Турбина или атмосферник, что лучше? Выбираем двигатель правильно

Турбина 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.

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.

Атмосферный двигатель: недостатки

Как и все в этом Мире, атмосферные двигатели не лишены недостатков. К таким можно отнести большой вес двигателя, меньшую мощность по сравнению с турбомотором аналогичного объема, снижение мощности при езде в горной местности или других местах, где воздух разрежен. Кроме всего прочего, атмосферник уступает турбированному двигателю в динамических показателях.

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%.

Турбированный двигатель: преимущества

К позитивным качествам турбированных агрегатов следует отнести запас мощности при равных объемах двигателей, а также более высокий крутящий момент, за счет чего мы получаем третий не менее важный параметр — динамика. Она у турбины лучше, чем у атмосферника. Двигатель с турбиной более экологичен, поскольку в его цилиндрах топливо сгорает более эффективно, при этом турбомотор издает меньше шума, чем атмосферник.

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.

Рекомендую к просмотру видео о правилах эксплуатации турбины в мороз!

Как вы видите, и тот и другой двигатели имеют свои «плюсы» и «минусы», для того, чтобы понять какой двигатель лучше — турбированный или атмосферный, необходимо для себя уяснить приоритетные стороны того или иного агрегата. Пред тем как купить автомобиль вам просто необходимо взвесить все вышеизложенные «за» и «против» и принять окончательное решение, надеюсь, оно будет правильным!?

Что такое атмосферный двигатель внутреннего сгорания

Преимущество данного решения: электродвигатели – и это особенно важно для спортивного автомобиля – предлагают качества, удачно дополняющие двигатель внутреннего сгорания. Они очень динамичные, максимальный крутящий момент доступен уже при начале движения, и они значительно эффективнее в широком диапазоне частоты вращения. Но прежде всего благодаря электродвигателям можно возвращать в сеть энергию, которая раньше терялась впустую (рекуперация энергии торможения), и затем использовать эту энергию для ускорения автомобиля (режим E-Boost).

Электродвигатели и двигатель V8: 2,6 секунды на разгон до «сотни» и 7,3 секунды на разгон до 200 км/ч

Оптимальная координация трех источников привода – одна из ключевых компетенций компании Porsche. Именно это обеспечивает 918 Spyder его выдающуюся динамику. Суммарная максимальная мощность системы привода автомобиля составляет 887 л.с., а эквивалентный максимальный крутящий момент 1280 Нм на 7-й передаче. Это в полтора раза больше, чем сила тяги у Cayenne S Diesel, который при 850 Нм, выдаваемых его битурбированным дизельным V8, до сих пор был самым тяговитым Porsche.

Понятие «эквивалентный» крутящий момент выражает, какой крутящий момент должен выдавать обычный двигатель, чтобы обеспечить аналогичную силу тяги на ведущих колесах. Благодаря идеальному дополнению тяговой характеристики высокооборотного атмосферного ДВС (высокий крутящий момент при высокой частоте вращения) характеристиками обоих электродвигателей (высокий крутящий момент уже при начале движения) 918 Spyder получает очень высокую «полку» крутящего момента – выше 800 Нм в широком диапазоне частоты вращения от 800 до 5000 об/мин:

Для водителя это означает: почти безграничная сила тяги уже с первого оборота двигателя, в результате быстрый старт, мощный набор оборотов и впечатляющее ускорение. Не меньшее удовольствие получаешь, когда дополнительно к высокооборотному V8 задействуются тяговитые электродвигатели (режим электроусиления E-Boost), обеспечивая автомобилю уникальные разгонные возможности. 918 Spyder «выстреливает» с места до 100 км/ч за 2,6 секунды и уже через 7,3 секунды достигает скорости 200 км/ч.

Основные технические характеристики двигателей, обзор:

Привод задней оси: 8-цилиндровый 4,6-литровый атмосферный двигатель от гоночного автомобиля

Основным источником привода для 918 Spyder служит слегка «обузданный» гоночный двигатель. Он обладает самой высокой в мире удельной мощностью среди атмосферных двигателей для автомобилей, допущенных к эксплуатации на дорогах общего пользования – 132 л.с./л. Одновременно при массе 135 килограммов – это самый легкий среди серийных атмосферных двигателей V8. 8-цилиндровый агрегат хотя и имеет обычный угол развала между цилиндрами 90 градусов, однако при этом получил позаимствованный в автоспорте плоский коленчатый вал – кривошипы с шатунами расположены под углом 180 градусов («flat plane»: в одной плоскости). Кстати, уже только по звуку силового агрегата становится понятно, что двигатель Spyder – однозначно гоночный.

Подобная компоновка, прекрасно зарекомендовавшая себя в автоспорте, имеет целый ряд преимуществ. Так, получившийся в результате порядок работы цилиндров способствует достижению высокой удельной мощности и очень высокого крутящего момента. Кованый стальной коленвал не требует большого количества противовесов для балансировки. Сам вал очень легкий, масса всего 13 килограммов. За счет этого он обеспечивает двигателю очень быстрый набор оборотов для высокодинамичного разгона. Шатунные подшипники, как это принято в автоспорте, снабжаются маслом через центральный канал, просверленный в коленвале.

4,6-литровый двигатель создан на базе силового агрегата успешного RS Spyder. Он развивает мощность 608 л.с. (447 кВт) при 8700 об/мин. Максимальная частота вращения составляет 9150 об/мин. В качестве особо эффективного и экологичного метода сжигания горючей смеси инженеры Porsche усовершенствовали непосредственный впрыск топлива с центрально расположенными электромагнитными форсунками. Они впрыскивают топливо в камеры сгорания под давлением до 200 бар через 7 отверстий. Аналогично гоночному двигателю RS Spyder агрегат 918 Spyder имеет смазочную систему с сухим картером с отдельным масляным баком и однокамерной системой откачки масла.

Ради экономии массы такие компоненты, как масляный бак, короб воздушного фильтра, интегрированный в модуль для крепления агрегатов, и впускной тракт, выполнены из карбона. Среди прочих многочисленных мер, направленных на облегчение конструкции – титановые шатуны, блок и головки блока цилиндров, изготовленные методом тонкостенного литья под низким давлением, а также тонкостенная система выпуска отработавших газов из сплава стали с никелем. Необычная особенность двигателя V8: у него больше нет навесных агрегатов, внешний ременный привод отсутствует. Благодаря этому двигатель получился особенно компактным.

Уникальное наследие гоночного автомобилестроения: выпускная система «Top Pipes»

Двигатель 918 Spyder вызывает яркие эмоции не только выдающимися мощностными возможностями, но и потрясающим звуком. Отвечает за это – наряду с последовательностью зажигания – прежде всего выходящая наверх выпускная система, так называемая «Top Pipes»: выхлопные трубы выходят наружу в верхней задней части автомобиля прямо над двигателем. Ни в каком другом серийном автомобиле данное конструктивное решение не применяется. Самым главным техническим преимуществом подобного расположения выхлопных труб является оптимальный отвод тепла, так как горячие выхлопные газы вводятся наружу по кратчайшему, прямому пути, что также позволяет снизить их противодавление. Расположение выхлопных труб «Top Pipes» прямо позади водителя и пассажира обеспечивает аналогичную с RS Spyder акустику в салоне автомобиля. До сих пор из-за нормативных предписаний восхитительной акустикой двигателя можно было наслаждаться только в гоночном болиде.

Данная конструкция заставила использовать новую термодинамическую концепцию подвода воздуха: у так называемого двигателя HSI горячая сторона всегда находится внутри
V-образного пространства между цилиндрами, а стороны впуска обращены наружу. Еще одно преимущество: в моторном отсеке становится прохладнее. Это идет на пользу прежде всего литий-ионной тяговой батарее, так как для нее оптимальная рабочая температура находится в пределах от 20 до 40 градусов Цельсия. Благодаря этому удается сократить затраты на активное охлаждение батареи.

10 самых необычных автомобильных двигателей внутреннего сгорания

Одноцилиндровый двигатель

Benz Patent-Motorwagen, построенный Карлом Бенцем в 1885 году и считающийся первым автомобилем в истории, оснащался одноцилиндровым четырёхтактным двигателем объёмом 954 «кубика». Спустя почти десятилетие, в 1894 году, собрали 25 машин с таким мотором мощностью от 1,5 до 3 сил.

На протяжении многих лет одноцилиндровые ДВС использовались на небольших городских автомобилях, но при этом были не такими уж распространёнными. Чаще всего их можно встретить в мире двухколёсной техники: на скутерах и мотоциклах.

Роторно-поршневой двигатель (РПД)

Также называемый двигателем Ванкеля, этот мотор в большей степени стал известен благодаря автомобилям Mazda. Считается, что его изобрёл в конце 1920-х годов немецкий инженер-самоучка Феликс Ванкель. Одними из первых такой ДВС получили автомобили NSU. Также роторно-поршневой двигатель ставили на мотоциклы Norton и Suzuki. Но абсолютным рекордсменом по числу моделей, оснащённых им, была все же Mazda (RX-3, RX-7 и RX-8).

В 1991 году гоночная Mazda 787B победила в «24 часах Ле-Мана», став первым автомобилем с РПД, достигшим такого результата. Хотя, она же была и последним, поскольку на следующий год машинам с таким типом мотора запретили участвовать в гонке.

Кстати, наш АвтоВАЗ тоже проектировал роторно-поршневые двигатели. И даже выпускал их малыми сериями.

Поскольку эквивалентным по рабочему объёму моторам V8 и V12 удавалось обеспечивать такие же мощностные характеристики, двигатель V16 не получил широкого распространения в автомобильной промышленности. Хотя несколько любопытных примеров его использования всё же имеют место быть.

Начиная с марки Cadillac, которая первой стала устанавливать такой мотор в 30-х годах прошлого века, продолжая спорткаром Cizeta V16T (на фото) и заканчивая очень редким седаном BMW 767iL в кузове Е32. А ещё двигателями V16 оснащали свои гоночные болиды Alfa Romeo («Тип 316» и «Тип 162») и Auto Union.

V-Twin

Любители мотоциклов хорошо знакомы с этим типом двигателя, который представляет собой V-образный двухцилиндровый агрегат, также обозначаемый V2. Он получил широкое распространение в мире двухколёсной техники и ставился на байки таких марок, как Harley-Davidson, Indian, Suzuki, Honda, Aprilia, Kawasaki и Yamaha.

Впрочем, двигателями V2 в 1920-х годах оснащали и автомобили. Спустя 40 лет Mazda даже выпускала с таким мотором ситикар R360. На сегодняшний день V-Twin встречается только на эффектном Morgan Threewheeler. Причём эта V-образная «двойка» выставлена напоказ перед кузовом.

Газотурбинный двигатель

До сих пор мы говорили только о поршневых ДВС. Однако, в автомобильной истории встречались и куда более экзотические моторы – газотурбинные. Пожалуй, самой известной машиной подобного рода являлась двухдверка, выпущенная для «Крайслера» компанией Ghia в период с 1963 по 1964 годы.

Тираж необычного купе составил всего 55 экземпляров, из которых пять были прототипами и 50 — серийными для будущих покупателей. Все они построены в оригинальных кузовах фирмы Ghia. Модель не получила собственного имени и потому стала известной просто как Chrysler Turbine Car, то есть «турбинный автомобиль Крайслер».

На машину установили газотурбинный двигатель A-831, способный работать буквально на всём, что горит: от бензина и керосина до соевого масла, текилы и даже женских духов. Отдача составляла чуть более 130 сил, а турбина раскручивалась до 60 000 об/мин.

Несмотря на то, что автомобиль успешно прошел испытания на дорогах общего пользования, Chrysler свернул проект. Отчасти из-за финансового кризиса в автоконцерне, а также по причине подготовки к введению первых американских стандартов ограничения токсичности выхлопа.

Что такое атмосферный двигатель внутреннего сгорания

ДВС — двигатель внутреннего сгорания

Дви́гатель вну́треннего сгора́ния — двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. ДВС преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с двигателями внешнего сгорания ДВС:

не имеет дополнительных элементов теплопередачи — топливо, сгорая, само образует рабочее тело;

компактнее, так как не имеет целого ряда дополнительных агрегатов;

потребляет газообразное или жидкое топливо, обладающее весьма жёстко заданными параметрами (испаряемостью, температурой вспышки паров, плотностью, теплотой сгорания, октановым или цетановым числом), так как от этих свойств зависит сама работоспособность ДВС.

История создания

В 1807 г. французско-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз (François Isaac de Rivaz) построил первый поршневой двигатель, называемый часто двигателем де Риваса[en]. Двигатель работал на газообразном водороде, имея элементы конструкции, с тех пор вошедшие в последующие прототипы ДВС: шатунно-поршневую группу и искровое зажигание. Первый практически пригодный двухтактный газовый ДВС был сконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром (1822—1900) в 1860 году. Мощность составляла 8,8 кВт (11,97 л. с.). Двигатель представлял собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работавшую на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием от постороннего источника. КПД двигателя не превышал 4,65 %. Несмотря на недостатки, двигатель Ленуара получил некоторое распространение. Использовался как лодочный двигатель.

Познакомившись с двигателем Ленуара, выдающийся немецкий конструктор Николаус Аугуст Отто (1832—1891) создал в 1863 двухтактный атмосферный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель имел вертикальное расположение цилиндра, зажигание открытым пламенем и КПД до 15 %. Вытеснил двигатель Ленуара.

В 1876 г. Николаус Аугуст Отто построил более совершенный четырёхтактный газовый двигатель внутреннего сгорания.

В 1880-х годах Огнеслав Степанович Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель.

В 1885 году немецкие инженеры Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах разработали лёгкий бензиновый карбюраторный двигатель. Даймлер и Майбах использовали его для создания первого мотоцикла в 1885, а в 1886 году — на первом автомобиле.

Немецкий инженер Рудольф Дизель стремился повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания и в 1897 предложил двигатель с воспламенением от сжатия. На заводе «Людвиг Нобель» Эммануила Людвиговича Нобеля в Петербурге в 1898—1899 Густав Васильевич Тринклер усовершенствовал этот двигатель, использовав бескомпрессорное распыливание топлива, что позволило применить в качестве топлива нефть. В результате бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания высокого сжатия с самовоспламенением стал наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1899 на заводе «Людвиг Нобель» построили первый дизель в России и развернули массовое производство дизелей. Этот первый дизель имел мощность 20 л. с., один цилиндр диаметром 260 мм, ход поршня 410 мм и частоту вращения 180 об/мин. В Европе дизельный двигатель, усовершенствованный Густавом Васильевичем Тринклером, получил название «русский дизель» или «Тринклер-мотор». На всемирной выставке в Париже в 1900 двигатель Дизеля получил главный приз. В 1902 Коломенский завод купил у Эммануила Людвиговича Нобеля лицензию на производство дизелей и вскоре наладил массовое производство.

В 1908 году главный инженер Коломенского завода Р. А. Корейво строит и патентует во Франции двухтактный дизель с противоположно-движущимися поршнями и двумя коленвалами. Дизели Корейво стали широко использоваться на теплоходах Коломенского завода. Выпускались они и на заводах Нобелей.

В 1896 году Чарльз В. Харт и Чарльз Парр разработали двухцилиндровый бензиновый двигатель. В 1903 году их фирма построила 15 тракторов. Их шеститонный #3 является старейшим трактором с двигателем внутреннего сгорания в Соединенных Штатах и хранится в Смитсоновском Национальном музее американской истории в Вашингтоне, округ Колумбия. Бензиновый двухцилиндровый двигатель имел совершенно ненадёжную систему зажигания и мощность 30 л. с. на холостом ходу и 18 л. с. под нагрузкой

Первым практически пригодным трактором с двигателем внутреннего сгорания был американский трёхколёсный трактор lvel Дэна Элборна 1902 года. Было построено около 500 таких лёгких и мощных машин.

В 1903 году состоялся полёт первого самолёта братьев Орвила и Уилбура Райт. Двигатель самолёта изготовил механик Чарли Тэйлор. Основные части двигателя сделали из алюминия. Двигатель Райт-Тэйлора был примитивным вариантом бензинового инжекторного двигателя.

На первом в мире теплоходе — нефтеналивной барже «Вандал», построенной в 1903 году в России на Сормовском заводе для «Товарищества Братьев Нобель», были установлены три четырёхтактных двигателя Дизеля мощностью по 120 л. с. каждый. В 1904 году был построен теплоход «Сармат».

В 1924 по проекту Якова Модестовича Гаккеля на Балтийском судостроительном заводе в Ленинграде был создан тепловоз ЮЭ2 (ЩЭЛ1).

Практически одновременно в Германии по заказу СССР и по проекту профессора Ю. В. Ломоносова по личному указанию В. И. Ленина в 1924 году на немецком заводе Эсслинген (бывш. Кесслер) близ Штутгарта построен тепловоз Ээл2 (первоначально Юэ001).

Типы двигателей внутреннего сгорания

Поршневые двигатели — камера сгорания содержится в цилиндре, тепловая энергия превращается в механическую с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Газовая турбина — преобразование энергии осуществляется ротором с клиновидными лопатками.

Жидкостный ракетный двигатель и воздушно-реактивный двигатель преобразуют энергию сгорающего топлива непосредственно в энергию реактивной газовой струи.

Роторно-поршневые двигатели — в них преобразование энергии осуществляется за счёт вращения рабочими газами ротора специального профиля (двигатель Ванкеля).

ДВС классифицируют:

по назначению — на транспортные, стационарные и специальные.

по роду применяемого топлива — лёгкие жидкие (бензин, газ), тяжёлые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).

по способу образования горючей смеси — внешнее (карбюратор) и внутреннее (в цилиндре ДВС).

по объёму рабочих полостей и весогабаритным характеристикам — лёгкие, средние, тяжёлые, специальные.

по количеству и расположению цилиндров.

Помимо приведённых выше общих для всех ДВС критериев классификации существуют критерии, по которым классифицируются отдельные типы двигателей. Так, поршневые двигатели можно классифицировать по количеству и расположению коленчатых и распределительных валов, по типу охлаждения, по наличию или отсутствию крейцкопфа, наддува (и по типу наддува), по способу смесеобразования и по типу зажигания, по количеству карбюраторов, по типу газораспределительного механизма.