Какой мотор лучше? — журнал За рулем
Времена, когда двигателя с наддувом и скромным рабочим объемом стоило бояться как огня, прошли. И претензии к нему уже больше походят на предрассудки.
Материалы по теме
Даунсайзинг шагает по миру, и все больше машин, даже бюджетных, обзаводятся малокубатурными двигателями с наддувом. Но многие автолюбители до сих пор боятся таких моторов. А может не так страшна мама, как ее рисуют первоклассники?В среде автолюбителей получила широкое распространение следующая точка зрения: турбонаддув ненадежен, двигатель с ним конструктивно слишком сложен, ему свойственен повышенный расход масла, такие двигатели холодные. Словом, лучше с ними не связываться. Что-то из этого правда?
К надежности турбодвигателей концерна Volkswagen действительно были вопросы. Особенно к первым моторам малого рабочего объема (1,2 и 1,4 л) серий CBZ или САХ. Бывали случаи, когда износ цилиндропоршневой группы достигал критических значений уже после 100 тысяч километров пробега. Тому есть две объективные причины. Первая относится скорее к условиям эксплуатации. Малообъемные моторы не любят, когда стрелка тахометра проводит много времени в красной зоне, если сам двигатель еще не прогрелся до рабочей температуры. Прогреваются они дольше, а большая нагрузка в непрогретом состоянии чревата повышенным износом. Ну а вторая причина — чем меньше размер элементов кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и газораспределительного механизма (ГРМ), тем они быстрее изнашиваются.
| Один из самых популярных турбомоторов на нашем рынке — фольксвагеновский ЕА211 рабочим объемом 1,4 литра. Один из самых популярных турбомоторов на нашем рынке — фольксвагеновский ЕА211 рабочим объемом 1,4 литра. | В Европе основным двигателем концерна VAG становится 1,5-литровый EVO. В основе все тот же блок ЕА211. Но есть и отличия. Например, жидкостный промежуточный охладитель воздуха. Одна из главных особенностей этого мотора — он работает по циклу Миллера. В Европе основным двигателем концерна VAG становится 1,5-литровый EVO. В основе все тот же блок ЕА211. Но есть и отличия. Например, жидкостный промежуточный охладитель воздуха. Одна из главных особенностей этого мотора — он работает по циклу Миллера. |
Надежность турбомотора
Проблемы с надежностью были актуальны именно для первой линейки фольксвагеновских двигателей конца прошлого десятилетия. Со временем надежность наддувных моторов удалось заметно повысить. Конечно, говорить об огромном по нынешним временам ресурсе старых атмосферников 90-х не приходится. Но с ресурсом современных двигателей аналогичной мощности без наддува срок службы того же ЕА211 (1.4) вполне сравним. И тот факт, что количество обращений по гарантии в последнее время сильно сократилось, это подтверждает. Кстати, схожая ситуация и с фордовским турбомотором серии EcoBoost.
Еще одна популярная линейка турбомоторов — EcoBoost от Ford. Двигатели рабочим объемом 1,5 л можно увидеть на Фокусах и Куге, а 2-литровые — на Mondeo.Еще одна популярная линейка турбомоторов — EcoBoost от Ford. Двигатели рабочим объемом 1,5 л можно увидеть на Фокусах и Куге, а 2-литровые — на Mondeo.
Сложность конструкции
Если же говорить о сложности конструкции, то некоторые современные атмосферники по этой части не уступают турбированным моторам. Изменяемые впускные тракты, непосредственный впрыск, регулировка фаз газораспределения, сильно облегченные детали КШМ, — все это встречается и на двигателях без турбонаддува. Так что единственным серьезным конструктивным отличием остается сам наддув.
Долгий прогрев
Что касается проблемы долгого прогрева и, как следствие, холодного салона, то ее тоже можно решить. Самый надежный способ: применение дополнительного электронагревателя. В случае с двигателем ЕА211 инженеры использовали другой прием: выпускной коллектор интегрировали в головку блока цилиндров. Так и двигатель прогревается чуть быстрее, а главное — количество отдаваемого тепла для салона увеличилось.
При одинаковой мощности машина с наддувным двигателем всегда оставляет позади автомобиль с атмосферным мотором аналогичной мощности во время разгона. Любой, кому доводилось делать такое сравнение, это подтвердит.При одинаковой мощности машина с наддувным двигателем всегда оставляет позади автомобиль с атмосферным мотором аналогичной мощности во время разгона. Любой, кому доводилось делать такое сравнение, это подтвердит.
Чем турбомотор лучше атмосферного?
Материалы по теме
Есть у наддувных двигателей и серьезные преимущества перед атмосферниками. В первую очередь это касается отдачи. Достаточно взглянуть на внешнюю скоростную характеристику таких моторов. У двигателя с турбонаддувом максимальная мощность и, самое главное, максимальный крутящий момент доступны в широком диапазоне оборотов. И если мощность все равно достигается на высоких оборотах, то крутящий момент у современных двигателей с наддувом частенько доступен уже с 1500 об/мин. И полка этого момента тянется вплоть до высоких оборотов. Добиться такой характеристики у атмосферных двигателей почти невозможно. У них полка момента и мощности заметно| Секрет хорошей динамики разгона автомобилей с турбомотором — широкая полка максимального крутящего момента. Причем она часто начинается уже с 1500 об/мин. На фото — внешняя скоростная характеристика фольксвагеновского двигателя ЕА211. Секрет хорошей динамики разгона автомобилей с турбомотором — широкая полка максимального крутящего момента. Причем она часто начинается уже с 1500 об/мин. На фото — внешняя скоростная характеристика фольксвагеновского двигателя ЕА211. |
Турбина или атмосферник, что лучше? Выбираем двигатель правильно!
Перед покупкой автомобиля каждый из нас предстает перед массой дилемм, необходимо выбирать между производителями, марками и моделями автомобилей, различными комплектациями, и самое главное, между силовыми агрегатами. Распространенный вопрос: «Что лучше, дизель или бензин?», по популярности может конкурировать разве что с вопросом: «Что лучше выбрать, турбину или атмосферник?».
Сегодня в нашей рубрике постоянных дилемм мы поднимем актуальный вопрос о том, автомобиль с каким двигателем лучше покупать — атмосферник или турбированный, поговорим о преимуществах и недостатках каждого из них для того, чтобы ваш выбор был более простым и правильным.
Прежде всего необходимо уяснить один важный момент, дело в том, что нельзя сказать однозначно, что лучше турбина или атмосферник, и тот и другой имеет свои «плюсы» и «минусы». Итак, давайте по порядку…
Преимущества и недостатки атмосферного двигателя
Первым делом для тех, кто не в курсе я расскажу, что такое атмосферник. Атмосферником принято называть обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который использует для образования топливно-воздушной смеси воздух из карбюратора или инжектора (1 часть бензина к 14 частям воздуха). С появлением турбомоторов выбор автомобиля усложнился, поскольку водители начали все больше «соблазняться» более мощными турбированными агрегатами, отдавая им предпочтение перед обычными ДВС. Однако есть также и те, кто все же не решается покупать турбину ввиду отсутствия знаний или опыта эксплуатации этого двигателя.
Атмосферный двигатель: преимущества
Явных преимуществ у атмосферника — три, какие именно читайте дальше.
Большой моторесурс, то есть длительный срок эксплуатации. Практика показывает, что атмосферники очень стойки к износу, они долго «ходят» и речь даже не о нескольких десятках тысяч, а о сотнях тысяч километров, которые без труда «откатывают» как бензиновые так и дизельные агрегаты. История помнит случаи когда некоторые атмосферники американского происхождения «служили» своим хозяевам правдой и верой по 400, а иногда 500 тысяч километров без необходимости капитального ремонта, при условии правильной эксплуатации двигателя и ухода за ним. Бывали случаи когда «родной» кузов сгнивал, а мотор переставляли донору, после чего он без проблем переживал еще и «неродной» кузов.
Безотказность и простота эксплуатации. Несмотря на рекордные моторесурсы, устройство у атмосферника относительно простое, кроме того они менее требовательны к качеству топлива и моторного масла. Атмосферный ДВС нормально уживается с даже очень паршивым топливом, которое у нас уже не вызывает нареканий. Возможны, конечно, перебои в работе, в случае если вы регулярно будете заливать бодягу в бак своего «железного коня», однако даже в случае его неисправности, вернуть к жизни мотор такого класса будет намного проще и дешевле чем турбированный аналог.
Высокая степень ремонтопригодности. За счет простоты конструкции атмосферники прекрасно ремонтируются даже в домашних условиях, если же вы обратитесь в сервис, то стоимость ремонта атмосферника вам обойдется в разы дешевле, чем ремонт аналогичной неисправности турбированного двигателя.
Атмосферный двигатель: недостатки
Как и все в этом Мире, атмосферные двигатели не лишены недостатков. К таким можно отнести большой вес двигателя, меньшую мощность по сравнению с турбомотором аналогичного объема, снижение мощности при езде в горной местности или других местах, где воздух разрежен. Кроме всего прочего, атмосферник уступает турбированному двигателю в динамических показателях.
Преимущества и недостатки турбированного двигателя
Турбированный двигатель впервые увидел мир в 905 году, а на «легковушки» турбины стали устанавливать только в середине 20-го века. Принцип двигателя оснащенного турбиной заключается в том, что турбина рационально использует выхлоп автомобиля, посредством которого происходит нагнетание дополнительного воздуха в цилиндры, который способствует лучшему сгоранию топливно-воздушной смеси. Как вы знаете, чем больше воздуха, тем лучше будет гореть, по тому же принципу устроен и турбомотор, турбина под высоким давлением нагнетает воздух в цилиндры, благодаря чему сгорание топливной смеси происходит с большим КПД, в результате двигатель получает больше мощности минимум на 10%.
Актуально: Как проверить турбину дизельного двигателя? Диагностика неисправностей в домашних условиях
Турбированный двигатель: преимущества
К позитивным качествам турбированных агрегатов следует отнести запас мощности при равных объемах двигателей, а также более высокий крутящий момент, за счет чего мы получаем третий не менее важный параметр — динамика. Она у турбины лучше, чем у атмосферника. Двигатель с турбиной более экологичен, поскольку в его цилиндрах топливо сгорает более эффективно, при этом турбомотор издает меньше шума, чем атмосферник.
Турбированный двигатель: недостатки
Среди недостатков турбированных моторов больше эксплуатационных минусов. Во-первых, двигатель с турбиной более привередлив к качеству топлива и моторного масла. Кроме того, на таких двигателях срок службы смазывающих и фильтрующих элементов гораздо меньше чем у атмосферников, примерно в 1,5-2 раза, это объясняется более сложными условиями работы при высоких температурах. Владельцам турбированных моторов следует более тщательно следить за уровнем и состоянием фильтров и масла, и производить их замену в строгом соответствии с указаниями производителя двигателя. Не менее важно состояние воздушного фильтра, забитый или поврежденный фильтр ухудшает работу компрессора и может стать причиной его неисправности.
К недостаткам турбодвигателя следует также отнести его «прожорливость». Турбина, по сравнению с атмосферником аналогичного объема, будет «кушать» больше топлива.
Кроме того, турбомотор имеет меньший моторесурс чем атмосферный двигатель. Турбина со временем изнашивается, особенно если владелец не владеет навыками эксплуатации таких двигателей. К примеру, турбомотору после остановки автомобиля необходимо дать немного поработать на холостых, чтобы турбина остыла и только после этого можно глушить двигатель.
Стоимость ремонта турбированного двигателя обойдется намного дороже чем ремонт атмосферника, кроме того желающих выполнить этот ремонт не так уж много, некоторые специалисты вообще отказываются ремонтировать турбомоторы. Те же, кто берется, иногда выполняют ремонт некачественно, в результате двигатель работает с перебоями или со временем турбодвигатель снова выходит из строя.
Как вы видите, и тот и другой двигатели имеют свои «плюсы» и «минусы», для того, чтобы понять какой двигатель лучше — турбированный или атмосферный, необходимо для себя уяснить приоритетные стороны того или иного агрегата. Пред тем как купить автомобиль вам просто необходимо взвесить все вышеизложенные «за» и «против» и принять окончательное решение, надеюсь, оно будет правильным!?
Желаю удачи и до новых встреч на vopros-avto.ru
7 главных минусов и 2 плюса турбомоторов — журнал За рулем
Наддувные моторы постепенно вытесняют атмосферные. Однако некоторые производители сокращают интервал ТО для автомобилей с турбодвигателем. Почему? Давайте разбираться.
Чем турбомотор отличается от атмосферного?
Материалы по теме
Атмосферный мотор засасывает воздух в цилиндры под действием разрежения, которое возникает, когда поршень движется к нижней мертвой точке. В большинстве случаев давление в цилиндре в конце хода впуска чуть ниже атмосферного. И вот с этим количеством воздуха и осуществляется рабочий цикл мотора. Наддувный двигатель получает на входе в цилиндр воздух, сжатый компрессором до определенного давления, а потому его в цилиндр войдет больше, чем у мотора со свободным всасыванием. Больше воздуха — больше кислорода, а значит, и топлива сгорит больше, и мощность при том же рабочем объеме поршневой части будет выше (или мотор компактнее при сохранении мощности).
Поскольку воздух в компрессоре подогревается, температуру перед подачей в цилиндр желательно снизить. Это делает специальный охладитель — интеркулер. Компрессоры могут использоваться разных типов — и с приводом от коленвала, и волновые обменники давления, но наиболее распространен турбонаддув. Последний способ использует энергию выхлопных газов для вращения центростремительной турбины, а сидящее на том же вале колесо центробежного компрессора обеспечивает сжатие воздуха перед подачей в цилиндры.
Наддувный двигатель потребляет сжатый в компрессоре и охлажденный в интеркулере воздух. И тот же мотор является источником газов с высокими температурой и давлением, которые вращают турбину.
Как видим, конструкция наддувного мотора сложнее, чем атмосферника. Отсюда и первый недостаток турбомоторов…
1. Низкая надежность
Наддувные двигатели состоят из большего числа агрегатов, а надежность многокомпонентной системы всегда ниже, чем у более простой. Нагрузки на детали больше из-за большей литровой мощности. Да и конструкционные материалы в автомобильной промышленности используются преимущественно недорогие. Это же вам не аэрокосмическая отрасль…
К примеру, у турбокомпрессора есть система регулирования давления наддува, которая порой может заедать и отказывать. У редакционного Volkswagen Golf уже дважды при пробеге 80 000 и 100 000 км полностью теряла подвижность тяга привода клапана перепуска газов мимо турбины.
2. Недостаточный ресурс
Материалы по теме
Все мы вздыхаем по моторам-миллионникам конца прошлого века. Сейчас ресурс мотора в 400 000 км считается огромным достижением, а в прошлом он был нормой. Турбодвигатели современных автомобилей до таких пробегов не доживают. Турбокомпрессоры на бензиновых моторах редко ходят больше 150 000 км, а начавшая «хандрить» турбина вскоре может погубить и поршневую часть. Ведь турбокомпрессор может «выхлебать» весь запас моторного масла — в поддоне и поршневой части ничего не останется.
А еще многие производители с целью сэкономить «апгрейдят» атмосферные моторы до турбонаддувных, не особо заморачиваясь усилением некоторых деталей. Соответственно, высокие нагрузки на поршневую часть при небольшом усилении конструкции приводят к снижению ресурса.
3. Необходимость более частого и высококвалифицированного обслуживания
Многие производители для своих моделей с турбомоторами снизили периодичность ТО с 15 000 до 10 000 км. Так поступили, к примеру, Geely и Haval.
Наддувный мотор сложнее в обслуживании и особенно в диагностике. У него гораздо больше количество дополнительных соединений в системе турбонаддува. Потерять герметичность могут: подвод и отвод воздуха, подвод и отвод отработанных газов, системы подачи масла под давлением и его слива, а также подачи охлаждающей жидкости. Все это требует дополнительного внимания и опыта у сервисмена во время ТО.
4. Дорогой ремонт
Ремонт наддувного мотора всегда обходится дороже. Даже если турбок
Какой двигатель лучше — турбо или атмосферный? — журнал За рулем
За наддувными двигателями — будущее, а оснащенные ими автомобили динамичнее и экономичнее.
Материалы по теме
Все чаще современные автомобили оснащают турбомоторами. В первую очередь к даунсайзингу (уменьшение рабочего объема двигателя с одновременным использованием наддува) прибегают из-за постоянно ужесточающихся эконорм, которые, в частности, требуют лучшей экономичности.
Но преимущества таких моторов не только в низком расходе топлива. К сожалению, современные атмосферные двигатели сильно задушены экологическими нормами и редко гарантируют хорошую отдачу. Исключение — только двигатели серии Skyactiv у Мазды. Но даже они уступают в экономичности и крутящем моменте турбомоторам аналогичной мощности. К тому же крутящий момент у турбомоторов достигается на низких оборотах и доступен в широком диапазоне.
Ну а традиционные проблемы с надежностью (в первую очередь это касается ресурса), характерные для малокубатурных моторов, производители постепенно решают. Так что пальму первенства отдадим именно двигателям с наддувом — за ними будущее.
Маздовские двигатели серии Skyactiv — атмосферные моторы, изюминка которых в невероятно высокой для бензиновых агрегатов степени сжатия — 14. Обычно этот показатель не больше 11 — для атмосферного двигателя и колеблется в пределах 8–9 в случае с турбомоторами.Маздовские двигатели серии Skyactiv — атмосферные моторы, изюминка которых в невероятно высокой для бензиновых агрегатов степени сжатия — 14. Обычно этот показатель не больше 11 — для атмосферного двигателя и колеблется в пределах 8–9 в случае с турбомоторами.
Турбированный или атмосферный двигатель, отличия, какой лучше
Многие люди при выборе автомобиля интересуются, что лучше – турбированный или атмосферный двигатель.
Чтобы получить точный ответ на столь популярный вопрос, необходимо рассмотреть основные отличия этих моторов, их преимущества и недостатки.
Только на основании грамотного анализа можно делать какие-либо выводы. Чем мы, собственно, и займемся.
Особенности и отличия
Чем особенен атмосферный двигатель?
По сути, это классический мотор, который устанавливается на большинстве современных автомобилей (уже на первой машине стоял такой вид мотора).
Его название объясняется тем, что для создания топливной смеси необходим воздух. При движении поршня в нижнюю точку происходит его затягивание через карбюратор (ресивер инжектора) и смешивание с топливом (соляркой, бензином).
Чем особенен турбированный мотор?
Это модернизированный вид ДВС, в конструкции которого есть специальная турбина. Ее задача – закачать дополнительный объем воздуха к цилиндрам для увеличения мощности двигателя (в среднем прирост составляет 10-15%).
Таким образом, основное отличие атмосферного двигателя от турбированного для покупателя – это мощность и конструкция.
К примеру, при объеме 1.5 литра мощность первого будет 75 лошадиных сил. При этом турбированный мотор (при таком же объеме) будет иметь уже 100 лошадиных сил.
Для полноты картины упомянем и третий вид двигателя – форсированный.
И снова-таки это привычный ДВС, но отличающийся более сложной конструкцией.
Для его разработки часто применяются более дорогие материалы и современные конструкции, призванные повысить мощность до максимального уровня. При этом форсированные моторы могут быть с турбиной или без нее.
Преимущества
Теперь рассмотрим основные положительные черты каждого из видов двигателей.
Атмосферный мотор
Атмосферный мотор имеет следующие плюсы:
- Большой ресурс.
За все годы применения атмосферный тип двигателей показал себя в отношении трудоспособности и выносливости только с лучшей стороны.
При этом не имеет значения, какое топливо является основным – бензин или солярка. Есть моторы, которые спокойно проезжают по 400-500 тысяч километров без серьезного вмешательства.
Истории известны и такие экземпляры атмосферных «сердец», когда кузов полностью выгнивал, а мотор еще долго дохаживал на другом автомобиле.
- Простота в эксплуатации и надежность.
Все мы знаем, что чем проще аппарат, тем он надежнее. Здесь «золотая середина» идеально соблюдена.
Особый плюс, которым обладает атмосферный двигатель — способность справляться даже с бензином очень низкого качества.
Здесь более подробно можно узнать про автомобильное топливо и его стандарты.
Конечно, не исключены определенные сбои, но на общую функциональность и ресурс это сказывается незначительно.
Если же и потребуется ремонт, то затраты на него будут минимальными.
- Ремонтопригодность.
Обусловлена простотой конструкции, о которой мы уже упоминали. Атмосферный мотор при необходимости можно перебрать до последнего винтика и собрать все обратно.
Следовательно, в сравнении с турбированным двигателем ремонт обходится намного дешевле.
Турбированный мотор
Турбированный мотор имеет следующие преимущества:
- более высокую мощность и крутящий момент, если сравнивать с обычным ДВС при аналогичном объеме двигателя. В итоге автолюбитель может наслаждаться много лучшей динамикой в движении;
- данный вид мотора менее вреден для окружающей среды, ведь за счет дополнительного наддува воздуха поступающая топливная смесь сгорает практически без остатка;
- меньшую шумность (атмосферный мотор этим не может похвастаться).
Недостатки
К минусам атмосферных двигателей можно отнести:
- слишком большой вес;
- низкую мощность;
- невозможность выдавать номинальную мощность при езде в горной местности, где имеет место разреженный воздух;
- более низкую динамику.
Все показатели приведены в сравнении с «конкурентом».
Турбированный двигатель и его минусы:
- слишком «хитрая» конструкция, которая существенно усложняет эксплуатацию двигателя;
- чувствительность к топливу и маслу низкого качества, здесь уже приходится выбирать только лучшие материалы;
- необходимость частой замены масляного фильтра и самого масла (данные расходные материалы служат почти в два раза меньше, чем в «атмосферниках»). При этом очень важно следить за их состоянием и своевременно производить замену;
- более высокий расход бензина (солярки). Турбированный мотор затягивает больший объема воздуха. Как следствие, и топлива в один раз попадает много больше;
- при частой эксплуатации турбина выходит из строя намного быстрее и приходится делать замену. Чтобы данный узел работал дольше, необходимо перед отключением давать ему немного поработать на холостых.
Какой двигатель лучше?
Остается определиться, какой двигатель выбрать. Здесь однозначного ответа нет.
Если касательно мощности и динамики, то первый вариант выглядит более предпочтительно. Но с турбированным двигателем необходимо быть готовым к максимальным затратам – на качественный бензин, масло и эксплуатацию.
В свою очередь, атмосферный мотор менее прихотливый и требовательный, поэтому подойдет для людей с меньшим бюджетом.
Как турбировать атмосферный двигатель
И напоследок давайте рассмотрим, как турбировать атмосферный двигатель.
Если раньше за такую работу никто не брался, то сегодня некоторые квалифицированные автосервисы способны сделать из обычного мотора настоящего «зверя».
Единственное, что нужно помнить – данная работа выльется владельцу в серьезные затраты на покупку дополнительных материалов и их установку.
В частности, необходимо дополнительно смонтировать интеркулер, турбину, дополнительный блок-перехватчик и так далее. Но и это еще не все.
Чтобы получить турбированный мотор, существенная оптимизация должна быть внесена в топливную систему – придется установить более мощный бензонасос, усилить поршневую группу, потратиться на форсунки с большей пропускной способностью и так далее.
Таким образом, получиться своеобразный тюнинг двигателя и в случае переделки последнего необходимо несколько раз пересчитать затраты, чтобы убедиться в актуальности такого мероприятия.
Выводы
Теперь после прочтения статьи можно принять решение — турбированный или атмосферный двигатель будет стоять на вашем автомобиле.
И помните, что нужно учитывать не только скорость и мощность, но и потенциальные затраты, ведь автомобиль покупается на долгие года и его необходимо обслуживать.
Между «атмо» и «турбо». Какой выбрать двигатель?
Как говорилось в советской кинокомедии «Берегись автомобиля»: «Каждый, у кого нет машины, мечтает еe купить. И каждый, у кого есть машина, мечтает еe продать».Со времени выхода фильма прошло больше пятидесяти лет, машины стали во много раз сложнее в техническом плане, модельный ряд расширился на несколько порядков. Но личный автомобиль — это по-прежнему серьeзная покупка для семьи, и никто не хочет прогадать с выбором.
Итак, у вас на руках заветная сумма, вы уже определились с маркой и моделью будущего автомобиля. И тут встаeт важный вопрос: с каким двигателем брать машину? Если вопрос о выборе дизельного или бензинового двигателя для вашего автомобиля решeн в пользу последнего, возникает ещe одна дилемма: атмосферный или с турбонаддувом.
В нашей стране большинство популярных моделей, будь то бюджетные седаны или сверхпопулярные кроссоверы, предлагаются как с турбированными, так и с атмосферными моторами. При этом, чем выше класс автомобиля и его цена, тем шире линейка именно турбированных агрегатов. Это общемировая тенденция: турбомоторы постепенно вытесняют атмосферные двигатели.
Прежде чем сделать выбор, стоит разобраться в главных отличиях атмосферных и турбированных силовых агрегатов, а также выявить их сильные и слабые стороны.
Как это работает
Основное отличие двух моторов заключается в способе подачи воздуха в цилиндры. В атмосферном двигателе воздух идeт под действием впуска разрежения, который создаeтся на такте, — поршень просто опускается и втягивает воздух. В турбированном моторе работает принудительный наддув — в цилиндры нагнетается больше воздуха с помощью турбокомпрессора.
По сути, турбированный двигатель является модернизацией своего предшественника — классического атмосферного мотора. Основная цель этого изобретения — увеличение мощности без увеличения объeма цилиндров. Турбированный бензиновый двигатель позволяет получить в камерах сгорания более высокую степень сжатия. Благодаря тому, что воздух подаeтся в камеры сгорания под давлением, достигается более полное сгорание топливно-воздушной смеси.
Турбина состоит из двух частей: ротора и компрессора. Двигатель в процессе работы производит выхлопные газы. Эти раскалeнные газы, поступая под давлением в ротор, раскручивают турбонагнетатель, воздействуя на лопатки турбины. Только после этого они поступают в глушитель. Вал ротора, вращаясь, приводит в действие компрессор, который нагнетает воздух в камеры сгорания, образуя дополнительную степень сжатия.
Воспользуемся простым примером для иллюстрации: если объeм мотора составляет 1,6 литра, то мощность классического атмосферника не превысит 100-110 л.с. В свою очередь, турбированный двигатель при том же объeме сможет выдать до 180 л.с.
Кстати, турбированные двигатели имеют свою небольшую классификацию.
- Механический нагнетатель. На впуске стоит воздушный насос — компрессор, который приводится в движение от коленчатого вала мотора.
- Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Принципы его работы мы рассмотрели выше.
Немного истории
Готтлиб Даймлер, один из создателей первого двигателя внутреннего сгорания, экспериментировал с нагнетателем, приводимым от коленвала, ещe в 1885 году. Несколькими годами позже Луи Рено — отец одноимeнной марки автомобилей — получил патент на аналогичную конструкцию для ДВС в 1902-м. Причeм само устройство для промышленного применения братья Рутс изобрели ещe в 1859-м.
Примерно тогда же опыты с турбиной, работающей от выхлопных газов, ставил швейцарец Альфред Бюши. Именно ему приписывают создание турбонаддува, функционирующего по такому принципу, в 1905 году. Правда, установить истинного первого изобретателя сейчас сложно, ведь Бюши лишь получил патент.
Мировую же известность механическим нагнетателям принесла компания Mercedes-Benz, которая стала устанавливать наддувные компрессоры в конце 20-х годов сначала на гоночные, а начиная с 30-х и на серийные машины.
Из Германии мода на наддувные машины перекинулась на Голливуд, а оттуда на весь мир. Золотой век немецких «компрессоров» закончился одновременно с началом Второй мировой войны. Основное применение компрессоров в военное время пришлось на авиацию: наддув использовался для компенсации недостатка кислорода на больших высотах.
Сразу после Второй мировой войны использование компрессоров продолжилось в основном на моторах Формулы-1. Турбонаддува на гражданских машинах автопроизводители побаивались из-за детонации возросшего давления и температуры. Технологии производства подшипников оставляли желать лучшего, охлаждение и смазка тоже была малоэффективной, из-за этого турбины быстро приходили в негодность.
Окончательно и бесповоротно на путь «турбинификации» мировые производители встали после топливного кризиса конца 70-х.
Победа за турбокомпрессором?
Не углубляясь в технические подробности, скажем, что механические нагнетатели можно считать частью эволюционного пути, а массовое распространение в итоге получили турбокомпрессоры. Для раскрутки нагнетателя требуется мощность с вала двигателя, турбина же раскручивается просто за счeт выхлопных газов. Первый путь технически сложнее и дороже в массовом производстве.
Тем не менее механические компрессоры до сих пор устанавливают! С одной стороны, это премиальные модели британских Jaguar и Land Rover, некоторые двигатели у Mercedes, а с другой — традиционные масл-кары в духе Dodge Challenger Hellcat, которые продолжают специфически «подвизгивать» именно из-за своего механического нагнетателя.
Главное преимущество этой конструкции — приводной компрессор любой конструкции, будучи привязанным к коленвалу, не имеет инерционности. Связь «по педали» с ним прямая, и разгон остаeтся ровным практически во всeм диапазоне.
Как говорится, каждому своe. Но вернeмся к массовым автомобилям.
Преимущества
Если на рынке продаются оба вида двигателей, значит, у каждого есть ряд неоспоримых преимуществ. Рассмотрим их.
Атмосферный двигатель:
- проще в обслуживании;
- имеет более высокий ресурс;
- меньший расход масла;
- невысокие требования к качеству топлива и масла.
- высокая мощность и увеличенный крутящий момент при равных объeмах двигателя;
- меньший расход топлива.
Недостатки
Равно как плюсы, у каждого из двух типов двигателей есть свои недостатки.Атмосферный двигатель:
- имеет большой вес;
- при одинаковом объeме с турбомотором мощность ниже;
- сниженная динамика — в сравнении с турбомотором того же объeма;
- сложности при езде в горах.
Турбированный двигатель:
- высокие требования к качеству смазки и топлива;
- дорогостоящий ремонт;
- долгий прогрев зимой;
- меньший интервал замены масла.
Трудности выбора
Автолюбителям, которые сомневаются, какой двигатель лучше и выгоднее, однозначного ответа дать не получится. Например, ценителям мощности и динамики имеет смысл присмотреться к турбированному мотору. Однако он же влечeт за собой значительные денежные траты на приобретение бензина и масла высокого качества.
Атмосферный двигатель примечателен своей простотой и неприхотливостью, он прекрасно может служить не одно десятилетие, кроме того, его работоспособность сможет поддержать даже человек с невысоким достатком.
Какое масло нужно турбомоторам, а какое — атмосферным?
У турбомотора наибольшая отдача, то есть максимум выработки тепла приходится на диапазон оборотов в районе 3000-4000 об/мин, когда турбина подаeт повышенное количество воздуха в цилиндры. После того как поток выхлопных газов станет достаточным для полноценной работы турбины, происходит скачок вырабатываемой энергии, сопровождаемый скачком температуры.
Моторное масло в таких условиях обязано сохранять свои свойства как при низких, так и при повышенных температурах. В случае турбированного двигателя это особенно важно, поскольку ось, на которой установлены турбинное и насосное колeса турбонаддува, работает в подшипниках скольжения. В случае если смазочный материал не обеспечит необходимую защиту данного узла, турбина может преждевременно выйти из строя, не выработав свой ресурс, который обычно составляет 30–70% ресурса двигателя.
Для машин с турбокомпрессорами лучше всего подходят синтетические масла, так как они лучше противостоят окислению по сравнению с минеральными и полусинтетическими. К тому же их вязкость в меньшей степени зависит от изменений температуры, что необходимо для обеспечения защиты подшипников турбины на всех режимах работы двигателя.
Что касается самих характеристик вязкости моторного масла, то турбированные моторы «предпочитают» всесезонные масла с низкотемпературным показателем вязкости SAE 0W и высокотемпературным SAE от 20 до 40. Моторные масла с низким показателем высокотемпературной вязкости следует выбирать для повышения топливной экономичности, высокие показатели вязкости — для лучшей защиты двигателя и турбины. В любом случае, подбор смазочного материала следует проводить в полном соответствии с руководством по эксплуатации конкретного автомобиля.
Кроме того, есть пара важных нюансов относительно использования автомобилей с турбированными двигателями:
важно постоянно следить за состоянием масла, меняя его с периодичностью, рекомендованной производителем;
необходимо регулярно проверять воздушный фильтр — если он забился, это нарушит работу компрессора;
турбина быстрее изнашивается, если сразу после остановки автомобиля отключать мотор. Чтобы продлить срок службы турбомотора, ему нужно дать немного поработать на холостых оборотах для охлаждения турбины.
Атмосферные двигатели, в отличие от турбированных, менее требовательны к специфическим характеристикам масла. В данном случае подойдут общие рекомендации, которые мы давали в одной из предыдущих статей.
Стоит лишь напомнить о том, что мы предлагаем простой способ найти подходящее масло, — воспользоваться удобным онлайн-подборщиком. Просто задайте параметры «вид техники — марка — модель» или воспользуйтесь строкой поиска, и вам будут предложены все подходящие виды масла согласно международным стандартам и допускам автопроизводителей.
Выбор, как всегда, за вами!
Выбираем современный двигатель: почему турбо лучше, чем обычный?
Новые автомобили все реже оснащаются двигателями без наддува, благо турбины позволяют развивать большую мощность при малом объеме. Российские водители, тем не менее, относятся к турбомоторам с опаской. И очень зря.Турбированные и атмосферные двигатели — в чем разница?
Разница в том, каким образом в цилиндры двигателя поступает воздух.
- Атмосферный мотор
Воздух идет сам туда, где ниже давление. У атмосферного мотора воздух идет в цилиндры под действием создаваемого на такте впуска разрежения — поршень опускается и втягивает за собой воздух. Проще не бывает.
- Наддувный мотор
Чтобы нагнать в цилиндры больше воздуха, в помощь разнице давлений приходит принудительный наддув. Грубо говоря, на впуске ставят «большой вентилятор». О конструкции таких систем поговорим вкратце чуть ниже.
Зачем двигателю нужен наддув?
Чтобы повысить мощность двигателя, нужно сжечь в нем больше топлива — зависимость простая. А вот чтобы сжечь больше топлива, нужно подать в цилиндры много воздуха, почти по кубометру на каждый литр бензина. Вопрос лишь в том, как заставить его это сделать? Основных способов два:
- Увеличить объем. Это напрашивается само собой, и долгое время конструкторы шли этим путем: увеличивали количество цилиндров, их объем и конфигурацию. Так появились авиационные W12 и V16 с рабочим объемом в сотню литров с гаком и американские семилитровые V8 для автомобилей.… Сейчас мы не будем вдаваться в подробности и лишь констатируем, что путь этот сложный. В определенный момент большой мотор становится слишком тяжелым, а дальнейшее увеличение — нецелесообразным.
- Увеличить количество сжигаемого топлива, не наращивая объем двигателя. Действительно, почему бы с силой не загнать в цилиндры просто побольше воздуха, чтобы можно было сжечь много бензина? Тут-то на помощь приходит наддув.
Двигатель W12 разработки Volkswagen Group ставился в разные годы на Audi A8L, Volkswagen Phaeton, Volkswagen Touareg, Bentley Continental Flying Spur и другие премиум-модели. Фото: w12cars.com
Какие есть основные типы наддувов?
В основном используют два способа повысить давление на впуске выше атмосферного.- Механический нагнетатель. На впуске стоит воздушный насос — компрессор, который приводится в движение от коленчатого вала мотора. Просто, но двигателю приходится его крутить и тратить на это часть мощности.
- Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Он представляет собой сдвоенный корпус из двух металлических «улиток», в котором на одном валу крутятся две крыльчатки. Одну из них раскручивает поток выхлопных газов, вырывающийся из выпускного коллектора. Вторая крутится, так как находится на одном валу с первой, — она «загоняет» атмосферный воздух во впускной коллектор.
Какие преимущества есть у наддувного мотора?
Высокая максимальная мощность. Как мы уже поняли, за счет наддува можно увеличить количество сжигаемого топлива, а значит, и повысить мощность мотора при неизменном объеме. Мощность можно увеличить в разы, но обычный показатель — 20–100% для серийных двигателей. Стабильный крутящий момент. В обычном атмосферном моторе давление на впуске, а следовательно, и количество сжигаемого топлива меняется в зависимости от оборотов мотора. На каких-то оборотах наполнение максимально, и двигатель работает с полной отдачей. На других наполнение цилиндров хуже, и момент, развиваемый двигателем, меньше. В современном турбомоторе наполнением цилиндра занимается турбина, а управляет турбиной электроника. Появляется возможность всегда подавать столько воздуха, сколько нужно для максимально эффективного сгорания смеси, и столько, чтобы «железо» двигателя выдержало нагрузку. Это позволяет создавать знаменитую «полку» крутящего момента. Такое название произошло от вида графика момента, который на турбомоторах действительно похож на ровную полку. Низкий расход топлива. Казалось бы, парадокс. Наддув позволяет впрыскивать больше топлива, но при этом обеспечивает экономичность. Каким образом? Дело в том, что рабочий объем турбомоторов меньше, и в целом они легче. С наддувом двигатель прекрасно тянет с самых низов, а на малых оборотах меньше потерь энергии на трение и выше КПД. В результате при неспешном движении турбомотор экономичнее. А при большой нагрузке расход топлива никто не считает, не зря же есть выражение «ехать на все деньги», тем более мало кто постоянно ездит в экстремальных режимах.
На графике замера мощности и крутящего момента Skoda Fabia RS TSI видно, что в диапазоне с 2 000 до 4 500 оборотов двигатель развивает 250 ньютон-метров. Это и называется «полкой крутящего момента».
Почему люди боятся наддувных моторов?
С полной определенностью можно сказать, что двигатели с наддувом стоят на более высокой ступени эволюции, чем «атмосферники». И все-таки на сегодняшний момент большинство выпускаемых и продаваемых авто оснащены именно классическими двигателями, причем не только в «отсталой» России, но и в «просвещенной» Европе, не говоря уже про США. Почему же? Ресурс турбин невелик. В среднем турбина на бензиновом моторе служит максимум до 120–150 тысяч километров, а ремонт обходится недешево. Механический приводной нагнетатель в теории «неубиваем», но это умирающий вид, и там, где он применяется, о ресурсе не заботятся. Двигатель работает в более суровых условиях. Температура и давление в цилиндрах у наддувных моторов гораздо выше, а значит, и изнашиваются они сильнее. Это компенсируется тем, что турбодвигатели изначально строят с более высоким запасом прочности всех систем. Впрочем, вполне справедливо, что двигатель сложнее, у него больше датчиков, больше трубопроводов, больше всего греющегося и протекающего, и любая поломка в системе управления может повредить сам мотор или турбину. Говорят, что у турбина дает нестабильную тягу. Действительно, на старых наддувных моторах турбина «отзывалась» не сразу — нужно было время на то, чтобы выхлопные газы раскрутили крыльчатку, и получалось то, что назвали «турболагом». Теперь, с внедрением новых технологий (о них подробнее расскажем позже), эта проблема решена. «Пуристы», поборники атмосферных двигателей утверждают, что все равно нет идеальной связи между движением педали газа и тягой, но для рядовых водителей эти тонкости будут неочевидными. Говорят, что турбированные моторы звучат менее «благородно», чем атмосферные. Действительно, турбина делает звук выхлопа не столь ярким и «породистым». Но в полной мере это можно отнести разве что к «большим» моторам — рядным шестеркам или V8. Их звучание признается за некий идеал, и добавление к ним турбокомпрессора резко меняет звук. По мнению аудиофилов, «от выхлопа» звук становится нечетким и размазанным. Турбина работает как глушитель, сглаживая пики давления выхлопных газов и создавая свои собственные гармоники. Если речь об обычных рядных «четверках», то нельзя сказать, что выхлоп такого мотора изначально звучит особенно хорошо, с добавлением к нему турбины он становится тише, но вряд ли теряется уникальность. На помощь фанатам хорошего звука мотора приходят специалисты по акустике выхлопа. Выхлопные системы современных машин, что с наддувом, что без — плод серьезной работы, и особенности звука в первую очередь зависят от качества настройки системы и пожеланий покупателя.
Фото: prmpt.org
Почему некоторые производители спорткаров до сих пор не признают наддува?
Действительно, без турбин и нагнетателей прекрасно обходятся такие «уважаемые» автомобили, как Toyota GT86, Renault Clio RS и Honda Civic Type R. Основных причин на то несколько:- Высокую мощность можно получить и без турбины, но при условии, что двигатель будет развивать ее только на очень высоких оборотах. Например, 201 л.с. на той же Honda Civic Type R доступны лишь при 7 800 оборотах в минуту, что очень много для негоночного мотора.
- Система наддува сильно увеличивает вес и размер маленьких моторов — ее невозможно сделать действительно компактной. Для спорткаров это немаловажно.
- Многим нравится «крутильный» характер атмосферных моторов, отсутствие всяких возможных задержек и влияния температуры воздуха, «чистота» реакций и звука.
- Во многих гоночных дисциплинах запрещены моторы с турбонаддувом, зато есть традиции форсирования атмосферных моторов.
- На «атмосферниках» — более мощное торможение двигателем под сброс газа, что заметно на малоразмерных моторах и, опять-таки, важно для спорткаров.
- В Японии и США, где в основном еще сохраняются безнаддувные «зажигалки», нет столь строгих ограничений по расходу топлива, как в Европе. Мотор с турбиной дороже, но может выдавать высокую мощность при низком расходе и на любой высоте, хоть на вершинах Альп. Мотор без турбины проще, менее требователен к обслуживанию, особенно когда очень высокая мощность не нужна, да и высоким расходом топлива и малой тягой в «негоночном» режиме можно пренебречь. И не стоит недооценивать силу традиций национального автомобилестроения.
Турбомотор — брать или не брать?
Если вы покупаете новый автомобиль, то однозначно брать. Турбодвигатель, как мы уже говорили, при прочих равных мощнее и экономичнее, а «убить» его при грамотной эксплуатации вы просто не успеете. Если же вы выбираете подержанную машину, то обратите внимание на пробег и состояние мотора. Если что-то будет указывать на то, что хозяин любил «отжигать» за рулем и километраж при этом выше 100 000 километров, то самое время присмотреться к расценкам на новые моторы и турбины. Задумайтесь, зачем был нужен двигатель с турбонаддувом первому владельцу. Некоторые машины берут с турбомотором только для того, чтобы постоянно «валить». В общем, с покупкой подержанной машины с турбодвигателем нужно быть осторожным вдвойне. О том, как правильно содержать мотор с наддувом и сколько стоит его починить, читайте в нашей следующей публикации. Если не хотите пропустить этот материал, подпишитесь на рассылку свежих статей внизу.Читайте также:
с турбонаддувом и безнаддувные двигатели: за и против
Раньше объем двигателя сообщал нагрузкам о выходной мощности конкретного двигателя. С двигателями с турбонаддувом дело обстоит иначе. Двигатели с малым рабочим объемом теперь могут обеспечивать такие показатели мощности и крутящего момента, которые конкурируют с двигателями без наддува с большим рабочим объемом и даже превосходят их.
Итак, турбокомпрессоры все хороши? Моторы без наддува устарели? Что лучше? Что ж, предварительный ответ на все это зависит от обстоятельств.Есть несколько плюсов и минусов того или иного. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Отклик дроссельной заслонки
Если вы провели некоторое исследование, то наверняка знаете, что двигатели с турбонаддувом отстают до достижения максимального крутящего момента. Если вы начинаете на более низких оборотах, выхлопные газы движутся недостаточно быстро, чтобы вращать крыльчатку, создающую давление наддува.Если проявить немного терпения или поддерживать частоту вращения двигателя, реакция будет более быстрой при правильных оборотах.
На безнаддувном моторе вообще нет лагов. Единственное, что находится между воздухом и камерой сгорания, — это воздушный фильтр, корпус дроссельной заслонки и впускные клапаны. Когда ваш двигатель набирает обороты, он всасывает больше воздуха, который затем дополняется большим количеством топлива. Пиковая мощность увеличивается в диапазоне оборотов, и большинство новых двигателей на рынке поставляются с регулируемыми фазами газораспределения, которые увеличивают крутящий момент и эффективность при более низких оборотах, а мощность и крутящий момент — при более высоких оборотах.
Тем не менее, контраргументом для турбо-лага будет вариант с турбонаддувом меньшего размера, двойным турбонаддувом или турбонаддувом с двумя прокрутками. Регулируемые турбины также являются частью уравнения, и основная цель этих технологий и достижений — устранить задержку и увеличить отклик. Надо сделать довод.
Техническое обслуживание и надежность
Когда возникает необходимость в обслуживании и надежности, более простая система чаще оказывается более надежной и более простой в обслуживании.Меньше деталей — меньше поводов для беспокойства, а автомобили без наддува проще, чем двигатель с турбонаддувом.
Двигатели с турбонаддувом нуждаются в подведении маслопроводов к турбине. Требуется больше вакуумных шлангов и места для установки турбокомпрессора, промежуточного охладителя и всей сантехники. Не говоря уже о том, что автомобиль с турбонаддувом обязательно будет поставляться с другим компьютером для установки всех этих датчиков.
Теперь, независимо от того, сколько шагов было сделано в отношении надежности, производства и проектирования, естественное стремление проще и легче обслуживать, чем двигатель с турбонаддувом, просто потому, что он прост.Да и вообще, ремонт двигателя с турбонаддувом будет стоить дешевле, если и когда он сломается.
Эффективность использования топлива
Вот где двигатели с турбонаддувом могут очень просто победить своих конкурентов без наддува. Однако из обзора могут быть определенные исключения. Давайте сравним турбированный 1.5 л между двигателем мощностью 2,4 л без наддува.
Видите, с рабочим объемом 1,5 литра на холостом ходу двигатель потребляет достаточно топлива, чтобы поддерживать его меньший рабочий объем. Между тем, 2,4-литровому двигателю на холостом ходу потребуется больше топлива, чтобы зажечь 2,4-литровый рабочий объем для поддержания работы на холостом ходу. Когда вы начинаете работать, безнаддувный двигатель будет производить 2,4 литра мощности, а двигатель с турбонаддувом будет производить 2,4 литра мощности, если не больше. Однако это всего лишь оценки и упрощения.
Примеры, которые мы здесь использовали, — это Honda Accord текущего и предыдущего поколений, у которых под капотом очень разные двигатели. Согласно нашим обзорам, старый Accord был способен вытащить 6,4 км / л по городу и 16,1 км / л по трассе. Напротив, новый Accord показал чистоту 7,4 км / л в городе и 17,4 км / л на шоссе. Заметное улучшение может быть связано с трансмиссией CVT для движения по шоссе, но его труднее отрицать при ползании в городском потоке.
Мощность и крутящий момент
Нет сомнений в том, что турбокомпрессоры добавляют двигателю мощность.Мельницы с естественным наддувом имеют меньше воздуха без наддува. Значения крутящего момента также существенно увеличиваются, когда турбина попадает в моторный отсек. Добавление более плотного заряда позволяет произвести более взрывной удар после того, как свеча зажигания загорится, давая больше силы на поршень, что, в свою очередь, создает больший крутящий момент.
С другой стороны, предпринимаются определенные шаги по устранению недостатка крутящего момента в двигателях без наддува. Регулировка фаз газораспределения — одна из разработок, которые помогли двигателям иметь хорошую мощность на низких оборотах, но высокая степень сжатия стала очень эффективным способом извлечения большего крутящего момента из безнаддувной мельницы.
Mazda — яркий тому пример. В то время как другие производители обращаются к турбо-технологиям и электродвигателям, чтобы дать толчок своим автомобилям, Mazda вернулась к чертежной доске и взяла страницу из книги по проектированию дизельных двигателей. Двигатели серии SkyActiv являются сторонниками этого мышления. Убедившись, что топливно-воздушная смесь в камере сгорания как можно теснее, позволяет добиться более эффективного взрыва после того, как свеча зажигания погаснет. Новые разработки, такие как двигатель SkyActiv-X, показывают показатели, сопоставимые с двигателями с турбонаддувом.
Предсказуемость
Что касается динамичного вождения, то линейность безнаддувного двигателя позволяет ему не удивлять. Легко предсказать поведение двигателя NA, потому что нет времени катушки и нет моментов, когда вы выпадаете из наддува. Когда вы нажимаете на газ, вы получаете то, что у вас есть мощность и крутящий момент.Турбо-двигатели, когда они раскручиваются, создают волну крутящего момента, которая доводит его скорость до красной черты. Этот скачок мощности может удивить и непреднамеренно нарушить сцепление, если будет подано немного слишком много газа.
В современных автомобилях, однако, противобуксовочная система может сгладить подачу газа, уменьшая мощность турбокомпрессора, когда водитель становится слишком возбужденным.
Статьи по теме
3-цилиндровые и 4-цилиндровые двигатели — Достаточно ли трех поршней? Когда пора менять шины? Контрольный список для длительного хранения автомобиля — что следует учитывать перед спячкой Виртуальная реальность и интернет-магазины могут стать новым автомобильным рынком Очистка и дезинфекция вашего автомобиля — краткое руководство .Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия
Вид в разрезе турбокомпрессора с воздушной фольгой на подшипникахТурбокомпрессор , или турбо , это газовый компрессор. Он используется для нагнетания воздуха в двигатель внутреннего сгорания. Турбокомпрессор — это форма принудительной индукции. Он увеличивает количество воздуха, поступающего в двигатель, чтобы создать большую мощность. Турбокомпрессор имеет компрессор, приводимый в действие турбиной. Турбина приводится в движение выхлопными газами двигателя. В нем не используется прямой механический привод.Это помогает улучшить производительность турбокомпрессора.
Первые создатели турбокомпрессоров называли их «турбокомпрессорами». Нагнетатель — это воздушный компрессор, используемый для нагнетания воздуха в двигатель. Они думали, что, добавив турбину для поворота нагнетателя, получится «турбокомпрессор». Термин вскоре был сокращен до «турбокомпрессор». Теперь это может создать некоторую путаницу. Термин «с турбонаддувом» иногда используется для обозначения двигателя, в котором используется как нагнетатель с приводом от коленчатого вала, так и турбонагнетатель с приводом от выхлопных газов.Это также называется двойной зарядкой.
Некоторые компании, такие как Teledyne Continental Motors, до сих пор используют термин турбокомпрессор для обозначения своих турбокомпрессоров.
Двигатель создает мощность, сжигая смесь воздуха и топлива. Воздух и топливо попадают в цилиндры для сжигания. Когда они горят, они толкают поршень вниз. Поршень вращает коленчатый вал и создает мощность. Для автомобильных двигателей это измеряется лошадиных сил и лошадиных сил.
Безнаддувные двигатели [изменение | изменить источник]
Двигатель, в котором не используется турбонагнетатель или нагнетатель, называется безнаддувным двигателем или без наддува .Обычно при перечислении технических характеристик двигателя примечание делается только в том случае, если в двигателе используется турбонагнетатель или нагнетатель. Большинство автомобильных двигателей безнаддувные. Мощность, которую они могут создать, ограничена количеством воздуха, который поршни могут втянуть в цилиндры.
Двигатели с турбонаддувом [изменить | изменить источник]
Турбокомпрессор — это небольшой вентиляторный насос, который вращается вокруг вала. Насос приводится в действие давлением выхлопных газов. Турбокомпрессор состоит из турбины и компрессора.Оба они установлены на одном валу. Турбина — это тепловой двигатель. Он преобразует выхлопное тепло и давление во вращение. Это вращение используется для включения компрессора. Компрессор всасывает наружный воздух. Он сжимает или сжимает воздух. Затем он отправляет воздух в двигатель. Поскольку давление воздуха было увеличено, в цилиндры может попасть больше воздуха и топлива. Иногда это называется давление наддува . Чем больше топлива нужно сжигать, тем больше мощность двигателя может быть. Это увеличивает лошадиных сил на двигателя.
Повреждение двигателя [изменение | изменить источник]
Двигатель может быть поврежден, если давление воздуха в цилиндрах станет слишком высоким. Если в турбину направлено слишком много выхлопных газов, компрессор может создать слишком высокое давление. Чтобы этого не происходило, используется перепускной клапан . Вестгейт ограничивает количество выхлопных газов, отправляемых в турбину.
Турбокомпрессор был изобретен швейцарским инженером Альфредом Бючи. Его патент был подан на использование в 1905 году. [1] Дизельные корабли и локомотивы с турбонагнетателями начали появляться в 1920-х годах.
Авиация [изменить | изменить источник]
Во время Первой мировой войны французский инженер Огюст Рато с некоторым успехом устанавливал турбокомпрессоры на двигатели Renault, на которых устанавливались различные французские истребители. [2]
В 1918 году инженер General Electric Сэнфорд Мосс прикрепил турбокомпрессор к авиадвигателю Liberty . Двигатель был испытан на Пайкс-Пик в Колорадо на высоте 14 000 футов (4300 м). Испытания должны были показать, что турбонаддув может добавить мощности, которую самолет теряет на большой высоте.Двигатели внутреннего сгорания теряют мощность, потому что на большой высоте давление наружного воздуха низкое. В двигатель может попасть меньше воздуха и топлива. [2]
Турбокомпрессоры были впервые использованы в серийных авиационных двигателях в 1930-х годах.
Серийные автомобили [изменить | изменить источник]
Двигатель Chevrolet Corvair с турбонаддувом. Турбина, расположенная вверху справа, подает сжатый воздух в двигатель через хромированную Т-образную трубку, охватывающую двигатель.Первый дизельный грузовик с турбонаддувом был построен швейцарским машиностроительным заводом Заурер в 1938 году. [3] Первые серийные автомобильные двигатели с турбонаддувом были произведены General Motors в 1962 году. Oldsmobile Cutlass Jetfire был оснащен турбокомпрессором Garrett AiResearch, а Chevrolet Corvair Monza Spyder — турбокомпрессором TRW. [4] [5] [6]
В 1974 году на Парижском автосалоне Porsche представила 911Turbo. Это было в разгар нефтяного кризиса. 911Turbo был первым серийным спортивным автомобилем с турбонагнетателем и регулятором давления.Регулятор давления был перепускным клапаном. [7] Первыми серийными турбодизельными автомобилями были Mercedes 300SD с турбокомпрессором Garrett и Peugeot 604. Оба были представлены в 1978 году. Сегодня большинство автомобильных дизелей оснащено турбонаддувом.
Гоночные автомобили [изменить | изменить источник]
Первый успешный гоночный двигатель с турбонаддувом появился в 1952 году. Фред Агабашян на дизельном Cummins Special квалифицировался на поул-позицию в Indianapolis 500.Он прошел 175 миль (282 км). Затем турбина была повреждена обломками покрышек. Двигатели с турбонаддувом Offenhauser впервые появились в Индианаполисе в 1966 году. Их первая победа пришла в 1968 году с использованием турбокомпрессора Garrett AiResearch. Автомобили с турбонаддувом доминировали в «24 часах Ле-Мана» с 1976 по 1988 год, а затем с 2000 по 2007 год.
Формула-1 переживала «турбо-эру» с 1977 по 1989 год. Двигатели объемом 1500 куб. См могли развивать до 1500 л.с. (1119 кВт). В 1977 году компания Renault первой применила двигатели F1 с турбонаддувом.Производительность компенсировала высокую стоимость. Другие производители двигателей начали выпускать турбины. Двигатели с турбонаддувом захватили поле F1. Они положили конец эре Ford Cosworth DFV в середине 1980-х годов. FIA решила, что турбокомпрессоры делают спорт слишком опасным и дорогим. В 1987 году FIA решила ограничить максимальное ускорение турбин. В 1989 году турбокомпрессоры были полностью запрещены.
Гонщики World Rally Car давно предпочитают двигатели с турбонаддувом. Они предлагают очень высокое соотношение мощности к массе.Турбо мощность начала подниматься до уровня автомобилей F1. FIA не запрещала турбины. Они ограничивают турбо-мощность, ограничивая входной диаметр.
Параллельный [изменить | изменить источник]
В некоторых двигателях используется два турбокомпрессора. Они оба будут одного размера. Обычно они меньше, чем на двигателях с одной турбонаддувом. Они часто используются на двигателях V-типа, таких как V6 и V8. Каждый турбонагнетатель приводится в действие отдельной выхлопной трубой от двигателя. Поскольку они меньше, они быстрее достигают оптимального ускорения.Эту систему турбин обычно называют параллельной системой двойного турбонаддува. Первым серийным автомобилем с параллельными сдвоенными турбонагнетателями был Maserati Biturbo начала 1980-х годов.
Последовательный [изменение | изменить источник]
Некоторые автопроизводители избегают турбо-лага (см. Ниже), используя две небольшие турбины. Обычная установка — это постоянная работа одного турбо. Секундомер турбо начнет работать только на более высоких оборотах. Поскольку турбины меньше, у них меньше турбо-лаг. Второй турбонагнетатель сможет набрать полную скорость раньше, чем потребуется.Эта установка обычно называется последовательным твин-турбо. Porsche впервые применил эту технологию в 1985 году в Porsche 959.
Дизель [изменить | изменить источник]
Турбонаддув очень часто используется в дизельных двигателях автомобилей, грузовиков, локомотивов, кораблей и тяжелой техники. Дизели особенно подходят для турбокомпрессоров по нескольким причинам:
- Турбонаддув может значительно улучшить мощность двигателя и удельную мощность.
- Грузовые и промышленные дизельные двигатели обычно работают на максимальной скорости.Это уменьшает проблемы с турбо-лагом.
- Дизельные двигатели не имеют детонации. Дизельное топливо впрыскивается в конце такта сжатия и воспламеняется от тепла сжатия. Дизельные двигатели могут использовать гораздо более высокое давление наддува, чем бензиновые двигатели.
Мотоцикл [изменить | изменить источник]
Использование турбокомпрессоров для увеличения производительности было очень привлекательным для японских строителей в 1980-х годах. Первым примером мотоцикла с турбонаддувом является Kawasaki Z1R TC 1978 года выпуска.Он использовал турбо-комплект Rayjay ATP для создания наддува 0,35 бар (5 фунтов). Это увеличило мощность с 90 л.с. (67 кВт) до 105 л.с. (78 кВт). Это было ненамного быстрее стандартной модели. Несколько других мотоциклов были построены с турбонаддувом. Турбо-приложения для мотоциклов подорожали. Небольшой прирост производительности не стоил дополнительных затрат. С середины 1980-х годов ни один производитель не выпускал мотоциклы с турбонаддувом.
Самолет [изменить | изменить источник]
Естественно, турбокомпрессор используется в авиационных двигателях.Когда самолет поднимается на большую высоту, давление окружающего воздуха быстро падает. Турбонагнетатель решает эту проблему, сжимая воздух до более высокого давления.
Сжатие воздуха увеличивает его температуру. Это вызывает несколько проблем. Повышенные температуры могут привести к детонации в двигателе из-за повышенных температур головки блока цилиндров. Горячий воздух не может сжечь столько топлива, как холодный. Это уменьшит производимую мощность.
Обычный метод работы с более горячим воздухом — его охлаждение.Наиболее распространенный способ — использовать промежуточный или дополнительный охладитель. Эти охладители снижают температуру воздуха перед его поступлением в двигатель.
Современные самолеты с турбонаддувом обычно не нуждаются в охлаждении поступающего воздуха. Их турбокомпрессоры, как правило, небольшие, а создаваемое давление не очень высокое. Таким образом, температура воздуха не сильно повышается.
Чтобы запустить нагнетатель, он должен отнять у двигателя некоторую мощность. Мощность, которую он добавляет, больше, чем мощность, которую он использует.Турбокомпрессор использует выхлопные газы. Это тепловая энергия, которая будет потрачена впустую.
Надежность [изменить | изменить источник]
Турбокомпрессоры могут быть повреждены грязным или некачественным маслом. Большинство производителей рекомендуют более частую замену масла для двигателей с турбонаддувом. Турбокомпрессор при работе нагревается. Многие рекомендуют дать двигателю поработать на холостом ходу в течение нескольких минут, прежде чем выключать двигатель. Это дает турбо-режиму время для остывания. Это увеличит срок службы турбо.
Турбо задержка [изменение | изменить источник]
Время, необходимое турбонагнетателю для создания необходимого давления, называется турбо-лаг .Это отмечается как задержка реакции двигателя. Это вызвано временем, которое требуется выхлопной системе для ускорения турбины. Компрессор с прямым приводом в нагнетателе не имеет этой проблемы.
Задержку можно уменьшить, используя более легкие детали. Это позволяет турбине запускаться быстрее. Другие механические изменения могут уменьшить турбо-лаг, но за счет увеличения стоимости.
.с турбонаддувом в безнаддувном двигателе?
Распространено заблуждение, что установить турбокомпрессор так же просто, как прикрутить его болтами!
Некоторые думают, что в 99% случаев, будь то бензиновый или дизельный двигатель, просто никогда не было разработано, чтобы справиться с таким увеличением мощности и крутящего момента. Итак, прежде чем вы даже начнете думать о подборе и установке турбонагнетателя, вы должны сначала подумать о двигателе.
Основные различия между атмосферным двигателем и двигателем с турбонаддувом: степень сжатия, профиль распределительного вала, заправка топливом, момент зажигания, тип поршней и прочность некоторых вращающихся частей.
Турбокомпрессор в качестве компонента двигателя может довольно легко увеличить выходную мощность на 30%, а в некоторых случаях — до 100%. Поэтому первое, на что стоит обратить внимание, — это сам двигатель.
Способен ли двигатель выдерживать такое увеличение в его нынешнем состоянии? Способен ли он был, когда был новым? Точно так же сцепление, трансмиссия и тормоза подходят для работы?
Чтобы провести переоборудование двигателя без наддува, необходимо провести следующие модификации двигателя для эффективного завершения модернизации:
Распределители и поршни
Изготовление впускного и выпускного коллекторов для конкретного применения.Степень сжатия двигателя следует проверить и при необходимости снизить, в идеале она должна быть от 7,5: 1 до 8,5: 1 (обычно), чтобы можно было использовать любое значительное давление наддува.
Это может быть достигнуто в одном из трех способов: преимущественно фитинг кованых поршней низкого сжатия, обработки верхней части стандартных поршней или установки более толстой прокладка головки или распорной пластины.
Характеристики распределительного вала
Следует также проверить спецификацию распределительного вала, чтобы убедиться, что продолжительность и перекрытие клапанов не слишком велики для данного применения.В идеале это должен быть распредвал небольшой продолжительности и перекрытия.
Топливная система
, то есть форсунки, топливный насос, давление и отображение системы зажигания также должны быть изменены с учетом повышенных требований турбокомпрессора. При повышении давления наддува необходимо замедлить момент зажигания.
Чтобы указать правильный турбокомпрессор для области применения, нам потребуется следующая основная информация:
a) Объем двигателя
b) Максимальная частота вращения
c) Применение или использование i.е. трамвай / дрэг / гонка и т. д.
d) Предполагаемые требования к мощности и крутящему моменту
e) Требования к давлению наддува
f) Если двигатель должен иметь промежуточное или наддувное охлаждение
Если вы твердо намерены продолжить работу над турбонаддувом вашего автомобиля, вам необходимо сначала найти специалиста по переоборудованию и посоветоваться с ним.
Turbo Dynamics не выполняет этот тип работ, а просто предоставляет консультации, подбор и поставку турбокомпрессора, а также некоторые вспомогательные продукты (например, входные и выходные фланцы турбины; маслопроводы, фитинги и фланцы; силиконовые шланги высокого давления длины и колена; дамп клапаны…)
Мы можем предоставить чертежи фланцев с указанием размеров для изготовления коллектора. Преобразование может быть очень дорогостоящим (обычно от 2500 до 5000 фунтов стерлингов), поэтому получите предложение у своего специалиста по конверсии, прежде чем рассматривать проект дальше.
.