Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое атмосферный двигатель и какие еще бывают

Что значит атмосферный двигатель

В списке различных характеристик двигателей всегда присутствует деление силовых агрегатов на так называемые атмосферные и моторы с наддувом. Наддувными или атмосферными могут быть как бензиновые, так и дизельные силовые агрегаты. Необходимо добавить, что современные дизельные двигатели на автомобилях практически всегда являются турбированными (турбодизель). Далее мы рассмотрим, что такое атмосферный двигатель и чем он отличается от мотора с наддувом, а также о преимуществах и недостатках атмосферных двигателей.

Принцип работы атмосферного мотора

Как известно, в основе работы любого ДВС лежит сгорание топлива в цилиндрах. Необходимо добавить, что под топливом стоит понимать не только чистый бензин для бензиновых моторов или дизтопливо (солярку) для дизельных двигателей, а топливно-воздушную смесь. Данная смесь (на примере бензинового мотора) представляет собой 1 часть бензина и около 14 частей воздуха, т.е. имеет соотношение 1:14,7. За приготовление такой смеси отвечает карбюратор или инжектор, зависимо от системы питания двигателя.

Атмосферный двигатель является таким типом мотора, который первым был создан в начале эпохи двигателестроения. Само понятие «атмосферный» основывается на том, что естественное атмосферное давление принимает непосредственное участие в том процессе, под которым следует понимать образование топливно-воздушной смеси и ее последующее сгорание в цилиндрах двигателя. Смесь основного вида топлива (зависимо от типа двигателя) и воздуха в атмосферных агрегатах образуется в результате того, что поршни мотора работают подобно насосу, затягивая наружный воздух из атмосферы через специальный воздуховод. По такому принципу работает карбюраторный мотор, бензиновый двигатель с инжектором и дизельный атмосферный агрегат. Главные отличия заключаются только в общих принципах реализации систем смесеобразования и последующей подачи в цилиндры двигателя.

Что касается турбомоторов, главным их отличием от атмосферного агрегата является наличие механического компрессора или турбокомпрессора, а также комплексного сочетания таких решений, которые специально нагнетают воздух в двигатель под высоким давлением. В отличие от двигателя, который работает при обычном атмосферном давлении, в моторах с турбиной или компрессором среднее давление наддувочного воздуха составляет от 1.5 до 3 атмосферных давлений. Результатом становится то, что при одинаковом рабочем объеме турбомотор может сжечь больше топлива и выдает намного больше мощности сравнительно с атмосферным.

Преимущества и недостатки атмосферного двигателя

Атмосферный бензиновый двигатель сегодня является наиболее популярным и доступным по цене мотором, который устанавливается на подавляющее большинство автомобилей. Что касается дизелей, то современные моторы данного типа на легковых авто практически всегда оснащаются турбонаддувом.

Плюсы атмосферных ДВС

Главной отличительной особенностью атмосферных двигателей является относительная простота конструкции моторов данного типа. Также стоит выделить больший моторесурс атмосферных бензиновых и дизельных ДВС сравнительно с турбодвигателями. На практике средний срок эксплуатации «атмосферников» в обычных режимах (при условии качественного и своевременного обслуживания) может составлять около 400 — 500 тысяч пройденных километров до первого капитального ремонта. Для турбированных агрегатов ремонт может понадобиться уже через 200-250 тыс. километров.

Атмосферные двигатели проще обслуживать и эксплуатировать, так как простая конструкция данного типа двигателя менее требовательна к качеству горючего и моторного масла. Атмосферные моторы лучше переносят случайную заправку бензином или соляркой низкого качества. Также отмечается высокая ремонтопригодность атмосферных двигателей. Такие двигатели меньше нагружены сравнительно с ДВС, которые оборудованы механическими нагнетателями или турбокомпрессорами.

Минусы атмосферников

При всех очевидных преимуществах атмосферный мотор не лишен определенных недостатков. Такие двигатели тяжелее и больше по размерам, по мощности, показателю крутящего момента и динамике разгона атмосферные агрегаты явно проигрывают ДВС с наддувом.

Дело в том, что схема питания атмосферника за счет самостоятельного забора наружного воздуха не позволяет обеспечить оптимальное соотношение топлива и воздуха 1:14 на всех режимах работы двигателя. Другими словами, при низких оборотах мотор засасывает меньше воздуха, а на высоких оборотах эффективному забору воздуха препятствует проходное сечение воздуховодов, сопротивление воздушного фильтра и т.д. Результатом становится то, что на «низах» атмосферник еще не тянет, а на «верхах» уже не тянет. Эффективность работы агрегата на таких режимах заметно снижается, атмосферный мотор обеспечивает наилучшую отдачу в более узком диапазоне сравнительно с турбированными ДВС.

Список самых надежных бензиновых и дизельных моторов: 4-х цилиндровые силовые агрегаты, рядные 6-ти цилиндровые ДВС и V-образные силовые установки. Рейтинг.

Особенности эксплуатации авто: как правильно заглушить двигатель и можно ли глушить при работающем вентиляторе. Почему нельзя сразу заглушить турбомотор.

Увеличение мощности атмосферного и турбированного двигателя. Глубокий или поверхностный тюнинг ДВС. Модификация впускной и выпускной системы. Прошивка ЭБУ.

Что означает понятие объем двигателя. Определение рабочего объема мотора. Классы авто в зависимости от объема ДВС, плюсы и минусы большого объема двигателя.

Двигатель семейства FSI: отличия, особенности, плюсы и минусы силового агрегата данного типа. Распространенные проблемы двигателей FSI, обслуживание мотора.

Что представляет собой двигатель с наддувом и чем отличается от атмосферного. Основные преимущества и недостатки турбированных ДВС. Какой мотор выбрать.

Выбираем современный двигатель: почему турбо лучше, чем обычный?

Новые автомобили все реже оснащаются двигателями без наддува, благо турбины позволяют развивать большую мощность при малом объеме. Российские водители, тем не менее, относятся к турбомоторам с опаской. И очень зря.

Читать еще:  Двигатель z16xep клапан регулятора давления картерных газов

Турбированные и атмосферные двигатели — в чем разница?

Разница в том, каким образом в цилиндры двигателя поступает воздух.

    • Атмосферный мотор

Воздух идет сам туда, где ниже давление. У атмосферного мотора воздух идет в цилиндры под действием создаваемого на такте впуска разрежения — поршень опускается и втягивает за собой воздух. Проще не бывает.

    • Наддувный мотор

Чтобы нагнать в цилиндры больше воздуха, в помощь разнице давлений приходит принудительный наддув. Грубо говоря, на впуске ставят «большой вентилятор». О конструкции таких систем поговорим вкратце чуть ниже.

Зачем двигателю нужен наддув?

Чтобы повысить мощность двигателя, нужно сжечь в нем больше топлива — зависимость простая. А вот чтобы сжечь больше топлива, нужно подать в цилиндры много воздуха, почти по кубометру на каждый литр бензина. Вопрос лишь в том, как заставить его это сделать? Основных способов два:

    • Увеличить объем. Это напрашивается само собой, и долгое время конструкторы шли этим путем: увеличивали количество цилиндров, их объем и конфигурацию. Так появились авиационные W12 и V16 с рабочим объемом в сотню литров с гаком и американские семилитровые V8 для автомобилей.… Сейчас мы не будем вдаваться в подробности и лишь констатируем, что путь этот сложный. В определенный момент большой мотор становится слишком тяжелым, а дальнейшее увеличение — нецелесообразным.
    • Увеличить количество сжигаемого топлива, не наращивая объем двигателя. Действительно, почему бы с силой не загнать в цилиндры просто побольше воздуха, чтобы можно было сжечь много бензина? Тут-то на помощь приходит наддув.

Двигатель W12 разработки Volkswagen Group ставился в разные годы на Audi A8L, Volkswagen Phaeton, Volkswagen Touareg, Bentley Continental Flying Spur и другие премиум-модели. Фото: w12cars.com

Какие есть основные типы наддувов?

  • Турбокомпрессор, который использует энергию выхлопных газов. Он представляет собой сдвоенный корпус из двух металлических «улиток», в котором на одном валу крутятся две крыльчатки. Одну из них раскручивает поток выхлопных газов, вырывающийся из выпускного коллектора. Вторая крутится, так как находится на одном валу с первой, — она «загоняет» атмосферный воздух во впускной коллектор.

Мы не будем сейчас вдаваться в достоинства и недостатки каждой из схем, а также описывать историю их создания и развития — это тема для отдельного материала. Здесь нам важно определиться, насколько наддувные моторы хороши.

Какие преимущества есть у наддувного мотора?

На графике замера мощности и крутящего момента Skoda Fabia RS TSI видно, что в диапазоне с 2 000 до 4 500 оборотов двигатель развивает 250 ньютон-метров. Это и называется «полкой крутящего момента».

Почему люди боятся наддувных моторов?

Почему некоторые производители спорткаров до сих пор не признают наддува?

Турбомотор — брать или не брать?

Читайте также:

Для комментирования вам необходимо авторизоваться

Турбина на 100 тысяч? Что за бред? У ВСЕХ моих знакомых больше 20 тысяч турбина не живет! А замена ее стоит чуть ли не половина прайса заменты двигла

А можно пару примеров, если не трудно? По моделям. У меня на Саабе 170 тысяч уже. Масло гонит, конечно, но в пределах литра на 1000.

Андрей, заходите к любому дилеру Peugeot, Citroen, VW, Skoda, Seat и даже BMW, подходите к мастерам-приёмщикам и говорите одно слово: «турбина». Обычно после этого они прячутся под стол, а менеджер отдела запчастей вместе с гарантийщиком выпрыгивают в окно. )))))

Я уже, кажется, вижу заголовок следующей статьи «Выбираем современный двигатель: почему обычный лучше турбо». И автор — Илья Огородников :))

Спортивные автомобили с безнаддувными двигателями

Атмосферные двигатели вымирают

Эра свободно дышащих двигателей в спортивных автомобилях подходит к концу. Даже в спортивных авто, как Porsche, Ferrari и Aston Martin в настоящее время их создатели предпочитают использовать уже турбированные моторы. К нашему счастью, на авторынке пока еще остались потрясающие спортивные автомобили с обычными двигателями безнаддува, которые по-любому случаю рано или поздно неизбежно станут турбированными.

Компании «BMW», «Ferrari» и «Porsche» плавно и незаметно перешли на турбо моторы. На очереди и компания «Aston Martin», которая также начала использовать в некоторых своих моделях машин турбокомпрессоры.

Но эта мировая тенденция и, в автомобилестроении она касается не только автопроизводителей спортивных автомобилей. Сегодня все производители машин потихоньку прощаются с обычными атмосферными моторами. К сожалению, и это надо признать, совсем скоро обычные силовые агрегаты просто вымрут (исчезнут).

Не верите? Тогда посмотрите уважаемые господа на современный мировой авторынок машин. Много ли вы там увидите моделей авто с обычными атмосферными двигателями? Почти немного.

Почему автопроизводители решили вместо атмосферных двигателей выпускать турбированные агрегаты

Наверняка вы со своей стороны заметили, что за последние годы весь автомир изменился кардинальным образом. Особенно это касается силовых агрегатов. Каждый год на рынке появляется все больше и больше автомобилей с турбированными двигателями, которые приходят взамен обычным классическим атмосферным агрегатам.

Читать еще:  Ваз 2110 что такое гидрики в двигателе

Почему же автопроизводители решились массово по всему миру отказаться от использования традиционных силовых агрегатов?

Конечно, первой причиной этому являются строгие экологические нормы принятые в мире за последние годы. В итоге получается, что производителям автомобилей с каждым годом все сложней и сложней выпускать автопродукцию, которая соответствовала бы новым эко-нормам. Примечательно и то, что в будущем эти экологические нормы будут только ужесточаться.

К сожалению надо признать, что из-за развития атмосферных двигателей дальше просто стало невозможно по причине дороговизны модернизации и настройки, соблюдать нормы выброса выхлопных газов в атмосферу, установленных сегодня различными регулирующими органами. Дело все в том, что самим автопроизводителям невыгодно вкладывать в постоянную модернизацию атмосферных двигателей огромные деньги и естественно время. Особенно тогда, когда в автопромышленности имеются технологии позволяющие не только проще и дешевле производить экологически-чистые двигатели, но и помогают существенно увеличить мощность, эффективность и т.д. выпускаемых ими агрегатов.

Прежде чем перейти к нашему списку спортивных автомобилей, которые пока еще доступны с атмосферными моторами на мировых авторынках, давайте друзья кратко взвесим все набежавшие плюсы и минусы атмосферных и турбированных двигателей соответственно.

Потенциал атмосферного двигателя 1.6 литра 16 клапанов. (В примерах)

Давайте для начала поговорим о самых мощных двигателях построенных для автоспорта (драг-рейсинг не рассматриваю, так как нет опыта в постройке драговских машин). И среди примеров, которые приведу, лидером является автомобили для ралли-кросса, такие двигатели 1.6 достигают максимальной мощности до 240 л.с.

Для примера предлагаю посмотреть на характеристики гоночного мотора VW 1.6 FSI – 240 л.с (179 кВ) 205 Нм.

Двигатель разработан и построен знаменитой французской компанией Oreca, которая предлагает две версии: или более высокий крутящий момент/ меньше максимальная мощность, или ниже крутящий момент/ выше мощность (240 л.с.). Достигается это за счет двух разных систем выпуска. Кстати, компания Oreca делала двигателя для LADA Vesta WTCC.

Ну, а что наши двигатели в данном классе выдают? Вот для примера – низовой вариант Лада 1.6 16 кл.

В этом посте будут примеры с графиками замеров на динамометрическом стенде, поэтому рекомендую почитать пост: Измерение мощности — какая разница между мощностью с колес и на маховике.

Следующий пример, — это международный класс R2B в ралли, а у нас в России его взяли за основу для Чемпионата России в классе Туринг-лайт (кольцевые гонки РСКГ). Здесь уже в техническом регламенте прописаны значительные ограничения по возможностям форсирования двигателя: стандартный впускной ресивер, стандартная дроссельная заслонка, стандартные клапана в ГБЦ (головка блока цилиндров) и т.д.
Renault Twingo 1.6 16V R2B от Renault Motorsport

Финальная отстройка на динамометрическом стенде

Класс «национальный», который в свое время был самым популярным и массовым, но в 2019 году получил не только новое название — «S1600», но и ряд технических ограничений, например, был введен рестриктор. В ниже указанных примерах будут указаны графики по тех.требованиям до введения рестриктора. В данном классе еще сильнее закручены гайки по возможностям форсирования двигателя: жесткие ограничения по распределительным валам, возможностям доработки ГБЦ, усовершенствования системы впуска до дроссельной заслонки и т.д.

Один из лидеров в данном классе — а/м корейского производства KIA/ Hyundai

Популярный гоночный а/м не только в кольце, но и в ралли в заводском исполнении, — LADA Kalina NFR R1/GRANTA R1. Несколько лет назад у нас такой настраивался для Чемпионата России по ипподромным гонкам

На данный момент мы рассмотрели примеры гоночных атмосферных двигателей объемом 1.6 литра используемых в Чемпионатах мира, Европы и России. Все эти двигатели строятся по техническим требования того или иного класса.

Кроме официальных чемпионатов, проводимых под эгидой FIA или РАФ, есть много различных любительских покатушек. В некоторых из них еще нет четкого регламента или организатор еще с тех.требованиями до конца не определился.

Чем жестче регламент, тем сложнее, а часто и дороже, получить достойный результат. Вот еще пример использования не дорогого и достаточно интересного двигателя Лада 1.6 16 клапанов. Когда у тебя нет ограничения по деталям, которые можно изменять, процесс по достижению цели проще и дешевле. Использование рассчитанного впускного ресивера под конкретную конфигурацию, является одним из самых эффективных способов в достижении поставленного результата.

В данном проекте использовался именно рассчитанный впускной коллектор с 1 дроссельной заслонкой.

Была поставлена задача от заказчика получить 190 л.с. на стоковых гидротолкателях, и при этом надежный двигатель, а значит максимальная мощность не должна быть выше 7600 об/мин.

Сцепление на данном спорт-прототипе, к сожалению, не было рассчитано на 190 Нм, и поэтому пробуксовывало (провал крутящего момента на 5500 об/мин). Для защиты КПП, сцепления, и с целью предоставления возможности управлять пилотам с разной профессиональной подготовкой, сделали дополнительно (возможность выбора кнопкой переключать мощностные режимы) еще два варианта настроек ДВС: 150 Нм и 160 Нм.

Читать еще:  Что будет если залить в двигатель некачественное масло

Впускной коллектор — это один из самых важных элементов, отвечающих за кривую крутящего момента и максимальную мощность. У вас должны быть согласованы его параметры с ГБЦ, распределительными валами, выпускным коллектором и планируемыми максимальными оборотами. Только в таком случае можно получить запланированную мощность и оптимальную полку крутящего момента. К примеру, изменение диаметра на 1 мм во впускных трубах ресивера может провалить крутящий момент или наоборот обрезать рабочую верхушку.

Многим хорошо известен впускной коллектор, используемый на а/м Лада Калина НФР

Все, кто хоть немного разбивается в проектировании ДВС, понимают, что эта деталь не подходит для серийной городской машины. Цель была получить омологацию РАФ, и в дальнейшем использовать данный элемент на законном основании в различных гоночных дисциплинах (ралли, национальном классе, туринг-лайте и т.д.). Ну а то, что гражданский спорткар Калина НФР не будет иметь крутящего момента, это уже ни кого и не волновало.

Мое мнение, что он даже для национального класса не совсем подходит (проваливает крутящий момент). Не бывает идеального распредвала, впускного, выпускного коллектора и т.д. Все будет работать на нужный результат, только при комплексном подходе, сбалансированности данных элементов (выше уже писал).

Не верите? Вот Вам пример – Лада Гранта FL 2019 года. Двигатель 1.6 16 клапанов – 106 л.с. по паспорту. Загоняем на динамометрический стенд.

Измеряем мощность стандартного автомобиля – бензин RON 95

Мы решили немного доработать этот автомобиль. Но, подготовить двигатель не по техтребованиям класса национальный и т.д. А просто сделать хороший двигатель для города и с возможностью прохватить с ветерком на гоночном треке во время трек-дней или любительских покатушек.

При постройке, при проектировании гоночного двигателя мы сталкиваемся с трудностями в виде технического регламента и различных ограничений по модернизациям, при этом нас волнует только боевой режим, в котором едет гонщик, а остальные режимы не важны. А вот при постройке городского двигателя, у нас нет этих ограничений, но важны такие параметры, как: холостой ход, звук системы выпуска, расход топлива, комфорт езды в городском потоке, в пробке и т.д., ну, и естественно – бюджет.

Есть на рынке ориентиры заводских, гражданских автомобилей с объемом 1.6 литра, и с мощностью в пределах 100 л.с. с литра. Такие как, HONDA CIVIC, или вот хороший пример — TOYOTA Corolla Levin.

И так, что мы сделали с нашей Грантой. Установили головку блока цилиндров, подготовленную по техническим требованиям класса РСКГ «национальный».

Рассчитали и изготовили новую систему выпуска с выпускным коллектором 4-1

Спроектировали новый впускной коллектор

Скан подкапотного пространства и моделирование

Распределительные валы, изготовленные по нашему профилю, с фазой уже, чем используемой в классе национальный. На впуске полная фаза 249 градусов, на выпуске 241 гр. Использование узкой фазы распределительных валов, и установка их с небольшим перекрытием, дало нам возможность получить стабильный холостой ход — 900 об/мин. В гоночных двигателях 1200-1400 об/мин минимум.

Предлагаю посмотреть на предварительный результат (работы по улучшению еще продолжаются)

Жирные линии 164 л.с. и 178 Нм это наш вариант, тонкие линии выше приведенный пример LADA Kalina NFR R1/GRANTA R1 (пример см. выше).

В отдельности не бывает хорошего впускного коллектора, распределительного вала, выпускного коллектора и т.д. Вы можете купить супер-гоночный ресивер, паук, валы в магазине, где-то что-то сделать с ГБЦ, собрать все, и скорее всего, будете разочарованы полученным результатом. Не имеет смысла читать результаты каких-то отдельных тестов различных впускных ресиверов на каком-то двигателе. Вспомним, как у Райкина в сценке про неудавшийся в целом костюм: «К пуговицам претензии есть? Нет. А к карманам есть? Нет». А ГЛАВНОЕ-то — ЧТОБЫ КОСТЮМЧИК СИДЕЛ!

Дополнение

Есть достаточное количество успешных заводских двигателях с мощность до 200 л.с. полученных с 1.6 литра. Как пример Ниссан SR16VE N1 — Этот двигатель является самым мощным атмосферным двигателем объёмом 1,6 л. В серийном производстве. Также были отличные двигателя от Honda, Toyota. Но, все эти двигатели используют систему изменяемой фазы газораспределения, систему регулирования высоты и времени подъёма клапанов. С помощью этих систем мы получаем 2 мотора в одном, он может работать во всем диапазоне с 1000 до 8500+ об/мин. В гоночных двигателях использования всех таких систем – ЗАПРЕЩЕНО и они должны быть деактивированы. Так что не совсем правильно их в прямую сравнивать

PS Спасибо за общение, и за комментарии людей профессиональных и просто увлеченных, и большая просьба к читателям, кто пишет комментарии «не в тему» и путает интернет- ресурсы . Оставляйте комментарии только по теме данного поста, проявляйте уважение к другим. Все комментарии не по теме, с хамством и т.д. буду удалять, а кто их написал блокировать.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector