Что значит атмосферный двигатель: особенности и характеристики

При изобретении первых автомобильных движков были созданы силовые агрегаты атмосфеного типа. Атмосферные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, использующие воздух из атмосферы для образования топливовоздушной смеси.

Давление воздушного потока, подаваемого на движок, равняется одной атмосфере, по этой причине такие силовые агрегаты получили название атмосферные. Топливная смесь для атмосферного мотора состоит из одной части бензина и четырнадцати частей воздуха.

Многие автовладельцы часто задаются вопросом, что значит атмосферный двигатель. Название возникло благодаря давлению затягиваемого воздуха, соответствующего окружающей среде. Воздух необходим для участия в сжигании топливных смесей в камерах сгорания силовых агрегатов. Поршни затягивают воздушные массы через инжектор в карбюратор, где происходит равномерное смешивание их совпрыскиваемым бензином или дизельным топливом.

Затягивающая способность мотора находится в прямой зависимости от количества оборотов двигателя. Атмосферный двигатель отличается отсутствием специальных устройств в виде компрессоров либо турбин, применяемых для дополнительного принудительного нагнетания воздуха под давлением.

Описание преимуществ силовых агрегатов атмосферного типа

Атмосферные моторы обладают следующими положительными качествами:

1. Высокий ресурс пробега.
2. Надежность силового агрегата.
3. Простота в использовании.
4. Ремонтопригодность.

При эксплуатации двигателей атмосферного типа как бензиновых, так и дизелей, наблюдается большая длительность. Размер пробега достигает нескольких сотен тысяч километров. История располагает случаями, когда моторам удавалось выдерживать пробеги более 500 тысяч км, не подвергаясь капитальному ремонту. Некоторые движки продолжают исправно работать даже при сгнивших «родных» кузовах.

Простота конструкции и доступность ремонта атмосферных движков позволяют понизить требования к характеристикам качества бензина, дизельного топлива, моторных масел.

Такие силовые агрегаты способны хорошо работать длительное время на топливе низкого качества.

Даже если атмосферник выходит из строя по причине частого использования некачественного бензина, то на его восстановление уйдет намного меньше времени и материальных средств, чем на ремонт турбинованного собрата.

Слабые стороны атмосферников

Силовые агрегаты атмосферного типа имеют некоторые недостатки:

1. Большой вес мотора.
2. Низкая динамика.
3. Мощность ниже, чем у аналогов, оборудованных турбонаддувом.
4. Шумная работа мотора.
5. Отсутствие способности развивать заданную мощность при эксплуатации в горах, где наблюдается разжижение воздуха.

При эксплуатации моторов имеет место разброс оборотов, что значительно влияет на способность движка всасывать воздушные массы в необходимом количестве. Особенно этот недостаток ощутим при работе на малых оборотах, когда низкая частота каждого поршня не обеспечивает достаточное количествовоздуха в определенное время.

На высоких оборотах подача воздуха встречает сопротивление, вызванное недостаточным размером пропускного сечения воздуховода и воздушного фильтра.

Несмотря на перечисленные недостатки, атмосферники имеют большую популярность среди автомобилестроительных компаний и покупателей благодаря предсказуемости, надежности, простоте и ремонтопригодности силовых агрегатов данного вида.

Особенности турбированных автомобильных двигателей

Перед автовладельцами часто возникает выбор, какую машину приобрести, каким движком она должна быть оборудована, атмосферным либо с турбонаддувом.

Работа турбины, расположенной на силовом агрегате, состоит в увеличении давления воздуха,поступающего в цилиндры, позволяет закачивать увеличенные объемы воздуха для обогащения кислородом топливных смесей.

Увеличение объема воздушных масс способствует увеличению мощности мотора в сравнении с атмосферником почти на 10% при сохранении рабочего объема силового агрегата.

Повышенная мощность позволяет увеличить крутящий момент, тем самым улучшая динамику автомобиля.

К преимуществам двигателей, оборудованных турбинами, относится наиболее полное сжигание топлива, создание меньшего шума, что существенно улучшает их экологичность по сравнению с атмосферными моторами.

Преимущества турбированных движков:

• увеличение мощности мотора;
• улучшение динамики автомобиля;
• экологическая безопасность.

Несмотря на очевидные достоинства, двигатели, оснащенные турбонаддувом, имеют и некоторые минусы:

• сложности, возникающие при эксплуатации;
• усиление расхода топлива;
• повышенные требования к качеству бензина, дизельного топлива;
• необходимость использования специальных моторных масел;
• более частые отказы масляного фильтра из-за работы при высокой температуре;
• повышенные требования к маслам и чистоте масляных фильтров;
• ускоренный износ воздушных фильтров.

Только после ознакомления с основными плюсами и минусами атмосферных моторов и движков с турбонаддувом, можно прийти к правильному выбору при покупке нового авто.

Примеры моделей автомобилей, обладающих наиболее мощными атмосферными моторами

Современный автомобильный рынок располагает образцами известных автопроизводителей, оборудованных двигателями без использования принудительного наддува.

Самый мощный атмосферный двигатель имеет автомобиль марки MercedesC 63 FMGCoupeEdition 507, на нем установлен бензиновый атмосферник силой 507 лошадиных сил.

Автомобиль Chevrolet Corvette C7 Stingray, оборудованный бензиновым атмосферным движком, имеет лучшие характеристики.

Сильный внедорожник Jeep Grand Cherokee SRT укомплектован бензиновым двигателем атмосферного вида, обладает высокой мощностью и хорошей динамикой.

Не хуже показывают себя такие модели: Audi RS5, AudiRS4 Avant, Chevrolet Camaro, Mercedes SLK 55 AMG, Porsche Cayenne GTS, Infiniti QX 70, Lexus LS 460, имеющие мощные .

Большой популярностью также пользуются автомобили: Mercedes-Benz OM 602, OM 612, OM 647, BMW M 57, укомплектованные надежными прочными дизельными атмосферниками простой конструкции.

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

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.

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.

Хочу получать самые интересные статьи

Toyota откажется от двигателей V8 в течение трех лет — Авторевю

Фото: компания Toyota

По информации американского издания The Drive, Toyota готовится к прекращению производства восьмицилиндровых двигателей. Сейчас в гамме есть бензиновые атмосферники V8 семейства UR, которые устанавливают на автомобили Toyota Land Cruiser 200, Sequoia, Tundra и Century, а также модели Lexus GX 460, LX 570, RC F, GS F и LC 500. В течение трех лет почти все эти модели перейдут на разные модификации турбомотора V6 3.4: этот агрегат дебютировал еще три года назад, но пока применяется только на седанах Lexus LS 500. Такой двигатель точно достанется внедорожникам и пикапам следующих поколений, у легковых моделей Century и LC 500 он появится после плановой модернизации, а вот «заряженные» Лексусы RC F и GS F, скорее всего, уйдут в историю.

Toyota выпускает бензиновые «восьмерки» на двух заводах. Первым от них откажется американское предприятие в штате Алабама — ориентировочно через год—полтора. Здесь будет сделан запас двигателей на период переоснащения производства, после чего на конвейер встанет турбомотор V6. А уже следом будет остановлено производство на японском заводе Tahara, который также закроют на модернизацию.

Интересно, что Toyota так и не решилась на производство двигателей V8 с наддувом. Версия мотора V8 5.7 с приводным нагнетателем хоть и разработана подразделением Toyota Racing Development, но серийно такие агрегаты не выпускали: только в виде наборов для переделки атмосферников. Кстати, Toyota была единственным японским автопроизводителем который делал двигатели V10 (для купе Lexus LFA) и V12 (для седанов Toyota Century прошлого поколения), но эти направления уже давно закрыты.

Кроме того, Toyota выпускает в Японии турбодизели V8 серии VD для внедорожников Land Cruiser 70 и Land Cruiser 200. Информации об их судьбе пока нет, но велика вероятность, что они тоже уйдут в отставку.

плюсы и минусы двигателей GDI, что это такое

Gasoline Direct Injection, или же более распространенная аббревиатура GDI, скрывает под собой инжекторную систему подачи топлива для бензиновых двигателей с непосредственным (прямым) впрыском топлива. Конструкция устройств у разных производителей идет под разными аббревиатурами. Mitsubishi (а также KIA и Hyndai) дали название GDI, Volkswagen – FSI, Ford – Ecoboost, Toyota – 4D, Mercedes, BMW и некоторые другие скрывают понятие «непосредственный впрыск» в индексе двигателя. При таких системах подачи топливные форсунки вставлены в головку блока цилиндров, и распыление происходит сразу в каждую камеру сгорания, минуя впускной коллектор и впускные клапана. Топливо подается под большим давлением в цилиндр, чему способствует топливный насос высокого давления (ТНВД).

Отличия и особенности работы двигателей GDI прямого впрыска топлива

По факту мы имеем некий симбиоз дизельного и бензинового двигателей в одном. От дизеля GDI унаследовал систему впрыска и ТНВД, от бензина – сам тип топлива и свечи зажигания. Родоначальником моторов GDI стала компания Mitsubishi, когда в 1995 году был представлен Mitsubishi Galant 1.8 GDI. Сегодняшний двигатель с непосредственным впрыском. Это сложная система механизмов и электронных блоков по характеру и звукам в работе, напоминающим дизель.

Двигатель с непосредственным впрыском топлива явился миру гораздо раньше. В 1950-х годах такие моторы использовал Daimler-Benz на своих гоночных машинах, позже в гражданских, а в авиации они присутствовали еще в начале 1940-х годов.

Различия (разновидности) двигателей GDI. Марки автомобилей, где используется GDI

Предпосылки создания и массового перехода большинства ведущих автопроизводителей на системы впрыска, аналогичных GDI, были достаточно предсказуемы. Экологические нормы, требующие усовершенствования систем выхлопа отработанных газов, а также глобальная задача по созданию экономичных двигателей.

В двигателях GDI реализованы несколько типов смесеобразования топливовоздушной смеси. Это позволило выполнить задачи по экономии топлива, более полному сгоранию смеси и дополнительно увеличить мощность.  В совокупности такой двигатель получился благодаря доработанной системе прямого впрыска, где немалую роль играет электронная начинка.  Блок управления через датчики, раскиданные по системе, оперативно реагирует на малейшие изменения поведения автомобиля и подстраивает работу топливной системы под необходимые требования водителя. 

Преимущества (плюсы) двигателей GDI

• Особенностью двигателей с непосредственным впрыском является возможность работы в нескольких видах смесеобразования. Это является неоспоримым плюсом, так как многообразие в данном виде процедуры дает максимальную эффективность использования топлива. При исправно работающей системе непосредственного впрыска мы получим экономию топлива за счет режима работы на сверхобедненной смеси, причем без потери мощности.
• В двигателях GDI присутствует увеличенная степень сжатия топливовоздушной смеси. Это помогает избежать калильного зажигания и детонации, и таким образом, увеличивается ресурс.
• Также к положительным моментам двигателя с непосредственным впрыском GDI нужно отнести существенное снижение выброса в атмосферу углекислого газа и других вредных веществ. Это достигается за счет многослойного смесеобразования, которое обеспечивает более полное сгорание смеси, что дополнительно влияет на мощность двигателя.

Система GDI в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:

• послойное;
• стехиометрическое гомогенное;
• гомогенное.

Такое многообразие делает работу двигателя экономичной, обеспечивает лучшее качество образования смеси, ее полное сгорание, увеличение мощности, уменьшение вредных выбросов. 

Недостатки (минусы) двигателей GDI

Описание двигателей GDI было бы не полным без упоминания отрицательных моментов ах эксплуатации.

• Главный минус связан со сложностями системы впуска и подачи топлива. В таком варианте впрыска, двигатель GDI становится крайне чувствительным к качеству используемого топлива. В итоге проблема закоксовывания форсунок становится актуальной для водителя. Она вызовет потерю мощности и увеличение расхода топлива.
• Также в минусы можно отнести сложность обслуживания и стоимость ремонта, замены деталей и агрегатов топливной системы, поэтому важным моментом является контроль за состоянием топливной системы автомобиля.
• Дополнительно, двигатели GDI и другие с непосредственным впрыском топлива, выбрасывают большее количество сажевых частиц, чем устройства с впрыском MPI (распределенным, в коллектор), что вынуждает ставить сажевые фильтры в последних поколениях моторов.
• Также, двигатели GDI склонны к нагарообразованию во впускном коллекторе и на клапанах при пробеге более 100 тысяч километров, что вынуждает владельцев обращаться в сервис для очистки.

В обслуживании двигатель GDI дороже, но рабочие характеристики перекрывают этот минус. Тем более, есть средства, помогающие повысить ресурс капризных деталей и узлов.

Профилактика неисправностей моторов GDI

Профилактика – простое решение для владельца автомобиля с системой непосредственного впрыска двигателя GDI или аналогичными системами. Как мы уже писали выше, качество топлива будет играть основную роль. Понятно, что без лабораторных исследований судить о качестве этой составляющей невозможно, поэтому в качестве профилактических мер и защиты топливной системы от возникающих проблем могут помочь топливные присадки.

Компания Liqui Moly – один из мировых лидеров в производстве автохимии рекомендует для поддержания необходимого уровня смазывающих и очищающих присадок в используемом топливе применять Langzeit Injection Reiniger, артикул 7568. Постоянное применение присадки значительно снизит риск возникновения поломок связанных с топливом. Пакеты присадок, поднимающие смазывающие свойства топлива, надежно защитят топливную аппаратуру от скорого износа.

Для лечения и профилактики загрязнений форсунок также есть надежное средство, артикул 7554 очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger. Заменяет стендовую очистку форсунок, работает по нагару, смолам. Немаловажный момент, что топливные присадки Liqui Moly начинают работать в системе при повышении температуры, то есть именно там, где чаще всего нужна очистка, а в баке происходит только смешивание с топливом.

Стоит ли покупать автомобили с двигателями GDI

При должном подходе и своевременном обслуживании владелец автомобиля с системой GDI получает комфортный в управлении автомобиль с высокой тягой, мощностью и хорошей экономией топлива. И как показывают продажи таких автомобилей, на дорогах встречаться они будут чаще.

Итог

Двигатели GDI были одними из первопроходцев систем непосредственного впрыска топлива. Обладая очевидными преимуществами, такие моторы требуют специального профилактического ухода. В первую очередь, это уход за форсунками. Наиболее простым способом является использование присадок в топливную систему. Производя профилактический уход за топливной системой автомобилей с двигателями GDI, автовладелец может продлить его ресурс и наслаждаться повышенной мощностью и динамикой.

Автопроизводители не стоят на месте, развитие и усовершенствование двигателей с системами непосредственного впрыска продолжается. Уже представлены автомобили с моторами T-GDI, но это уже другой рассказ.

Subaru.Слабые места субаровских моторов

«Subaru рулит, остальное – отстой». Так, по крайней мере, утверждает немало владельцев автомобилей Fuji Heavy Industries. Это дает право и нам пройтись по основам репутации знаменитой марки… Поэтому всем, кто не хочет читать критические замечания в адрес Subaru, рекомендуется перейти к следующей статье.

«Моторы Subaru – это шедевр»
Вполне возможно, если вспомнить происхождение самого понятия «шедевр» – образцовое изделие. Но образцы могут быть различными – высокого качества и ненадежности, практичности и глупости… Увы, субаровские моторы вписываются в самые разные категории.

«Субаровский оппозит очень компактен»
Если присмотреться внимательнее, окажется, что субаровский двигатель не «компактный», а просто относительно плоский и симметричный – он равномерно «размазан» по моторному отсеку. По закону сохранения вещества 4-цилиндровый ДВС определенного рабочего объема не может быть меньше определенных габаритов. Мотор-плита в самом деле короткая (полублоки по два цилиндра, стоящих с некоторым уступом) и плоская (толщина обычного двигателя с коллекторами плюс поддон), но зато очень широкая (вместо картера с поддоном у рядного, здесь еще один полублок и головка). Так что, если положить рядом два однообъемника, рядный и оппозитный – еще неизвестно, какой из них окажется «компактнее».

«Моторы Subaru используются в авиации»
И как это свидетельствует об исключительных качествах субаровских движков? В легкомоторной авиации весьма распространены также двигатели BMW и VW, но почему-то поклонники германских машин не используют этот аргумент в спорах о достоинствах своих железных коней. «Авиационые» плюсы субару состоят в компоновке, неплохой весовой отдаче и… цене б/у агрегата. Когда на качественный специализированный мотор не хватает денег, то сгодится что угодно. Но достаточно поставить рядом какой-нибудь Lycoming, без громоздкого жидкостного охлаждения, без обязательного для автомобильного движка редуктора, способный выдавать близкую к максималу мощность в течение несравнимо более длительного времени, с гораздо большим межремонтым ресурсом и при этом конструктивно простой… Тогда становится понятно, что гордиться применимостью автомобильных движков в авиации особого смысла нет – каждый должен заниматься своим делом.

«Оппозит абсолютно уравновешен»
Полностью уравновешены только моторы компоновки R6, B6, R8, V12… Оппозитная четверка B4 в этот список, увы, не попадает. Некоторое преимущество по вибронагруженности B4 имеет, но радикальной разницы с обычной рядной четверкой здесь нет – у одной присутствуют неуравновешенные силы инерции второго порядка, но отсутствует свободный момент от них, у другой есть момент, но сами силы уравновешены…

«Идеальная развесовка по осям»
На самом деле речь в рекламе идет всего лишь о симметрии относительно продольной оси. А если говорить о передних и задних колесах, то сам по себе оппозитный двигатель и продольно установленная коробка никакой симметричной развесовки не создают (и уж во всяком случае, такая развесовка не «симметричнее», чем при классической заднеприводной компоновке), просто на задние колеса приходится немного большая доля нагрузки. Но вылезают и свои недостатки… Продольно установленный двигатель на автомобиле с исходно-передним приводом обязан целиком находится в переднем свесе. Именно поэтому «нос» Subaru порой не уступает Audi с аналогичной компоновкой (но при этом имеющей традиционный рядный мотор).

Плюс к тому излишне усложняется конструкция коробки передач – схема потоков мощности с «матрешкой» из трех концентрических валов и ее железное воплощение представляют собой любопытное зрелище. А то, что гипоидная передача находbтся в общем картере с КПП, заставляет купать синхронизаторы в трансмисссионном масле класса GL-5.

Можно было бы поверить в сверхнадежность механических коробок Subaru, не пользуйся у нас устойчивым спросом эти «контрактные» и просто б/у агрегаты. Не каждый экземпляр переживает без ремонта два комплекта сцепления… и это при нормальных двигателях. Как известно, «капля никотина убивает лошадь, а хомячка разрывает на куски» – нетрудно догадаться, насколько меньше служит практически неусиленная трансмиссия, получая от турбомотора пинок в 350 Нм против 200, 280 сил против 100-150.

«…и обладают низким центром тяжести, что обеспечивает потрясающую устойчивость и управляемость на высоких скоростях»

Это обычный субаровский рекламный рефрен, служащий единственным оправданием столь нетрадиционной ориентации. Да, на раллийной или гоночной трассе это был бы явный плюс. Но как помогает низкий центр тяжести при ежедневной езде по забитому пробками городу? При тряске по выбоинам, люкам и лежачим полицейским? При ковылянии по разбитой дачной грунтовке? Нужен ли весь этот оппозитный огород гражданского автомобиля?

Для скоростных упражнений значительно бОльшую роль играют дорожное покрытие, состояние шин и общая исправность подвески. К сожалению похвастаться качеством покрытия и предсказуемостью его состояния у нас трудно по объективным причинам. А два других фактора полностью зависят от владельца. И тут происходят странные вещи – если обладатель новой Subaru из салона еще старается поддерживать ее исправное состояние в комплексе, то хозяин какого-нибудь праворульного аппарата часто начинает экономить – и на резине («а-а, полный привод – значит шипы и зимняя резина не нужны, хватит б/у японской»), и на подвеске («это ж Subaru, у нее ходовка всегда супер и без ремонтов»).

Ну и главное. Если знаменитый «низкий центр тяжести» Subaru придает смещение 100-150 кг силового агрегата вниз аж на 10 сантиметров (при общей массе в полторы тонны), то у любого аналогичного авто с традиционным двигателем и клиренсом меньше всего на 1 сантиметр, центр тяжести будет расположен еще ниже! А, как известно, Subaru в своих классах отличаются именно ощутимо большим клиренсом. Поэтому все рассуждения про центр тяжести – не более чем рекламный трюк FHI, рассчитанный на малограмотных покупателей.

Пройдемся теперь по слабым местам субаровских моторов.

Геометрия цилиндров подвержена любопытной особенности, когда сетка хона в порядке, а цилиндр уже превращается в эллипс. Впрочем, алюминиевые блоки цилиндров с чугунными гильзами, имеющие разные коэффициенты расширения, да еще при открытой рубашке охлаждения никогда не были идеальным решением.

Расход масла подкашивает двигатели независимо от возраста – в одной очереди к доктору стоят пожилые авто из первой волны иномарок и еще пахнущие свежим пластиком выходцы из автосалонов. Здесь способствует угару само горизонтальное положение цилиндров, при случае турбина не отказывается от своей доли закуски, ну и, разумеется, стандартная болезнь залегания колец (а для новых EJ205 это даже не болезнь, а некая составляющая техобслуживания). И попробуйте однозначно замерить на отдельно взятой незнакомой Subaru уровень моторного масла. Получилось? А что с обратной стороны щупа? А если авто откатить на три метра в сторону? Да, это – Subaru!

Ну а что не сгорело, то убежало: течи сальников и «потение» крышек – родовая особенность оппозитных движков.
Датчик массового расхода воздуха покрывается грязью или выходит из строя на автомобилях любых производителей. Увы, старые добрые MAP-сенсоры остались в прошлом.

Унификация. Непонятно, зачем фирме, имевшей всего четыре основные массовые модели, плодить такое количество версий, едва ли не ежегодно их обновляя. Например, кто сколько вспомнит движков, устанавливавшихся на Impreza? Три-четыре-пять? На самом деле их было уже девять, в сорока с лишним модификациях. «А ну-ка почини»…

Ремень ГРМ расположен на оппозите удобно, однако «близок локоть, да не укусишь» – многовато шкивов и роликов он обегает. Если вариант SOHC при минимуме навесного оборудования проблем не представляет, то промахнуться на зуб-другой при установке ремня на движке DOHC вполне реально, тем более на свежем моторе с AVCS (системой изменения фаз). Все бы ничего, но клапана… При обрыве ремня ГРМ они встречаются с поршнем (или друг с другом) и гнутся практически на всех моторах.

Шейки коленвала. Нетрудно догадаться, что 4-цилиндровый оппозит органически предполагал три опоры коленвала, но то было во времена прошлые… Дабы повысить жесткость и немного снизить нагрузки, субаровцы увеличили количество опор до пяти, но, как и в старой притче про десять шапок из одной шкурки, чудес не случилось. Шейки здесь все равно узкие, поэтому удельная нагрузка и износ больше, чем на рядных четверках, да и чрезмерно затруднился ремонт – на каком угодно оборудовании их теперь не перешлифуешь.

Гидрокомпенсаторы ранее (примерно до середины 90-х) пользовались у Subaru большим почетом, однако потом здравый смысл возобладал. Так что удовольствие прокачивать в миске с керосином полтора десятка «грибочков» доступно теперь не всем…

Вентиляция картера. Сложно припомнить двигатели, где ее засорение столь же «быстро и эффективно» приводило на сервис. Если обычный мотор хотя бы попытается пыхтеть, плеваться маслом в воздушный фильтр, выбивать щуп – то субаровский оппозит с мрачным самурайским упорством сразу же приступит к выдавливанию сальников…

Сборка распотрошенного оппозита представляет собой эпическую картину. Правильно зажать коленвал между полублоками – это вам не крышечки коленвала притянуть. Ну а совместить отверстие в поршне, отверстие в шатуне и специальную дырку в блоке, засадить туда поршневой палец и «отполировать» все стопорным кольцом – это же песня (для шестицилиндрового оппозита EZ30 – поэма)! Ладно, будь это гоночный монстр в триста-пятьсот сил – ему подобные изощрения можно простить. Но когда тех же трудов требует стосильная жужжалка какой-нибудь «овощной» импрезы – вменяемость японских инженеров оказывается под большим вопросом.

Можно и не напоминать про то, что для мало-мальски серьезной работы по механике движок надо снимать с автомобиля (а мотор DOHC – в обязательном порядке). Аргумент о легкости съема субаровского двигателя по сравнению с каким бы то ни было рядником справедлив – но вот только в большинстве случаев этот рядник вообще не пришлось бы демонтировать.

Радиаторы массово текут у любых азиатских автопроизводителей. Есть ощущение, что пластиковые бачки радиаторов для японских и корейских машин гонят одни и те же бракоделы, с одними и теми же нарушениями техпроцесса или конструкции. Но… Если у Toyota вероятность выхода из строя радиаторов различна (например, с моторами серии S, к сожалению, это происходит чаще, чем с серией A на одних и тех же моделях), то вся немногочисленная гамма автомобилей Subaru орошает землю антифризом равномерно.

Вот за что нельзя не похвалить классические субаровские двигатели SOHC – так это за доступность впускного тракта и топливной системы. А топливный фильтр? Не тойотовский, с вечно закисшими гайками и спрятанный глубоко в недрах моторного отсека, а легкодоступный, на шлангах и хомутиках.

«Двигатель – миллионник»
Фантастический ресурс субаровских моторов не более чем красивая легенда. К тому же они бывают весьма и весьма разными…

«Нормальные»
Двигатели малых объемов (EJ15#, EJ16#, EJ18#) не «миллионники», хотя вполне работоспособны и надежны – приличные моторы для автомобилей C-класса. С точки зрения производителя, унификация с большими братьями понятна, вот только… Ну, зачем нормальному человеку скромный мотор столь дикой компоновки? Даже к полутора литрам прилагаются две головки блока и «особенности» обслуживания оппозитов.

«Оптимальные»
Лучшие субаровские двигатели – это двухлитровые SOHC (EJ20E, EJ20J, EJ201, EJ202..). Здесь некоторая проблемность хотя бы компенсируется отдачей, а ресурс и мощность находятся в разумном балансе – по надежности они не уступают рядным тойотовским четверкам того же объема. Рассчитаны под 92-й бензин, аппетит имеют умеренный, и хотя доставят немало «приятных» минут при ремонте, в обслуживании весьма просты. На отрезке 200-250 тысяч пробега требуют стандартной переборки с заменой колец (без расточки), после чего получают на какое-то время «вторую жизнь».

«Средние»
Двухлитровые атмосферные двигатели DOHC EJ20D, EJ204… – фактически последние моторы, имеющие реальный запас прочности, но четыре распредвала на четыре цилиндра – это уже перебор. Дело с обслуживанием становится непростым: поменять свечи – уже проблема, при установке ремня ГРМ – вероятность ошибки больше в несколько раз, все работы по механической части – только после съема двигателя, бензин – 95-й…

«Хлам»
В первую очередь – это турбомоторы. Хотя почему же хлам? Задачу свою они выполняют – выложиться с максимальным напряжением и… «исчерпаться». Если эксплуатация типа «починил – погонял – в ремонт» выбирается осознанно, то вопросов нет. Но для «гражданской», а тем более повседневной машины они не годятся, поэтому наивны надежды получить одновременно и мощный, и живучий мотор. Про отменный бензиновый аппетит говорить излишне – все многочисленные лошадки хотят покушать.

EJ20G, EJ205 – базовые турбодвижки с ресурсом в 100-150 тысяч. Вот только «оживление переборкой», подобное хотя бы атмосферным субаровским моторам, не всегда получается. Обычно турбы заканчивают свои дни списанием – после обрыва шатуна, разрушения поршней, аварийного износа…

EJ20K, EJ206, EJ207, EJ208 – турбомонстры… и нежильцы, для которых 100 тысяч будут великолепным результатом. Часто эти автомобили убиваются уже первым владельцем – разумеется, что японский отморозок платил за свою бешеную табуретку двадцать-тридцать тысяч не для того, чтобы она пылилась в гараже, ожидая своего покупателя за границей.

Во вторую очередь непременно вспоминается двигатель DOHC EJ25, самый проблемный субаровский атмосферник – за счет неизбежных перегревов. В запасе к этому двигателю хорошо бы иметь коробку прокладок, стеллаж головок и плоскошлифовальный станок для регулярной правки покоробившихся плоскостей. После того, как обнаружилось, что подобный мотор нельзя больше активно выпускать на внешний рынок (засудят), появился и дефорсированный SOHC EJ252. Но в любом случае субаровские 2.5 традиционно получаются существенно капризнее своих 2-литровых коллег.

Итог? Если бы моторы Subaru и в самом деле были так великолепны, как порой говорят, то у них отсутствовали бы характерные для других проблемы и не возникали специфические, но увы… Да, субары обычно комплектуются более мощными двигателями, чем другие японские автомобили того же класса – это составляет единственное реальное преимущество машин с оппозитами. В остальном они не только не превосходят, но и зачастую уступают по надежности и живучести другим японским маркам.

«Двигатель 2.2 – абсолютно нормальный»
Согласен, не стоило его равнять именно с EJ25D, но как раз EJ22E положил начало ослаблению конструкции, возникновению перегревов и, что важнее, повышенной чувствительности к ним. Другой вопрос, что количество этих двигателей невелико на фоне обычных 2.0 и более современных 2.5, так что их особенности для публики малозаметны.
«Моторы 2.5 сильно грелись, но в 99-м году эту проблему официально признали и решили»
Слышали, слышали… Но вы помните, как именно и что именно решили? Правильно, автомобили внешнего рынка вместо страдающего от перегревов EJ25D DOHC получили низкофорсированный EJ251/2 SOHC (150-156 л.с. против 175 – столько выдавал EJ25D-DXDJE в 1997 году). Но на внутреннем рынке по-прежнему устанавливается наследник EJ25D, именуемый EJ254 DOHC (167 л.с.). То есть FHI не победили проблему, а решили пока не давать повода для жалоб требовательному к технике западному владельцу (причем не только в штатах, но и в Европе – где на менталитет владельцев и качество бензина жаловаться просто глупо).
«А движков EJ252 вообще никогда не было»
Стыдно утверждать такое и не знать, что двигатель EJ252-AWAWL, например, устанавливался в 1999-2001 годах на Legacy американского рынка.
«Почему про стоимость ремонта ничего не сказали?»
А стоит ли? Цена ремонта определяется уже не конструктивными особенностями, а индивидуальным подходом. Запросы конкретного мастера, его честность, где и какие берутся запчасти, насколько, в конце концов, запорот движок… В результате разброс получается огромным – от более чем бюджетных 300 за переборку старого доброго 2.0 (монтаж/демонтаж движка на авто – своими силами) до 2000 за поведенные головки EJ254 и рекордных 3500-4000 за ремонт турбированного агрегата форестера по категории «all inclusive».

Турбины, нагнетатели и безнаддувные двигатели

Безнаддувные двигатели раньше были стандартной моделью с турбонаддувом или нагнетателем, либо высокопроизводительными моделями, либо модификациями после рыночных модификаций. Однако по мере того, как автомобильный ландшафт менялся, двигатели с турбонаддувом становились все более распространенными.

ЧТО-ТО ЗА НИЧЕГО?

Безнаддувные двигатели или «дышащие» двигатели — это двигатели, которые всасывают воздух в нормальных условиях при нормальном атмосферном давлении.

Чем больше воздуха попадает в камеры сгорания двигателя, тем больше топлива может быть добавлено, что создает большие взрывы и генерирует больше энергии. По мере увеличения скорости транспортного средства скорость, с которой воздух поступает в двигатель, также увеличивается, что дает ему возможность производить необходимую мощность на более высоких скоростях.

Безнаддувные двигатели обычно имеют больший рабочий объем, поскольку им не хватает дополнительной мощности, обеспечиваемой системой принудительного впуска. Они компенсируют это либо увеличением количества цилиндров, либо увеличением диаметра их цилиндров, что приводит к увеличению объема пространства внутри камер сгорания.

Системы принудительной индукции работают, чтобы нагнетать в двигатель больше воздуха, чем он мог бы в противном случае, позволяя двигателю генерировать даже больше мощности, чем обычно при тех же условиях. Обычно используется одна из двух систем; Нагнетатели или турбокомпрессоры.

A Supercharger — это компрессор, установленный в точке забора воздуха и работающий непосредственно от двигателя через ремень или цепь. Их преимущество перед турбокомпрессорами состоит в том, что они всегда работают, а это означает, что дополнительная мощность не задерживается.

Благодаря тому, что скорость потока, создаваемая ими, напрямую зависит от частоты вращения двигателя, он всегда обеспечивает необходимое количество воздуха. Однако обратная сторона заключается в том, что он работает непосредственно от двигателя, при его питании теряется некоторая энергия, а двигатель менее экономичен, чем мог бы быть.

Не заблуждайтесь, потерянная энергия, которая идет на питание нагнетателя, более чем восстанавливается благодаря эффекту, который она оказывает на увеличение мощности двигателя; для этого просто потребуется много топлива.

Турбокомпрессоры необходимо монтировать дальше в двигателе, так как они также должны быть подключены к выхлопной системе. Они используют давление выхлопных газов, выходящих из камеры сгорания, для питания своего компрессора, который нагнетает больше воздуха в двигатель и увеличивает мощность.

Эта более высокая выходная мощность приводит к увеличению давления выхлопных газов и еще большему питанию системы. Эта самовоспроизводящаяся природа делает их удивительно эффективными, поскольку они используют потраченную впустую энергию и превращают ее в огромные приросты мощности.

Обратной стороной турбонагнетателя является то, что компрессор должен достичь минимальной скорости, чтобы его эффекты ощущались, и это приводит к задержке выдачи мощности. Турбо-лаг — это то, что характерно практически для всех двигателей с опытом работы с турбокомпрессором.

Внезапные запросы на ускорение задерживаются двигателем, ожидающим, пока турбонагнетатель нагонит, прежде чем мощность поступит довольно быстро, когда компрессор достигнет скорости, необходимой для обеспечения желаемого повышения мощности.

НЕОБХОДИМОСТЬ В СКОРОСТИ

Поскольку производители столкнулись с растущим давлением, требующим сокращения выбросов из своих двигателей, эффективность использования топлива была определена как простой способ сделать это — меньше сжигаемого топлива меньше образующихся отработанных газов.Меньшие двигатели потребляли меньше топлива, и за счет включения системы принудительного впуска для компенсации снижения уровней мощности, генерируемых этими меньшими двигателями, они смогли поддерживать постоянные уровни производительности, несмотря на потерю объема двигателя.

Усовершенствования в других технологиях двигателей означали, что двигатели меньшего размера обеспечивали большую мощность, чем раньше, но этого было бы недостаточно, чтобы покрыть дефицит вместе с растущей массой современных автомобилей и ожиданиями покупателей в отношении производительности.

Турбокомпрессоры

были естественным выбором, аккуратно решив проблему, обеспечив необходимый прирост мощности, сохранив при этом небольшие размеры двигателя.Их рекуперация энергии обеспечивала мощность, не увеличивая потребность двигателя в топливе, как это делают нагнетатели, тем самым повышая топливную эффективность и снижая выбросы.

ДИЗЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ

Дизельные двигатели были основной движущей силой увеличения турбонаддува. Рост затрат на вождение и лучший пробег значительно увеличили их популярность, и, хотя ранее они считались грязными дизелями, ужесточение правил выбросов заставило производителей действовать и очистить свои характеристики и свой имидж.

Поскольку турбокомпрессор был естественным выбором для системы принудительного впуска в серийных автомобилях, дизельные двигатели были идеальными хозяевами.

Дизельные двигатели

работают на гораздо более низких оборотах, чем двигатели, работающие на бензине, и этот более узкий диапазон означал, что один турбонаддув мог охватывать большинство диапазонов мощности и обеспечивать большую выгоду. Дизельные двигатели также производят более мощный выхлоп, что делает их более эффективными при питании самого турбонагнетателя.

Кроме того, поскольку время впрыска топлива происходит позже в цикле двигателя, дизельные двигатели не страдают от проблем с детонацией перед зажиганием, вызванных более высокой температурой воздуха, нагнетаемого в камеру сжатия, что устраняет необходимость в промежуточных охладителях — занимая меньше места и снижение затрат на запчасти.

ПРИНУДИТЕЛЬНАЯ ИНДУКЦИЯ

Turbos может иметь смысл для повышения эффективности, но это не дешевая деталь. Турбокомпрессоры работают с ошеломляющими скоростями до 250 000 об / мин по сравнению с частотой вращения двигателя всего несколько тысяч об / мин, и поэтому они должны быть спроектированы с высокой точностью, чтобы выдерживать нагрузки, которым они подвергаются.

Дизельные двигатели сегодня стоят больше, чем бензиновые, из-за наличия в них дополнительных технологий, но производители опасались повышать цены для клиентов, которые выбирали их из соображений экономии.

Маловероятно, что турбины получили бы такое широкое распространение, если бы цели по выбросам не заставляли производителей. Стоимость установки дополнительных деталей и перепроектирования новых двигателей была значительной, но вполне вероятно, что штрафы, понесенные за нарушение этих целевых показателей выбросов, превысили эти затраты, поэтому вместо этого они решили использовать двигатели с турбонаддувом.

Как оказалось, это не помешало продажам оставаться популярными, и теперь турбины входят в стандартную комплектацию большинства дизельных двигателей.Однако наддувы по-прежнему предназначены для высокопроизводительных двигателей, которые не беспокоятся о том, сколько миль они проезжают на галлон — и ответ будет немного.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Что такое атмосферный двигатель?

Читая об автомобиле, который работает на бензине или дизельном топливе, есть большая вероятность, что вы видели двигатель, описанный как «безнаддувный».Но что это на самом деле означает?

Термин «без наддува» обычно используется для двигателей, не оснащенных турбонагнетателем или нагнетателем.

Двигатели должны смешивать топливо и воздух, чтобы работать. Безнаддувный двигатель использует свои цилиндры для всасывания топливной смеси под атмосферным давлением за счет всасывающего действия поршней во время впуска. Когда в автомобиле есть турбонагнетатель или нагнетатель, это устройство может нагнетать больше воздуха в цилиндры двигателя для создания дополнительной мощности и крутящего момента.

Могут ли безнаддувные двигатели быть быстрыми?

Безнаддувные двигатели сегодня популярны среди большинства новых автомобилей, представленных на рынке, но заметно, что большинство доступных автомобилей, ориентированных на производительность, действительно оснащены турбонагнетателем или нагнетателем, чтобы предложить больше мощности.

Безнаддувные двигатели популярны, потому что их дешевле производить в массовом порядке. Но большинство атмосферных двигателей, используемых в современных автомобилях, также менее мощные, чем агрегаты с турбонаддувом / наддувом.

Означает ли это, что безнаддувный двигатель не может быть быстрым? Нисколько. Взять хотя бы Формулу-1. Конечно, автомобили в этом спорте в настоящее время используют турбины, но в период с 1989 по 2013 год двигатели были безнаддувными, но на одном этапе могли выдавать около 900 л.с.

В прошлом в дорожных автомобилях использовались очень мощные безнаддувные двигатели, хотя обычно они должны быть довольно большими (с использованием как минимум восьмицилиндров) и им может не хватать эффективности. Вот почему в последние годы все больше и больше производителей сосредотачиваются на использовании агрегатов с турбонаддувом для своих высокопроизводительных автомобилей, поскольку они могут добиться большей производительности от более компактного агрегата и уменьшить компромисс между эффективностью и выбросом CO2.

Цены на новые автомобили можно найти здесь, на сайте carkeys.co.uk

Что такое безнаддувный двигатель?

Что такое безнаддувный двигатель?

Под двигателем без наддува понимается двигатель внутреннего сгорания, мощность которого не увеличивается с помощью турбонагнетателя или нагнетателя. Большинство автомобильных двигателей являются двигателями без наддува; однако турбонаддув и наддув в настоящее время являются очень популярным способом увеличения выходной мощности для ряда марок автомобилей.Jaguar пользуется преимуществами своих очень быстрых моделей с наддувом. Subaru, Saab, Mazda, Mitsubishi и Nissan имеют в своем ассортименте автомобили модели с турбонаддувом. В большинстве дорожных автомобилей с дизельным двигателем также будут использоваться турбокомпрессоры и промежуточные охладители. Это связано с тем, что дизельные двигатели без наддува обычно не могут предложить подходящий уровень мощности для повседневных условий вождения.

В двигателе без наддува топливно-воздушная смесь нагнетается в цилиндры под действием вакуума, вызванного движением цилиндра, естественным атмосферным давлением и эффектом Вентури при открытии впускных клапанов.В двигателе с турбонаддувом или двигателем с наддувом топливная смесь нагнетается в камеру сгорания под большим давлением, и поэтому это называется двигателем с принудительной индукцией.

При сравнении двигателя без наддува и двигателя с турбонаддувом или наддувом того же рабочего объема, двигатель без наддува обычно дает меньшую мощность. Более простая конструкция атмосферных двигателей означает, что цены на автомобили, вероятно, будут ниже, чем с турбонаддувом.

Во многих гоночных сериях, таких как большие австралийские суперкары V8, указывается, что в автомобилях должны использоваться только безнаддувные двигатели для ограничения мощности и скорости. NASCAR, Indy-Car и Formulas One также попадают в эту категорию. Одной из основных причин ограничения является также гарантия того, что стоимость производства гоночных двигателей не будет чрезмерной и недоступной для некоторых производителей. Мы надеемся, что это поможет ответить на вопрос «Что такое безнаддувный двигатель?»!

Понравилось это простое объяснение? Если вам нужна дополнительная информация, ознакомьтесь с этим обсуждением на Quora или в блоге PMC здесь.

Вернуться к автомобильному глоссарию

Что такое безнаддувный двигатель или NA?

Безнаддувный двигатель (NA): конструкция и характеристики

Термин NA обозначает двигатель без наддува. Этот термин применяется только к двигателю внутреннего сгорания (ВС). В двигателе внутреннего сгорания поступление воздуха полностью зависит от атмосферного давления. Поэтому производители называют это естественным дыханием или естественным дыханием.

При открытии впускных клапанов двигателя они заполняют цилиндр свежим воздухом или топливовоздушной смесью (наддувом).Цилиндр двигателя всасывает заряд (или только воздух в случае дизельных и бензиновых двигателей с прямым впрыском) из-за атмосферного давления и вакуума, создаваемого опускающимся поршнем. Он НЕ использует внешний механизм для нагнетания воздуха в цилиндры. Поэтому производители называют этот тип двигателя безнаддувным.

Безнаддувный двигатель против двигателя с турбонаддувом:

Безнаддувный двигатель использует только атмосферное давление и разрежение на впускных каналах для заполнения цилиндров.Этот двигатель отличается от двигателя с принудительной подачей, который использует нагнетатели для нагнетания большего количества воздуха в цилиндр, чем это возможно естественно. Следовательно, двигатели с наддувом и с турбонаддувом не считаются двигателями без наддува.

Безнаддувный двигатель

Безнаддувный двигатель всасывает воздух для сгорания в цилиндры двигателя только за счет атмосферного давления. Он действует против частичного вакуума, который создается поршнем, когда он движется вниз к нижней мертвой точке.Это происходит во время такта впуска в цилиндрах без наддува. Из-за естественного ограничения впускного тракта двигателя, который включает в себя различные впускные отверстия, при всасывании воздуха происходит небольшое падение давления.

Следовательно, двигатель без наддува получает меньше воздушного заряда внутри цилиндра. Таким образом, он обеспечивает более низкий объемный КПД и низкое отношение массы к объему воздуха / заряда. Следовательно, это также влияет на максимальную теоретическую выходную мощность двигателя. Атмосферное давление снижается с увеличением рабочей высоты.Эта потеря воздуха не входит в число потерь из-за ограничений в системе всасывания.

Безнаддувный двигатель Применения:

В большинстве автомобильных бензиновых двигателей и небольших двигателей, не предназначенных для автомобильной промышленности, используется технология двигателей NA. В настоящее время многие дизельные двигатели грузовых автомобилей имеют турбонагнетатель. Они обеспечивают более полезное соотношение мощности к весу. Эти двигатели также обеспечивают лучшую топливную экономичность и более низкие выбросы выхлопных газов.

Преимущества двигателя NA:

1. Меньше деталей
2. Низкая стоимость изготовления
3. Просто и легко производить
4. Низкая стоимость владения
5. Низкая стоимость обслуживания
6. Отличный отклик дроссельной заслонки (без лагов)

Недостатки NA Engine:

1. Меньшая удельная мощность
2. Низкий КПД
3. Неполное сгорание, приводящее к более высоким выбросам

Для получения дополнительной информации щелкните здесь.

Посмотрите, как работает безнаддувный двигатель здесь:

Анимация безнаддувного двигателя

Читайте дальше: Что такое 4-клапанный двигатель?

О компании CarBikeTech

CarBikeTech — технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Есть ли будущее, в котором безнаддувных двигателей не существует?

Будь то из-за более экологически сознательного подхода, прогресса в технологиях, необходимости большей экономии топлива в транспортных средствах или просто из-за другого поколения автопроизводителей с другим мышлением — будущее безнаддувных двигателей выглядит довольно мрачным. .Падение началось, когда технология турбонаддува впервые появилась на автомобильной арене, а затем пошла по спирали вниз. Сейчас, на пороге 2017 года, кажется, что каждые шесть месяцев в несколько автомобилей по всем направлениям устанавливается больше турбокомпрессоров, а атмосферный двигатель почти всегда отходит на второй план.

Давайте кратко рассмотрим, что такое атмосферный двигатель, а затем обсудим его нынешний и будущий упадок.

Двигатели без наддува

Раньше единственным способом запустить двигатель был большой коленчатый вал, а не ключ или транспондер.Для начала вам пришлось заводить коленчатый вал вручную, используя съемную кривошипную рукоятку, которая могла бы стать настоящим прорывом мячей (как в болезненном буквальном, так и в переносном смысле).

Таким образом, двигатель внутреннего сгорания заменил двигатель без наддува.

В двух словах, безнаддувный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, в котором воздухозаборник зависит от атмосферного давления. Это означает отсутствие принудительной индукции через турбокомпрессор и прямого впрыска.

С точки зрения непрофессионала, двигатель — это гигантский воздушный насос. Чем больше воздуха вы можете в него залить, тем больше топлива вы сможете использовать. Больше воздуха и топлива, плюс искра, означают гораздо большую стрелу, поэтому в последнее время так популярна принудительная индукция. Все дело в увеличении мощности.

Умирает ли за обычную машину? Вероятно. Спортивные автомобили? Возможно нет.

Однако для безнаддувного двигателя не все потеряно. Хотя кажется, что он вымирает в большинстве ваших обычных автомобилей на дорогах, особенно от европейских автопроизводителей, он, вероятно, будет оставаться на плаву, пока существуют спортивные автомобили.Почему? Потому что, хотя подавать в двигатель больше воздуха для большей мощности приятно, турбокомпрессоры и нагнетатели страдают от так называемого турбо-лага. Турбо-лаг — это время зависания, которое вы испытываете с двигателем с турбонаддувом, когда вы нажимаете ногу на педаль для ускорения.

Для спортивных автомобилей это сокращает время работы на секунду или две. что является большим запретом в мире гонок. Безнаддувные двигатели не испытывают этой турбо-задержки, и поэтому крутящий момент, передаваемый на колеса, быстрее.Объедините это с их способностью легко модифицироваться, не говоря уже об их надежности, и мы, вероятно, увидим их как минимум в спортивных автомобилях.

Если вам нужна мощность, превышающая доступную для вашего текущего двигателя, все, что вам нужно сделать, это установить более длинные цилиндры и изменить длину хода. Длина хода ваших цилиндров определяет количество воздуха, которое может попасть в двигатель. Следовательно, более длинные цилиндры означают, что больше воздуха втягивается и выталкивается для сгорания.Этот простой способ эффективно подавать больше воздуха в двигатель — еще одно их преимущество перед двигателями с турбонаддувом. Очевидно, вам потребуется внести другие изменения, чтобы увеличить прирост мощности и компенсировать более длинные цилиндры. Но в этом суть.

Окончательный приговор

Окончательный вердикт — исчезнут ли безнаддувные двигатели в ближайшее время? Нет. Они медленно снижаются? Да, они. Но, как я уже сказал, пока выпускаются спортивные автомобили и маслкары, у вас будут безнаддувные двигатели.

Опять же, это больше с моей стороны предположение. Если рынок гибридных и электромобилей начнет расти, мы вполне можем увидеть конец безнаддувным двигателям раньше, чем позже.

Безнаддувный двигатель | Автопедия | Фэндом

Двигатель без наддува или двигатель без наддува (или «N / A» — аспирация, означающая дыхание) относится к двигателю внутреннего сгорания (обычно с бензиновым или дизельным двигателем), который не имеет ни турбонаддува, ни наддува.Большинство автомобильных бензиновых (бензиновых) двигателей являются безнаддувными, хотя турбокомпрессоры и нагнетатели переживали периоды успеха, особенно в конце 1980-х и в нынешнюю эпоху 2000-х. Однако в большинстве дорожных автомобилей с дизельным двигателем используются турбокомпрессоры и промежуточные охладители, поскольку дизельные двигатели без наддува, как правило, не могут предложить подходящее соотношение мощности к массе, приемлемое на современном автомобильном рынке.

Воздух или смеси воздух / топливо нагнетаются в цилиндры под действием вакуума, вызванного движением цилиндра, естественным атмосферным давлением и эффектом Вентури при открытии впускного клапана или клапанов.Давление внутри цилиндра снижается за счет движения поршня от клапанов (чтобы увеличить объем, доступный для входящего воздуха). В некоторых случаях снижение давления в цилиндре усиливается комбинацией скорости выхлопных газов, покидающих цилиндр, и закрытием выпускного клапана в соответствующее время. Отрегулированный выхлоп может помочь в этом, но обычно работает только в узком диапазоне оборотов двигателя и, следовательно, наиболее полезен в автомобилях, самолетах и ​​вертолетах с очень высокими характеристиками.Многие двигатели, недоступные сегодня, используют впускные коллекторы переменной длины, чтобы использовать резонанс Гельмгольца, который имеет умеренный эффект принудительной индукции, но не считается истинной принудительной индукцией.

Конструкция отверстий головки цилиндров имеет первостепенное значение в двигателях без наддува. Распределительные валы обычно более «агрессивны», имеют больший подъем и большую продолжительность работы. Кроме того, прокладки головки блока цилиндров будут тоньше, а верхняя часть поршня поднимется в камеру сгорания для высокопроизводительных двигателей N / A, которые выигрывают от более высокой степени сжатия.

Двигатели без наддува обычно дают меньшую мощность, чем двигатели с турбонаддувом или наддувом того же объема и уровня разработки, но, как правило, дешевле в производстве. В драг-рейсинге безнаддувные автомобили — это автомобили, которые не работают с нагнетателем, турбонаддувом и не используют закись азота.

Во многих гоночных сериях указаны двигатели «Н / Д» для ограничения мощности и скорости. NASCAR, IndyCar и Formula One попадают в эту категорию. Безнаддувные двигатели используются в Формуле-1 с 1989 года, чтобы ограничить чрезмерную выходную мощность и высокую стоимость двигателей с нагнетателями или турбонагнетателями.Indy Racing League в 1997 году потребовала двигателей N / A.

Естественное вдыхание, как определено выше, не может возникнуть в двухтактном дизельном двигателе. Следовательно, в конструкцию двигателя должен быть интегрирован какой-либо способ наполнения цилиндра продувочным воздухом, что обычно достигается с помощью нагнетательного нагнетателя, приводимого в действие коленчатым валом. Воздуходувка в данном случае не действует как нагнетатель, так как она рассчитана на создание объема воздушного потока, прямо пропорционального объему и скорости двигателя.Двухтактный дизельный двигатель с механической продувкой считается безнаддувным.

Безнаддувные двигатели мертвы

Какие бы редукторы ни были живы сегодня, у них будет много историй, чтобы рассказать в этом отношении следующему поколению автолюбителей, которые (будем надеяться) однажды сохранят пламя этого вида транспорта.

Наши родители, бабушки и дедушки тоже пережили немало неожиданных изменений в автомобильной промышленности. Вы должны понимать, что было время, когда в автомобилях не было дворников или поворотников (некоторые говорят, что группа водителей Audi и BMW до сих пор не понимает, что поворотники были изобретены уже давно).

В далекую эпоху вместо ключа или транспондера можно было заводить автомобиль, заводя коленчатый вал вручную с помощью съемной рукоятки, которая могла периодически пинать вас по гайкам после запуска двигателя. Изобретение стартера, вероятно, само по себе спасло миллионы будущих семей.

Можно сказать, что после того, как двигатель внутреннего сгорания заменил собой другие средства движения в личных автомобилях, до сих пор ничего не изменилось, но изменилось.

Конечно, в современных автомобилях с газовыми двигателями внутреннего сгорания бензин и воздух все еще воспламеняются от свечей зажигания внутри цилиндров, что заставляет поршни подниматься и опускаться (или из стороны в сторону в большинстве Subaru и Porsche), что приводит к образованию коленчатого вала. повернуть. Это вращение по-прежнему передается трансмиссии транспортного средства, которая, в свою очередь, передает его на колеса.

Тем не менее, если вы отправите хотя бы новый толкатель V8 от GM в 1950-е годы, например, инженеры того времени, вероятно, сочли бы его инопланетной технологией.Возьмем, к примеру, LT1 от Corvette C8. Несмотря на то, что он был недавно разработан, он по-прежнему использует устаревшую конструкцию толкателя, и это все еще V8, но в остальном он не имеет ничего даже отдаленно общего с классическим маленьким блоком Chevy, который мы все знаем и любим больше всего.

Конечно, у него по-прежнему нет сдвоенных верхних распредвалов, но этот 16-клапанный выполняет свою работу с помощью прямого впрыска с электронным управлением, бесступенчатой ​​регулировки фаз газораспределения и отключения цилиндров. Это было неслыханно в 1955 году, когда маленький блок впервые появился.

Тем не менее, после всего сказанного и сделанного, а также после всех технологических усовершенствований последних лет, современный двигатель внутреннего сгорания движется к неминуемой гибели. Первый тип ДВС, который бросит вызов, — это безнаддувный. Турбокомпрессоры с двойной прокруткой и прямой впрыск уже стали предпочтительной технологией большинства автопроизводителей для использования в качестве спасательного средства для ДВС, но, как показывают недавние отчеты, на самом деле они далеки от волшебной палочки.

Напротив, двигатели небольшого рабочего объема с турбонагнетателем на самом деле выделяют намного больше реальных выбросов, чем их безнаддувные аналоги с большим рабочим объемом.То же самое и с очень популярными двигателями с прямым впрыском, которые, как и дизели, должны будут идти рука об руку с фильтрами твердых частиц, чтобы соответствовать нормам выбросов Euro 6c.

После того, как несколько лет назад появился отчет « замене вытеснению », многие эксперты пришли к выводу, что следующее поколение ДВС, вероятно, вернется к безнаддувному и немного большему по размеру, чтобы обеспечить лучшее качество в реальных условиях. выбросы жизни.

Как бы грустно это ни звучало, на самом деле пути назад нет.Чтобы привести несколько примеров из самого сердца автомобильной промышленности (да, я говорю о Германии), если вы посмотрите на текущую линейку Audi, BMW и Mercedes-Benz, есть только один автомобиль, который все еще использует естественный атмосферный двигатель Audi R8. Каждая модель из остальной линейки премиального трио использует ту или иную форму турбонаддува, а вскоре и электрификацию, и мы говорим о десятках двигателей.

Вы действительно думаете, что автопроизводители, которые большую часть времени задают тенденции в автомобильной промышленности, внезапно переключатся на «американизированные» двигатели только потому, что их маленькие мельницы с турбонаддувом слишком сильно загрязняют окружающую среду в реальных условиях? Не случится.

Тенденция к уменьшению габаритов будет продолжаться, но вместо использования исключительно наддува наддува автопроизводители теперь прибегают к умеренно-гибридным установкам. Нет, я не говорю о полных гибридах или подключаемых гибридах, которым нужны десятки и сотни фунтов бортовых аккумуляторов, чтобы поддерживать их работу, а о двигателях, построенных на 48-вольтовой электрической системе.

Audi уже сделала небольшой шаг в этом направлении, представив V8 с тройным турбонаддувом, который также имеет нагнетатель с электрическим приводом в дополнение к классическим двойным турбонагнетателям.В 2017 году Mercedes-Benz представил новую линейку рядных шестицилиндровых двигателей с турбонаддувом, у которых есть небольшой электродвигатель в качестве стартера, который также заполняет разрыв крутящего момента на низких оборотах. Новые четырехцилиндровые двигатели используют ту же технологию.