Сравнение атмосферного и турбированного двигателя: Какой двигатель лучше: атмосферный или турбированный, сравнение показателей

Атмосферник или турбированный двигатель? Плюсы и минусы.

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…

Содержание

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

К несомненным достоинствам атмосферных двигателей относят:

  • Простоту конструкции, которая отработана на практике в течение многих десятилетий. Ремонт и техническое обслуживание таких силовых агрегатов обходятся владельцу намного дешевле (по сравнению с аналогичными операциями для турбированного мотора).
  • Значительно больший ресурс бесперебойной работы до капитального ремонта. При правильных условиях эксплуатации и надлежащем уходе срок «жизни» у атмосферных двигателей в 2÷4 раза больше, чем у моторов с турбонаддувом: 300000÷400000 км, зачастую, не являются пределом «долголетия» таких двигателей.
  • Меньший расход масла, который в зависимости от стиля езды обычно не превышает 200÷500 мл на 10000 км пробега автомобиля. Это обусловлено отсутствием дополнительных приспособлений, требующих смазки, а также меньшими нагрузками, которые испытывают вращающиеся части мотора при работе.
  • Неприхоливость к качеству используемого масла. Они вполне удовлетворительно работают на полу-синтетических (и даже минеральных) моторных маслах. Однако, не стоит забывать о том, что чем лучше масло, тем дольше срок службы двигателя.
  • Не столь частую, как у турбированных двигателей периодичность замены масла, которую необходимо производить после пробега в 15000÷20000 км.
  • Меньшую требовательность к качеству применяемого топлива. Как правило, многие атмосферные моторы могут вполне удовлетворительно работать и на бензине марки Аи92.
  • Более быстрый прогрев в зимнее время.

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%.

Турбированный двигатель: преимущества

К плюсам турбированных моторов (по сравнению с атмосферными аналогами) относят:

  • Более высокую мощность (как правило, на 30÷50%) при одинаковом рабочем объеме.
  • Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов, что весьма положительно влияет на динамику автомобиля.
  • Меньшие вес и размеры при одинаковой мощности. Турбированный двигатель значительно легче и компактнее атмосферного. Это позволяет наиболее рационально расположить силовой агрегат и снизить общую массу автомобиля, что способствует, в свою очередь, экономии топлива.
  • Быстрый набор рабочих оборотов за счет меньшей массы вращающихся деталей.
  • Высокую экологичность, которая достигается за счет более полного сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

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 же расход топлива?

Если вы внимательно прочитали о плюсах и минусах обоих моторов (атмосферного и турбированного), то вас удивило то, что мы ничего не рассказали о расходе топлива. На этом вопросе стоит остановиться несколько подробнее. Попробуем разобраться, какой мотор является более экономичным.

Сначала сравним два двигателя с одинаковым объемом (например, 1,4 литра). Атмосферный мотор будет расходовать в среднем около 6÷7 л на 100 км пробега, а трубированному потребуется уже 8÷9 литров. Однако при этом он развивает мощность в 1,5 раза большую, чем атмосферный. Вывод: при одинаковом рабочем объеме «атмосферник» значительно экономичнее (ведь он не только «ест» меньше топлива, но и использует более дешевый бензин), однако значительно уступает турбированному по мощности.

Теперь проведем сравнение расхода топлива у моторов с одинаковой мощностью (например, около 140÷150 лс). Столько «лошадок» под капотом обычно имеет атмосферный мотор объемом 2,0 литра или турбированный двигатель объемом 1,4 литра. В городском цикле расход у обычного двигателя составит около 12÷14 литров на 100 км, у турбированного – все те же 8÷9 литров. Вывод: даже учитывая меньшую стоимость бензина, необходимого для нормальной эксплуатации атмосферного двигателя, мотор с турбо наддувом значительно экономичнее.

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.

Автомобиль с каким двигателем лучше выбрать

Обе разновидности моторов имеют как свои достоинства, так и недостатки. Поэтому нельзя однозначно сказать какой из них лучше. Если вы поклонник агрессивной езды, быстрого старта с места, любите драйв и готовы к значительным затратам на обслуживание, то выбор однозначен – автомобиль с турбированным двигателем. Однако, склоняясь к такому выбору, надо помнить о том, что мотор вашего транспортного средства (а особенно турбина) «проживет» значительно меньше, чем атмосферный аналог. К тому же вы должны быть уверены, что в своем регионе вы без труда сможете приобрести топливо высокого качества, а также специальные синтетические масла.

Если для вашего стиля езды характерны спокойствие, предусмотрительность и осторожность, и к тому же вы практичный и бережливый человек, то излишки мощности турбированного двигателя вам просто не нежны. А вот надежность, простота в обслуживании и долговечность атмосферного мотора, позволят значительно сэкономить затраты на его повседневную эксплуатацию.

Источники: avto-moto-shtuchki.ru, vopros-avto.ru и др.

Не забываем!

Всё ремонтируется, вопрос остается только в выборе СТО. Этот выбор только за Вами!

Читайте также: Принцип работы турбины, какие типы бывают? Плюсы турбомоторов.

Какой мотор лучше — турбированный или атмосферный? — Рамблер/авто

Большинство девушек при выборе автомобиля обращают внимание в первую очередь на его цветовую палитру, в то время как мужчины подходят к этому вопросу более внимательно и вдумчиво. Поэтому многие автолюбители первым делом изучают характеристики двигателя. Благодаря наличию мощного двигателя, различные несовершенства и недостаточная комплектация машины отходят на второй план. Турбированный мотор и атмосферная «сердцевина» автомобиля стали главными кандидатами для выбора. Рассмотрим подробнее каждый из них.

Турбированный двигатель. К плюсам можно отнести:

1. Впрыск большего количества топлива, в результате чего образовавшийся взрыв становится мощнее и приобретает дополнительную силу для толчка поршня.

2. Невесомость и сжатость двигателя.

3. Меньший расход топлива, чем в атмосферном двигателе. Также стоит упомянуть про динамичность.

К минусам:

1. Использовать можно только горючее высокого качества. В противном случае в турбодвигателе может произойти серьезная поломка или даже возгорание.

2. Замена моторного масла производится каждые 10 тысяч километров.

3. Зимой турбированный двигатель сложнее и дольше прогревается.

4. Когда двигатель отработает 150 тысяч километров, то далее возможно возникновение проблем в виде растянутых цепей и клапанов, которые вскоре могут выйти из строя.

Атмосферный двигатель.

Плюсы:

1. К основному плюсу атмосферных двигателей можно отнести простоту строения. Благодаря незамысловатости структуры появляется необходимая прочность.

2. Масло расходуется экономно, а замену производить следует не чаще каждых 20 тысяч километров.

3. Нет необходимости в использовании высококачественного масла. 4. В холодный сезон прогрев происходит на порядок быстрее, чем у турбодвигателей.

Минусы:

1. Не успевает произойти нагнетание воздуха во время прохождения через воздушный фильтр.

2. Обильное впрыскивание топлива вредит окружающей среде.

Итог. Чтобы сделать правильный выбор в отношении надежного двигателя, необходимо составить список целей и охарактеризовать предпочитаемую манеру езды. Любители адреналина и быстрой скорости могут смело тратиться на покупку автомобиля с турбированным двигателем, который с лихвой выполнит предоставленные требования. А если же водитель является больше сторонником стабильности и размеренной поездки, то предпочтение стоит отдать атмосферному двигателю.

Видео дня. В Минздраве сообщили о новом порядке медосмотра водителей

ТУРБИРОВАННЫЙ ИЛИ АТМОСФЕРНЫЙ: КАКОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВЫБРАТЬ

При выборе автомобиля один из главных критериев ‒ мотор. Он должен быть надежным, экономичным и достаточно мощным. Сравним наиболее популярные модели с атмосферными и турбированными двигателями.

Автомобили дорожают ‒ срок владения растет. В нашей стране первый владелец в среднем эксплуатирует машину более шести лет. Впрочем, этот срок сильно разнится: владельцы машин класса премиум по-прежнему продают их через два-три года ‒ зачастую вместе с окончанием гарантии производителя. В такой ситуации о долговечности мотора можно сильно не переживать. Особенно если вы планируете при смене машины сдать свою старую в трейд-ин.

Тем же, кто решил ездить на машине значительно дольше, приходится задумываться о надежности и ремонтопригодности автомобиля и его главного агрегата ‒ двигателя. Не секрет, что некоторые современные моторы в принципе не подлежат капремонту ‒ вышедшие из строя агрегаты меняют. При этом цена нового двигателя может составлять до половины от стоимости автомобиля. Знают об этом и те, кто ищет себе машину на вторичном рынке. Поэтому модели с проблемными моторами менее ликвидны и стоят дешевле. Обычно из-за таких мыслей рачительные владельцы с опаской смотрят на высоконагруженные турбированные моторы малого объема.

Однако у даунсайзинговых двигателей с турбонаддувом есть и несомненные преимущества. Они мощнее и эластичнее, то есть эффективно разгоняют автомобиль уже на низких оборотах. Такие моторы компактнее и легче, с ними автомобиль едет шустрее и расходует меньше топлива. Ведущие европейские автопроизводители сегодня отдают предпочтение турбированным силовым агрегатам. А это значит, что бояться таких моторов уже не стоит. И если старшее поколение водителей зачастую отдает предпочтение атмосферным двигателям, то более молодые делают выбор в пользу турбо.

Мы не станем пускаться в дальнейшее обсуждение плюсов и минусов разных типов двигателей. В этой заметке лишь предложены варианты тех и других, а выбор автомобиля и силового агрегата всегда остается за вами.

ЛЕГКОВЫЕ В-КЛАССА

Львиную долю продаж в России составляют машины В-класса. Лидеры рейтинга: Lada Granta и Vesta, KIA Rio, Volkswagen Polo, Hyundai Solaris, Renault Logan и Sandero. Практически все перечисленные модели предлагаются исключительно с атмосферными моторами объемом 1,4‒1,6 л, мотор 1,8 л доступен только для Vesta. Отдача таких двигателей обычно составляет 100‒120 л. с.

Единственное исключение ‒ модели Volkswagen и Skoda. Хотя основной объем Polo и Rapid по-прежнему продаются с атмосферными моторами 1,6 л, покупателю предлагают и турбо-версии. По сравнению с атмосферниками они мощнее (125 сил против 110), экономичнее (заявленный расход в городе на 1 л ниже) и динамичнее (9,2 против 11,8 с до 100 км/ч). Турбодвигатели идут в паре с роботизированной 7-ступенчатой трансмиссией и стоят примерно на 50 тысяч дороже, чем атмосферные моторы с АКП в схожей комплектации.

КОМПАКТНЫЕ КРОССОВЕРЫ

Десять лет назад кроссоверы стоили намного дороже обычных легковых автомобилей, однако высокий спрос на такие машины привел в этот сегмент множество новых игроков. Сегодня фактически не осталось производителей, которые бы не выпускали кроссоверы. Они появились даже у Bentley, Rolls-Royce, Lamborghini, Jaguar… Чуть ли не единственным исключением остается Ferrari, чей бывший глава Серджио Марккионе отвергал саму идею выпуска внедорожника словами: «Сначала вам придется пристрелить меня»! Однако теперь у марки новый шеф, а выпуск кроссовера уже анонсирован.

Спустимся с небес на землю: в сегмент наиболее доступных кроссоверов В-класса. Безоговорочный лидер ‒ Hyundai Creta. Следом идут Renault Duster и Kaptur. Также в списке хитов традиционно остается вездеход родом из СССР Lada 4×4 и недавно представленная LADA Niva, которая еще пока параллельно также продается под брендом Chevrolet.

Hyundai Creta предлагается с передним и полным приводом, с механикой и автоматом, с моторами 1,6 или 2 л. Для этой модели корейцы сделали ставку на проверенные временем технологии: никаких роботов и турбо ‒ только классический автомат и атмосферные двигатели. Самая динамичная Creta с двухлитровым мотором, АКП и передним приводом разгоняется до 100 км/ч за 10,7 с. Расход топлива в городском цикле ‒ 10,2 л на 100 км.

Другую стратегию выбрала марка Renault. Базовые версии модели Kaptur оснащаются прежним 1,6-литровым атмосферником, но при обновлении в 2020 году французы заменили старый двухлитровый атмосферный мотор на современный турбо объемом 1,3 л, разработанный совместно с Daimler. В паре с вариатором он делает кроссовер значительно динамичнее по сравнению с прежним атмосферником и АКП. Выигрывает Kaptur и у Creta. Переднеприводная версия разгоняется до сотни за 10,1 с, а расход бензина в городе составляет 8,9 л.

СРЕДНЕРАЗМЕРНЫЕ СЕДАНЫ

Прежние покупатели седанов С- и D-класса стали все чаще отдавать предпочтение кроссоверам. Выбор таких машин на российском рынке изрядно сократился, поэтому мы объединим их в одну группу. Да простят нас владельцы Toyota Camry, которая остается бессменным лидером сегмента уже много лет. Также в топ-25 в первом полугодии попали лифтбэк Skoda Octavia и KIA Optima. Азиатские модели делают ставку на атмосферные двигатели. Таковы все три мотора Camry и два наиболее популярных двигателя Optima. В ассортименте KIA есть и турбоседан Optima GT, развивающий 245 л. с., но кассу делают безнаддувные моторы. Схожая картина и у Mazda6, которая предлагается с двумя атмосферными и одним самым мощным и дорогим турбодвигателем.

Для сравнения возьмем базовый мотор Toyota Camry: 2 л и 150 л. с. По данным производителя, расход топлива в городе составляет 9,7 л на 100 км. У модели Skoda Octavia те же 150 сил выдает мотор TSI 1.4. Расход у него ниже более чем в полтора раза: всего 6 л. Выигрывает турбо и по динамике: 8,2 с против 11 с у Toyota. Впрочем, тут стоит учитывать разницу в массе: чешская модель на 300 км легче японской. Но и прямое сравнение одноклассников даст схожие результаты: турбомоторы экономичнее и мощнее.

СРЕДНЕРАЗМЕРНЫЕ КРОССОВЕРЫ

В одном из наиболее востребованных классов ‒ в сегменте среднеразмерных кроссоверов ‒ выбор машин с турбонаддувом значительно больше. Атмосферные дизельные двигатели исчезли в принципе. Бензиновые моторы тоже все чаще получают турбину. Такие хиты рынка, как Volkswagen Tiguan и Skoda Kodiaq ‒ поставляются только с турбомоторами разного объема и мощности. Nissan Qashqai предлагается с компактным турбо 1,2 л или атмосферным 2.0. Cугубо атмосферными остаются бензиновые Toyota RAV4, KIA Sportage, Mazda CX-5 и Nissan X-Trail.

Нижним стандартом мощности для таких машин обычно являются 150 л. с. Такие «налогововыгодные» моторы предлагают в том числе Skoda Kodiaq и Mazda CX-5. Под капотом автомобиля из группы Volkswagen ожидаемо установлен турбированный 1.4 TSI в паре с роботом. Версия с передним приводом разгоняется до 100 км/ч за 9,6 с и расходует в городе 9 л бензина. 

Не уступает чешскому кроссоверу его японский конкурент. Разгон до сотни CX-5 с двухлитровым атмосферным мотором занимает 9,9 с, а по расходу топлива Mazda показывает даже лучший результат: 8,8 л на 100 городских километров. CX-5 компактнее конкурента, но по массе эти автомобили очень близки.

ВЫСШАЯ ЛИГА

Среди наиболее дорогих автомобилей ‒ седанов и внедорожников представительского класса ‒ тоже широко используется турбонаддув. К примеру, им оснащаются все модификации Mercedes-Benz S-класса, BMW X7 или Bentley Bentayga. 

Сегодня уже никого не удивляет наличие двух турбин или двойного турбонаддува, а баварцы сумели оснастить свой трехлитровый дизель сразу тремя и даже четырьмя турбинами. Это позволяет избежать так называемой «турбоямы», когда вслед за нажатой педалью газа мотор сначала замирает, а потом выстреливает всю свою мощь. Такие двигатели могут выдать высокий крутящий момент практически на любых оборотах. 

Страстному водителю это подарит целую гамму эмоций, но, конечно, в обслуживании такие сложные силовые агрегаты недешевы.

Обычный турбомотор не требует от владельца особого внимания. Достаточно вовремя проводить техобслуживание и не экономить на качестве моторного масла. Но при прочих равных атмосферный мотор проще в обслуживании, имеет потенциально больший ресурс и менее требователен к качеству топлива и масла.

Вдохнуть энергию. Почему турбированный двигатель экономичнее атмосферного? | Об автомобилях | Авто

Турбированные бензиновые агрегаты находят все большее применение в массовых автомобилях сегментов B и C. Сейчас концерн Volkswagen активно внедряет их практически на всех своих моделях. Наибольшим спросом пользуются 1,4-литровые агрегаты TSI с наддувом, а также 1,8-литровые TSI для кроссоверов и больших седанов. От немцев не отстают и другие автопроизводители. Турбированные машины можно встретить у корейцев и французов. И если внимательно изучить характеристики моторов, то удивляешься тому, насколько же они экономичны. В чем секрет этой метаморфозы и можно ли доверять указанным в спецификациях показателям?

Сила воздуха

Из курса физики мы знаем, что пламя костра горит сильнее, быстрее и при более высокой температуре, если в него надувать воздух. Стоит помахать над шашлыками веером, как угли разгорятся ярче. Если переусердствовать, то мясо даже подгорит. Так же и в моторе. Чем сильнее вкачивать воздух, тем горячее и быстрее будет горение топлива.

Конструктивно турбированный мотор отличается от атмосферного. Его система впуска работает с давлением гораздо выше атмосферного. Если обычный рядный двигатель всасывает воздух под действием внутреннего разрежения и давление там не может быть выше 1 атм, то турбоагрегат имеет специальное техническое устройство для повышения давления. Для накачки воздуха применяют турбину или механический компрессор-нагнетатель, которые сжимают воздух на впуске и доводят давление до 2 атм и выше. Этого достаточно, чтобы так насытить горючую смесь кислородом, чтобы она подрывалась с выделением гораздо большего количества тепла и энергии. Бензин и воздух впрыскиваются в камеры сгорания в виде аэрозоля, который подрывается искрой.

При большом количестве кислорода бензин сгорает быстро и почти полностью, благодаря чему остаточные газы содержат меньше вредных веществ. Топливо преобразуется в энергию, и КПД растет. И чем больше воздуха, тем меньше бензина потребуется для осуществления мотором запланированной работы. Поэтому становится возможным сделать мотор компактнее при сохранении мощности.

К примеру, 1,4-литровые турбированные двигатели сейчас развивают ту же мощность, что и 2,0-литровые атмосферные агрегаты, а по крутящему моменту существенно их превосходят. Потребление топлива у них тоже сокращается. К примеру, у кроссовера KIA Sportage 2,0-литровый атмосферный мотор в городском ритме потребляет 10,9 л бензина на 100 км пути, а у Volkswagen Tiguan турбированный 1,4-литровый агрегат при идентичной мощности съедает только 8,8 л.

Когда экономичность турбированных моторов сходит на нет?

Между тем турбонаддув — это палка о двух концах. Принято считать, что турбированные моторы имеют меньшую надежность, чем атмосферные. Отчасти это справедливо, так как деталям приходится работать при высоком давлении. Идет нагрузка на поршни, на клапанный механизм и т. д. Нагруженные высокооборотистые моторы довольно требовательны к качеству топлива и моторного масла. Они потребляют гораздо больше смазывающей жидкости, чем атмосферные. Если не уделять должного внимания смазке и затягивать со сменой масла, то турбокомпрессоры на бензиновых моторах редко ходят больше 150 000 км.

Да и к экономичности есть большие вопросы. При спокойной езде, когда турбоагрегаты не раскручиваются свыше 3 тысяч оборотов, потребление топлива действительно ниже, чем у атмосферных. Однако при динамичной езде на пике мощности и крутящего момента впрыск готовит такую смесь, чтобы обеспечить максимальную тягу. Для примера: 2,0-литровый атмосферный мотор у KIA Sportage развивает 192 Нм, а турбированный двигатель 1,4 TSI у Volkswagen Tiguan — 250 Нм. А так как моторы могут развивать гораздо больший крутящий момент, то и бензина для достижения заявленных характеристик требуется больше.

Смесь обогащается, вбирает в себя больше бензина, чем у атмосферных, благодаря чему растет тяга и потребление топлива.

Таким образом, при активной спортивной езде турбированные моторы могут удивить: бензин в них течет рекой, а потребление топлива опережает показатели атмосферных двигателей примерно на 30%.

Атмосферный двигатель или турбированный — быть или не быть?

Долгожданная тема: атмосферный двигатель или турбированный. Очень многих автомобилистов интересует этот злободневный вопрос. Что выбрать и на чем ездить как можно дольше.
Вопрос неоднозначный и требует детально разобраться в плюсах и минусах тех и других моторов.

Атмосферный двигатель или турбированный

И так, атмосферный или турбированный двигатель. Если взять изначально их различие, то конструктивно двигателя не отличаются. Различие состоит лишь в том, что в систему впуска добавляется усиленный поток воздуха и соответственно меняется подача топлива в сторону его увеличения.

На атмосферный двигатель можно установить систему наддува, то есть турбину, усиливающую поступающий воздушный поток в систему впуска, подкорректируем подачу топлива, вот вам и турбированный двигатель.

Разберем глубже что такое атмосферный и турбированный.

Атмосферный двигатель

Что значит атмосферный? Как уже было сказано выше, атмосферный двигатель не имеет систему нагнетания воздуха в систему впуска.

Воздух засасывается естественным образом, поршни на впуске засасывают воздух, создавая отрицательное давление в фазе впуска. В этом цикле вместе с воздухом засасывается и топливо, образуя топливную смесь, необходимую для того или иного режима работы мотора.

 

 

Для хорошей продувки, так называют хорошую наполняемость рабочей смесью и отводом отработавших газов, на современных атмосферных моторах устанавливают по четыре клапана на цилиндр. Два на впуск и два на выпуск.

В этом случае обеспечивается максимальная эффективность мотора, относительно его объема цилиндров и соответственно максимальная мощность.

Плюсы атмосферного двигателя:

  • повышенный ресурс;
  • простота конструкции;
  • потребление низкооктановых марок топлива;
  • меньший расход масла;
  • больший пробег до замены масла;
  • прогрев двигателя быстрее.

Минусы атмосферного двигателя:

  • меньшая мощность;
  • расход топлива высокий;
  • менее экологичный.

Турбированный двигатель

Как было сказано выше, это атмосферный мотор с установленной на него турбиной. Примерно так можно представить турбированный двигатель. Но установкой турбины просто не обойдешься.

Атмосферный двигатель или турбированный

Турбина работает от движения выхлопных газов, раскручивая вал с крыльчаткой до бешеных оборотов. На другом конце вала турбины находится крыльчатка, так называемого компрессора, которая подает воздух под давлением во впускной коллектор.

 

 

Компрессор нагнетает воздух, его поступает в цилиндры гораздо больше чем в атмосферном моторе. За счет этого появляется возможность создавать готовой горючей смеси в несколько раз больше за один такт впуска. В турбированном конечно при сгорании этой смеси и энергии выделяется больше, результат — резкое повышение мощности.

Коленвал, распредвалы, шатуны, поршни, клапана в турбированном остаются такими же как на атмосферном моторе.

Чтобы турбированный двигатель работал стабильно и долго, требуется много доработок и усовершенствований, связанных со смазкой турбины и охлаждением подаваемого воздуха.

Турбированные двигатели более оборотистые, более мощные, работают при боле высоких температурных режимах.

Двигатель с дополнительной электрической турбиной

Кроме турбины, турбированный движок дополняется дополнительным радиатором (интеркулер), который служит для охлаждения воздуха, поступающего в систему впуска.

Интеркуллер необходим для того, чтобы смесь не поступала в цилиндры сильно разогретой, чтобы спасти его от детонации и перегрева.

 

Интеркуллер

Плюсы турбированного двигателя:

  • увеличенная мощность;
  • уменьшенные размеры и вес;
  • уменьшенный совакупный расход топлива.

Минусы турбированного двигателя:

  • уменьшенный ресурс;
  • требует качественное масло;
  • требует качественное топливо;
  • увеличенный расход масла;
  • плохой прогрев;
  • потребность чаще менять масло.

Подводим итог

И так, атмосферный двигатель или турбированный. Из рассмотренных факторов делаем вывод.

Тем, кому не нужны лишние заморочки с частыми заменами и доливом масла, более дешевое обслуживание. Для тех кому не нужно втапливать, быстро разгоняться, тем кто любит размеренный принцип вождения автомобиля, то их больше устроит атмосферный.

Хотя сейчас и не турбированные двигатели довольно живые и на них неплохо можно гонять.

Тем, кто не гнушается заботой о своем железном коне, тем, кто уважает мощные автомобили, и не считается с повышенными расходами на обслуживание авто. Тем, кто любит с места тапкой в пол и перегрузки как в самолете, то однозначно, только турбированый двигатель.

Народная статистика гласит, турбированный двигатель обходится в эксплуатации примерно в три раза дороже.

Так что удачного вам выбора!

Классическая турбина плюс электрическая

Плюсы и минусы турбокомпрессоров и нагнетателей: объяснение техники

Задумывались ли вы, каковы преимущества турбокомпрессора перед нагнетателем? Или наоборот? Ну, не удивляйся больше, потому что это лучшее объяснение, которое ты когда-либо читал …

Когда подача атмосферного давления воздуха не обеспечивает достаточной мощности, производители и тюнеры обратились к принудительной индукции.Это лучший метод достижения значительного увеличения мощности практически на любом двигателе, и есть два основных способа сделать это: наддув и турбонаддув.

Какая разница? Нагнетатель представляет собой воздушный компрессор, приводимый в движение коленчатым валом двигателя, обычно соединенным с ремнем. Альтернативно, турбокомпрессор представляет собой просто воздушный компрессор, приводимый в движение турбиной выхлопного газа. В этом одно ключевое отличие; нагнетателю требуется мощность двигателя для работы, в то время как турбокомпрессор выбрасывает ненужную энергию, создаваемую двигателем.Вы можете предположить, что поскольку турбо работает на отходящих газах, это более эффективно, и вы были бы правы!

1. Преимущества и недостатки турбокомпрессора:

Плюсы:

  • Значительное увеличение лошадиных сил.
  • Мощность
  • в зависимости от размера: позволяет двигателям с меньшим рабочим объемом производить значительно большую мощность по сравнению с их размером.
  • Повышенная экономия топлива: меньшие двигатели потребляют меньше топлива на холостом ходу и имеют меньшую массу вращения и возвратно-поступательное движение, что улучшает экономию топлива
  • Повышение эффективности: турбонагнетатели расходуют энергию, которая обычно теряется в безнаддувных двигателях и двигателях с наддувом (выхлопные газы), таким образом, восстановление этой энергии улучшает общую эффективность двигателя.

Минусы:

  • Turbo Lag: турбокомпрессоры, особенно большие турбокомпрессоры, требуют времени, чтобы набрать обороты и обеспечить полезное ускорение.
  • Порог форсирования: для традиционных турбокомпрессоров они часто рассчитаны на определенный диапазон оборотов, где поток выхлопных газов достаточен для обеспечения дополнительного форсирования двигателя. Как правило, они не работают в таком широком диапазоне оборотов, как нагнетатели.
  • Повышение мощности: в некоторых применениях с турбонагнетателями, особенно с большими турбинами, достижение порога повышения может привести к почти мгновенному скачку мощности, что может ухудшить тягу шины или вызвать некоторую нестабильность автомобиля.
  • Потребность в масле: турбонагнетатели очень сильно нагреваются и часто подключаются к маслу двигателя. Это требует дополнительной сантехники и более требовательно к моторному маслу. Нагнетатели обычно не требуют смазки моторным маслом.

Вот краткое видео о том, как работают турбокомпрессоры. Оцените мои возможности рисования, это второе видео, которое я когда-либо делал…

2.Преимущества и недостатки нагнетателя:

Плюсы:

  • Увеличение лошадиных сил: добавление нагнетателя к любому двигателю является быстрым решением для повышения мощности.
  • Без задержки: самое большое преимущество нагнетателя над турбонагнетателем заключается в том, что оно не имеет задержки.Подача мощности происходит мгновенно, потому что нагнетатель приводится в движение коленчатым валом двигателя.
  • Повышение оборотов: хорошая мощность при низких оборотах по сравнению с турбонагнетателями.
  • Цена: экономически эффективный способ увеличения мощности.

Минусы:

  • Менее эффективный: самый большой недостаток нагнетателей состоит в том, что они всасывают мощность двигателя просто для производства мощности двигателя. Они снимаются с ремня двигателя, соединенного с коленвалом, поэтому вы, по сути, приводите в действие воздушный насос с другим воздушным насосом.Из-за этого нагнетатели значительно менее эффективны, чем турбокомпрессоры.
  • Надежность
  • : со всеми системами принудительной индукции (включая турбонагнетатели) внутренние компоненты двигателя будут подвергаться воздействию более высоких давлений и температур, что, конечно, будет влиять на долговечность двигателя. Лучше всего строить двигатель снизу вверх, чтобы справиться с этим давлением, а не полагаться на стандартные внутренние компоненты.

Нагнетатели часто идут рука об руку с большими V8, и они, безусловно, способны производить большую мощность.Вот видео о том, как они работают:

Что я предпочитаю?

Как инженер, трудно не принять сторону эффективности.Турбокомпрессоры имеют больше смысла, так как они улучшают эффективность двигателя несколькими способами. Нагнетатели являются дополнительным требованием к двигателю, даже если они способны производить полезное ускорение при низких оборотах. Но если вы не можете принять решение, можно использовать оба одновременно, и это называется двойной зарядкой.

Источник изображения: Mercedes AMG Petronas

Куда пойдут дела в будущем?

Электрические турбины, скорее всего, будут более распространены в будущих транспортных средствах, где электродвигатель разгоняет турбину на низких оборотах, производя полезный наддув, пока выхлопные газы не станут достаточными для питания турбины.Это именно то, что происходит в Формуле 1 с системой ERS, и это решение крупнейшего недостатка турбо — турбо-лага.

Вот видео, объясняющее, как электрические турбонагнетатели используются в двигателях Формулы 1:

Имея все это в виду, какие ваши предпочтения; турбокомпрессор или нагнетатель? Или вы больше не любите бензиноголовок?

,
Быстрый взгляд на разницу между безнаддувными и турбированными двигателями

Рынок автомобилей никогда не был таким захватывающим, как сейчас, в 2016 году. Рынок подержанных автомобилей процветает и предлагает множество вариантов, в то время как рынок новых автомобилей предлагает технологии и безопасность, которые кажутся почти футуристическими. Что касается технологии производительности, то она развивалась годами. В частности, в 2016 году все больше и больше автопроизводителей переходят на двигатели с турбонаддувом и отказываются от безнаддувного маршрута.Для некоторых вам, вероятно, интересно, в чем разница между ними.

К счастью, у меня есть ответы. Но прежде чем говорить о разнице, чтобы вы могли выяснить, какой тип двигателя вам подходит, давайте поговорим о некоторых сходствах, которые разделяют многие типы двигателей.

Три ключевых компонента, совместно используемых этими двумя двигателями

Независимо от того, является ли это двигателем с наддувом, турбонаддувом или безнаддувным двигателем, для всех бензиновых двигателей необходимы три ключевых компонента: искра, топливо и воздух.Даже дизельные двигатели требуют зажигания для зажигания смеси топлива и воздуха, но это не делается свечами зажигания. Вместо этого в дизельном двигателе топливо и воздух сжимаются вместе, а затем воспламеняются, когда они сжаты достаточно плотно.

Турбонаддув; Уже не только для Performance Cars

Технология турбонаддува

не является чем-то новым; на самом деле, он существует уже более века. Но, это развилось совсем немного. Это больше не только для высокопроизводительных автомобилей, как это было в свое время.Теперь даже Honda имеет двигатели с турбонаддувом для своих седанов. В двигателях Ford EcoBoost используется технология турбонаддува, и именно поэтому они так успешны.

Когда вы турбонаддувом двигателя, вы фактически не изменяете сам двигатель. Вместо этого турбонаддув просто увеличивает выходную мощность двигателя без значительного увеличения веса двигателя. Турбокомпрессор на самом деле представляет собой тип системы принудительной индукции, которая сжимает воздух, поступающий в двигатель. В чем преимущество сжатия воздушного потока? Это позволяет двигателю сжимать больше воздуха в цилиндр, и больше воздуха означает место для большего количества топлива.Больше воздуха и больше топлива в цилиндре означает больший удар, создающий большую мощность от каждого взрыва по сравнению с безнаддувным двигателем.

В итоге отношение мощности к весу намного лучше для двигателя с турбонаддувом по сравнению с безнаддувным.

Безнаддувный

Безнаддувный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором воздухозаборник зависит исключительно от атмосферного давления, что является полной противоположностью использования двигателей с турбонаддувом с индукционной силой.

Несмотря на то, что турбокомпрессор способен обеспечить более высокое соотношение мощности и веса, он имеет некоторое турбо-отставание, что означает, что мощность немного медленнее, чтобы достичь колес. Двигатель без наддува не имеет этой проблемы, но проигрывает при этом.

Таким образом, все сводится к предпочтениям. У каждого двигателя с турбонаддувом и безнаддувным двигателем есть свои взлеты и падения, и важно, чтобы вы хотя бы поняли основное различие между ними.Таким образом, вы сможете определить, какой движок обеспечит вам лучшую производительность.

,
Простая английская Википедия, свободная энциклопедия
Вид в разрезе турбонагнетателя на воздушной фольге с подшипником

Турбокомпрессор или turbo — это газовый компрессор. Он используется для нагнетания воздуха в двигатель внутреннего сгорания. Турбокомпрессор — это форма принудительной индукции. Это увеличивает количество воздуха, поступающего в двигатель, чтобы создать больше мощности. Турбокомпрессор имеет компрессор с питанием от турбины. Турбина приводится в движение выхлопными газами двигателя.Он не использует прямой механический привод. Это помогает повысить производительность турбокомпрессора.

Ранние производители турбонагнетателей называли их «турбонагнетателями». Нагнетатель — это воздушный компрессор, используемый для нагнетания воздуха в двигатель. Они думали, что, добавив турбину для вращения нагнетателя, получится «турбонагнетатель». 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 коленчатым валом, так и турбонагнетатель с вытяжкой.Это также называется двойной зарядкой.

Некоторые компании, такие как Teledyne Continental Motors, все еще используют термин турбокомпрессор для обозначения своих турбокомпрессоров.

Двигатель создает энергию, сжигая смесь воздуха и топлива. Воздух и топливо помещаются в цилиндры для сжигания. Когда они горят, они толкают поршень вниз. Поршень поворачивает коленчатый вал и создает мощность. Для автомобильных двигателей это измеряется лошадиных сил .

Безнаддувные (безнаддувные) двигатели [изменить | изменить источник]

Двигатель, который не использует турбонагнетатель или нагнетатель, называется безнаддувным или безнаддувным двигателем .Обычно, когда указаны технические характеристики двигателя, это делается только в том случае, если в двигателе используется турбонагнетатель или нагнетатель. Большинство автомобильных двигателей без наддува. Мощность, которую они могут создать, ограничена количеством воздуха, которое поршни могут втянуть в цилиндры.

Двигатели с турбонаддувом [изменить | изменить источник]

Турбокомпрессор — это небольшой насос вентилятора, который вращается вокруг вала. Насос приводится в действие давлением отработавших газов. Турбокомпрессор состоит из турбины и компрессора.Они оба установлены на одном валу. Турбина — это тепловой двигатель. Он преобразует тепло выхлопных газов и давление в вращение. Это вращение используется для поворота компрессора. Компрессор втягивает воздух в воздух. Это сжимает или сжимает воздух. Затем он отправляет воздух в двигатель. Поскольку давление воздуха было увеличено, в цилиндры может попасть больше воздуха и топлива. Это иногда называют , давление наддува . Чем больше топлива нужно сжечь, тем больше мощность может вырабатывать двигатель. Это увеличивает лошадиных сил двигателя.

повреждение двигателя [изменить | изменить источник]

Двигатель может быть поврежден, если давление воздуха в цилиндрах становится слишком высоким. Если в турбину направлено слишком много выхлопных газов, компрессор может создать слишком большое давление. Чтобы этого не произошло, используется стробирующая заслонка . Ворота будут ограничивать количество выхлопных газов, отправляемых в турбину.

Турбокомпрессор был изобретен швейцарским инженером Альфредом Бучи. Его патент был подан в 1905 году. [1] Дизельные суда и локомотивы с турбокомпрессорами начали появляться в 1920-х годах.

Авиация [изменить | изменить источник]

Во время Первой мировой войны французский инженер Огюст Рэйто установил турбокомпрессоры для двигателей Renault, приводящих в движение различные французские истребители с некоторым успехом. [2]

В 1918 году инженер General Electric Сэнфорд Мосс подключил турбокомпрессор к двигателю Liberty . Двигатель был испытан на Пайкс-Пик в Колорадо на 14000 футов (4300 м). Тест должен был показать, что турбонагнетатель может добавить потери мощности самолетов на большой высоте.Двигатели внутреннего сгорания теряют мощность, потому что на большой высоте давление наружного воздуха низкое. Меньше воздуха и топлива можно втянуть в двигатель. [2]

Турбокомпрессоры

были впервые использованы в производстве авиационных двигателей в 1930-х годах.

Производство автомобилей [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 Saurer в 1938 году. [3] Первые серийные автомобильные двигатели с турбонаддувом были выпущены компанией General Motors в 1962 году. Oldsmobile Cutlass Jetfire был оснащен турбонагнетателем Garrett AiResearch и Chevrolet Corvair Monza Spyder с турбонагнетателем TRW. [4] [5] [6]

В 1974 году на Парижском автосалоне Porsche представил 911 Turbo. Это было в разгар нефтяного кризиса. 911Turbo был первым серийным спортивным автомобилем с турбонагнетателем и регулятором давления.Регулятор давления был перепускным воротом. [7] Первыми серийными автомобилями с турбонаддувом были Mercedes 300SD с турбокомпрессором Garrett и Peugeot 604. Оба были представлены в 1978 году. Сегодня большинство автомобильных дизелей с турбонаддувом.

Гоночные автомобили [изменить | изменить источник]

Первый успешный гоночный двигатель с турбонаддувом, по-видимому, был в 1952 году. Фред Агабашян в дизельном двигателе Cummins Special получил право на поул в Индианаполисе 500.Он вел за 175 миль (282 км). Тогда турбо было повреждено обломками шин. Двигатели Оффенхаузера с турбонаддувом впервые появились в Индианаполисе в 1966 году. Их первая победа состоялась в 1968 году с использованием турбокомпрессора Garrett AiResearch. Автомобили с турбонаддувом доминировали на 24 часах Ле-Мана с 1976 по 1988 год, а затем с 2000 по 2007 год.

У «Формулы-1»

была «Турбо-эра» с 1977 по 1989 год. Двигатели мощностью 1500 куб. См могли производить до 1500 л.с. (1119 кВт). В 1977 году Renault первым использовал двигатели с турбонаддувом F1.Производительность компенсируется высокой стоимостью. Другие производители двигателей начали строить турбины. Двигатели с турбонаддувом взяли на себя поле F1. Они закончили эпоху Ford Cosworth DFV в середине 1980-х годов. FIA решила, что турбокомпрессоры делают спорт слишком опасным и дорогим. В 1987 году FIA решила ограничить максимальный наддув турбин. В 1989 году турбокомпрессоры были полностью запрещены.

World Rally Car давно предпочитают двигатели с турбонаддувом. Они предлагают очень высокое соотношение мощности к весу.Турбогенератор начал подниматься до уровня автомобилей F1. FIA не запрещала турбо. Они ограничивают турбо-мощность, ограничивая диаметр входного отверстия.

Параллель [изменить | изменить источник]

В некоторых двигателях используются два турбонагнетателя. Они оба будут одинакового размера. Они, как правило, меньше, чем используются на двигателях с одним турбокомпрессором. Они часто используются на двигателях V-типа, таких как V6 и V8. Каждая турбина приводится в действие отдельной выхлопной трубой от двигателя. Поскольку они меньше, они быстрее достигают оптимального уровня.Эта установка турбины обычно называется параллельной системой с двумя турбинами. Первым серийным автомобилем с параллельными двойными турбокомпрессорами был Maserati Biturbo начала 1980-х годов.

Последовательный [изменить | изменить источник]

Некоторые производители автомобилей избегают турбо-задержки (ниже), используя две маленькие турбины. Нормальная настройка — постоянно работать с одним турбо. Секундное турбо начнет работать только на более высоких оборотах. Поскольку турбины меньше, у них не так много турбо-лагов. Второе турбо сможет разогнаться до того, как это потребуется.Эта установка обычно называется последовательным твин-турбо. Porsche впервые применил эту технологию в 1985 году в Porsche 959.

Дизель [изменить | изменить источник]

Турбокомпрессор

очень распространен на дизельных двигателях автомобилей, грузовиков, локомотивов, кораблей и тяжелой техники. Дизели особенно подходят для турбокомпрессоров по нескольким причинам:

  • Турбонаддув может значительно улучшить мощность двигателя и соотношение мощности к весу.
  • Грузовые и промышленные дизельные двигатели обычно работают на максимальной скорости.Это уменьшает проблемы с турбо запаздыванием.
  • дизельных двигателей не имеют детонации. Дизельное топливо впрыскивается в конце такта сжатия и воспламеняется от тепла сжатия. Дизельные двигатели могут использовать намного более высокое давление наддува, чем бензиновые двигатели.

Мотоцикл [изменить | изменить источник]

Использование турбонагнетателей для повышения производительности было очень привлекательным для японских строителей в 1980-х годах. Первым примером мотоцикла с турбонаддувом является Kawasaki Z1R TC 1978 года.Он использовал турбо-комплект Rayjay ATP для создания наддува 0,35 бар (5 фунтов). Это повысило мощность с 90 л.с. (67 кВт) до 105 л.с. (78 кВт). Это было только немного быстрее, чем стандартная модель. Несколько других мотоциклов были построены с турбинами. Турбо приложения для мотоциклов повысили свою цену. Небольшой прирост производительности не стоил дополнительных затрат. С середины 1980-х годов ни один производитель не производил мотоциклы с турбонаддувом.

Самолеты [изменить | изменить источник]

Естественное использование турбокомпрессора с авиационными двигателями.Когда самолет поднимается на большую высоту, давление окружающего воздуха быстро уменьшается. Турбокомпрессор решает эту проблему, сжимая воздух до более высоких давлений.

Сжатие воздуха повышает его температуру. Это вызывает несколько проблем. Повышенные температуры могут привести к детонации двигателя из-за повышенной температуры головки цилиндров. Горячий воздух не может сжечь столько топлива, сколько холодный воздух. Это уменьшит выработанную мощность.

Распространенным методом борьбы с горячим воздухом является его охлаждение.Наиболее распространенным способом является использование промежуточного или дополнительного охладителя. Эти кулеры снижают температуру воздуха перед его поступлением в двигатель.

Современные самолеты с турбонаддувом обычно не нуждаются в охлаждении поступающего воздуха. Их турбокомпрессоры, как правило, маленькие, а создаваемое давление не очень высокое. Таким образом, температура воздуха не сильно повышается.

Чтобы запустить нагнетатель, ему нужно отнять мощность двигателя. Мощность, которую он добавляет, больше, чем сила, которую он использует.Турбокомпрессор использует выхлопные газы. Это тепловая энергия, которая будет потрачена впустую.

Надежность [изменить | изменить источник]

Турбокомпрессоры

могут быть повреждены грязным или плохим маслом. Большинство производителей рекомендуют более частые замены масла для двигателей с турбонаддувом. Турбокомпрессор нагревается при работе. Многие рекомендуют дать двигателю поработать на холостом ходу несколько минут, прежде чем выключать двигатель. Это дает турбо время остыть. Это увеличит срок службы турбо.

Turbo Lag [изменить | изменить источник]

Время, необходимое для создания необходимого давления в турборежиме, называется турбо-запаздыванием .Это замечено как колебание в ответе двигателя. Это вызвано тем, что выхлопной системе требуется время, чтобы ускорить турбину. Компрессор с прямым приводом в нагнетателе не имеет этой проблемы.

Лаг можно уменьшить, используя более легкие детали. Это позволяет турбине запускаться быстрее. Другие механические изменения могут уменьшить турбозагрузку, но при увеличении стоимости.

,

Основные компоненты и теория турбокомпрессора

Послушайте, если не считать технического сближения, турбонаддув — довольно простая концепция. Цель здесь — преобразовать энергию, содержащуюся в потоке выхлопных газов, которая обычно расходуется, в положительное давление во впускном коллекторе, нагнетая воздух в двигатель и, таким образом, производя больше энергии. Теперь мы понимаем, что это многое, что нужно охватить — достаточно, чтобы написать книгу, — но цель этой конкретной статьи состоит в том, чтобы помочь всем, включая читателей, которые никогда раньше не видели турбонаддува, быстро освоить концепции. участвует.Проще говоря, это турбокомпрессоры 101-А, которые охватывают самую верхушку айсберга с расстояния в 1000 футов. В этой первой статье мы надеемся установить базовый словарный запас и практические знания, которые можно использовать в будущем, так что если вы продвинутый турбо-гуру, который ищет советы по чтению карт компрессоров или настройке корпусов турбин для вашего конкретного применения Не бойся — эти истории еще впереди. На данный момент мы собираемся охватить основы турбонаддува, рассмотрев каждый компонент, определив его назначение и объяснив теорию его работы.

2/17

Турбокомпрессор

3/17

На самом базовом уровне турбокомпрессор состоит всего из трех основных компонентов: турбины, компрессора и системы подшипников, которая поддерживает вал турбины, соединяя колеса турбины и компрессора вместе.Понимание того, как все три части работают вместе, имеет решающее значение, и даже базовое понимание взаимосвязей компонента друг с другом значительно облегчит выбор турбо для вашего проекта.

Турбина

4/17

Колесо турбины отвечает за преобразование тепла и давления во вращательную силу.Чтобы понять, как происходит этот процесс, нам нужно вникнуть в некоторые основные законы термодинамики, но в рамках этой статьи следует понимать, что высокое давление (со стороны выпускного коллектора) всегда будет стремиться к низкому давлению, и в рамках этого процесса колесо турбины преобразует кинетическую энергию во вращение. Когда колесо турбины вращается, оно вращает вал турбины, который, в свою очередь, вращает колесо компрессора. Часто пропускаемый выбор колеса турбины имеет решающее значение для правильно построенной системы турбокомпрессора, так как слишком маленький размер колеса турбины вызовет чрезмерное противодавление и может заглушить двигатель, что приведет к потере мощности.С другой стороны, выбор слишком большой турбины приведет к увеличению задержки и может затруднить достижение определенных целевых значений повышения.

Конечно, турбинное колесо действует не само по себе. Это часть корпуса турбины, которая представляет собой гигантский, порой ржавый кусок железа или стали, который вы всегда видите прикрученным к выпускному коллектору или сливному коллектору на турбо-машине. Из-за огромного тепла, связанного со сбором и перемещением выхлопных газов под давлением, корпус турбины изготовлен из толстого железа или стали и всегда состоит из ножки турбины (фланец, который соединяется с трубой выпускного коллектора), выпускного соединения (большое отверстие который соединяется с водосточной трубой), и спиральная спираль, по которой горячий выхлоп проходит через колесо турбины от основания турбины к выпускному отверстию.Когда кто-то называет турбо «T4 turbo», они говорят об этом фланце. Выхлопные газы поступают с фланца, вращаются вокруг колеса внутри улитки и выходят через выходное соединение в кусок выхлопа, который энтузиасты называют водосточной трубой.

Компрессор

5/17

Как и турбина, секция компрессора состоит из двух основных компонентов: колеса компрессора и крышки компрессора.Работа компрессора состоит в том, чтобы буквально сжать свежий воздух и направить его к корпусу дроссельной заслонки. Поскольку он соединен непосредственно с колесом турбины через вал турбины, колесо компрессора вращается с той же частотой вращения, что и колесо турбины, и по мере ускорения двигателя и колеса турбины вращается колесо компрессора. Этот процесс создает давление во впускном тракте, которое мы называем «наддувом», и является причиной, по которой любой мог бы в первую очередь установить турбонагнетатель. Опять же, чтобы полностью понять этот процесс, нам нужно объяснить несколько законов термодинамики, в том числе закон об идеальном газе, но для нашей цели мы понимаем, что задача компрессорного колеса — собирать свежий воздух и сжимать его — просто так.Когда колесо вращается, оно забирает окружающий воздух, поворачивает его на 90 градусов вдоль лопасти колеса и направляет его в крышку компрессора, где оно собирается и затем нагнетается во впускную трубу.

Компрессорные колеса — одна из самых обсуждаемых частей турбокомпрессора. Даже если вы никогда раньше не видели турбо, вы, вероятно, слышали, как кто-то говорил: «Это турбо 88 мм» или «Я не могу поверить, что они запретили 116.» То, о чем мы говорим, — это диаметр колеса компрессора, измеренный на наконечнике или, точнее, измеренный на наконечнике индуктора.Колесо компрессора и крышка также являются наиболее фотогеничными частями турбокомпрессора, поскольку они сделаны из блестящего алюминия, и, следовательно, людям нравится фотографировать их с помощью долларовых купюр, банок кока-колы или различных других предметов, чтобы показать, насколько велик компрессор. колесо на самом деле есть. Теперь, помимо всего прочего, важно понимать, что компрессор является источником денег в этой системе, и именно эта часть турбокомпрессора выполняет всю перекачку, поэтому важно правильно подобрать его по размеру для вашего применения.

Центральный корпус / вращающийся узел (CHRA)

6/17

CHRA может не потреблять много чернил, но это одна из самых важных частей любого турбокомпрессора в сборе. Практически CHRA служит точкой крепления для обоих корпусов и должна быть изготовлена ​​из прочного материала, чтобы выдерживать тепло и напряжение турбины.Конечно, скрепление корпусов — это детская игра по сравнению с реальной работой CHRA, которая заключается в поддержке и смазке подшипников турбокомпрессора. При частоте вращения вала турбины свыше 100 000 об / мин работа подшипника намного, намного сложнее, чем у традиционного подшипника распределительного вала, и поэтому производители турбонаддува потратили много времени и денег на создание серьезных подшипников для выполнения этих задач. Если вы когда-либо слышали о том, чтобы кто-то «восстанавливал турбодвигатель», он, скорее всего, говорил о замене подшипников, которые могут начать изнашиваться из-за множества факторов, включая состояние масла, осевые нагрузки или движение вала.Традиционно в CHRA будут установлены два бронзовых полноплавных подшипника и отдельный бронзовый упорный подшипник. Сегодня многие качественные производители предлагают модернизированные системы подшипников, в том числе керамический шарикоподшипниковый узел Turbonetics, который исключает традиционный упорный подшипник, позволяющий турбо выдерживать «до 50-кратную нагрузку по сравнению с обычным узлом». Многие другие производители также перешли на системы шарикоподшипников, в том числе Garrett, чтобы помочь уменьшить сопротивление и увеличить срок службы турбокомпрессора.

Интеркулер

7/17

Понимая, что турбокомпрессор работает путем сжатия воздуха, легко понять, почему интеркулер важен. Не вдаваясь в слишком много математики (мы снова говорим о законе идеального газа …), давайте просто скажем, что при увеличении давления в фиксированном объеме выделяется тепло.Это закон термодинамики, и, независимо от того, что кто-либо может поспорить, присутствует в любом двигателе с турбонаддувом, даже при настройках «низкого наддува». В любом случае, зная, что тепло присутствует, нам нужен способ охлаждения заряда поступающего воздуха, прежде чем он попадет во впускной коллектор, и для этого мы обычно используем интеркулер. В действительности, промежуточный охладитель — это не что иное, как теплообменник, и его задача — отводить тепло от впускного заряда, который мы создали, сжимая его. Если вы понимаете, как работает радиатор, вы понимаете, как работает интеркулер — это действительно так просто!

Как это работает?

8/17

На современном рынке производительности преобладают два типа интеркулеров: воздух-воздух и воздух-вода.Воздушный интеркулер, вероятно, является наиболее распространенным на уличных автомобилях, и вы, вероятно, видели, как он висит за бампером некоторых из ваших любимых GMHTP . Как и радиатор, промежуточный охладитель воздух-воздух работает, пропуская горячий воздух из компрессора через ряд трубок, которые физически соединены с рядом тонких алюминиевых ребер. Когда окружающий воздух проходит через поверхность промежуточного охладителя и тонкие ребра, он отводит тепло от сжатого воздуха, что обеспечивает охлаждающий эффект.На типичных уличных автомобилях, которые ездят в течение продолжительных периодов времени, промежуточный охладитель воздух-воздух является одним из наиболее эффективных способов контроля температуры наддува. В воздушном промежуточном охладителе, с другой стороны, используются те же принципы, что и в воздушно-воздушной установке, хотя вместо воздуха, проходящего по поверхности, он использует охлажденную воду, что обеспечивает невероятное количество охлаждающей способности. Однако то, что система воздух-вода приобретает при снижении температуры и эффективности, она со временем сдается, поскольку вода в конечном итоге нагревается и обеспечивает гораздо меньшее охлаждение.

Wastegates

9/17

Вторичный клапан — это просто устройство, которое отводит отработанный газ до того, как он достигнет входа в корпус турбины. Чтобы полностью понять концепцию, давайте посмотрим на турбо-систему без шлюза. Когда выхлоп заполняет коллекторы, он направляется в сторону турбонагнетателя и входит в корпус турбины, прежде чем расширится через колесо турбины и выйдет через водосточную трубу.В закрытой системе турбина будет видеть все выхлопные газы во всем рабочем диапазоне двигателя, и наддув будет продолжать бесконтрольно повышаться, пока либо дроссельная заслонка не будет закрыта, либо колесо турбины не достигнет своей точки дросселирования. Для большинства двигателей это создаст чрезмерное количество наддува / воздушного потока и разрушит детали, оставляя в лучшем случае пару расплавленных поршней или гигантскую дыру в блоке (гораздо более вероятно). Для контроля наддува и общей мощности двигателя системы турбокомпрессоров полагаются на сточные заслонки, которые устанавливаются перед корпусом турбины (или внутри него в случае турбокомпрессора с внутренним управлением) и действуют как управляемый байпас для процента отработанного газа в регулировать скорость турбины и, таким образом, общий наддув.

Как это работает?

10/17

Конструкция заслонки меняется, но в самых упрощенных терминах каждая заслонка имеет впускной и выпускной порт, в который может входить выхлопной газ, клапан, который регулирует поток выхлопных газов через впускной порт, и пружинно-диафрагменный привод, который контролирует, когда клапан открывается и закрывается.При нормальных условиях движения клапан перепускной заслонки остается закрытым, а весь выхлопной газ направляется непосредственно в корпус турбины. При повышении давления наддува давление действует на узел пружины и начинает поднимать клапан, отводя поток выхлопных газов от турбины и управляя скоростью турбины для регулирования давления наддува. Чтобы отрегулировать целевые уровни наддува, стравливающие клапаны используют разные пружины, которые можно менять местами для увеличения или уменьшения заданного давления наддува.

Выпускные клапаны

11/17

Выпускной клапан — это, по сути, клапан сброса давления, который установлен на стороне компрессора турбосистемы.Его работа, буквально, состоит в том, чтобы сбросить избыточное давление наддува, захваченное в системе, когда дроссельная заслонка закрывается. Представьте себе турбину, производящую 10 фунтов на квадратный дюйм, с трубопроводом, соединяющим выходное отверстие крышки компрессора непосредственно с корпусом дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка широко открыта и двигатель находится под полной нагрузкой, сжатый воздух имеет прямой путь во впускной коллектор и может легко заполнять цилиндры. Когда водитель отпускает (поднимает) педаль газа и закрывает дроссельную заслонку, турбина все еще вращается и производит наддув (помните, что колесо компрессора может вращаться со скоростью свыше 150000 об / мин!), Что создает нежелательные условия в системе.Турбина перемещает много воздуха, но поскольку дроссельная заслонка закрыта, воздуху некуда идти, кроме как назад к колесу компрессора, что может привести к помпажу компрессора. Волна компрессора может повредить турбокомпрессор, создав чрезмерную нагрузку на поверхности подшипника и, в крайних случаях, может даже остановить колесо компрессора.

Как это работает?

12/17

Выпускной клапан по своей конструкции аналогичен перепускному клапану, хотя, как правило, меньше по размеру и выполнен с гораздо меньшей устойчивостью к сильному нагреву, поскольку он установлен на стороне компрессора турбокомпрессора.При нормальных условиях эксплуатации реальный клапан закрывается на седле, и воздух попадает в заправочный трубопровод компрессора. Когда дроссельная заслонка закрыта, пружина / мембрана продувочного клапана видит изменение давления (от атмосферного до вакуумного), и клапан открывается, выпуская сжатый воздух из загрузочной трубы и в атмосферу. В отличие от перепускной заслонки, большинство продувочных клапанов поставляются с одной предварительно установленной пружиной, а регулировка скорости открытия клапана осуществляется с помощью небольших настроек преднатяга пружины.Обратите внимание, что опорный источник наддува выпускного клапана должен быть расположен после корпуса дросселя внутри впускного коллектора, чтобы он мог точно считывать вакуум, когда дроссельная заслонка закрыта.

Трубопроводы и коллекторы

13/17

Трубопроводы могут быть последним, что большинство энтузиастов учитывают при создании турбо-системы, но правильное применение и размеры необходимы для обеспечения оптимальной производительности.В типичной системе турбокомпрессора трубопровод можно разбить на три отдельные секции: коллекторы, горячая сторона и холодная сторона.

Коллекторы

14/17

Turbo коллекторы живут невероятно трудной жизнью. Экстремальные перепады температуры, невероятное противодавление и высокое напряжение делают эти области наиболее вероятными для турбосистемы при возникновении проблем.Понимая крайности, которые должен выдерживать коллектор изо дня в день, лучше всего разработать коллектор, основанный на долговечности и прочности, даже если это означает отказ от крошечной производительности. Кроме того, зная, что турбинное колесо работает от тепла и скорости, необходимо построить коллектор, чтобы эффективно и быстро переносить тепло, сохраняя как можно больше тепла внутри, не создавая трещин и не замедляя импульс отработавших газов. Таким образом, чугунные коллекторы следует рассматривать, если они доступны, и, как видели гонщики LSX, даже серийные агрегаты, такие как грузовые коллекторы GM, могут производить в запасе более 2000 л.с.Если такого коллектора не существует для вашего приложения или вы работаете в определенном пространстве, которое не может их вместить, изготовление пары коллекторов будет вашим лучшим вариантом, и вы можете обратиться ко многим отличным производителям для выполнения этой работы.

Горячая сторона труб

15/17

Любой трубопровод, связанный с перемещением фактического выхлопного газа, будь то турбонагнетатель или от него, обычно называется трубопроводом с горячей стороной.Из-за чрезмерного нагрева, возникающего при передаче выхлопа в корпус турбины, здесь важно использовать прочный материал, и для многих производителей нержавеющая сталь является предпочтительным материалом. Что касается диаметра, то это действительно зависит от множества факторов, включая кубические дюймы, конструкцию колеса турбины, диапазон оборотов, противодавление и т. Д., Но, как правило, 2,5-дюймовые трубки с внутренним диаметром (ID) от выпускных коллекторов. к корпусу турбины работает очень хорошо. Следует отметить, что некоторые производители теперь собираются, если это возможно, увеличить трубу меньшего размера, чтобы увеличить скорость вращения турбины, которая должна хорошо работать, хотя результаты будут различаться в зависимости от конкретного применения.Когда воздух выходит из колеса турбины, он входит в секцию выхлопа, известную как водосточная труба, и здесь, чем больше, тем лучше. Вы не можете увеличить размер водосточной трубы, а это значит, что если у вас есть место для 4- или 5-дюймовой водосточной трубы, сделайте это!

Холодная обвязка

16/17

«Холодная сторона» турбо-комплекта относится к любому трубопроводу, связанному с перемещением сжатого воздуха из турбонагнетателя в корпус дроссельной заслонки.Если вы устанавливаете промежуточный охладитель, он также является частью холодной стороны и должен быть правильно подключен, чтобы все работало. Поскольку тепло не так важно, алюминиевые трубки обычно считаются оптимальным выбором, так как с ними легко работать, они легкие и достаточно прочные, чтобы выдерживать относительно мягкие температуры, связанные с холодной стороной. Диаметр труб зависит от размеров турбо, интеркулера и корпуса дроссельной заслонки, хотя большинство энтузиастов GM сочтут, что 3-дюймовые алюминиевые трубки ID работают отлично.Любая область, где должно быть выполнено полупостоянное соединение, такое как соединение секции 3-дюймовой трубы с резервуаром с промежуточным охладителем, может быть выполнена с использованием высококачественных силиконовых соединителей и традиционных зажимов, которые хорошо подходят для большинства применений. Для тех из вас, кто хочет увеличить мощность, такие компании, как Vibrant Performance, предлагают быстроразъемные зажимы с двойным кольцевым уплотнением, которые могут выдержать более 100 фунтов ускорения без продувки или утечки.

Что еще мне нужно знать?

17/17

Много.Серьезно, понимание турбосистем не является чем-то, что может быть сделано за одну ночь, и, как сборка двигателя или настройка подвески, могут потребоваться годы, чтобы правильно понять все нюансы турбостроения. Но это не значит, что вы не должны начинать учиться и изучать эту захватывающую форму принудительной индукции прямо сейчас! Если вы хотите узнать больше сегодня, мы рекомендуем вам ознакомиться с двумя отличными книгами, которые мы всегда держим в руках. Первый — это классика Корки Белла, названная Maximum Boost, и она охватывает дизайн системы от теории до реального применения, не становясь слишком технологичным или научным.Вторая книга, которую мы рекомендуем, — «Турбо: Реальные высокопроизводительные системы турбокомпрессоров», написанные Джей К. Миллером. В Turbo есть отличный раздел, посвященный анатомии турбокомпрессоров, и он посвящен таким темам, как карты компрессоров и восстановление турбокомпрессоров, для тех, кто хочет действительно расширить свои рабочие знания. И последнее, но не менее важное: мы приглашаем вас присоединиться к нам в предстоящие месяцы, поскольку мы объединяем усилия с одними из лучших в отрасли по изготовлению и установке единой турбо-системы на наш новейший проектный автомобиль.

Письменные источники:

Белл, Корки.Максимальное ускорение.
Кембридж, Массачусетс: Bentley Publishers, 1997

Миллер, Джей. Турбо.
Северный филиал, MN .: Cartech Books, 2008

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *