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 :

Турбированный двигатель или атмосферный — что лучше? Ответ

Что лучше атмосферный или турбированный двигатель

Перед покупкой автомобиля многие водители задаются вопросом: «Какой двигатель лучше: атмосферный или турбированный?». Рассмотрим в чем их отличия, сравним положительные и отрицательные характеристики.

Автомобильный двигатель — это механизм, преобразующий энергию какого-либо рода в механическую, необходимый для приведения транспортного средства в движение. В основу работы любого ДВС положен принцип сгорания топливовоздушной смеси в закрытой камере. Чем больше воздуха попадет в цилиндры, тем больше израсходуется горючего, и как следствие — увеличится объем образовавшейся энергии. Отсюда следует, что мощность и крутящий момент напрямую зависят от объема мотора.

Атмосферный силовой агрегат

Атмосферный двигатель (АД) это такой тип мотора, который первым был создан во времена двигателестроения. Свое название он получил от той самой атмосферы, окружающей нас и участвующей в процессе сжигания горючей смеси в движке. АД — простейший двигатель без использования дополнительного оборудования для увеличения его мощности.

Атмосферный двигатель не имеет систему нагнетания воздуха в систему впуска и работает при давлении, равном атмосферному, засасывая воздушные потоки естественным путем. Другими словами, через систему фильтрации поршни, подобно насосу, затягивают воздух, и при помощи инжектора или карбюратора эти воздушные массы смешиваются с топливом, образуя горючую смесь, которая вскоре воспламеняется. Воспламенившись, смесь создает энергию, приводящую в движение рабочие части мотора. У такого принципа работы есть свои достоинства и недостатки.

Плюсы атмосферного двигателя:

1. Повышенный моторесурс. Практика показывает, что срок работы данного вида двигателей может исчисляться сотнями тысяч километров пробега до первого капитального ремонта. Это обусловлено относительно небольшими нагрузками. Конечно, такая выработка возможна лишь при условии своевременного и качественного обслуживания агрегата.
2. Простота конструкции — как следствие, надежность и простота эксплуатации, и обслуживания.
3. Высокая ремонтопригодность. При выходе из строя той, или иной части двигателя, его ремонт будет относительно недорогим, что несомненно является огромным плюсом.
4. Меньший расход моторного масла, в связи с отсутствием дополнительных деталей, требующих смазки.
5. Отсутствие повышенных требований к качеству масла. Есть возможность использовать минеральные, полусинтетические и синтетические сорта масла, но экономя на качестве, можно значительно сократить время «жизни» мотора.
6. Качество топлива. Атмосферный двигатель может перерабатывать даже самое низкопробное топливо, но крайне не рекомендуется «травить» его, во избежание скорой поломки.
7. Больший пробег между заменами масла. Оно меняется через каждые 15-20 тысяч километров и за этим необходимо внимательно следить, иначе последствия для движка будут плачевны.
8. Более быстрый прогрев, в отличие от турбированного.

Атмосферный двигатель отлично подходит при размеренном и спокойном темпе езды по городским улицам.

Что касается недостатков, можно отметить:

1. Меньшая мощность двигателя, по сравнению с турбированным, при том же объеме.
2. Большие габариты и масса агрегата.
3. Больший расход топлива, чем у турбированного двигателя.
4. Трудности при поездках в гористой местности, из-за разреженного воздуха и низкого давления.
5. Менее экологичный в использовании.

Атмосферные двигатели пользуются большим спросом у автовладельцев из-за перечисленных ранее достоинств.

Для хорошей продувки (т. е. наполняемости рабочей смесью и отвода отработавших газов) на современных АД устанавливают по четыре клапана на цилиндр. Два на забор воздуха и два на отведение. Это обеспечивает максимальную эффективность и мощность работы мотора.

Турбированный двигатель

Первый турбированный двигатель (ТД) был изобретен в 1905 году, а эксплуатироваться на легковых автомобилях стал с середины 20 века. От атмосферного он отличается наличием дополнительно установленной турбины. Функция турбины — нагнетать воздушные массы в рабочие цилиндры двигателя.

Забор воздуха происходит не естественным путем, а стимулируется при помощи дополнительного оборудования, в связи с чем воздушные потоки более объемны, и за один такт впуска образуется больше горючей смеси. Турбокомпрессор, состоящий из турбины и вентилятора, подключается к выхлопной системе, обеспечивая подачу отработанных газов на лопасти турбины. При помощи компрессора газы под высоким давлением закачиваются в камеру сгорания. Мощность мотора значительно увеличивается за счет повышения давления и полного сгорания топливовоздушной смеси. Турбированный двигатель способен вырабатывать большее количество лошадиных сил, по сравнению с атмосферным, при одинаковом объеме.

Турбированные моторы более оборотисты и могут работать при высоких температурных режимах. Чтобы обеспечить долгую работу ТД, необходимо уделить огромное внимание его усовершенствованиям в области смазки деталей и охлаждения подаваемого воздуха. Помимо турбины на турбированный двигатель устанавливается дополнительный прибор — интеркулер, который как раз и решает проблему перегрева. Принцип действия интеркулера состоит в использовании циркулирующего воздуха вместо охлаждающей жидкости.

ВАЖНО: интеркулер на ТД необходим для предотвращения детонации, в случае перегрева двигателя, в связи с поступлением в цилиндры чрезмерно разогретой смеси.

Плюсами турбированного силового агрегата являются:

1. Мощность. Выше чем у атмосферного за счет нагнетаемого под давлением воздуха. При одинаковых объемах, турбированный мотор может выдать мощность и крутящий момент на 70% выше, чем атмосферный. Собственно, увеличение мощности — главный смысл модификации конструкции двигателя.
2. Небольшой размер и вес. Компактен по габаритам и удобен в использовании. Подходит практически к любому автомобилю, а за счет несложной конструкции, может устанавливаться с помощью имеющихся крепежных элементов.
3. Меньший расход топлива (относительно лошадиных сил).

Это три основных пункта, на которые автомобилисты обращают внимание в первую очередь. Кроме того, преимуществом турбированного мотора является его высокая экологичность (благодаря более эффективному сгоранию топлива в цилиндрах и меньшему содержанию вредных веществ в выхлопных газах). ТД издает меньше шума, чем АД.

Недостатки двигателя:

1. Повышенные требования к качеству топлива. В отличие от атмосферного двигателя, турбированный достаточно «капризный» и быстро ломается если использовать дешевое, низкопробное горючее.
2. Увеличенный расход топлива. Обусловлен большим объемом поступающего воздуха, требующего большего объема горючей смеси. Невозможно искусственно снизить потребление горючего, т. к. раскручиваясь, двигатель самостоятельно закачивает необходимый уровень топлива.
3. Повышенные требования к качеству моторного масла. Не используется минеральное и полусинтетическое, для ТД необходимо специальное масло. Зачастую та марка масла, которая рекомендуется производителем, имеет необоснованно завышенную цену. При этом срок пригодности масляного фильтра меньше, т.к. турбированному двигателю приходится работать при достаточно высоких температурах.
4. Увеличенный расход моторного масла. Связан с тем, что в отличие от атмосферного, при турбированном двигателе, масло меняется через каждые 10 000 км.
5. Ресурс турбины достаточно небольшой, всего около 120 000 км, после которых необходима ее замена, даже если обслуживание агрегата было на высоком уровне. Это связано с быстрой изнашиваемостью турбины.
6. Дорогостоящий ремонт — жирный минус, который играет не последнюю роль. Частая замена расходников и турбины ощутимо ударят по карману.
7. Долгий прогрев и холостые обороты, в течение приблизительно 2-х минут, по завершению поездки (турбированный двигатель нуждается в постепенном остывании для более долговечной работы).

Соблюдая простые правила по эксплуатации ТД, можно значительно увеличить срок его службы. Известны случаи, когда двигатели переставлялись и эксплуатировались на других автомобилях, из-за того, что оставались в рабочем состоянии, в отличие от самого транспортного средства (кузов сгнивал раньше).

Правила:

• Заправляться качественным топливом и маслом
• Хорошенько прогревать мотор перед поездкой
• Контролировать процесс охлаждения
• Своевременно проводить качественное техническое обслуживание агрегата

ВАЖНО: для установки турбокомпрессора, необходимо обязательное переоформление документов в органах ГИБДД

Если говорить о популярности, то можно отметить, что атмодвигатели до сих пор стоят на первом месте. Спрос на них выше, т. к. они давно и прочно зарекомендовали себя, как надежные и простые в эксплуатации. Со стороны автодилеров предпочтение так же отдается атмосферникам, поскольку продавцы учитывают такие факторы, как:

• низкое качество горючего на заправках
• недостаточно квалифицированные специалисты по обслуживанию в тех сервисах

Салоны неохотно берут на себя обязательства по гарантийному ремонту автомобилей, оснащенных турбонаддувами, но и полностью исключить их реализацию невозможно.

Большинство производителей продолжают выпускать авто с простыми атмосферными двигателями, изредка включая в линейку модели с турбинами. На российских дорогах, в основном, представителями турбированных бензиновых автомобилей, выступают модели немецкого концерна VAG: Audi, Volkswagen, Skoda и т. д.

Таким образом, изучив положительные и отрицательные характеристики атмосферных и турбированных двигателей, можно отметить, что выбор между ними необходимо осуществлять на основании цели использования транспортного средства: для размеренной и спокойной езды достаточно надежного, массивного атмосферника. Для более динамичных поездок отлично подойдет двигатель, оснащенный турбонаддувом.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

Добавить комментарий

В начало страницы

Различия между двигателями без наддува и двигателями с турбонаддувом

Добавлено 24 июля 2020 г.
 Whitney Russell  различия между безнаддувными и турбированными двигателями , механика двигателя , наддув , безнаддувные двигатели , двигатели с турбонаддувом

Нет комментариев

Уменьшить размер шрифта
Увеличить размер шрифта
Размер текста
Распечатайте эту страницу

Отправить по электронной почте

Тип двигателя зависит от ваших предпочтений по производительности
_{Фото: Кевин П. через Pixabay}

Если вы сомневаетесь, нужен ли вам двигатель без наддува или с турбонаддувом, вы попали по адресу. Каждый из этих типов двигателей имеет свои сильные и слабые стороны. Вот краткий обзор этих двигателей, который поможет вам принять обоснованное решение при покупке следующего автомобиля.

Need for Speed: Найдите подходящий вам спортивный автомобиль Chevy

Без наддува

Одним из основных преимуществ атмосферного двигателя является отсутствие запаздывания перед достижением максимального крутящего момента. Это связано с тем, что единственными компонентами двигателя между воздушной камерой и камерой сгорания являются впускные клапаны, воздушный фильтр и корпус дроссельной заслонки. Таким образом, в целом безнаддувная мельница дает больше отклика за рулем, чем турбированная.

Еще одним важным преимуществом является то, что этот тип двигателя проще и дешевле в обслуживании. Это связано с его более простой конструкцией и тем, что он состоит из меньшего количества деталей.

Несмотря на эти две сильные стороны, безнаддувный двигатель, как правило, не может сравниться с двигателем с турбонаддувом, когда речь идет о топливной экономичности. Если это качество является главным приоритетом при покупке нового автомобиля, то лучшим выбором будет двигатель с турбонаддувом.

С турбонаддувом

Двигатель Corvette C8 с двойным турбонаддувом V8 — это сила, с которой приходится считаться. Отчасти эта способность экономить топливо, вероятно, связана с тем, что многие двигатели с турбонаддувом работают в паре с бесступенчатой ​​​​трансмиссией, что увеличивает их пробег на шоссе.

Другое дело, что двигатель с турбонаддувом изначально обеспечивает больший крутящий момент, чем двигатель без наддува. Тем не менее, изменение фаз газораспределения — это одна из технологий, которая может помочь увеличить номинальный крутящий момент безнаддувного двигателя.

Одним из недостатков двигателя с турбонаддувом является то, что его производительность может быть непредсказуемой по сравнению с двигателем без наддува. Если вы не привыкли к скачкам мощности, которыми славятся турбины, легко потерять немного тяги каждый раз, когда вы слишком сильно нажимаете на педаль.

Хотите узнать больше о механике транспортных средств? Расширьте свои знания о трансмиссиях PowerShift, а затем получите более глубокое представление о крутящем моменте двигателя.

Jumpstart Ваша следующая покупка: Оцените свою кредитную историю здесь -наследие Пуэрто-Рико). Когда она не занимается созданием контента, связанного с автомобилями, ее можно найти гоняющейся за самым удивительным малышом в мире, наблюдающей за тем, как ее «бобер» муж строит удивительные проекты по деревообработке, тусуется с двумя сумасшедшими собаками и навещает семью и друзей. Она также любит путешествовать, мастерить и смотреть исторические драмы, когда позволяет время. Смотрите другие статьи Уитни.

Генераторные двигатели: безнаддувные и турбонаддувные

Поскольку стандарты эффективности использования топлива и качества воздуха занимают центральное место почти в каждой конструкции двигателя, производители стремятся повысить эффективность и сократить выбросы.

С момента его разработки конструкторы двигателей внутреннего сгорания искали способы повышения производительности и мощности. Ранние конструкции 1800-х годов были основаны на изобретениях, относящихся к третьему и пятому векам, когда Римская империя использовала кривошипно-шатунный механизм для привода своих лесопилок. Эти же принципы были использованы в паровой машине, а затем и в двигателе внутреннего сгорания.

Турбокомпрессор, уходящий своими корнями в изобретение конца 19 века, является хорошим способом повысить эффективность и мощность генераторов.

Основные принципы работы двигателей

Большинство двигателей-генераторов работают по циклу, который включает четыре хода поршня — два вверх и два вниз.

Во время такта впуска поршень движется вниз по цилиндру и создает частичный вакуум. Впускной клапан открывается, и вакуум всасывает смесь паров топлива и воздуха. Ближе к нижнему такту впуска клапан закрывается.

Такт сжатия происходит, когда поршень движется вверх по цилиндру и сжимает топливно-воздушную смесь в верхней части цилиндра.

Рабочий ход начинается, когда поршень приближается к верхней части цилиндра. В этот момент топливо и воздух сильно сжаты. Топливо воспламеняется, и сдерживаемый взрыв рассчитан на достижение максимальной силы, когда поршень начинает свой последний ход вниз. Взрывная сила расширяющихся газов толкает поршень вниз.

Затраченная энергия выхлопных газов выталкивается из цилиндра через выпускной клапан, когда поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра в такте выпуска.

Когда поршень достигает верхней части цилиндра, выпускной клапан закрывается, и поршень начинает следующий цикл из четырех ходов.

Поршень прикреплен к коленчатому валу, который преобразует движение поршня вверх и вниз во вращательное движение. Это движение полезно для поворота механизмов, таких как переносные и резервные генераторы, или для движения автомобиля по дороге.

Естественное всасывание

Во время такта всасывания вакуум, создаваемый втягивающим поршнем, втягивает воздух в цилиндр. Двигатели с карбюратором распыляют топливо и добавляют его к воздуху, всасываемому во впускной коллектор, который доставляет его к цилиндрам. В двигателях с впрыском топлива топливо испаряется и впрыскивается в коллектор. Прямой впрыск делает еще один шаг вперед и впрыскивает топливо прямо в цилиндр.

Независимо от того, как топливо смешивается с воздухом, цилиндр по-прежнему зависит от атмосферного давления, чтобы нагнетать воздух в цилиндр. Изменения высоты и, следовательно, давления воздуха могут сильно повлиять на то, сколько воздуха должен работать двигатель.

Вот почему с увеличением высоты мощность двигателя уменьшается. Большинство производителей генераторов указывают компромисс мощности на больших высотах.

Топливно-воздушная смесь тщательно сбалансирована. Добавьте слишком много топлива (слишком богатого), и оно не сгорит полностью, потому что в нем недостаточно кислорода для каждой молекулы топлива. Результатом является выхлоп топлива, которое не сгорело. Добавьте слишком мало топлива (слишком бедную смесь), и двигатель будет использовать больше накопленной энергии для выполнения четырехтактных циклов.

Турбокомпрессор

Вид в разрезе показывает турбину с приводом от выхлопных газов. Обратите внимание на каплевидные сопла, направляющие струю горячего выхлопа на вращение турбины. Нажмите, чтобы увеличить изображение. (фото Дмитрия Ко)

Один из способов увеличить мощность во время рабочего такта — сжигать больше топлива. Простого добавления топлива недостаточно, потому что количество воздуха также должно увеличиваться, что ограничено атмосферным давлением. Повышение давления воздуха увеличивает давление в цилиндре, что позволяет увеличить количество добавляемого в смесь топлива.

Турбокомпрессор работает на выхлопе высокого давления, выходящем из двигателя. Выхлоп все еще расширяется и имеет значительную энергию в виде тепла и скорости. Турбокомпрессор использует эту энергию, которая в противном случае тратится впустую, тем самым повышая эффективность двигателя и одновременно увеличивая мощность.

Это работает так. Когда выхлопные газы выходят из цилиндров в выпускной коллектор, поток горячих выхлопных газов вращает турбину. Турбина соединяется со второй турбиной, которая вращается в воздухозаборнике и сжимает воздух перед поступлением в цилиндры. Турбокомпрессор собирает энергию, которая в противном случае была бы потрачена впустую.

Доохладители необходимы для двигателей, оснащенных турбонагнетателями. Процесс сжатия воздуха нагревает его, делая менее плотным и снижая КПД двигателя с турбонаддувом. Доохладитель отводит тепло и делает воздух более плотным, повышая эффективность.

Двигатели с турбонаддувом идеально подходят для использования в генераторах, поскольку они эффективны и потребляют очень мало энергии от вращающегося двигателя, в отличие от нагнетателя.