Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что лучше двигатель с турбонаддувом или без

Двигатель с турбонаддувом — «за» и «против»

Виды двигателей и их принципиальная разница

Основных видов двигателей всего два: атмосферные и с турбиной. Принципиальная разница между ними заключается в способе поступления воздуха в двигатель. Атмосферный агрегат работает строго в соответствии с законами физики: направляясь вниз, поршень затягивает воздух, т.е. обеспечивает самостоятельное поступление воздуха в места более низкого давления. В турбированных двигателях помимо естественной разницы в давлении, искусственно создается принудительный наддув путем установки «вентилятора» на впуске.

Немного истории

Турбонаддув является одним из методов агрегатного наддува. Основным элементов турбонаддува является турбокомпрессор, реже турбонагнетатель.

Разработка турбокомпрессора проводилась в 80е-90е годы XIX столетия, в это же время были построены и первые образцы моторов внутреннего сгорания. В самом начале XX века впервые было проведено нагнетание с помощью отработавших газов, что позволило увеличить мощность на 120%, а это, в свою очередь, послужило толчком для более активного исследования, развития и внедрения в жизнь турботехнологий. Помимо этого, в 1911 гг. инженер из Швейцарии Альфред Бюхи зарегистрировал патент на принцип турбонаддува.

Первыми турбокомпрессоры стали использовать производители грузовиков, затем их поставили на спортивные машины и только в 1977 году впервые установили двигатель с турбокомпрессором на выпущенный с конвейера автомобиль «Saab», а в 1978 году турбокомпрессором впервые оснастили дизельный двигатель легкового «Mercedes-Benz».

Установка турбокомпрессора на авто с дизельным двигателем позволила не только повысить эффективность работы агрегата при сокращении расхода топлива, но и снизить коэффициент жаропрочности турбины благодаря более высокой (в сравнении с бензиновыми моторами) степени сжатия дизельных агрегатов, в результате чего турбины на дизельных автомобилях стали использовать все чаще.

Итак, зачем же нужен дополнительный наддув?

Все просто: чтобы увеличить мощность двигателя необходимо сжечь в нем большее количество топлива, а вот чтобы его выработать, надо подать в мотор большой объем воздуха. Добиться этого можно путем увеличения объема самого мотора либо увеличением объема сжигаемого топлива при прежних размерах двигателя.

Много лет конструкторы разрабатывали, усовершенствовали, модернизировали моторы именно за счет увеличения их объемов и наращивания числа цилиндров. В целом назвать данный способ развития неэффективным нельзя т.к. в результате этих работ были созданы авиационные двигатели класса W12 и V16, рабочий объем которых составлял более сотни литров, и автомобильные V8. Но дальнейшее развитие в усовершенствовании моторов за счет их объема стало нерациональным в связи с их большим весом.

После того, как увеличение размера самого мотора потеряло всякий смысл, пришло время подумать, каким еще способом можно увеличить объем сжигаемого топлива. Оказалось, что сделать это можно за счет принудительного нагнетания воздуха в цилиндры с помощью наддува.

Читать еще:  Что будет если в двигателе нарушен вакуума

Основных типа наддува всего 2

Для увеличения давления на впуске существует 2 основных способа: турбокомпрессор и механический нагнетатель.

Турбокомпрессор выглядит как сдвоенный корпус в виде улиток, принцип его работы — использование энергии выхлопных газов. Попробуем представить, как происходит нагнетание воздуха в турбокомпрессоре: в корпусе на одном валу вращаются 2 крыльчатки, одна из них раскручивается потоком отработавших газов, поступающих из выпускного коллектора, вторая же крутится за счета движения вала, цель второй крыльчатки – нагнать воздух во впускной коллектор.

На впуске механического нагнетателя используют воздушный насос (компрессор), который приводится в движение коленвалом двигателя. Минус в том, что агрегату на это приходится тратить часть своей мощности.

Есть ли минусы у наддувных моторов?

Как и у любого другого агрегата, у наддувных моторов есть свои плюсы и минусы.

Одним из минусов можно отметить работу двигателя при более высоких температурах и давлении, что приводит к более скорому изнашиванию, но нужно учитывать, что моторы с турбонаддувом производят с более высоким запасом прочности.

К минусу так же можно отнести и саму сложность конструкции наддувных моторов т.к. более сложный двигатель имеет большее количество датчиков, трубопроводов, нагревающихся мест, что увеличивает стоимость диагностики при выявлении неисправности, а также нахождение самой поломки.

Помимо этого, некоторые автовладельцы отмечали нестабильность тяги у турбодвигателей, но это касается старых машин и связано с так называемым «турболагом» (время, необходимое для раскрутки крыльчатки выхлопными газами), с новыми технологиями данная проблема была решена.

Таким образом, явным минусом бензинового двигателя с турбиной можно назвать только его срок службы, который составляет примерно 120-150 тыс. км., после чего автовладельцу придется выложить приличную сумму за ремонт.

Плюсы наддувных двигателей.

Разобравшись с минусами, давайте поговорим о плюсах.

Главные плюсы турбодвигателей представляют собой цели этих разработок, которые, безусловно, оправдали ожидания своих изобретателей: высокая мощность и низкий расход топлива.

Что касается мощности, то на серийных двигателях ее смогли увеличить от 20 до 100%, на спортивных в разы больше этих показателей.

Снижение расхода топлива обеспечено за счет меньшего рабочего объема турбомотора, что делает его легче. С помощью турбонаддува двигатель хорошо тянет с низов и на малых оборотах обеспечивает меньшее трение, чем снижает потерю энергии и увеличивает КПД. Нужно отметить, что экономия топлива достигается при небольших и средних скоростях.

Еще одним плюсом двигателей с турбиной является стабильность крутящего момента. Связано это с тем, что турбина управляется электроникой, что обеспечивает равномерное, полное наполнение цилиндра. Помимо этого, возможность подавать оптимальное количество воздуха для наиболее эффективного сгорания топлива позволяет создавать так называемую «полку» крутящего момента.

Быть или не быть?

Покупать или нет авто с турбодвигателем вопрос двоякий. С одной стороны, если вы планируете покупку новой машины, то лучше брать с турбомотором т.к. он будет иметь более высокую мощность и экономичность при других равных показателях, а при правильной эксплуатации ездить на нем можно будет достаточно долго. Если же вы планируете покупку подержанного авто, то обязательно надо смотреть состояние двигателя и пробег.

Читать еще:  406 двигатель инжектор не заводится не горит чек

Несмотря на то, что сегодня большинство машин, как в России, так и в Европе выпускаются с атмосферными двигателями, с уверенностью можно сказать, что будущее за турбомоторами.

Уровень масла

Рекомендаций по обслуживанию турбомоторов большое количество. Первая касается уровня смазки. Нужно непрерывно следить за ним, так как турбомотору масляное «голодание» грозит тяжелыми последствиями. Масло в турбинном двигателе играет огромную роль, оно обеспечивает эффективную работу подшипников и других важнейших агрегатов.

Любому понятно, что при падении уровня смазки и ее нехватке, подшипники требуемого количества ее не имеют, а значит, происходит быстрый износ, что приводит к поломке. Особенно тщательно следует контролировать наличие желательного уровня масла турбомотора, а при выяснении отклонения от нормы, это нужно исправить. Следует установить причины прожорливости и безотлагательно их устранить, так как возможна поломка маслонасоса или другого существенного элемента.

Атмосферный двигатель или турбированный

Рассмотрим основные отличия атмосферного ДВС от турбированного:

  • подача воздуха. В турбированный мотор воздух подается под давлением, атмосферный же тянет самостоятельно;
  • мотор с турбиной при меньшем объеме выдает большую мощность, нежели атмосферный, в котором действует принцип: больше объем – выше мощность;
  • расход топлива. На любом турбодвигателе (бензиновый, газовый, дизельный) расход будет меньше, чем на атмосферном ДВС такого же типа.

Многие водители задаются вопросом, какой двигатель лучше – атмосферный или турбонаддув. Единого мнения здесь нет, сколько водителей, столько и мнений. На самом деле, турбомотор – это мотор на любителя. Если вы готовы покупать дорогое масло, прогревать машину в любое время года и глушить только после нескольких минут на холостых оборотах, то турбодвигатель для вас. Безусловно, у каждого вида есть и преимущества, и недостатки, выбрать вид мотора можно, опираясь на достоинства каждого вида.

18 столетие – назад в будущее

Идея повышения наполнения цилиндров ДВС не новая. Она такая же старая, как и история самих двигателей внутреннего сгорания: оба «прародителя» современных двигателей, Г. Даймлер и Р. Дизель, выразительно представляли, что предварительное сжатие воздуха, который поступает в цилиндры, позволяет получить прибавку мощности. Более того, оба делали попытки применить наддув в конструкции своих двигателей.

Готтлиб Вильгельм Даймлер (Gottlieb Wilhelm Daimler) еще в 1885 году придумал, как подавать в двигатель больше воздуха. Идея умного швейцарца простая, как все гениальное. Как ветер вращает крылья мельницы, так и отработанные газы крутят колесо с лопатками. Разница только в том, что колесо это очень маленькое, а лопаток очень много.

Читать еще:  Время работы двигателя при смене караула не должно превышать

Турбина получает вращение от выхлопных газов, а соединенный с ней компрессор, работая как «вентилятор», нагнетает дополнительный воздух в цилиндры.

Однако, при существующем к тому времени развитии науки и техники, создать совершенную конструкцию не удалось. И это надолго отдалило идею турбонаддува.

Различия между ними

На вопрос: что лучше, атмосферный или турбированный двигатель лучше ответить после ознакомления, в чем их принципиальное отличие друг от друга. Первый вид двигателя (атмосферный) представляет собой классический ДВС (двигатель внутреннего сгорания), который за многие десятилетия использования не раз усовершенствовался и на данный момент является просто незаменимым.

Второй вид двигателя (турбированный) базируется на конструкции двигателя внутреннего сгорания, но с добавлением в его конструкцию специальной турбины, с помощью которой закачивается воздух. Такой тип конструкции существенно увеличивает лошадиные силы. Если, например, сравнить турбированный мотор объемом 1.3 литра и атмосферный объемом 1.8, то количество лошадиных сил будет примерно одинаково (140 лошадиных сил).

Принцип действия

Патрубок турбины соединен с выпускным коллектором. А компрессорный – с впускным. Как уже было замечено, турбокомпрессор приводится в действие за счет энергии отработанных газов. Они при попадании в турбину вращают ротор, отдавая тем самым энергию. Далее через приемную трубу газы попадают в выхлопную систему.

Колесо компрессора и «улитки» установлены на одном и том же валу. За счет вращения турбины компрессорное колесо всасывает воздух из воздушного фильтра и нагнетает его в камеры сгорания. В зависимости от уровня наддува устройство может повысить силу давления от 30% до 80%. При помощи этого двигатель с одним и тем же объемом может принимать смесь в больших количествах. Именно за счет этого мощность агрегата повышается от 20% до 50%. Выхлопные газы и их энергия в значительной мере повышают КПД мотора.

Применение турбонаддува в мировом машиностроении

На дворе двадцать первый век, и никто уже не гонится за тем, чтобы название его легкового автомобиля было с модной в веке ХХ-м приставкой «турбо». Никто и не верит более в «магическую силу турбины» для резкого ускорения автомобиля. Смысл применения и эффективность работы системы турбонаддува всё-таки не в этом.

Разумеется, наиболее эффективен турбонаддув при его использовании на двигателях тракторов и тяжёлых грузовиков. Он позволяет добавить мощности и крутящего момента без возникновения перерасхода топлива, что очень важно для экономических показателей эксплуатации техники. Там он и используется. Нашли своё широкое применение турбосистемы также на тепловозных и судовых дизелях. И это наиболее мощные из созданных человеком турбин для дизельного двигателя.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector