Атмосферный или турбированный двигатель: Между «атмо» и «турбо». Какой выбрать двигатель?

Между «атмо» и «турбо». Какой выбрать двигатель?

05.08.2019

Как говорилось в советской кинокомедии «Берегись автомобиля»: «Каждый, у кого нет машины, мечтает еe купить. И каждый, у кого есть машина, мечтает еe продать».

Со времени выхода фильма прошло больше пятидесяти лет, машины стали во много раз сложнее в техническом плане, модельный ряд расширился на несколько порядков. Но личный автомобиль — это по-прежнему серьeзная покупка для семьи, и никто не хочет прогадать с выбором.

Итак, у вас на руках заветная сумма, вы уже определились с маркой и моделью будущего автомобиля. И тут встаeт важный вопрос: с каким двигателем брать машину? Если вопрос о выборе дизельного или бензинового двигателя для вашего автомобиля решeн в пользу последнего, возникает ещe одна дилемма: атмосферный или с турбонаддувом.

В нашей стране большинство популярных моделей, будь то бюджетные седаны или сверхпопулярные кроссоверы, предлагаются как с турбированными, так и с атмосферными моторами. При этом, чем выше класс автомобиля и его цена, тем шире линейка именно турбированных агрегатов. Это общемировая тенденция: турбомоторы постепенно вытесняют атмосферные двигатели.

Прежде чем сделать выбор, стоит разобраться в главных отличиях атмосферных и турбированных силовых агрегатов, а также выявить их сильные и слабые стороны.

Как это работает

Основное отличие двух моторов заключается в способе подачи воздуха в цилиндры. В атмосферном двигателе воздух идeт под действием впуска разрежения, который создаeтся на такте, — поршень просто опускается и втягивает воздух. В турбированном моторе работает принудительный наддув — в цилиндры нагнетается больше воздуха с помощью турбокомпрессора.

По сути, турбированный двигатель является модернизацией своего предшественника — классического атмосферного мотора. Основная цель этого изобретения — увеличение мощности без увеличения объeма цилиндров. Турбированный бензиновый двигатель позволяет получить в камерах сгорания более высокую степень сжатия. Благодаря тому, что воздух подаeтся в камеры сгорания под давлением, достигается более полное сгорание топливно-воздушной смеси.

Турбина состоит из двух частей: ротора и компрессора. Двигатель в процессе работы производит выхлопные газы. Эти раскалeнные газы, поступая под давлением в ротор, раскручивают турбонагнетатель, воздействуя на лопатки турбины. Только после этого они поступают в глушитель. Вал ротора, вращаясь, приводит в действие компрессор, который нагнетает воздух в камеры сгорания, образуя дополнительную степень сжатия.

Воспользуемся простым примером для иллюстрации: если объeм мотора составляет 1,6 литра, то мощность классического атмосферника не превысит 100-110 л.с. В свою очередь, турбированный двигатель при том же объeме сможет выдать до 180 л.с.

Кстати, турбированные двигатели имеют свою небольшую классификацию.

1. Механический нагнетатель. На впуске стоит воздушный насос — компрессор, который приводится в движение от коленчатого вала мотора.
2. Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Принципы его работы мы рассмотрели выше. 

Немного истории

Готтлиб Даймлер, один из создателей первого двигателя внутреннего сгорания, экспериментировал с нагнетателем, приводимым от коленвала, ещe в 1885 году. Несколькими годами позже Луи Рено — отец одноимeнной марки автомобилей — получил патент на аналогичную конструкцию для ДВС в 1902-м. Причeм само устройство для промышленного применения братья Рутс изобрели ещe в 1859-м.

Примерно тогда же опыты с турбиной, работающей от выхлопных газов, ставил швейцарец Альфред Бюши. Именно ему приписывают создание турбонаддува, функционирующего по такому принципу, в 1905 году. Правда, установить истинного первого изобретателя сейчас сложно, ведь Бюши лишь получил патент.

Мировую же известность механическим нагнетателям принесла компания Mercedes-Benz, которая стала устанавливать наддувные компрессоры в конце 20-х годов сначала на гоночные, а начиная с 30-х и на серийные машины.

Из Германии мода на наддувные машины перекинулась на Голливуд, а оттуда на весь мир. Золотой век немецких «компрессоров» закончился одновременно с началом Второй мировой войны. Основное применение компрессоров в военное время пришлось на авиацию: наддув использовался для компенсации недостатка кислорода на больших высотах.

Сразу после Второй мировой войны использование компрессоров продолжилось в основном на моторах Формулы-1. Турбонаддува на гражданских машинах автопроизводители побаивались из-за детонации возросшего давления и температуры. Технологии производства подшипников оставляли желать лучшего, охлаждение и смазка тоже была малоэффективной, из-за этого турбины быстро приходили в негодность.

Окончательно и бесповоротно на путь «турбинификации» мировые производители встали после топливного кризиса конца 70-х.

Победа за турбокомпрессором?

Не углубляясь в технические подробности, скажем, что механические нагнетатели можно считать частью эволюционного пути, а массовое распространение в итоге получили турбокомпрессоры. Для раскрутки нагнетателя требуется мощность с вала двигателя, турбина же раскручивается просто за счeт выхлопных газов. Первый путь технически сложнее и дороже в массовом производстве.

Тем не менее механические компрессоры до сих пор устанавливают! С одной стороны, это премиальные модели британских Jaguar и Land Rover, некоторые двигатели у Mercedes, а с другой — традиционные масл-кары в духе Dodge Challenger Hellcat, которые продолжают специфически «подвизгивать» именно из-за своего механического нагнетателя.

Главное преимущество этой конструкции — приводной компрессор любой конструкции, будучи привязанным к коленвалу, не имеет инерционности. Связь «по педали» с ним прямая, и разгон остаeтся ровным практически во всeм диапазоне.

Как говорится, каждому своe. Но вернeмся к массовым автомобилям.

Преимущества

Если на рынке продаются оба вида двигателей, значит, у каждого есть ряд неоспоримых преимуществ. Рассмотрим их.

Атмосферный двигатель:

• проще в обслуживании;
• 
  имеет более высокий ресурс;
• 
  меньший расход масла;
• 
  невысокие требования к качеству топлива и масла.

Турбированный двигатель:

• высокая мощность и увеличенный крутящий момент при равных объeмах двигателя;
• 
  меньший расход топлива.

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.

Трудности выбора

Автолюбителям, которые сомневаются, какой двигатель лучше и выгоднее, однозначного ответа дать не получится. Например, ценителям мощности и динамики имеет смысл присмотреться к турбированному мотору. Однако он же влечeт за собой значительные денежные траты на приобретение бензина и масла высокого качества.

Атмосферный двигатель примечателен своей простотой и неприхотливостью, он прекрасно может служить не одно десятилетие, кроме того, его работоспособность сможет поддержать даже человек с невысоким достатком.

Какое масло нужно турбомоторам, а какое — атмосферным?

У турбомотора наибольшая отдача, то есть максимум выработки тепла приходится на диапазон оборотов в районе 3000-4000 об/мин, когда турбина подаeт повышенное количество воздуха в цилиндры. После того как поток выхлопных газов станет достаточным для полноценной работы турбины, происходит скачок вырабатываемой энергии, сопровождаемый скачком температуры.

Моторное масло в таких условиях обязано сохранять свои свойства как при низких, так и при повышенных температурах. В случае турбированного двигателя это особенно важно, поскольку ось, на которой установлены турбинное и насосное колeса турбонаддува, работает в подшипниках скольжения. В случае если смазочный материал не обеспечит необходимую защиту данного узла, турбина может преждевременно выйти из строя, не выработав свой ресурс, который обычно составляет 30–70% ресурса двигателя.

Для машин с турбокомпрессорами лучше всего подходят синтетические масла, так как они лучше противостоят окислению по сравнению с минеральными и полусинтетическими. К тому же их вязкость в меньшей степени зависит от изменений температуры, что необходимо для обеспечения защиты подшипников турбины на всех режимах работы двигателя.

Что касается самих характеристик вязкости моторного масла, то турбированные моторы «предпочитают» всесезонные масла с низкотемпературным показателем вязкости SAE 0W и высокотемпературным SAE от 20 до 40. Моторные масла с низким показателем высокотемпературной вязкости следует выбирать для повышения топливной экономичности, высокие показатели вязкости — для лучшей защиты двигателя и турбины. В любом случае, подбор смазочного материала следует проводить в полном соответствии с руководством по эксплуатации конкретного автомобиля.

Кроме того, есть пара важных нюансов относительно использования автомобилей с турбированными двигателями:

важно постоянно следить за состоянием масла, меняя его с периодичностью, рекомендованной производителем;

необходимо регулярно проверять воздушный фильтр — если он забился, это нарушит работу компрессора;

турбина быстрее изнашивается, если сразу после остановки автомобиля отключать мотор. Чтобы продлить срок службы турбомотора, ему нужно дать немного поработать на холостых оборотах для охлаждения турбины.

Атмосферные двигатели, в отличие от турбированных, менее требовательны к специфическим характеристикам масла. В данном случае подойдут общие рекомендации, которые мы давали в одной из предыдущих статей.

Стоит лишь напомнить о том, что мы предлагаем простой способ найти подходящее масло, — воспользоваться удобным онлайн-подборщиком. Просто задайте параметры «вид техники — марка — модель» или воспользуйтесь строкой поиска, и вам будут предложены все подходящие виды масла согласно международным стандартам и допускам автопроизводителей.

Выбор, как всегда, за вами!

К списку статей

Атмосферный или с турбонаддувом — 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.

Большие риски маленьких моторов: анатомия даунсайзинга

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.

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, схожая ситуация и с фордовским турбомотором серии EcoBoost.

Еще одна популярная линейка турбомоторов – EcoBoost от Ford. Двигатели рабочим объемом 1,5 л можно увидеть на Фокусах и Куге, а 2-литровые – на Mondeo.

Сложность конструкции

Если же говорить о сложности конструкции, то некоторые современные атмосферники по этой части не уступают турбированным моторам. Изменяемые впускные тракты, непосредственный впрыск, регулировка фаз газораспределения, сильно облегченные детали КШМ, — все это встречается и на двигателях без турбонаддува. Так что единственным серьезным конструктивным отличием остается сам наддув.

Долгий прогрев

Что касается проблемы долгого прогрева и, как следствие, холодного салона, то ее тоже можно решить. Самый надежный способ: применение дополнительного электронагревателя. В случае с двигателем ЕА211 инженеры использовали другой прием: выпускной коллектор интегрировали в головку блока цилиндров. Так и двигатель прогревается чуть быстрее, а главное — количество отдаваемого тепла для салона увеличилось.

При одинаковой мощности машина с наддувным двигателем всегда оставляет позади автомобиль с атмосферным мотором аналогичной мощности во время разгона. Любой, кому доводилось делать такое сравнение, это подтвердит.

Чем турбомотор лучше атмосферного?

VW Polo GT против конкурентов: тест на «Смоленском кольце»

Так что времена, когда двигателя с наддувом и скромным рабочим объемом стоило бояться как огня, прошли. И претензии к нему уже больше походят на предрассудки. Их надежность стала куда выше. И наш редакционный Volkswagen Golf VII, проехавший больше 80 тысяч км и не принесший никаких проблем, это уже подтверждает. Ну а настоящих недостатков, по сути, осталось два. Первый — повышенный расход масла, который связан с конструктивными особенностями таких двигателей. А второй — более низкая тепловая отдача. Но и эта проблема отошла на второй план благодаря дополнительным электронагревателям и таким ходам, как интеграция выпускного коллектора в ГБЦ.

Фото: фирмы-производители

Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!

За рулем в Дзен

Двигатель с турбонаддувом и без наддува (NA)

Двигатели для автомобиля то же, что сердце для человека. Они управляют почти всем и, как человеческое сердце, сами нуждаются в силе. Существует множество способов приведения двигателей в действие, и сегодня мы рассмотрим два из них: турбокомпрессор и атмосферный.

Краткое описание атмосферного двигателя

Двигатель Mazda NA

Безнаддувный двигатель — это простой двигатель, который не использует ничего особенного для своего питания. Он всасывает воздух снаружи при атмосферном давлении и нагнетает его в камеру сгорания через впускной коллектор.

Краткое описание турбокомпрессоров 

Турбокомпрессор

Турбокомпрессоры представляют собой небольшие турбины, работающие на выхлопных газах и свежем воздухе, которые увеличивают мощность двигателя за счет нагнетания большего количества воздуха в камеру сгорания. Этот принудительный воздух, известный как «ускорение», вызывает больший удар в камере, обеспечивая тем самым большую мощность. Основной причиной наддува является давление воздуха больше атмосферного давления.

Turbo против двигателя NA

Ниже мы сравним NA и Turbo по некоторым пунктам и посмотрим, как они работают друг с другом в этих разделах.

Топливная эффективность 

Турбокомпрессор

Возможно, вы думаете, что использование турбокомпрессора снижает эффективность, и вы правы. Однако есть одна вещь, которая дает им большую эффективность по сравнению с безнаддувными аналогами, если вы посмотрите на мощность, которую они производят.

Читайте: Вспоминая Hyundai Santro ZipPlus 2002 года с автоматической коробкой передач!

Давайте возьмем несколько случайных чисел, чтобы дать вам лучшее представление. Скажем, 2,0-литровый двигатель NA и 1,5-литровый турбодвигатель производят одинаковую мощность, однако 2,0-литровый NA потребляет больше топлива. Теперь, если бы оба двигателя были одинаковыми, NA определенно работал бы лучше, но турбо на меньших двигателях дает такую ​​​​же мощность, как и большие двигатели NA с меньшим количеством топлива.

Таким образом, турбокомпрессор имеет лучшую топливную экономичность при той же мощности двигателя, и его лучше использовать в двигателях меньшего размера.

Ускорение | Turbo Vs NA Engine

Благодаря дополнительному наддуву турбины имеют большую мощность, чем их аналоги из Северной Америки, но ускорение — это то, где они отстают (каламбур). Поскольку турбины используют выхлопные газы для собственного питания, им необходимо создавать эти газы, и, как вы могли догадаться, выхлопных газов нет, когда вы заводите машину. Однако разрабатываются новые технологии, которые обеспечивают лучшее ускорение и почти полное отсутствие задержек.

Это никоим образом не означает, что Turbo хуже NA, когда дело доходит до ускорения, потому что то, чего им не хватает на старте, они за считанные секунды компенсируют своей мощностью.

NA не имеют задержки при запуске, и вы получаете стабильный рост мощности, в отличие от турбо. Благодаря регулируемым фазам газораспределения он получает высокий крутящий момент при более низких оборотах и ​​большую мощность при более высоких оборотах без каких-либо задержек.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Сложность

Турбокомпрессор, установленный на двигателе

Согласно эмпирическому правилу, чем больше деталей в чем-то, тем больше шансов, что это вызовет проблемы. Турбо добавляет к уже существующей системе NA больше маршрутов, интеркулер, вакуумный шланг и тонну сантехники. Выход из строя всей системы легко возможен из-за большого количества деталей в игре, и даже одна неработающая часть может привести к проблемам.

Популярное чтение: DCT, CVT и AMT | Выберите лучшую трансмиссию

NA, с другой стороны, проста и более надежна, чем турбо, поскольку в ней меньше деталей, которые могут выйти из строя. Это делает турбодвигатели более сложными в обслуживании, чем двигатели NA 9.0003

Мощность | Turbo Vs NA Engine

Двигатель Mazda SkyActiv

Честно говоря, мы все знаем, к чему все идет. Весь смысл турбокомпрессоров в том, чтобы добавить дополнительную мощность двигателям, и они превосходят NA по мощности на дрожжах. Они могут генерировать больше энергии от двигателей меньшего размера, чем NA от двигателей большего размера.

NA, однако, не отстает от новых технологий, которые позволяют увеличить крутящий момент, хотя и не близко к чему-то вроде турбокомпрессоров. Mazda SkyActiv и SkyActiv-X имеют почти те же показатели, что и двигатели с турбонаддувом, хотя последний все еще находится на стадии испытаний 9.0003

Пока мы не увидим больше, турбины Mazda мощнее, чем в Северной Америке, иногда даже при использовании двигателя меньшего размера.

Можно ли выбрать лучший двигатель из этих двух?

Откровенно говоря, нет, даже несмотря на то, что турбонаддув захватывает мировой автомобильный рынок, некоторые компании, такие как Aston Martin и Mazda, отказываются отказываться от двигателей для Северной Америки и внедряют новые технологии, которые могут бросить вызов турбодвигателю.

Аналогичное чтение: Взлет, падение и возвращение роторного двигателя (двигатель Ванкеля)

Сравнение двигателей с турбонаддувом и без наддува

Вождение

18 февраля 2017 г.

Ужесточение норм выбросов и глобальный спрос на более экономичные автомобили делают двигатели с турбонаддувом непреодолимым будущим автомобильных источников энергии. Казалось бы, давно прошли времена массивных двигателей V8 с рабочим объемом больше, чем плавательные бассейны олимпийских размеров.

Ford уже много лет выпускает двигатели Ecoboost, а большая тройка немцев (BMW, Audi и Mercedes) предлагает почти все свои модели с турбонаддувом. Большим преимуществом меньшего двигателя с улиткой является то, что производители автомобилей могут повысить рейтинг эффективности, не жертвуя мощностью и крутящим моментом.

А вот безнаддувный двигатель сварили? Не просто еще.

Современные технологические достижения пролили некоторый свет на то, что возможно без использования того, что легендарный водитель Тифф Ниделл называет «грубым» способом получения лошадиных сил.

В чем разница?

Турбокомпрессоры были изобретены в 1905 году швейцарским инженером по имени Альфред Бучи, исследователем дизельных двигателей в компании по производству двигателей Sulzer. Он получил патент на использование компрессора для нагнетания воздуха в камеру внутреннего сгорания с использованием выхлопных газов для увеличения выходной мощности. Во время Первой мировой войны французские инженеры прикрутили турбодвигатели к истребителям, оснащенным двигателями Renault, с умеренным успехом. Корабли с турбодизелем впервые появились в XIX в.20-е годы.

В 1963 году General Motors установила турбокомпрессоры на Corvair Monza и Oldsmobile f-85 Jetfire. Вскоре после этого Porsche увеличил мощность своих 917/30 до 1500 лошадиных сил.

Турбодвигатели представляют собой устройства с принудительной индукцией, приводимые в действие небольшими турбинами, которые повышают эффективность и выходную мощность двигателя внутреннего сгорания за счет нагнетания большего количества воздуха в камеру сгорания. Нагнетание большего количества воздуха и, следовательно, большего количества топлива в камеру сгорания, чем атмосферное давление, создает наддув. Безнаддувным двигателям внутреннего сгорания просто не хватает болта.

Преимущества турбонагнетателей

Турбокомпрессоры позволяют небольшим и более эффективным двигателям конкурировать по мощности и крутящему моменту с более крупными двигателями. Их популярность на автомобильном рынке Северной Америки растет благодаря более строгим требованиям к выбросам, и, по оценкам, к 2016 году около 40% всех легковых автомобилей только в США были с турбонаддувом, по сравнению с 65% в Европе. Это увеличение эффективности происходит из-за воздуха.

Все двигатели, генерирующие энергию, должны накачивать определенное количество воздуха для поддержания определенной крейсерской скорости. При правильном переключении передач двигателям меньшего размера требуется более широкое открытие дроссельной заслонки, чтобы прокачивать примерно такое же количество воздуха, как и более крупному двигателю. Когда эти потери при нагнетании воздуха ниже при более широком открытии дроссельной заслонки, двигатели меньшего размера оказываются более эффективными в использовании воздушно-топливной смеси.

Преимущества безнаддувных двигателей

Когда мы говорим об опыте вождения, ничто не сравнится с надежной ностальгией по здоровенному V6 или V8. Поскольку двигатели с турбонаддувом могут вызвать запаздывание — когда турбина раскручивается, чтобы соответствовать открытию дроссельной заслонки, — безнаддувные двигатели лучше обеспечивают стабильные уровни мощности во всем диапазоне мощности двигателя. Турбине обычно требуется время, чтобы уловить большие изменения в сжатии дроссельной заслонки, что иногда приводит к рывкам при ускорении.

Кроме того, безнаддувные двигатели обладают большой мощностью на низких оборотах и ​​подходят для буксировки и перевозки грузов. Вот почему альтернативам с турбонаддувом потребовалось так много времени, чтобы проникнуть в сегмент пикапов.

V8 также звучат невероятно благодаря хриплому, мощному звуку выхлопа.

Что лучше?

Все зависит от вас как водителя.