Турбированные и атмосферные моторы - в чем разница и какой лучше

Турбированный двигатель, плюсы и минусы

Сначала о преимуществах:

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

Недостатки:

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

Как работает турбина

Турбина состоит из двух частей:

Холодная – всасывает и раскручивает впускной воздух,
Горячая – раскручивается воздух посредством движения выхлопных газов.

В турбине установлен картридж с лопастями, которые от движения воздуха раскручиваются вплоть до 150 000 оборотов в минуту, создавая давление. Вращаются лопасти на подшипниках, а за смазывание и охлаждение отвечает подача масла с двигателя.

Так как при резком повышении давления воздух сильно нагревается, был изобретен интеркуллер, охлаждающий воздух до нужной температуры.

Во впускной магистрали установлен клапан, отвечающий за сброс избыточного давления впускного воздуха (Blow off), а также вестгейт, ограничивающий количество отработанных газов, попадающих в турбину, что позволяет избежать резкого роста повышения оборотов крыльчатки (простыми словами-ограничитель).

Работа турбины крайне проста: в горячую часть турбины попадают отработанные газы и раскручивают крыльчатку. В холодной части раскрученная крыльчатка всасывает большое количество воздуха, который проходит через интеркулер, и в охлажденном состоянии попадает в цилиндры. После того, как отработанные газы раскрутили турбину, они идут далее по выпускной магистрали.

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.

Сильные и слабые стороны турбированных моторов

Данные силовые агрегаты принято сравнивать с обычными атмосферниками. Основные достоинства двигателей, оборудованных турбонаддувом:

Таким моторам присущи повышенные мощностные характеристики.
Развивают повышенный крутящий момент.
При работе не издают много шума.

Наряду с достоинствами, моторам с турбинами присущи и недостатки:

повышенные требования к качеству бензина, дизельного топлива, моторных масел, что вызывает необходимость покупать продукцию дорогих марок;
работа в условиях повышенных температур приводит к сокращению сроков службы топливных, масляных фильтров, водителям приходится регулярно проверять уровень смазочных материалов, следить за степенью загрязнения фильтрующих элементов, чтобы не допустить выхода из строя дорогостоящих агрегатов (компрессора и пр.);
увеличенный расход топлива;
сравнительно короткий срок эксплуатации;
дороговизна ремонта и техобслуживания;
затруднения при выборе автомеханика, обладающего необходимыми знаниями и опытом.

Атмосферный и турбированный двигатели обладают положительными и отрицательными качествами. Перед установкой на машину модного турбомотора рекомендуется убедиться в целесообразности такого тюнинга. Принимая решение, нужно оценить состояние дорог, стоимость качественного бензина и пр.

Атмосферный двигатель или турбированный – главные различия

Пример атмосферного двигателя БМВ

Если говорить грубо, то наличие турбины (компрессора, нагнетателя) является единственным, чем отличается атмосферный двигатель от турбированного. Но производители сегодня инвестируют именно в турбоагрегаты, так что их количество на рынке постоянно растет, а технологии активно меняются.

Принципиальная разница между этими моторами заключается в том, что у атмосферного агрегата воздух подается под естественным давлением через впускной клапан. В турбомоторе воздух подается принудительно компрессором под большим давлением.

Пример турбированного двигателя

Это порождает следующие отличия атмосферного двигателя от турбированного:

на нижнем диапазоне оборотов большинство моторов
работают примерно в одинаковом режиме;
на более высоких оборотах включается турбина,
силовая установка получает значительный прилив мощности;
в рабочем диапазоне оборотов турбомотор
потребляет меньше топлива, так как работает более эффективно;
разгон современного агрегата с нагнетателем
гораздо более динамичный, а максимальная скорость часто выше;
эластичность работы мотора с компрессором лучше,
так как функциями турбины управляет умный компьютер.

Если раньше турбокомпрессор мог работать в дух режимах (дуть или не дуть), то сегодня техника стала гораздо умнее. Нагнетание давления воздуха не чувствуется в виде резких толчков или рывков, мотор просто получает отличный задор и динамику.

В этом и заключается разница между атмосферным и турбированным двигателем – турбоагрегат лучше подстраивается под пожелания водителя и может работать эффективнее.

Характерные отличия турбомотора

Поскольку мы сравниваем атмосферный и турбодвигатель, то следует узнать и про особенности ДВС, оснащённых турбонаддувом. Как известно, качество сгорания автомобильного топлива и количество вырабатываемой энергии для толкания поршней зависят от того, сколько воздуха подается в цилиндры. Чем больший объём имеет ДВС, тем больше мощности и крутящего момента способен выдать атмосферник. Так мы подошли к тому, в чём главное отличие атмосферного и турбированного двигателя. Турбо отличается тем, что оснащается системой принудительного втягивания воздуха, которое происходит под давлением. Отличающийся от него атмосферник такой системы не имеет.

Основной задачей при создании турбо было повышение мощности при сохранении относительно небольшого объёма двигателя. На атмосферных ДВС это напрямую зависит от объёма мотора, поскольку только так можно повышать мощность и увеличивать крутящий момент. Турбированные двигатели, используя принудительное нагнетание, сумели обойтись без увеличения объёма.

Важно учесть, что атмосферные моторы отличаются повышенной надёжностью и устойчивостью к детонации. Качественные и эффективные смазочные материалы, а также грамотная регулировка газораспределения позволяют осуществлять максимально точный впрыск топливной смеси

Постепенное развитие позволило улучшить КПД атмосферников. Но всё равно они уступают турбомоторам в компоненте пропорции мощности на единицу объёма двигателя. Чтобы улучшить технические параметры, для атмосферников начали увеличивать размеры и количество цилиндров. Но такие меры нельзя считать эффективными и целесообразными, поскольку за счёт этого заметно увеличивается вес конструкции. Турбо позволяет получать высокую мощность без наращивания рабочих объёмов.

Турбированный двигатель плюсы и минусы

В производстве автомобилей наметилась тенденция практически полного отказа от традиционных атмосферных моторов. Это обусловлено активным внедрением турбированных двигателей. Они сочетают в себе небольшой расход топлива и высокую мощность.

Что собой представляет турбированный двигатель?

Турбина первоначально использовалась в самолётах

В семидесятых годах прошлого века на неё обратили внимание производители грузовых машин

Лишь только после успешного использования турбокомпрессора в гоночной серии «Форумулы-1» его начали внедрять в автомобильное производство.

Принцип работы устройства основан на использовании энергии отработанных газов. Турбина обладает небольшими размерами и не занимает много свободного места в подкапотном пространстве.

Преимущества турбированного двигателя

Сегодня производители оснащают турбинами как бензиновые, дизельные и оппозитные моторы. Это даёт возможность добиться значительного увеличения эффективности использования топлива и двигателя.

Какие преимущества оснащённого турбиной мотора можно выделить:

Увеличение мощности двигателя на треть. Установка турбины, которая использует энергию отработанных газов позволяет увеличить коэффициент полезного действия силового агрегата.
Снижение количества используемого топлива. Машины с турбиной на 15 процентов меньше расходует топлива. Например, автомобиль с мотором объёмом в 1,9литра оснащённый турбокомпрессором имеет одинаковую мощность с двигателем объёмом в 2,5 литра. Расход первого двигателя в смешанном цикле составляет 7 литров на сто километров, а второго уже 9 литров. Это позволяет экономить топливо особенно при движении по городу.
Уменьшение содержания вредных веществ в отработанных газах. Использование выхлопных газов турбиной даёт возможность существенно снизить их вредность для окружающей среды.
Снижение шумности работы мотора. Применение турбины, позволяет уменьшить шум издаваемый двигателем при работе.

Недостатки турбированного двигателя

Несмотря на большое количество положительных качеств турбированного мотора, нашлась ложка дёгтя в виде недостатков. Конечно, они не критичны, но тем не менее нужно быть объективным.

Можно выделить следующие недостатки турбированного двигателя:

Турбина требует использования дорогостоящего масла. Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы агрегата нужно использовать в моторе качественное синтетическое масло.
Сложность в обслуживании. Несмотря на кажущуюся простоту турбина представляет собой достаточно сложный агрегат, который невозможно самостоятельно починить без использования специального оборудования.
Обязательный прогрев даже в летний период.
Требует надёжное охлаждение, так как в процессе работы имеет свойство значительно нагреваться.
Малая динамика разгона на невысоких оборотах двигателя.

Этот недостаток уже получил название «турбояма». В современных моделях турбокомпрессоров недочёт был исправлен. В любом случае общее количество пользы и положительных свойств турбины перевешивает все недостатки вместе взятые.

Спасибо за внимание, удачи вам на дороге

Преимущества и недостатки современного турбомотора

Интересно, что первая турбина на силовом агрегате была установлена более столетия тому назад, однако в промышленном производстве на автомобилях их стали использовать с середины 20-го века. Для создания дополнительного давления конструкторы воспользовались отработанными газами — они принудительно повышали давление, создаваемое в рабочих цилиндрах. Увеличение мощности мотора, в среднем до 10%, достигалось за счет подачи большего объема воздуха.

Итак, главные достоинства, которыми обладает турбированный двигатель по сравнению с атмосферником, сводятся к следующим моментам:

за счёт применения турбокомпрессора полезная мощность возрастает в среднем на 30%;
повышается динамика, автомобиль разгоняется за более короткий отрезок времени;
улучшаются тяговые усилия на низких оборотах;
снижается расход топлива двигателем, а также и смазки, то есть, налицо общая экономичность движка;
уменьшаются габариты силовой установки, а сама система турбонаддува тоже отличается компактностью;
экологическая безопасность связана с тем фактом, что выхлопные газы используются повторно для того, чтоб раскручивать лопасти турбины;
мотор с турбонаддувом при работе издает меньше шума;
установить такой агрегат можно практически на любое транспортное средство. При одинаковом объеме и примерно таких же габаритах он может монтироваться на старые крепежные элементы, которые остались от атмосферника.

Так ли уж хорошо турбонаддув или атмосфернику не стоит опасаться конкуренции? Самое слабое звено в его конструкции — это небольшой эксплуатационный ресурс турбины, особенно на бензиновых двигателях. Цена этого узла довольно значительна, и она подвергается ускоренному износу из-за высокой температуры выпускных газов.

Конечно, турбины ремонтируются, однако далеко не каждый сервис способен выполнить это качественно, да еще и с предоставлением гарантии на проделанную работу. Другой момент: стоимость такого ремонта может достигать половины цены нового узла. Двигатели с турбонаддувом обходятся дороже в производстве, поскольку для них применяются жаропрочные металлы и сплавы, учитывая, в какой высокой температуре приходится им функционировать.

Ну и, наконец, такие движки очень восприимчивы к качеству горюче-смазочных материалов. Если игнорировать этот момент, то возрастает вероятность детонационных процессов, которые легко могут стать причиной преждевременного капитального ремонта. Что касается системы смазки, то масло тоже должно использоваться другого качества. В него добавляются специальные присадки, рассчитанные на работу при высокой температуре. Приобретая машину с такой силовой установкой, нужно быть готовым к тому, что производить замену фильтрующих элементов и самого масла придется чаще.

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.

Преимущества

Теперь рассмотрим основные положительные черты каждого из видов двигателей.

Атмосферный мотор

Атмосферный мотор имеет следующие плюсы:

Большой ресурс.

За все годы применения атмосферный тип двигателей показал себя в отношении трудоспособности и выносливости только с лучшей стороны.

При этом не имеет значения, какое топливо является основным – бензин или солярка. Есть моторы, которые спокойно проезжают по 400-500 тысяч километров без серьезного вмешательства.

Истории известны и такие экземпляры атмосферных «сердец», когда кузов полностью выгнивал, а мотор еще долго дохаживал на другом автомобиле.

Простота в эксплуатации и надежность.

Все мы знаем, что чем проще аппарат, тем он надежнее. Здесь «золотая середина» идеально соблюдена.

Особый плюс, которым обладает атмосферный двигатель — способность справляться даже с бензином очень низкого качества.

Здесь более подробно можно узнать про автомобильное топливо и его стандарты.

Конечно, не исключены определенные сбои, но на общую функциональность и ресурс это сказывается незначительно.

Если же и потребуется ремонт, то затраты на него будут минимальными.

Ремонтопригодность.

Обусловлена простотой конструкции, о которой мы уже упоминали. Атмосферный мотор при необходимости можно перебрать до последнего винтика и собрать все обратно.

Следовательно, в сравнении с турбированным двигателем ремонт обходится намного дешевле.

Турбированный мотор

Турбированный мотор имеет следующие преимущества:

более высокую мощность и крутящий момент, если сравнивать с обычным ДВС при аналогичном объеме двигателя. В итоге автолюбитель может наслаждаться много лучшей динамикой в движении;
данный вид мотора менее вреден для окружающей среды, ведь за счет дополнительного наддува воздуха поступающая топливная смесь сгорает практически без остатка;
меньшую шумность (атмосферный мотор этим не может похвастаться).

Атмосферные двигатели

Плюсы:

В его строении нет никаких лишних агрегатов, навесов. Нагрузки на коленвал, поршни, цилиндры, конечно, есть, но не такие критичные как в турбированном, потому конструкция прочнее и ресурс выше в 3-4 раза.
Расход масла на каждые 10 тыс. километров примерно 200-500 граммов и замена каждые 15-20 тысяч км.
Допускается масло невысокого качества, подойдёт даже полусинтетическое.
Атмосферные моторы прогреваются намного быстрее, особенно объёмные — от двух литров и выше. Скорость прогрева малообъёмных (1.2 л, 1.4 л, 1.6 л) не такая высокая, но в любом случае выше, чем турбированных.

Минусы:

воздух засасывается через воздушные фильтры и не происходит достаточного нагнетания, поэтому количество воздуха внутри ограничено и, как следствие, мощности таких двигателей на 30-50% меньше;
впрыск топлива больше, что сказывается на экологичности устройства.

Атмосферный двигатель или турбированный

И так, атмосферный или турбированный двигатель. Если взять изначально их различие, то конструктивно двигателя не отличаются. Различие состоит лишь в том, что в систему впуска добавляется усиленный поток воздуха и соответственно меняется подача топлива в сторону его увеличения.

На атмосферный двигатель можно установить систему наддува, то есть турбину, усиливающую поступающий воздушный поток в систему впуска, подкорректируем подачу топлива, вот вам и турбированный двигатель.

Разберем глубже что такое атмосферный и турбированный.

Атмосферный двигатель

Что значит атмосферный? Как уже было сказано выше, атмосферный двигатель не имеет систему нагнетания воздуха в систему впуска.

Рекомендуем: Как поменять радиатор печки на Лада Калина

Воздух засасывается естественным образом, поршни на впуске засасывают воздух, создавая отрицательное давление в фазе впуска. В этом цикле вместе с воздухом засасывается и топливо, образуя топливную смесь, необходимую для того или иного режима работы мотора.

//auto-ru.ru/wp-content/uploads/2017/11/atmosferni-dvigatel.mp4

Для хорошей продувки, так называют хорошую наполняемость рабочей смесью и отводом отработавших газов, на современных атмосферных моторах устанавливают по четыре клапана на цилиндр. Два на впуск и два на выпуск.

В этом случае обеспечивается максимальная эффективность мотора, относительно его объема цилиндров и соответственно максимальная мощность.

Плюсы атмосферного двигателя:

повышенный ресурс;
простота конструкции;
потребление низкооктановых марок топлива;
меньший расход масла;
больший пробег до замены масла;
прогрев двигателя быстрее.

Минусы атмосферного двигателя:

меньшая мощность;
расход топлива высокий;
менее экологичный.

Турбированный двигатель

Как было сказано выше, это атмосферный мотор с установленной на него турбиной. Примерно так можно представить турбированный двигатель. Но установкой турбины просто не обойдешься.

Турбина работает от движения выхлопных газов, раскручивая вал с крыльчаткой до бешеных оборотов. На другом конце вала турбины находится крыльчатка, так называемого компрессора, которая подает воздух под давлением во впускной коллектор.

Компрессор нагнетает воздух, его поступает в цилиндры гораздо больше чем в атмосферном моторе. За счет этого появляется возможность создавать готовой горючей смеси в несколько раз больше за один такт впуска. В турбированном конечно при сгорании этой смеси и энергии выделяется больше, результат — резкое повышение мощности.

Чтобы турбированный двигатель работал стабильно и долго, требуется много доработок и усовершенствований, связанных со смазкой турбины и охлаждением подаваемого воздуха.

Турбированные двигатели более оборотистые, более мощные, работают при боле высоких температурных режимах.

Кроме турбины, турбированный движок дополняется дополнительным радиатором (интеркулер), который служит для охлаждения воздуха, поступающего в систему впуска.

Интеркуллер необходим для того, чтобы смесь не поступала в цилиндры сильно разогретой, чтобы спасти его от детонации и перегрева.

Плюсы турбированного двигателя:

увеличенная мощность;
уменьшенные размеры и вес;
уменьшенный совакупный расход топлива.

Минусы турбированного двигателя:

уменьшенный ресурс;
требует качественное масло;
требует качественное топливо;
увеличенный расход масла;
плохой прогрев;
потребность чаще менять масло.

Рекомендуем: Как повысить мощность двигателя и зачем это нужно

Плюсы и минусы атмосферных двигателей

С появление силовых агрегатов, оснащенных турбокомпрессором, многие водители стали отдавать предпочтение турбированным транспортным средствам. Однако, существует немало автомобилистов, которые при вопросе, какой двигатель лучше атмосферный или турбированный, выбирают привычный классический вариант, основываясь на следующих преимуществах:

Длительный эксплуатационный срок.
Простота устройства.
Отсутствие серьезных проблем при эксплуатации.
Доступность ремонта и технического обслуживания своими руками.
Пониженный расход моторного масла.

Атмосферные двигатели внутреннего сгорания отличаются наиболее длительным пробегом. Известны случаи, когда машины с установленными атмосферниками, работают без капитального ремонта на протяжении пути, более 500 тысяч километров. Единственное условие – своевременный уход и регулярная замена моторного масла с фильтрами. Их детали и узлы устойчивы против износа. Надежный атмосферный мотор обладает повышенным моторесурсом, продолжает работать даже после неоднократных замен кузова автомобиля.

Благодаря безотказной работе атмосферного мотора и простоте его эксплуатации, он неприхотлив к качеству топлива и смазочных материалов. При регулярном использовании бензина пониженного качества такие двигатели, если и выходят из строя, быстрее восстанавливают свою работоспособность. Основное требование к моторному маслу – это обеспечение необходимого уровня. Замена смазочной жидкости должна проводиться каждые 15 – 20 000 км. При выборе наиболее подходящей марки моторного масла для атмосферного двигателя рекомендуется отдавать предпочтение синтетике или полусинтетике.

Простота конструкции атмосферника позволяет производить некоторые ремонтные работы даже в гаражных условиях. При обращении в автосервис стоимость услуг в несколько раз ниже, по сравнению с ремонтом аналогичных неисправностей турбированных двигателей.

Атмосферные двигатели внутреннего сгорания обладают некоторыми недостатками:

Сравнительно большой вес механизма.
Пониженная мощность и развиваемый крутящий момент в сравнении с мотором, оснащенным турбиной.
Атмосферники не рассчитаны на работу под большими нагрузками.
Сложности эксплуатации на большой высоте в условиях разреженного воздуха.
При работе атмосферного двигателя на малых оборотах не всегда всасывается достаточное количество воздуха, что отражается на стабильности работы.

Преимущества атмосферного мотора

Выделяются такие преимущества классического двигателя, который можно увидеть на многих автомобилях:

Высокий ресурс силового агрегата;
Надежность и долговечность эксплуатации;
Простота в ремонте;
Такой агрегат экономичнее в обслуживании.

Чтобы разобраться, какой силовой агрегат лучше, рассмотрим каждый из этих моментов конкретнее. В этом плане одинаково хороши как бензиновые, так и дизельные двигатели. Они однозначно лучше. Отмечается, что моторы такого типа в правильном исполнении выхаживают 250-300 тысяч без капительного ремонта, существуют и двигатели, способные пройти и миллион километров. В этом плане моторы гораздо экономичнее – здесь меньше деталей, которые могут нуждаться в ремонте. Бывает даже так, что двигатели еще работают, а кузов сгнивал за этот период.

Надежность

Надежность атмосферного двигателя также не оставляет сомнений. Можно сказать, что такого рода показатели обусловлены простотой конструкции и отсутствием ненадежных конструктивных элементов. Атмосферный мотор хорошо работает даже на дешевом и плохом бензине, тоже самое касается и моторного масла. Конечно, если делать так регулярно, то мотор станет работать нестабильно, но починить такой мотор можно в разы дешевле, чем турбированный.

Высокий уровень ремонтопригодности. Простота атмосферного мотора, о которой говорилось выше, предполагает и высокую степень возможности починки всех элементов мотора. Говорить о таком в плане моторов с турбиной не получиться – в них все намного сложнее и на починку мотора можно просто разориться.

Но есть у таких моторов и неоспоримые минусы. В отличие от турбированных моторов, атмосферники не могут стабильно работать в высокогорных условиях. Силовой агрегат весит намного больше аналогичного с турбиной, даже учитывая аналогичный объем. Классический силовой агрегат серьезно отстает от турбированного в динамике, разгоняет авто он намного медленнее.