Какой двигатель лучше ― атмосферник или турбированный? — журнал За рулем
Прошли времена, когда малообъемный двигатель с турбонаддувом был сомнительным выбором. В прошлом также остались и все претензии к такой технике.
6 фраз, из-за которых инспектор ГИБДД потеряет к вам интересСреди автовладельцев бытует мнение, что:
- Турбина ― ненадежный агрегат.
- Турбированный двигатель имеет сложное устройство.
- Турбонаддув приводит к повышенному расходу масла.
- Турбодвигатель долго греется.
Разбираемся, что из этого является правдой, на примере популярных моторов VW и Ford.
Один из самых популярных турбомоторов на нашем рынке – фольксвагеновский ЕА211 рабочим объемом 1,4 литра.Как не загубить двигатель некачественным масломСамая забавная реклама автомобилей в истории (+опрос)Юбилей «За рулем»: Нам 95 лет!Все проблемы (и решения) двигателя 1.6 Lada, Nissan и RenaultВ свое время много вопросов возникало к малолитражным (1,2 и 1,4 л) турбодвигателям Volkswagen серий САХ и CBZ.
1. Первая причина ― это то, что для малообъемных двигателей не рекомендуется надолго загонять стрелку тахометра в красный сектор. Особенно нежелательно давать такую нагрузку непрогретому двигателю. Прогрев турбированного двигателя до рабочей температуры требует больше времени. Именно резкое повышение оборотов на холодную приводит к быстрому износу деталей.
2. Вторая причина в размерах деталей ГРМ и кривошипно-шатунного механизма. Чем они меньше, тем быстрее изнашиваются.
В чем конструктивная разница?
Если же говорить о сложности конструкции, то некоторые современные атмосферники по этой части не уступают турбированным моторам. Изменяемые впускные тракты, непосредственный впрыск, регулировка фаз газораспределения, сильно облегченные детали КШМ — все это встречается и на двигателях без турбонаддува. Так что единственным серьезным конструктивным отличием остается сам наддув.
Насколько надежны турбомоторы?
Ненадежными можно назвать, например, первые фольксвагеновские турбодвигатели, выпускавшиеся в позапрошлом десятилетии. С тех пор их надежность заметно выросла. Такая же ситуация и с турбированным двигателем EcoBoost от концерна Ford. Тем не менее ресурс старых атмосферников из 90-х не идет ни в какое сравнение с современными турбоагрегатами.
Сколько греть турбодвигатель?
Суперинтересный телеграм-канал про автомобили — подписаться!Самый простой способ сократить время прогрева – использовать дополнительный электронагреватель. Но в двигателе ЕА211 инженеры решили вопрос иначе: выпускной коллектор встроили в головку блока цилиндров. В результате сократилось время прогрева двигателя и увеличилось количество тепла, отдаваемого в салон.
Какой автомобиль лучше разгоняется?
С учетом одинаковой мощности автомобиль с турбонаддувом при разгоне всегда оставляет позади своего собрата с атмосферником.
Любой автовладелец, проводивший такой эксперимент, сможет это подтвердить.
Чем турбированный двигатель лучше атмосферного?
График внизу отображает внешнюю скоростную характеристику двигателя ЕА211 от Volkswagen. Отличная динамика разгона турбированного автомобиля взаимосвязана с широкой полкой максимального крутящего момента. Причем уже с 1500 об/мин.
Внешняя скоростная характеристика фольксвагеновского двигателя ЕА211.Это сравнительная характеристика атмосферного двигателя. Обратите внимание на то, при каких оборотах достигаются максимальные мощность и крутящий момент. Диапазон будет смещен в сторону больших оборотов.
Внешняя скоростная характеристика атмосферного мотора.***
5 простых способов продлить срок службы мотораНадежность современных турбированных двигателей в значительной степени выше, чем у первых турбоагрегатов. Подтверждением тому может служить наш редакционный Фольксваген Golf VII, на котором мы без серьезных проблем с мотором проехали уже более 130 000 км.
Недостатки турбомоторов
Главными же недостатками турбированных двигателей остались повышенный расход масла и низкая теплоотдача. Причина первой проблемы кроется в особенностях конструкции таких моторов, а вторая проблема решается за счет использования дополнительных электронагревателей или благодаря интегрированному в ГБЦ выпускному коллектору.
- «За рулем» можно смотреть на YouTube
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!
За рулем в ДзенТурбина или атмосферник, что лучше? Выбираем двигатель правильно!
Перед покупкой автомобиля каждый из нас предстает перед массой дилемм, необходимо выбирать между производителями, марками и моделями автомобилей, различными комплектациями, и самое главное, между силовыми агрегатами. Распространенный вопрос: «Что лучше, дизель или бензин?», по популярности может конкурировать разве что с вопросом: «Что лучше выбрать, турбину или атмосферник?».
Сегодня в нашей рубрике постоянных дилемм мы поднимем актуальный вопрос о том, автомобиль с каким двигателем лучше покупать — атмосферник или турбированный, поговорим о преимуществах и недостатках каждого из них для того, чтобы ваш выбор был более простым и правильным.
Прежде всего необходимо уяснить один важный момент, дело в том, что нельзя сказать однозначно, что лучше турбина или атмосферник, и тот и другой имеет свои «плюсы» и «минусы». Итак, давайте по порядку…
Преимущества и недостатки атмосферного двигателя
Первым делом для тех, кто не в курсе я расскажу, что такое атмосферник. Атмосферником принято называть обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который использует для образования топливно-воздушной смеси воздух из карбюратора или инжектора (1 часть бензина к 14 частям воздуха). С появлением турбомоторов выбор автомобиля усложнился, поскольку водители начали все больше «соблазняться» более мощными турбированными агрегатами, отдавая им предпочтение перед обычными ДВС. Однако есть также и те, кто все же не решается покупать турбину ввиду отсутствия знаний или опыта эксплуатации этого двигателя.
Сможем ли мы и дальше покупать атмосферники в России?
Многие могут задать закономерный вопрос — зачем вообще рассматривать сравнение этих вариантов моторов? Кто хочет, пусть покупает турбомоторы, а все остальные будут довольны своими атмосферными агрегатами.
Но мир приходит к тому, что двигатели в их прежнем виде не могут существовать. Они загрязняют природу и становятся причиной проблем с экологией. Вот причины, по которым атмосферные двигатели доживают свой век:
- расход топлива даже на небольших таких моторах превышает 8-9 литров в городском режиме, что становится большой проблемой в плане выбросов CO2 в окружающую среду;
- расход станет еще одной проблемой — люди будут постепенно переходить на более экономически привлекательные технологии, экономить деньги и покупать эффективную технику;
- во всем мире сегодня растет спрос именно на эффективные турбодвигатели, нет никакого шанса возврата симпатий снова к устаревшим технологиям, которые не слишком радуют характеристиками;
- мощность с турбиной растет, вы можете выжать максимум даже с 1-литрового мотора, установленного на кроссовере, а расход топлива при этом будет очень даже приемлемым для такого авто;
- даунсайзинг неизбежен, вряд ли моторы на 3 литра все еще будут популярны через несколько лет, даже владельцы дорогих внедорожников отказываются от таких агрегатов.
Мир стремится к экономии, этот тренд уже на развернуть. Именно поэтому назрела необходимость рассматривать турбодвигатели в качестве альтернативы традиционным безнаддувным вариантам. Тем более, у турбин есть свои неоспоримые преимущества, которые сегодня становятся все более важными. Конечно, турбины также оказываются менее долговечными и надежными, но нам придется менять свои обычные устои владения транспортом.
Предлагаем посмотреть видео о турбодвигателях:
Атмосферный двигатель: преимущества
Явных преимуществ у атмосферника — три, какие именно читайте дальше.
Большой моторесурс, то есть длительный срок эксплуатации. Практика показывает, что атмосферники очень стойки к износу, они долго «ходят» и речь даже не о нескольких десятках тысяч, а о сотнях тысяч километров, которые без труда «откатывают» как бензиновые так и дизельные агрегаты. История помнит случаи когда некоторые атмосферники американского происхождения «служили» своим хозяевам правдой и верой по 400, а иногда 500 тысяч километров без необходимости капитального ремонта, при условии правильной эксплуатации двигателя и ухода за ним.
Бывали случаи когда «родной» кузов сгнивал, а мотор переставляли донору, после чего он без проблем переживал еще и «неродной» кузов.
Безотказность и простота эксплуатации. Несмотря на рекордные моторесурсы, устройство у атмосферника относительно простое, кроме того они менее требовательны к качеству топлива и моторного масла. Атмосферный ДВС нормально уживается с даже очень паршивым топливом, которое у нас уже не вызывает нареканий. Возможны, конечно, перебои в работе, в случае если вы регулярно будете заливать бодягу в бак своего «железного коня», однако даже в случае его неисправности, вернуть к жизни мотор такого класса будет намного проще и дешевле чем турбированный аналог.
Высокая степень ремонтопригодности. За счет простоты конструкции атмосферники прекрасно ремонтируются даже в домашних условиях, если же вы обратитесь в сервис, то стоимость ремонта атмосферника вам обойдется в разы дешевле, чем ремонт аналогичной неисправности турбированного двигателя.
Какие атмосферники надежнее всего в России?
Прежде чем защищать двигатели без турбонаддува, стоит посмотреть на самые популярные варианты таких агрегатов на рынке. Бесспорно, лидером по продажам окажется линейка моторов Lada, так как именно эти авто занимают первые строчки по общим продажам. Но говорить о надежности даже нового 1.8-литрового атмосферника не приходится. Всяческих проблем с агрегатом вполне хватает. Вот еще несколько агрегатов, которые можно назвать эталонными современными атмосферными моторами:
- 1.6 MPI 110 л.с. на автомобилях Volkswagen и Skoda. Этот мотор собирается в России по лицензии, олицетворяет целую эпоху атмосферников MPI и является одним из самых надежных двигателей на рынке.
- 1.4 100 л.с. Hyundai. Двигатель устанавливается на Solaris и отлично показывается себя в нескольких моделях KIA. Мотор слаженно работает с автоматом и механикой, практически не ломается, но несколько слаб.
- 1.33 99 л.с. Toyota. Этот мотор уже получил несколько серьезных изменений конструкции, но продолжает использоваться в городских версиях автомобилей. Агрегат отлично зарекомендовал себя в Corolla.
- 1.6 122 л.с. Toyota. Еще один популярный атмосферник, который также устанавливается на Corolla и Auris, прекрасно служит, выдерживает даже очень сильные нагрузки и практически не ломается.
- 1.6 110 л.с. Renault. Этот мотор совершенно отличается от всех представителей линейки, очень хорошо служит на нескольких моделях концерна. С мотором практически нет проблем, в отличии от турбированных вариантов от компании.
Агрегат отлично зарекомендовал себя в Corolla.Как видите, практически все двигатели обладают действительно значительной надежностью и хорошими отзывами. Ладовские агрегаты 1.6 и 1.8 также неплохо работают, если их вовремя и качественно обслуживать. Конечно, они вызывают больше проблем, но в ремонте данные двигатели стоят очень недорого. И это дает свои преимущества. Отремонтировать даже атмосферный агрегат, но европейский, будет стоить в несколько раз дороже.
Преимущества и недостатки турбированного двигателя
Турбированный двигатель впервые увидел мир в 905 году, а на «легковушки» турбины стали устанавливать только в середине 20-го века.
Принцип двигателя оснащенного турбиной заключается в том, что турбина рационально использует выхлоп автомобиля, посредством которого происходит нагнетание дополнительного воздуха в цилиндры, который способствует лучшему сгоранию топливно-воздушной смеси. Как вы знаете, чем больше воздуха, тем лучше будет гореть, по тому же принципу устроен и турбомотор, турбина под высоким давлением нагнетает воздух в цилиндры, благодаря чему сгорание топливной смеси происходит с большим КПД, в результате двигатель получает больше мощности минимум на 10%.
Актуально: Как проверить турбину дизельного двигателя? Диагностика неисправностей в домашних условиях
Выбор турбины. Турбины ТКР
Турбины произведённые в России и странах СНГ имеют обозначение — ТКР. Существует несколько типов, которые отличаются размерами и производительностью, а так же КПД от 43 до 77%. Они используются на дизельных двигателях разной мощности, серийное применение на бензиновых двигателях данных турбин пока отсутствует.
Возможно ли применение турбин ТКР на бензиновых двигателях?
Да возможно. Не сгорят ли лопасти турбины, предназначенной для дизельных двигателей, на бензиновом моторе, ведь температура горения бензина выше чем солярки? Случаев сгорания лопастей турбины от дизеля на бензиновом двигателе в практике не обнаружено. Температура выхлопных газов прежде всего отдаётся поршням, клапанам, блоку цилинров, выпускному коллектору, и только потом — турбине.
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.
Турбины Garrett
Широкое распространение в использовании на серийных дизельных и бензиновых двигателях получили турбины Garrett, которые производятся на 14 заводах по всему миру. Они так же активно используются в автоспорте и тюнинге. Имеются турбины Garrett не только с подшипниками скольжения (бронзовые втулки) как на ТКР, но и с шарикоподшипниками, которые имеют обозначение с буквой «R», например GT42R. Шарикоподшипники менее чувствительны к масляному голоданию, повышенным оборотам, имеют меньшее трение, и соответственно быстрее раскручиваются. Так же имеются турбины с каналом для охлаждения подшипника с помощью охлаждающей жидкости, что благоприятно сказавается на их сроке службы.
Подводим итоги
Качественное оборудование на вашей машине оказывается важнейшим фактором. Необходимо, чтобы транспорт мог надежно доехать до нужного места, не подводил вас в сложных условиях и давал лучшие варианты эксплуатации. Сегодня к таким требованиям добавляется также экономичность и мощность, возможность эксплуатации в самых разных условиях.
Производители спешат разрабатывать новые технологии, которые бы успели за экологическими требованиями, а также удовлетворили бы очень требовательных покупателей, но не всегда это радует в итоге.
Современные турбированные моторы не столь плохие, как привыкли считать российские покупатели. Конечно, этот двигатель не прослужит 10 лет без поломок, он не сможет проехать 350 000 км, не потребовав серьезного ремонта. Но при этом за данный срок он сэкономит огромное количество денег на топливе, предложит вам быструю и динамичную поездку как на трассе, так и в режиме города. Так что у всего нового есть свои преимущества, которые очень важны в эксплуатации. А что вы думаете о современных турбированных моторах?
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 разработки конструкторы двигателей внутреннего сгорания искали способы повысить производительность и мощность.
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 двигателя
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. Двигатели генератора вращаются с фиксированной скоростью, что означает отсутствие задержки мощности при вращении турбонагнетателя.
Серия для учащихся: Разница между двигателем без наддува и двигателем с турбонаддувом
Двигатели на автомобиле — это то же самое, что дуговой реактор для костюма Железного человека Тони Старка.
Он помогает машине, обеспечивая энергию для движения, и, откровенно говоря, есть еще несколько сходств, которые мы можем заставить вас сосчитать, но не будем.
Сегодняшняя тема для обсуждения (типичная классная атмосфера) — разница между двигателем без наддува и двигателем с турбонаддувом, и мы бы хотели, чтобы вы придерживались того, почему вы здесь.
Двигатели без наддува
6,5-литровый атмосферный двигатель V12 от Lamborghini Aventador SVJ.Погуглите слово «устремление», и там написано: « Устремление — это действие или процесс вдоха. » Итак, что же такое безнаддувный двигатель? Что ж, это то, что мы здесь, чтобы выяснить.
Когда мы обычно говорим о безнаддувных двигателях, они обычно полагаются на атмосферное давление, чтобы дышать воздухом, и, наконец, смешивают его с топливом в камере сгорания, чтобы привести себя в действие. Так что в основном, как и любое другое живое существо, эти двигатели вдыхают воздух внутри без какой-либо дополнительной помощи со стороны окружающей среды.
Все еще сложно понять? Основа безнаддувного двигателя заключается в том, что он никогда не использует дополнительную помощь для собственного питания. Скорее эти силовые агрегаты забирают воздух из атмосферы и проталкивают его внутрь двигателя через впускной коллектор.
Двигатели с турбонаддувом
4,0-литровый двигатель Bi-Turbo от Mercedes-AMG.Человек-паук с серьезной суперсилой — вот как можно лучше всего объяснить двигатели с турбонаддувом. В отличие от безнаддувных двигателей, эти двигатели имеют дополнительный компонент, называемый турбокомпрессором. Что делает этот турбокомпрессор, так это то, что он сжимает воздух перед тем, как он попадет в камеру сгорания. Затем сжатый воздух поступает в камеру и смешивается с топливом, создавая более плотную смесь, что в конечном итоге приводит к увеличению мощности.
Работа двигателя с турбонаддувом, безусловно, сложна, но еще более сложным является его техническое обслуживание.
Во-первых, он требует большего ухода, а тепло, выделяемое при работе этого двигателя, больше, чем то, что мы видим на безнаддувном моторе.
Даже нагрузка, которую турбокомпрессор оказывает на компоненты двигателя, довольно высока, поэтому для повышения общего уровня устойчивости требуется прочная конструкция.
Безнаддувные двигатели против двигателей с турбонаддувом
Топливная эффективность и мощность
Многие ошибочно полагают, что топливная экономичность двигателя с турбонаддувом выше, чем у двигателя без наддува.
В реальном мире это не так. На самом деле, это лучше объяснить с точки зрения мощности. Допустим, общая мощность, предлагаемая 1,5-литровым безнаддувным двигателем и 1,0-литровым двигателем с турбонаддувом, одинакова, или последний дает более высокую мощность из-за наличия турбокомпрессора. Теперь, поскольку рабочий объем двигателя с турбонаддувом меньше, он может в целом обеспечить лучшую топливную экономичность.
Сложность
Дополнительный компонент поднимает сложность двигателя с турбонаддувом на новый уровень.