций.

«ТУРБО Ижиниринг». Отечественный производитель турбокомпрессоров, предлагает популярные агрегаты К-27-ТИ модификаций от Евро-1 до Евро-3.

ОАО «Борисовский Завод Агрегатов» (БЗА). Белорусское предприятие, среди прочего предлагающие турбокомпрессоры — аналоги ТКР7.

CZ Strakonice. Чешский завод из города Страконице, предлагающий популярные в нашей стране турбокомпрессоры — аналоги агрегатов К-27. При высоком качестве они несколько дороже отечественных турбокомпрессоров.

Borg Warner Turbosystems. Немецкий концерн, предлагающий качественные турбокомпрессоры под торговой маркой Schwitzer.

Нужно отметить, что все турбокомпрессоры для двигателей КамАЗ — парные. То есть каждый агрегат представлен в одной из двух модификаций — правой или левой. Это необходимо учитывать при покупке, так как установка турбокомпрессора на «чужой» ряд просто невозможна.

Неисправности турбокомпрессоров

Одна из главных причин выхода из строя турбокомпрессоров — недостаточное поступление масла. Вал турбокомпрессора во время работы делает до 75 000 оборотов в минуту, и в случае недостатка масла подшипники, в которых вращается вал, могут выйти из строя за несколько минут. А незначительное смещение или биение вала могут привести к его разрушению, а также к серьезным поломкам колес турбины и компрессора, и полному выходу из строя всего агрегата.

Также довольно часто турбокомпрессор выходит из строя при попадании в него посторонних предметов. Причем ротору, вращающемуся с огромной скоростью, для поломки не нужно камня — достаточно попадания незначительного осколка поршневого кольца или клапана. А повреждение ротора компрессора возможно даже при попадании в него куска резины или ткани — в этом случае лопатки обычно не ломаются, а гнутся, в результате чего резко ухудшаются характеристики турбокомпрессора.

В данном исследовании рассмотрим турбокомпрессора для транспортных средств КамАЗ Евро-1 двигателей 740.11, 740.13 и Евро-2 двигателей 740.31-240, 740.30-260, 740.50-360, 740.51-320.

Турбокомпрессор S2B 115 левый и правый для КАМАЗ дв.740.11,13,14 ЕВРО-1.

В исследовании рынка турбокомпрессоров S2B 115 левых и правых для КАМАЗ дв.740.11,13,14 Евро-1 были взяты наиболее встречающие бренды в розничной интернет        торговле  такие как: CZ (он же в России именуется как CZ Strakonice), Schwitzer (он же Borgwarner), Megapower, КамАЗ и Автомагнат. Рассматриваются сразу правый и левый турбокомпрессор, т.к. ценовой уровень на них одинаковый. Основными преобладающими торговыми марками на рынке являются CZ Strakonice (40%) и Schwitzer (23%).

Средняя розничная стоимость турбокомпрессоров S2B 115 левых и правых для КАМАЗ дв.740.11,13,14 ЕВРО-1 находится в диапазоне от 10989 до 22000 рублей. Ценовым лидером в розничной торговле является российская торговая марка Автомагнат 10989 рублей за турбокомпрессор, который представленность на рынке составляет 7%. Среди более представленных брэндов ценовым лидером оказалась чешская торговая марка CZ Strakonice 15918 рублей за турбокомпрессор. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что конкурентная средняя розничная цена на рынке не должна превышать 15918 рублей.

Оптовая стоимость турбокомпрессоров S2B 115 левых и правых для КамАЗ дв.740.11,13,14 Евро-1 находятся в диапазоне от 9980 до 17800 рублей. Наиболее низкая цена оказалась у китайского производителя Megapower 9980 рублей. Стоимость более представленных брендов находится в диапазон от 13530 до 17800 рублей.

Исходя из полученных данных можно сделать вывод, что конкурентная оптовая цена на рынке не должна превышать 13530 рублей. Средняя наценка самой низкой и более представленного бренда составляет 17,65%.

Турбокомпрессор S2B 145 левый и правый для КАМАЗ дв. 740.31-240, 740.30-260, 740.50-360, 740.51-320 ЕВРО-2.

В исследовании рынка турбокомпрессоров S2B 145 левых и правых для КамАЗ дв. 740.31-240, 740.30-260, 740.50-360, 740.51-320 Евро-2 были взяты наиболее встречающие брэнды в розничной интернет торговле такие как: CZ (он же в России именуется как CZ Strakonice), Schwitzer (он же Borgwarner), Megapower, КамАЗ, Автомагнат и Турбо Инжиниринг.

Рассматриваются сразу правый и левый турбокомпрессор, т.к. ценовой уровень на них одинаковый. Основными преобладающими торговыми марками на рынке являются CZ Strakonice (40%) и Schwitzer (23%).

.

Исходя из полученных данных можно сделать вывод, что конкурентная средняя розничная цена на рынке не должна превышать 16 425 руб.