Турбированный или атмосферный двигатель, отличия, какой лучше

Современная классификация двигателей внутреннего сгорания уже подразделят их на атмосферные моторы и те, что оборудованы турбонаддувом. Причем это может относиться как к бензиновым, так и к дизельным разновидностям.

Во второй половине минувшего столетия техника с турбированным силовым агрегатом начала получать все большее распространение. Однако поначалу развитие получили только дизельные установки с турбиной.

Просто карбюраторные аналоги не могли быть такими же экономичными и надежными, да и обслуживание их обходилось на порядок дороже. И лишь позже, с развитием и внедрением новых производственных технологий, стало возможным снова вернуться к вопросу турбомоторов, работающих на бензине. К тому же, ужесточились и международные экологические нормативы.

Плюсы и минусы турбированных движков

Как любое устройство, турбированный двигатель обладает определенными преимуществами и недостатками. В список достоинств данного двигателя входят следующие пункты:

Существенное повышение мощности, а также крутящего момента двигателя на 70% по сравнению с атмосферным аналогом, что является основной целью конструктивного изменения агрегата.
Уменьшение расхода бензина или дизтоплива из расчета на единицу мощности.
Улучшение экологических характеристик выхлопных газов благодаря работе турбокомпрессора, а также наиболее полномусгоранию топливовоздушной смеси в цилиндрах.
Снижение уровня шума.
Универсальность конструкции турбированного двигателя как бензинового, так и дизельного, что позволяет устанавливать его на авто любых марок. Монтаж силового агрегата данного вида возможен с использованием прежних крепежных элементов.

К основным недостаткам данных моторов относятся такие эксплуатационные минусы:

сложность конструкции, создающая трудности при эксплуатации;

необходимо постоянно менять моторное масло, заливаемоекак в картер двигателя, таки в турбину, а также регулярно отслеживать его качество;
частая замена воздушных и масляных фильтров;
повышенные требования к качеству бензина и дизтоплива, которые должны иметь высокую степень очистки;
увеличение общего расхода топлива;
высокая стоимость ремонта турбированного двигателя;
необходимость работы двигателя на холостых оборотах перед отключением, чтобы продлить ресурс самой турбины.

При оценке всех плюсов и минусов напрашивается вывод, что эффективность и мощность турбированных моторов существенно выше атмосферных силовых агрегатов со схожим объемом. Обладателям машин с таким двигателем необходимо внимательно следить за мотором своего авто.

Только при таком отношении силовой агрегат с турбонаддувом способен обеспечить высокую эффективность на всех режимах при любых дорожных условиях.

Турбированные двигатели и «атмосферники»: главные отличия

Для начала немного истории и теории. В основу работы любого ДВС положен принцип сгорания топливно-воздушной смеси в закрытой камере. Как известно, чем больше воздуха удается подать в цилиндры, тем больше горючего получается сжечь за один цикл. От количества сгоревшего топлива будет напрямую зависеть количество высвобождающейся энергии, которая толкает поршни. В атмосферных моторах забор воздуха происходит благодаря образованию разрежения во впускном коллекторе.

Другими словами, мотор буквально «засасывает» в себя наружный воздух на такте впуска самостоятельно, а объем поместившегося воздуха зависит от физического объема камеры сгорания. Получается, чем больше рабочий объем двигателя, тем больше воздуха он может уместить в цилиндрах и тем большее количество топлива получится сжечь. В результате мощность атмосферного ДВС и крутящий момент сильно зависят от объема мотора.

Принципиальной особенностью двигателей с нагнетателем является принудительная подача воздуха в цилиндры под определенным давлением. Данное решение позволяет силовому агрегату развивать больше мощности без необходимости физически увеличивать рабочий объем камеры сгорания. Добавим, что системами нагнетания воздуха может быть как турбина (турбокомпрессор), так и механический компрессор.

На практике это выглядит следующим образом. Для получения мощного мотора можно пойти двумя путями:

увеличить объем камеры сгорания и/или изготовить двигатель с большим количеством цилиндров;
подать в цилиндры воздух под давлением, что исключает необходимость увеличивать камеру сгорания и количество таких камер;

С учетом того, что на каждый литр топлива требуется около 1м3 воздуха для эффективного сжигания смеси в ДВС, автопроизводители по всему миру долгое время шли по пути совершенствования атмосферных двигателей. Атмомоторы представляли собой максимально надежный вид силовых агрегатов. Поэтапно происходило увеличение степени сжатия, при этом двигатели стали более стойкими к детонации. Благодаря появлению синтетических моторных масел минимизировались потери на трение, инженеры научились изменять фазы газораспределения, внедрение электронных систем управления двигателем позволило добиться высокоточного впрыска горючего и т.д.

В результате моторы от V6 до V12 с большим рабочим объемом долгое время являлись эталоном производительности. Также не стоит забывать и о надежности, так как конструкция атмосферных двигателей всегда оставалась проверенным временем решением. Параллельно с этим главными минусами мощных атмосферных агрегатов справедливо считается большой вес и повышенный расход топлива, а также токсичность. Получается, на определенном этапе развития двигателестроения увеличение рабочего объема оказалось попросту нецелесообразным.

Теперь о турбомоторах. Еще одним типом агрегатов на фоне популярных «атмосферников» всегда оставались менее распространенные агрегаты с приставкой «турбо», а также компрессорные двигатели. Такие ДВС появились достаточно давно и изначально шли по другому пути развития, получив системы для принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя.

Стоит отметить, что значительной популяризации моторов с наддувом и быстрому внедрению подобных агрегатов в широкие массы долгое время препятствовала высокая стоимость автомобилей с нагнетателем. Другими словами, двигатели с наддувом были редким явлением. Объясняется это просто, так как на раннем этапе машины с турбодвигателем, механическим компрессором или одновременной комбинацией сразу двух решений зачастую ставились на дорогостоящие спортивные модели авто.

Немаловажным фактором оказалась и надежность агрегатов данного типа, которые требовали повышенного внимания в процессе обслуживания и уступали по показателям моторесурса атмосферным ДВС. Кстати, сегодня это утверждение также справедливо для двигателей с турбиной, которые конструктивно сложнее компрессорных аналогов и еще дальше ушли от атмосферных версий.

Турбированный двигатель плюсы и минусы

Преимущества:

Высокая мощность, по сравнению с атмосферным. Даже при меньшем объеме мотора достигается более высокая мощность из-за нагнетаемого воздуха турбиной.
Расход топлива меньше чем у атмосферного. Если выполнять сравнение по лошадиным силам, а не по объему силового агрегата.
Турбированные двигатели более компактные.
Существуют варианты 2-ух и 3-ех цилиндровых двигателей, которые по мощности будут не слабее атмосферного с 4 цилиндрами.

Недостатки:

Если смотреть на расход топлива относительно объема, то турбомотор будет «кушать» больше. Например, турбированный бензиновый двигатель объемом 1.4 л, будет расходовать бензина больше, чем атмосферник 1.4 л. Но в то же время будет мощнее.
Требователен к качеству топлива, из-за чего зачастую наблюдается сокращение ресурса турбированного двигателя.
Ресурс турбомотора также зависит от качества моторного масла. Залить минеральное или полусинтетику не получится, только синтетику.
Как показывает практика, ресурс турбины меньше двигателя, и составляет в среднем 120-150 тыс. км. И замена не из дешевых.
Зимой автомобиль с турбомотором требует обязательного прогрева.
Необходимость в охлаждении турбины. По этой причине, после поездки глушить сразу же мотор не рекомендуется, нужно дать ему поработать на холостом ходу.
Замена масла и фильтров чаще чем у атмосферного.

О расходе топлива

Если вы внимательно прочитали о плюсах и минусах обоих моторов (атмосферного и турбированного), то вас удивило то, что мы ничего не рассказали о расходе топлива. На этом вопросе стоит остановиться несколько подробнее. Попробуем разобраться, какой мотор является более экономичным.

Сначала сравним два двигателя с одинаковым объемом (например, 1,4 литра). Атмосферный мотор будет расходовать в среднем около 6÷7 л на 100 км пробега, а трубированному потребуется уже 8÷9 литров. Однако при этом он развивает мощность в 1,5 раза большую, чем атмосферный. Вывод: при одинаковом рабочем объеме «атмосферник» значительно экономичнее (ведь он не только «ест» меньше топлива, но и использует более дешевый бензин), однако значительно уступает турбированному по мощности.

Теперь проведем сравнение расхода топлива у моторов с одинаковой мощностью (например, около 140÷150 лс). Столько «лошадок» под капотом обычно имеет атмосферный мотор объемом 2,0 литра или турбированный двигатель объемом 1,4 литра. В городском цикле расход у обычного двигателя составит около 12÷14 литров на 100 км, у турбированного – все те же 8÷9 литров. Вывод: даже учитывая меньшую стоимость бензина, необходимого для нормальной эксплуатации атмосферного двигателя, мотор с турбо наддувом значительно экономичнее.

Минусы турбированных двигателей

Есть у турбированных моторов и явные минусы, которые для многих водителей перевешивают имеющиеся плюсы:

Стоимость покупки и обслуживания. Конструктивно турбированные двигатели устроены более сложно. Соответственно, стоимость таких агрегатов выше. В среднем, автомобиль с турбированным мотором стоит на 10-20% больше, чем “собрат” с атмосферным двигателем. Но не только начальная стоимость выше для турбированных двигателей, но и цена обслуживания. Кроме того, не все сервисы берутся за работу с турбированными двигателями;
Выше вероятность поломки. Поскольку конструкция турбины более сложная, такие моторы менее надежные, чем атмосферные. Но в последнее время эта ситуация значительно улучшилась, и производители сумели добиться достаточной надежности и турбированных моторов, но только при правильной эксплуатации. В инструкции к автомобилю с турбированным двигателем можно встретить информацию, что мотору нужно давать “отдыхать” на холостых оборотах после продолжительной работы. Если поездка длилась более 2 часов, нужно дать минут 10 поработать двигателю на холостом ходу перед тем, как его выключать;
Привередливость к топливу и маслу. Турбированные двигатели более привередливы к качеству топлива и масла. Рекомендуется заправлять такие моторы только топливом с высоким октановым числом, а также использовать масла проверенных производителей;
Высокое потребление топлива при агрессивной езде. Выше отмечалось, что турбированный двигатель позволяет повысить мощность, и он достаточно экономичный. Это так, но все зависит от стиля езды. Если водитель агрессивно давит на педаль акселератора при старте с каждого светофора, расход у турбированного мотора будет выше, чем у атмосферного;
Повышенные требования к качеству воздуха. Владельцу автомобиля с турбированным мотором нужно тщательно следить за качеством подаваемого воздуха и чаще менять воздушный фильтр.

Турбированный мотор при правильной эксплуатации способен прослужить не меньше, чем атмосферный.

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.

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.

Источники: avto-moto-shtuchki.ru, vopros-avto.ru и др.

Не забываем!

Всё ремонтируется, вопрос остается только в выборе СТО. Этот выбор только за Вами!

Особенности турбины

Турбонаддув — это высокотемпературный механический нагнетатель, который, в отличие от компрессора, работает не от коленчатого вала и ременной передачи, а получает энергию от выхлопных газов. Механизм имеет две стороны, холодную и горячую, которые как раскручивают лопатки, так и отвечают за нагнетание под давлением воздуха в мотор. По горячей стороне протекают выхлопные газы, которые заставляют вращаться по инерции холодную сторону. Крыльчатка может раскручиваться до 10 000 оборотов в минуту и более, что позволяет обеспечить максимально возможное давление на впуске и увеличение мощности двигателя.

Особенностью турбины является наличие у неё системы смазки и охлаждения, которые используют масло и антифриз из мотора, что позволяет обеспечить работоспособность этого узла. Использование турбин позволяет на 40% и более повысить мощность двигателя, одновременно сохраняются отличные топливно-экономичные показатели у моторов небольшого объема. Современные турбины отличаются компактными габаритами, что позволяет с легкостью их устанавливать даже на небольшие автомобили с минимумом свободного места под капотом.

Плюсы и минусы

Несомненным преимуществом использования турбины является существенное увеличение мощности силового агрегата. Теперь с двухлитровых моторов снять 200-250 лошадиных сил и более уже не составит какого-либо труда. Даже трехцилиндровые моторы с рабочим объемом в 1 литр могут иметь мощность в 120 лошадиных сил, при этом расход топлива у них не будет превышать 4 литров на 100 километров пробега. При условии правильного выбора турбины, которая соответствует типу двигателя, можно будет гарантировать беспроблемность эксплуатации мотора, который прослужит 300 000 километров и более.

Однако недостатки установки турбины всё же имеются. К таким минусам можно отнести так называемый эффект турбоямы, когда на минимальных оборотах нагнетатель бездействует, а двигателю не хватает мощности для адекватного ускорения. К недостаткам также относится посредственная надежность турбонаддува, что объясняется повышенными нагрузками во время работы этого узла. Если появились подтёки масла по сальнику, то в скором времени потребуется полная замена турбо, а такой ремонт может по затратам потянуть на 50-70 тысяч рублей и более.

Также необходимо учитывать повышенную нагрузку на двигатель, в особенности в момент подключения турбины, что отрицательно сказывается на надежности техники. Подобное характерно для кустарного тюнинга и самостоятельной установки турбонаддува на многолитровые атмосферные моторы, которые после такого ремонта выдерживают не более 150-200 тысяч километров и далее требуют замены.

Характерные поломки

К характерным поломкам турбонаддува можно отнести подтёки масла по сальнику, что приводит к работе крыльчатки посуху и масляному голоданию, а в последующем такой нагнетатель уже не ремонтопригоден и требует замены. Также может отмечаться значительный перегрев турбины, в особенности, если проблемы с системой охлаждения отмечаются у самого двигателя. Чтобы исключить такие поломки автовладельцу необходимо поддерживать хорошее техническое состояние мотора и системы охлаждения, регулярно осматривая турбину на предмет подтёков масла.

Механические нагнетатели-компрессоры в плане поломок более надежны и могут без замены и капитального восстановления прослужить 300 000 километров и более. Только лишь при нещадной эксплуатации автомобиля на крыльчатке может отмечаться повышенный износ лопаток, что приводит к проскальзыванию наддува, а ремонт в последующем потребует замены внутренних элементов. Также может отмечаться растягивание привода, что лечится заменой ремня или цепи.

Что лучше выбрать?

Каждый автовладелец должен для себя ответить на вопрос, нужно ли ему выбирать машину с турбонаддувом или компрессором или же присмотреть более простые и надёжные варианты с атмосферными двигателями. Большинство экспертов отмечают, что надежность турбонаддува в последние годы существенно улучшилась, поэтому такие автомобили пользуются сегодня наибольшей популярностью у покупателей.

А вот компрессоры, которые широко применялись в девяностых годах прошлого века, сегодня на новых автомобилях практически не встречаются. Это можно объяснить сложностям с серьезным увеличением мощности мотора, при этом стоимость производства двигателей и самого автомобиля существенно увеличивается. Также популярностью пользуются классические атмосферные агрегаты, которые всё также надежны, но по показателям мощности и топливной экономичности уже проигрывают наддувным двигателям.

Достоинства и недостатки двигателей с турбо наддувом

К плюсам турбированных моторов (по сравнению с атмосферными аналогами) относят:

Более высокую мощность (как правило, на 30÷50%) при одинаковом рабочем объеме.
Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов, что весьма положительно влияет на динамику автомобиля.
Меньшие вес и размеры при одинаковой мощности. Турбированный двигатель значительно легче и компактнее атмосферного. Это позволяет наиболее рационально расположить силовой агрегат и снизить общую массу автомобиля, что способствует, в свою очередь, экономии топлива.
Быстрый набор рабочих оборотов за счет меньшей массы вращающихся деталей.
Высокую экологичность, которая достигается за счет более полного сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

Основными недостатками турбированных двигателей являются:

Меньший ресурс по сравнению с «атмосферниками», что обусловлено большими нагрузками, которые испытывают детали мотора.
Небольшой срок службы турбины. Как правило, после пробега в 120000÷150000 км требуется ее замена (даже при выполнении всех требуемых правил эксплуатации).
Необходимость использования только качественного высокооктанового топлива.
Повышенный расход масла, так как подшипники турбины при работе разогреваются до очень высоких температур.
Необходимость применения только специальных высокотемпературных синтетических масел.
Более частая периодичность замены масла (не реже, чем каждые 10000 км пробега).
Долгий прогрев в зимнее время.

На заметку! Этот недостаток можно легко устранить, установив специальный предпусковой подогреватель. Однако это ведет к дополнительным материальным расходам.

Высокая стоимость ремонта и обслуживания.

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.

Сильные и слабые стороны атмосферных ДВС

Атмосферный двигатель существует уже давно, а вот его турбированный конкурент появился относительно недавно. Во многом из-за этого автолюбители даже не пытаются искать разницу и какое-то ключевое различие, а попросту выбирают то, чему доверяют. Никто не спорит, что атмосферники действительно имеют целый ряд преимуществ. Главными из них являются:

продолжительный срок эксплуатации;
упрощённая конструкция и несложное устройство;
доступный ремонт;
возможность обслуживания собственными руками;
адекватный расход масла;
отсутствие глобальных проблем в период эксплуатации.

Такие моторы способны преодолевать огромное количество километров. Их пробег при адекватном уходе и эксплуатации переваливает за 1 миллион. Нужно только вовремя менять масла, осуществлять правильный уход и своевременно снимать старые фильтры. При таком отношении даже через 500 – 600 тысяч километров пробега ни о каком капитальном ремонте думать не придётся. Детали и узлы двигателя атмосферного типа очень устойчивы к износу, они долгое время сохраняют свою работоспособность. Наиболее надёжные атмосферники способны пережить не один кузов. То есть бывали случаи, когда двигатель снимали с одной машины и ставили на другую, поскольку сам кузов уже выработал свой ресурс, а ДВС нет.

Безотказность и простота эксплуатации являются основными козырями атмосферных двигателей. Они не требуют максимально качественного топлива или уникальных высококачественных смазочных материалов. Даже если при эксплуатации машины на плохом топливе что-то выходит из строя, вернуть атмосферник к жизни не составит большого труда. Более серьёзные требования предъявляются в отношении грамотного выбора и использования моторного масла. Обычно его меняют через 15 – 20 тысяч километров пробега. Для атмосферников оптимальным решением считается качественная синтетика и полусинтетика, соответствующая требованиям автопроизводителя.

Интересен и тот факт, что в атмосферных ДВС вполне допускается применение минеральных масел при отсутствии синтетического или полусинтетического аналога. С двигателями, на которых стоит турбокомпрессор, такой номер не пройдёт. Минералку в них заливать категорически нельзя. За счёт упрощённой конструкции множество автовладельцев самостоятельно занимаются профилактическими и ремонтными работами у себя в гараже. А если пришлось обратиться в автосервис, будьте уверены, что услуги СТО при работе с атмосферным мотором окажутся намного дешевле, чем с турбомотором при аналогичных неисправностях. Но не стоит думать, что атмосферные двигатели настолько идеальные, и никаких недостатков у них нет. Если сравнивать с турбированными силовыми агрегатами, то проявляются следующие слабые стороны:

достаточно внушительный вес всей конструкции;
более низкие параметры мощности;
меньший крутящий момент;
отсутствие возможности работы под большой нагрузкой;
проблемы с эксплуатацией в условиях большой высоты (там разряжённый воздух, из-за чего кислород плохо проникает в цилиндры);
на малых оборотах не всегда происходит эффективное всасывание, потому двигатель ведёт себя нестабильно.

Мировое автопроизводство знает множество примеров того, как компании создают высокомощные двигатели без использования турбокомпрессора. Турбина не всегда является обязательным элементом для создания действительно производительного двигателя.

Принципиальные отличия двигателей

Атмосферный двигатель представляет из себя “обычный” двигатель внутреннего сгорания, конструкция которого была разработана уже очень давно и за многие десятилетия эксплуатации доведена до своего совершенства.

Турбированный двигатель представляет из себя такой же двигатель внутреннего сгорания, в конструкцию которого была добавлена турбина, закачивающая воздух в цилиндры под давлением, что заметно увеличивает мощность мотора. Турбированный двигатель малого объёма (например 1.3 литра турбо – 140 л.с.) может иметь такую же мощность, что и заметно больший атмосферник (1.8 литра – 140 л.с.).

Форсированный двигатель представляет из себя такой же двигатель внутреннего сгорания, но имеющий довольно сложную конструкцию, нередко подразумевающую применение гоночных технологий, дорогих материалов и всевозможных механизмов для извлечения максимальной мощности. Может оснащаться турбиной или нет. Конструкция форсированного двигателя нередко подразумевает, что высокая мощность двигателя идёт в ущерб ресурсу (форсированные двигатели долго не живут).

Каждый тип двигателя обладает плюсами и минусами, которые определяют ряд требований к эксплуатации такого двигателя.

Основные различия устройства атмосферного и турбированного двигателя

В основе принципа работы любого современного ДВС лежит процесс сгорания топлива в его цилиндрах. Топливо подается не в чистом виде, а в виде рабочей смеси, состоящей из горючего и воздуха. Что турбомотор, что атмосферник устроены в этом смысле одинаково.

Для приготовления рабочей смеси используется горючее и многократно превосходящие по объему воздушные массы. Понятие «атмосферник» появилось и прижилось потому, что для создания смеси применено естественное атмосферное давление. Воздух затягивается через фильтр и систему воздуховодов благодаря работе поршней.

Отличия между различными силовыми агрегатами атмосферного (естественного) принципа действия заключаются только в том, как реализуется процесс образования смеси и его дальнейшая подача в цилиндры. Таким образом, атмосферный мотор не оснащается специальными узлами, которые отвечали бы за принудительную подачу воздушной массы.

Интересно, что схема питания атмосферного мотора основана на естественном притоке воздуха для формирования рабочей смеси. При разных режимах работы она не позволяет обеспечить соотношение 14 к 1 (количество частей воздуха на количество частей горючего). Из-за этого движок уже не способен тянуть на низких оборотах, а на высоких еще не может. Это приводит к снижению диапазона оборотов, при которых мотор способен обеспечить максимальную мощность и тяговые усилия.

Чтобы понять, что такое турбированный двигатель, необходимо понять, как он работает, и из каких состоит узлов. По сути, это тоже силовая установка, только подача воздуха в цилиндры происходит принудительным образом, за счет специального устройства. Основными частями турбокомпрессора являются вентилятор с турбиной.

Подключаются они к системе выпуска отработанных газов в машине, а дальше принимают на себя часть их энергии и воздействуют на лопасти турбины. От выхлопных газов создается давление, и они раскручивают ее, заставляя работать вентилятор компрессора. Далее под давлением закачивается большой объем воздушных масс.

Воздуха становится больше в системе и сгорает он более качественно — это значит, возрастает и мощность силовой установки. Имея меньший объем, турбомотор способен выдавать больше лошадиных сил, чем атмосферный аналог. Но система охлаждения функционирует также несколько по-иному. Функцию радиатора здесь выполняет другое приспособление, которое называется интеркуллером. Вместо охлаждающей жидкости в нем циркулирует обычный воздух. Чтобы усилить охлаждающие свойства, вместе с ним могут устанавливать дополнительный вентилятор.

Разница между атмосферным и турбированным движком заключается в принципе их устройства и функционирования. У последнего для создания рабочей смеси также необходим воздух. Однако воздушные массы не просто поступают извне, но еще и принудительно, за счет нагнетания турбиной. Чем отличается атмосферный агрегат от турбированного, так это как раз тем, что поступает больший объем кислорода в рабочие цилиндры. Из-за этого топлива сжигается больше и возрастает полезная мощность. Чтобы сделать автомобиль еще мощнее, нет необходимости наращивать объем камер сгорания или увеличивать число самих цилиндров.

Что такое турбированный двигатель в автомобиле

Первые турбированные двигатели были сконструированы ещё в 1905 году, однако на легковые автомобили их начали устанавливать во второй половине 20-го века. Турбонаддув – система нагнетания в цилиндры атмосферного двигателя дополнительного воздуха, вследствие чего происходит повышение среднего эффективного давления в цилиндрах. Это увеличивает мощность мотора без внесения изменений в его конструкцию. Работу мотора с турбонаддувом обеспечивает приводной нагнетатель, использующий энергию отработанных газов. Они приводят в движение колесо турбины, которая в свою очередь вращает колесо компрессора с помощью роторного вала. Компрессорное колесо сжимает воздух, который нагревается, а после поступления в интеркулер охлаждается и подаётся в цилиндры.

Это важно! Энергия отработанных газов растёт по мере увеличения числа вращения движка. Чем интенсивнее работает мотор, тем больше становится энергетический потенциал и растёт подача сжатого воздуха.

До недавнего времени двигатели с турбонаддувом устанавливались исключительно на дорогостоящие спортивные модели автомобилей. Но, по утверждению маркетологов, в настоящее время доля моделей с такими моторами стремительно увеличивается, и турбина становится практически обязательным элементов престижных марок авто.

Турбины устанавливают гораздо чаще на дизельных двигателях, чем на бензиновых

Производители машин делают акцент на том, что турбодвигатели беспощадно теснят «атмосферники», и большинство покупателей хороших машин предпочитают именно такой тип двигателя. Но так ли хорош турбомотор, как это расписывают конструкторы и инженеры автопредприятий? Чтобы сделать выводы, стоит рассмотреть его конструктивные особенности и поближе познакомиться с принципом действия.

Конструктивные особенности

Система турбонаддува состоит из компрессора, интеркулера, регулятора давления наддува и других узлов. Главная деталь – турбокомпрессор, регулирующий рост давления в системе впуска воздуха. Интеркулер охлаждает воздух и повышает его плотность.

Схема движения воздуха во время работы турбированного двигателя

Всей системой управляет регулятор наддува. Это перепускной клапан, ограничивающий давление отработанных газов. Отсекая некоторое их количество, клапан делает давление наддува оптимальным.

Турбокомпрессор работает следующим образом:

Воздух проходит через воздушный фильтр и поступает во входное отверстие.
Происходит сжатие воздуха, и в нём увеличивается содержание кислорода. Воздух нагревается, и его плотность снижается.
Массы воздуха покидают турбокомпрессор и попадают в интеркулер, в котором происходит охлаждение.
Сжатый воздух проникает через дроссель и впускной коллектор в цилиндры мотора.
Часть выхлопных газов, образовавшихся при сгорании топлива в цилиндрах, передаётся турбодвигателем назад в коллектор турбины. Этот поток воздуха запускает движение вала, на противоположном конце которого расположен компрессор. Здесь начинается повторное сжатие воздуха.

Это важно! Результат работы турбонаддува – увеличение уровня сжатия кислорода при сохранении объёма цилиндров. За один такт работы турбомотор сжигает больше топливной смеси, чем атмосферный двигатель того же объёма.

Характеристика атмосферного ДВС

Он представляет собой классический двигатель внутреннего сгорания. Система питания его основана на распределенном инжекторе. Так, горючая смесь формируется из 14 частей воздуха и одной части бензина. При необходимости ЭБУ современных авто может корректировать данное значение в большую или меньшую сторону. После того как смесь попадает в цилиндр, система поджигает ее и происходит воспламенение, а далее – рабочий ход поршня. За счет этого вращается коленчатый вал, маховик и, соответственно, колеса машины.

Давление – это главное отличие атмосферного двигателя от турбированного. Давление воздуха, который поступает в двигатель, небольшое – около одной атмосферы (отсюда и столь характерное название). Никакого принудительного нагнетания здесь нет.

Атмосферный мотор – преимущества и недостатки

Прежде чем принять решение, какой двигатель лучше – атмосферный или турбированный, стоит рассмотреть технологии классического агрегата. Существуют мифы, что атмосферники менее требовательны к качеству масла, лучше прогреваются, дольше служат. Все очень условно, это зависит от конструкции мотора, его производителя и использованных технологий.

Схема работы поршней атмосферного двигателя внутреннего сгорания

Атмосферный агрегат хорош с точки зрения ресурса, но плохое масло может быстро убить это преимущество. Такой мотор менее эластичен, при том же самом объеме он может дольше разгонять автомобиль, хуже взаимодействовать с любыми коробками передач и менее эффективно использовать топливную смесь.

Преимущества атмосферников зависят от их конструкции. Если у агрегата тонкие стенки блока цилиндров, слишком малый объем, плохая сборка, то он прослужит недолго. Если же у вас объемистый хороший двигатель, то и ресурс его будет длительным.

Но в эти моторы производители практически не инвестируют, поэтому технологии стоят на месте. Будущее уже ушло в сторону гибридов и электромобилей, так что атмосферники доживают последние годы.

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.

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».

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.

Турбояма

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.

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.

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.

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.

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.

Недостатки

Равно как плюсы, у каждого из двух типов двигателей есть свои недостатки.

Атмосферный двигатель:

имеет большой вес;
при одинаковом объeме с турбомотором мощность ниже;
сниженная динамика — в сравнении с турбомотором того же объeма;
сложности при езде в горах.

Большинство минусов атмосферного двигателя всплывают при сравнении с турбированными агрегатами. Отдельно стоит сказать о последнем пункте: воздух в горах слишком разреженный, его количества не хватает для стабильной работы мотора, поэтому двигатель попросту «задыхается».

Турбированный двигатель:

высокие требования к качеству смазки и топлива;
дорогостоящий ремонт;
долгий прогрев зимой;
меньший интервал замены масла.

Компрессорные двигатели

Компрессор на двигателе – это своего рода механический нагнетатель, который приводится в движение ременным приводом. Это значит, чем выше будут обороты двигателя, тем больше мощности он получит. Компрессор не только подает топливно-воздушную смесь в цилиндры под давлением, но и продувает их, когда впускной и выпускной клапан находятся в положении наполовину открытия и закрытия. Таким образом, компрессор не только увеличивает мощность, но и прочищает цилиндры, что позволяет двигателю постоянно работать на максимуме своих возможностей.

Недостатком компрессора является то, что он эффективно себя показывает только на двигателях большого объема. Следовательно, об экономичности такого двигателя также следует забыть.

Атмосферный силовой агрегат

Атмосферный двигатель (АД) это такой тип мотора, который первым был создан во времена двигателестроения. Свое название он получил от той самой атмосферы, окружающей нас и участвующей в процессе сжигания горючей смеси в движке. АД — простейший двигатель без использования дополнительного оборудования для увеличения его мощности.

Атмосферный двигатель не имеет систему нагнетания воздуха в систему впуска и работает при давлении, равном атмосферному, засасывая воздушные потоки естественным путем. Другими словами, через систему фильтрации поршни, подобно насосу, затягивают воздух, и при помощи инжектора или карбюратора эти воздушные массы смешиваются с топливом, образуя горючую смесь, которая вскоре воспламеняется. Воспламенившись, смесь создает энергию, приводящую в движение рабочие части мотора. У такого принципа работы есть свои достоинства и недостатки.

Плюсы атмосферного двигателя:

Повышенный моторесурс. Практика показывает, что срок работы данного вида двигателей может исчисляться сотнями тысяч километров пробега до первого капитального ремонта. Это обусловлено относительно небольшими нагрузками. Конечно, такая выработка возможна лишь при условии своевременного и качественного обслуживания агрегата.
Простота конструкции — как следствие, надежность и простота эксплуатации, и обслуживания.
Высокая ремонтопригодность. При выходе из строя той, или иной части двигателя, его ремонт будет относительно недорогим, что несомненно является огромным плюсом.
Меньший расход моторного масла, в связи с отсутствием дополнительных деталей, требующих смазки.
Отсутствие повышенных требований к качеству масла. Есть возможность использовать минеральные, полусинтетические и синтетические сорта масла, но экономя на качестве, можно значительно сократить время «жизни» мотора.
Качество топлива. Атмосферный двигатель может перерабатывать даже самое низкопробное топливо, но крайне не рекомендуется «травить» его, во избежание скорой поломки.
Больший пробег между заменами масла. Оно меняется через каждые 15-20 тысяч километров и за этим необходимо внимательно следить, иначе последствия для движка будут плачевны.
Более быстрый прогрев, в отличие от турбированного.

Атмосферный двигатель отлично подходит при размеренном и спокойном темпе езды по городским улицам.

Что касается недостатков, можно отметить:

Меньшая мощность двигателя, по сравнению с турбированным, при том же объеме.
Большие габариты и масса агрегата.
Больший расход топлива, чем у турбированного двигателя.
Трудности при поездках в гористой местности, из-за разреженного воздуха и низкого давления.
Менее экологичный в использовании.

Атмосферные двигатели пользуются большим спросом у автовладельцев из-за перечисленных ранее достоинств.

Для хорошей продувки (т. е. наполняемости рабочей смесью и отвода отработавших газов) на современных АД устанавливают по четыре клапана на цилиндр. Два на забор воздуха и два на отведение. Это обеспечивает максимальную эффективность и мощность работы мотора.

Чем отличается атмосферный двигатель от турбированного

Эти два вида двигателей наиболее популярные в легковом автомобилестроение. При этом они имеют между собой существенные отличия.

Основные различия между атмосферным и турбированным двигателем коснулись следующих показателей: принципа работы, объема и мощности, длительности эксплуатации, качества топлива и смазочных материалов. Разберем эти параметры в сравнении.

Турбированный мотор отличается имеющейся системой турбонаддува. Она состоит из промежуточного охладителя, турбокомпрессора, турбины. В результате в цилиндры двигателя поступает больше воздуха, чем в мотор атмосферного ДВС. Поэтому процесс сгорания воздухо-топливной смеси, насыщенной воздухом, проходит более эффективно – появляется больше энергии, запускающей двигатель и приводящей в движение автомобиль.

Исследования показали, что для достижения мощности в 125 лошадиных сил, объем атмосферного и турбированного мотора будет разным. В частности, для турбированного ДВС будет достаточно объема 1 литр, а для атмосферного двигателя этот показатель составит 1,6 литра.

При мощности в 125 л. с, турбированный двигатель будет обладать немного меньшим расходом горючего и лучшей динамикой. А также к преимуществу турбированного ДВС нужно отнести больший вес атмосферного мотора и его неспособность поддерживать максимальную мощность во время езды горной местностью, отличающейся разреженным воздухом.

По длительности эксплуатации атмосферный двигатель превосходит своего визави. Турбированный мотор изнашивается быстрее. При этом максимальное расстояние, которое такой двигатель способен покрыть без капремонта, равняется 150 тысяч километров. А атмосферный мотор, способен преодолеть без капитального ремонта в пределах 300-500 тысяч километров.

В идеале, для бесперебойного функционирования обоих типов двигателей нужно максимально качественное топливо и смазочные материалы. Однако атмосферный мотор, в сравнении с турбированным двигателем, менее прихотлив к их качеству. А также его ремонт обойдется дешевле.

В результате сравнительного анализа появляется заключение, о том, что:

турбированный мотор лучше атмосферного по количеству создающейся энергии, меньшему расходу топлива (при равных стартовых характеристиках) и объему, необходимому для достижения максимальной мощности;
атмосферный мотор лучше своего визави по длительности эксплуатации и меньшей прихотливости к качеству ГСМ.

Рекомендуем: Как поменять масло в гидроусилителе руля

Вывод

Если сравнивать с атмосферными моторами, турбодвигатели более экономичные с такими же характеристиками мощности и крутящего момента

. Объем маленький, а едут очень резво. Расход топлива сильно отличается, а на протяжении нескольких десятков тысяч километров, это показатель будет внушительным.

Атмосферные силовые агрегаты стали такими же сложными, как и турбомоторы. Поэтому к себе требуют повышенного внимания. Использование некачественных ГСМ также может привести к дорогому ремонту. Новомодные системы не славятся своей дешевизной, а их поломка принесет не меньший геморрой, чем турбина.

Например клапан ЕГР. Из-за него так же, как из-за турбинки, может засоряться впуск. На двигателях БМВ заслонки на впускном коллекторе зарастают нагаром, ось может обломиться и попасть в цилиндр – привет, замена поршня.

Источник