Что такое турбированный двигатель и чем он отличается от атмосферного

Что такое турбированный двигатель и чем он отличается от атмосферного

Мощность двигателя — одна из основных его характеристик. Чем выше данный показатель, тем бодрее машина будет реагировать на нажатие педали газа. Соотношение количества лошадиных сил и рабочего объема варьируется в зависимости от конструкции ДВС и наличия в нем турбины. В данной статье мы рассмотрим турбированные двигатели и расскажем о том, что это такое и чем они отличаются от классических атмосферных движков.

Турбированные моторы & атмосферные

Классические бензиновые и дизельные силовые агрегаты в последние несколько лет стали сдавать позиции лидеров в автомобилестроении. На смену им и в дополнение приходят турбированные и атмосферные двигатели, которые всего пару десятилетий назад можно было встретить только на гоночных болидах.

Сегодня очень часто при выборе современных моделей транспортных средств, автолюбители не знают, на каком силовом агрегате лучше всего остановиться — купить автомобиль с «атмосферником» или турбиной? У каждого из этих механизмов есть свои специфические особенности, а также плюсы и минусы в эксплуатации.

Какой двигатель выбрать — атмосферный или турбированный?

Один из самых важных параметров, на который в первую очередь обращают внимание люди при покупке автомобиля, является тип двигателя.
Двигатель может быть бензиновым или дизельным.
Кроме того, каждый из этих моторов может быть как обычным – атмосферным, так и турбированным.

Вот как раз таки об этих последних двух типах двигателей и пойдет речь в этой статье.

Не особо вдаваясь в технические «дебри», кратко, но информативно, я постараюсь рассказать о том, чем они отличаются друг от друга. Обратить внимание на их сильные и слабые стороны. И даже попытаюсь порекомендовать, какому же из них отдать предпочтение в том или ином случае.

Содержание

Определяемся с терминами

Атмосферный двигатель — принцип работы

Турбированный двигатель — устройство и принцип работы

Преимущества и недостатки каждого из этих двигателей

1) Атмосферный двигатель

2) Турбированный двигатель

Какой же двигатель выбрать? Выводы и рекомендации

Основные отличия турбированного двигателя от атмосферного

Если атмосферный двигатель подразумевает впуск воздуха посредством разряжения, созданным поршнем, то с турбированным мотором все иначе. Для максимально эффективного сгорания топлива необходимо большое количество воздуха, чего невозможно добиться от атмосферника, поэтому нужно было воздух, в большом объеме, «затолкать».

В атмосферном силовом агрегате крутящий момент и мощность во многом зависит от объема цилиндров, что и стало основным отличием от турбомоторов.

Основные характеристики обоих типов

Атмосферный двигатель – это классический ДВС (двигатель внутреннего сгорания). Воздух, поступающий через фильтры в систему, смешивается с топливом (бензином, соляркой). Получившаяся смесь воспламеняется в камере сгорания и сообщает движение поршням. Работа двигателя происходит при нормальном атмосферном давлении.

Основное отличие турбированного двигателя от атмосферного – в том, что внутри него установлена давшая название этому типу турбина. Она отвечает за принудительное нагнетание воздуха в цилиндры. В результате воздух в камере сгорания находится под повышенным давлением, что обеспечивает более качественное сгорание воздушно-топливной смеси и, соответственно, более высокую мощность агрегата.

Определяемся с терминами

Для начала давайте определимся, что же означают словосочетания «атмосферный двигатель» или «турбированный двигатель»?

Атмосферный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный), воздух в который, необходимый для приготовления топливовоздушной смеси (ТВС), поступает непосредственно извне при обычном атмосферном давлении без предварительного сжатия.

Турбированный двигатель – это ДВС (бензиновый или дизельный), где воздух, необходимый для ТВС, прежде, чем попасть в цилиндр, сжимается до нескольких атмосфер. Сжатие происходит с помощью специально предназначенного для этого компрессора.

Теперь немного о том, чем эти моторы отличаются друг от друга.

Особенности турбированных двигателей

Принцип работы турбины состоит в принудительном нагнетании воздуха под давлением в цилиндры. Такое действие позволяет увеличить рабочий объем камеры сгорания за счет сильного сжатия, поэтому при равном объеме двигателя, разница в мощности между атмосферником и турбомотором колоссальная.

Главные предпосылки появления турбированных моторов:

• Невозможность существенного увеличения мощности без увеличения объема и количества цилиндров (отсюда мы имеем агрегаты V8 и V12)
• «Выжимание» максимальной мощности с помощью уменьшения камеры сгорания увеличивает степень сжатия, а значит работа двигателя без детонации невозможна. Детонация разрушает поршни.
• Любые манипуляции по увеличению мощности атмосферника увеличивают расход топлива, а также делают невозможным комфортную эксплуатацию во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изначально в массовое производство был запущен дизельный турбированный двигатель — такие моторы «наматывали» миллионы километров без особых проблем. В 80-х годах прошлого века среди легковых автомобилей начали появляться бензиновые турбоагрегаты.

Стоимость таких автомобилей существенно отличалась от обычных. До 90-х годов широко использовались механические нагнетатели, приводящиеся в движение через ремень от коленвала. Конструкция довольно проста и надежна, о чем свидетельствует яркий пример в лице двигателя Mercedes-Benz M111 E23 Compressor.

Позднее решено было переходить на турбокомпрессор, работающий от выхлопных газов, так как механический нагнетатель забирал значительную мощность на раскручивание лопастей.

Достоинства турбодвигателя

Главный козырь турбированных силовых агрегатов — это, конечно же, их высокая мощность. Двигатели с турбокомпрессором по динамике разгона значительно превосходят своих атмосферных «собратьев» при одинаковом объеме. При этом потребление топлива увеличивается ненамного, так как турбина использует энергию уже отработавших газов, а не тратит горючее на создание новых.

Еще одно достоинство турбированного агрегата – снижение содержания вредных газов в выхлопе, поскольку топливовоздушная смесь сгорает значительно эффективнее. Кроме того, мотор с турбокомпрессором работает менее шумно, чем «атмосферник».

Главные конструктивные особенности турбомотора

Турбина чаще всего имеет форму «улитки», размещается во фронтальной части агрегата. Если вы не знаете, как отличить турбированный двигатель от атмосферного, здесь все просто: ищите «улитку» под капотом. Обычно не заметить ее сложно, так как она выбивается из монолитных очертаний самого агрегата.

Схема работы турбокомпрессора

Стандартная конструкция подразумевает подключение компрессора к системе выхлопа. Выхлопные газы раскручивают крыльчатку устройства, что позволяет компрессору нагнетать более высокое давление воздуха в системе. Это изменяет характеристики топливной смеси и влияет на работу ЭБУ. Так мотор прямо во время поездки меняет свои характеристики.

Проблема заключается в том, что турбокомпрессор – очень нежная деталь. Поэтому при любой аварии она ломается. Также после 100-150 тысяч км эксплуатации часто требуется замена турбины. Еще одна неприятность – использование некачественных масел в двигателе. В этом случае турбина плохо смазывается и очень быстро выходит из строя.

Турбированный двигатель – устройство и принцип работы

Турбированный двигатель. Фото из Яндекс Картинки

Этот двигатель по своей конструкции в основном мало чем отличается от своего атмосферного «собрата». Принципиальным отличием же его от него является то, что воздух в цилиндры для приготовления горючей смеси поступает не под естественным атмосферным давлением. Он нагнетается туда под давлением специальным устройством, которое называется турбокомпрессор.

Турбокомпрессор. Фото из Яндекс Картинки

Турбокомпрессор – это устройство, которое с помощью энергии выхлопных газов нагнетает воздух в цилиндры двигателя.

Основой турбокомпрессора является сдвоенный корпус (корпус турбины + корпус компрессора), внутри которого в подшипниках скольжения вращается вал ротора. На концах вала закреплены: с одной стороны – колесо турбины, а с другой – колесо компрессора (см. рис. 2)

Рис. 2

Колесо турбины расположено в «горячей» части турбокомпрессора. Именно оно является «инициатором» вращения, получая для этого энергию от отработавших выхлопных газов. А так как на другом конце вала – в «холодной» части устройства – жестко закреплено колесо компрессора, то и оно начинает вращаться с такой же скоростью.

Смазка подшипников вала ротора происходит посредством подачи его из общей системы смазки ДВС по специальным каналам.

Еще одним важным элементом турбокомпрессора является регулятор давления. Благодаря установленному в нем специальному клапану, часть выхлопных газов перенаправляется мимо колеса турбины, обеспечивая тем самым оптимальное давление наддува.

А теперь вкратце рассмотрим принцип работы турбокомпрессора (см. рис.3)

Рис. 3

Выхлопные газы раскручивают турбинное колесо устройства. А то, в свою очередь, находясь на одной оси, раскручивает колесо компрессора, которое нагнетает воздух в цилиндры двигателя.

Но прежде, чем попасть во впускной коллектор двигателя, воздух предварительно охлаждается в специальном охладителе наддувочного воздуха, который еще имеет название интеркулер. Это делается по той простой причине, что охлажденный воздух имеет бо́льшую плотность. А это, в свою очередь, повышает эффективность наддува.

Более подробно о том, как работает система турбонаддува, можно ознакомится вот здесь.

Плюсы и минусы атмосферного двигателя

Атмосферный ДВС имеет массу преимуществ и несколько недостатков. К достоинствам двигателя относится:

• неприхотливость обслуживания – для обслуживания двигателя можно использовать не максимально качественные ГСМ, главное, чтобы они подходили мотору по своему составу;
• многократностью ремонта – атмосферный мотор способен выдержать большое количество мелких ремонтов, при этом собственник авто может выполнить их самостоятельно (в домашних условиях), без обязательного посещения СТО;
• износоустойчивостью – этот тип рассчитан на длительную эксплуатацию (несколько сотен тысяч километров);
• сохранение уровня мощности – ключевое преимущество изделия, выражающееся в сохранении мощности на малых оборотах мотора, реагированием на минимальное нажатие педали акселератора, переходом от малых до больших оборотов на короткий временной промежуток.

Кроме положительных моментов, этот тип моторов имеет и отрицательные стороны. К ним относится:

Чем отличается турбированный двигатель от атмосферного и что лучше

По своей сути конструкция турбированного двигателя полностью идентична конструкции атмосферного, как собственно и алгоритм функционирования обоих моторов. Отличия между ними заключаются в способе подачи воздуха в камеру сгорания. У турбированного этим занимается специальная система, использующая энергию отработанных газов. В классическом атмосферном моторе воздух попадает в камеру сгорания под действием обычного атмосферного давления, вследствие чего этот ДВС и получил свое название.

Однозначно сказать, какой тип двигателя — турбированный или атмосферный лучше нельзя. Каждый решает самостоятельно, что для него важнее — динамические характеристики или простота в обслуживании и более длительный ресурс эксплуатации. Конечно, для спокойной и равномерной езды обычный атмосферник выглядит предпочтительнее, но вот, когда нужно совершить резкий маневр на дороге, например, быстро обогнать впереди идущую машину, дефицит лошадиных сил может сразу дать о себе знать.

Выбирая автомобиль лучше сразу определиться, чего вы хотите от него и на какие жертвы готовы при этом пойти. Дороговизна в обслуживании и необходимость переборки мотора уже на 150 тысячах могут отпугнуть начинающего автолюбителя, с другой стороны возможность получить под капотом 200 л.с. при объеме всего в 1,8 литра также выглядят очень привлекательно. Поэтому, выбирая турбированный двигатель, будьте готовы, что вложить в него придется значительно больше чем в атмосферный, особенно если машина не новая и предыдущий владелец халатно относился к ее обслуживанию.

Читайте также: Что такое компрессор в автомобиле и как он работает.

Турбированный двигатель, плюсы и минусы

Сначала о преимуществах:

1. Возможность с малого объема “выжать” большую мощность, зачастую это 100 л.с. на каждый литр объема.
2. Крутящий момент уже с холостых оборотов дает уверенную тягу, но только в случае, если турбина маленькая, она раскручивается быстрее.
3. Диапазон крутящего момента широкий.
4. Расход топлива, при одинаковой мощности с атмосферным моторов, явно ниже.
5. Возможность увеличивать мощность с помощью прошивки на 20-30% без вреда ресурсу и комфорту движения.

1. Ресурс турбины современных авто едва достигает 100 тыс.км.
2. Возникновение «турбоямы», процесса между провалом и резким набором скорости из-за ожидания раскрутки турбины.
3. Стоимость ремонта дороже, обслуживать двигатель нужно чаще.
4. Возрастает потребность в качественном масле и топливе.

Сравнение эффективности и расхода топлива

Для многих покупателей важным принципом оценки эффективности остается экономичность. Важно решить, какой двигатель экономичнее, – турбированный или атмосферный. Здесь преимущества будут у современных технологий.

Но нужно понимать, что экономичность сильно зависит от режимов эксплуатации. Также экономичность стоит рассматривать с точки зрения обслуживания и ремонта, и в этом плане классические атмосферники пока оказываются более эффективными.

Затраты топлива в процентном соотношении

Можно выделить такие факторы расхода топлива на двух типах моторов:

1. Атмосферники потребляют гораздо больше топлива в городском режиме с постоянным изменением оборотов. Они не успевают подстраиваться под нужный режим.
2. На трассе оба агрегата хорошо показывают себя с точки зрения расхода, здесь турбина практически не будет включаться в работу, так что и разница не слишком заметная.
3. При работе на автомате турбированный двигатель лучше, так как он более эластичный и позволяет подстраивать режим поездки под характеристики коробки передач.
4. Для очень объемистых моторов свыше 3 литров турбокомпрессор является излишеством, они не получат больше эластичности, а вот проблем с обслуживанием будет больше.
5. Некачественные турбины – это настоящая проблема для владельца. Они могут сэкономить пару литров топлива в месяц, но затем потребуют десятки тысяч рублей на ремонт и обслуживание.

Как видите, разница между этими агрегатами есть, но нужно выбирать тот тип, который подходит для ваших режимов эксплуатации. Тогда и преимущества будут более заметны.

Отличие от механического нагнетателя

Приводной нагнетатель широко используется на американских автомобилях с V-образными «восьмерками». Явной потери мощности не ощущается в силу большого объема, зато компрессор уже с холостых оборотов обеспечивает стабильный крутящий момент. К тому же, конструктивно приводной компрессор удобнее и дешевле, чем установка двух турбин.

Турбина, работающая от выхлопных газов, значительно повышает КПД, а его сопротивление приравнивается к 0, так как используется энергия отработанных газов.

У приводного компрессора есть два недостатка: повышенный шум работы и потери мощности на раскручивание.

Основной проблемой турбированного двигателя является незнание правильного ухода и обслуживания таких агрегатов. Турбомоторы требуют более частого внимания, в таком случае дорогой ремонт турбины можно отсрочить на долгие годы.

Какой же двигатель выбрать? Выводы и рекомендации

Ознакомившись с этой статьей, вы, наверное, в общих чертах поняли, что собой представляет каждый из рассмотренных нами двигателей.

Атмосферный двигатель устроен попроще, чем турбированный. Имеет бо́льший моторесурс до капремонта. Финансовые затраты на его обслуживание и ремонт гораздо ниже, чем на турбодвигатель. Он не так «капризен», как его «оппонент» в отношении качества заливаемого топлива и масла.

Но зато вы не сможете в полной мере насладиться той динамикой езды, которую вы можете получить от управления автомобиля с турбомотором. Кроме того, турбодвигатель, имеющий одинаковую мощность с «атмосферником», расходует меньше топлива на прохождение одного и того же отрезка пути. Так что здесь вы можете сэкономить на бензине.

Но зато у вас появятся гораздо бо́льшие затраты, чем на атмосферный двигатель, на техническое обслуживание, ремонт и ГСМ турбированного двигателя. Кроме того, этот двигатель имеет гораздо меньший моторесурс до капремонта, чем атмосферный. Хотя, для турбодвигателей последнего поколения это уже не так актуально. По своей надежности они почти сравнились с атмосферными моторами.

Так какой же двигатель выбрать?

Еще раз прочтите эту статью и делайте соответствующие выводы каждый сам для себя.

Но в заключении все-таки хочу дать один совет. Если вы покупаете подержанный автомобиль с турбированным двигателем, то очень внимательно отнеситесь к оценке состояния турбокомпрессора. Иначе может случиться так, что вам придется вскоре платить за его капремонт или даже за приобретение нового. А это совсем не малые расходы!

Итоги

Выбирать автомобиль с турбированным или атмосферным агрегатом стоит, исходя из своих личных предпочтений и возможностей. У каждого из этих типов моторов есть свои плюсы и минусы. Турбодвигатель будет мощнее и динамичнее, однако требователен в уходе и обходится дороже. Атмосферный двигатель не такой мощный, зато гораздо дешевле в плане эксплуатации и ремонта.

В наличии в компании Favorit Motors имеется множество разных моделей автомобилей как с атмосферными двигателями, так и с турбированными. Компетентный персонал поможет подобрать автомобиль, исходя из пожеланий и предпочтений каждого клиента.

Как турбированный, так и атмосферный силовой агрегат со временем может начать работать с перебоями или вообще отказать. Современные модели автомобилей оснащены высокотехнологичными электронными системами управления двигателем, поэтому диагностику и ремонт моторов следует выполнять только в специализированных автосервисах.

Автосервис Favorit Motors оснащен полным комплексом диагностического и ремонтного оборудования для диагностики и устранения неисправностей турбированных и атмосферных силовых агрегатов. Для обслуживания и ремонта здесь используются только качественные сертифицированные запчасти, а мастера техцентра обладают многолетним опытом работ. Все операции выполняются в соответствии с технологическими картами заводов-изготовителей, что обеспечивает высокое качество и сжатые сроки ремонта. На все детали и ремонтно-восстановительные работы предоставляется гарантия.

Специалисты компании Favorit Motors напоминают, что своевременное регламентное обслуживание способно значительно продлить срок эксплуатации силового агрегата. Необходимо регулярно менять масло в соответствии с пробегом и устранять выявленные неисправности.