Турбомотор или атмосферник – что выбрать – плюсы и минусы

Турбонаддув сегодня – не обязательно атрибут спорткара. Но владельцы семейных автомобилей часто опасаются наддувных двигателей. Зря или нет?

Любой двигатель внутреннего сгорания потребляет воздух и топливо, и чем больше он этих ингредиентов “съест”, тем больше мощности отдаст на колеса. Атмосферный мотор втягивает воздух в свои камеры сгорания самостоятельно, так как поршни работают в цилиндрах как насос.

Принципиальная схема турбонаддува простая, но в конструкции используются продукты высоких технологий: жаростойкие стали, “масляные” подшипники и специальные смазки

Чтобы при тех же размерах двигателя увеличить его отдачу, придумали подавать в него воздух под давлением – компрессором, приводящимся в действие или от коленвала (механический привод), или от турбины, которая в свою очередь приводится от выхлопных газов, которые под давлением выходят из цилиндров.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Выбираем авто:бензин, дизель, ГБО, электро или гибрид

Турбокомпрессоры имеют большее распространение, чем компрессоры с механическим приводом, их называют турбонаддувом или просто турбиной. Сегодня автомобильные дизели вообще не выпускаются без турбонаддува, а наддувные бензиновые моторы можно увидеть под капотом даже малолитражек самого компактного класса.

Преимущества и недостатки турбонаддува

Плюсы Большие мощность и крутящий момент без существенного увеличения массы двигателя и машины Большая эффективность работы двигателя (меньший расход топлива) Возможность сэкономить на налогах (если ставка привязана к объему двигателя)

Минусы Меньшая надежность двигателя Более дорогой ремонт Требовательность к качеству масла Потребность в специализированном сервисе Нелинейный прирост тяги (турбояма) у многих моделей

Турбо-особенности

Нынешние конструкторы оснащают бензиновые двигатели турбонаддувом по двум причинам. Во-первых, это как и раньше, стремление наделить автомобиль выдающимися характеристиками с точки зрения динамики – и это касается спорткаров и топовых комплектаций моделей премиальных марок.

Во-вторых – это желание сделать двигатель массового автомобиля более дешевым: меньше по размерам, легче, а также с меньшим количеством деталей – с тремя или даже двумя цилиндрами. Эту тенденцию назвали даунсайзингом (down size – уменьшение размера), ее придерживаются некоторые мировые производители – VW, Ford, PSA и т. д; в их моторных линейках распространены моторы объемом 0,9 – 1,2 л, которые устанавливают даже на модели D-класса и большие кроссоверы.

Двигатель с турбонаддувом имеет большое количество дополнительных деталей, что влечет за собой снижение надежности. К тому же ресурс температурнонагруженных узлов значительно меньше всего двигателя

Турбина наддувного двигателя – узел с технической точки зрения несколько проблемный, поскольку работает в условиях высокой температуры и высоких оборотов (50 – 100 тыс./мин). Поэтому любой турбомотор менее надежен и менее долговечен, чем атмосферный. Тем более, что и дополнительных систем помимо собственно турбины, у мотора с наддувом больше, чем у атмосферника.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:Что лучше – бензин или дизель: какой выбрать двигатель

Что касается даунсайзинга, то малолитражные двигатели имеют относительно меньший ресурс еще и по той причине, что вынуждены работать в более жестком режиме: на более высоких оборотах, с частыми переключениями передач.

Колесо турбины вращается со скоростью 50 – 100 тыс. об./мин, поэтому при малейших проблемах со смазкой вал выходит из строя

Атмосферный двигатель, пусть даже менее мощный, в этом плане выигрывает у малолитражного наддувного. При этом у турбомоторов “нормального” объема раньше всего выходит из строя именно турбина. Недаром по всей стране работают сети чисто “турбинного” сервиса. Который, кстати, не назовешь дешевым.

Рекомендация Авто24

К счастью, тендеция навязывания потребителю даунсайзинговых моторчиков с непременным турбонаддувом несколько приостановилась. Поэтому почти всегда есть выбор между “турбо” и “атмосферником” в пределах одной модели авто. Но если покупается новый автомобиль из расчета на несколько лет эксплуатации, то на наличие турбины можно не обращать внимания. Конечно, если вы ищете этакий болид со спортивными характеристиками, да еще и с определенным пробегом “за плечами”, надо быть готовым к дополнительным хлопотам с содержанием и ремонтами двигателя.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как сделать автомобиль более экономичным

Особенности двигателя MPI в автомобилях Volkswagen

Двигатель MPI в автомобилях Volkswagen: принцип работы, особенности, преимущества и недостатки. Двигатель MPI является инжекторной конструкцией, где применяется многоточечное устройство топливного впрыскивания. Поэтому этот мотор получил соответствующее наименование «Multi-Point-Injection». Иными словами, для каждого двигательного цилиндра разработан собственный инжектор-форсунка. Именно такая схема была воплощена автоконцерном «Volkswagen».

Этот тип двигателя устанавливается на самую популярную модель Volkswagen Новый Polo седан, некоторые комплектации Golf и Jetta (частично Golf и Jetta комплектуются также и TSI-двигателями). На Passat В8, Passat СС, Tiguan устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели TSI. На Touareg устанавливают FSI.

Двигательное устройство MPI является наиболее устаревшим из всего моторного ряда «Volkswagen». Но, тем не менее, отличается превосходной практичностью и безотказностью. Некоторые специалисты отмечают, что теперь такой вид двигателя не отвечает нынешним требованиям в плане экономичности и экологичности. Более того еще недавно можно было утверждать, что такой вид мотора был снят с изготовления. А последней автомобильной моделью автоконцерна, где он применялся, была Skoda Oktavia 2-ой серии.

Но внезапно двигатель MPI возродился и снова стал востребованным. Осенью 2015 года «Volkswagen» запустил производственную линию моторов на своем калужском заводе, где стали выпускать двигательную конструкцию MPI 1,6 серии EA211.

Особенности двигателя MPI

О главном отличии таких двигателей уже было написано — это многоточечная подачи бензина.

Но те, кто хорошо с двигателями автомобилей могут отметить, что и TSI-моторы также обладают многоточечным впрыскиванием.

Потому переходим к другой отличительной черте — в MPI отсутствует наддув. Т.е. нет турбокомпрессоров, чтобы нагнетать смесь топлива в цилиндры. Обыкновенный бензонасос, подающий топливо под давлением три атмосферы в особенный коллектор впуска, где оно далее перемешивается с воздушной массой и затягивается через клапан впуска непосредственно в цилиндр. Как видно, это достаточно схоже с деятельностью карбюраторного двигателя. Никакого прямого топливного впрыскивания в цилиндр, как в FSI, GDi или TSI-устройствах нет.

Еще одна особенность — присутствие водяной системы, благодаря которой смесь топлива охлаждается. Это происходит в связи с тем, что в области цилиндровой головки устанавливается повышенный температурный режим, а поступление бензина осуществляется под довольно низким давлением. Потому все это может закипеть и сформировать газовые воздушные пробки.

Преимущества

Двигатель MPI отличается собственной неприхотливостью к топливному качеству и может осуществлять работу на 92-ом бензине.

По своей конструкции этот мотор очень прочен, и его наименьший пробег без какого-нибудь ремонтных работ, как информирует изготовитель, составляет 300 тыс. км, естественно, если вовремя будут заменены масла, а также фильтры.

Благодаря не очень сложной конструкции двигатель MPI в случае поломки можно легко и недорого отремонтировать и вообще это заметно отражается на его цене. Обычная конструкция выгодно отличает его по сравнению с TSI, где присутствует насос повышенного давления и турбокомпрессорное устройство. Двигатель MPI также меньше склонен перегреваться.

Еще одним преимуществом мотора считается присутствие опор из резины, расположенных непосредственно под двигателем. Это значительно дозволяет уменьшить шум и дрожание во время передвижения.

Недостатки

Можно отметить, что двигатель MPI не очень динамичен. Из-за того, что процесс топливного перемешивания осуществляется в выпускных особых каналах (до того как топливо попадет в цилиндры), такие моторы считаются ограниченными. Восьмиклапанная система с набором ГРМ говорит о недостатках в мощности. Таким образом, они рассчитаны на не очень быстрые поездки.

Из недостатков можно выделить то, что MPI менее экономичен. Многоточечное впрыскивание по своей эффективности уступает наддуву вместе с прямым топливным впрыскиванием в цилиндр, как это сделано в двигательном устройстве TSI.

И все же, если складывать преимущества и недостатки, то выходит, что эти двигатели вполне сравнимы в плане конкурентоспособности, в особенности для российских дорог. Неслучайно для «Шкода Йети» немецкие производители отказались от 1.2-литрового двигателя TSI, отдав предпочтение проверенному и непритязательную 1.6-литровую движку MPI.

Плох или хорош оппозитный двигатель? Разбираемся на примере моторов Subaru

Удивительно, но факт: дискуссии «плох или хорош горизонтально-оппозитный двигатель Subaru» продолжаются по сей день.

Странно еще и то, что речь в диспутах не идет об оппозитниках вообще (моторы Porsche столь пристальное внимание обошло стороной), а на орехи достается лишь японской марке. Сторонники и противники в этом вопросе заняли непримиримые позиции. Впрочем, субаристы, для которых оппозитные моторы — «это наше все», на нападки злопыхателей просто не реагируют. Но есть еще и прослойка сомневающихся, считающих, что дыма без огня не бывает. В большей части именно для них мы решили вернуться к этой теме.

Станислав Шустицкий

Сначала о тех положительных моментах, которые свойственны горизонтально-оппозитным моторам. Конструкция двигателя представляет собой два полублока с двумя цилиндрами в каждом, где расположенные под углом 180° поршни перемещаются в горизонтальной плоскости. При этом два соседних поршня всегда находятся в одинаковом положении относительно головки блока. Такое решение позволяет минимизировать вибрации, а значит, отказаться от дополнительных балансиров. 

Конструктивно горизонтально-оппозитный двигатель ничем не сложнее любого из их собратьев по цеху ДВС.

Наиболее массивная часть такого двигателя расположена максимально низко, чем и обусловлен оптимальный центр тяжести. А это и устойчивость автомобиля при движении, и хорошая управляемость. Отдельно стоит сказать о пассивной безопасности — конструкция подрамника способствует тому, что в случае лобового столкновения вектор смещения «плиты» двигателя направлен под автомобиль.

Этот двигатель Subaru обладает настоящим спортивным характером — им снаряжались и Subaru BRZ, и Toyota GT86.

Теперь выясним, из-за чего ломают копья. Оппозитные двигатели чрезвычайно сложны по конструкции и дороги как по себестоимости, так и в обслуживании. В чем-то здесь можно согласиться. Но сначала небольшая ремарка — в этом материале мы будем говорить о современных 4‑цилиндровых моторах Boxer третьего поколения. Нельзя забывать, что появившиеся еще в 1963 году оппозитные моторы Subaru прошли длинный путь эволюции, позволивший на каждом из этапов устранять негативные моменты. Да, конструктивно оппозитник сложнее, скажем, рядной «четверки». К примеру, здесь две головки блока и, соответственно, четыре распределительных вала. Что касается обслуживания, плановое ТО Subaru Forester не дороже, чем у «одноклассников», а сам процесс работы с оппозитным мотором практически ничем не отличается от работ с традиционными конфигурациями двигателей. Более того, современные моторы Subaru серий FB и FA в конструкции газораспределительного механизма используют не ремень, а цепной привод, компонент, который в обслуживании просто не нуждается.

Горизонтально-оппозитный двигатель. Практически золотое сечение…«Фишка» оппозитного мотора (в центре) — низкий центр тяжести. Слева — компоновка с рядным мотором, справа — с V-образным.

Обслуживание и ремонт моторов Subaru, вернее, сложность связанных с этим процессом операций, тоже плодит немало слухов. Некоторые утверждают, что за ремонт моторов Subaru берутся только единицы мастеров и их услуги крайне дороги. На самом деле, любой двигатель стоит доверять исключительно профессионалам. Что касается стоимости работ, определяемых сложностью манипуляций с моторами Subaru — это чистой воды миф. Так, весьма стойким стало убеждение, что замена свечей зажигания на двигателях Subaru невозможна без вывешивания мотора. На самом деле для этой операции достаточно иметь свечной ключ с карданным шарниром и удлинителем — такие есть в любом универсальном наборе инструментов. Единственная модель Subaru, замена свечей зажигания в которой требует вывешивания двигателя, — это BRZ. Связано это с тем, что лонжерон кузова очень близко расположен к «операционному полю», и такая архитектура не позволяет извлечь ни свечу, ни катушку зажигания.

В конце концов, даже с навесным оборудованием и в сборе с CVT этот двигатель просто красив. Моторы Subaru XV и Subaru Forester.

Если же говорить о более серьезных ремонтах, включая капитальные, то и в этой части современные моторы Subaru вполне дружелюбны к специалистам сервисов. Например, на моторах серии EJ, знаменитых субаровских «ежиках», которые и сегодня используются на модели STI, для того чтобы снять поршни и коленчатый вал, сначала нужно через технологические отверстия с помощью специального инструмента извлечь поршневые пальцы. На нынешних моторах серии FB конструкторы развернули разъем шатуна, сделав его асимметричным — это решение позволяет мастерам без труда демонтировать поршневую группу.

Моторы Subaru прожорливы в плане потребления масла? Мнение, основанное на «делах давно минувших дней», когда действительно были определенные претензии к расходу масла, связанные с неравномерностью износа гильз цилиндров и не имеющие никакого отношения к современным горизонтально-оппозитным двигателям «плеяд». Если сегодня подобные вопросы возникают, происходит это по вине самих пользователей и связано исключительно с нарушениями режимов обкатки. Кроме того, приветствуется постоянный предварительный прогрев двигателя до нужных минимальных температур. При дальнейшей эксплуатации автомобиля очень важно применение качественного топлива — в противном случае по истечении времени весьма вероятно залегание поршневых колец и, как следствие, повышенный расход масла.

Резюмируя все вышесказанное, можно с уверенностью утверждать, что сегодняшние горизонтально-оппозитные моторы Subaru ни одной из списка предписываемых им хронических болезней не страдают. Зато конструктивных обновлений за последнее время они получили немало. Это и новые технологии изготовления кривошипно-шатунного механизма, и внедрение системы изменения фаз газораспределения, и существенные доработки в системах смазки и охлаждения… Неизменным остался лишь сам принцип работы горизонтально-оппозитного двигателя. И звук. Тот самый звук, который наверняка оказывает свое влияние на постоянное пополнение рядов субаристов.

Редакция рекомендует:

---

---

---

---

---

Хочу получать самые интересные статьи

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — ДРАЙВ

В начале XX века, когда конструкторская мысль бушевала вовсю, двигатель рабочим объёмом 10 л мог быть как одноцилиндровым, так, к примеру, и рядной «восьмёркой». Тогда никого особо не удивляли установленная на автомобиле рядная «шестёрка» объёмом 23 л или семицилиндровый звездообразный мотор с аэроплана. ..

Однако рост мощностей, оборотов и ожесточенная борьба за снижение себестоимости всё расставили по местам. Простейший одноцилиндровый мотор для автомобилестроителей остался в далёком прошлом. Средний объём цилиндра двигателя обычного автомобиля сейчас — от трёхсот до шестисот кубических сантиметров. Литровая мощность — от 35 л.с./л для безнаддувного дизеля до 100 л.с./л для форсированного бензинового «атмосферника». Для серийных двигателей это оптимум, выходить за рамки которого просто невыгодно.

Очень маленькие цилиндры часто встречаются на японских микролитражках: например, объём рядной «четвёрки» у Subaru R1 — всего 658 см³. Из «европейцев» отличился трёхцилиндровый дизельный Smart — 799 «кубиков». Есть цилиндры-напёрстки и у «корейцев»: трехцилиндровый Matiz — это 796 «кубиков», а четырёхцилиндровый — 995. «Четвёркой» объёмом 1086 см³ оснащаются Hyundai i10 и Kia Picanto. На другом полюсе — конечно же «американцы». Объём V-образной «восьмёрки» купе Chevrolet Corvette Z06 составляет 7011 см³. Хотя японцы, например, оснащали внедорожник Nissan Patrol предыдущего поколения рядной «шестёркой» TB48DE объёмом 4758 «кубиков».

Сегодня двигатель мощностью 100 л.с. в большинстве случаев окажется четырёхцилиндровым, у 200-сильного будет четыре, пять или шесть цилиндров, у 300-сильного — восемь… Но как эти цилиндры расположить? Иными словами — по какой схеме строить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности

О чём болит голова у конструктора? Во-первых, о том, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и легче в обслуживании. Самый простой двигатель — рядный (мы будем обозначать такие моторы индексами R2, R3, R4 и т. д.). Располагаем в ряд нужное количество цилиндров — получаем необходимый рабочий объём.

• Двигатель R3 (А). Угол между кривошипами — 120°.
• Добиться равномерности вспышек в двухцилиндровом двигателе (В) можно только при двухтактном цикле.
• А такой мотор (C), например, стоит на «Оке». Поршни движутся синфазно.

Двух- и трёхцилиндровые двигатели встречаются на автомобилях нечасто, хотя мода на «двухгоршковые» моторчики набирает обороты. Тому способствуют продвинутые системы смесеобразования и применение турбонаддува (как, например, на 85-сильной двухцилиндровой турбоверсии хэтчбека Fiat 500). А вот рядная «четвёрка» попала в самый массовый диапазон рабочего объёма легковых автомобилей — от 1,0 до 2,4 л.

В современных четырёхтактных двухцилиндровых двигателях, вроде турбомотора Фиата 500, проблему вибраций отчасти решает балансирный вал.

Пятицилиндровые рядные моторы появились на серийных автомобилях сравнительно недавно — в середине 70-х годов. Первым был Mercedes-Benz со своими дизельными «пятёрками» — они появились в 1974 году (на модели 300D с кузовом W123). Через два года увидел свет пятицилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х годов такие моторы сделали Volvo и FIAT.

Рядные «шестёрки», до недавнего времени столь популярные в Европе, нынче во мгновение ока стали вымирающим видом. А про рядную «восьмёрку» и говорить нечего — с ней практически распрощались еще в 30-х годах. Почему?

Ответ прост. С ростом числа цилиндров двигатель становится длиннее, и это создаёт массу неудобств при компоновке. Например, втиснуть поперёк моторного отсека переднеприводного автомобиля рядную «шестёрку» удавалось в считанных случаях — можно припомнить лишь английский Austin Maxi 2200 середины 60-х годов (тогда конструкторам пришлось спрятать коробку передач под двигателем) и Volvo S80 с суперкомпактной коробкой передач.

Два мотора R3, составленные друг за другом, дают великолепный результат — абсолютно уравновешенную рядную «шестёрку».

Как укоротить рядный мотор? Его можно «распилить» пополам, поставить две половинки рядом друг с другом и заставить работать на один коленвал. Такие моторы, у которых цилиндры расположены в виде латинской буквы V, вдвое короче рядных — наибольшее распространение получили двигатели с углом развала блока 60° и 90°. А V-образный мотор с углом развала блока 180°, в котором цилиндры расположены друг против друга, называют оппозитным (или «боксером» — обозначения В2, В4, В6 и т. д. происходят именно от слова boxer).

Такие моторы сложнее рядных — например, у них две головки цилиндров (каждая со своей прокладкой и коллекторами), больше распредвалов, сложнее схема их привода. А оппозитные двигатели ещё и занимают много места в ширину. Поэтому из компоновочных соображений они применяются довольно редко — производителей «боксеров» можно пересчитать по пальцам.

А как сделать V-образный двигатель еще компактнее? Одно из простых, на первый взгляд, решений — установить угол развала блока менее 60°. Действительно, такие моторы были, но редко — можно вспомнить, например, автомобили Lancia Fulvia 70-х годов с моторами V4, угол развала блока которых составлял 23°. Почему же этим не пользовались все? Дело в том, что перед конструктором двигателя всегда стоит ещё одна проблема — вибрации.

О силах и моментах

Вообще без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может — так уж он устроен. Но бороться с ними нужно, и не только для повышения комфорта пассажиров. Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушения деталей мотора — со всеми вылетающими и выпадающими оттуда последствиями…

Отчего возникают вибрации? Во-первых, в некоторых схемах двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Таких схем конструкторы по возможности избегают или стараются делать массивней маховик — это помогает сгладить пульсации крутящего момента. Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они то разгоняются, то замедляются, из-за чего возникают силы инерции — сродни тем силам, что заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливают их в спинки сидений при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе движется вовсе не вверх-вниз, а совершает сложное движение. Да и возвратно-поступательное перемещение поршня от верхней мёртвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.

• Силы инерции от двух масс, вращающихся на одном валу поодаль друг от друга, создают свободный момент.
• В простейшем моторе есть свободные силы инерции, но нет моментов. Цилиндр-то один.

Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной, учетверённой частотой вращения коленвала… Этими так называемыми силами инерции высших порядков, как правило, пренебрегают — они по сравнению с основной силой инерции (которой присвоили первый порядок) очень малы. Исключение составляют силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться. Плюс к этому, пары сил, приложенные на определённом расстоянии, образуют моменты — так происходит, когда в соседних цилиндрах силы инерции направлены в разные стороны.

Что сделать для того, чтобы уравновесить силы и моменты? Во-первых, можно выбрать схему мотора, в которой цилиндры и кривошипы коленчатого вала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг друга — всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.

Яркий представитель вымершего племени автомобилей с рядной «восьмёркой» — модель 1930-х годов Alfa Romeo 8C.

А если ни одна из уравновешенных схем не подходит — например, из компоновочных соображений? Тогда можно попытаться по-другому расположить шейки коленвала и применить всякого рода противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это можно сделать, разместив противовесы на коленчатом валу мотора. А иногда — на дополнительных валах, которые называют балансирными валами противовращения. Называются они так потому, что крутятся в другую сторону, нежели коленвал. Но это усложняет и удорожает двигатель.

Чтобы облегчить описание степени уравновешенности разных двигателей, мы подготовили сводную таблицу. Зелёным в ней выделены самоуравновешенные силы и моменты, а красным — свободные (те, что не уравновешены и вырываются на свободу — через опоры силового агрегата проходят на кузов автомобиля).

Степень уравновешенности (зелёная ячейка — уравновешенные силы или моменты, красная — свободные)
	1	R2	R2*	V2	B2	R3	R4	V4	B4	R5	VR5	R6	V6	VR6	B6	R8	V8	B8	V10	V12	B12
Силы инерции первого порядка
Силы инерции второго порядка
Центробежные силы**
Моменты от сил инерции первого порядка
Моменты от сил инерции второго порядка
Моменты от центробежных сил
* Поршни в противофазе.
** Уравновешиваются противовесами на коленчатом вале.

Что же получается? Из распространённых типов двигателей абсолютно уравновешенных всего два — это рядная и оппозитная «шестёрки». Теперь понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие моторы? Ну а о причинах, по которым от них отказываются остальные, мы уже упоминали. Теперь рассмотрим поподробнее остальные схемы.

Шестицилиндровый «оппозитник» водяного охлаждения Porsche. С левой и правой сторон блока в целях экономии стоят одинаковые головки, поэтому цепные приводы распредвалов пришлось устраивать и спереди, и сзади.

Уравновешенные и не очень

Из двухцилиндровых двигателей на автомобилях нынче применяется только один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, у которого кривошипы направлены в одну сторону (такой, например, стоял на отечественной «Оке»). Как видно, этот двигатель по степени уравновешенности похож на одноцилиндровый, поскольку оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для того чтобы уравновесить свободные силы инерции первого порядка, в моторе «Оки» слева и справа от коленвала применялись два вала с противовесами. А как же быть с силами второго порядка? Для того чтобы с ними справиться, пришлось бы добавить ещё два балансирных вала, что на двухцилиндровом моторе, изначально предназначенном для маленьких и дешёвых автомобилей, было бы совершенно неуместным.

Впрочем, это ещё ничего — много двухцилиндровых моторов выпускалось вообще без балансирных валов. Так было, например, на малышках Fiat 500 образца 1957 года. Да, вибрации были, их старались погасить подвеской силового агрегата… Но мотор зато получался простым и дешёвым! Дешевизна двухцилиндровых двигателей соблазняет разработчиков и сегодня: не зря же эту схему использовали создатели самого доступного автомобиля планеты, индийского хэтчбека Tata Nano.

Машин с оппозитной «двойкой» — по экономическим и компоновочным соображениям — было немного. Можно упомянуть, например, французский Citroen 2CV.

Двухцилиндровый двигатель, у которого кривошипы направлены в разные стороны (под углом 180°), можно встретить сегодня только на мотоциклах. Поскольку поршни в нём всегда движутся в противофазе, то он уравновешен лучше. Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только на двухтактных моторах — такие двигатели устанавливались на довоенные DKW и их прямых наследников, пластиковые гэдээровские Трабанты. По причине простоты и дешевизны никаких балансирных валов на них тоже не было, а с возникающими вибрациями просто мирились.

Автомобиль с двухцилиндровым V-образным мотором припоминается только один — отечественный НАМИ-1. А до наших дней этот тип двигателя дожил только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их V-образными «двойками» во всей хромированной красе. Такой мотор можно уравновесить практически полностью с помощью противовесов на коленчатом валу, но достичь равномерного чередования вспышек невозможно. Хорошо, что байкеры особого внимания на вибрации не обращают…

НАМИ-1 — прототип 1927 года.

Трёхцилиндровый двигатель уравновешен хуже, чем рядная «четвёрка», и поэтому производители трёхцилиндровых моторов — например, Subaru и Daihatsu — стараются оснащать их балансирными валами. В своё время опелевские двигателисты решили отказаться от балансирного вала, разрабатывая трёхцилиндровый мотор семейства Ecotec для Корсы второго поколения — в целях удешевления и уменьшения механических потерь. И трёхцилиндровая Corsa после дебюта в 1996-м была раскритикована немецкими автожурналистами: «По городу на переменных режимах ездить совершенно невозможно».

В самой популярной среди двигателистов рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка. Её можно уравновесить только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью. (Вы не забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?) А для компенсации момента от балансирного вала придётся ставить ещё один, вращающийся в противоположную сторону. Дорого? Безусловно. Однако моторы с балансирными валами можно встретить на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и самых разных марок концерна Volkswagen.

Пример рядной «четвёрки» с балансирными валами — двухлитровый двигатель Audi. Валы располагаются по обе стороны от коленвала и с удвоенной скоростью вращаются в противоположные стороны. Здесь балансирные валы расположены снизу и соединены зубчатой передачей, а раньше (как, например, на приведённом на картинке внизу двигателе Saab 2.3) их располагали сверху и у каждого был свой шкив цепного привода.

Кстати, оппозитная «четвёрка» уравновешена лучше, чем рядная, — здесь есть только момент от сил инерции второго порядка, который стремится развернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и «оппозитник» воздушного охлаждения легендарного «Жука», и знаменитые «боксеры» Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

Subaru из компоновочных соображений предпочитает рядной «четвёрке» оппозитную. Что до вибраций, то силы инерции второго порядка у «боксера» уравновешены, но момент от них всё же остаётся свободным.

У рядных «пятёрок» с уравновешенностью дела обстоят не очень. Силы инерции компенсируются, но вот моменты от этих сил… Во время работы двигателя по блоку постоянно «пробегает» волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жёстким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, дорабатывая подвеску силового агрегата или применяя специальные противовесы (как у наддувной «пятёрки» 2.5 TFSI на Audi TT RS). И только фиатовские мотористы применяли балансирный вал, который полностью уравновешивал все моменты.

• На картинке FIAT JTD от хэтчбека Croma — потомок пятицилиндрового турбодизеля Fiat TD 125 объёмом 2387 см³, образованного путём добавления одного цилиндра к 1,9-литровой «четвёрке» TD 100. Балансирный вал — слева, в нижней части картера.
• Под каким углом расположить кривошипы коленвала рядной «пятёрки»? 360° делим на пять. .. Правильно — 72°!

Кстати, практически все «пятёрки» образованы путём прибавления ещё одного цилиндра к четырёхцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Делают это для того, чтобы с минимальными производственными и конструкторскими затратами получить более мощные моторы. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапаны и т. д., можно взять от «четвёрки». Понадобятся иные блок и головка цилиндров и, само собой, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72°.

О шестицилиндровых моторах — мечте с точки зрения уравновешенности — мы уже упоминали. А вот в моторах V6, которые вытесняют рядные «шестёрки», ситуация с уравновешенностью такая же, как у «трёшки», то есть не ахти. Поэтому, например, балансирным валом в развале блока цилиндров был оснащён самый первый двигатель V6 фирмы Mercedes-Benz — заслуженный М112 с тремя клапанами на цилиндр. У трёхлитровой «шестёрки» концерна PSA вал находился в одной из головок блока. На других моторах того времени инженеры пытались не усложнять конструкцию и старались свести уровень вибраций к минимуму за счёт усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещённого расположения шатунных шеек коленчатого вала (как, например, на Audi V6).

• В моторе V6 с углом развала блока 90° сдвоенные кривошипы расположены под углом 120°. А в моторах с развалом 60° каждый шатун приходится устанавливать на своём кривошипе.
• Для уравновешивания свободного момента от сил второго порядка мотору V6 90° необходим один балансирный вал (показан стрелкой). В двигателе Citroen 3.0 V6 он был установлен в одной из головок блока.

У новейших мерседесовских двигателей V6 угол развала блока сократился до 60°, в результате чего необходимость в балансирном вале отпала.

Добавим сюда ещё одно замечание — в моторах V6 с развалом в 90° не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может компенсироваться за счёт утяжелённого маховика, но лишь отчасти. Вот вам и ещё один источник вибраций…

Двигатели V8 с углом развала цилиндров в 90° и коленвалом, кривошипы которых располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, весьма неплохо уравновешены. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Остаются неуравновешенными два момента, которые можно полностью утихомирить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках крайних цилиндров. Понимаете, почему американцы раньше других прочувствовали всю прелесть V-образных моторов? Вибрации и тряски в своих автомобилях они очень не любят…

Двигатель V8: и развал блока, и угол между кривошипами — 90°.

Напоследок можно поговорить о схемах необычных. Сначала вспомнить о моторах V4. Таких было немного — европейский Ford образца 60-х годов (который стоял на автомобилях Ford Taunus, Capri и Saab 96) да чудо-двигатель отечественного «Запорожца». Здесь не обошлось без уравновешивающего вала для момента от сил инерции первого порядка. Впрочем, конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбирали эту схему из условий компактности и отчасти экономии, а не за хорошую уравновешенность.

• Ford и ЗАЗ выбрали экзотику: мотор V4, в котором и угол развала блока, и угол между кривошипами составляют 90°.
• Угол развала цилиндров моторов V2 колеблется от 25° до 90°.

А что насчёт V-образных «десяток»? Как можно видеть, степень уравновешенности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5. Впрочем, конструкторы прежних моторов Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, где стоят двигатели V10, о вибрациях думали далеко не в первую очередь.

Как жаль, что Viper и его коллосальный V10 — уже история.

Двигателями V10 отметилась целая череда знаковых машин: BMW M5, Audi S6 и S8, а также RS6 с наддувной «десяткой». Не говоря уже об автомобилях Lamborghini. Наконец, Lexus LFA тоже оснащается двигателем V10.

Ну а прочие схемы легко свести к предыдущим. Например, оппозитная «восьмёрка» (пример применения — гоночные болиды Porsche 917) — это две «четвёрки», работающие на один коленвал. А V-образный и оппозитный двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным «шестёркам».

VR6, VR5, W12…

Помните, мы упоминали о V-образных моторах с малым углом развала блока — как на Лянчах? Раньше таких схем избегали — уравновесить их сложнее, чем моторы с развалом в 60° или 90°, а выигрыш в компактности тогда ценили не так…

Но теперь ситуация изменилась. Во-первых, повсеместно применяются гидроопоры силового агрегата, которые значительно ослабляют вибрации. Во-вторых, пространство под капотом нынче на вес золота. Ведь кто раньше мог себе представить скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — пожалуйста! Всё началось с Фольксвагена Golf VR6 третьего поколения.

Знаменитый фольксвагеновский двигатель VR6, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом развала блока. Цилиндры этого мотора разведены на ещё меньший угол, чем на Лянчах, — всего на 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют ещё «смещённо-рядным». Гениальное решение — «шестёрка» 2. 8 компактнее, чем обычный мотор V6, да ещё и имеет одну головку блока! Потом появился двигатель VR5 — это VR6, от которого «отрезали» один цилиндр. После этого мотористы концерна Volkswagen вообще словно с цепи сорвались.

Двигатель VR5 2.3 конструкторы Фольксвагена получили, отняв один цилиндр от мотора VR6. Угол развала компактного блока — 15°, все пять цилиндров укрыты одной головкой блока.

Они придумали суперкомпактный двигатель W12, который дебютировал в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя VR6, установленные под углом 72° на одном коленвале. Но прежде в серию пошёл мотор W8, которым оснащалась топ-модель седана Passat. Там тоже два мотора VR6, от которых «отрезано» по два цилиндра и которые тоже объединены в одном блоке на одном коленвале. Когда-то в Вольфсбурге подумывали и о восемнадцатицилиндровом двигателе — но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, который разгоняет Bugatti Veyron до 431 км/ч.

Супермотор W12, показанный на концепте имени себя, приводит в движение представительские модели фирм Audi, Volkswagen и Bentley. На фото хорошо видно шахматное расположение цилиндров пары блоков, объединённых в одной отливке под углом 72°. Длина 420-сильного мотора — всего 51 см, ширина — 70 см.

Почему же таких моторов не было раньше? Взгляните, к примеру, на коленвал двигателя W12 — такое технологу и в страшном сне не приснится! Создателям новых схем должен помогать компьютер. Чтобы просчитать все варианты угла развала блока, расположения шатунных шеек, порядка вспышек в цилиндрах и выбрать самый уравновешенный, без помощи вычислительных мощностей обойтись очень сложно.

Теория и практика

Как видно, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла вовсе не степень уравновешенности. Главное — это удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет обладать наилучшим соотношением массы, размеров и мощности. Потом, двигатели сейчас всё чаще строятся по модульному принципу. Говоря упрощённо, на одной поршневой группе можно построить любой мотор — и трёхцилиндровый, и W12. Вслед за Фольксвагеном на модульные конструкции переходит всё больше производителей. Новейшая линейка моторов Mercedes — тому отличное подтверждение.

А вибрации… Во-первых, следует различать теоретическую и действительную уравновешенность двигателя. Если коленчатый вал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни и шатуны заметно отличаются по массе, то трясти будет даже рядную «шестёрку». А потом, действительная уравновешенность всегда значительно хуже теоретической — по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации узлов под нагрузкой. Так что вибрации «прорываются» из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры и уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле конструкция и расположение опор двигателя — не менее важный фактор, чем степень уравновешенности самого мотора. ..

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Mercedes двигатели | Маркировка, модельный ряд

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О ДВИГАТЕЛЯХ (МОТОРАХ) РАЗНЫХ МАРОК (ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ)

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ОЗНАКОМИТЬСЯ С ДРУГИМИ БРЕНДАМИ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

 

— Маркировка до 1982 года

Компания Мерседес-Бенц основана в 1926г, а цифровые индексы в моделях в привычном для нас виде появились уже в 30-е. Нетрудно догадаться, что они обозначали ничто иное как объем двигателя.

• Например, компактные и относительно недорогие модели 130H, 150H и 170H имели моторы объемом, соответственно, 1. 3, 1.5 и 1.7 литра, а буква Н указывала на заднее расположение двигателя (Heck по-немецки – это «задняя часть»). Кстати, в 1935-м появился еще и 170V, где буква обозначала не V-образное расположение цилиндров (как можно было бы подумать), а переднемоторную компоновку (Vorn – «передняя часть»).

Н — заднее расположение двигателя,
V — переднемоторная компоновка,
E — наличие впрыска (Einspritzmotor), который у Mercedes-Benz был в ходу еще с 50-х,
D — обозначает Diesel,
L – lang, то есть «длинный»,
T —  для обозначения универсалов (Touring),
С — для купе,
S – это sonder, «особый».

Путаницы хватало уже тогда. Например, Mercedes-Benz 300SL 50-х годов – это хотя и трехлитровый, но вовсе не «особый длинный» автомобиль, а «спортивный легкий», то есть sportlich leicht. То есть у вспомогательных букв значений могло быть много.

Да и точной привязки индексов к объему двигателя тоже не было! Например, давний предок современного Е-класса, модель W120 180 до 1957 года имела мотор 1.8, а после рестайлинга получила уже 1.9-литровый двигатель, но индекс остался прежним, и к нему лишь прибавилась маленькая буква «а». Потом были еще 180b и 180c, с тем же 1.9-литровым двигателем, правда, от этих мелких буковок для обозначения рестайлингов быстро отказались.

Все это были мелкие отступления от традиции. Система в целом была стройной: каков объем, таков и индекс.

Были, конечно, пересечения. Например индекс 300 в 70-е годы имел как большой Mercedes-Benz W116, так и средний Mercedes-Benz W123 – оба имели 3-литровые двигатели. Обходились тем, что прибавляли к «старшенькому» приписку S. То есть, 300D – это трехлитровый дизельный W123, а 300SD – трехлитровый дизельный W116.

• Тогда же сформировалась и система обозначения кузовов, действовавшая параллельно. В один и тот же кузов можно установить много разных моторов, но на заре автомобилестроения обычно действовала формула «один кузов – один мотор».

  Так, 130H имел кузов W23, 150H – W30, а 170H – W28. Буква W – это Wagen, то есть «карета, автомобиль». В таком виде классификации моделей Mercedes-Benz предстояло существовать около полувека. Номер кузова после буквы W, далее – цифры для отражения объема мотора, а еще — вспомогательные буквы вроде H и V, о которых мы говорили чуть выше.

 

— Классификация с 1982 по 1993 гг.

В 1982 году в компании «большого» и «очень большого» Мерседесов появился младший брат в кузове W201. Он не мог не получить цифровой индекс (а как же без него?), и тут в Штутгарте пошли откровенно против традиции, присвоив «бейби-Бенцу» название 190. При этом ни одна модификация этого автомобиля никогда не оснащалась 1.9-литровыми моторами — ни бензиновыми, ни дизельными! Моторов было много, но вне зависимости от их объема 190-й оставался 190-м.

Чтобы как-то отличать модификации друг от друга, решено было просто указывать:

• объем двигателя,
• число клапанов,
• тип наддува при необходимости.

Так появились 190E 2.3, 190 2.3-16, 190D 2.5 TURBO и еще более десятка разных модификаций. Но тут немцы поняли, что это слишком уж очевидная и простая маркировка.

Ориентироваться в модельном ряду проще всего было по кузовам.

Например, индексами W123 и W124 обозначали автомобили, которые мы сегодня отнесли бы к Е-классу.

Исключение составлял S-Class (S – это sonder, «особый»), который получил такое официальное наименование с 1972 года, когда дебютировал W116.
 

 

— Модификация с 1993 гг. 

«Не царское это дело – указывать всю информацию о двигателе в доступном виде», — решили, судя по всему, в Штутгарте. И в 1993 году вернулись к тотальной шифровке в индексах, а в дополнение – ввели систему классов.

КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ

Чем друг от друга отличаются SLK и CLK, связаны ли как-то между собой CL и SL и почему у Mercedes-Benz такая сложная классификация моделей?

Легковые и внедорожные классы

• E-Class — На бизнес-седанах семейства W124 буква E перестала обозначать впрыск топлива и стала расшифровываться, как E-class (Exekutivklasse). Компактные седаны семейства W201 указанные перемены не затронули (модель была на излете).

• C-Class — преемник «двести первого», автомобиль с заводским индексом W202, получил наименование Comfortklasse, сокращенно – C-class
• A-Class — более компактный класс (играл в сегменте компакт-вэнов), затем A-класс перевели в категорию «гольф-хетчбеков»
• B-Class — компактный класс (играл в сегменте компакт-вэнов), соизмерим с A-Class
• R-Class — большой минивэн R-Class, существовал недолгое время, с 2006 по 2013 год, но он продавался плохо, и ныне снят с производства.
• G-Class — брутальный внедорожник G-Wagen стал G-классом – здесь все было просто.
• M-Class — когда на рубеже веков популярность стали набирать автомобили повышенной проходимости, то в линейке Mercedes-Benz появился среднеразмерный кроссовер M-Class

• GL-Class — автомобили повышенной проходимости — крупный GL-Class
• GLK-Class — компактный GLK-Class автомобилей повышенной проходимости

Спортивные классы

Отдельного упоминания заслуживает «горячий» сегмент модельного ряда. В них постоянно путаются даже сведущие в автомобилях люди, а мы попробуем кратко проследить историю моделей и понять их положение в иерархии.

• S-Class (S – это sonder, «особый»), который получил такое официальное наименование с 1972 года, когда дебютировал W116.
• SL-класс всегда стоял особняком от всех и расшифровывался как Sehr Leicht — “сверхлегкий”. Изначально эти буквы стояли после цифрового индекса, например — 190SL, 300SL и так далее. После реформы 1993 года они просто поменялись местами. Модель выпускается и поныне в уже в своем седьмом поколении.
• Родстер SLK к купе SL не имеет никакого отношения. Он расшифровывается как Sportlich, Leicht, Kurz, то есть «Спортивный, легкий, короткий». В первом исполнении он базировался на платформе С-класса, но затем «отпочковался» и стал производиться на отдельной компактной платформе. Модель занимает нишу «младшего» купе и продается по сей день.
• Спорткар SLR был совместной работой Mercedes-Benz и McLaren, и автомобиль выпускался в Великобритании с 2003 по 2010 год. Класс расшифровывался как Sport Leicht Rennsport, то есть «спорт, легкий, гоночный».
• SLS AMG — ателье AMG перехватило инициативу и следующее поколение называлось уже SLS AMG (Sport Leicht Super – спортивный супер легкий). Автомобиль выпускался по 2014 год и преподносился как «наследник» первого 300SL 1954 года, так как его двери точно так же открывались подобно «крылу чайки».
• AMG GT — новое поколение автомобиля теперь называется Mercedes AMG GT.
• CL-класс — с 1998 по 2014г., так стали называть купе на базе S-Class, которое ранее носило логичное название S-Class Coupe. Аббревиатура почему-то расшифровывалась как Coupe Leicht (“легкое купе”), хотя легким его никак не назовешь. В 2014 году все вернулось на круги своя, и новый двухдверный S-класс снова обрел историческое имя.
• CLS-класс не является «родственником» CL-классу, расшифровівается как Coupe, Leicht и Sport (купе, легкий и спорт). CLS, появившийся в 2004 году, положил начало целому классу так называемых «четырехдверных купе». По факту же это E-класс с очень богатым оснащением, заниженным силуэтом и подретушированной внешностью. До 1995 года, кстати, в линейке концерна был уже E-class Coupe на базе W124, но исключительно двухдверный. Ныне выпускается уже второе поколение CLS, где седан дополнился эффектным универсалом Shooting Brake. Ну а концепцию «четырехдверного купе» с энтузиазмом подхватили конкуренты. BMW выпустила 4-ю серию на базе «тройки», а Audi – A5 на базе A4 и A7 на базе A6. На очереди – A9 на базе новой А8. 
• CLK — появился в линейке одновременно с SLK, и приходится ему прямым родственником, так как в первом поколении базировался на платформе C-класса в кузове W202. Затем пути разошлись. SLK перешел на собственную платформу, а CLK остался «купейной» версией С-класса. В 2010 году его сняли с производства, а «наследником» почему-то считают E-class Coupe, который тогда же появился в модельном ряду.

В итоге

С 2015 года модельный ряд Mercedes-Benz называется по-новому. В основном изменения затронули линейку кроссоверов.

• Кроссоверы. Название Mercedes ML канет в лету: начиная с нового поколения, автомобиль начал называться GLE. Его более динамичная версия со скошенной в задней части крышей, созданная в пику BMW X6, получила название GLE Coupe. Большой семиместный кроссовер GL окрестят GLS, компактный GLK сменит название на GLC. Для субкомпактного GLA все останется без изменений. Здесь все выглядит стройно: вместе с размерами изменяется и последняя буква: A, C, E, S.
• Спорткары и купе. На вершине стоит суперкар Mercedes AMG GT, который даже избавился от приставки Benz. Далее следуют двухдверные спорткары-родстеры на собственных платформах: SL покрупнее и SLС (бывший SLK) – поменьше. Купе, которые сделаны на чужих базах и не имеют ярковыраженного спортивного характера, «разжалованы»: теперь это просто E-Class Coupe и S-Class Coupe.

Что ж, если вспомнить историю марки, то модельная линейка выглядит как никогда ясной.

• Но есть одна загвоздка — четырехдверные купе с буквами CL.
• Есть CLS — богатый и заниженный на 5,6 сантиметров E-Class.
• А есть CLA, который сделан по совершенно другому рецепту! Фактически, это просто седан, слепленный методом приклеивания багажника к A-классу, с точно таким же оснащением и рыночным позиционированием. Да и по высоте он уступает хетчбеку лишь 1 милиметр… Это явно не четырехдверное купе, хотя и носит литеры CL.

В общем, даже после реформы иерархия штутгартского концерна останется в определенной степени «темным лесом». Но самих мерседесовцев это не смущает. Несмотря на то, что покупатель явно путается в классах, продажи уверенно идут вверх, а лояльности владельцев Mercedes-Benz конкуренты могут только позавидовать. Стало быть, не в четкости классификации счастье!

В буквенных обозначениях классов мы разбирались, поэтому оставим их и сосредоточимся на цифрах.

ЦИФРОВАЯ МОДИФИКАЦИЯ

Трехзначное число в индексе модели после буквы, обозначающей класс, по-прежнему указывала на округленный объем двигателя. E200 – это E-класс с двухлитровым мотором, S500 – S-класс с пятилитровым, а, скажем, C230 – С-класс с 2.3-литровым.

Поскольку в 90-е все бензиновые моторы имели впрыск, то:

• буква Е отпала сама собой,
• D просуществовала до начала «нулевых», когда повсеместно стал внедряться впрыск высокого давления Common Rail.
• CDI — получили обозначение дизели, то есть Controlled Direct Injection.

Новая мерседесовская система индексов оказалась проста и логична. Впрочем, отклонения от привязки к объему моторов были. Скажем, Mercedes-Benz C240 W202 имел 2,6-литровый (а не 2.4-литровый) V6, и точно такой же стоял под капотом у «старшего» E240 W210. Но это были, опять-таки, единичные отклонения от системы.

Версии придворного тюнинг-ателье AMG работали в ней же, но имели не трех-, а двухзначные индексы с непременной припиской AMG:

• Е-класс с 5-литровым V8 обозначался как E50 AMG,
• с 6-литровым V8 – E60 AMG,
• топовая 6,3-литровая «восьмерка» наименовалась не E63 AMG, как можно было бы догадаться, а… E60 AMG 6.3.
   

— Время наддува

Дополнительной проблемой стало внедрение наддува. Это изобретение человечества, как мы все знаем, позволяет увеличить давление воздуха на впуске, то есть улучшить наполняемость цилиндров и повысить КПД. А раз так, то и объема в цилиндрах нужно меньше! Мощность, для снятия которой без наддува нужно, скажем, 3 литра, с наддувом можно обеспечить и при 2,5 литрах рабочего объема, а то и меньше… И чем мощнее наддув, тем больше отдача. То есть мотор одного и того же объема, в зависимости от давления на впуске, можно «разогнать» до разных значений мощности. Что же делать, если индексы «привязаны» к объему?

Здесь вообще стоит оговориться, что наддув для Mercedes-Benz был отнюдь не в новинку – еще в 1900 году Готлиб Даймлер запатентовал первый наддувный мотор с механическим нагнетателем Рутса. Им оснащался, в частности, рядный восьмицилиндровый 7,7-литровый двигатель легендарного лимузина 30-х Mercedes-Benz 770K (K — Kompressor), на котором ездили Гитлер, Маннергейм, император Хирохито и Папа Пий IX. В 90-е, когда технологии сделали шаг вперед, немцы оставались долго верны механическим нагнетателям (хотя уже не «рутсам», а приводным), и турбины использовали, в основном, на дизелях.

Так, у Mercedes-Benz C-Class W202 была версия С200 с 2-литровым атмосферным мотором М111 — он выдавал 134 силы. А еще была версия С200 Kompressor с тем же мотором того же объема, но с компрессором и отдачей 178 сил. 

Затем, в середине «нулевых» в автомобильной моде наметился экологический тренд. Автопроизводители стали наперебой убеждать клиента, что они заботятся об окружающей среде. И вместе с компрессорными моторами появились турбированные с послойным впрыском топлива – они получили буквы CGI (Charged Gasoline Injection).

Еще к индексам прибавляли приписку BlueEfficiency, которая указывала на применение «эко-пакета», который мог включать в себя совершенно разные доработки вроде системы старт-стоп, шин с низким сопротивлением качению и т. п. Каких-то особых моторов с системой BlueEfficiency не существует.

С расцветом эры наддува началась форменная неразбериха, если не сказать — бардак. Автомобили с одним и тем же двигателем М271 объемом 1. 8 литра, но с разными «надстройками», имели совершенно разные индексы.

Разберем все это на примере С-класса в кузове W203:

• С180 Kompressor — мотор с механическим нагнетателем мощностью 143 л.с.
• С200 Kompressor — тот же мотор, форсированный до 163 л.с.
• С230 Kompressor он же, форсированный до 192 л.с.
• С200 CGI – он же, но с непосредственным впрыском и турбиной вместо нагнетателя, мощностью 170 л.с.

И при всем при этом «обычный» С-класс С180 оснащался вообще другим двигателем — М111, имеющим мало общего с М271. Запутались? А разбираться, по задумке маркетологов, и не надо!

Чем больше цифирь, тем «круче», вот и вся логика.

— Эпоха даунсайзинга

Поняв, что потребитель уже потерял ориентацию в объемах и модификациях, мерседесовцы пошли дальше. В 2008 году на новом C-классе в кузове W204 дебютировала версия мотора М271 с «усеченным» блоком цилиндров, уменьшенным ходом поршня, укороченным коленвалом и рабочим объемом 1. 6 литра вместо 1.8. Это называется мудреным словом «даунсайзинг» — дословно, «снижение размера». В самом деле, если этот 1.6-литровый мотор может выдавать, с учетом настройки впрыска, те же самые 154 силы, что и 1.8-литровый, то почему бы и не уменьшить объем?

Но 1.6-литровый С-класс не получил индекс С160, его продолжают выпускать как С180 с соответствующими приставками:

• Kompressor для версий с нагнетателем,
• CGI для версий с турбиной.

Хорошо еще, что С180 разного объема не продавались параллельно – 1.8-литровый С180 благоразумно сняли с производства в том же 2008-м.

Индекс 160 мерседесовцы, судя по всему, сочли «несолидным». Предшественник W204, С-класс в кузове W203, одно время продавался с индексом С160 (с 1.8-литровым атмосферником), но, судя по всему, не слишком успешно.

Сейчас цифры 160 можно встретить только на самом слабеньком дизельном А-классе, но и тут сплошной обман и путаница. A160 CDI оснащен 1,46-литровым моторчиком от Renault мощностью 89 л.с., а «разогнанная» до 108 л.с. версия того же двигателя щеголяет «взрослым» индексом A180 CDI BlueEfficiency… Хотя еще недавно, когда А-класс был микровэном, тут были «честные», соответствующие объемам моторов индексы А140 и А155!

Неразбериха в цифрах и буквах мерседесовских индексов царит и у «старшеклассников».

Достаточно взглянуть на табличку двигателей современного E-класса W212:

• Е200 CGI — это старый-добрый 1.8-литровый М271 с турбиной, выдающий 184 л.с.
• E250 CGI – это он же, объемом 1.8 литра, но «разогнанный» до 204 л.с.
• Е300 — это «честный» 3-литровый атмосферный V6,
• Е350 — не менее «честный» 3,5-литровый V6.
• Е500 — это атмосферный V8 объемом 5.5 литров,
• Е500 BlueEfficiency – 4.4-литровый V8 с двойным наддувом TwinTurbo.

— В итоге

— Современные индексы автомобилей Mercedes-Benz отражают положение модификации в иерархии. Чем больше значение, тем большего Вы вправе ожидать от автомобиля. Соответствуют ли цифры объему мотора или нет, это уж как повезет. Иногда – да, иногда – нет. Логику не ищите.

— Нельзя сказать, что «Мерседес нынче не тот». Как мы выяснили выше, в классификации компании никогда не было полного порядка и железобетонной логики.

— Очевидно, что верность индексам вне зависимости от объема мотора Mercedes-Benz хранит во имя традиций. Люди привыкли к цифрам 200, 230 или 500, красующимся на корме автомобиля с трехлучевой звездой, и с этим ничего не поделаешь. При этом большинство счастливых обладателей даже не в курсе, какой у них стоит мотор, а капот открывают лишь для того, чтобы залить жидкость омывателя стекла. 

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О БРЕНДЕ MERCEDES-BENZ

Mercedes-Benz выпустил полную линейку двигателей от одно, двух, трехцилиндровых, рядных -4, -5, -6 и -8 цилиндровых, V4, V6, V8, V10, V12, V16 и V20 (от 4 до 20 цилиндровых V-образных) и даже двигатель Ванкеля.

Все двигатели Mercedes-Benz V6 / V8 производятся в Штутгарте-Бад-Каннштате, Германия. 4-цилиндровые версии (M266, M266 Turbo и M271) собраны в Штутгарте-Унтертюркхайме. Завод двигателей V12 находится в Берлине.

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О ДВИГАТЕЛЯХ (МОТОРАХ) РАЗНЫХ МАРОК (ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ)

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ОЗНАКОМИТЬСЯ С ДРУГИМИ БРЕНДАМИ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

 

• I1 — Дизель
• I2 — Дизель
• I3 — Газолин (газовый бензин) / бензин, — Дизель
• I4 —  Газолин / бензин, — Дизель
• I5
• I6 — Газолин / бензин, — Дизельный двигатель, — для автобусов и грузовиков, — Природный газ
• V6 — Газолин / бензин, — Дизель
• I8 — Газолин / бензин
• V8 — Газолин / Бензин, — Дизель
• V10
• V12 — Газолин / Бензин, — Дизель
• V16
• V20
• Wankel

 

I1

Одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания — простейший поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий всего один рабочий цилиндр. Одноцилиндровый двигатель является полностью несбалансированным и имеет неравномерный ход. Одноцилиндровые двигатели характеризуются наименьшим отношением площади поверхности рабочего цилиндра к рабочему объёму по сравнению с многоцилиндровыми двигателями, что обеспечивает наименьшие потери тепла в рабочем процессе и высокий индикаторный к.п.д. В то же время одноцилиндровые двигатели характеризуются существенной большей тепловой и механической напряжённостью деталей по сравнению с многоцилиндровыми двигателями. Удельная масса одноцилиндровых двигателей выше чем у многоцилиндровых такого же рабочего объёма.

Двухтактный цикл. в двухтакном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще
В прошлом одноцилиндровые двигатели (благодаря простоте устройства) были широко распространены, а их рабочий объём был практически не ограничен сверху — на судах и в стационарных установках встречались малооборотистые одноцилиндровые двигатели с рабочим объёмом до 12 л

Дизель

• MB851 Дизель
• MB861 Дизель

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

 

I3

Рядные трехцилиндровые двигатели Mercedes

Бензин / бензин

— 1998-2007 гг.

• M160 (599 куб. см, 698 куб.см.)

— 2014-настоящее время

Дизель

— 1999-настоящее время

— 2004-2009 гг.

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

I4

Рядный четырёхцилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением четырёх цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал, в Mercedes обозначается I4 («ай-фор»,  некоторых производителей — L4 («Straight-4», «In-Line-Four»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-4 (/4)

Конфигурация I4 для четырехтактного двигателя является несбалансированной, но проста в производстве (для двухтактного двигателя с чередованием работы цилиндров через 90° в порядке 1-3-4-2 или 1-2-4-3 такая конструкция сбалансированная). При этом четырёхцилиндровый двигатель имеет примерно на треть меньше деталей, чем шестицилиндровый того же объёма и мощности, и требует примерно на столько же меньше времени для многих операций по обслуживанию и ремонту. Поэтому она находит применение обычно в сравнительно бюджетных автомобилях с относительно небольшим рабочим объёмом двигателя, а также автомобилях, для которых простота в ремонте и обслуживании важнее уровня комфорта (такси, внедорожники и т. п.).

Mercedes предлагает рядные 4-цилиндровые двигатели с рабочим объёмом от 1,2 до 2,4 литра (современные двигатели других марок — обычно от 0,7 до 2,3 литров). С ростом рабочего объёма уровень вибраций значительно возрастает, поэтому на современных двигателях этой конфигурации с рабочим объёмом более 2,0 л. как правило используются дополнительные балансировочные (успокоительные) валы, позволяющие приблизить уровень вибраций к рядным шестицилиндровым двигателям аналогичного рабочего объёма.

В прошлом, однако, I4 бо́льших рабочих объёмов не были редкостью.

Бензин / бензин
— 1933-1936 гг.

— 1934-1939 гг.

— 1936-1957

— 1955-1968 годы

— 1968-1980 годы

— 1980-1995 годы

1,8 л (1797 куб.см)
2,0 л (1997 куб.см)
2,3 л (2299 куб.см)
2,5 л (2498 куб.см)

— 1992-2004 годы

1,8 л (1796 см 3)
2,0 л (1998 см3)
2,0 л (1998 см3) с наддувом
2,2 л (2198 см3)
2,3 л (2298 см3)
2,3 л (2298 см3) наддувом

— 1997-2005 гг.

1,4 л (1397 см3)
1,6 л (1598 см3)
1,9 л (1898 см3)
2,1 л (2084 см3)

— 2002-настоящее время

1,6 л (1597 куб.см) наддувом
1,8 л (1796 куб. см) наддувом
1,8 л (1796 куб.см) турбо

— 2004-настоящее время

1,5 л (1498 куб.см)
1,7 л (1699 куб.см)
2,0 л (2034 куб.см)
2,0 л (2034 куб.см) турбо

— 2011-настоящее время

1.6 турбо
2.0 турбо
2.0 turbo Hybrid

— 2012-настоящее время

1.2 турбо

— 2012-настоящее время

1.6 турбо
2.0 турбо

— 2013-настоящее время

2.0 турбо

— 2017-настоящее время

Дизель

— 1935-1940 гг.

— 1949-1961 гг.

— 1959-1967 гг.

— 1968-1985 годы

— 1973-1996 годы

— 1983-2000 гг.

2,0 л
2,2 л
2,3 л

— 1993-1999 годы

— 1998-2005 гг.

— 1998-2004 гг.

— 2003-настоящее время

— 2004-настоящее время

— 2008-настоящее время

— 2016-настоящее время

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

I6

Рядный шестицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением шести цилиндров, порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. В Мерседес обозначается I6 (в некоторых других марках — других R6 или L6. Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-6 (/6).

В теории I6 в четырёхтактном варианте является полностью сбалансированной конфигурацией относительно сил инерции разных порядков поршней и верхних частей шатунов (силы инерции 1-го порядка разных цилиндров взаимно компенсируют друг друга так же, как и у рядного четырёхцилиндрового двигателя, но, в отличие от последнего, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются), сочетая сравнительно невысокую сложность и стоимость изготовления с хорошей плавностью работы. Такую же сбалансированность демонстрирует и V12, работающий как два шестицилиндровых двигателя с общим коленчатым валом.

Однако на малых (холостых) оборотах коленчатого вала возможна некоторая вибрация, вызванная пульсацией крутящего момента. Рядный восьмицилиндровый двигатель, помимо полной сбалансированности, демонстрирует лучшую равномерность крутящего момента, чем рядный шестицилиндровый, но в наше время применяется очень редко из-за целого ряда иных недостатков.

Двигатели конфигурации I6 широко использовались и продолжают использоваться в настоящее время на автомобилях, автобусах, тракторах, речных судах. На легковых автомобилях в последние десятилетия, в связи с повсеместным распространением переднего привода с поперечным расположением силового агрегата, и вообще компоновочных схем с более «плотной» организацией подкапотного пространства, более популярны оказались V-образные шестицилиндровые двигатели как более компактные и короткие, хоть и более дорогие, менее технологичные и сбалансированные. Вместе с тем, Mercedes не спешит отказываться от рядных шестицилиндровых моторов. Например, модель M256 ( DOHC ) 3,0 л. Более того, современные технологии позволяют создать достаточно компактный рядный шестицилиндровый двигатель даже для поперечной установки, правда, на достаточно крупном автомобиле (примером такого силового агрегата в других производителей служит Chevrolet Epica с передним приводом и поперечно установленными 2,0- и 2,5-литровыми моторами разработки Porsche).

В Мерседес рядные шестицилиндровые двигатели производились с рабочим объемом от 1,7 до 7,1 л.

Максимальный рабочий объём рядных шестицилиндровых двигателей практически не ограничен и на судовых дизелях может достигать 1820 дм³ на один цилиндр.

Бензин / бензин
— 1924-1929 гг.

— 1924-1929 гг.

— 1926-1933 гг.

— 1926-1927 гг.

— 1927-1928 гг.

— 1928-1929 гг.

— 1928-1934 гг.

— 1929-1933 гг.

— 1929-1935

— 1931-1936 гг.

— 1933-1937 гг.

— 1933-1936 гг.

— 1936-1941

— 1937-1942 гг.

— 1939-1943

— 1951-1968 годы

— 1951-1958

— 1952-1958

— 1954-1963 годы

• M198 (3,0 л с впрыском топлива)

— 1955-1958 годы

• M199 (3,0 л с впрыском топлива)

— 1958-1965 годы

• M127 (2,2 л с впрыском топлива)

— 1958-1967 годы

• M189 (3,0 л с впрыском топлива)

— 1965-1967 годы

• M129 (2,5 л с впрыском топлива)

— 1965-1967 годы

— 1968-1972 годы

• M130 (2,8 л, 2,8 л с впрыском топлива)

— 1968-1972 годы

— 1976-1985 годы

• M123 (2,5 л — 2525 куб. см)

— 1972-1986 годы

• M110 ( DOHC ) — 2,8 л (2746 куб.см)

— 1986-1993

• M103 ( SOHC ) — 2,6 л, 3,0 л

— 1990-1999 годы

2,8 л
3,0 л
3,2 л
3,4 л
3,6 л

— 2017-настоящее время

Дизельный двигатель

• OM603 Diesel
• OM606 Diesel
• OM613 Diesel
• OM648 Diesel

— 2017-настоящее время

Автобус и грузовик

• OM5 Diesel (1931 -)
• OM49 Дизель (1939 -)
• OM54 Diesel (1939 -)
• OM57 Diesel (1936 -)
• OM67 Diesel
• OM67 Diesel
• OM77 Diesel
• OM79 Diesel
• OM312 Diesel
• OM314 Diesel
• OM315 Diesel
• OM321 Diesel
• OM326 Diesel
• OM346 Diesel
• OM352 Diesel
• OM355 Diesel
• OM360 Diesel
• OM366 Diesel
• OM407 Diesel
• OM427 Diesel
• OM447 Diesel
• OM457 Diesel
• OM473 Diesel: выпущен в 2012 году, используется в новом Mercedes Arocs . 625 л.с., 3000 Нм, 15,6 литра. [1]
• OM904 Diesel
• OM924 Diesel
• OM906 Diesel: Hyundai Global 900 Bus Engine
• OM926 Diesel

V6

V-образный шестицилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением шести цилиндров двумя рядами по три, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Обозначается в Мерседес как V6 (англ. «Vee-Six», «Ви-Сикс»).

Это второй по популярности в наши дни автомобильный двигатель после рядного четырёхцилиндрового двигателя.

V6 — несбалансированный двигатель; он работает как два рядных трёхцилиндровых двигателя, и без дополнительных мер может иметь весьма большой уровень вибраций. В двигателях V6 используется дисбаланс коленвала, создаваемый противовесами (иногда дополнительно применяют маховик и шкив с дисбалансом), уравновешивающий момент от сил инерции 1-го порядка поршней и верхних частей шатунов. Кроме того, иногда (при некоторых углах развала цилиндров) для этого дополнительно используют балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала, но в противоположную сторону. Это позволяет приблизить их по плавности работы и уровню вибраций к рядному шестицилиндровому двигателю. Момент инерции 2-го порядка, как правило оставляют свободным, так как он имеет небольшую величину и может быть поглощён опорами двигателя.

Как правило, угол развала цилиндров составляет 60, 90 или 120 градусов. Но встречаются и иные варианты, например 54°, 45°, 65°, 75° или 15° (VR6).

Угол развала 90° обычно встречается на двигателях, унифицированных с двигателями конфигурации V8, для которых такой угол развала является основным. В первых двигателях такой конфигурации, по причине того, что технологии тогда не позволяли сделать достаточно прочный коленвал со смещёнными шатунными шейками, а делать полноопорный коленвал с отдельными шейками для каждого шатуна невыгодно, так как по длине двигатель становится сравнимым с исходным V8 (кроме того, это усложняет двигатель), на каждой шатунной шейке располагались (так же, как и в исходном V8) по два шатуна от противоположных цилиндров. Такая конструкция при угле развала 90° позволяет уравновесить момент инерции 1-го порядка без применения балансировочных валов, однако равномерных интервалов поджига смеси она не обеспечивает (рабочие ходы в цилиндрах следуют не равномерно, а через 90 и 150° по углу поворота коленчатого вала, порядок работы цилиндров при этом 1-4-2-5-3-6). Следствием этого является заметная вибрация работающего двигателя, особенно при работе на малых оборотах коленчатого вала, а также грубый и неприятный на слух звук выхлопа, а по плавности хода двигатель больше напоминает трёхцилиндровый. Чтобы уменьшить вибрации и улучшить плавность хода, применяют маховик увеличенной массы. В более современных двигателях V6 с углом развала 90° используется усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (6 кривошипов), обеспечивающий равномерные интервалы поджига смеси, а момент инерции 1-го порядка уравновешивается при применении балансировочного вала (без него он уравновешивается не полностью, что потребует усовершенствованной подвески двигателя и часто неприемлемо для современного легкового автомобиля из-за повышенной вибрации). Однако на болидах формулы-1 (регламент 2014) года используется именно простой коленвал с тремя кривошипами, не обеспечивающий равномерных интервалов поджига, но обладающий большей прочностью и не требующий уравновешивания момента 1-го порядка.

120-градусный развал позволяет получить широкий, но низкий силовой агрегат, что лучше подходит для низких, например, спортивных машин. В нём так же на каждой шатунной шейке располагаются по два шатуна (число шатунных шеек — 3), но за счёт угла развала цилиндров 120° обеспечиваются равномерные интервалы поджига смеси. Такая конфигурация имеет довольно большой момент 1-го порядка, который можно скомпенсировать только при применении балансировочного вала. При всех остальных углах развала (отличных от 120°), чтобы обеспечить равномерные интервалы поджига смеси (через каждые 120° по углу поворота коленвала) и тем самым уменьшить вибрацию двигателя, а также обеспечить плавный ход, каждый шатун располагают на отдельной шатунной шейке коленвала, либо применяют усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (это уменьшает длину двигателя, а также упрощает его, но требует усовершенствованния технологии изготовления коленвала).

60-градусный развал позволяет скомпенсировать момент 1-го порядка без применения балансировочных валов. По этой причине, а также благодаря компактности, этот угол развала считается «родным» для V-образных шестёрок. Иногда по каким-либо причинам применяют близкие углы развала, например 54° или 65° при незначительном увеличении вибраций, которые растут по мере отклонения от угла 60°.

Угол развала 15° позволяет сделать одну общую головку для всех цилиндров, а также позволяет использовать порядок зажигания такой же, как у рядного шестицилиндрового двигателя и обладает удовлетворительной сбалансированностью без применения балансировочных валов, что вместе с усовершенствованной подвеской двигателя решает проблему вибраций.

V6 — один из самых компактных двигателей, он обычно короче, чем I4, и в большинстве исполнений у́же и короче, чем V8.

В современных переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя по компоновочным соображениям как правило невозможна установка рядных шестицилиндровых двигателей, что, при повышенных требованиях к мощности в наши дни, обуславливает популярность V-образных шестицилиндровых моторов на автомобилях более высоких классов, несмотря на малую сбалансированность и сложность в производстве в сравнении с I6. Унификация двигателей различных автомобилей приводит к тому, что V6 устанавливают и в машинах с продольным расположением двигателя, в которых, в принципе, нет строгой компоновочной необходимости его применения, — хотя оно и даёт ряд преимуществ. Вместе с тем, на автомобилях того же класса с задним приводом, вроде 5-й серии BMW, всё ещё довольно широко распространены и рядные «шестёрки» — модель двигателя Mercedes M256 (DOHC) 3 л. выпускается еще в настоящее время.
Не сняты с производства (выпускаются с 2011 года) на Mercedes также V-образные шестицилинровые двигатели модели M276 (3,5л), M276 DELA 30 (3л).

Бензин / бензин

— 1997-2005 гг.

2,4 л (2398 куб.см) E26
2,6 л (2597 куб.см) E26
2,8 л (2799 куб.см) E28
3,2 л (3199 куб.см) E32
3,2 л (3199 куб. см) E32 AMG
3,7 л (3724 куб.см) E37

— 2004-2011 гг.

2,5 л (2496 куб.см) E25
3,0 л (2996 куб.см) E30
3,5 л (3498 куб.см) E35

Распространенный атмосферный V-образный шестицилиндровый мотор Мерседес M272, устанавливался почти на весь модельный ряд, начиная с C-класса (W203, W204) и заканчивая S-классом (W221). Моторы выпускался в нескольких вариациях, которые различались объемом и мощностью.

Благодаря новым технологиям впрыска, удалось повысить отдачу мотора при схожем рабочем объеме, сравнивая с предшественником M112.

Двигатель Мерседес M272 экономичнее и экологичнее, обладает лучшими динамическими характеристиками, существенно мощнее на низких оборотах.

ПРОБЛЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ M272
В первую очередь надо сказать, что многие проблемы двигателя давно изучены и для каждой проблемы есть решение. Основные симптомы неисправности двигателя Мерседес M272:

— Значек Check Engine на приборной панели;
— Стук и лязг из двигателя;
— Неровная работа двигателя, потеря тяги;
— Течь масла из мотора.
В каждом случае необходимо проводить комплексную диагностику, включая компьютерную диагностику двигателя. Не стоит пренебрегать состоянием и качеством работы двигателя, даже несущественная поломка со временем может привести к куда более серьезным проблемам.

Важно! Основные неисправности — растяжение цепи ГРМ, износ шестерни балансировочного вала, разрушение заслонок впускного коллектора, подклинивание магнитов, течь масленого фильтра.

CHECH ENGINE НА M272
Все начинается с индикации Check Engine на приборной панели. Произойти это может как на пробеге в 80-120 тысяч километров, так и за 200 тысяч. Зависит от манеры эксплуатации автомобиля владельцем.

При длительной эксплуатации с индикацией Chech Engine может появится посторонний звук на работающем моторе — стук, лязг цепи, металический звон и шелест. Происходит это в основном из-за двух проблем — растяжения цепи ГРМ и износа звезды балансирного вала.

Цепь на моторе M272, как расходный материал, ее замена должна проводиться каждые 100-200 тысяч километров. При растяжении цепи возможна неровная работа двигателя.

Более серьезной поломкой является износ звездочки балансирного вала на 272 моторе. В таком случае обычно компьютерная диагностика мотора показывает две ошибки — 1200 и 1208. Актуальная данная проблема в первую очередь для моторов до номера 2729xx30 468993. Моторы имеющие более высокий серийный номер лишены такой проблемы. С указанного номера двигателя 2729xx30 468993 стали устанавливаться балансирные валы с измененным материалом зубчатого колеса.

На моторы поступившие в ремонт, устанавливаются новые балансирные валы. Вместе балансирныем валом производится замена цепи ГРМ.

Перед ремонтом двигателя важно провести комплексную диагностику, т.к. причина появления Check Engine не одна.

ЗАМЕН ВПУСКНОГО КОЛЛЕКТОРА НА ДВИГАТЕЛЕ M272
Впускной коллектор мотора M272 на порядок сложнее, чем к примеру у 112 мотора. Благодаря подвижным заслонкам, которые контролируют впуск, удалось добиться отличной отдачи не только на высоких оборотах, но и на низких тоже! Но в тоже время они стали слабым местом во всей конструкции впускного коллектора.

Выполненные из пластика заслонки подвержены поломкам, высокая температура приводит к их рассыханию и разрушению, картерные газы с остатками масла приводят к их закоксовыванию. В конечном итоге заслонки начинают разрушаться, а мотор троить и неровно работать.

Коллектор является цельным агрегатом и частичному ремонту не поддается. Отдельно приобрести запчасти для ремонта не представляется возможным. Единственным решением является покупка новой детали.

Замена впускного коллектора занимает порядка 4 часов. Вместе с тем, обязательно производится чистка дроссельной заслонки, которая крепиться к корпусу коллектора.

Ресурс коллектора тоже зависит от манеры вождения и его ресурс обычно составляет 80-140 тысяч километров.

НЕИСПРАВНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ МЕРСЕДЕС С ИНДЕКСАМИ 250, 280, 300, 350
Но на этом болячки M272 мотора не заканчиваются. Причиной неисправной работы двигателя могут быть магниты, которые заменяются на новые. Они также могут вызвать индикацию проверки двигателя.

Кроме того, двигатель M272 страдает течью масленого фильтра., которая располагается на передней крышке мотора. Важно не упустить момент обнаружения проблемы, ведь низкий уровень моторного масла может привести к серьезному и дорогостоящему капитальному ремонту.
 

— 2011-настоящее время

3,0 л (2996 куб.см) «M276 DELA 30«
3,5 л (3499 куб.см)

Новейший V-образный шестицилиндровый двигатель Мерседес M276 был анонсирован в 2010 года. Мотор M276 имеет две модификации, которые в свою очердь тоже имеют несколько вариаций.

Мотор M276 выпускаемый с 2010 года — атмосферный без турбонадува, имеет две модификации, с индексом 300 (249/252 лс) и индексом 350 (306 сил). Фактически это один и тот же мотор объемом 3.5 литра, но различающийся програмным обеспечением (прошивкой) и отдачей (мощностью).

Мотор M276 TURBO появился в 2013 году, имеет схожую с обычным атмосферным мотором M276 базу, но отличается объемом (3 литра, против 3.5) и наличие системы БИТУБРО. Благодаря этим нововедениям, турбированный мотор сущестственно тяговитее (480 НМ против 370НМ, в сравнении с 350(M276) и экономичнее.

ПРОБЛЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ M276
Двигатель Мерседес M276 достаточно новый и возможно не все детские болезни окончательно изучены. В настоящий момент существуют проблемы со следующими симптомами:

— Непродолжительный стук и треск при запуске двигателя;
— Длительный стук при работе двигателя.
— Каждый симптом имеет свою конкретную проблему. Перед любым ремонтом необходимо проводить комплексную диагностику двигателя Мерседес, что исключит возможность неверного процесса ремонта и максимально снизит расходы.

Важно! Основные симптомы при которых необходимо провести диагностику — стук и лязкг на холодную, постоянный посторонний звук на работающем моторе.

КАКИЕ АВТОМОБИЛИ ОСНАЩАЮТСЯ ДВИГАТЕЛЕМ M276
Сбалансированный атмосферный двигатель M276 обладает отличными тяговыми характеристиками и низким аппетитом, при объеме в 3. 5 литра. Данный мотор встречается на на следующих автомобилях:

— Мерседес W204 — С300, С350
— Мерседес C207 E Coupe — E300, E350
— Мерседес W212 — E300, E350
— Мерседес W218 — CLS350
— Мерседес X204 — GLK300, GLK350
— Мерседес ML W166 — ML300, ML350
— Мерседес GLE W166 — GLE300
— Мерседес S W221 — S350
 

Дизель

Автобус и грузовик

• OM401 Diesel
• OM421 Diesel — 11 литров, 216 л.с. (159 кВт) — представлено в 1982. 
• OM441 Diesel
• OM501 Diesel
• OM642 Diesel — 3,0 л (2987 куб.см) E28 , E32

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

V8

Бензин / бензин

— 1963-1981 гг.

6. 3 L W100 , W109
6.9 L W116

— 1969-1991 годы

3,5 л C107 , R107 , W108 , W109 , W111 , W116
3,8 л C107 , R107 , W126
4.2 L R107 , W126

— 1969-1991 годы

4,5 л C107 , R107 , W108 , W109 , W116
5,0 л C107 , R107 , W126
5.6 L R107 , W126

— 1990-1999 годы

4.2 L W124 , W140 , W210
5,0 л R129 , W124 , W140 , W210

— 1997-2008

4,3 л
5,0 л
5,4 л
5.4 L ( Mercedes-AMG )

— 2004-2009 гг.

— 2006-2012

• M156 ( Mercedes-AMG ) — 6,2 л

— 2006-2010

Атмосферный V-образый восьмицилиндровый двигатель Мерседес M273 является эволюционным развитием линейки моторов M112/M113. Мотор построен по схожей схеме, что и шестицилиндровый M272. Обладает улучшенной системой впуска, повышенна отдача мотора и его экологичность и экономичность.

Двигатель мерседес M273 выпускался в двух вариантах — 4.7 литра (индекс 450) и 5.5 литра (индекс 500/550) различающиеся мощностью. Мотор начал устанавливаться на Мерседес c 2004 года. Им оснащались достаточно крупные и премиальные автомобили — E, S, SL, ML, GL.

ПРОБЛЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ M273
Моторы Мерседес M273 и M272 выполнены на единой базе и обладают схожими проблемами. Неисправный двигатель характеризует один из нескольких симптомов:

— Индикация ошибки двигателя Chech Engine на приборной панели;
— Посторонний шум на работающем моторе;
— Троение при работе двигателя, неровная работа;
— Потеря тяги;
— Течь мотора, низкий уровень масла.
При наблюдении указанных симптомов необходимо провести диагностику двигателя Мерседес, что бы определить точную причину неисправности. Затягивать с выяснением не стоит, при длительной эксплуатации мотора с актуальной проблемой, неисправность может стать куда более серьезной, и свестись вплоть до капитального ремонта.

Важно! Неисправности присущие двигателю Мерседес M273 — износ промежуточного зубчатого колеса цепи ГРМ, растяжение цепи ГРМ, разрушение и подклинивание заслонок впускного коллектора, неисправная работа магнитов, течь масленого фильтра.
 

— 2010-настоящее время

M278 — новейший V-образный восьмицилиндровый двигатель Мерседес с системой двойного турбонадува. Мотор был анонсирован в 2010 году и стал устанавливаться на автомобили с 2011 года. Обладая большим объемом и турбонадувом, мотор получился существенно мощнее чем предшественник M273. Кроме того снижен расход и улучшены экологические характеристики мотора.

Двигатель Мерседес M278 имеет несколько модификаций — базовую версию объемом 4.7 литра и мощностью 420-435 сил, в зависимости от кузова, на который он устанавливается.

Версия мотора M157 (AMG) построена на базе M278 и отличается еще большим объемом — 5.5 литра и мощностью 544-557лс. Модификация двигателя — M152 (AMG) — атмосферная версия M157, устанавливаемая на SLK55 AMG. Мощность мотора — 415лс.

ПРОБЛЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ M278
Новый мотор мерседес M278 не лишен недостатков. И к сожалению от конструктивных просчетов не застрахован ни один производитель в том числе Daimler. Проблемы проявляются на минимальных пробегах и их можно определить по следующим симптомам:

— Стук и треск на холодную, при запуске двигателя, в течение 3-5 секунд;
— Длительный стук на работающем двигателе;
— Ошибка двигателя Мерседес Check Engine.
В любом случае, для корректной дефектовки проблемы необходимо провести диагностику двигателя Мерседес. Только благодаря комплексному подходу можно определить точную причину неисправности и произвести быстрый и качественный ремонт.

Важно! Диагностику необходимо производить при появлении любого из следующих симптомов — посторонний звук (стук, треск, шелест) на работающем двигателе, стук мотора на холодную, индикация ошибки двигателя Check Engine на приборной панели, ошибка уровня моторного масла.
 

— 2010-настоящее время

— 2010-2016

• M159 ( Mercedes-AMG ) — 6,2 л

— 2014-настоящее время

• M178 ( Mercedes-AMG ) — 4,0 л

— 2017-настоящее время

Дизель

Автобус и грузовик

• OM402 Diesel
• OM422 Diesel
• OM442 Дизель
• OM502 Diesel
• OM628 Diesel
• OM629 Diesel

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

V12

V-образный двенадцатицилиндровый двигатель (V12) — двигатель внутреннего сгорания с V-образной конфигурацией и 12 цилиндрами, размещёнными друг напротив друга, как правило, под углом в 60°. Включает два ряда по шесть цилиндров, и поршни, вращающие один общий коленчатый вал.
 

Бензин / бензин

— 1992-2001 годы

W140 600SEL / S600
R129 600SL / SL600
C140 600SEC / S600 / CL600
SL70 AMG / CL70 AMG / S70 AMG
Brabus M V12 / E V12 / G V12 — 7,3 л (7291 куб.см) S73 AMG, «SL73 AMG», CL73 AMG, Pagani Zonda

— 1998-2002 годы

— 1998-2002

— 1999-2002

S63 (L) AMG (очень ограниченное количество)
SL63 AMG (очень ограниченное количество)
CL63 AMG (очень ограниченное количество)
Brabus M V12 / E V12 / G V12

— 2003-настоящее время

• M158 / M275 / M279 / M285

5.5 L (5513 куб.см) Twin-turbo M275 (W220 / W221 S600 до 2013, C215 / C216 CL600 до 2014, W240 / V240 Maybach 57 и с 62 по 2013 год)
6. 0 L (5980 куб.см) M279AMG twin-turbo (2014-настоящее время V12 S65 AMG, S65 AMG Coupé / Cabriolet, SL65 AMG, G65 AMG, с 2017 года, S650 Maybach Cabriolet)
6,0 л (5980 куб.см) M285 твин-турбо (Все модели W222 / V222 / X222 / C217 V12 S-класса до 2014 есть этот двигатель; AMG, Benz или Maybach)
6.0 L (5980 куб.см) M158 twin-turbo, Pagani Huayra

Дизель

• OM404
• OM424
• OM444
• MB820
• MB835

РАСШИФРОВКА МОДИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES-BENZ

ПЕРЕЙТИ К ВЫБОРУ ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

 

Ванкель

— 1969-1970 годы

3-ротор 1.8 л
4-ротор 2,4 л

МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ДВИГАТЕЛЕЙ MERCEDES

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О ДВИГАТЕЛЯХ (МОТОРАХ) РАЗНЫХ МАРОК (ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ)

ОЗНАКОМИТЬСЯ С БРЕНДОМ MERCEDES-BENZ

ОЗНАКОМИТЬСЯ С ДРУГИМИ БРЕНДАМИ

ЗАДАТЬ ВОПРОС МЕНЕДЖЕРУ

 

Почему атмосферный двигатель лучше турбированный?

Автопроизводители массово переводят свои автомобили с атмосферным двигателей внутреннего сгорания на силовые агрегаты с приставкой турбо, объясняя это экономия и уменьшением выбросов.  Но действительно турбодвигатели настолько классные?

Более десяти лет бензиновые турбомоторы активно вытесняют «атмосферники», передает Твоя МАШИНА. На первый взгляд, преимущество турбодвигателей в мощности. Например, если в начале 2000-х 1 литр рабочего объема обычного двигателя легкового выдавал 60-70 л. С., То теперь, благодаря турбонаддува, тот же 1-литровый двигатель способен генерировать до 150 «лошадок». Это же замечательно! Впрочем, турбодвигатель гораздо сложнее с точки зрения конструкции. Кроме того, его узлы (особенно в малолитражек) работают в гораздо более жестких условиях, чем аналогичные по объему «атмосферники».

То есть ресурс и надежность турбодвигателей гораздо ниже, чем в атмосферных конкурентов. Известно, что ресурс простого атмосферного агрегата может исчисляться сотнями тысяч километров пробега. Столь выдающиеся показатели надежности – прямое следствие относительно простой конструкции. Для примера: если от плохого бензина «атмосферник» лишь «покашляет», турбодвигатель может выйти из строя.  Впрочем, даже если с «атмосферником» что-то и произойдет, простота его конструкции гарантирует меньшие затраты на ремонт по сравнению с «турбомотором».

Еще один недостаток двигателей с системой турбонаддува – отсутствие тяги при низких оборотах. Неторопливость при старте не только раздражает водителя, но и уменьшает и так не особо большой ресурс двигателя.

Читайте також:

Кроме этого, разрекламированная автопроизводителями экономичность турбомотора оказывается мифом. Как отмечают эксперты, авто медленно стартует, как следствие – приходится сильнее давить на газ. О какой экономии топлива здесь вообще можно говорить?

Правда, производители турбодвигателей борются с этой проблемой и устанавливают на агрегаты еще одну турбину, которая помогает двигателю на низких оборотах. Впрочем, такое техническое решение еще больше усложняет конструкцию двигателя, делает его дороже в обслуживании и сводит на нет надежность узлов.

В отличие от своего конкурента простой атмосферный двигатель лишен всех этих прелестей.  И если адепты «турбо» скажут, что 1,2-литровый турбомотор семейства TSI «кушает» на сотню аж на 0,5 литра меньше топлива чем 1,6-литровый фольксвагеновський «атмосферник» MPI при той же мощности, то стоит им напомнить , что в плане надежности их турбоагрегат останется далеко позади «атмосферника».

Авиационные газотурбинные двигатели / Хабр

Всем привет! В этой статье я хочу рассказать о том, как работают авиационные газотурбинные двигатели (ГТД). Я постараюсь сделать это наиболее простым и понятным языком.

Авиационные ГТД можно можно разделить на:

• турбореактивные двигатели (ТРД)
• двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
• Турбовинтовые двигатели (ТВД)
• Турбовальные двигатели (ТВаД)

Притом, ТРД и ТРДД могут содержать в себе форсажную камеру, в таком случае они будут ТРДФ и ТРДДФ соответственно. В этой статье мы их рассматривать не будем.

Начнём с турбореактивных двигателей.

Турбореактивные двигатели

Такой тип двигателей был создан в первой половине 20-го века и начал находить себе массовое применение к концу Второй мировой войны. Первым в мире серийным турбореактивным самолетом был немецкий Me.262. ТРД были популярны вплоть до 60-ых годов, после чего их стали вытеснять ТРДД.

Современная фотография Me-262, сделанная в 2016 году

Самый простой турбореактивный двигатель включает в себя следующие элементы:

• Входное устройство
• Компрессор
• Камеру сгорания
• Турбину
• Реактивное сопло (далее просто сопло)

Можно сказать, что это минимальный набор для нормальной работы двигателя.

А теперь рассмотрим что для чего нужно и зачем.

Входное устройство — это расширяющийся* канал, в котором происходит подвод воздуха к компрессору и его предварительное сжатие. В нём кинетическая энергия входящего воздуха частично преобразуется в давление.

*здесь и дальше мы будем говорить про дозвуковые скорости. На сверхзвуковой скорости физика меняется, и там все совсем не так.

Компрессор — это устройство, в котором происходит повышение давление воздуха. Компрессор можно характеризовать такой величиной, как степень повышения давления. В современных двигателях оно уже начинает переступать за 40 единиц. Кроме того, в нем увеличивается температура (может быть, где-то до 400 градусов Цельсия).

Камера сгорания — устройство, в котором к сжатому воздуху (после компрессора) подводится тепло из-за горения топлива. Температура в камере сгорания очень высокая, может достигать 2000 градусов Цельсия. Вам может показаться, что давление газа в камере тоже сильно увеличивается, но это не так. Теоретически принято считать, что подвод тепла осуществляется при постоянном давлении. В реальности оно немного падает из-за потерь (проблема несовершенства конструкции).

Турбина — устройство, превращающее часть энергии газа после камеры сгорания в энергию привода компрессора. Так как турбины используются не только в авиации, можно дать более общее определение: это устройство, преобразующее внутреннюю энергию рабочего тела (в нашем случае рабочее тело — это газ) в механическую работу на валу. Как вы могли понять, турбина и компрессор находятся на одном валу и жестко связаны между собой. Если в компрессоре происходит повышение давления газа, то в турбине, наоборот, понижение, то есть газ расширяется.

Сопло — суживающийся канал, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую (оставшийся запас энергии газа после турбины). Как и в турбине, в сопле происходит расширение газа. Образуется струя, которая, вытекая из сопла, движет самолёт.

С основными элементами разобрались. Но все равно не очень понятно как оно работает? Тогда давайте ещё раз и коротко.

Воздух из атмосферы попадает во входное устройство, где немного сжимается и поступает в компрессор. В компрессоре давление воздуха растёт ещё сильнее, растёт и температура. После компрессора воздух поступает в камеру сгорания и, смешиваясь там с топливом, воспламеняется, что приводит к сильному возрастанию температуры, при, можно сказать, постоянном давлении. После камеры сгорания горячий сжатый газ попадает в турбину. Часть энергии газа расходуется на вращение компрессора турбиной (чтобы он мог выполнять свою функцию, описанную выше), другая часть энергии расходуется на, нужное нам, движение самолёта, из-за того, что газ, пройдя турбину, превращается в реактивную струю в сопле и вырывается из него (сопла) в атмосферу. На этом цикл завершается. Конечно, в реальности все процессы цикла проходят непрерывно.

Такой цикл называется циклом Брайтона, или термодинамическим циклом с непрерывным характером рабочего процесса и подводом тепла при постоянном давлении. По такому циклу работают все ГТД.

Цикл Брайтона в P-V координатах

Н-В — процесс сжатия во входном устройстве
В-К — процесс сжатия в компрессоре
К-Г — изобарический подвод тепла
Г-Т — процесс расширения газа в турбине
Г-С — процесс расширения газа в сопле
С-Н — изобарический отвод тепла в атмосферу

Схематичная конструкция турбореактивного двигателя, где 0-0 — ось двигателя

ТРД может иметь и два вала. В таком случае компрессор состоит из компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), а подвод работы будут осуществлять турбина низкого давления (ТНД) и турбина высокого давления (ТВД) соответственно. Такая схема более выгодная газодинамически.

Реальный двигатель такого вида в разрезе

Мы рассмотрели принцип работы самой простой схемы авиационного газотурбинного двигателя. Естественно, на современных «Эйрбасах и Боингах» устанавливаются ТРДД, конструкция которых заметно сложнее, но работает все по таким же законам. Давайте рассмотрим их.

Двухконтурный турбореактивный двигатель

ТРДД, прежде всего, отличается от ТРД тем, что имеет два контура: внешний и внутренний. Внутренний контур содержит в себе то же самое, что и ТРД: компрессор (разделенный на КНД и КВД), камеру сгорания, турбину (разделенную на ТВД и ТНД) и сопло. Внешний контур представляет собой канал, с соплом в конце. В нем нет ни камеры сгорания, ни турбины. Перед обоими контурами (сразу после входного устройства двигателя) стоит ступень компрессора, работающая на оба контура.

Не очень понятная картина выходит, да? Давайте разберемся как оно работает.

Схематичная конструкция двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя

Воздух, попадающий в двигатель, пройдя через первую ступень компрессора низкого давления, разбивается на два потока. Одна часть воздуха идет по внутреннему контуру, где происходят те же процессы, которые были описаны, когда мы разбирали ТРД. Вторая часть воздуха попадает во внешний контур, получив энергию от первой ступени КНД (та, которая работает на два контура). Во внешнем контуре энергия воздуха тратится только на преодоление гидравлических потерь (за счёт трения). В конце этот воздух попадает в сопло внешнего контура, создавая огромную тягу. Тяга, созданная внешним контуром, может составлять 80% тяги всего двигателя.

Одной из важнейших характеристик ТРДД является степень двухконтурности. Степень двухконтурности — это отношение расхода воздуха во внешнем контуре, к расходу воздуха во внутреннем контуре. Это число может быть как больше, так и меньше единицы. На современных двигателях это число переступает за значение в 12 единиц.
Двигатели, степень двухконтурности которых больше двух, принято называть турбовентиляторными, а первую ступень компрессора (ту, что работает на оба контура) вентилятором.

ТРДД самолета Boeing 757-200. На переднем плане видно входное устройство и вентилятор

На некоторых двигателях вентилятор приводится в движение отдельной турбиной, которая ставится ближе всего к соплу внутреннего контура. Тогда двигатель получается трехвальным. Например, по такой схеме выполнены двигатели Rolls Royce RB211 (устанавливались на L1011, B747, B757, B767), Д-18Т (Ан-124), Д-36 (Як-42)

Д-18Т в разрезе изнутри

Главное достоинство ТРДД заключается в возможности создания большой тяги и хорошей экономичности, по сравнению с ТРД.

На этом я хотел бы закончить про ТРДД и перейти к следующему виду двигателей — ТВД.

Турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель, как и турбореактивный, относится к газотурбинным двигателям. И работает он почти как турбореактивный. Элементарный турбовинтовой двигатель состоит из уже знакомых нам элементов: компрессора, камеры сгорания, турбины и сопла. К ним добавляются редуктор и винт.

Принцип работы работы такой же, как у турбореактивного, с разницей в том, что практически вся энергия газа расходуется на турбине на вращение компрессора и на вращение винта через редуктор (здесь винт и редуктор находятся на одном валу с компрессором). Винт создаёт основную долю тяги. Оставшаяся, после турбины, часть энергии направляется в сопло, образуя реактивную тягу, но она мала, может составлять десятую часть от общей. Редуктор в этой схеме нужен для того, чтобы понизить обороты и передать момент, так как турбина может вращаться с очень высокой частотой, например, 10000 оборотов в минуту, а винту нужно только 1500. И винт достаточно тяжелый.

Схематичная конструкция ТВД

Но бывает и другая схема турбовинтовых двигателей: со свободной турбиной.
Её суть в том, что за обычной турбиной компрессора ставится отдельная турбина, которая механически не связана с турбиной компрессора. Такая турбина называется свободной. Связь между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамическая. От свободной турбины идёт отдельный вал, на который устанавливаются редуктор с винтом. Все остальное работает так же, как и в первом случае. Большинство современных двигателей выполняют именно по такой схеме. Одним из плюсов такой схемы является возможность использования двигателя на земле, как вспомогательную силовую установку (ВСУ), не приводя винт в движение.

Схематичная конструкция ТВД со свободной турбиной

Хочу отметить, что не нужно смотреть на турбовинтовые двигатели как на малоэффективный пережиток прошлого. Я несколько раз слышал такие высказывания, но они неверны.
Турбовинтовой двигатель в некоторых случаях обладает наивысшим КПД, как правило, на самолетах с не очень большими скоростями (например, на 500 км/ч), притом, самолет может быть внушительных размеров. В таком случае, турбовинтовой двигатель может быть в разы выгоднее, рассмотренного ранее, турбореактивного двигателя.

На этом про турбовинтовые двигатели можно заканчивать. Мы потихоньку подошли к понятию турбовального двигателя.

Турбовальный двигатель

Должно быть, большинство читателей здесь вообще впервые слышат такое название. Такой тип двигателей устанавливается на вертолёты.

Турбовальный двигатель очень схож с турбовинтовым двигателем со свободной турбиной. Он также состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины компрессора, далее идёт свободная турбина, связанная со всем предыдущем только газодинамически. А вот реактивную тягу такой двигатель не создаёт, реактивного сопла у него нет, только выхлоп. Свободная турбина имеет свой вал, который соединяется к главному редуктору вертолёта (несущего винта). Да, у всех известных мне вертолетов есть такой редуктор, и, как правило, он внушительных размеров. Дело в том, что обороты несущего винта вертолёта очень низкие. Если у самолета, как я писал выше, они могут достигать 1500 об/мин, то у вертолёта, например у Ми-8, всего 193 об/мин.
А обороты двигателя у вертолёта зачастую очень высокие (из-за небольших размеров), и понижать их приходится в сотню и более раз. Бывает такое, что редуктор стоит и на двигателе, и на самом вертолете, например, у Ми-2 и его двигателя ГТД-350.

Схематичная конструкция турбовального двигателя

Двигатель ТВ3-117 от вертолета Ми-8. Справа видны выхлопная труба и приводной вал

Итак, мы рассмотрели четыре типа газотурбинных двигателей. Надеюсь, мой текст был понятен и полезен для вас. Все вопросы и замечания можете писать в комментариях.

Спасибо за внимание.

Отличия атмосферного двигателя от турбированного

В легковых автомобилях или автодомах мы можем встретить бензиновые и дизельные двигатели (по понятным причинам большинство автодомов получают дизельные двигатели) — как без наддува, так и с турбонаддувом. К сожалению, для большой группы водителей различия между этими типами двигателей (с точки зрения стоимости обслуживания , производительности и характеристик ) остаются неизвестными.

По такой прозаической причине многие из нас решают приобрести автомобиль, который оказывается слишком дорогим в обслуживании, чем мы ожидали ранее. Прежде чем принять окончательное решение, мы должны, однако, ознакомиться с наиболее важными отличиями между атмосферными и турбированными агрегатами.

Не знаю, почему многие водители считают, что любой бензиновый двигатель (даже оснащенный турбокомпрессором и другим сложным оборудованием) прост по конструкции и эксплуатации, что выливается в низкие затраты на обслуживание.Ничто не может быть дальше от истины — современный бензиновый агрегат также вызывает проблемы.

Двигатель без наддува

Еще в 90-х годах дизеля с наддувом пользовались огромной популярностью. Эти безнаддувные, гравитационные двигатели имели малую мощность и крутящий момент , а взамен не требовали слишком многого. В отличие от современных дизельных агрегатов — их обслуживание ограничивается только штатным маслом , фильтрами и заменой ГРМ . Любые серьезные отказы происходят почти всегда по вине пользователя , либо экстремального износа оборудования.Более того, безнаддувная дизельная система впрыска прошлого была чрезвычайно прочной – использование низкокачественного дизельного топлива (и даже топочного мазута) не вызывает никаких повреждений. Аналогичная ситуация и с бензиновыми двигателями без дорогостоящего оборудования – требуют лишь регулярного обслуживания.

Агрегаты с турбонаддувом

С двигателями, оснащенными турбокомпрессором , все обстоит гораздо сложнее. Независимо от того, имеем ли мы дело с бензиновым двигателем или дизелем — мы должны помнить о усовершенствованной конструкции и, как следствие, о более высоких эксплуатационных расходах. Сама турбина через некоторое время потребует замены или регенерации ( 200 — 340 евро на регенерацию, 340 — 1100 евро на обмен ). Двигатели с турбонаддувом также имеют точный впрыск топлива , который не терпит некачественное топливо — даже небольшие ошибки могут привести к серьезным повреждениям . К сожалению — даже правильно эксплуатируемый автомобиль потребует замену форсунок (что будет стоить даже 400 евро за штуку ).

Также обслуживание турбированных агрегатов сложнее . Дополнительное оборудование двигателя не облегчает задачу для неопытного механика — оно также занимает много места под капотом, эффективно затрудняя доступ к двигателю.

Автомобили и автодома, выпускаемые в настоящее время , используют почти исключительно двигатели, оснащенные турбокомпрессором. Их большая экономичность, динамика, культура работы и расход топлива говорят в пользу подобной конструкции. Однако с точки зрения долговечности они не уступают безнаддувным агрегатам.

Двигатель без наддува

Безнаддувный двигатель является одним из распространенных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания, который зависит исключительно от атмосферного давления для противодействия частичному вакууму во впускном тракте для всасывания воздуха для горения. Это отличается от двигателя с наддувом, в котором нагнетатель с механическим приводом или турбонагнетатель с приводом от выхлопных газов используется для облегчения увеличения массы всасываемого воздуха сверх того, что может быть произведено только за счет атмосферного давления.

В двигателе без наддува; воздух для горения (дизельный цикл в дизельном двигателе или определенные типы цикла Отто в бензиновых двигателях, а именно прямой впрыск бензина) или воздушно-топливная смесь (традиционные бензиновые двигатели с циклом Отто) втягивается в цилиндры двигателя под действием атмосферного давления. против частичного вакуума, который возникает, когда поршень движется вниз к нижней мертвой точке во время такта впуска. Из-за врожденного ограничения во впускном тракте двигателя, которое включает в себя впускной коллектор, при всасывании воздуха возникает небольшой перепад давления, что приводит к объемному КПД менее 100 процентов и неполному заполнению цилиндра воздухом.На плотность воздушного заряда и, следовательно, на максимальную теоретическую выходную мощность двигателя, помимо влияния ограничения системы впуска, также влияют частота вращения двигателя и атмосферное давление, последнее уменьшается по мере увеличения рабочей высоты.

Большинство автомобильных бензиновых двигателей, а также многие небольшие двигатели, используемые в неавтомобильных целях, являются безнаддувными. Большинство современных дизельных двигателей, используемых на шоссейных транспортных средствах, оснащены турбонаддувом, что обеспечивает более благоприятное соотношение мощности к весу, а также лучшую топливную экономичность и более низкий уровень выбросов выхлопных газов. Турбокомпрессор почти универсален для дизельных двигателей, которые используются в железнодорожных, судовых двигателях и коммерческих стационарных установках (например, для производства электроэнергии). Принудительная индукция также используется с поршневыми авиационными двигателями, чтобы свести на нет некоторые потери мощности, возникающие при наборе высоты самолета.

Двухтактный дизельный двигатель не способен к естественной аспирации, как определено выше. В конструкцию двигателя должен быть встроен какой-либо метод наполнения цилиндров продувочным воздухом.Обычно это достигается с помощью воздуходувки прямого вытеснения, приводимой в движение коленчатым валом. Вентилятор не действует как нагнетатель в этом приложении, так как его размер обеспечивает объем воздушного потока, который прямо пропорционален рабочему объему и скорости двигателя. Двухтактный дизельный двигатель с механической продувкой считается безнаддувным.

См. также

Ссылки и дополнительная литература

Какие существуют типы турбонагнетателей? Автомобильная промышленность

В автомобильной промышленности используется несколько различных типов турбонагнетателей:

• Однотурбинный
• Твин-турбо
• Турбина Twin-Scroll
• Турбина с изменяемой геометрией
• Регулируемая турбина Twin Scroll
• Электрическая турбина

Одиночные турбины

Одинарные турбонагнетатели — это то, что большинство людей считают турбинами. За счет изменения размеров элементов внутри турбокомпрессора можно получить совершенно разные характеристики крутящего момента. Большие турбины обеспечивают более высокий уровень максимальной мощности, в то время как меньшие турбины могут вращаться быстрее и обеспечивать лучшую мощность на низких оборотах. Они представляют собой экономически эффективный способ увеличения мощности и эффективности двигателя, и поэтому они становятся все более популярными, позволяя двигателям меньшего размера повышать эффективность за счет такой же мощности, как и более крупные безнаддувные двигатели, но с меньшим весом.Однако они, как правило, лучше всего работают в узком диапазоне оборотов, и водители часто испытывают «турбо-лаг», пока турбо не начнет работать в своем пиковом диапазоне оборотов.

Твин-турбо

Как следует из названия, твин-турбо означает добавление второго турбонагнетателя к двигателю. В случае двигателей V6 или V8 это можно сделать, назначив один турбонаддув для работы с каждым рядом цилиндров. В качестве альтернативы можно использовать один меньший турбонагнетатель на низких оборотах с большим турбонаддувом на более высоких оборотах.Эта вторая конфигурация (известная как двойной последовательный турбонаддув) обеспечивает более широкий диапазон рабочих оборотов и обеспечивает лучший крутящий момент на низких оборотах (уменьшая турбо-задержку), но также дает мощность на высоких оборотах. Неудивительно, что наличие двух турбин значительно увеличивает сложность и связанные с этим затраты.

Турбина Twin-Scroll

Турбокомпрессоры с двойной спиралью

требуют корпуса турбины с разделенным входом и выпускного коллектора, который соединяет правильные цилиндры двигателя с каждой спиралью.независимо. Например, в четырехцилиндровом двигателе (с порядком работы 1-3-4-2) цилиндры 1 и 4 могут питаться от одной спирали турбокомпрессора, а цилиндры 2 и 3 — от отдельной спирали. Такая компоновка обеспечивает более эффективную подачу энергии выхлопных газов к турбонаддуву и помогает подавать более плотный и чистый воздух в каждый цилиндр. Больше энергии отправляется на выхлопную турбину, а значит, больше мощности. Опять же, за решение сложной системы, требующей сложных корпусов турбин, выпускных коллекторов и турбин, приходится платить штраф.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией (VGT)

Обычно ВГТ включают в себя кольцо лопаток аэродинамической формы в корпусе турбины на входе в турбину. В турбокомпрессорах для легковых и легких коммерческих автомобилей эти лопасти вращаются для изменения угла закрутки газа и площади поперечного сечения. Эти внутренние лопасти изменяют соотношение площади турбины к радиусу (A/R) в соответствии с оборотами двигателя и, таким образом, обеспечивают максимальную производительность. На низких оборотах низкое соотношение A/R позволяет турбонаддуву быстро раскручиваться за счет увеличения скорости выхлопных газов и.На более высоких оборотах соотношение A/R увеличивается, что позволяет увеличить поток воздуха. Это приводит к низкому порогу наддува, уменьшающему турбозадержку, и обеспечивает широкий и плавный диапазон крутящего момента.

В то время как VGT чаще используются в дизельных двигателях, где выхлопные газы имеют более низкую температуру, до настоящего времени VGT были ограничены в применении в бензиновых двигателях из-за их стоимости и требования, чтобы компоненты были изготовлены из экзотических материалов. Высокая температура выхлопных газов означает, что лопасти должны быть изготовлены из экзотических термостойких материалов, чтобы предотвратить их повреждение.Это ограничило их использование роскошными высокопроизводительными двигателями.

Турбокомпрессор с регулируемой спиралью Twin Scroll (VTS)

Как следует из названия, турбокомпрессор VTS сочетает в себе преимущества турбокомпрессора с двойной спиралью и турбокомпрессора с изменяемой геометрией. Это достигается за счет использования клапана, который может перенаправлять поток выхлопного воздуха только на одну спираль, или путем изменения степени открытия клапана, что позволяет разделять выхлопные газы на обе спирали. Конструкция турбокомпрессора VTS представляет собой более дешевую и надежную альтернативу турбокомпрессорам VGT, а это означает, что этот вариант подходит для бензиновых двигателей

.

Электрические турбокомпрессоры

Электрический турбонагнетатель используется для устранения турбозапаздывания и помощи обычному турбонагнетателю на более низких оборотах двигателя, когда обычный турбонагнетатель не является наиболее эффективным.Это достигается за счет добавления электродвигателя, который раскручивает компрессор турбонагнетателя с самого начала и на низких оборотах, пока мощность выхлопных газов не станет достаточно высокой для работы турбонагнетателя. Такой подход позволяет оставить турбо лаг в прошлом и значительно увеличить диапазон оборотов, в котором будет эффективно работать турбо. Все идет нормально. Представляется, что электронные турбины являются ответом на все отрицательные характеристики обычных турбокомпрессоров, однако есть и некоторые недостатки.Большинство из них связаны со стоимостью и сложностью, так как электродвигатель должен быть размещен и питаться, а также охлаждаться, чтобы предотвратить проблемы с надежностью.

Требуют ли автомобили с турбонаддувом дополнительного обслуживания? | Новости

Требуют ли автомобили с турбонаддувом больше обслуживания? Это зависит от типа технического обслуживания. Двигатели с турбонаддувом потребуют более частой замены масла и свежих свечей зажигания, хотя двигатели с турбонаддувом обычно не требуют дополнительного обслуживания по сравнению с двигателями без наддува.

Связанный: Как часто нужно менять свечи зажигания?

Вот несколько примеров: компания Dodge рекомендует менять свечи зажигания на 1,4-литровом четырехцилиндровом турбодвигателе Dart 2013 года каждые 30 000 миль, по сравнению с каждые 100 000 миль для 2,0- и 2,4-литровых атмосферных двигателей. Dodge не публикует график замены масла, вместо этого предлагая владельцам сделать это на основе системы индикаторов замены масла, которая отслеживает, сколько коротких поездок вы совершаете, температуру наружного воздуха и другие условия вождения.

В 2,4-литровом безнаддувном четырехцилиндровом двигателе, используемом в Hyundai Sonata и Santa Fe, Hyundai рекомендует менять масло каждые 7500 миль или не реже одного раза в год. Hyundai говорит, что с 2,0-литровым двигателем с турбонаддувом первую замену масла следует производить через 3000 миль или шесть месяцев, а затем каждые 5000 миль или шесть месяцев. Свечи зажигания на 2,0-литровом двигателе с турбонаддувом также меняются чаще: каждые 45 000 миль или три года по сравнению с 105 000 миль или семь лет на 2,4-литровом двигателе.

Это единственные различия в обслуживании турбокомпрессора, которые Dodge и Hyundai упоминают для своих двигателей с турбонаддувом.Модели с турбонаддувом могут иметь дополнительные требования, такие как более частая замена трансмиссионной жидкости, но реальная разница может заключаться в том, как управляются версии с турбонаддувом. Владельцы, которые не могут сопротивляться использованию дополнительной мощности, со временем могут создать проблемы с ремонтом. Регулярное нажатие педали газа увеличивает нагрузку на двигатель, трансмиссию, шины, подвеску и, в конечном счете, на тормоза.

Установка вторичного турбокомплекта на свой автомобиль также является вариантом, особенно для тех владельцев, которые заинтересованы в производительности и меньше озабочены экономией топлива.Важно отметить, что многие турбо-комплекты аннулируют гарантию на автомобиль, поэтому будьте осторожны, прежде чем покупать и устанавливать их.

Высокопроизводительные обновления, такие как турбо-кит, обычно требуют обновления связанных частей автомобиля, таких как интеркулер и выхлопная система. Это, очевидно, увеличит стоимость обновления, как с точки зрения стоимости деталей, так и стоимости рабочей силы, если профессионалы будут выполнять установку. Обязательно соблюдайте все рекомендуемые графики технического обслуживания, рекомендованные для нового турбокомпрессора или других дополнительных деталей.

Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с давней этической политикой Cars.com, редакторы и обозреватели не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел не зависит от отделов рекламы, продаж и спонсируемого контента Cars.com.

Небольшие двигатели с турбонаддувом получают хорошие рейтинги MPG; реальное использование может быть другой историей

Автопроизводители могут постепенно уделять больше внимания электромобилям с подключаемым модулем и обычным гибридам, но они еще далеки от использования старого доброго внутреннего сгорания.

За последние несколько лет автопроизводители применили больше технологий к более широкому спектру автомобилей, чтобы повысить их эффективность и соответствовать более строгим стандартам экономии топлива.

Наиболее популярным проявлением этого являются двигатели с турбонаддувом уменьшенного размера, которые стремятся производить мощность, аналогичную более крупным безнаддувным двигателям, с лучшей экономией топлива за счет их меньшего рабочего объема.

НЕ ПРОПУСТИТЕ: VW предлагает уменьшить объем двигателя; правила выбросов являются причиной

Несмотря на то, что эти двигатели могут улучшить расход бензина в лабораторных испытаниях Агентства по охране окружающей среды, они не всегда обеспечивают такое же улучшение в реальном вождении, отмечается в недавнем отчете Chicago Tribune .

Турбокомпрессоры увеличивают мощность за счет использования турбины, вращаемой давлением выхлопных газов, выходящих из камеры сгорания, для нагнетания большего количества воздуха в двигатель.

Ранее они предназначались в основном для автомобилей с высокими характеристиками, но за последнее десятилетие они стали удобным решением для автопроизводителей, стремящихся сократить объем двигателя во имя топливной экономичности без ущерба для мощности.

2017 БМВ 3-й серии

По данным J.Д. Мощность.

В прошлом году 57% автомобилей премиум-класса и 49% проданных внедорожников премиум-класса имели двигатели с турбонаддувом, а также 12% нероскошных автомобилей и 14% нероскошных внедорожников, говорится в сообщении компании.

Почти 70 процентов полноразмерных пикапов Ford F-150 продаются с одним из двух двигателей EcoBoost V-6 с турбонаддувом, а не с традиционными безнаддувными V-6 или V-8.

ТАКЖЕ СМОТРИТЕ: Более жесткие испытания на выбросы могут означать увеличение размеров двигателей, но почему? (октябрь 2016 г.)

Но потребители уже несколько лет жалуются, что они не достигают заявленной экономии топлива с этими двигателями, Давид Амодео, старший менеджер J. Д. Пауэр, рассказал Tribune .

Вероятно, это связано с тем, что меньшие двигатели должны работать больше, чем более крупные двигатели, чтобы генерировать сопоставимую мощность, сказал Амодео.

Турбокомпрессоры должны «раскручиваться», чтобы генерировать значительный наддув по требованию, требуя более высоких оборотов для обеспечения мощности, необходимой для более тяжелых водителей дроссельной заслонки, которые должны использовать для получения той же производительности, что и у традиционного двигателя.

2017 Форд Ф-150

Обычный рефрен в отношении вездесущих двигателей Ford EcoBoost звучал так: «У вас может быть Eco или вы можете иметь Boost, но вы не можете иметь оба одновременно.»

Consumer Reports также обнаружил, что двигатели с турбонаддувом не всегда могут соответствовать своим рейтингам EPA в реальных условиях вождения.

ПРОВЕРКА: Когда «эко» в EcoBoost настолько низкое, что применяются налоги на пожирателей бензина

В некоторых случаях эти двигатели на самом деле хуже, чем безнаддувные альтернативы, Джейк Фишер, директор журнала по автомобильным испытаниям, сказал Tribune .

Водители также могут не привыкнуть к тому, как двигатели с турбонаддувом используют свою мощность, отметил Фишер.

Ford Explorer 2016 — 2,3-литровый четырехцилиндровый двигатель EcoBoost

«Турбо-лаг», ощущение ожидания, когда турбонаддув создаст наддув, все еще проявляется в некоторых современных двигателях, хотя сейчас он гораздо менее распространен, чем в прошлом.

Тем не менее, автопроизводители, скорее всего, продолжат полагаться на двигатели с турбонаддувом меньшего размера для максимальной эффективности использования топлива.

Несмотря на то, что популярность гибридных и электрических силовых агрегатов возросла, многие автопроизводители по-прежнему не желают использовать их в массовом порядке, ссылаясь на затраты и ожидаемое отсутствие интереса потребителей.

Любое выплескивание скрытой неудовлетворенности потребителей на низком уровне реальными показателями в более масштабные жалобы, скорее всего, произойдет только в том случае, если в какой-то момент в будущем резко вырастут низкие текущие цены на бензин.

До тех пор дешевый газ в значительной степени маскирует этот разрыв — и может продолжать делать это еще какое-то время.

_______________________________________________

Подписывайтесь на GreenCarReports в Facebook и Twitter

Маленький двигатель, который мог

Когда-то экономичные четырехцилиндровые двигатели можно было найти только в самых скромных автомобилях.Сегодня их устанавливают даже на роскошные модели. Большая разница, конечно, заключается в том, что нынешние четырехколесные двигатели оснащены турбонаддувом, то есть в них принудительно подается больше воздуха, чем обычно, что позволяет им сжигать пропорционально больше топлива. В результате получается компактный силовой агрегат, который превосходит свой вес, но при этом расходует много миль на галлон, при этом выбрасывая меньше загрязняющих веществ.

Турбокомпрессор работает, отводя горячие выхлопные газы двигателя для вращения небольшой турбины, которая, в свою очередь, приводит в действие такой же небольшой воздушный компрессор, заключенный в такой же компактный корпус.Воздух, всасываемый турбонагнетателем, сжимается, поэтому в фиксированный объем каждого цилиндра может быть упаковано больше молекул кислорода. Для повышения производительности между компрессором и впускным коллектором иногда размещают промежуточный охладитель. Это снижает температуру сжатого воздуха и еще больше повышает его плотность.

Наполнение цилиндров большей массой воздуха позволяет добавлять и сжигать больше топлива, увеличивая вырабатываемую мощность. В целом, 1,8-литровый четырехцилиндровый бензиновый двигатель с турбонаддувом может обеспечить мощность 3-литрового шестицилиндрового двигателя без наддува.Точно так же турбированный V-6 может быть больше, чем обычный V-8.

Турбокомпрессоры не следует путать с нагнетателями, прославившимися 4,5-литровыми Blower Bentley 1920-х годов и военными самолетами времен Второй мировой войны. Хотя в целом они служат одной и той же цели — наполнить двигатель большим количеством воздуха, чтобы можно было сжечь больше топлива, — они работают по-разному. Нагнетатели лучше только в одном отношении: они не страдают от «турбо-задержки» (время, необходимое турбонагнетателю для набора скорости) по той простой причине, что у них нет турбины.Компрессор в нагнетателе приводится в действие непосредственно двигателем, а не «свободными» выхлопными газами. И в этом проблема: он лишает двигатель слишком большой мощности. С термодинамической точки зрения нагнетатели также далеко не так эффективны, как турбонагнетатели. Отсюда и предпочтение в наши дни последнему.

Тем не менее, турбокомпрессоры не совсем новые. General Motors установила его на Oldsmobile еще в 1962 году. BMW сделала турбоверсию своей классической модели 2002 года в начале 1970-х годов. Позже в том же десятилетии Saab 99 с турбонаддувом стал одним из самых быстрых семейных автомобилей.За ним последовали другие, в том числе, в первую очередь, Lotus Esprit с 1980 года. Практически все ранние автомобили с турбонаддувом использовали четырехцилиндровые двигатели.

Не только удельная мощность и компактность четырехцилиндровых двигателей с турбонаддувом делают их привлекательными для производителей двигателей. В целом, четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом потребляет примерно на 15% меньше топлива, чем более крупный безнаддувный шестицилиндровый двигатель сопоставимой мощности. Кроме того, со сжатым воздухом, поставляющим большое количество кислорода для поддержки горения, смесь в цилиндрах имеет тенденцию к более тщательному сгоранию.Результат — более чистый выхлоп.

Детройт начал более серьезно относиться к турбонаддуву в 2010 году, после того как федеральное правительство объявило, что цель CAFE (среднекорпоративная экономия топлива) будет составлять 35,5 миль на галлон США (6,63 литра на 100 км) к 2016 модельному году. Последние пять лет ушло на то, чтобы представить новые модели с турбонаддувом в выставочных залах. J.D. Power and Associates, исследовательская фирма из Вестлейк-Виллидж, штат Калифорния, ожидает, что 25% легковых автомобилей, проданных в Америке в 2015 году, будут оснащены турбонаддувом, по сравнению с 8% в 2010 году.

В Европе, где половина всех продаваемых автомобилей и легких грузовиков уже давно являются дизельными моделями, хорошо понимают преимущества турбонаддува. Поскольку дизели воспламеняют свое топливо, используя теплоту сжатия (а не свечи зажигания), для их работы требуется гораздо более высокая степень сжатия. Чтобы справиться с большими внутренними нагрузками, блок дизельного двигателя и головка блока цилиндров, а также все его возвратно-поступательные и вращающиеся части должны быть намного прочнее и, следовательно, тяжелее.

К сожалению, тяжелые вращающиеся массы не любят быстрого вращения.В результате дизели имеют тенденцию работать в более низком, более узком диапазоне оборотов двигателя. И поскольку они вращаются относительно медленно, у них возникают проблемы с всасыванием достаточного количества воздуха для заполнения цилиндров во время тактов впуска. Вот почему дизельные двигатели — будь то в грузовиках, поездах, кораблях и генераторах, а также в легковых автомобилях — уже давно используют турбокомпрессоры для преодоления присущей им одышки.

Современный бензиновый двигатель с турбонаддувом во многом обязан своему дизельному аналогу. Но есть существенные отличия, которые потребовали изменений в дизайне.Например, бензин более летуч, чем дизель, быстрее воспламеняется, горит сильнее и требует меньшего соотношения воздух/топливо. Ожидается также, что бензиновые двигатели будут работать в гораздо более широком диапазоне скоростей вращения коленчатого вала и гораздо быстрее реагировать на запросы водителя. Если турбо-задержка длится более нескольких секунд, транспортным средством может быть сложно управлять — сначала ничего не происходит, а затем внезапно появляется ускорение с глухим стуком.

Верно и обратное. Если турбонагнетатель не отключается достаточно быстро, когда водитель убирает ногу с педали акселератора и заставляет дроссельную заслонку перекрыть подачу воздуха к двигателю, волны давления могут вернуться обратно к турбонагнетателю и повредить упорный подшипник компрессора.Чтобы предотвратить это, между турбонагнетателем и впускным коллектором установлен «выпускной» клапан, который сбрасывает избыточный сжатый воздух в атмосферу.

Со стороны выхлопа «вестгейт» регулирует мощность турбонагнетателя, отводя часть горячих выхлопных газов двигателя в обход турбинного колеса. Это позволяет согласовать количество энергии, получаемой турбиной, с количеством энергии, которое необходимо компрессору, поэтому создается ровно столько наддува, сколько требуется. Из-за своего малоподвижного образа жизни дизели избегают многих из этих сложностей.

Было опробовано множество других трюков, чтобы сделать турбокомпрессоры более отзывчивыми. Очевидно, что чем меньше и легче вращающиеся части турбокомпрессора, тем быстрее он может реагировать на изменения положения дроссельной заслонки. К сожалению, у маленьких турбокомпрессоров быстро кончается затяжка. Большие производят все необходимое ускорение, но медленно раскручиваются. Появился ряд гибридных конструкций, которые сочетают в себе лучшее из обоих миров.

На сегодняшний день наиболее популярным типом является турбокомпрессор с двойной спиралью.Это работает как пара параллельно соединенных турбонагнетателей, по одному на каждый из двух отдельных выпускных коллекторов. Однако проблема с использованием двойного турбонаддува заключается в том, что, хотя они и уменьшают турбо-задержку, они непропорционально увеличивают стоимость и сложность. Конструкция с двойной спиралью решает эту проблему за счет наличия двух впускных отверстий для отработавших газов и двух сопел, питающих один турбонагнетатель. Одно сопло впрыскивает выхлопные газы под более широким углом к ​​лопастям турбины для быстрого реагирования, а другое впрыскивает выхлопные газы под меньшим углом для максимальной производительности.

Наличие двух отдельных выпускных коллекторов на четырехцилиндровом двигателе, конечно же, увеличивает стоимость. Но при соединении цилиндров таким образом, чтобы их рабочие такты не мешали друг другу, два потока выхлопных газов могут быть впрыснуты в отдельные спирали (спирали) в турбонагнетателе, заставляя его вращаться более плавно. Помимо повышения эффективности турбины, это также помогает улучшить удаление сгоревших газов из цилиндров, снизить температуру выхлопных газов (и, следовательно, выбросы оксидов азота) и еще больше уменьшить турбояму.

Что еще можно желать? Ваш корреспондент давно мечтает обновить турбокомпрессор, установленный на одном из его старых автомобилей. Из двух автомобилей «Много проблем, обычно серьезных», сложенных в его гараже, он построил старую (без наддува) еще в 1972 году, а младшую (с турбонаддувом) выпустили с завода в 1988 году.

Garrett T3 турбокомпрессор, установленный на 2,2-литровом четырехцилиндровом двигателе последнего, четверть века назад был самым современным.Сегодня это анахронизм, производящий скромные 215 л.с. (160 киловатт) на динамометре — ничтожные 170 л.с. на тонну веса автомобиля. В настоящее время даже малолитражки, такие как Mini Cooper, работают на такой территории. К сожалению, у Lots of Trouble No 2 довольно нежная коробка передач Citroen. И теперь, как узнает ваш корреспондент, его устаревшая система впрыска Bosch не способна обеспечить количество топлива, достаточное для удовлетворения потребностей современного турбокомпрессора.

У него в голове мелькнула праздная мысль о том, чтобы вместо этого добавить турбокомпрессор в Lots Of Trouble No 1.В середине жизни 43-летний ЛОТ-1 был полностью перестроен — с более жесткой рамой, более мощными двигателем и раздаточной коробкой, а также современной системой впрыска топлива и программируемым блоком управления двигателем. При весе менее 1650 фунтов этот крошечный автомобиль со средним расположением двигателя развивает мощность около 280 л.с. на тонну. С турбонаддувом это может легко поднять его до более чем 350 л.с. на тонну. Единственная проблема заключается в том, что ваш корреспондент может слишком нервничать, чтобы вести его. Ну, вернемся к мечтам и чертежной доске…

Проблема с турбинами: Почему экономия топлива может быть хуже, а не лучше

Если вы когда-нибудь замечали, что ваш автомобиль сжигает больше бензина, чем предполагает официальный рейтинг, вы не одиноки. Особенно, если вы ездите на машине с турбонаддувом.

Турбокомпрессоры — новые любимцы автомобильной техники. Стремясь добиться повышения эффективности использования топлива в соответствии с требованиями правительства, конструкторы автомобилей все чаще обращаются к малолитражным двигателям с турбонаддувом. Почти все так делают.Ford предлагает свой пикап F-150 с турбированным V-6 вместо традиционного V-8. Компания Porsche только что уменьшила объем двигателя своего культового спортивного автомобиля 911 с 3,8 литров до 3,0, но сделала его более мощным, добавив пару турбонагнетателей.

Теоретически, эти новые силовые установки предлагают лучшее из обоих миров, обеспечивая по меньшей мере такую ​​же мощность, как и более крупный двигатель, но с меньшим расходом топлива. По крайней мере, это теория. Реальный мир — другое дело. Давайте посмотрим на недавний пример.

Когда я взял Ford Focus One-Litre Ecoboost для расширенного тест-драйва, я с нетерпением ждал впечатляющих показателей экономии топлива.На бумаге маленький Focus выглядит настоящим претендентом на эффективность: у него шестиступенчатая коробка передач, технология «старт-стоп» и однолитровый трехцилиндровый двигатель с непосредственным впрыском топлива, масляным насосом переменного давления и турбокомпрессор.

EPA оценивает однолитровый Ecoboost Focus в городе США на 30 миль на галлон (7,8 л/100 км) и 42 на шоссе (5,6 л/100 км). Это очень хорошие цифры. Но мои результаты не приблизились.

В городе однолитровый Ecoboost обычно сжигал от 11 до 12.5 л/100 км – ненамного лучше, чем у 2,5-литрового полноприводного Subaru Outback, который я тестировал прошлой зимой. На трассе расход Ecoboost упал до 8 л/100 км или около того, что не так уж и страшно, но и не о чем особо писать. Для трехцилиндрового однолитрового автомобиля, специально разработанного для максимальной топливной экономичности, это были удручающие результаты.

На самом деле я не был удивлен. Как я узнал за годы испытаний, автомобили с турбонаддувом часто показывают гораздо худшую экономию топлива, чем можно было бы ожидать по их официальным рейтингам.Мои выводы совпадают с выводами других тестировщиков.

Consumer Reports, например, пришел к выводу, что двигатели меньшего размера с турбонаддувом обычно имеют меньший пробег, чем более крупные двигатели без турбонагнетателей. В своих тестах Ecoboost Ford Fusion с четырехцилиндровыми двигателями с турбонаддувом сжигал больше топлива, чем их более крупные безнаддувные аналоги.

Когда компания CR протестировала 2,0-литровый Ecoboost Ford Escape с турбонаддувом в сравнении с Toyota RAV4 с 3,5-литровым V-6 без турбонаддува, расход топлива обоих автомобилей составил 22 мили на галлон.С. Но в тесте на ускорение с нуля до 100 км/ч Ford был на 1,5 секунды медленнее.

Green Car Reports также провел серию тестов, чтобы определить, действительно ли меньшие двигатели с турбонаддувом являются лучшим способом добиться хорошего расхода бензина. Их вывод: «…. с последним поколением небольших двигателей с турбонаддувом, заменяющих более крупные варианты, реальное улучшение расхода бензина и близко не соответствует бумажному преимуществу в официальной экономике».

Реальные результаты, которые водители получают на автомобилях с турбонаддувом, кажется, бросают вызов инженерной теории.Концепция турбонаддува логична: используя выхлопные газы для вращения турбины, которая сжимает свежий воздух, поступающий в двигатель, вы возвращаете тепловую энергию, которая иначе была бы потеряна в выхлопной трубе.

При аккуратном управлении турбокомпрессоры действительно обеспечивают повышение эффективности. Но эта эффективность может быстро исчезнуть, если вы не будете водить машину дисциплинированно. Двигатель с турбонаддувом превращается в пожирателя топлива при резком ускорении, потому что большой объем воздуха, нагнетаемого в цилиндры, должен соответствовать большему объему топлива.

Объяснение аномально высокого расхода топлива двигателем с турбонаддувом при высокой нагрузке приводит нас к некоторым интересным областям техники. Чтобы работать должным образом (и не разрушаться), двигатель должен смешивать воздух и топливо в точном соотношении. Идеальное соотношение воздух/топливо составляет около 14,7 частей воздуха на одну часть топлива. Это известно как «стехиометрическое» соотношение, которое обеспечивает химически полное сгорание. Если вы вводите больше топлива, чем необходимо, вы создаете «богатую» смесь, и часть топлива проходит через двигатель несгоревшим, расходуя газ и создавая дополнительное загрязнение.Бедная смесь, с другой стороны, экономит топливо, но заставляет двигатель работать горячее.

Турбокомпрессор меняет картину. Поскольку он сжимает поступающий воздух, система впрыска топлива автоматически добавляет больше топлива, чтобы поддерживать правильное соотношение смеси. И тут начинаются проблемы. По мере того, как давление в камерах сгорания повышается, вы подвергаетесь риску преждевременного зажигания (широко известного как «детонация») — это происходит, когда сырье воспламеняется до того, как загорится свеча зажигания.

Стук разрушительен (представьте, что внутри вашего двигателя взрываются миллионы крошечных гранат), но его легко предотвратить с помощью компьютеризированных систем управления двигателем, которые в режиме реального времени контролируют расход топлива и работу цилиндров.Если ваш двигатель вот-вот заглохнет, у компьютеров есть моментальное решение: они впрыскивают в цилиндры дополнительное топливо, чтобы охладить двигатель. Как вы можете себе представить, это вредит экономии топлива. Но это поможет вашему двигателю продлиться.

При использовании турбонагнетателя резкое ускорение приводит к чрезвычайно высокому давлению в цилиндрах. В ответ топливная система выстреливает в избытке лишнего топлива, и на этом расходуется ваша экономия топлива.

Чтобы избежать резких скачков расхода топлива в автомобиле с турбонаддувом, требуются приемы, основанные на здравом смысле, которые работают в любом автомобиле, но с турбонаддувом имеют большее значение, чем когда-либо.Главное — избегать больших отверстий дроссельной заслонки. Аккуратно ускоряйтесь и не двигайтесь на большой скорости. Сделайте свой автомобиль максимально легким, вынув ненужный багаж, и максимально уменьшите аэродинамическое сопротивление — держите окна закрытыми и не используйте багажник на крыше, если он вам не нужен.

Турбокомпрессор — это гениальное инженерное решение. Это может сделать маленький двигатель похожим на большой, а большие двигатели превратить в монстров производительности.