Различия между атмосферным двигателем и двигателем с турбонаддувом
Содержание
Как устроен автомобиль> Различия между атмосферным двигателем и двигателем с турбонаддувом
Это тема, которая стала приоритетной после массового появления двигателей меньшего размера. Таким образом, это была возможность написать статью, чтобы попытаться прояснить этот вопрос, поэтому давайте рассмотрим все элементы, которые отличают атмосферные двигатели от двигателей с турбонаддувом.
Также читать: работа турбокомпрессора.
Основной принцип
Поскольку не все из вас являются чемпионами по механике, давайте вкратце вспомним, что такое атмосферные двигатели и двигатели с наддувом.
Прежде всего, давайте уточним, что эти термины подразумевают, прежде всего, воздухозаборник, поэтому нас не волнует остальное. Безнаддувный двигатель можно рассматривать как «стандартный» двигатель, то есть он естественным образом дышит наружным воздухом благодаря возвратно-поступательным движениям поршней, которые затем действуют здесь как всасывающие насосы.
В двигателе с наддувом используется система присадок, которая направляет в двигатель еще больше воздуха. Таким образом, помимо всасывания воздуха движением поршней, мы добавляем еще с помощью компрессора. Есть два типа:
- Управляется энергией двигателя = компрессор – нагнетатель
- Управляется выхлопными газами = турбокомпрессор.
Турбомотор = больше мощности
Первое наблюдение: двигатель с турбонаддувом потенциально имеет большую мощность. Действительно, мощность исходит непосредственно от сгорания в цилиндрах, чем она важнее, тем сильнее цилиндр «двигается» и, следовательно, тем мощнее автомобиль. С турбонаддувом вы можете втиснуть в цилиндры больше воздуха, чем без него. И поскольку нам удается отправить больше окислителя (воздуха и особенно той небольшой части кислорода, которая там находится), мы можем отправить больше топлива. Следовательно, у нас есть больше энергии, которую нужно сжечь за цикл, поэтому у нас больше энергии. Термин «наддув» также имеет большое значение, мы буквально забиваем двигатель воздухом и топливом, мы «набиваем» как можно больше в цилиндры.
458 Italia имеет атмосферный 4.5 мощностью 570 л.с.
488 GTB (заменяющий) оснащен двигателем 4.0 с наддувом, развивающим на 100 л.с. больше (следовательно, на 670). Таким образом, у нас двигатель меньшего размера и большая мощность (две турбины, по одной на ряд цилиндров). При каждом крупном кризисе производители привозят нам свои турбины. Это действительно уже происходило в прошлом, и, возможно, в будущем от них снова откажутся (если только электричество не заменит тепловое), даже если в «климатическом» контексте мало шансов. Политика ».
Менее полый турбомотор
Безнаддувный двигатель всасывает все больше воздуха, когда он набирает обороты, поэтому его мощность увеличивается на оборотах, поскольку именно в этот момент он потребляет больше всего воздуха и топлива. Турбодвигатель может иметь много воздуха и топлива для него на низких оборотах, поскольку турбонаддув заполняет цилиндры «искусственным» воздухом (воздух, который, таким образом, добавляется к воздуху, естественному всасываемому движением цилиндров). Чем больше окислителя, тем больше топлива отправляется на низких скоростях, что приводит к избытку энергии (это своего рода легирование).
Однако обратите внимание, что компрессоры, приводимые в действие двигателем (нагнетатель, приводимый в действие коленчатым валом), позволяют принудительно подпитывать двигатель воздухом даже на более низких оборотах. Турбонагнетатель работает благодаря воздуху, выходящему из выхлопной трубы, поэтому он не может хорошо работать на очень низких оборотах (где выхлопные потоки не очень важны).
Также обратите внимание, что турбонагнетатель не может работать одинаково на всех скоростях, «пропеллеры» турбин не могут работать одинаково в зависимости от силы ветра (следовательно, скорость и поток выхлопных газов). В результате турбо лучше всего работает на ограниченном диапазоне, отсюда и эффект удара в ягодицы. Затем у нас есть два решения: турбонагнетатель с изменяемой геометрией, который изменяет наклон ребер, или двойной или даже тройной наддув. Когда у нас несколько турбин, одна заботится о низкой скорости (небольшие потоки, следовательно, небольшие турбо, адаптированные для этих “ветров”), а другая – о высоких скоростях (больше в целом, логично, что потоки более важны в этот момент. там). С помощью этого устройства мы затем находим линейное ускорение двигателя без наддува, но с гораздо большим количеством ловли и, очевидно, крутящим моментом (при равном смещении, конечно).
Потребление ? Это зависит …
Это подводит нас к довольно важному и спорному моменту. Двигатель с турбонаддувом потребляет меньше? Если посмотреть на цифры производителей, можно сказать «да». Однако на самом деле очень часто все очень хорошо, и нюансы нужно оговаривать.
Потребление производителями зависит от цикла NEDC, а именно от особого способа использования автомобилей: очень медленное ускорение и очень ограниченная средняя скорость.
В этом случае двигатели с турбонаддувом находятся наверху, потому что они не очень его используют …
Фактически, главное преимущество уменьшенного в размерах двигателя с турбонаддувом заключается в его небольших размерах. Маленький мотор, очень логично, потребляет меньше, чем большой.
К сожалению, небольшой двигатель имеет ограниченную мощность, потому что он не может забирать много воздуха и, следовательно, сжигать много топлива (поскольку камеры сгорания маленькие). Факт использования турбонагнетателя позволяет искусственно увеличивать его смещение и восстанавливать мощность, потерянную во время усадки: мы можем ввести объем воздуха, превышающий размер камеры, поскольку турбонагнетатель посылает сжатый воздух, который забирает воздух. меньше места (он также охлаждается теплообменником для дальнейшего уменьшения объема). Короче говоря, мы можем продавать 1.0 мощностью более 100 л.с., в то время как без турбонаддува их количество было бы ограничено примерно шестьюдесятью, поэтому их нельзя продавать на многих автомобилях.
В рамках омологации по циклу NEDC мы используем автомобили на низких скоростях (медленное низкое ускорение на оборотах), поэтому в результате мы получаем небольшой двигатель, который работает тихо, в этом случае он не потребляет много. Если я запустил 1.5-литровый и 3.0-литровый бок о бок на низких и одинаковых оборотах, то 3.0 логически будет потреблять больше.
Поэтому на низких оборотах двигатель с турбонаддувом будет работать как атмосферный, поскольку он не будет использовать турбонаддув (выхлопные газы слишком слабые, чтобы оживить его).
И именно там турбодвигатели обманывают свой мир, они мало потребляют на малых оборотах по сравнению с атмосферными, так как в среднем они меньше (меньше = меньше расход, повторяю я знаю).
Однако при реальном использовании иногда все идет так далеко, что наоборот! Действительно, при подъеме на башни (так что, когда мы используем мощность в отличие от цикла NEDC), турбонагнетатель включается, а затем начинает вливать в двигатель очень большой поток воздуха. К сожалению, чем больше воздуха, тем больше необходимо компенсировать, посылая топливо, что буквально взрывает расход.
Итак, давайте просто резюмируем: производители уменьшили размер двигателей, чтобы лучше проходить цикл NEDC и, следовательно, снизить значения потребления. Однако, чтобы предложить тот же уровень мощности, что и у «старых больших двигателей», они добавили турбонагнетатель (или нагнетатель). Во время цикла турбонагнетатель работает очень мало и даже приносит немного дополнительной энергии благодаря расширению выхлопных газов (выхлопные газы занимают больше места, чем смесь, попавшая в двигатель, это расширение управляется турбиной), что приводит к небольшому расходу, потому что двигатель маленький, я напоминаю вам (если мы сравним два одинаковых объема с турбонаддувом и без него, то, что с турбонаддувом, будет потреблять более логично). На самом деле люди используют всю мощность своего автомобиля и, следовательно, заставляют турбонаддув работать тяжелее. Двигатель нагнетается воздухом, и поэтому он также должен быть «нагружен» бензином: расход резко возрастает, даже с небольшими двигателями …
Со своей стороны, я иногда со страхом замечаю, что многие из вас очень недовольны реальным расходом бензиновых двигателей небольшого размера (знаменитые 1.0, 1.2, 1.4 и т. Д.). Когда многие возвращаются с дизельного топлива, шок становится еще более важным. Некоторые даже продают свою машину сразу … Так что будьте осторожны при покупке небольшого бензинового двигателя, они не всегда творит чудеса.
Звук плохой?
У турбомотора выхлопная система еще более затруднена … Фактически, в дополнение к катализаторам и сажевому фильтру, теперь у нас есть турбина, которая питается потоками, вызванными отводом выхлопных газов. Все это означает, что мы все же добавляем что-то, что загораживает линию, поэтому мы слышим немного меньше шума. К тому же обороты ниже, поэтому двигатель может визжать менее громко.
F1 – лучший пример из существующих, с удовольствием для зрителя, которое в значительной степени уменьшилось (звук двигателя был одним из основных ингредиентов, и, со своей стороны, я ужасно скучаю по атмосферным V8!).
Здесь мы ясно видим, что турбонагнетатель немного мешает на уровне выхлопа… (коллектор справа и турбо установлен слева)
FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Выбери один !
Споттер (GE Supercars) сделал для вас работу для сравнения. Однако обратите внимание, что разница более заметна на других автомобилях (особенно F1), потому что Ferrari, тем не менее, позаботилась о том, чтобы турбонаддув как можно меньше наказывал одобрение, заставляя инженеров серьезно поработать. Несмотря ни на что, у нас есть скорость 9000 оборотов на 458 и 8200 на 488 GTB (также зная, что на той же скорости 488 производит меньше шума).
Понижение оборотов с турбонаддувом?
Да, с двумя турбинами, которые собирают потоки выхлопных газов и отправляют сжатый воздух в двигатель, здесь есть предел: мы не можем заставить их обе вращаться слишком быстро, и тогда у нас также есть сопротивление на уровне выхода выхлопа, которое мы нету с атмосферным двигателем (турбо мешает). Однако обратите внимание, что турбина, которая отправляет сжатый воздух в двигатель, управляется электроникой через перепускной клапан перепускного клапана, поэтому мы можем ограничить поток сжатого воздуха в двигатель (это частично то, что происходит). переходит в режим блокировки, перепускной клапан сбросит все давление в воздух, а не в двигатель.
Поэтому все это близко к тому, что мы видели в предыдущем абзаце.
Большая инерция?
Отчасти по тем же причинам мы получаем двигатели с большей инерцией. Это также снижает удовольствие и ощущение спортивности. Турбины влияют на поток входящего (всасываемого) и выходящего (выхлопного) воздуха и, следовательно, вызывают некую инерцию в отношении скорости ускорения и замедления последнего. Однако будьте осторожны, чтобы архитектура двигателя также имела большое влияние на это поведение (двигатель в V-образном положении, плоский, рядный и т. Д.).
В результате, когда вы даете газу на остановке, двигатель разгоняется (я говорю о скорости) и замедляется немного медленнее … Даже бензин начинает вести себя как дизельные двигатели, которые обычно работают с турбонаддувом более чем долгое время (например, M4 или Giulia Quadrifoglio, и это лишь некоторые из них. 488 GTB прилагает усилия, но и он не идеален).
Если это не так уж и серьезно в машине каждого, то в суперкаре – 200 000 евро – гораздо больше! Старые в атмосфере должны набрать популярность в ближайшие годы.
Звук выхлопа Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Полицейский суперкар
Рандеву на 20-й секунде, чтобы услышать инерцию мотора, это слишком мягко, не правда ли?
Более медленный ответ
Еще одно следствие – реакция двигателя менее впечатляющая. Ferrari также старается максимально подробно продемонстрировать своим потенциальным клиентам, что было сделано все, чтобы снизить реакцию двигателя, несмотря на наличие турбонаддува на 488 GTB.
Менее благородный?
Не совсем … Как устройство наддува может сделать двигатель менее благородным? Если многие думают обратное, я со своей стороны считаю, что это не имеет смысла, но, возможно, я ошибаюсь. С другой стороны, это может сделать его менее привлекательным, а это другое дело.
Надежность: турбо на полумачте
Вот это глупая и мерзкая логика. Чем больше деталей в двигателе, тем больше риск поломки … И здесь мы испорчены, потому что турбонагнетатель является одновременно чувствительной деталью (хрупкие ребра и подшипник, которые необходимо смазывать) и деталью, которая подвергается огромным ограничениям (сотни тысячи оборотов в минуту!) …
Кроме того, может убить дизельный двигатель из-за разгона: оно протекает на уровне смазываемого подшипника, это масло всасывается в двигатель и горит в последнем. А так как на дизелях отсутствует управляемое зажигание, то двигатель нельзя выключать! Все, что вам нужно сделать, это увидеть, как его машина умирает на слишком высоких оборотах и в клубе дыма).
Все комментарии и реакции
Dernier комментарий опубликован:
Фил ХАКИ (Дата: 2021, 05:22:08)
Вы пишете, что вам не хватает двигателей V8 в Формуле 1, но водители, испытавшие первую эру турбонаддува, затем V8, V10, V12 3500 куб. См, затем 3 куб. См, говорят, что отсутствовали двигатели V3000 объемом всего 2 куб. См. До смеха мощно, это мое мнение.
Il Я. 1 реакция (и) на этот комментарий:
- Администратор АДМИНИСТРАТОР САЙТА (2021-05-24 15:16:25): Остерегайтесь тонкостей, я сомневаюсь, что им не хватало мощности … Прежде всего, они больше не наносили удары по ягодицам V10, но и то, что они атмосферные, наказываются провалом на низких оборотах.
Любой гонщик предпочтет слегка слабую атмосферу внизу, чем полный турбо на всех оборотах. Двигатель с турбонаддувом очень раздражает с точки зрения звука (CF Vettel), и на этих уровнях мощности труднее дозировать (и, кроме того, это происходит менее линейно).
Короче турбо хорош в гражданской жизни, на трассе меньше …
(Ваш пост будет виден под комментарием после проверки)
Написать комментарий
Тебе нравятся турбомоторы?
