Какой мотор лучше? — журнал За рулем
Времена, когда двигателя с наддувом и скромным рабочим объемом стоило бояться как огня, прошли. И претензии к нему уже больше походят на предрассудки.
Материалы по теме
Даунсайзинг шагает по миру, и все больше машин, даже бюджетных, обзаводятся малокубатурными двигателями с наддувом. Но многие автолюбители до сих пор боятся таких моторов. А может не так страшна мама, как ее рисуют первоклассники?В среде автолюбителей получила широкое распространение следующая точка зрения: турбонаддув ненадежен, двигатель с ним конструктивно слишком сложен, ему свойственен повышенный расход масла, такие двигатели холодные. Словом, лучше с ними не связываться. Что-то из этого правда?
К надежности турбодвигателей концерна Volkswagen действительно были вопросы. Особенно к первым моторам малого рабочего объема (1,2 и 1,4 л) серий CBZ или САХ. Бывали случаи, когда износ цилиндропоршневой группы достигал критических значений уже после 100 тысяч километров пробега. Тому есть две объективные причины. Первая относится скорее к условиям эксплуатации. Малообъемные моторы не любят, когда стрелка тахометра проводит много времени в красной зоне, если сам двигатель еще не прогрелся до рабочей температуры. Прогреваются они дольше, а большая нагрузка в непрогретом состоянии чревата повышенным износом. Ну а вторая причина — чем меньше размер элементов кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и газораспределительного механизма (ГРМ), тем они быстрее изнашиваются.
|
Один из самых популярных турбомоторов на нашем рынке — фольксвагеновский ЕА211 рабочим объемом 1,4 литра. Один из самых популярных турбомоторов на нашем рынке — фольксвагеновский ЕА211 рабочим объемом 1,4 литра. |
В Европе основным двигателем концерна VAG становится 1,5-литровый EVO. В основе все тот же блок ЕА211. Но есть и отличия. Например, жидкостный промежуточный охладитель воздуха. Одна из главных особенностей этого мотора — он работает по циклу Миллера.
|
Надежность турбомотора
Проблемы с надежностью были актуальны именно для первой линейки фольксвагеновских двигателей конца прошлого десятилетия. Со временем надежность наддувных моторов удалось заметно повысить. Конечно, говорить об огромном по нынешним временам ресурсе старых атмосферников 90-х не приходится. Но с ресурсом современных двигателей аналогичной мощности без наддува срок службы того же ЕА211 (1.4) вполне сравним. И тот факт, что количество обращений по гарантии в последнее время сильно сократилось, это подтверждает. Кстати,
zr.ru
Что значит Атмосферный двигатель автомобиля? Его устройство, как работает
Что такое атмосферный двигатель
Атмосферный двигатель – особый тип конструкции ДВС, который был изобретен еще в конце 19 века, на тот момент он был единственный в своем роде и не имел аналогов. Свое название мотор получил благодаря принципу работы. Основой работы для любого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) является воспламенение топлива в цилиндрах. Не каждый знает, что без наличия кислорода невозможно сгорание горючего, поэтому под понятием топлива стоит понимать не только бензин или солярку, а и топливно-воздушную смесь – пропорция топлива и кислорода. Данный тип мотора использует воздух из окружающей среды для воспламенения смеси в цилиндрах. Так взять бензиновый двигатель: данная смесь представляет собой 1 часть бензина и примерно 14 частей воздуха. Смесь в нужных пропорциях создается карбюратором или инжектором:
- Карбюратор — это узел системы питания ДВС, который путем смешивания, подготавливает горючую смесь наиболее оптимального состава и количества и подает ее в цилиндры самого мотора, имеет широкое распространение на разных двигателях. С 80х годов карбюраторы, из-за своей малой эффективности, массово начали вытесняться ижекторами;
- Инжектор или форсунка так же предназначен для приготовления смеси топлива с воздухом из окружающей среды и управляется электромагнитным клапаном или механически. Инжекторные двигатели более экономичны в плане расхода топлива и дают лучшую динамику, вследствие чего карбюраторы начали отходить на задний план.
Понятие «атмосферный» подразумевает под собой то, что непосредственное участие в горении топлива в цилиндрах принимает атмосферное давление. Необходимые пропорции смеси воздуха с топливом формируются в результате работ поршней мотора, которые подобно насосу затягивают наружный воздух из атмосферы через специальный воздуховод. Такой же принцип работы происходит в карбюраторном и инжекторном двигателе, независимо от вида топлива. Автомобили с атмосферными двигателями бывают как бензиновые, так и дизельные. Не смотря на конструктивные особенности дизельных и бензиновых «атмосферников», принцип их работы несет один и тот же смысл.
СПРАВКА. Доступ воздуха, который самостоятельно всасывается двигателем для образования смеси, получается за счет образования пониженного давления в инжекторе или карбюраторе.
Преимущества
Атмосферный двигатель находит широкое распространение из-за большого количества плюсов. К основным преимуществам можно отнести следующее:
- Большой запас ресурса. Практика показывает, что эксплуатация атмосферных двигателей, независимо от вида топлива, может измеряться сотнями тысяч километров пробега без проведения капитального ремонта. Встречаются экземпляры «атмосферников» которые при правильной эксплуатации и своевременном проведении ТО проходили до 500 тысяч километров. Любопытно, что экземпляры атмосферных моторов иногда устанавливали на другие машины, так как кузов первого автомобиля начинал гнить и приходить в негодность;
- Простота конструкции. Атмосферные двигатели лучше поддаются ремонту, нежели моторы с турбиной. Если даже, какой либо элемент узла двигателя приходит в негодность, его можно отремонтировать за меньшую сумму, и качество ремонта в некоторых случаях не будет уступать качеству заводской сборки, механики на СТО более охотно берутся за ремонты атмосферных двигателей, нежели турбированных ;
- Неприхотливость. Бывает, что АЗС в целях экономии разбавляют бензин, тем самым ухудшая его качественные характеристики. Атмосферный двигатель в отличие от турбированного, способен заметно легче переносить эксплуатацию на плохом бензине, двигатель простит вам разовую оплошность при заправке низким топливом.
Не смотря на ненамного больший расход топлива в атмосферном двигателе, в долгосрочном периоде он все же более рациональный и сократит ваши расходы на ремонты и обслуживания, в отличие от турбированного.
Недостатки
Не смотря на все преимущества «атмосферников» в них все же можно найти некие недостатки. Одним из недостатков является вес. По своей конструкции и принципам работы атмосферные двигатели получаются более тяжелыми и объемными, и как мы знаем, что масса автомобиля в целом влияет на средний расход топлива. По мощностям и динамике они заметно уступают двигателям с турбо надувом при одинаковых объемах. Дело в том, что система питания двигателя за счет самостоятельного набора кислорода из окружающей среды не всегда позволяет обеспечивать точные пропорции горючего с воздухом, которые должны равняться 1 к 14 на всех режимах работы. Следовательно, при более низких оборотах мотор засасывает меньше воздуха, а при высоких ему препятствует проходное сечение воздуховодов и сопротивление воздушного фильтра. Эффективность работы в целом снижается, так как во время движения не получается поддерживать узкий диапазон получения горючей смеси, по сравнению с турбированным ДВС.
ВАЖНО! Для более щадящего эксплуатирования мотора рекомендуется плавно наживать на педаль газа и не нагружать двигатель высокими оборотами.
Особенности турбированных двигателей
Тенденция последних лет такова, что большинство автопроизводителей стремятся увеличить мощность двигателя и одновременно уменьшить его расход, переходят на выпуск машин с турбированными двигателями меньшего объема. Такие принципы позволяют производить достаточно мощные и более экологически чистые модели, однако приходится жертвовать долговечностью за счет усложненной конструкции, которая в отличии от атмосферных двигателей чаще приводит к поломкам. Первые 150 тысяч километров пробега для обладателя данного авто с турбиной, будут складываться только положительными сторонами, то тех пор пока он не начнет сталкиваться с ремонтом этого агрегата. Главным отличием мотора оснащенного турбиной является наличие механического компрессора или турбокомпрессора, который специально нагнетает воздух в двигатель под высоким давлением. В отличие от «атмосферников», в моторах с турбиной или компресоором, давление нагнетаемого воздуха составляет от 1,5 до 3 атмосфер. Турбомоторы при одинаковых объемах двигателя с атмосферными двигателями, могут сжигать больше топлива и, следовательно, выдавать намного больше мощности. Первый турбированный двигатель был разработан еще в 1905 году, однако применяться на легковых автомобилях начал только в середине 50 х годов. Принципом его работы является принудительное давление воздуха, которое создает турбина, используя отработанные выхлопные газы. Из-за высокого давления в цилиндры закачивается большее количество воздуха, чем у атмосферного двигателя, вследствие этого увеличение мощности возрастает до 10%. Лучшая динамика происходит за счет высокого крутящего момента. Турбированные моторы более экологически чистые, так как в цилиндрах идет более эффективное сгорание топлива. Не смотря на все плюсы мотора с турбиной, они имеют более сложную конструкцию и нуждаются в большем уходе во время эксплуатации. Поскольку турбина работает при высоких температурах – срок службы масла и масляного фильтра намного меньше, чем у атмосферного, и примерно сокращается два раза. Для нормальной работы двигателя, ему необходимо исключительно высокое качество бензина или солярки, заправка топливом сомнительного качества сразу даст о себе знать и опустошит ваш кошелек во время ремонта. Что касается выбора масла и масляного фильтра, то они ни в коем случае также не должны уступать по качеству.
ВНИМАНИЕ! После завершения движения, машины, оснащенные турбированным двигателем нельзя сразу глушить, автомобиль должен некоторое время поработать в холостом режиме, для нормализации давления в системе.
Примеры моделей авто с наиболее мощными атмосферными двигателями
- Автомобиль марки Mercedes C63 FMG Coupe Edition 507, на котором установлен бензиновый атмосферный двигатель силой 507 лошадиных сил;
- Американский автомобиль Chevrolet Corvette C7 Stingray, оснащен бензиновым движком с высокими характеристиками;
- Мощный внедорожник Jeep Grand Cherokee SRT, представляет собой комплектацию бензинового двигателя высокими мощностями и непревзойдённой динамикой;
К автомобилям не намного уступающим по мощностям так же можно отнести такие модели как: Chevrolet Camaro, Lexus LS 460, Porsche Cayenne GTS, Audi RS5, Mercedes SLK 55 AMG.
Что касается дизельных моделей, то лидерами являются следующие марки: Mercedes-Bez OM 602, OM 647, BMW M 57. Двигатели данных автомобилей показывают надежность и простоту конструкции.
При покупке автомобиля все же в первую очередь нужно обращать на его «сердце». Если вы предпочитаете хорошую динамику, меньший расход то ваш выбор должен пасть на турбо мотор. Однако если вы отдаете предпочтение долговечности, то без колебаний совести следует выбирать атмосферный двигатель.
rulikoleso.ru
Атмосферный двигатель. Описание, технические характеристики :: SYL.ru
Двигатель для автомобиля — это все равно что сердце для живого существа. Благодаря ему поддерживается вся работа. И если с неисправностями некоторых деталей он способен ездить, то с испорченным мотором лучше не рисковать. Двигатели внутреннего сгорания можно подразделить на следующие группы: атмосферные, турбированные и компрессорные. В статье подробно рассматривается первый тип и его отличия от других.
Что значит атмосферный двигатель? Виды
Это наиболее распространенный тип мотора, который используют в автомобильном производстве. Воздух в него попадает естественно, обеспечивая необходимое давление в цилиндрах. Атмосферный двигатель бывает по виду топлива бензиновым, дизельным и газовым.
Бензиновые моторы, функционирующие на жидком топливе, имеют принудительное зажигание. Перед подачей в цилиндры оно смешивается с воздухом инжектором или карбюратором.
Дизельные двигатели воспламеняются от сжатия из-за высоких показателей давления и температуры. Топливо подается через форсунку, а смешивание производится непосредственно в цилиндре.
Если предыдущие два варианта выпускаются серийно, то газовый вид переделывается в автосалонах по тюнингу. Такого рода моторы работают на метане или пропанбутановой смеси. Здесь топливо перемешивается с воздухом перед попаданием в цилиндры. Работа газовых двигателей практически идентична бензиновым.
Принцип работы
Автомобиль работает за счет воздухо-топливной смеси, которая подается в цилиндры и принудительно воспламеняется искрой (в бензиновом и газовом видах). Энергия выделяется как при микровзрыве — и транспортное средство приводится в движение, продолжающееся благодаря постоянному давлению в цилиндрах и постоянной подаче топлива.
Даже при малых оборотах этот двигатель внутреннего сгорания будет иметь ту мощность, которая необходима, и будет способен быстро набирать большую.
Отличия от турбированного
И атмосферный, и турбированный моторы относятся к ДВС. Но первый тип известен уже давно, на протяжении всего времени его механизм был доведен до оптимального уровня.
В турбированный двигатель внутреннего сгорания добавлена турбина, которая закачивает воздух под давлением в цилиндры, увеличивая тем самым мощность агрегата. Например, одни и те же 140 лошадиных сил будут у атмосферника, объем которого составляет 1,8 литра, и турбированного двигателя объемом 1,3 литра.
Компрессорный вид представляет собой более сложную конструкцию, которая часто предназначается для гоночных авто, где могут использоваться дорогостоящие материалы и механизмы для достижения наибольшей мощности. Этот мотор долговечным назвать сложно, так как он постоянно работает на пределе возможностей. Другим его недостатком является то, что этот двигатель внутреннего сгорания хорошо себя проявляет лишь на больших агрегатах. Поэтому об экономии с ним можно забыть.
Преимущества и недостатки
Рассматриваемый мотор обладает рядом очевидных достоинств.
- Длительный срок службы: он еще долго не изнашивается, тогда как при таком же километраже другие виды уже следует менять.
- Легкость и безотказность механизма: в отличие от турбированного, для атмосферного мотора можно использовать любое масло. То же касается и топлива — он менее привередлив по сравнению с турбонаддувом.
- Может быть подвергнут многократному ремонту, даже своими руками.
- Наверное, главным достоинством в нем является сохранение со временем мощности. Он быстро раскручивается до высоких оборотов, реагируя даже на небольшое нажатие на педаль газа.
- большая масса — своей тяжестью и объемом он существенно уступает турбированному агрегату;
- плохая поддержка мощности — атмосферники не способны в условиях разряженного воздуха сохранять необходимую мощность;
- значительно меньшая динамика, если сравнивать с той, что выдает турбодвигатель;
- производство выхлопных газов, которые сильно загрязняют окружающую среду.
Охлаждение
Иногда в жаркую погоду атмосферный двигатель может перегреться. Чтобы этому противостоять, советуют установить интеркулер, который будет охлаждать воздух. При работе в него поступает не только горячий, но и холодный воздух, благодаря которому из-за большего содержания кислорода топливо сгорает лучше и экономнее.
Небольшой размер интеркулера позволяет ему быть установленным даже на атмосферный двигатель ВАЗ.
Многие владельцы авто с таким устройством отмечали, помимо снижения температуры и уменьшения расхода топлива, увеличение мощности мотора до двадцати пяти процентов. Для этого, впрочем, существуют специальные способы.
Тюнинг
Часто, поездив немного, водителям начинает не хватать имеющейся мощности автомобиля. Одним из вариантов для решения этой проблемы служит турбина на атмосферный двигатель. Однако установить ее не так-то просто. Необходимо произвести точные замеры объема входящего воздуха и скорости его подачи в мотор. Турбина будет влиять на всю систему машины, поэтому здесь исключительное значение имеет профессионализм автослесаря.
Кроме того, на некоторые силовые агрегаты турбокомпрессоры не устанавливаются. Тогда используется турбина с постоянным ременным приводом.
Другой способ увеличения мощности заключается в ряде осуществления следующих переделок:
- увеличения объема цилиндров;
- применения патрубка;
- замене клапана стандартного типа и кулачкового вала;
- установке усовершенствованных воздушных фильтров;
- увеличении мощности насоса;
- уменьшения сопротивления ГРС.
Мотор при этом увеличит свою мощность до сорока процентов.
Еще одним методом в этом служит чип-тюнинг атмосферного двигателя. При этом происходит его перепрошивка компьютерными программами. Мощность здесь может возрасти на пятнадцать процентов. Но противники процедуры говорят о том, что в этом случае есть риск загубить мотор. Те, кто выступают в поддержку чип-тюнинга, утверждают, что качественно проведенная операция даже улучшит состояние силового агрегата.
Делать или нет тюнинг, каждый решает для себя сам. Ясно одно: при правильной эксплуатации атмосферный двигатель будет служить верой и правдой дольше, чем другие виды.
syl.ru
Происхождение лошадок: как правильно форсировать атмосферный мотор
Два слова о мощности
В таком вопросе нельзя без щепотки теории, поэтому позвольте пару слов о природе мощности, чтобы смысл всяких «железных» доработок был понятнее. Подробно на этом вопросе я останавливался в одном из прошлых материалов, а тут лишь обозначу коротко по сути. Мощность для любого двигателя внутреннего сгорания может быть выражена как крутящий момент, умноженный на обороты, с коэффициентом.
Не волнуйтесь, на выходе это все та же работа в единицу времени, просто так куда удобнее оперировать цифрами из технических характеристик машины.
Поэтому очевидно: для увеличения мощности нужно увеличивать крутящий момент и обороты. Ну или один из этих параметров.
На словах задача выглядит просто. Казалось бы, какая разница, 5 тысяч оборотов или 8? На практике зависимость нагрузок на цилиндропоршневую группу от оборотов – квадратичная. Если по-простому, то безоглядно поднимать рабочие обороты нельзя – мотор быстро получит необратимые механические повреждения. Поэтому нужно либо «затачивать» мотор под высокие обороты, либо все-таки идти путем увеличения крутящего момента.
Чуть о природе крутящего момента
С ним тоже не так все просто. При поднятии момента нагрузка на поршневую группу растет уже не квадратично, а линейно, но увеличивается нагрузка иначе. Сильнее нагружаются коленчатый вал, шатуны, поршневые пальцы и сам блок цилиндров.
Ну хорошо, будем увеличивать момент осторожно. А что для этого надо сделать? «Вогнать» в мотор больше воздуха для окисления большего количества топлива. Как известно, для сжигания одного килограмма бензина нужно 14,7-15 килограммов воздуха. В пересчете на литры это выглядит куда внушительнее: 1,4 литра бензина против 12 кубометров, или же 12 тысяч литров воздуха. Поэтому-то, как вы понимаете, не так сложно подать в мотор нужное количество бензина, как обеспечить его воздухом.
Поэтому крутящий момент будет зависеть от количества воздуха, подаваемого в цилиндр за такт, а мощность – от того, сколько мотор может переварить в единицу времени.
Выводы напрашиваются сами собой: для форсировки нужно либо увеличивать рабочий объем, либо применить наддув!
Крутящий момент и объем
Так уж получилось, что в отношении почти любого атмосферного двигателя действует эмпирическое правило: 85-100 ньютон-метров приходятся на 1 литр рабочего объема. Моторчик объемом 1,6 литра будет иметь 140-160 Нм, двухлитровый – 180-200. Это фактический предел.
Правило это довольно универсальное и применимое к моторам как давним, так и совсем новым. Мощным и совсем слабеньким. Разве что совсем старые моторы отклоняются от него. Вот МеМЗ-968, мотор от Запорожца, его рабочий объем 1,2 литра, момент – 80 Нм. Но при этом ВАЗ-2101 – те же 1,2 литра, но уже 87 Нм. И это старые карбюраторные двигатели с совершенно ужасными по современным меркам характеристиками системы питания и зажигания!
У современного моторчика Skoda Fabia 1,2 выдает уже 112 Нм. Тойотовский 1ZZ-FE на 1,8 литра объема выдает 171 Нм, а куда более мощный 2ZZ-GE – всего 180 Нм. Мерседесовский М111 2,3 литра выдает 220 Нм, а куда более новый и мощный М272 3,0 – ровно 300 Нм. Экстремально форсированный Honda K20A 2,0 имеет момент 215 Нм – чуть лучше «среднего». Ну и так далее.
Кстати, даже формульные атмосферные моторы 2,4 имели момент в пределах 260 Нм. При оборотах за 18 тысяч этого хватало для получения очень высокой мощности.
Причина столь малого разброса в «форсировании по моменту» именно в том, что он зависит от степени наполнения, площади поршня и хода поршня. Степень наполнения ограничена атмосферным давлением и еще немного можно выжать за счет хорошо проработанной системы впуска. Поэтому сильно поднять крутящий момент без увеличения рабочего объема не только нельзя, этого попросту не нужно.
Вот моторы с турбонаддувом делают, что хотят. Хотите 250 Нм с мотора 1,4? Пожалуйста, двигатель 1,4 TSI EA111 на Skoda Octavia это может. На Fabia RS тот же мотор мощнее, но момент такой же. А на Мерседесах мотор M274 2,0 DE20 AL может иметь как 350 Нм, так и 370. В общем, любые варианты возможны. Турбина наддует столько, сколько выдержит механическая часть мотора.
На фото: двигатель M274, мощность: 245 л.с., крутящий момент: 370 Н*м при 1 300-4 000 об/минГлавный вывод, который нужно сделать: без наддува нет момента. Даже самые серьезные изменения дадут лишь небольшой прирост. И то в основном на высоких оборотах.
Про форсировку турбомоторов я подробно расскажу в следующей статье. Но если вы противник турбин и все же решились «допилить» свой атмосферный мотор, двинемся дальше. Что такого происходит с мотором, что с атмосферного 1,6 какой-нибудь Fiesta получают 180-220 лошадиных сил без всякого наддува, а мощность скромных двухлитровых с турбонаддувом переваливает за 400 или даже 800 сил? И что придется поменять в вашем совершенно обычном двигателе, чтобы он выдавал хотя бы 180-200 «лошадей»? Глобально вроде бы все понятно: либо «дуть» во имя момента, либо «крутить» во имя оборотов. А что придется менять в конструкции для достижения фантастических результатов?
Работы по «железу»
Даже если мотор остается атмосферным, хлопот немало. Увеличение рабочих оборотов – дело сложное и затратное. В первую очередь заботятся о том, чтобы поршневая группа вообще выдержала нагрузки. Улучшения идут в двух направлениях: увеличивают прочность и вместе с тем снижают массу поршневой группы.
Нам необходимы: кованый коленчатый вал, кованые Н-образные шатуны, Т-образные поршни пониженной высоты, особо прочные болты шатунов. Ну а более производительный маслонасос позволит снизить потери и обеспечить приемлемую прочность. У особенно форсированных двигателей для гонок поршень может остаться всего с двумя поршневыми кольцами для снижения массы, а для снижения потерь на трение их делают минимальной толщины.
Если в ваших планах – обороты свыше 10 тысяч в минуту, шатуны придется делать из титановых сплавов, хотя это не самый лучший материал для деталей двигателя. Несмотря на высокую прочность, его сплавы слишком пластичны, а в ДВС точность изготовления идет на микроны. Очень высокая нагрузка приходится на нижнюю головку шатуна, и потому требования к их шпилькам или болтам очень высоки, и тюнинговые детали стоят крайне дорого именно по этой причине.
Конечно, новой поршневой группой изменения не ограничиваются. Требования к механизму ГРМ тоже растут. С ростом оборотов должна возрастать упругость клапанных пружин, чтобы они успевали возвращать тарелки в закрытое положение. Тут нужно снижать массу клапанов, а заодно и их возможности по теплоотдаче. К тому же с более агрессивными распределительными валами скорость открытия и закрытия клапанов увеличивается, и растет нагрузка на все компоненты механизма. В общем, клапаны обычно заменяют на облегченные и особо прочные. Титановые детали изредка применяют и тут, но чаще в ход идут высокопрочная сталь и металлокерамика.
Ну а дальше вопрос в настройке резонансных явлений на впуске и выпуске мотора с помощью впускного коллектора, выпуска и распредвалов. Разумеется, расширяют «узкие места» в виде дросселя, а то и переходят на многодроссельный впуск, с отдельной заслонкой для каждого цилиндра.
Если действовать по уму, то оптимизации обычно требует также форма каналов в ГБЦ и остальных местах впускного тракта. Для этого мотор «продувают» и ищут точки потери давления – места с повышенным сопротивлением течению воздуха. Процессы доработки впуска на практике ничуть не проще доработки поршневой группы мотора, а при «легком» тюнинге и вовсе съедают основную долю бюджета доработок.
Вот, например, мотор Opel C20XE. Двигатель дорабатывался специалистами Lotus и является типичным примером «двигателя для омологации» – мотора, изначально подготовленного к переделкам самим производителем. Не зря его использовали в WTCC команды Opel, а затем Chevrolet и Lada добрых полтора десятка лет. Его конструкция неплохо переносит форсирование, и потому список необходимых изменений выглядит достаточно скромным.
С мотором изначально менее «прочным» бюджет был бы выше, причем в разы. Стоковый C20XE имеет объем 2,0 литра и мощность 150 л. с. Английские компании набрали большой опыт по подготовке этого двигателя к различным гонкам и существуют так называемые «киты», которые можно купить и установить на свой мотор. Разумеется, двигатель должен быть идеально собран и не иметь значительного износа. Для примера воспользуемся продуктами компании Qedmotorsport.
Любой комплект доработок включает в себя впускной коллектор с индивидуальными дросселями на каждый цилиндр диаметром 45 мм, новый регулятор давления топлива, топливную рампу, новую систему управления двигателем (ECU), двухступенчатый ограничитель максимальных оборотов и поставляется в сборе с комплектом проводки. Система омологирована для применения в автоспорте.
Минимальный уровень доработок гарантирует мощность 190-200 л. с. при установке распределительных валов с большой высотой кулачков и более крепких болтов шатунов. Цена такого комплекта – 1 800 фунтов. Небюджетно, зато все рассчитано не в гараже на коленке, а профессионалами.
Хотите больше? Набор доработок C20XE до 210 л. с. включает в себя замену поршней для работы на более высоких оборотах, разрезные шестерни ГРМ для тонкой настройки фаз и еще более «агрессивные» распределительные валы. Цена такого комплекта уже 2 300 фунтов.
Для получения еще 10 л.с. сверху, с пределом мощности 215-220 л.с., комплект получает новые распредвалы, предназначенные для работы без гидрокомпенсаторов, новые толкатели, новые клапанные пружины. Цена такого комплекта уже 2 550 фунтов.
Топовый комплект, с максимальной мощностью до 245 л.с., включает в себя тот же набор, что и предыдущий, но настроенный на более высокие обороты и нагрузку. Цена – 2 750 фунтов. Готовый же двигатель с сертификатом стенда на 240-260 л.с. имеет цену порядка 3 500-5 000 фунтов, в зависимости от производителя.
Максимальный уровень мощности, который имели заводские гоночные команды с таким мотором, – порядка 280-320 лошадиных сил при неограниченном бюджете.
Другой пример – очень популярный на раллийных Fiesta и Focus мотор 2,0 Duratec. Те же 2 литра и 150 л.с., но более современная конструкция. Для примера возьмем английские доработки Omex Technology Systems.
Мотор с комплектом доработок до мощности в 180 л.с. стоит 5 995 фунтов без учета налога с продаж. В комплект входит новый впускной коллектор с индивидуальными впускными патрубками и дроссельными заслонками, система управления, «злые» распределительные валы, усиленные болты шатунов и выпускная система. Максимальные обороты – 7 800 в минуту, максимальная мощность достигается при 6 500.
Мотор с комплектом доработок до 200 л. с. включает в себя уже доработки ГБЦ и камер сгорания. Цена такого мотора – 6 895 фунтов без учета налогов. Максимальная мощность достигается при 7 000 оборотов.
Максимальный уровень доработки до мощности 260 сил – это кованые поршни для высочайших нагрузок, Н-образные кованые шатуны, более эластичные пружины клапанов и комплект облегчения ГРМ, более производительные форсунки и другие доработки. Максимальные обороты 8 700, максимальная мощность при 8 500 оборотах. Цена такого двигателя уже 11 595 фунтов.
В общем, как видите, правильный «атмосферный тюнинг» – это довольно дорого, сложно, а отдача на выходе не то чтобы ошеломляющая.
Эффект
Даже при небольшом увеличении максимальных оборотов можно существенно прибавить в мощности, если уменьшить падение крутящего момента или даже чуть увеличить его на максимальной скорости вращения.
При сохранении величины крутящего момента за счет его переноса в зону более высоких оборотов можно получить рост мощности на 30-40%. Фактически именно перестройка впуска является залогом высокой мощности атмосферного двигателя, а ограничением здесь выступают возможности поршневой группы.
Предел конструкции
Чем выше степень форсирования атмосферного мотора, тем больше усилий нужно прилагать. Обороты до 7 тысяч не требуют особых усилий, если максимум стокового мотора был на уровне 6 тысяч.
Каждая тысяча оборотов сверх дается дорогой ценой. Все элементы должны становиться легче и прочнее, а это не просто сложно, а очень сложно сочетать. Уже 10 тысяч оборотов для стандартной поршневой группы типичного «квадратного» мотора – недостижимая мечта. Большая часть сильно форсированных двигателей ограничивается оборотами 8 500-9 000 в минуту. Конструкции с особо коротким ходом поршня могут попытаться получить и более высокие обороты. Скажем, малоразмерные мотоциклетные моторы вполне неплохо себя чувствуют на оборотах за 13 тысяч, но форсировать до такой степени «гражданский» автомобильный мотор нереально.
Все ухищрения бесполезны, потери в поршневой группе возрастают слишком быстро. И даже серьезные переделки механизма ГРМ для повышения КПД уже не помогут, хотя для мотоциклетных и гоночных короткоходных есть еще пути. Скажем, есть такая штука как десмодромный клапанный механизм, где не используются пружины – они выдерживают экстремально высокие обороты. Но это дорого и неоправданно – сейчас такой механизм используют только на мотоциклах Ducati, и в основном ради имиджа. А на машинах формулы использовали «пневмопружины» клапанов, позволяющие «играть» упругостью в широких пределах.
Словом, еще раз повторю уже сказанное выше. Серьезно поднять мощность мотора без применения того или иного наддува невозможно. О «наддувном тюнинге» я расскажу во второй части рассказа о форсировке.
Опрос
Вы когда-нибудь пробовали форсировать атмосферный мотор?
Всего голосов:
kolesa.ru
Атмосферный двигатель — что это такое?
Все мы привыкли к тому, что при описании технических характеристик автомобиля используются такие слова, как турбированный двигатель, дизель, инжектор. При этом худо-бедно мы имеем представление о том, что это такое. Но, как ни странно, многих ставит в тупик понятие «атмосферный двигатель». Хотя тут все очень просто.
Атмосферный двигатель является одним из самых первых двигателей, который создал человек. И название он получил о той самой атмосферы, окружающей нас и при этом участвующей в процессе сжигания смеси в двигателе. Смесь образуется благодаря затягиванию поршнями воздуха через ресивер инжектора, карбюратор и смешиванию с поступаемым горючим (бензин, диз.топливо).
Таким образом, атмосферный двигатель является самым обычным двигателем, в котором не применяются какие-либо специальные устройства, влияющие на сбалансированность смеси (например, компрессор или же турбина).
Несколько слов стоит сказать и об особенностях атмосферных двигателей. Первоначально питание двигателей рассчитывалось очень просто: нужно было определить оптимальное соотношение горючей жидкости и атмосферного воздуха. Такой баланс смеси для атмосферного двигателя, также как и для других двигателей внутреннего сгорания, равняется один к четырем. То есть, одна часть бензина к четырем частям воздуха. Однако проблема состоит не столько в вычислении этого соотношения, сколько в его обеспечении.
К примеру, на разных оборотах двигателя резко изменяется его затягивающая способность относительно атмосферного воздуха.
Атмосферный двигатель на малых оборотах не способен затягивать необходимый объем воздуха, поскольку ход и частота поршней цилиндров не обеспечивает нужный объем воздуха, который затягивается за единицу времени.
На высоких оборотах возникает проблема пропускного сечения воздуховода и воздушного фильтра. Они при прохождении большого объема воздуха буквально «душат» его подачу в двигатель, поскольку ограниченное сечение создает большое сопротивление для его пропускания.
Рассказывая о недостатках, стоит упомянуть и о положительных качествах атмосферного двигателя. Атмосферный двигатель на сегодняшний день является самым популярным двигателем, применяемым в автомобилестроении. По сравнению с другими конструкциями питания двигателей, их ремонтопригодность, надежность и предсказуемость все же выше.
suvcar.ru
Атмосферный двигатель: определение, предназначение, плюсы и минусы
Создание первых двигателей автомобилей означало появление устройств, относящихся к атмосферному типу — незамысловатых моторов, не предполагающих влияния на баланс питающей смеси со стороны турбинных и компрессорных элементов. Давление потоков воздуха, что подавался на мотор, составляло одну атмосферу, ввиду чего оборудование и получило свое наименование.
Для обеспечения функционирования такого двигателя использовалась смесь топлива, предполагающая смешение бензина и воздуха в отношении 1:14. В этой статье мы попробуем разобраться, что такое атмосферный двигатель в автомобиле. Также мы расскажем, чем такой атмосферный двигатель лучше большинства аналогов, а затем проанализируем его недостатки.
Что такое атмосферный двигатель в автомобиле: ликбез
Общеизвестно, что рабочий принцип всякого мотора предполагает сжигание топливной массы в цилиндрических элементах. Стоит сказать, что под топливными ресурсами понимается не просто чистый бензин либо солярка, но топливно-воздушная смесь.
Устройство атмосферного двигателя автомобиляКак уже было указано выше, в случае с обычным бензином речь идет о смеси, где одна часть бензина смешивается с четырнадцатью частями воздуха; ее приготовление обеспечивается карбюратором либо инжектором (в зависимости от типа питательной системы).
Атмосферный двигатель — это устройство, которое было создано на самой заре производства двигателей. Даже положенное в название слово «атмосферный» недвусмысленно намекает на тот факт, что атмосферное давление являлось важным «участником» работы: оно позволяло образовывать смесь топлива и воздуха и обеспечивало сгорание получившейся массы в цилиндрических элементах.
Образование смеси из топлива и воздуха обеспечивалась за счёт того, что поршневые элементы мотора работали сродни насосному оборудованию: они затягивали воздух из атмосферы через особый воздуховод. В соответствии с таким незамысловатым алгоритмом функционируют карбюраторный мотор, бензиновый двигатель с инжектором, дизельный атмосферный двигатель.
Естественно, не стоит считать принцип работы одинаковым во всех случаях. Однако различия сводятся преимущественно к принципам реализации систем образования смесей и их дальнейшего транспортирования в цилиндрические элементы.
Если упростить вышесказанное, можно заметить, что название «атмосферный двигатель» отсылает преимущественно к способу отправки воздушных масс в карбюратор либо инжектор. В случае с атмосферными двигателями воздушные массы, которые требуются для обеспечения горения топливных ресурсов, всасываются непосредственно из атмосферы за счёт создания в инжекторе либо карбюраторе низкого давления.
Преимущества и недостатки
Теперь, когда мы разобрались с тем, что значит атмосферный двигатель автомобиля, попробуем выделить его преимущества и недостатки. Сходу стоит сказать, что атмосферные двигатели используются и по сей день: именно такие устройства установлены на основной массе транспортных средств.
Схема работы атмосферного двигателя с 4 цилиндрамиОни не отличаются конструкционной замысловатостью, однако для них характерен продолжительный эксплуатационный срок. Опыт говорит о том, что подобные двигатели могут обеспечивать прохождение примерно пятисот тысяч километров, после чего обычно им требуется ремонт.
В случае с турбированными устройствами срок меньше примерно в два раза. По данным сравнительного анализа, незамысловатая конструкция существенно упрощает ремонтные процедуры, что выгодно отличает атмосферные двигатели от их аналогов с наддувом. Цены на основные запчасти и сервисные работы, направленные на устранение технических неполадок, сравнительно невысоки.
Естественно, достаточно очевидно, что столь «старая» система не может не иметь и некоторых минусов. Стоит отметить, что подобные моторы отличаются большими габаритами, в то время как по основным эксплуатационным показателям (мощности, крутящему моменту, динамике разгона) существенно уступают двигателям с наддувом.
Объясняется это достаточно просто: ввиду наружного забора воздушных масс схема питания атмосферного устройства не даёт возможности обеспечения необходимой пропорции (уже указанной выше: 1:14) на всех рабочих режимах.
Если упростить: на низких оборотах двигатель будет засасывать слишком малое количество воздушных масс, в то время как высоких эффективному забору воспрепятствует проходное сечение воздуховодов, а также сопротивление воздушного фильтра. Соответственно, эффективность работы существенно понижается.
Установка турбины на атмосферный двигатель
Турбина на атмосферном двигателеВ качестве заключения стоит ответить на интересующий многих автомобилистов вопрос, связанный с возможность монтажа на атмосферный двигатель турбины. Будем лаконичны: установить ее вполне возможно, однако едва ли подобное мероприятие можно назвать целесообразным с технической (а значит, и с финансовой) точки зрения.
Для этого потребуется осуществить колоссальное количество непростых расчетов, предполагающих определение объема воздушных масс и скорости их поступления. Сделать это без помощи специалиста почти невозможно, а ошибка может быть критичной: она способна привести к полному выходу устройства из строя.
autoshas.ru
Атмосферные и турбированные двигатели — устройство, принцип работы, преимущества и недостатки
В современном автомобилестроении существует множество различных типов двигателей, которые подразделяются по различным критериям (типу топлива, принципу работы, устройству и т.д.). Бывают бензиновые и дизельные силовые агрегаты, рядные и V-образные, поршневые и роторные и т.п. Существует и разделение моторов на атмосферные и турбированные, причем количество автомобилей с каждым из этих типов агрегатов под капотом примерно одинаково. В сегодняшней статье мы рассмотрим основы их функционирования, а также преимущества и недостатки эксплуатации.
Устройство атмосферных двигателей
Схема элементов атмосферных двигателей имеет чрезвычайно сложное устройство. Для этого типа моторов характерна подача топлива, не имеющая каких-либо сопротивлений, что заставило конструкторов подвергнуть коллектор серьезным техническим доработкам. Тонким настройкам подвергают и распределительные валы. Они должны обеспечивать своевременное открытие и закрытие впускных клапанов. Для увеличения выходной мощности атмосферных двигателей применяется увеличение хода поршней, их количества, а также больший размер цилиндров. Силовые агрегаты подобного типа, изготовленные для легковых авто, могут иметь как рядное расположение поршневой зоны, так и V-образное, а количество их цилиндров может варьироваться от 3 до 16. Существуют варианты и с 18-24 «горшками», но они конструируются для мощной автомобильной спецтехники.
Преимущества применения атмосферных моторов
Главным преимуществом атмосферных двигателей является их надежность и неприхотливость. Функциональный ресурс таких моторов практически не зависит ни от условий эксплуатации, ни от качества заливаемого топлива, позволяя им стать идеальным вариантом для российской эксплуатации. С наличием сезонных перепадов температуры ежегодно сталкиваются практически все водители, а качество бензина и дизтоплива, продаваемого на отечественных заправочных станциях, достаточно низкое из-за применения большого количества присадок.
Вторым «плюсом» «атмосферников» является наличие запаса мощности, имеющегося в диапазоне любых оборотов. Моторы данного типа молниеносно реагируют на нажатие педали газа, а раскручиваться до максимального числа оборотов атмосферные агрегаты способны максимально эффективно.
Недостатки атмосферных двигателей
Основным недостатком «атмосферников» считается их «прожорливость». К сожалению, уровень топливного потребления у «атмосферников» достаточно высокий, а чем выше мощность двигателя, тем большее количество горючего он потребляет.
Второй «минус» является прямым следствием первого: чем больше топлива потребляет мотор, тем большее количество вредных выбросов он выделяет. Это негативное качество становится особенно актуальным вследствие вступления в силу с 2016 года чрезвычайно жестких экологических норм в странах Евросоюза. Производители будут сводить количество загрязняющих веществ к минимуму, что, несомненно, скажется на количестве выпускаемых автомобилей, в оснащении которых будут атмосферные агрегаты.
Третьим недостатком считается общее принципиальное устаревание конструкции «атмосферников». Определенные инновации, конечно, внедряются, однако функциональная основа подобных моторов остается неизменной.
Устройство турбированных агрегатов
Принцип работы турбированных двигателей схож с основами функционирования атмосферных двигателей с той разницей, что по желанию водитель может увеличивать количество подаваемого внутрь него воздуха, нагнетая давление за счет интенсивности работы турбины. Чем больший объем воздуха будет задействоваться, тем большим количеством топлива он будет дополняться. Это позволяет дать весьма ощутимый прирост мощности.
Одной из разновидностей турбированных силовых агрегатов являются моторы, дополненные механическим нагнетателем, работающим от маховика коленвала. Чем выше обороты двигателя, тем интенсивнее работает нагнетатель. Подобные системы эффективны лишь на ДВС увеличенного объема. Моторы классических размеров дополняются обычной электронной турбиной.
Плюсы и минусы турбированных двигателей
Основное преимущество турбированных силовых агрегатов состоит в увеличенной мощности, достигаемой при минимальном рабочем объеме. Так двигатель, имеющий всего 1,2 литра, при наличии турбины вполне способен выдавать более 120 лошадей. Согласитесь, подобная отдача может считаться великолепной.
Вторым важным положительным качеством является их экономичность. Турбирующая установка включается в работу лишь тогда, когда мотор работает на высоких оборотах. При малой интенсивности турбина практически не задействуется, позволяя значительно сэкономить на горючем.
К сожалению, силовые агрегаты, дополненные турбиной, имеют максимально сложное устройство, а их рабочий ресурс значительно более низкий, нежели у их атмосферных «собратьев». Работа в высоком диапазоне температур сокращает жизнь турбине, а повышенные нагрузки самому агрегату.
Турбированные моторы крайне требовательны к качеству применяемого топлива. Производители рекомендуют применять лишь горючее максимальной степени очистки, которое не только очень дорогое, но и найти его в нашей стране практически нереально.
Третьим «минусом» является наличие турбоямы. Нажав на педаль акселератора, водитель не получает мгновенного мощностного прироста. Он наступает только спустя несколько десятых секунды. В городе это неприятное явление практически незаметно, но на трассе оно очень критично, особенно при выполнении обгона.
Что же в итоге?
В конце статьи скажем, что и у атмосферных моторов, и у турбированных есть как свои положительные, так и отрицательные стороны. Однозначно сказать какой из них лучше практически невозможно. При выборе автомобиля водителю необходимо взвесить все «за» и «против» и лишь после этого, основываясь на индивидуальных критериях, отдать предпочтение конкретному варианту.
vipwash.ru