7 главных заблуждений о турбомоторах: развенчиваем все!

Принцип работы двигателя с турбонаддувом

Работа системы турбонаддува основана на использовании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.

Несмотря на то, что турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя, эффективность работы системы во многом зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма, с другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — турбоподхват.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях (по одному на каждый ряд цилиндров). Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая.

При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo.

Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается. Примером такой системы является двойной наддув моторов TSI от Volkswagen.

Минусы двигателя с турбонаддувомО плюсах мы поговорили в начале статьи, теперь расскажем про минусы двигателя с турбонаддувом. Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, – более интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных сортов моторных масел и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен к вниманию владельца воздушный фильтр.

Еще один явный недостаток системы турбонаддува – она очень чувствительна к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего двигателя.

Наличие технически сложного турбонаддува двигателя делает мотор автомобиля более сложным, увеличивая число деталей, а значит, снижая общую надежность. К тому же, ресурс самого турбокомпрессора значительно меньше, чем аналогичный показатель двигателя в целом.

На сколько это критично в сравнении с атмосферниками

Качество топлива

Производители, да и по собственному опыту знаю, рекомендуют заливать бензин не ниже 98. Это связано с возникновением детонации в камерах сгорания, что негативно скажется на ресурсе силового агрегата и турбины. Тем более, что качество топлива в регионах не то что хромает, а спотыкается на обе ноги.

Но есть выход. Чтобы не зависеть от бензина, можно установить на турбированные моторы газовое оборудование . Оно даст не только экономию при заправке газом, но и сохранит прежние мощностные характеристики ДВС. Вы не привязаны к «брендовым» заправкам, а газовое топливо редко «бодяжат».

Используемое масло

Здесь ничего страшного нет. Каждый автовладелец, который любит свой автомобиль, не будет покупать дешевое масло для своего любимого железного коня. Да, есть определенные требования. Но они актуальны не только для турбированных двигателей, но и атмосферных.

Турбояма

Это кратковременная потеря мощности при резком нажатии на педаль газа на маленькой скорости. Нужно быстро ускориться с низких оборотов ДВС, нажимаете газ в пол и машина «тупит». Это связано с особенностями конструкции турбонагнетателя. Ему нужны средние обороты двигателя, чтобы полноценно включится в работу.

На современных автомобилях этот негативный эффект минимизирован. В конструкцию силового агрегата добавляют еще одну турбину, чтобы она успевала «раскручиваться» на маленьких оборотах мотора – битурбированные движки .

Чтобы не громоздить еще один агрегат, ставят турбину с изменяемой геометрией. В этом случае компьютер контролирует угол поворота лопастей, чтобы они сильнее крутились при малых скоростях выхлопных газов.

Перегрев

Турбонагнетатель сильно нагревается, ему нужно дать время остыть. Из-за своей конструкции и принципа работы во время движения турбина сильно греется. Если после поездки заглушить мотор, то вероятность выхода из строя её подшипников увеличивается.

Чтобы не ждать, а пойти по своим делам, многие владельцы турбомоторов устанавливают турботаймер . Это устройство автоматически выключит зажигание и заглушит мотор через определенное время. Вам не нужно ожидать, вытаскиваем ключ, закрываем машину и уходим. Это устройство все сделает за вас.

По-поводу ресурса турбоагрегатов

Это спорный вопрос. Если не ухаживать за «атмосферником», то он тоже более 100 тысяч не протянет. Да, срок эксплуатации ниже, но это замечалось за двигателями прошлых поколений. На сегодняшнее время они стали более совершенными, многие могут дать фору атмосферным ДВС. Сравните корейские моторы на Спортаже, не все смогут «перевалить» без капиталки за 100 тыс.

Кроме этого, инженеры атмосферных двигателей также загнаны в рамки экологических норм. Поэтому они вынуждены придумывать технологии, уменьшающие расход топлива и сокращающие выбросы.

Расход масла

Я всегда говорю, и будут повторять: «Исправный турбонагнетатель никогда не будет «жрать» масло» . Если ему уже приходит конец, владелец не следил за ним, то масло будет лететь с подшипника как наружу, так и во впускной, так и выпускной коллектора.

Расход топлива

В этом случае нужно сравнивать с одинаковыми по мощностями образцами. Например, атмосферный мотор на 150 лошадиных сил и турбированный с таким же табуном лошадей под капотом. В первом случае расход бензина будет в районе 9-10 литров на сотню, а у турбомотора – 6-7 литров. Делайте сами выводы.

Чтобы обвинить турбированные моторы в прожорливости, их противники делают сравнение с такими же по объему атмосферными силовыми агрегатами, мощность которых в несколько раз меньше.

Например, 1,4 атмосферник – 4-6 литров, турбо объемом 1,4 – 6-7 литров. Конечно, цифры не говорят в пользу турбин, но крутящий момент и мощность то разные. В первом случае 80 л.с. против 150. С чем вы быстрее доедите до пункта назначения? А как насчет трассы? – взять на обгон грузовик сможете, если только впереди будет ГАЗон 70-х годов выпуска.

Как турбировать атмосферный двигатель

И напоследок давайте рассмотрим, как турбировать атмосферный двигатель.

Если раньше за такую работу никто не брался, то сегодня некоторые квалифицированные автосервисы способны сделать из обычного мотора настоящего «зверя».

Единственное, что нужно помнить – данная работа выльется владельцу в серьезные затраты на покупку дополнительных материалов и их установку.

В частности, необходимо дополнительно смонтировать интеркулер, турбину, дополнительный блок-перехватчик и так далее. Но и это еще не все.

Чтобы получить турбированный мотор, существенная оптимизация должна быть внесена в топливную систему – придется установить более мощный бензонасос, усилить поршневую группу, потратиться на форсунки с большей пропускной способностью и так далее.

Таким образом, получиться своеобразный тюнинг двигателя и в случае переделки последнего необходимо несколько раз пересчитать затраты, чтобы убедиться в актуальности такого мероприятия.

Дизельные двигатели — атмосферников не найдешь

В ряду дизельных силовых агрегатов практически нет простых атмосфеников без турбины. Это редкость, которая совершенно не оправдана и будет приносить лишь хлопоты в эксплуатации. При огромном объеме такие агрегаты выдают смешную мощность и не способны удовлетворить потребности владельца. Но с хорошей турбиной дизельный двигатель перевоплощается и становится настоящим шедевром технического искусства. Преимущества такой технологии очевидны:

• мощность возрастает порой в несколько раз, сегодня дизельные турбированные агрегаты не слишком уступают своим бензиновым собратьям по мощности с определенного объема;
• тяга просто невероятная, остаются все преимущества обычного атмосферника с дизельным топливом, вы можете свободно переключать передачи и эластично управлять агрегатом;
• расход топлива снижается, если взять бензиновый агрегат с такой же мощностью для сравнения, разница может достигать сокращения расхода практически в два раза;
• нет недостатков с соляркой в системе подачи топлива, если заливать качественное горючее на проверенных заправочных станциях без экспериментов с топливом подешевле;
• срок службы дизельного агрегата фактически не зависит от наличия турбины, так что вы можете эксплуатировать ваш автомобиль достаточно долго и не переживать о поломках.

Но это касается далеко не всех турбодизелей. Такой двигатель должен быть собран качественно и надежно. В китайских автомобилях практически не используется данная технология, так как ошибки в сборке могут стать причиной полного выхода из строя агрегата. Нужно учитывать это при покупке автомобиля. Если вы отдаете предпочтение бюджетному транспорту, лучше купить бензиновый автомобиль и не переживать о надежности простого агрегата.

Почему турбированные двигатели лучше атмосферных. Объясняем на простых примерах.

Атмосферные бензиновые моторы постепенно уступают место своим турбированным собратьям под капотом автомобилей всех классов. Даунсайзинг — так называется массовое уменьшение рабочего объема двигателей по всему миру.

К неоспоримым преимуществам турбированных моторов относится лучшая отдача. Только сравните кривую крутящего момента обычного атмосферного двигателя и турбомотора! Как правило, у турбированных силовых агрегатов максимальный крутящий момент доступен уже с низких оборотов, тем самым создавая ощущение более легкого разгона.

А на малых оборотах современный турбированный двигатель практически не слышно, в то время, как атмосферные двигатели становятся очень громкими, когда они достигают максимального крутящего момента на высоких оборотах.

Еще одно неоспоримое преимущество турбомоторов — их экономичность. Если сравнить два похожих автомобиля с примерно одинаковыми мощностными характеристиками, но с разными типами двигателей, то можно наблюдать значительную разницу по расходу топлива.

Давайте, к примеру, возьмем 2-литровый атмосферный KIA Cerato и KIA Ceed с 1,4-литровым турбомотором. Мощность первого автомобиля составляет 150 л.с., мощность второго — 140 л.с. Практически одинаковая мощность. Однако KIA Ceed по паспортным данным расходует в городе всего 7,7л топлива на 100 км пути, а KIA Cerato — 10,2л. Существенная разница!

Кроме того, менее мощный KIA Ceed оказывается быстрее, чем 2-литровый KIA Cerato — хэтчбек разгоняется до 100 км/ч за 9,2c, а седан — за 9,8с. Причина кроется именно в более быстром достижении максимального крутящего момента у турбомотора.

Еще один очень важный аспект, почему турбомоторы постепенно вытесняют атмосферные двигатели — их проще подогнать под жесткие европейские требования по нормам содержания вредных веществ в выхлопе автомобиля. Уже сейчас многие страны перешли на Евро-6, где основные ужесточения коснулось дизельных двигателей.

Подводя промежуточный итог, можно выделить 3 основных преимущества турбомоторов: высокий крутящий момент, доступный на низких оборотах, низкий расход топлива и небольшое количество вредных выбросов.

Однако у турбомоторов есть и свои недостатки. В первую очередь, как более сложные механизмы, такие двигатели задают высокие требования к качеству топлива и моторного масла. Подавляющее число проблем с турбированными силовыми агрегатами возникают именно вследствие использования некачественных смазочных материалов и топлива. Если вы владелец автомобиля с турбомотором, экономить на этом никак нельзя.

Турбированные двигатели не любят высоких нагрузок, пока они не прогреты. Мы живем в мире, где время имеет самую высокую цену, поэтому в постоянной спешке не все учитывают факт необходимости прогрева турбомотора, давая ему большую нагрузку буквально сразу после старта.

Эти две особенности турбомоторов относятся к их надежности. Именно из-за боязни поломки силового агрегата многие предпочитают атмосферные моторы турбированным.

Однако при использовании качественных расходных материалов и при своевременном сервисном обслуживании, современный турбированный мотор будет радовать владельца и после завершения гарантии на автомобиль.

Компания KIA, как один из основных игроков на мировом автомобильном рынке, всегда предлагает своим клиентам выбор по типам двигателей, не навязывая никому исключительно турбированные моторы. Если вы посмотрите на модельный ряд KIA, представленный в нашей стране, то заметите, что турбомоторы доступны для множества автомобилей, начиная с линейки KIA Ceed.

Представляем список автомобилей KIA, для которых в России предусмотрены бензиновые турбомоторы.

KIA Ceed / KIA Ceed SW

Атмосферный 1,4л мощностью 100 л.с.

Атмосферный 1,6л мощностью 128 л.с.

Турбированный 1,4л мощностью 140л.с.

KIA ProCeed / KIA ProCeed GT

Турбированный 1,4л мощностью 140л.с.

Турбированный 1,6л мощностью 200л.с.

KIA Optima / KIA Optima GT

Атмосферный 2,0л мощностью 150 л.с.

Атмосферный 2,4л мощностью 188 л.с.

Турбированный 2,0л мощностью 245 л.с.

Атмосферный 1,6л мощностью 123 л.с.

Атмосферный 2,0л мощностью 150 л.с.

Турбированный 1,6л мощностью 200л.с.

KIA Stinger / KIA Stinger GT

Турбированный 2,0л мощностью 197л.с.

Турбированный 2,0л мощностью 247л.с.

Турбированный 3,3л мощностью 370 л.с.

А какой тип двигателя предпочитаете вы: турбированный или атмосферный?

Источник

Что такое турбонаддув?

Турбонаддув — система принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя, в следствии чего в камеру сгорания попадает большее количество топливно-воздушной смеси. Увеличение количества топливно-воздушной смеси повышает среднее эффективное давление в цилиндрах, что приводит к существенному увеличению мощности двигателя при его неизменных конструктивных параметрах. Работает двигатель с турбонаддувом за счет использования энергии отработавших газов либо за счет приводного нагнетателя, который жёстко связан с двигателем и тратит на свою работу часть его мощности.

О расходе топлива

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

Рекомендуем: Снятие селектора автоматической коробки передач автомобиля (АКПП)

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

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

Атмосферный двигатель

Особенность атмосферных двигателей заключается в том, что в нем отсутствует автоматическая система нагнетания воздуха. В роли воздушного насоса в подобных силовых установках выступают поршни, а для обеспечения притока необходимого количества воздушных масс используется специальный воздуховод.

Среди преимуществ таких ДВС необходимо упомянуть:

• Высокий уровень надежности и неприхотливость. Благодаря простоте конструкции и отсутствию дополнительных элементов, они в состоянии использовать топливо низкого качества без негативных последствий.
• Низкая стоимость обслуживания. Практика свидетельствует о том, что отремонтировать описываемый ДВС в несколько раз дешевле, чем турбированный. Это вызвано тем, что она состоит из более простых механических узлов, которые в большинстве случаев поддаются восстановлению.
• Долгий срок службы. Благодаря простоте конструкции, даже при использовании топлива низкого качества автомобили с подобными силовыми установками в состоянии проехать более 300 тысяч километров без необходимости проведения капитального ремонта.

Рассматриваемые моторы обладают двумя серьезными недостатками. Первый недостаток заключается в более низкой мощности, чем у моторов, снабженных турбиной. А второй недостаток состоит в том, что при низких оборотах подобный ДВС поглощает слишком мало воздуха, из-за чего она может заглохнуть.

Как работает двигатель с турбонаддувом?

В основу принципа положена сила энергии, которой обладают отработанные газы. Она приводит в движение колесо турбины. Оно, в свою очередь, способствует вращению колеса компрессора. В этом свою помощь оказывает роторный вал. Задача компрессорного колеса состоит в сжатии воздуха. Он нагревается, а после поступления в интеркулер подвергается охлаждению, и осуществляется подача в цилиндры.

1 – воздушный фильтр; 2 – воздухоподводящий рукав низкого давления; 3 – клапан ограничения наддува; 4 – турбокомпрессор; 5 – дроссельный узел; 6 – воздухоподводящий рукав охлажденного наддувочного воздуха; 7 – радиатор охлаждения наддувочного воздуха (интеркулер); 8 – воздухоподводящий рукав горячего наддувочного воздуха; 9 – воздухозаборник

Насколько интенсивно будет работать система, зависит от характера работы самого силового агрегата. При этом следует сказать о том, что жесткая связь турбонаддува с коленвалом движка отсутствует. Энергия отработанных газов растет с увеличением числа вращений движка. Чем сильнее работает мотор, тем интенсивнее возрастает энергетический потенциал. Следовательно, растет и подача сжатого воздуха.

На рисунке показан принцип работы одного из главных элементов устройства системы турбонаддува — турбокомпрессора

Однако не все здесь так просто. Имеется ряд факторов, которые являются сдерживающими в применении турбрнаддува. Прежде всего, к таким факторам можно отнести детонацию. Возникновение ее элементарно обусловлено тем, что бензиновый агрегат просто резко увеличивает свое вращение. Другим фактором являются значительные температурные параметры, которые имеют отработанные газы. Это обеспечивает значительный нагрев турбонагнетателя и двигателя с турбонаддувом в целом.

ТУРБИРОВАННЫЙ ИЛИ АТМОСФЕРНЫЙ: КАКОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВЫБРАТЬ

Автомобили дорожают ‒ срок владения растет. В нашей стране первый владелец в среднем эксплуатирует машину более шести лет. Впрочем, этот срок сильно разнится: владельцы машин класса премиум по-прежнему продают их через два-три года ‒ зачастую вместе с окончанием гарантии производителя. В такой ситуации о долговечности мотора можно сильно не переживать. Особенно если вы планируете при смене машины сдать свою старую в трейд-ин.

Тем же, кто решил ездить на машине значительно дольше, приходится задумываться о надежности и ремонтопригодности автомобиля и его главного агрегата ‒ двигателя. Не секрет, что некоторые современные моторы в принципе не подлежат капремонту ‒ вышедшие из строя агрегаты меняют. При этом цена нового двигателя может составлять до половины от стоимости автомобиля. Знают об этом и те, кто ищет себе машину на вторичном рынке. Поэтому модели с проблемными моторами менее ликвидны и стоят дешевле. Обычно из-за таких мыслей рачительные владельцы с опаской смотрят на высоконагруженные турбированные моторы малого объема.

Однако у даунсайзинговых двигателей с турбонаддувом есть и несомненные преимущества. Они мощнее и эластичнее, то есть эффективно разгоняют автомобиль уже на низких оборотах. Такие моторы компактнее и легче, с ними автомобиль едет шустрее и расходует меньше топлива. Ведущие европейские автопроизводители сегодня отдают предпочтение турбированным силовым агрегатам. А это значит, что бояться таких моторов уже не стоит. И если старшее поколение водителей зачастую отдает предпочтение атмосферным двигателям, то более молодые делают выбор в пользу турбо.

Мы не станем пускаться в дальнейшее обсуждение плюсов и минусов разных типов двигателей. В этой заметке лишь предложены варианты тех и других, а выбор автомобиля и силового агрегата всегда остается за вами.

Однако у даунсайзинговых двигателей с турбонаддувом есть и несомненные преимущества. Они мощнее и эластичнее, то есть эффективно разгоняют автомобиль уже на низких оборотах. Такие моторы компактнее и легче, с ними автомобиль едет шустрее и расходует меньше топлива. Ведущие европейские автопроизводители сегодня отдают предпочтение турбированным силовым агрегатам. А это значит, что бояться таких моторов уже не стоит. И если старшее поколение водителей зачастую отдает предпочтение атмосферным двигателям, то более молодые делают выбор в пользу турбо.

Мы не станем пускаться в дальнейшее обсуждение плюсов и минусов разных типов двигателей. В этой заметке лишь предложены варианты тех и других, а выбор автомобиля и силового агрегата всегда остается за вами.

ЛЕГКОВЫЕ В-КЛАССА

Львиную долю продаж в России составляют машины В-класса. Лидеры рейтинга: Lada Granta и Vesta, KIA Rio, Volkswagen Polo, Hyundai Solaris, Renault Logan и Sandero. Практически все перечисленные модели предлагаются исключительно с атмосферными моторами объемом 1,4‒1,6 л, мотор 1,8 л доступен только для Vesta. Отдача таких двигателей обычно составляет 100‒120 л. с.

Источник

Необходимые элементы для установки турбины

На установку турбины решаются водители, которым не хватает мощности на своем авто. Благодаря турбированию атмосферного двигателя автомобиль становится более экономичным, поскольку мощность мотора возрастает, а объем остается неизменным. Так, после установки турбины на двигатель мощностью 1,4 литра, автомобиль ведет себя, как если бы у него стоял мотор 1,8 литра.

Однако к вопросу надо подходить с осторожностью, поскольку при техническом усовершенствовании автомобиля затрагиваются многие его важные части, применяются дополнительные запчасти. Вот перечень основных деталей, которые потребуются при установке турбины:

Вот перечень основных деталей, которые потребуются при установке турбины:

• непосредственно сама турбина;
• выпускной коллектор;
• интеркулер, чтобы охлаждать воздух;
• магистраль подачи воздуха, которую делают из алюминиевых трубок или нержавейки;
• силиконовые патрубки для соединения трубок;
• трубки под подачу охлаждающей жидкости и масла;
• труба от выхода турбины до глушителя (называется пайп или даун-пайп);
• форсунки высокой продуктивности;
• электроника, которая будет контролировать подачу топлива.

Вместо обычного коллектора, нужен турбоколлектор, через который будут проходить выхлопные газы и направляться в турбину.

Чтобы турбина не перегревалась, устанавливают охлаждающую систему. В пайп надо будет встроить датчик лямбда-зонда (датчик кислорода).

Обороты крыльчатки турбины очень высокие. Чтобы она не вышла из строя, надо подвести масло, которое будет поступать из двигателя. Для сбрасывания лишнего давления нужен специальный клапан (блоу-офф).

Какой мотор победит

Многих автолюбителей искренне интересует вопрос о том, какой из двух силовых агрегатов лучше на дороге:

1. За счет принудительного давления, которое создает турбина с помощью выхлопных газов, в цилиндры поступает большее количество воздуха. Образовавшаяся топливно-воздушная смесь сгорает более эффективно.
2. Атмосферные агрегаты не такие чувствительные, поэтому вариантов заправки здесь больше. При езде в горных условиях такие моторы характеризуются недостаточной мощностью. С другой стороны, расход топлива у моторов с турбинами несколько ниже, а динамика лучше.

В целом однозначно сказать, какой мотор лучше, достаточно сложно. На практике декларируемые преимущества не всегда проявляются. Проверенная надежность все же больше характеризует классику.