Чем атмосферный двигатель отличается от турбированного: Турбированный и атмосферный двигатели

Содержание

Турбированный и атмосферный двигатели

ДВИГАТЕЛЬ

ТУРБИРОВАННЫЙ

Турбированный двигатель – ДВС, который отличается наличием систтемы турбонадува (состоит из турбины, турбокомпрессора и промежуточного охладителя). Она создает принудительное давление с помощью выхлопных газов. В результате в цилиндры через инжектор закачивается большее количество воздуха, который смешиваясь с топливом, сгорает более эффективно. Как результат - выделяется больше энергии, приводящей в движение рабочие части двигателя

 

АТМОСФЕРНЫЙ

Атмосферный двигатель - это классический ДВС, в котором подаваемый через инжектор (или карбюратор) воздух участвует в образовании топливной смеси в цилиндрах. Топливная смесь, воспламеняясь, создает энергию, приводящую в движение рабочие части двигателя.

1,0 л.

Чтобы развить максимальную мощность 125 л.с., условному турбированному двигателю может быть достаточно объема 1,0 л

 

 

1,6 л.

Чтобы развить максимальную мощность, например, 125 л.с., условный двигатель должен иметь рабочий объем не менее 1,6 л.

При одной и той же мощности турбомоторы отличаются чуть лучшей динамикой и несколько меньшим расходом топлива.

 

Помимо, того что двигатель весит больше, он не способен поддерживать высокую мощность при езде в гористой местности с разреженным воздухом.

150 000
километров

Турбированный двигатель подвергается большим нагрузкам и потому изнашивается быстрее. При его правильной эксплуатации пробег до капитального ремонта может составлять 150 тыс.  километров.

 

от 300 000 до 500 000
километров

Из-за простой конструкции срок ресурсной эксплуатации "атмосферников" может исчисляться сотнями тысяч километров пробега. Известны случаи, когда некоторые американские атмосферные двигатели "выхаживали" по 300-500 тыс. километров без капитального ремонта.

Нужно заправляться только качественным топливом, правильно запускать и останавливать мотор, следить за уровнем и качеством заливаемого масла. Смазка в турбодвигателе имеет большое значение, благодаря ему эффективно работают подшипники и другие важные элементы. Если уровень масла падает, он ибыстрее изнашиваются и выходят из строя. Поэтому масло необходимо своевременно доливать, а при его слишком быстром расходе - оперативно устранять неполадку, из-за которой это происходит.

 

Атмосферные двигатели более "лояльны" к качеству топлива и моторного масла. Хотя этими особенностями не стоит злоупотреблять, стоит отметить, что "атмосферники" отличаются высокой ремонтоспособностью, устранение возникающих неполакдок к них обойдется гораздо дешевле.

Моторное масло QUARTZ 9000 5W-40 Высококачественное универсальное моторное масло, производимое по синтетической технологи, подходит как для атмосферных, так и для турбированных двигателей. API SN. Самая последняя спецификация по API - уровень SN. Характеризуется улучшенной защитой от высокотемпературных отложений на поршнях, более жесткими требованиями к контролю сажи и совместимости с уплотнителями. QUARTZ 9000 5W-40 обладает исключительными антиокислительными свойствамии особенно рекомендуется к применению в турбированных и мультиклапанных двигателях, а ткже в двигателях с непосредственным впрыском.


Подбор масла

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 уже. К тому же значение максимального крутящего момента у атмосферного двигателя всегда меньше, чем у аналогичного по мощности турбированного. Свою лепту вносят и параметры КШМ и ГРМ. Меньшая масса вращающихся деталей турбодвигателя по определению позволяет быстрее выходить на рабочие обороты и снижает механические потери.
Отсюда и лучшая отдача, и меньший расход топлива.

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.

Для сравнения можно посмотреть на характеристику атмосферника. Не на значения максимальной мощности и момента, а на обороты, при которых они достигаются. Диапазон гораздо уже и сдвинут в сторону больших оборотов.

Для сравнения можно посмотреть на характеристику атмосферника. Не на значения максимальной мощности и момента, а на обороты, при которых они достигаются. Диапазон гораздо уже и сдвинут в сторону больших оборотов.

Так что времена, когда двигателя с наддувом и скромным рабочим объемом стоило бояться как огня, прошли. И претензии к нему уже больше походят на предрассудки. Их надежность стала куда выше. И наш редакционный Volkswagen Golf VII, проехавший больше 80 тысяч км и не принесший никаких проблем, это уже подтверждает. Ну а настоящих недостатков, по сути, осталось два. Первый — повышенный расход масла, который связан с конструктивными особенностями таких двигателей. А второй — более низкая тепловая отдача. Но и эта проблема отошла на второй план благодаря дополнительным электронагревателям и таким ходам, как интеграция выпускного коллектора в ГБЦ.

Фото: фирмы-производители

Чем отличается атмосферный двигатель от турбированного

Индустрия современных автомобилей за минувшие годы поменялась, и перед автолюбителем стоит вопрос, какую машину купить и с каким двигателем. Раньше для автовладельцев атмосферный вариант двигателя был привычным, а сегодня набирает популярность турбированный. Многим не терпится узнать, чем отличается атмосферный двигатель от турбированного, все положительные моменты моторов и наоборот недостатки.

Атмосферный двигатель — его выигрышные стороны и недочеты

Атмосферный тип агрегата трудится при естественном атмосферном давлении, поступление воздуха происходит посредством системы фильтрации и в содействии с инжектором или карбюратором перемешивается с топливом для образования горючей смеси, впоследствии происходит воспламенение и мотор начинает движение. В особенностях работы двигателя есть преимущества и недостатки. К плюсам можно отнести:

  • Значительный моторесурс. Срок пользования бензо и дизельных двигателей достаточно большой. Ввиду того, что моторы не испытывают больших нагрузок, километраж исчисляется сотнями тысяч до проведения капремонта;
  • Неприхотливость в эксплуатации. Атмосферный движок более простой конструкции, а значит и ремонт обходится подешевле;
  • Качество топлива и масла. Заправлять можно горючим неважного качества, на счет этого у атмосферного движка лояльное отношение. Однако частить не стоит, иначе могут, возникнут перебои в работе, хотя вернуть к жизнедеятельности мотор намного дешевле, чем турбированный. Что касается масла, то заливать можно любое, производить замену через 15-20 тыс. км, расход небольшой;
  • Прогрев. Автомобиль с атмосферным движком прогревается быстрее, чем вариант турбированного двигателя.

К минусам относятся:

  • Мощность. Большая масса силового агрегата не способна поддерживать хорошую мощность.
  • Затраты на топливо. Вариант данного типа двигателя при тех же лошадиных силах, что у турбированного расходует топлива в большей мере.

Турбированный двигатель — достоинства и недостатки

Турбина, установленная на двигатель данного типа, создает нагнетание давления воздуха в цилиндры, за счет чего воздуха попадает больше, топливо получше горит, увеличивается мощь и крутящий момент. Как и у атмосферного, так и у турбированного двигателя есть сильные стороны и слабые. Преимущества такие:

  • Мощность. Сравнивая с атмосферным двигателем, даже при меньшем рабочем объеме у турбированного мощность намного выше, крутящий момент тоже высокий, а значит и динамика лучше. Не стоит забывать про интеркулер, установив который еще больше увеличивается мощность двигателя;
  • Расход топлива. Относительно такого же количества лошадиных сил с атмосферным движком, у турбированного расход меньше. Что касается экологичности, то здесь большой плюс, топливо сгорает эффективнее, а установив даунпайп, доступ газов на турбину предельно качественный и выхлопной звук становится меньше;
  • Размеры и масса. Агрегат обладает меньшими размерами и массой, что говорит о его компактности, даже учитывая тот факт, что моторы бывают двух и трех цилиндровые;

Плюсов у двигателя немало, но есть и минусы:

  • Расход топлива. Если не учитывать лошадиные силы, а брать объем двигателя, то атмосферный будет расходовать топлива меньше, но и будет слабее, чем турбированный;
  • Качество топлива и масла. Силовой агрегат чувствителен к качеству дешевого бензина, горючее сомнительного качества убивает турбину, ресурс которой и так небольшой, к тому же требующий ухода и замены после пробега 120 тыс. км. Качество масла тоже важно, рекомендовано лить специальное и менять нужно чаще чем у атмосферного через 10 тыс. км;
  • Прогрев. Зимой двигатели турбированного типа греются по времени дольше.

Оба двигателя атмосферный и турбированный обладают массой положительных моментов и недостатков. Прежде чем сделать покупку автомобиля, необходимо учитывать все нюансы, чтобы выбор был обдуманным и правильным.

Выбираем двигатель: турбина или атмосферный?

Выбираем двигатель: турбина или атмосферный?

Сегодня автовладелец имеет возможность выбирать тип мотора — турбированный или атмосферный. У каждого из этих двигателей есть положительные и отрицательные стороны. Перед покупкой необходимо тщательно взвесить все аргументы. Интернет-магазин AvtoALL собрал для своих клиентов все плюсы и минусы.

Что приобрести — машину с модным турбированным двигателем или остановить свой выбор на обычном атмосферном моторе? AvtoALL готов рассмотреть преимущества и недостатки данных силовых установок, чтобы помочь автомобилистам определиться с выбором.

Итак, привычный атмосферный мотор — это двигатель внутреннего сгорания. Он работает по следующему принципу: воздух, подаваемый через карбюратор или инжектор, участвует в образовании топливной смеси — одна часть бензина и четырнадцать — воздуха. Воспламенившееся топливо вырабатывает энергию, которая приводит в движение рабочие части мотора.


Атмосферные двигатели

Достоинства:

- моторесурс — практика эксплуатации атмосферных двигателей, как бензиновых, так дизельных, доказывает, что срок ресурсной эксплуатации исчисляется тысячами километров пробега. Например, некоторые американские атмосферные двигатели проходят без капительного ремонта до 500 тысяч километров;
- надежность — простая конструкция атмосферного двигателя не требовательна к качеству моторного масла и топлива. Такому двигателю нестрашен откровенно плохой бензин, на который можно «нарваться» на некоторых АЗС. Безусловно, регулярную заправку некачественным горючим не выдержит даже атмосферник, но зато его восстановление обойдется в разы дешевле, чем ремонт турбоагрегата;
- ремонтопригодность — если из строя выйдет один из узлов атмосферного двигателя, то уже упомянутая простота конструкции позволит отремонтировать его без особых затрат для автомобилиста.

Недостатки:

- большая масса силовой установки — по сравнению с турбированным двигателем аналогичного объема;
- атмосферный мотор проигрывает турбине в динамике;
- он не способен поддерживать высокую мощность при езде в горах, где воздух разряжен.


Турбированные двигатели

Отличительной особенностью турбодвигателя является наличие турбины — турбонаддува с приводом от выхлопных газов. Турбокомпрессор загоняет в цилиндры больше воздуха. В итоге двигатель дает значительную мощность без увеличения рабочего объема.

Турбированный мотор изобрели еще в 1905 году, но на легковые автомобили эти агрегаты стали устанавливать только во второй половине ХХ века.

Достоинства:

- увеличенная мощность — в среднем, до 40% выше, если сравнивать с атмосферным двигателем такого же объема;
- высокий крутящий момент — за счет этого динамика лучше, чем у атмосферника;
- экологическая безопасность — турбокомпрессор обеспечивает эффективное и безотходное сгорание топлива в цилиндрах, уменьшая выброс вредных веществ.
- низкий уровень шума — турбированный двигатель шумит меньше, чем атмосферный;
- нет потери мощности — турбина поддерживает давление, равное атмосферному на уровне моря, тогда как обычный двигатель теряет свою мощность при подъеме в горы;
- наиболее эффективен турбонаддув для дизельных двигателей грузовиков.

Недостатки:

- двигатель крайне чувствителен к качеству масла и топлива. Для таких установок рекомендуется использовать специальное моторное масло;
- турбина работает при высокой температуре, поэтому срок службы масляного фильтра и масла сокращается в два раза, по сравнению с атмосферником;
- нужно постоянно следить за состоянием масла, меняя его с периодичностью, рекомендованной производителем, регулярно проверять воздушный фильтр — если он забился, это нарушит работу компрессора;
- повышенный расход топлива — в бензиновых двигателях с тубронаддувом для приготовления топливной смеси в цилиндрах используется большой объем воздуха, соответственно, подается больше горючего. Но это утверждение касается не всех типов турбодвигателей;
- 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.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Выбираем двигатель - турбированный или атмосферный

Каждый автолюбитель рано или поздно предстает перед выбором: машину с каким мотором, атмосферным или турбированным, ему приобрести. И у тех, и у других силовых установок есть свои достоинства и недостатки. О них – наш сегодняшний материал.

Плюсы и минусы атмосферного мотора

Прежде всего, поясним, что собой представляет двигатель, который в обиходе называется атмосферным. Это двигатель внутреннего сгорания, в котором подаваемый через карбюратор или инжектор воздух участвует в образовании топливной смеси (1 часть бензина и 14 – воздуха), которая, воспламеняясь, создает энергию, приводящую в движение рабочие части мотора. Не будем вдаваться во все подробности работы таких двигателей – это не цель данного материала. Человеку, который выбирает автомобиль с атмосферным мотором, но все же поглядывает в сторону турбированного агрегата, важно понять, какие преимущества и недостатки есть у того мотора, которым будет оснащена его машина.

Атмосферный двигатель

Несомненных плюсов у атмосферного двигателя три.

Большой моторесурс. Как показывает практика эксплуатации атмосферных двигателей, неважно, бензиновых или дизельных, срок их ресурсной эксплуатации может исчисляться сотнями тысяч километров пробега. Известны факты, когда некоторые американские атмосферные двигатели «выхаживали» по 300-400, а то и по 500 тысяч километров без капитального ремонта. Причем, были экземпляры моторов-рекордсменов, которые устанавливали на другие автомобили, так как «родной» кузов уже сгнивал, и силовая установка работала до капремонта еще не один десяток тысяч километров пробега.

Надежность и простота эксплуатации. Такие рекордные показатели обусловлены относительной простотой конструкции атмосферных двигателей и их «лояльному» отношению к качеству топлива и моторного масла. Атмосферный двигатель неплохо переваривает даже самый паршивый бензин, которого в наших краях пруд пруди. Конечно, при частой заправке таким горючим и у атмосферника могут наступить перебои в работе, но восстановить его жизнедеятельность будет в разы дешевле, чем у того же турбированного агрегата.

Атмосферный двигатель 1.6 MPI

Высокая ремонтопригодность. Упомянутая выше относительная простота конструкции атмосферного двигателя предполагает и его высокую ремонтопригодность. То есть, в случае выхода из строя того или иного узла двигателя его ремонт обойдется в сумму меньшую, чем ушла бы на починку мотора, оснащенного турбонаддувом.

Есть у атмосферных двигателей и свои недостатки. К ним можно отнести большую массу самого агрегата, меньшую, нежели у турбированного двигателя с аналогичным объемом, мощность, неспособность поддерживать высокую мощность при езде в гористой местности с разреженным воздухом. Наконец, автомобиль с атмосферным двигателем проигрывает турбированному в динамике.

Плюсы и минусы турбированного мотора

Первый турбированный двигатель был изобретен еще в 1905 году, а на легковых автомобилях моторы такого типа начали применять в середине ХХ века. Принцип его работы состоит в том, что установленная на двигатель турбина использует выхлопные газы, чтобы создавать принудительное давление воздуха, который поступает в цилиндры, где образуется топливная смесь. Под воздействием давления в цилиндры закачивается большее количество воздуха, чем у атмосферного двигателя, что влечет за собой увеличение мощности двигателя (в среднем до 10%).

Турбина двигателя

К преимуществам турбированных моторов можно отнести высокую мощность при одинаковом с атмосферным двигателем рабочем объеме, более высокий крутящий момент – это сказывается на лучшей, чем у «атмосферника» динамике. К тому же турбированный мотор экологичнее (более эффективное сгорание топлива в цилиндрах), и издает меньше шума, чем атмосферный двигатель.

К недостаткам двигателя, оснащенного турбонаддувом, можно отнести сложности в эксплуатации. Такая силовая установка более чувствительна к качеству топлива и моторного масла (для турбированных двигателей рекомендовано к использованию специальное масло). Срок службы масла и масляного фильтра в таком двигателе сокращен, по сравнению с таковым у атмосферного, в полтора – два раза из-за того, что турбине приходится работать при более высоких температурах. Необходимо тщательно следить за состоянием масла и фильтра и менять их с рекомендованной производителем двигателя периодичностью. Также нужно следить за состоянием воздушного фильтра: если он будет забит, это ухудшит работу компрессора.

Двигатель 1.4 TSI

Еще один минус турбированного мотора – повышенный, по сравнению с атмосферным, расход топлива. Из-за того, что для приготовления смеси в цилиндрах используется больший объем воздуха, туда подается больший объем горючего. Не следует забывать, что турбина быстрее изнашивается, если сразу же при остановке автомобиля отключать мотор. Поэтому для продления срока эксплуатации турбины нужно давать мотору некоторое время поработать на холостых оборотах, чтобы охладилась турбина, и только затем выключать ее.

Словом, у обоих типов двигателей есть свои положительные и отрицательные стороны. Поэтому перед покупкой автомобиля с атмосферным или турбированным мотором нужно тщательно взвесить все за и против и лишь затем делать обдуманный выбор.

Атмосферник или турбодизель: перекрестная характеристика

Автолюбители сталкиваются с вопросом, какому автомобилю отдать предпочтение, атмосферный или турбированный двигатель должен быть на нем установлен, что лучше будет для новой машины.

Атмосферные силовые агрегаты

Автомобильные двигатели, конструктивно не оборудованные турбонагнетателем, относятся к атмосферному виду. В отличие от турбированного, такой мотор работает при давлении, равном атмосферному.

Воздушные массы затягиваются в систему фильтрации силового агрегатапри помощи поршней. Поступая в инжектор либо карбюратор, воздух равномерно смешивается с капельками бензина или дизельного топлива. Полученная топливовоздушная смесь готова к воспламенению.

Основные преимущества и недостатки атмосферных двигателей

Атмосферники обладают следующими неоспоримыми достоинствами:

  1. Конструкция бензинового атмосферного двигателя отличается простым строением, что существенно облегчает ремонтные работы, снижает временные затраты и материальные расходы на его восстановление.
  2. Высокий ресурс (более, чем в два раза) обеспечен благодаря эксплуатации автомобиля при небольших нагрузках.
  3. Уменьшение потребления моторного масла, т.  к. отсутствуют дополнительные устройства, требующие тщательную смазку.
  4. Отсутствие повышенных требований к качеству масла, возможность широкого использования минеральных, полусинтетических и синтетических сортов моторных масел. Стоит отметить, что чрезмерная экономия на качестве масла отражается на длительности срока службы мотора.
  5. Пониженные требования к качеству потребляемого топлива.

К недостаткам атмосферных силовых агрегатов можно отнести следующие моменты:

  • большая масса всего агрегата;
  • увеличенный расход бензина и дизельного топлива;
  • мощность двигателя меньше, чем у турбированного мотора с подобным объемом;
  • невозможность поддерживать заданную мощность при поездках в гористой местности, т. к. там разреженный воздух имеет низкое давление;
  • автомобили, оборудованные атмосферниками, имеют худшую динамику, чем их собратья с установленным турбонаддувом.

Атмосферники относятся к относительно дешевым и долговечным моторам. Хоть онималооборотисты, не выдерживают больших нагрузок, однако, их долговечность побила все рекорды.

Простота и неприхотливость, дешевизна обслуживания, нечастая замена масла и прочие достоинства позволяют настаивать на том, что лучше использовать силовые агрегаты данного вида. Атмосферные моторы пользуются большой симпатией у автовладельцев.

Описание двигателей, оборудованных турбонаддувом

В отличие от атмосферных,турбированныесиловые агрегаты снабжены дополнительными устройствами — турбинами. В моторданного вида воздушные массынагнетаются при помощи турбины. Прямое назначение турбины — нагнетать сжатый воздух в рабочие цилиндры двигателя. В таких силовых агрегатах камеры сгорания имеют возможность наполняться сжатым воздухом значительно большего объема.

Повышенное содержание кислорода в топливной смеси приводит к улучшению таких характеристик:

  • более качественно происходит процесс сгорания;
  • увеличивается мощность мотора;
  • усиливается крутящий момент;
  • улучшается динамика автомобиля.

Принцип действия турбированных двигателей

Силовые агрегаты, снабженные турбонаддувом, имеют конструктивные отличия по сравнению с подобными моторами атмосферного типа. Главное свойство турбированных движков — это наличие в их конструкции турбокомпрессоров. Турбокомпрессор состоит изспециального вентилятора и турбины. Подключение компрессора к выхлопной системе обеспечивает подачу отработанных газов на лопасти турбины.

Напор подаваемых газов способствует раскручиванию турбины и лопастей вентилятора компрессора. При помощи работы компрессора газы под высоким давлениемзакачиваются в камеру сгорания.

Добавочный объем и повышенное давление воздуха способствуют полному сгоранию топливовоздушной смеси, что приводит к существенному увеличению мощности мотора. Вывод: при сохранении объема камеры сгорания турбированный силовой агрегат способен вырабатывать большее количество лошадиных сил в отличие от атмосферного.

Интеркуллер не заменяет обычную систему охлаждения и даже не дополняет ее. Интеркуллер охлаждает воздух, который разогревается в турбине и снижает ее эффективность.

Зачастую этот узел оборудуется дополнительным вентилирующим механизмом для усиления охлаждающего эффекта.

Плюсы и минусы турбированных движков

Как любое устройство, турбированный двигатель обладает определенными преимуществами и недостатками. В список достоинств данного двигателя входят следующие пункты:

  1. Существенное повышение мощности, а также крутящего момента двигателя на 70% по сравнению с атмосферным аналогом, что является основной целью конструктивного изменения агрегата.
  2. Уменьшение расхода бензина или дизтоплива из расчета на единицу мощности.
  3. Улучшение экологических характеристик выхлопных газов благодаря работе турбокомпрессора, а также наиболее полномусгоранию топливовоздушной смеси в цилиндрах.
  4. Снижение уровня шума.
  5. Универсальность конструкции турбированного двигателя как бензинового, так и дизельного, что позволяет устанавливать его на авто любых марок. Монтаж силового агрегата данного вида возможен с использованием прежних крепежных элементов.

К основным недостаткам данных моторов относятся такие эксплуатационные минусы:

  • сложность конструкции, создающая трудности при эксплуатации;
  • необходимо постоянно менять моторное масло, заливаемоекак в картер двигателя, таки в турбину, а также регулярно отслеживать его качество;
  • частая замена воздушных и масляных фильтров;
  • повышенные требования к качеству бензина и дизтоплива, которые должны иметь высокую степень очистки;
  • увеличение общего расхода топлива;
  • высокая стоимость ремонта турбированного двигателя;
  • необходимость работы двигателя на холостых оборотах перед отключением, чтобы продлить ресурс самой турбины.

При оценке всех плюсов и минусов напрашивается вывод, что эффективность и мощность турбированных моторов существенно выше атмосферных силовых агрегатов со схожим объемом. Обладателям машин с таким двигателем необходимо внимательно следить за мотором своего авто.

Только при таком отношении силовой агрегат с турбонаддувом способен обеспечить высокую эффективность на всех режимах при любых дорожных условиях.

Какому двигателю отдать предпочтение

При выборе наиболее подходящей модели автолюбители должны внимательно ознакомиться с конструктивными особенностями, преимуществами и недостатками рассматриваемых двигателей. Что должно находиться под капотом новой машины, атмосферный двигатель или турбированный?

Если нужен автомобиль с лучшей динамикой и высокой мощностью, то хороший вариант — это автомобиль, оборудованный турбонаддувом. При этом придется столкнуться с максимальными затратами на приобретение качественного бензина либо дизельного топлива, моторного масла, а также срасходами на эксплуатационный уход.

Машина с установленным атмосферным силовым агрегатом будет отличаться более высоким ресурсом и недорогим обслуживанием. Такой вариант подходит для покупателей, располагающих небольшим бюджетом.

Компрессорный, турбо и атмосферный двигатели

Совсем недавно компрессор или турбину ставили на спортивные или тюнингованные автомобили. Сейчас же в большинстве случаев сам завод-производитель увеличивает мощность моторов такими агрегатами. В чём же отличие между атмосферными, турбированными или компрессорными двигателями? Если вы хотите это узнать, то эта статья для вас. Начнём с того, что все автомобильные двигатели делятся на две категории: атмосферные и наддувные. Эти два типа очень сильно отличаются между собой как по своей конструкции, так и по мощности.

Первым рассмотрим атмосферный двигатель. Данный тип моторов является одним из самых сложных по своему устройству. В атмосферном движке топливно-воздушная смесь подаётся в цилиндры идеально, то есть без каких-либо помех или сопротивлений. Из этого можно сделать вывод о том, что был серьёзно доработан коллектор. В этих двигателях очень важна точность, поэтому настройка распредвала довольно сложный процесс. Это всё делается для того, чтобы впускной клапан открывался максимально долго. Ну и конечно же увеличивают диаметр цилиндра, а также ход поршня, что даёт дополнительный прирост мощности. Мы убедились, что атмосферный двигатель довольно сложен в плане своей конструкции, но несомненным его плюсом является отличная реакция на педаль газа, а также запас мощности на любых оборотах. К довольно серьёзным минусам можно отнести немаленький расход топлива и не очень высокую износостойкость самого мотора.

Расскажем немного о турбированном двигателе. Данный тип моторов является наиболее востребованным среди автолюбителей. Конструкции турбированного и атмосферного двигателя почти одинаковые. Но суть турбины в том, что она нагнетает давление. Благодаря этому топливно-воздушная смесь подаётся с более высоким давлением в цилиндры, что даёт значительный прирост мощности. Часто турбину заменяют на более мощную, так как чем больше давление, тем больше мощность.

Но, к сожалению, как и любой другой двигатель турбированный тоже имеет недостатки. При низких оборотах работа турбины вообще не ощущается. Но при быстром наборе оборотов или же на высоких оборотах вы почувствуете приятное ускорение. Это значит, что заработала турбина. Ещё турбированные двигатели очень требовательны в плане смазки. Важным недостатком является не моментальный отклик турбины на педаль газа. Это называется турбояма. Но обычный автолюбитель не заметит этого явления в городском потоке, а вот для автоспорта это серьёзный минус.

Ну и последним рассмотрим компрессорный двигатель. Данный двигатель представляет собой механический нагнетатель, который начинает своё движение с помощью ременного привода. То есть суть этого движка в том, что от количества оборотов напрямую зависит его мощность. Чем выше обороты, тем выше мощность. Компрессор не только подаёт топливно-воздушную смесь в цилиндры под давлением, но и продувает впускной и выпускной клапан в момент наполовину открытия и закрытия, тем самым всегда прочищая цилиндры. Благодаря такой конструкции данный тип двигателей всегда готов работать на пределе своих возможностей. Минусом этого двигателя является эффективность взаимодействия только с большими объёмами, поэтому этот двигатель является очень неэкономичным.

Поделиться :

с турбонаддувом и безнаддувные двигатели

Усиление ограничений по выбросам и глобальный спрос на более экономичные автомобили делают двигатели с турбонаддувом непреодолимым будущим автомобильных источников энергии. Казалось бы, давно прошли времена массивных двигателей V8 с большим рабочим объемом, чем бассейны олимпийских размеров.

Ford использует свои двигатели Ecoboost в течение многих лет, и большая тройка немцев (BMW, Audi и Mercedes) предлагает почти все свои модели с турбонаддувом.Большим преимуществом меньшего по размеру мотора является то, что автопроизводители могут повысить показатели эффективности, не жертвуя мощностью и крутящим моментом.

А вот безнаддувный двигатель варится? Еще не сейчас.

Современные технологические достижения пролили свет на то, что возможно без использования того, что легендарный водитель Тифф Ниделл называет «грубым» способом получения лошадиных сил.

В чем разница?

Турбокомпрессоры

были изобретены в 1905 году швейцарским инженером по имени Альфред Бучи, исследователем дизельных двигателей в компании по производству двигателей Sulzer.Он получил патент на использование компрессора для нагнетания воздуха в камеру внутреннего сгорания с использованием выхлопных газов для увеличения выходной мощности. Во время Первой мировой войны французские инженеры с некоторым успехом прикрепляли турбонагнетатели к истребителям, оснащенным двигателями Renault. Суда с турбодизелями впервые появились в 1920-х годах.

В 1963 году General Motors установила турбокомпрессоры на Corvair Monza и Oldsmobile f-85 Jetfire - вскоре после этого Porsche увеличил свои 917/30 до 1500 лошадиных сил.

Turbo - это, по сути, устройства с принудительной индукцией, приводимые в действие небольшими турбинами, которые повышают эффективность двигателя внутреннего сгорания и выходную мощность за счет нагнетания большего количества воздуха в камеру сгорания. Подача большего количества воздуха и, следовательно, большего количества топлива в камеру сгорания, чем атмосферное давление, создает наддув. У двигателей внутреннего сгорания без наддува просто нет болта.

Преимущества турбокомпрессоров

Турбокомпрессоры

позволяют более экономичным двигателям меньшего размера конкурировать с более крупными двигателями по мощности и крутящему моменту.Их популярность на автомобильном рынке Северной Америки растет благодаря более строгим выбросам, и, по оценкам, к 2016 году около 40% всех легковых автомобилей только в США были с турбонаддувом, по сравнению с 65% в Европе. Это повышение эффективности происходит за счет воздуха.

Все двигатели, вырабатывающие мощность, должны перекачивать определенное количество воздуха для поддержания определенной крейсерской скорости. При правильной передаче меньшим двигателям требуется более широкое отверстие дроссельной заслонки, чтобы перекачивать примерно то же количество воздуха, что и больший двигатель.Когда потери при перекачке воздуха ниже при более широком открытии дроссельной заслонки, меньшие двигатели оказываются более эффективными в использовании топливно-воздушной смеси.

Преимущества безнаддувных двигателей

Когда мы говорим об опыте вождения, ничто не сравнится с надежной ностальгией по здоровенным V6 или V8. Поскольку двигатели с турбонаддувом могут вызывать запаздывание - когда турбина набирает обороты, чтобы соответствовать открытию дроссельной заслонки, - двигатели без наддува лучше обеспечивают стабильные уровни мощности во всем диапазоне мощности двигателя.Турбо обычно требуется время, чтобы догнать большие изменения в сжатии дроссельной заслонки, что иногда приводит к резкому ускорению.

Кроме того, безнаддувные двигатели отличаются большой мощностью на низких оборотах, подходящей для буксировки и перевозки грузов. Вот почему потребовалось так много времени, чтобы альтернативы с турбонаддувом проникли в сегмент пикапов - возможности.

V8 также звучат невероятно благодаря хриплому, мускулистому звуку выхлопа.

Что лучше?

Это действительно зависит от вас как водителя.На сегодняшнем рынке легко понять, почему двигатели с турбонаддувом становятся основой будущего. Они легко ложатся на кошелек, когда мы подъезжаем к насосам. Даже Chevy Camaro оснащен двигателем I-4 с турбонаддувом; В старину это считалось ересью, но сегодня это мощный и действенный вариант.

И то, и другое всегда в центре внимания, но мы одобряем путь будущего - путь эффективности и, давайте посмотрим правде в глаза - путь большей мощности. Turbo смиренно просит вашего покровительства при рассмотрении вашей следующей покупки автомобиля.

Безнаддувный двигатель с турбонаддувом и без наддува (NA)

Двигатели для машины то же, что и сердце для человека. Они управляют почти всем и, как человеческое сердце, им самим нужна сила. Есть много способов питания двигателей, и сегодня мы рассмотрим два из них: турбокомпрессор и естественное стремление.

Краткое объяснение естественного аспирации Двигатель Mazda NA

Безнаддувный двигатель - это простой двигатель, который не использует ничего особенного для работы.Он всасывает воздух снаружи при атмосферном давлении и проталкивает его в камеру сгорания через впускной коллектор.

Краткое описание турбокомпрессоров Турбокомпрессор

Турбокомпрессоры - это в значительной степени небольшие турбины, приводимые в действие выхлопными газами и свежим воздухом для увеличения мощности двигателя за счет нагнетания большего количества воздуха в камеру сгорания. Этот нагнетаемый воздух, известный как «наддув», вызывает больший взрыв в камере, обеспечивая большую мощность. Основная причина наддува - давление воздуха больше атмосферного.

Турбо против двигателя NA

Ниже мы сравним NA и Turbo по некоторым пунктам и посмотрим, как они соотносятся друг с другом в этих разделах.

Эффективность использования топлива Турбокомпрессор

Вы могли подумать, что использование турбокомпрессора плохо сказывается на эффективности, и вы правы. Однако есть одна вещь, которая дает им большую эффективность по сравнению с атмосферными аналогами, если вы посмотрите на мощность, которую они производят.

Прочтите: Вспоминая Hyundai Santro ZipPlus 2002 года выпуска!

Давайте возьмем несколько случайных чисел, чтобы дать вам лучшее представление.Скажем, двигатель 2,0 л NA и двигатель с турбонаддувом 1,5 л производят одинаковую мощность, однако 2,0 л NA потребляет больше топлива. Если бы оба двигателя были похожи, NA определенно справился бы лучше, но турбо на меньших двигателях дает ту же мощность, что и большие двигатели NA с меньшим количеством топлива.

Таким образом, турбокомпрессор имеет лучшую топливную экономичность при той же мощности двигателя, и их лучше использовать в двигателях меньшего размера.

Разгон | Турбо против двигателя NA

С его дополнительным наддувом турбины обладают большей мощностью, чем их аналоги в Северной Америке, но именно в разгоне они отстают (каламбур).Поскольку турбины используют выхлопные газы для питания самих себя, им необходимо производить указанные газы, и, как вы уже догадались, при запуске автомобиля выхлопных газов нет. Однако создаются новые технологии, которые позволяют улучшить ускорение и почти не отставать.

Это никоим образом не означает, что Turbo хуже, чем NA, когда дело доходит до разгона, потому что то, чего им не хватает на старте, они компенсируют за считанные секунды своей мощностью.

У

NA нет задержек при запуске, и вы получаете стабильный рост мощности, в отличие от турбонагнетателей.Благодаря изменяемым фазам газораспределения он без каких-либо задержек обеспечивает высокий крутящий момент при более низких оборотах и ​​высокую мощность при более высоких оборотах.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Сложность Турбокомпрессор, установленный на двигателе

Как показывает практика, чем больше деталей имеет что-то, тем больше шансов вызвать проблемы. Турбо добавляет к уже существующей системе NA с большим количеством прокладок, промежуточным охладителем, вакуумным шлангом и тонной сантехники. Выход из строя всей системы легко возможен из-за большого количества деталей в люфте, и даже одна неработающая деталь может привести к проблемам.

Популярное чтение: DCT vs CVT vs AMT | Выберите лучшую трансмиссию

NA, с другой стороны, прост, поэтому он более надежен, чем турбокомпрессор, поскольку в нем меньше деталей, которые могут выйти из строя. Это делает турбонаддув немного сложнее в обслуживании, чем двигатели NA

.

Мощность | Турбо против двигателя NA Двигатель Mazda SkyActiv

Если честно, мы все знаем, к чему это приведет. Вся суть турбокомпрессоров заключается в том, чтобы добавлять дополнительную мощность двигателям, и они стремительно превосходят NA по мощности.Они могут генерировать больше мощности от двигателей меньшего размера, чем NA - от двигателей большего размера.

NA, однако, не остается в стороне, поскольку видит новые технологии, которые позволяют увеличить крутящий момент, хотя и не близко к чему-то вроде турбокомпрессоров. Mazda SkyActiv и SkyActiv-X имеют почти такие же цифры, что и двигатели с турбонаддувом, хотя последний все еще находится на стадии тестирования

Пока мы не увидим больше от Mazda, турбины более мощные, чем NA, иногда даже при использовании меньшего двигателя.

Есть ли лучший двигатель из этих двух?

Откровенно говоря, нет, даже несмотря на то, что турбо завоевывает мировой автомобильный рынок, некоторые компании, такие как Aston Martin и Mazda, отказываются отказываться от двигателей Северной Америки и предлагают новые технологии, которые могут бросить вызов турбонаддувам.

Аналогичное чтение: Взлет, падение и возвращение роторного двигателя (двигатель Ванкеля)

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 производить 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? Как лучше? Что ж, предварительный ответ на все это зависит от обстоятельств. У того или другого есть несколько плюсов и минусов. Давайте рассмотрим несколько из них.

Отклик дроссельной заслонки

Если вы провели небольшое 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 стоит 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 использование турбонаддува меньшего размера, двойного турбонаддува или турбонаддува с двумя прокрутками. Регулируемые турбины также являются частью уравнения, и основная цель этих технологий и достижений - устранить задержку и увеличить отклик. Есть случай, который нужно сделать.

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 с наддувом проще, чем двигатель с турбонаддувом.

Двигатели с турбонаддувом нуждаются в подведении маслопроводов к турбине.Требуется больше вакуумных шлангов и места для установки турбонагнетателя, 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 успехов сделано в отношении надежности, производства и проектирования, естественное стремление проще и легче обслуживать, чем двигатель с турбонаддувом, просто потому, что он прост. Да, и в дальнейшем, 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 1,5-литровый двигатель с турбонаддувом и двигатель мощностью 2,4 литра без наддува.

См., С 1.Двигатель объемом 5 литров на холостом ходу 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 - 2,4 литра, если не больше. Однако это всего лишь оценки и упрощения.

Примеры, которые мы здесь использовали, - это Honda Accord текущего и предыдущего поколения, 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 можно отнести к трансмиссии CVT для езды по шоссе, но труднее отрицать это при ползании в городском потоке.

Мощность и крутящий момент

Нет сомнений в том, что турбокомпрессоры добавляют двигателю мощность.Мельницы с естественным наддувом обходятся 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 максимально стеснена, можно 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, линейность безнаддувного двигателя позволяет ему не удивлять. Поведение мотора NA легко предсказать, потому что нет времени катушки и нет моментов, когда вы выпадаете из режима 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 тягу, если будет подано немного слишком много газа.

В современных автомобилях, однако, противобуксовочная система может сгладить дроссельную заслонку, уменьшая мощность турбокомпрессора, когда водитель становится слишком взволнованным.

Статьи по теме

По каким причинам машина может умереть во время движения? Почему сложно переключиться с парковки на дорогу? 10 советов по безопасности при вождении с детьми Советы по выбору идеального цвета автомобиля для вас Страхование автомобиля обязательно - вот почему

В чем разница между турбонаддувом и наддувом?

Когда дело доходит до улучшения характеристик двигателя, турбонаддув и наддув являются двумя основными способами. Оба являются методами принудительной индукции, которые имеют общую цель повышения мощности в двигателях без наддува. Хотя эти две технологии иногда ошибочно принимают друг за друга или используются взаимозаменяемо, их разделяют разные различия.

Что такое принудительная индукция?

Фото: Christian Wardlaw

По сути, турбокомпрессоры и нагнетатели представляют собой воздушные компрессоры, используемые для увеличения потока кислорода в двигатель за счет принудительной индукции, но каждый достигает этой цели по-своему.

Принудительная индукция использует принцип, согласно которому большее количество воздуха в процессе сгорания создает большую выходную мощность. Сжимая воздух и увеличивая его плотность, принудительная индукция позволяет большему количеству кислорода попасть в цилиндр двигателя, что требует соответственно большего количества топлива. Больше топлива означает большие взрывы в камере сгорания, что приводит к увеличению выработки электроэнергии.

На больших высотах, где воздух менее плотный, принудительная индукция помогает восстановить потерянную мощность за счет сжатия воздуха и нагнетания большего количества кислорода в баллоны.Без принудительной индукции двигатель ограничен плотностью воздуха в атмосфере вокруг него, будь то на уровне моря или на высоте 10 000 футов.

Турбо и Супер: ключевое различие

Хотя оба метода используют принудительную индукцию, фундаментальное различие между турбонаддувом и наддувом заключается в том, как компоненты сжатия воздуха для каждой системы получают мощность.

Турбонагнетатель использует косвенный подход, поскольку он не имеет механического соединения с двигателем. Вместо этого он использует поток выхлопных газов двигателя для вращения турбины, которая приводит в действие компрессор.

Нагнетатель физически подключается к двигателю. Он работает за счет использования коленчатого вала двигателя в качестве прямого источника энергии для компрессора.

Что такое турбонаддув?

Фото: Christian Wardlaw

Когда выхлопные газы проходят через турбину и вращают ее, турбина создает вакуум, который сжимает воздух, прежде чем направить его во впускной коллектор двигателя. По мере того, как двигатель вращается быстрее, вращается и турбина, тем самым направляя в двигатель еще больше воздуха и повышая мощность на 25-40%.

Однако эта система не работает мгновенно. Поскольку турбине с приводом от выхлопных газов требуется время для раскрутки, а турбина должна вращаться с определенной скоростью для оптимального наддува, в системе часто возникает задержка. Эта задержка, известная как «турбо-задержка», представляет собой кратковременную потерю мощности, которая происходит, когда турбокомпрессор пытается набрать скорость.

Турбокомпрессоры не такие мощные, как нагнетатели, но, поскольку они потребляют рекуперированную энергию в виде выхлопных газов, они повышают общую эффективность двигателя. В турбонагнетателе также используется перепускной клапан, который снижает выброс выхлопных газов в окружающую среду.

Что такое наддув?

Фото: Christian Wardlaw

Нагнетатель соединен с двигателем ремнем или цепью. Когда коленчатый вал двигателя вращается, нагнетатель вращается вместе с ним. Как и в случае с турбонагнетателем, вращение создает вакуум, который сжимает воздух, а затем нагнетает его прямо в двигатель.

Взаимосвязь прямого привода между нагнетателем и двигателем создает линейный диапазон мощности, который приводит к мгновенному увеличению мощности от 30% до 50%. Нагнетатель обеспечивает это оптимальное ускорение во всем диапазоне оборотов без каких-либо задержек.

Это прямое соединение с двигателем делает нагнетатели более мощными, чем турбонагнетатели, но это также делает нагнетатели значительно менее эффективными. В конце концов, они предназначены для выработки мощности двигателя за счет потребления мощности двигателя. В некотором смысле они похожи на питание воздушного насоса другим воздушным насосом.

Кроме того, в отличие от турбокомпрессора, в нагнетателе не используется перепускной клапан. Это означает, что он выделяет больше смога, чем его коллега с турбонаддувом.

Плюсы и минусы каждого из них

Хотя турбонаддув и наддув значительно увеличивают мощность атмосферных двигателей, у каждого из них есть свои плюсы и минусы.

Турбонаддув Плюсы:

  • Идеально подходят для двигателей малого объема; часто в паре с четырехцилиндровыми двигателями
  • Более легкий вес и меньшее влияние на экономию топлива
  • В целом более эффективная работа трансмиссии за счет рекуперации потерь энергии (выхлопные газы)
  • Использует перепускной клапан, который снижает выбросы углерода

Недостатки турбонаддува:

  • Наличие турбонаддува
  • Предназначен для обеспечения наддува в определенном рабочем диапазоне двигателя, а не во всем диапазоне оборотов
  • Повышенная потребность в моторном масле из-за чрезвычайно высоких рабочих температур
  • Сложная установка

Плюсы наддува:

  • Значительно производит больше лошадиных сил, чем у турбонаддува
  • Быстрое решение для увеличения мощности в двигателях большего объема с большим количеством цилиндров
  • Отсутствие задержки мощности, как при турбонаддуве; мгновенная подача мощности
  • Обеспечивает повышение мощности при низких оборотах двигателя по сравнению с турбокомпрессорами
  • Обеспечивает более длительный срок службы и меньший тепловой износ по сравнению с турбонаддувом

Недостатки наддува:

  • Отсутствие перепускной заслонки приводит к большему выбросу углерода
  • Меньшая экономия топлива из-за прямого потребления мощности от двигателя
  • Звук громче и резче, чем у турбокомпрессора

Резюме

Хотя, как говорится, «нет замены вытеснению», турбокомпрессоры и нагнетатели являются очень эффективными способами получить больше мощность и производительность от любого двигателя. Но каждая система имеет уникальный набор компромиссов. Для тех, кто хочет сбалансировать производительность с экономией топлива и эффективностью, турбонаддув - лучший выбор. Для тех, кто больше заинтересован в простом решении проблемы чистой лошадиных сил, более вероятным вариантом будет наддув.

5 недостатков двигателя с турбонаддувом

Раньше безнаддувные двигатели были обычным явлением, а двигатели с турбонаддувом - реже. Это изменилось. Сейчас все наоборот: малоразмерные двигатели с турбонаддувом являются обычным явлением, а двигатели без наддува встречаются реже и пользуются большим спросом.

Дискуссия о том, что лучше, аналогична дискуссии о разнице между электрическими и бензиновыми автомобилями. Все сводится к предпочтениям, но у каждого есть свои особенности. Посмотрите видео с объяснением технических требований ниже, чтобы получить подробное объяснение некоторых недостатков двигателей с турбонаддувом.

Недостатки двигателя с турбонаддувом

Этот тип двигателя использует принудительную индукцию для повышения эффективности и выходной мощности двигателя за счет нагнетания дополнительного воздуха в камеру сгорания.Поскольку компрессор может нагнетать больше воздуха в камеру сгорания, чем двигатель, использующий только атмосферное давление, он также может подавать больше топлива в двигатель, давая ему большую потенциальную мощность. Однако есть причины не соглашаться с возросшим в настоящее время интересом к двигателям с турбонаддувом. Ниже перечислены пять недостатков двигателей с турбонаддувом.

Отклик дроссельной заслонки

Ford Mustang Ecoboost 2019 года | Ford

Реакция дроссельной заслонки - это мера реакции автомобиля, которая показывает, насколько быстро двигатель может увеличить выходную мощность в ответ на запрос водителя на ускорение. С турбодвигателем вы ждете, пока он наберет обороты, чтобы передать крутящий момент или мощность двигателю. Чем больше крутящего момента выдает двигатель, тем тяжелее будет работать машина. В некоторых автомобилях при 50% дроссельной заслонке вы можете использовать полный наддув, что делает педаль бессмысленной, потому что вы работаете на полном наддуве и не можете модулировать или регулировать крутящий момент.

Идеальным откликом дроссельной заслонки было бы линейное положение, но с автомобилем с турбонаддувом вы ждете наддува и имеете периоды отсутствия дополнительного крутящего момента.У вас турбо-лаг. Поскольку вы не ждете реакции тормозов или рулевого управления, зачем вам ждать реакции дроссельной заслонки? Хотя некоторые люди могут подумать, что отставать и получать «бац!» Повышения - это круто, задержка никогда не бывает хорошей вещью. Вам нужна сила, когда вы ее просите.

Кривая крутящего момента

Hyundai Veloster N 2020 года | Hyundai

В то время как кривая крутящего момента сейчас лучше в современных автомобилях с турбонаддувом, и вы все еще получаете ровный пик на кривой крутящего момента, когда мощность сохраняется, участки до и после пика не подходят. Например, это как если бы у вас был 2,5-литровый двигатель, затем во время пика он был 5-литровым, а затем снова упал до 2,5-литрового.

Он непостоянен, как двигатель без наддува, который постоянно работает. И хотя двигатели с турбонаддувом сейчас стали лучше, вам часто приходится выбирать между небольшим турбонаддувом с лучшим временем отклика или большим турбонаддувом с большей мощностью. Как правило, крутящий момент уменьшается с увеличением частоты вращения, создавая период ожидания для повышения и чувство потери мощности после этого.

Надежность против стоимости

Subaru WRX | Двигатели Subaru

Turbo требуют больше денег, чтобы сделать их более надежными. Безнаддувные двигатели могут обходиться меньшими затратами, потому что создается меньшее внутреннее давление. Например, 15 фунтов на квадратный дюйм - это вдвое больше воздуха в каждом цилиндре, поэтому давление и температура выше. Пси повышается от атмосферного к турбированному дизельному двигателю с турбонаддувом, поэтому дизельные двигатели с турбонаддувом так дороги. Они должны быть более прочными, чтобы выдерживать давление, к которому они стремятся.

Тепло также играет важную роль. В двигателях с турбонаддувом масло в цилиндрах подвергается более высоким температурам, и двигатель становится более горячим. Он охлаждается маслом, поэтому масло подвергается сильному нагреву и готовится. Маслу трудно ухаживать за турбодвигателями из-за требований, предъявляемых к маслу. Это всего лишь несколько вещей, которые делают автомобиль надежным, но они имеют значение, когда речь идет об автомобилях с турбонаддувом.

Эффективность использования топлива

Ford Ranger 2019 года | Ford

Для борьбы с топливной экономичностью новой нормой стали уменьшенные в размерах двигатели с турбонаддувом.Меньшие двигатели потребляют меньше топлива, но турбонаддув увеличивает давление, что может привести к более высоким температурам и детонации двигателя, что приведет к его повреждению. Чтобы этого избежать, нужно иметь более низкую степень сжатия. Тепловой КПД и степень сжатия напрямую связаны. Чтобы снизить температуру, вам нужно слить больше топлива, чтобы защитить двигатель с более высоким соотношением топлива к воздуху, и ваша экономия топлива резко упадет. Поэтому, когда вы запрашиваете полную мощность, двигатели с турбонаддувом не так эффективны из-за высокой топливно-воздушной смеси, которая необходима для защиты двигателя.

Звук

Альфа Ромео Джулия Ti 2019 года | Alfa Romeo

Качество звука двигателя - вопрос субъективный, но есть некоторые объективные аргументы. Расположение турбонагнетателя находится между двигателем и атмосферой в виде выхлопной трубы. Турбо забирает всю энергию из двигателя для создания дополнительного наддува. Это убирает шум двигателя, даже если вы все еще слышите турбо. Кроме того, двигатель с турбонаддувом обеспечивает большую мощность, что позволяет использовать меньшие двигатели, которые не издают столько коры, потому что у них меньше срабатывающих цилиндров.Большее количество срабатываний цилиндров дает лучшее качество звука: двигатель V8 срабатывает в два раза чаще, чем 4-цилиндровый двигатель, и к тому же звучит лучше.

Стоит ли двигатель с турбонаддувом?

Вы будете единственным, кто определит, какой двигатель вам подходит, но двигатели с турбонаддувом все чаще становятся вторым выбором по сравнению с более чистыми и плавно работающими автомобилями с безнаддувным двигателем.

Как это работает: турбонаддув | Вождение

Раньше турбокомпрессоры использовались в основном на мощных спортивных автомобилях.Они по-прежнему дают быстроходным автомобилям дополнительный прирост мощности, но автопроизводители все чаще используют их на двигателях меньшего размера для увеличения мощности, когда это необходимо, но с лучшей общей экономией топлива. Они также используются практически во всех дизельных двигателях для увеличения мощности.

Турбокомпрессор - это, по сути, воздушный насос, нагнетающий дополнительный кислород в двигатель по мере необходимости, чтобы он мог сжигать больше топлива для получения большей мощности.

Двигатели содержат поршни, которые перемещаются вверх и вниз в цилиндрах. Они поворачивают тяжелый центральный коленчатый вал так же, как ваши ноги двигаются вверх и вниз, чтобы привести в движение велосипед.Вращение коленчатого вала используется для поворота колес автомобиля.

Двигатель Audi 3,0 л V6 с двумя последовательно расположенными турбонагнетателями.

Все это движется паром воздуха и бензина в верхней части поршня. Когда он воспламеняется свечой зажигания, сила сгорания толкает поршень вниз, чтобы повернуть кривошип. Сгоревшие газы затем удаляются как выхлопные газы.

Каждый поршень скользит вниз в начале своего цикла, создавая вакуум. В двигатель без турбонаддува, известный как безнаддувный, воздух врывается внутрь при открытии впускного клапана, но он может заполнить цилиндр только при атмосферном давлении.Сжигание большего количества топлива дает больше мощности, но поскольку смесь топлива и воздуха должна быть точной для правильной работы двигателя, добавление большего количества бензина не сработает, и цилиндр не сможет втянуть лишний воздух.

В двигателе с турбонаддувом турбонагнетатель нагнетает больший объем воздуха под давлением, и компьютер транспортного средства отвечает, добавляя правильное количество дополнительного топлива.

Турбина приводится в движение выхлопными газами. Одна сторона турбонагнетателя расположена у выпускного коллектора, другая - у воздухозаборника двигателя, и он содержит два небольших вентилятора, соединенных валом.Когда выхлоп проходит через турбонагнетатель, он вращает один вентилятор, называемый турбиной. Это, в свою очередь, вращает второй вентилятор, называемый компрессором, который всасывает свежий воздух, нагнетает его и нагнетает в двигатель. Разница между атмосферным давлением и давлением воздуха, обеспечиваемым турбонаддувом, называется наддувом и измеряется в фунтах на квадратный дюйм (psi).

Вместо турбонагнетателя в некоторых транспортных средствах используется нагнетатель, который также нагнетает воздух, но механически работает от коленчатого вала двигателя, а не от выхлопных газов.

В разрезе турбокомпрессор показаны вентиляторы турбины и компрессора, соединенные валом.

Одна из проблем с турбонаддувом заключается в том, что воздух нагревается при сжатии, а это противоположно тому, что вы хотите. Холодный воздух более насыщен кислородом, поэтому он может смешиваться с большим количеством топлива и при этом нормально сгорать в цилиндре. Автопроизводители добавляют к турбо-системе теплообменник, называемый промежуточным охладителем, который поглощает тепло и снижает температуру воздуха, поступающего в цилиндры двигателя.

Вентиляторы турбонагнетателя вращаются очень быстро - до 250 000 оборотов в минуту или более - и существует вероятность слишком высокого давления в двигателе при максимальной нагрузке. В этом случае открывается клапан, называемый перепускным клапаном, который отводит часть выхлопных газов от турбины.

Турбокомпрессор не нагнетает двигатель постоянно. Если вы едете умеренно, достаточно воздуха, всасываемого при атмосферном давлении, и двигатель работает как безнаддувный. Когда вы нажимаете на дроссельную заслонку, двигатель работает сильнее и создает большее давление выхлопных газов.Это раскручивает турбокомпрессор, который, в свою очередь, ускоряет двигатель, который, в свою очередь, получает больше топлива - вот почему эти двигатели малого рабочего объема могут внезапно стать намного более жаждущими, чем ожидалось, когда вы их сильно водите. (Положительным моментом является то, что дополнительный кислород имеет тенденцию более полно сжигать топливо в цилиндре, повышая эффективность двигателя и уменьшая вредные выбросы.)

Турбокомпрессор также создает головную боль для инженеров, поскольку он не сразу работает на полную мощность. .Существует небольшая задержка между моментом, когда вы опускаете ногу, и тем, когда турбокомпрессор набирает скорость, достаточную для обеспечения наддува и желаемого ускорения. Это известно как турбо-задержка.

Раньше он был гораздо более заметен в старых автомобилях, но сегодня автопроизводители используют другие методы, чтобы уменьшить его. Используются легкие лопатки турбины, поэтому для их вращения требуется меньшее давление. Турбокомпрессоры меньшего размера раскручиваются быстрее, и некоторые автопроизводители устанавливают два из них на двигатель, комбинируя маленький для быстрого начального наддува с более крупным, который может обеспечить большую мощность при более высоких оборотах двигателя.Некоторые автопроизводители, в том числе Volvo, для достижения этой цели используют в двигателе как нагнетатель с механическим приводом, так и турбонагнетатель с приводом от выхлопных газов.

Еще одна технология - это изменяемая геометрия, которая автоматически регулирует поток выхлопных газов в турбинное колесо в зависимости от частоты вращения двигателя и требований к мощности.

Двигатели с турбонаддувом, как правило, не требуют какого-либо дополнительного обслуживания, кроме рекомендованной замены масла в автомобиле и замены свечей зажигания.Некоторые более новые двигатели с турбонаддувом отлично работают на обычном бензине, но проверьте руководство пользователя на предмет любых требований к бензину премиум-класса.

Большинство автопроизводителей просто говорят «с турбонаддувом», но некоторые используют собственные названия, такие как Audi TFSI (для стратифицированного впрыска топлива с турбонаддувом) или Ford EcoBoost. Если вы не уверены, перед покупкой поинтересуйтесь, турбовый ли это.

Турбонаддув на высоте - Garrett Motion

Турбонаддув на высоте

Вы когда-нибудь пытались напрячься на высоте и замечали, что у вас запыхается быстрее, чем на уровне моря? Это связано с тем, что плотность кислорода в воздухе, которым вы дышите, уменьшается по мере того, как вы поднимаетесь на большую высоту.То же самое происходит с мощностью двигателя. По мере того, как автомобиль движется выше по горной дороге, он начинает терять все больше и больше лошадиных сил, потому что в цилиндр поступает все меньше и меньше кислорода за цикл. Эта статья расскажет вам больше о том, как использовать турбонаддув на высоте.

Вопреки мнению, чем выше вы находитесь, тем ниже атмосферное давление. При этом уровни кислорода при любом заданном объеме (глоток воздуха или цикл двигателя) на уровне моря содержат больше кислорода, чем то же самое (глоток воздуха или цикл двигателя) на большей высоте.На диаграмме ниже показано, как давление изменяется с высотой. Чем выше давление окружающей среды (psia), тем больше кислорода в нем содержится.

Как правило, безнаддувный двигатель внутреннего сгорания теряет 3% своей мощности на каждые 1000 футов подъема по высоте. Если у вас будет 100 лошадиных сил на уровне моря к тому времени, когда вы достигнете высоты 5000 футов, ваш двигатель выдает 85 лошадиных сил.

  • На высоте 10 000 футов ваш двигатель будет развивать мощность 70 лошадиных сил.
  • На высоте 15 000 футов ваш двигатель будет развивать мощность 55 лошадиных сил.
  • На высоте 15 000 футов ваш двигатель потеряет 45% своей мощности из-за более низкой плотности воздуха.

Преимущества турбокомпрессоров на высоте

Турбонаддув на высоте - эффективный способ минимизировать потерю мощности из-за подъема и более низкой плотности воздуха. На больших высотах турбокомпрессоры сжимают больше воздуха в цилиндры двигателя, компенсируя более низкую плотность воздуха, позволяя двигателю вырабатывать мощность, как если бы он находился на уровне моря. Эта дополнительная возможность настройки встречается только в приложениях с турбонаддувом.

Pikes Peak International Hill Climb - всемирно известная гонка, которая проходит в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо. Это дороги, близкие к общественному движению, раз в год, когда гоночные команды со всего мира пилотируют свои машины через 156 поворотов по трассе длиной 12,42 мили, которая начинается на высоте 9000 футов и заканчивается на высоте 14 115 футов на вершине. Некоторые называют это «гонкой в ​​облаках».

2019 ознаменовал 96 пробега этой престижной гонки, в которой было допущено к участию в гонке 100 автомобилей.Некоторые гонщики используют безнаддувные двигатели, а другие - форсированные. С учетом ранее представленной информации, можете ли вы представить себе, каким образом автомобиль с турбонаддувом имеет преимущество перед без турбонаддува?

Гонщики

, использующие форсированные двигатели, будут соответствовать своей турбонаддуве по мощности, которую они хотят создать на линии старта (9000 футов), и по мере увеличения высоты ЭБУ будет регулировать давление наддува и другие параметры, чтобы поддерживать ту же мощность, пока турбокомпрессор может. поддерживать дополнительный объем воздуха и скорость вала.

Используя наш бесплатный инструмент под названием Boost Adviser, вы можете увидеть различия в давлении наддува, коэффициенте давления и скорректированном воздушном потоке, необходимых для обеспечения одинаковой мощности на разных высотах. Здесь мы сравниваем уровень моря и 10 000 футов

.

В качестве примера мы ввели следующие параметры: 500 Целевая мощность, двигатель 3,5 л, одиночный турбонагнетатель, топливо E85, промежуточный охладитель воздух-воздух, 3 клапана на цилиндр, средний диапазон 4000 об / мин, пиковая мощность 7000 об / мин, 75 ° F, Показания высоты для 0 футов и 10 000 футов

* Обороты в среднем диапазоне - это мера пикового крутящего момента, а максимальная мощность - мера пиковой мощности.

Таблица выше представляет собой результаты расчетов. Обратите внимание на разницу в соотношении давления и скорректированном воздушном потоке, необходимом для получения одинаковой мощности с одним и тем же двигателем на разных высотах. Давление наддува также должно увеличиваться, чтобы компенсировать более низкие уровни кислорода по мере увеличения высоты.

Точки средней и максимальной мощности нанесены на карту компрессора GTX3582R Gen II ниже, чтобы помочь визуализировать производительность колеса компрессора. При использовании скорректированного потока в качестве оси X и коэффициента давления в качестве оси Y цвета представляют разные высоты.По мере увеличения высоты точки перемещаются вверх и вправо из-за более высоких соотношений давлений, необходимых для создания воздушного потока для точки максимальной мощности.

Можно сделать вывод, что GTX3582R Gen II не лучший выбор для гоночного приложения на 500 лошадиных сил на уровне моря. Но если взглянуть на него для приложения мощностью 500 лошадиных сил на высоте 10 000 футов над уровнем моря, вы можете быть уверены, что этот турбонаддув будет поддерживать воздушный поток, необходимый для достижения целевой мощности, и при этом оставаться в безопасных рабочих пределах турбо.

Датчик скорости также является хорошим аксессуаром для вашего турбонагнетателя, поскольку он измеряет информацию о скорости вращения вала, определяя, достигает ли турбонагнетатель максимальной производительности, для проверки соответствия турбонагнетателя и для обеспечения того, чтобы он не превышал скорость, что позволяет вам Избегайте потенциально опасных условий эксплуатации. Комплекты датчиков скорости Garrett совместимы с регистраторами данных для улучшения возможностей настройки двигателя. Датчик наддува сохраняет максимальную скорость колеса в течение пяти минут для облегчения отображения.

Большинство транспортных средств не работают на экстремальных высотах, как на Пайкс-Пик, но один фактор всегда будет постоянным: автомобили с турбонаддувом могут компенсировать потерю плотности воздуха за счет сжатия большего количества воздуха в двигатель, что позволяет сохранять постоянную мощность без турбонаддува приложения будут постоянно терять мощность с увеличением высоты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *