Плюсы и минусы турбонаддув: 403 — Доступ запрещён – Турбонаддув двигателя, плюсы и минусы

Атмосферник или турбированный двигатель? Плюсы и минусы.

Перед покупкой автомобиля каждый из нас предстает перед массой дилемм, необходимо выбирать между производителями, марками и моделями автомобилей, различными комплектациями, и самое главное, между силовыми агрегатами. Распространенный вопрос: «Что лучше, дизель или бензин?», по популярности может конкурировать разве что с вопросом: «Что лучше выбрать, турбину или атмосферник?».

Сегодня в нашей рубрике постоянных дилемм мы поднимем актуальный вопрос о том, автомобиль с каким двигателем лучше покупать — атмосферник или турбированный, поговорим о преимуществах и недостатках каждого из них для того чтобы ваш выбор был более простым и правильным.

Прежде всего необходимо уяснить один важный момент, дело в том, что нельзя сказать однозначно, что лучше турбина или атмосферник, и тот и другой имеет свои «плюсы» и «минусы». Итак, давайте по порядку…

Преимущества и недостатки атмосферного двигателя

Первым делом для тех кто не в курсе я расскажу, что такое атмосферник. Атмосферником принято называть обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который использует для образования топливно-воздушной смеси воздух из карбюратора или инжектора (1 часть бензина к 14 частям воздуха). С появлением турбомоторов выбор автомобиля усложнился, поскольку водители начали все больше «соблазняться» более мощными турбированными агрегатами, отдавая им предпочтение перед обычными ДВС. Однако есть также и те, кто все же не решается покупать турбину ввиду отсутствия знаний или опыта эксплуатации этого двигателя.

Атмосферный двигатель: преимущества

К несомненным достоинствам атмосферных двигателей относят:

  • Простоту конструкции, которая отработана на практике в течение многих десятилетий. Ремонт и техническое обслуживание таких силовых агрегатов обходятся владельцу намного дешевле (по сравнению с аналогичными операциями для турбированного мотора).
  • Значительно больший ресурс бесперебойной работы до капитального ремонта. При правильных условиях эксплуатации и надлежащем уходе срок «жизни» у атмосферных двигателей в 2÷4 раза больше, чем у моторов с турбонаддувом: 300000÷400000 км, зачастую, не являются пределом «долголетия» таких двигателей.
  • Меньший расход масла, который в зависимости от стиля езды обычно не превышает 200÷500 мл на 10000 км пробега автомобиля. Это обусловлено отсутствием дополнительных приспособлений, требующих смазки, а также меньшими нагрузками, которые испытывают вращающиеся части мотора при работе.
  • Неприхоливость к качеству используемого масла. Они вполне удовлетворительно работают на полу-синтетических (и даже минеральных) моторных маслах. Однако, не стоит забывать о том, что чем лучше масло, тем дольше срок службы двигателя.
  • Не столь частую, как у турбированных двигателей периодичность замены масла, которую необходимо производить после пробега в 15000÷20000 км.
  • Меньшую требовательность к качеству применяемого топлива. Как правило, многие атмосферные моторы могут вполне удовлетворительно работать и на бензине марки Аи92.
  • Более быстрый прогрев в зимнее время.

Атмосферный двигатель: недостатки

Как и все в этом Мире, атмосферные двигатели не лишены недостатков. К таким можно отнести большой вес двигателя, меньшую мощность по сравнению с турбомотором аналогичного объема, снижение мощности при езде в горной местности или других местах, где воздух разрежен. Кроме всего прочего, атмосферник уступает турбированному двигателю в динамических показателях.

Преимущества и недостатки турбированного двигателя

Турбированный двигатель впервые увидел мир в 905 году, а на «легковушки» турбины стали устанавливать только в середине 20-го века. Принцип двигателя оснащенного турбиной заключается  в том, что турбина рационально использует выхлоп автомобиля, посредством которого происходит нагнетание дополнительного воздуха в цилиндры, который способствует лучшему сгоранию топливно-воздушной смеси. Как вы знаете, чем больше воздуха, тем лучше будет гореть, по тому же принципу устроен и турбомотор, турбина под высоким давлением нагнетает воздух в цилиндры, благодаря чему сгорание топливной смеси происходит с большим КПД, в результате двигатель получает больше мощности минимум на 10%.

Турбированный двигатель: преимущества

К плюсам турбированных моторов (по сравнению с атмосферными аналогами) относят:

  • Более высокую мощность (как правило, на 30÷50%) при одинаковом рабочем объеме.
  • Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов, что весьма положительно влияет на динамику автомобиля.
  • Меньшие вес и размеры при одинаковой мощности. Турбированный двигатель значительно легче и компактнее атмосферного. Это позволяет наиболее рационально расположить силовой агрегат и снизить общую массу автомобиля, что способствует, в свою очередь, экономии топлива.
  • Быстрый набор рабочих оборотов за счет меньшей массы вращающихся деталей.
  • Высокую экологичность, которая достигается за счет более полного сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

Турбированный двигатель: недостатки

Среди недостатков турбированных моторов больше эксплуатационных минусов. Во-первых, двигатель с турбиной более привередлив к качеству топлива и моторного масла. Кроме того, на таких двигателях срок службы смазывающих и фильтрующих элементов гораздо меньше чем у атмосферников, примерно в 1,5-2 раза, это объясняется более сложными условиями работы при высоких температурах. Владельцам турбированных моторов следует более тщательно следить за уровнем и состоянием фильтров и масла, и производить их замену в строгом соответствии с указаниями производителя двигателя. Не менее важно состояние воздушного фильтра, забитый или поврежденный фильтр ухудшает работу компрессора и может стать причиной его неисправности.

К недостаткам турбодвигателя следует также отнести его «прожорливость». Турбина, по сравнению с атмосферником аналогичного объема, будет «кушать» больше топлива.

Кроме того, турбомотор имеет меньший моторесурс чем атмосферный двигатель. Турбина со временем изнашивается, особенно если владелец не владеет навыками эксплуатации таких двигателей. К примеру, турбомотору после остановки автомобиля необходимо дать немного поработать на холостых, чтобы турбина остыла и только после этого можно глушить двигатель.

Стоимость ремонта турбированного двигателя

 обойдется намного дороже чем ремонт атмосферника, кроме того желающих выполнить этот ремонт не так уж много, некоторые специалисты вообще отказываются ремонтировать турбомоторы. Те же, кто берется, иногда выполняют ремонт некачественно, в результате двигатель работает с перебоями или со временем турбодвигатель снова выходит из строя.

Как же расход 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.

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.

Как вы видите, и тот и другой двигатели имеют свои «плюсы» и «минусы», для того чтобы понять какой двигатель лучше —  турбированный или атмосферный, необходимо для себя уяснить приоритетные стороны того или иного агрегата.

Автомобиль с каким двигателем лучше выбрать

Обе разновидности моторов имеют как свои достоинства, так и недостатки. Поэтому нельзя однозначно сказать какой из них лучше. Если вы поклонник агрессивной езды, быстрого старта с места, любите драйв и готовы к значительным затратам на обслуживание, то выбор однозначен – автомобиль с турбированным двигателем. Однако, склоняясь к такому выбору, надо помнить о том, что мотор вашего транспортного средства (а особенно турбина) «проживет» значительно меньше, чем атмосферный аналог. К тому же вы должны быть уверены, что в своем регионе вы без труда сможете приобрести топливо высокого качества, а также специальные синтетические масла.

Если для вашего стиля езды характерны спокойствие, предусмотрительность и осторожность, и к тому же вы практичный и бережливый человек, то излишки мощности турбированного двигателя вам просто не нежны. А вот надежность, простота в обслуживании и долговечность атмосферного мотора, позволят значительно сэкономить затраты на его повседневную эксплуатацию.

Источники: avto-moto-shtuchki.ru, vopros-avto.ru и др.

Не забываем!

Всё ремонтируется, вопрос остается только в выборе СТО. Этот выбор только за Вами!

Читайте также: Принцип работы турбины, какие типы бывают? Плюсы турбомоторов.

Разбираемся в плюсах и минусах различных систем турбонаддува

В современном мире можно выделить шесть различных видов турбосистем:

1.Одиночная турбина
2.Твин-турбо
3.Твинскролл
4.Турбина с изменяемой геометрией
5.Изменяемый твинскролл
6.Электрическая турбина

Сегодня мы с вами попробуем разобраться в каждой из них, выделить их достоинства и недостатки.

 

Одиночная турбина

Одиночная турбина имеет массу вариаций. Измените размер колеса компрессора, и вы получите совершенно другие характеристики. Крупные турбины добавят больше мощность, турбины поменьше, соответственно – поменьше. Кроме того, одиночные турбины могут быть как на шарикоподшипниках, так и на подшипниках скольжения. Первые имеют гораздо меньший коэффициент трения, соответственно турбина быстрее разгоняется, однако, при этом она и стоит подороже.

 

Достоинства:

— Относительно недорогой метод увеличения эффективности и мощности двигателя

— Самая простая из всех турбосистем

— Позволяет использовать небольшие двигатели, при этом выдавая мощность крупных атмосферников, соответственно позволяет снизить вес автомобиля

 

Недостатки:

— Низкий диапазон об/мин.

— Работает не так быстро и стабильно, как другие турбосистемы.

 

Твин-турбо

Как и одиночные турбины, эта система имеет множество различных опций. Например, может быть установлено по одной турбине на каждый блок цилиндров (для V6 или V8). Кроме того, одна из турбин может быть направлена специально на работу при низких оборотах, а затем в дело может подключаться более крупная, для работы на высоких оборотах двигателя. Кстати, у нас уже писали о сравнении Твинтурбо и Битурбо, почитайте.

 

Достоинства:

— Для параллельных систем твин-турбо на двигателях с компоновкой типа V, достоинства и недостатки совпадают с теми, которыми обладает одиночная турбина

— Использование двух турбин на разных оборотах дает более широкий диапазон крутящего момента.

 

Недостатки:

— Стоимость и сложность

— Есть более простые и эффективные способы достижения того же эффекта (см. ниже)

 

Твинскролл

Практически в любом плане, твинскролл является гораздо более удачной альтернативой одиночной турбины. Благодаря наличию двух камер, выхлоп разделен на два потока. Например, на четырехцилиндровом двигателе (порядок зажигания 1-3-4-2), цилиндры 1 и 4 работают с одной камерой турбины, в то время, как цилиндры 3 и 2 работают с отдельной. В чем же выгода? Представим, что цилиндр 1 заканчивает свой цикл и достигает нижней точки, открывается выхлопной клапан. В то же время, цилиндр 2 заканчивает выхлопной цикл, закрывая выхлопной клапан и открывая впускной клапан. При наличии обычной одиночной турбины, давление выхлопа от цилиндра 1 будет препятствовать забору воздуха цилиндра 2, поскольку оба выхлопных клапана открыты. Так вот, если камеры разделить, проблема разрешится.

 

Достоинства:

— Больше мощности

— Более широкий диапазон оборотов

— Больше возможностей для тюнинга

 

Недостатки:

— Требует специальной компоновки двигателя и конструкции выхлопа

— Дороже и сложнее стандартной одиночной турбины

 

Турбина с изменяемой геометрией

Пожалуй, одна из самых интересных турбосистем. На данный момент производят их довольно мало, поскольку они являются значительно дороже и требуют применения нестандартных материалов. Такие системы ценятся благодаря хорошему диапазону крутящего момента и отсутствию провалов тяги на низких оборотах.

 

Достоинства:

— Широкая, плавная кривая крутящего момента. Эффективность на высоком диапазоне оборотов.

— Требует всего лишь одну турбину, упрощая тем самым всю систему.

 

Недостатки:

— Обычно используется только на дизельных двигателях с меньшим количеством выхлопных газов

— Для бензиновых движков такая система обойдется в копеечку.

 

Изменяемый твинскролл

Может быть, это и есть идеальный вариант, который мы искали? Среди всех новинок, участвовавших в выставке SEMA 2015, эта турбина привлекла особо пристальное, всеобщее внимание.

 

Достоинства:

— Значительно дешевле (в теории), чем предыдущий вариант, и подходит для бензиновых двигателей

— Обеспечивает плавную кривую крутящего момента

— Проще в производстве

 

Недостатки:

— Цена и сложность в сравнении с одиночной турбиной или твинскроллом

— Это не новая технология, испытанная в прошлом, которой прижиться так и не удалось. Вероятно, на то есть свои причины.

 

Электрическая турбина

Установка мощной электрической турбины исключает все возможные проблемы. Провалы тяги? Их больше нет. Мало выхлопных газов? Не проблема. Турбина не добавляет крутящего момента на низких оборотах? Теперь добавляет! Возможно, за этим будущее турбированных двигателей, однако, и у этой системы есть свои недостатки.

 

Достоинства:

— Исключение провала тяги и недостатка выхлопа, компенсируя их электроэнергией

— Лишняя энергия пускается обратно в дело (как в Формуле 1)

— Огромный диапазон оборотов с плавной кривой крутящего момента

 

Недостатки:

— Стоимость и сложность. Нуждается в охлаждении.

— Вес и комплект также являются проблемой, поскольку для работы необходим дополнительный аккумулятор

— Турбины с изменяемой геометрией и твинскроллы могут выдавать ту же мощность при значительно меньшей цене.

Основные плюсы и минусы газовой турбины

Основные плюсы и минусы газовой турбины

На сегодняшний день многие слышали о таком оборудовании как турбинное. Оно используется в основном для того, чтобы производить энергию для разных сфер жизнедеятельности. Установки применяются в теплоснабжении, промышленности по добыче нефти и по обработке компонентов, на электростанциях, а также на любых энергоустановках.

На сегодняшний день одним из вариантов является газовая турбина, которая широко применяется во многих областях. Именно поэтому стоит рассмотреть, что это такое и на чём построен принцип работы.

Общая информация о газовой турбине

Газовая турбина – это установка, которая позволяет преобразовывать энергию сжатого воздуха в механическое действие. Это категория двигателей внутреннего сгорания, где газ поступает в турбину под давлением. После этого он попадает в низкое давление и при этом ускоряет движение. Поток газа примыкает к лопастям и обеспечивает хороший крутящий момент. При этом, часть энергии отдаётся. Лопасти будут сообщать движения через диски валу.

Среди главных газовых турбин можно отметить два вида:

  1. Микротурбина. Чаще всего используется для систем снабжения электричеством. Это современное оборудование, которое имеет высокую точность.
  2. Промышленные установки, которые часто являются элементом турбогенератора. Такие установки используются в промышленности. Область применения начинается от энергетики и заканчивается машиностроением.

Перед тем как приобретать газовые турбины, стоит рассмотреть все достоинства и недостатки. Такое устройство уже достаточно изучено, поэтому о положительных и отрицательных особенностях можно узнать без особых проблем.

Газовая турбина в разрезе

Плюсы газовых турбин

Газовая турбина – это устройство, которое может использоваться во многих сферах жизнедеятельности. Среди главных положительных характеристик нужно отметить следующее:

  • Такая установка достаточно простая по устройству. Если сравнивать её с паросиловой, то из-за отсутствия котельной, сложной системы проводов, конденсатора, а также большого числа вспомогательных элементов, газовая турбина считается элементарной. При этом вес и количество металлов становится значительно меньше, чем в других подобных устройствах.
  • Для работы установки необходим небольшой расход воды. Она идёт только на то, чтобы охлаждать масло, которое направляется к подшипникам.
  • Для такой установки характерна скорость ввода в работу. Пуск занимает примерно 15-20 минут, в то время, как подготовка другой установки может занимать несколько часов.
  • Такая установка потребляет не только меньше воды, но и меньше масла. Именно поэтому её работа эффективна и малозатратна.
  • Если говорить о качестве топлива, которое должно использоваться в газовом двигателе, то это абсолютно неважно. Агрегат не будет работать как-то по-другому, если будет залито топливо низкого качества. Никаких сбоев в работе в дальнейшем также не ожидается.
  • Двигатель отличается хорошей экологичностью. Она основывается на том, что там образуется меньшее число вредных выбросов.
  • Установка долговечная за счёт того, что при работе создаётся меньшее число вибраций и там присутствует малое количество трущихся частей.
  • Хороший КПД, поэтому очень часто газовую турбину используют в энергоустановках.
  • Имеет огромный диапазон работы, который позволяет маневрировать в любых условиях. Именно поэтому газовые установки сейчас находят широкое распространение во многих сферах использования.
  • Все затраты, которые исходили из покупки такого оборудования всегда будут оправданы и окупятся полностью в самый минимальный срок.

Достоинств у газовой турбины достаточно много. Именно поэтому она и находит свое широкое распространение. Но всё же не стоит судить только по положительным моментам об установке. Лучше всего посмотреть на недостатки, которые возникают при работе.

Новая газовая турбина

Минусы газовой турбины

Как и в любом другом устройстве, здесь есть свои недостатки. Все они исходят из определенных критериев по устройству, принципам работы. Среди главных отрицательных характеристик можно отметить следующее:

  • Большой уровень шума во время эксплуатации. Если говорить о паротурбинных установках, то они будут работать намного тише. Именно поэтому газовые турбины очень часто не выбираются предприятиями.
  • Мощность такой установки будет ограничена. Ещё недавно она составляла величину до 150 мегаватт. Это обусловлено тем, что установка имеет огромное габариты, а также невысокое начальное давление и меньшие способности, нежели в других устройств.
  • В таких установках нельзя применять твёрдое топливо по стандартной схеме. Самыми лучшими видами для этого является газ природный, а также сырье. Чаще всего в качестве него выступает керосин. Если говорить о мазуте, то его лучше всего специально подготовить перед работой и удалить все шлакообразующие примеси.
  • На компрессор расходуется около 70% мощности, которая развивается турбиной. Именно поэтому полезная мощность будет меньше фактической намного.
  • Чтобы установка выдавала хорошую полезную мощность, начальная температура при работе должна быть 550 градусов. Это весьма высокий показатель, и часто из-за этого возникают определенные трудности. Для изготовления обычно должны использоваться специальные жаростойкие материалы, которые выдерживают всю специфику дальнейшей работы. Помимо этого, там придумываются специальные системы охлаждения наиболее нагреваемых частей.

Газовая турбина в работе

Выводы и рекомендации

Нужно отметить, что такой агрегат как газовая турбина стоит достаточно дорого. Но вложения всегда будут оправданы за короткий промежуток времени. Именно поэтому многие промышленные предприятия используют такую установку для постоянной работы.

Сейчас существует огромный ассортимент выбора, из которого можно определиться с итогом. Именно поэтому, тщательно рассматривайте достоинства и недостатки, а только после этого делайте покупку.

Похожие записи

Двигатели автомобиля с турбонаддувом. Плюсы и минусы

Турбонаддув — эффективная система повышения мощности двигателя. Помимо этого он обеспечивает экономию топлива и снижение токсичности отработавших газов. Рассмотрим двигатели с турбонаддувом, плюсы и минусы.

Что это такое?
Турбонаддув — вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.

Применяется на бензиновых и дизельных двигателях. Наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой степени сжатия и относительно невысокой частоты вращения. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых авто являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов и соответствующий нагрев турбонагнетателя.

Отличительной особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор — основной элемент турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе.

Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер это радиатор воздушного или жидкостного типа.

Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува — перепускной клапан. Клапан ограничивает энергию отработавших газов, направляя часть в обход турбинного колеса, обеспечивая оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува.

Также устанавливается предохранительный клапан. Он защищает от скачка давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться в атмосферу с помощью блуофф-клапана или перепускаться на вход компрессора с помощью байпас-клапана.

Принцип работы
Работа 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.

Турбонаддув не имеет жесткой связи с коленвалом двигателя и эффективность работы системы зависит от числа оборотов. Чем выше обороты мотора, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется на мощных V-образных двигателях. Принцип работы 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 устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo.Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается.
Минусы
В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей. С одной стороны — задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма. С другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — турбо подхват.

Обратная сторона повышения мощности мотора, то есть форсирования, – 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 воздушный фильтр.

Недостаток системы – чувствительность к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*