Турбированный двигатель: что это такое?

Вся информация о том, что лучше атмосферный или турбированный двигатель. Отличие, сравнительные характеристики, конструктивные особенности, плюсы и минусы

Недостатки турбированных моторов

Рассмотрим распространенные мнения по поводу надежности турбодвигателей.

  • Высокие требования к качеству топлива и масла;
  • Присутствует эффект «турбоямы»;
  • Перегрев турбонагнетателя;
  • Небольшой ресурс;
  • Повышенный расход ГСМ.

Чем различаются турбомотор и простой атмосферник? 2 плюса турбонаддува

Смотрю я, что многие автомобили нынче идут с турбированными моторами, причем это не только турбодизели, но и бензиновые агрегаты. Видимо, есть у таких моторов какой-то плюс, раз их ставят под капоты транспортных средств. Или плюсов не один, а много? Давайте разберемся, но сперва поймем, а чем же турбированный двигатель отличается от атмосферного, вдруг уважаемый читатель еще не совсем понимает суть дела.

Атмосферный двигатель засасывает воздух в свои цилиндры под воздействием разрежения. Оно появляется, когда поршень идет в направлении нижней мертвой точки. Чаще всего внутри цилиндра на момент конца спуска давление меньше, чем в атмосфере. Помним, что ветер дует в зону низкого давления из зоны давления высокого – вот воздух у нас и пошел в цилиндры, повинуясь этому нехитрому закону. Вот с этой порцией воздуха и реализуется рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

В цилиндры надувного мотора идет воздух, который предварительно сжат компрессором до нужного давления. Так что воздуха в такой агрегат попадет существенно больше, нежели в простой атмосферник. Это уже не свободное, а нагнетаемое всасывание получается. Чем больше воздуха, тем больше и кислорода, а чем больше кислорода за единицу времени войдет в мотор, тем больше топлива может быть сожжено за эту самую единицу времени.

В итоге турбированный мотор при том же объеме мощнее атмосферного или компактнее пари большей мощности.

Вот только воздух внутри компрессора нагревается, а его надо охладить. Не беда – эта задача возлагается на интеркулер, присутствующий в конструкции. Компрессоры существуют разные – одни работают от коленвала, другие являются волновыми обменниками давления, но все же двигатель с турбонаддувом плюсы имеет явные по сравнению с перечисленными конструкциями. Говоря о том, что такое турбонаддув, буду краток: тут задействована энергия выхлопных газов.

Газы вращают центростремительную турбину, а на одном с ней валу вращается колесо центробежного компрессора – оно и сжимает воздух перед отправкой в нутро цилиндров. Естественно, наддувный мотор конструктивно сложнее атмосферного, а потому. давайте по порядку.

Пройдемся по положительным качествам двигателя с турбонаддувом:

1. Крутящий момент просто превосходный! Разгон ведь при любой трансмиссии зависит от того, насколько быстро силовой агрегат раскрутится с холостого хода до оборотов, на которых развивается максимальная мощность. Мощность, как знаем, является пропорциональной произведению оборотов коленвала на показатель крутящего момента. Вот почему нужно как можно больше крутящего момента на низких оборотах.

Проектируют надувные моторы так, чтобы компрессор «очень рано» давал весьма большое давление наддува, пока коленвал еще вращается на небольших оборотах. В итоге обороты небольшие, а крутящий момент уже приличный. Делать момент еще больше чревато существенными повреждениями мотора из-за нагрузок на детали.

Чтобы такого не произошло, начинает работать перепускной клапан, уводящий часть выхлопных газов мимо турбины. Так ограничивается производительность турбокомпрессора, и кривая линия крутящего момента переходит в горизонтальную полку.Вот за что любят турбомоторы особо активные водители.

2. Малый расход горючего – в атмосферном двигателя энергия выхлопных газов не используется, они уходят в трубу. В надувном моторе и температура, и давление газов рационально используются. Эта энергия благодаря работе турбины не улетает зря, а используется для движения. Но это верно для спокойной манеры движения.

Но есть еще и минусы мотора с турбиной. О них мы расскажем чуть позже, а вы пока подписывайтесь на канал, проставляйте лайки, а также печатайте комментарии по рассмотренной теме. С уважением и до новых текстов!

Источник

Принцип работы четырехтактного двигателя

Кратко напомним, как работает бензиновый двигатель:

  • Воздушно-топливная смесь через впускной клапан поступает в цилиндр.
  • Затем происходит ее сжатие и воспламенение при помощи свечи зажигания.
  • После воспламенения энергия так называемого «микровзрыва» передается на поршень.
  • Затем газы, образовавшиеся вследствие сгорания смеси, отводятся через выпускной клапан.

Четырехтактный двигатель

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.

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.

Турбированный двигатель: что это такое?
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.

Необходимые элементы для установки турбины

На установку турбины решаются водители, которым не хватает мощности на своем авто. Благодаря турбированию атмосферного двигателя автомобиль становится более экономичным, поскольку мощность мотора возрастает, а объем остается неизменным. Так, после установки турбины на двигатель мощностью 1,4 литра, автомобиль ведет себя, как если бы у него стоял мотор 1,8 литра.

Однако к вопросу надо подходить с осторожностью, поскольку при техническом усовершенствовании автомобиля затрагиваются многие его важные части, применяются дополнительные запчасти.

Вот перечень основных деталей, которые потребуются при установке турбины:

  • непосредственно сама турбина;
  • выпускной коллектор;
  • интеркулер, чтобы охлаждать воздух;
  • магистраль подачи воздуха, которую делают из алюминиевых трубок или нержавейки;
  • силиконовые патрубки для соединения трубок;
  • трубки под подачу охлаждающей жидкости и масла;
  • труба от выхода турбины до глушителя (называется пайп или даун-пайп);
  • форсунки высокой продуктивности;
  • электроника, которая будет контролировать подачу топлива.

Работа вигателя с турбонадувом

Вместо обычного коллектора, нужен турбоколлектор, через который будут проходить выхлопные газы и направляться в турбину.

Коллектор должен быть прочным, толстостенным, поэтому лучше всего сделать его в автомастерской, а не заказывать дешевый вариант в интернет-магазине. Сварка должна быть качественной, чтобы коллектор не треснул, а окалина не попала в турбину.

Чтобы турбина не перегревалась, устанавливают охлаждающую систему. В пайп надо будет встроить датчик лямбда-зонда (датчик кислорода).

Обороты крыльчатки турбины очень высокие. Чтобы она не вышла из строя, надо подвести масло, которое будет поступать из двигателя. Для сбрасывания лишнего давления нужен специальный клапан (блоу-офф).

Немного истории

Готтлиб Даймлер, один из создателей первого двигателя внутреннего сгорания, экспериментировал с нагнетателем, приводимым от коленвала, ещe в 1885 году. Несколькими годами позже Луи Рено — отец одноимeнной марки автомобилей — получил патент на аналогичную конструкцию для ДВС в 1902-м. Причeм само устройство для промышленного применения братья Рутс изобрели ещe в 1859-м.

Примерно тогда же опыты с турбиной, работающей от выхлопных газов, ставил швейцарец Альфред Бюши. Именно ему приписывают создание турбонаддува, функционирующего по такому принципу, в 1905 году. Правда, установить истинного первого изобретателя сейчас сложно, ведь Бюши лишь получил патент.

Мировую же известность механическим нагнетателям принесла компания Mercedes-Benz, которая стала устанавливать наддувные компрессоры в конце 20-х годов сначала на гоночные, а начиная с 30-х и на серийные машины.

Из Германии мода на наддувные машины перекинулась на Голливуд, а оттуда на весь мир. Золотой век немецких «компрессоров» закончился одновременно с началом Второй мировой войны. Основное применение компрессоров в военное время пришлось на авиацию: наддув использовался для компенсации недостатка кислорода на больших высотах.

Сразу после Второй мировой войны использование компрессоров продолжилось в основном на моторах Формулы-1. Турбонаддува на гражданских машинах автопроизводители побаивались из-за детонации возросшего давления и температуры. Технологии производства подшипников оставляли желать лучшего, охлаждение и смазка тоже была малоэффективной, из-за этого турбины быстро приходили в негодность.

Окончательно и бесповоротно на путь «турбинификации» мировые производители встали после топливного кризиса конца 70-х.

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.

Турбированный двигатель: что это такое?
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.

На сколько это критично в сравнении с атмосферниками

Качество топлива

Производители, да и по собственному опыту знаю, рекомендуют заливать бензин не ниже 98. Это связано с возникновением детонации в камерах сгорания, что негативно скажется на ресурсе силового агрегата и турбины. Тем более, что качество топлива в регионах не то что хромает, а спотыкается на обе ноги.

Низкое качество топлива на отечественных заправках может убить турбомотор

Низкое качество топлива на отечественных заправках может убить турбомотор

Да, это особенность турбомоторов за которое нужно платить хорошим бензином.

Но есть выход. Чтобы не зависеть от бензина, можно установить на турбированные моторы газовое оборудование. Оно даст не только экономию при заправке газом, но и сохранит прежние мощностные характеристики ДВС. Вы не привязаны к «брендовым» заправкам, а газовое топливо редко «бодяжат».

Да, нужно будет потратиться один раз на покупку и монтаж ГБО, но в течение года оно может окупиться, если ездите каждый день.

Используемое масло

Здесь ничего страшного нет. Каждый автовладелец, который любит свой автомобиль, не будет покупать дешевое масло для своего любимого железного коня. Да, есть определенные требования. Но они актуальны не только для турбированных двигателей, но и атмосферных.

Соблюдаем допуски, покупаем только оригинал высокого качества. Пользуемся рекомендациями автопроизводителей и меняем масло один раз в 5-7 тысяч километров. И с вашей турбиной ничего не случится.

Турбояма

Эффект турбоямы отпугивает от турбомоторов

Эффект турбоямы отпугивает от турбомоторов

Это кратковременная потеря мощности при резком нажатии на педаль газа на маленькой скорости. Нужно быстро ускориться с низких оборотов ДВС, нажимаете газ в пол и машина «тупит». Это связано с особенностями конструкции турбонагнетателя. Ему нужны средние обороты двигателя, чтобы полноценно включится в работу.

На современных автомобилях этот негативный эффект минимизирован. В конструкцию силового агрегата добавляют еще одну турбину, чтобы она успевала «раскручиваться» на маленьких оборотах мотора – битурбированные движки.

Чтобы не громоздить еще один агрегат, ставят турбину с изменяемой геометрией. В этом случае компьютер контролирует угол поворота лопастей, чтобы они сильнее крутились при малых скоростях выхлопных газов.

В некоторых машинах можно наблюдать тандем турбины и компрессора. Первая работает на средних и высоких оборотах, второй – на низких. Таким образом нивелируется эффект турбоямы.

Перегрев

Турбонагнетатель сильно нагревается, ему нужно дать время остыть. Из-за своей конструкции и принципа работы во время движения турбина сильно греется. Если после поездки заглушить мотор, то вероятность выхода из строя её подшипников увеличивается.

Вот так может разогреться турбина при интенсивной езде

Вот так может разогреться турбина при интенсивной езде

Да, такая особенность турбомоторов есть. Рекомендуется оставить двигатель работать на холостых оборотах 1-2 минуты, чтобы масло смогло остудить подшипник.

Чтобы не ждать, а пойти по своим делам, многие владельцы турбомоторов устанавливают турботаймер. Это устройство автоматически выключит зажигание и заглушит мотор через определенное время. Вам не нужно ожидать, вытаскиваем ключ, закрываем машину и уходим. Это устройство все сделает за вас.

По-поводу ресурса турбоагрегатов

Это спорный вопрос. Если не ухаживать за «атмосферником», то он тоже более 100 тысяч не протянет. Да, срок эксплуатации ниже, но это замечалось за двигателями прошлых поколений. На сегодняшнее время они стали более совершенными, многие могут дать фору атмосферным ДВС. Сравните корейские моторы на Спортаже, не все смогут «перевалить» без капиталки за 100 тыс.

Кроме этого, инженеры атмосферных двигателей также загнаны в рамки экологических норм. Поэтому они вынуждены придумывать технологии, уменьшающие расход топлива и сокращающие выбросы.

Кто сказал, что MPI-технология, GDI, клапана ЕГР и так далее – это супер надежно? – Это не те простые как молоток атмосферники, которые выпускались 15-20 лет назад. Каждая технологий, используемая в современном силовом агрегате требует повышенного внимания, стоимость обслуживания немаленькая, а ремонта тем более.

Расход масла

Я всегда говорю, и будут повторять: «Исправный турбонагнетатель никогда не будет «жрать» масло». Если ему уже приходит конец, владелец не следил за ним, то масло будет лететь с подшипника как наружу, так и во впускной, так и выпускной коллектора.

Многие атмосферники могут похвастаться немаленьким масленым аппетитом, например некоторые модели двигателей Фольксваген и не только.

Расход топлива

В этом случае нужно сравнивать с одинаковыми по мощностями образцами. Например, атмосферный мотор на 150 лошадиных сил и турбированный с таким же табуном лошадей под капотом. В первом случае расход бензина будет в районе 9-10 литров на сотню, а у турбомотора – 6-7 литров. Делайте сами выводы.

Чтобы обвинить турбированные моторы в прожорливости, их противники делают сравнение с такими же по объему атмосферными силовыми агрегатами, мощность которых в несколько раз меньше.

Например, 1,4 атмосферник – 4-6 литров, турбо объемом 1,4 – 6-7 литров. Конечно, цифры не говорят в пользу турбин, но крутящий момент и мощность то разные. В первом случае 80 л.с. против 150. С чем вы быстрее доедите до пункта назначения? А как насчет трассы? – взять на обгон грузовик сможете, если только впереди будет ГАЗон 70-х годов выпуска.

Плюсы и минусы атмосферных моторов

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 мотор

Естественно, как и любой технический агрегат, атмосферный мотор имеет свои недостатки (по сравнению с турбированными аналогами):

  • Меньшую (на 30÷50%) мощность при одинаковом объеме двигателя.
  • Большие вес и габариты.
  • Более низкую экологичность.
  • Меньшие динамические показатели.

Недостатки турбодвигателя

В отличие от атмосферного двигателя, турбодвигатель очень привередлив к качеству потребляемого горючего. Если не контролировать этот вопрос, то турбина очень скоро может выйти из строя. Кроме того, из-за специфики конструкции двигатели с турбонаддувом следует прогревать в любое время года.

Этот тип силовых агрегатов нуждается в особой заботе в вопросах использования смазочных материалов. Обычные минеральные и синтетические масла категорически запрещается заливать в двигатель с турбиной. Для них предназначаются специальные виды масел, которые достаточно дорого стоят. Кроме того, как отмечают специалисты автосервиса Favorit Motors, замена масла рекомендуется каждые 10 тысяч километров (при эксплуатации в городских условиях).

Достоинства

  1. Хорошая динамик разгона при малых объемах ДВС;
  2. Себестоимость заправки одной лошадиной силы в турбированных моторах ниже, чем тех же лошадей в «атмосфернике»;
  3. 3. При тех же мощностях турбодвигатели меньше и легче. А если убрать из конструкции авто 50 кг вес – это экономит до 1 литра топлива на 100 километров.

Какой двигатель лучше?

Остается определиться, какой двигатель выбрать. Здесь однозначного ответа нет.

Если касательно мощности и динамики, то первый вариант выглядит более предпочтительно. Но с турбированным двигателем необходимо быть готовым к максимальным затратам – на качественный бензин, масло и эксплуатацию.

В свою очередь, атмосферный мотор менее прихотливый и требовательный, поэтому подойдет для людей с меньшим бюджетом.

Атмосферный или турбированный двигатель, что выбрать?

Прогресс не стоит на месте и доля турбированных моторов в общем числе проданных машин растет довольно стремительно. Многие производители стараются переводить свои модели на менее объемные, наддувные движки. К сожалению, это не всегда означает, что автомобиль станет динамичнее и веселее ехать. Большинство новых бюджетных автомобилей оснащают «пакетиком сока» с небольшой улиткой (турбиной), которая делает машину экологичнее, но не особо быстрее. Так что же на самом деле лучше. Атмосферный мотор оптимального объема или же новый турбированный двигатель? Давайте перечислим все положительные и отрицательные качества двух этих типов ДВС.

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.

Турбированный и атмосферный моторы

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.

Турбированный двигатель

КПД. Без лишних слов, КПД у турбированных моторов на две головы выше, а то и на три. Все мы уже давно знаем, какую невероятную мощность может выдавать всего лишь двухлитровый мотор, оснащенный современной, высокопроизводительной турбиной. Даже десятилетние V12 5-6 литровые моторы оказываются, если и мощнее, то не на много. Кроме того, даже равный по лошадиным силам атмосферному, турбированный двигатель всегда будет обладать большим крутящим моментом, что несомненно покажет его более производительным.

Топливная экономичность. Турбированный двигатель, за счет обогащения смеси кислородом, расходует меньше бензина. Да, КПД выше, а расход меньше. Добро пожаловать в новую эру двигателей (которую скоро сменит эра электрических моторов и гибридов, но это не точно).

Экологичность. Турбо-моторы, за счет того же состава топливной смеси, выделяют гораздо меньше вредных выбросов. На самом деле, это одна из самых веских причин повсеместного перехода на турбированные двигатели.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...