Атмосферные и турбированные двигатели

Какой двигатель лучше: атмосферный или турбированный

Долгий спор поклонников атмосферных и турбированных двигателей далёк от логического завершения. У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки. Не дают перевесить какой-либо чаше весов постоянные разработки инженеров и конструкторов, добавляющие преимущества то одному, то другому варианту.

Большинство автовладельцев сходятся во мнении, что атмосферный двигатель, хоть и уступает по мощности турбированному, но всё-таки более надёжен в эксплуатации. Он неприхотлив в выборе марки бензина и масла, может быть отремонтирован в любой автомастерской. Для турбированных моторов такие «вольности» не допустимы.

Турбированный мотор – дорогое удовольствие: он требует большего внимания, тщательного ухода, правильной эксплуатации. Сама турбина, даже при соблюдении всех рекомендаций по эксплуатации, обладает ограниченным ресурсом работы и через достаточно непродолжительный срок требует замены.

Поэтому выбирать вариант мотора необходимо по собственным материальным возможностям. Атмосферный вариант предпочтителен для автовладельцев, ограниченных в бюджете и не готовых вкладывать в машину значительные средства. Обслуживание, эксплуатация и ремонт «атмосферника» явно проще и дешевле.

Турбированный двигатель – правильный выбор для тех, кто во главу угла ставит мощность мотора и динамику передвижения. Хотя такой мотор может доставить немало проблем и расходов в процессе эксплуатации.

Немаловажный фактор выбора мотора – стиль езды автовладельца. Для водителя, предпочитающего спокойное передвижение двигатель с турбонаддувом – бесполезная «фишка». В этом случае затраты на мотор повышенной мощности не оправданы, ведь турбина не будет выполнять свои функции. Но даже без использования силовой установки по назначению, обслуживать её придётся по правилам, а значит, попросту выбрасывать деньги на ветер.

Специалисты советуют при покупке машины с турбиной останавливать выбор на новых моделях. Только в этом случае можно быть уверенным, что агрегат правильно обслуживался и эксплуатировался. Автомобиль, с «убитой» предыдущим владельцем турбиной, доставит в разы больше проблем, чем удовольствия от езды на нём.

Видео: турбо- и атмосферный моторы: в чём разница?

Увеличение в современных условиях количества автомобилей с турбированными двигателями касается, прежде всего, дизельных агрегатов. В настоящее время почти все дизельные моторы снабжены турбонаддувом, поскольку именно эта деталь придаёт мотору на дизтопливе достойные эксплуатационные характеристики.

С турбо-бензиновыми моторами дело обстоит иначе. Большинство автопроизводителей продолжают выпускать модели с простыми атмосферными двигателями, и только в некоторые линейки добавляют турбомоторы на бензине. Меньше всего таких моделей на дорогах в странах СНГ. Объясняется это отсутствием спроса и политикой автодилеров, которые стараются оградить себя от возникающих при эксплуатации машин проблем и выполнения гарантийных обязательств. Продавцы учитывают низкое качество бензина и отсутствие на территории СНГ достаточного количества высококвалифицированных автослесарей.

Ответ на вопрос, стоит ли покупать бензиновый автомобиль, оснащённый турбиной, зависит от планов автолюбителя. Если на машине планируется покататься 3–5 лет и пройти 150–200 тысяч километров, при достаточном количестве свободных средств, почему бы и нет. Но тем покупателям, которые не готовы переплачивать за мощность и тратиться на дорогостоящее обслуживание автомобиля, лучше остановить выбор на традиционном «атмосфернике».

От покупки подержанного авто с турбонаддувом стоит однозначно отказаться, памятуя об ограниченном ресурсе турбины. Такие модели часто приобретают молодёжь и «гонщики», которые «укатывают» мощную машину и практически не ухаживают за нею по правилам. После использования агрегата на «всю катушку» им проще продать его, чем вкладываться в ремонт. Приобретённый «с рук» автомобиль с турбированным бензиновым двигателем стопроцентно доставит массу хлопот новому владельцу.

Плюсы и минусы

Турбированные двигатели имеют свои сильные и слабые стороны, поэтому верить заявлениям автопроизводителей об их однозначном преимуществе не стоит. Прежде чем принимать решение о выборе машины, оснащённой турбонаддувом бензинового двигателя, стоит взвесить все «за» и «против».

Преимущества

Главное достоинство турбированного мотора – его повышенная мощность, и в этом с производителями нельзя не согласиться. По мощности при аналогичном объёме цилиндров агрегат превосходит атмосферные моторы на 20–30%. Дополнительные плюсы установки на мотор турбонаддува состоят в следующем:

1. Повышение эффективности работы за счёт оптимизации процесса сгорания безвоздушной смеси в цилиндрах. Благодаря этому расход топлива на обеспечение работы аналогичного количества атмосферного мотора лошадиных сил значительно снижается.
2. Уменьшенный уровень шума и вибрации во время движения.
3. Экологичность. Эффективное сгорание топлива внутри цилиндров значительно уменьшает количество выбросов в атмосферу через выхлопную трубу. Специалисты утверждают, что введение в Европе и США новых норм токсичности выхлопа увеличило производство автомобилей с турбированными бензиновыми двигателями на 25%.
4. Компактные размеры. Мотор на трёх и даже двух цилиндрах по мощности сопоставим с четырёхцилиндровым «атмосферником». Благодаря оптимальным размерам такой двигатель имеет большее число вариантов расположения в автомобиле.

Недостатки

При всех своих достоинствах турбонаддув имеет и некоторые негативные стороны:

1. Повышенная чувствительность к качеству топлива. Отсюда вытекает необходимость использования бензина более высокого класса. Турбированный двигатель быстро выйдет из строя, если заставлять его работать на 92 бензине.
2. При активном использовании турбины расход топлива увеличивается в 1,5 раза. Любители езды в стиле «газ в пол» будут заполнять бак своего автомобиля в два раза чаще.
3. Необходимость частой замены масла. Смазка добавляется в мотор и непосредственно в турбокомпрессорную установку, поэтому его расход увеличивается. Требования к марке масла также довольно жёсткие: можно использовать только качественные марки синтетики, стоимость которых на порядок выше минеральных или полусинтетических смазок. К этому стоит добавить необходимость частой замены масла: каждые 8 000 километров. В то время как в атмосферных двигателях процедуру можно проводить через 12 и даже 15 тысяч километров. Несвоевременная замена масла и фильтров приведёт к изменению параметров турбины и скорому выходу её из строя.
4. Дорогостоящий ремонт. Комплектующие для турбированных моторов имеют достаточно высокую цену, поэтому их ремонт требует значительного вложения средств. Стоимость ремонта возрастает дополнительно из-за отсутствия квалифицированных работников СТО. Отремонтировать мотор с турбонаддувом возьмутся не на каждом автосервисе, а за квалификацию мастеров придётся заплатить на 40–50% больше. Капитальный ремонт двигателя с турбонаддувом требуется каждые 150–200 тысяч километров пробега.
5. Особенности эксплуатации. Машину с турбодвигателем нужно правильно заводить и глушить. После запуска двигатель должен поработать вхолостую, причём, чем автомобиль старше, тем «прогон» нужен более длительный. После остановки автомобиля также нельзя сразу глушить мотор.
6. Проявление эффекта «турбоямы». Так именуют характерный провал, когда машина вяло реагирует на нажатие педали газа. Двигатель «не тянет» на низких оборотах, в результате машина не может резко тронуться с места. При интенсивном движении и непростой дорожной обстановке в мегаполисах это достаточно опасное явление. Конструкторы предлагают для решения проблемы устанавливать на мотор две турбины, одна из которых будет работать на малых оборотах за счёт оснащения электроприводом. Это снизит риск возникновения «турбоям», но дополнительно увеличит стоимость двигателя и одновременно снизит его надёжность.

Турбированный двигатель чаще подвергается дорогостоящему ремонту и требует высококачественного топлива

Атмосферный двигатель – принцип работы

Атмосферный двигатель. Фото из Яндекс Картинки

Не буду описывать устройство этого двигателя. Люди, хоть немного интересующиеся автомобилями, наверняка, хотя бы в общих чертах, знают, как он устроен.

А вот принципа его работы я немного коснусь. И сделаю это для того, чтобы вы лучше понимали, чем эти два двигателя (атмосферный и турбированный) отличаются друг от друга.

Вот каков алгоритм работы обычного атмосферного двигателя внутреннего сгорания (см. рис.1):

Рис. 1

1) Первый такт — впуск

Поршень в цилиндре из верхней «мертвой точки» начинает движение вниз. Открывается впускной клапан и топливовоздушная смесь начинает поступать («всасываться») в цилиндр.

Топливовоздушная смесь (ТВС) – это смесь воздуха и горючего (бензина или солярки). Для бензиновых двигателей ее получают еще до того, как она поступит в цилиндр. Это происходит либо в карбюраторе, либо во впускном коллекторе в случае с инжекторным двигателем. В дизельных двигателях топливовоздушную смесь получают непосредственно в цилиндре путем впрыска топлива в камеру сгорания через форсунку и дальнейшего его смешивания с воздухом.

2) Второй такт – сжатие

Пройдя нижнюю «мертвую точку», поршень начинает двигаться вверх. Оба клапана (впускной и выпускной) при этом закрыты. Топливовоздушная смесь при этом, естественно, начинает сжиматься. Максимальную степень сжатия ТВС имеет в тот момент, когда поршень находится в верхней «мертвой точке».

Кстати, степень сжатия – это отношение объема цилиндра над поверхностью поршня, когда он (поршень) находится в нижней «мертвой точке», к объему цилиндра, когда поршень находится в верхней «мертвой точке». Для бензиновых двигателей степень сжатия равна 8-12 единиц, а для дизельных – 15-22 единицы.

3) Третий такт – рабочий ход

В тот момент, когда поршень во время такта сжатия почти достигнет верхней «мертвой точки», топливовоздушная смесь поджигается с помощью искры, которая образовывается между электродами свечи зажигания. Оба клапана – и впускной, и выпускной – остаются при этом закрытыми.

Под воздействием полученного таким образом взрыва ТВС, поршень в цилиндре начинает поступательно перемещаться вниз, передавая свое усилие через шатун на коленчатый вал. Коленвал же, в свою очередь, передает крутящий момент через механизмы трансмиссии на колеса. Те начинают вращаться и приводят автомобиль в движение.

4) Четвертый такт – выпуск

Опустившись до конца и пройдя нижнюю «мертвую точку», поршень начинает перемещаться внутри цилиндра опять вверх. В этот момент открывается выпускной клапан (впускной клапан закрыт). Образовавшиеся в результате сгорания ТВС газы начинают выталкиваться поршнем через открытый клапан в выпускной коллектор, а оттуда через выхлопную трубу и глушитель, в атмосферу.

Вот таков принцип работы обычного атмосферного двигателя внутреннего сгорания.

Тепловая энергия, получаемая при сгорании топливовоздушной смеси в цилиндрах ДВС, превращается в механическую энергию, которая и принуждает автомобиль двигаться.

Более подробно о том, что представляет собой атмосферный двигатель, можно ознакомиться .

Ну, а теперь давайте увяжем все вышесказанное с темой нашей сегодняшней статьи.

По логике, если увеличить массу ТВС в цилиндрах двигателя, то увеличится и количество энергии при ее сгорании. И, в конечном счете, увеличится и мощность мотора.

Но достичь этого увеличения можно двумя основными путями. Надо либо увеличить рабочий объем двигателя (и, следовательно, каждого цилиндра), либо увеличить массу топливовоздушной смеси путем предварительного сжатия воздуха, необходимого для ее приготовления.

Прогресс и кошелёк

Тенденция последнего времени такова, что практически все автопроизводители, стремясь увеличить мощность двигателя и одновременно уменьшить его расход, переходят на выпуск автомобилей с турбированными или форсированными двигателями маленького объёма.

Такой подход позволяет выпускать достаточно мощные и экологичные автомобили, но в тоже время довольно сильно усложняет конструкцию (что ведёт к более частым поломкам), а так же уменьшает ресурс.

Для покупателя подобный подход является плюсом до тех пор, пока он не начинает сталкиваться непосредственно с ремонтом — то есть до окончания гарантийного срока. После этого автомобиль с турбированным или форсированым двигателем вполне может стать головной болью своего владельца.

Разумеется, большинство покупателей нового автомобиля, как правило, ездят на нём как раз до окончания гарантийного срока, после чего продают.

Однако, любой покупатель подержанного автомобиля будет заранее рассчитывать свои возможные затраты на эту машину и не станет платить много денег за автомобиль, ресурс двигателя которого будет вызывать определённые сомнения.

Поэтому, чтобы продать б.у. автомобиль с турбированным или с форсированным двигателем небольшого объёма, продавцам, скорее всего, придётся потерять в деньгах больше, чем при продаже такого же автомобиля, но с атмосферным двигателем нормального объёма, ресурс которого изначально больше.

Таким образом, технический прогресс для любого автовладельца в России будет иметь свою стоимость — для владельца новой машины она будет составлять величину потери на последующей продаже, а для владельца подержанной машины — величину затрат на обслуживание и более дорогой ремонт.

https://youtube.com/watch?v=Cwy7k_qEv-I

Турбированный двигатель, плюсы и минусы

Сначала о преимуществах:

1. Возможность с малого объема “выжать” большую мощность, зачастую это 100 л.с. на каждый литр объема.
2. Крутящий момент уже с холостых оборотов дает уверенную тягу, но только в случае, если турбина маленькая, она раскручивается быстрее.
3. Диапазон крутящего момента широкий.
4. Расход топлива, при одинаковой мощности с атмосферным моторов, явно ниже.
5. Возможность увеличивать мощность с помощью прошивки на 20-30% без вреда ресурсу и комфорту движения.

Недостатки:

1. Ресурс турбины современных авто едва достигает 100 тыс.км.
2. Возникновение «турбоямы», процесса между провалом и резким набором скорости из-за ожидания раскрутки турбины.
3. Стоимость ремонта дороже, обслуживать двигатель нужно чаще.
4. Возрастает потребность в качественном масле и топливе.

Опыт владельцев автомобилей

Многие владельцы автомобилей знают, что на выбор между Взд и Турбобуры оказывают влияние многие факторы, такие как личные предпочтения и условия эксплуатации. Некоторые предпочитают Взд за его более мягкий характер, тогда как другие выбирают Турбобуры из-за их большей мощности и спортивной души.

Однако, когда дело доходит до эксплуатации и обслуживания, опыт владельцев автомобилей говорит о том, что у Взд бывает меньше проблем, чем у Турбобуры. Это может быть связано с более простой системой наддува у Взд, которая не дает такую нагрузку на двигатель.

Кроме того, многие владельцы автомобилей отмечают, что Турбобуры требуют более тщательного ухода и обслуживания, а также выше стоимости запчастей, чем Взд.

Однако, среди владельцев, которые выбрали Турбобуры, есть и те, кто утверждает, что настройка и тюнинг машины под свои нужды не имеет сравнения, и с этой машиной они получают истинное удовольствие от вождения.

В итоге, опыт владельцев показывает, что выбор между Взд и Турбобуры зависит от многих факторов, и решение должно быть принято в соответствии с личными потребностями и условиями эксплуатации.

О расходе топлива

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

Рекомендуем: Поршень двигателя: функции,конструкция,типы,фото,видео

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

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

Турбированные двигатели

Что касается двигателя с турбиной, то он имеет немало минусов, о которых не говорит дилер при продаже машины.

К минусам часто относят сложность конструкции двигателя (как следствие — поломки случаются чаще), сравнительно маленький срок службы турбины (из-за постоянной работы при высоких температурах), невысокий ресурс самого двигателя (из-за работы при повышенных нагрузках).

Так же к минусам относят высокий расход топлива (при интенсивной езде), требовательность к его качеству, наличие «турбо-ямы» при разгоне, которую имеют многие модели турбодвигателей, большое количество сложностей при эксплуатации и уходе за турбиной (установку турбо-таймера, использование специальных масел и т.д.).

Ещё одним существенным минусом является высокий расход масла, который для многих турбодвигателей является нормой.

Кроме всего прочего, турбированный двигатель требует высококвалифицированных мастеров при обслуживании и ремонте. Этим фактом многие автовладельцы пренебрегают, отдавая автомобиль во «всеядные» сервисы, после работы которых срок службы двигателя может сократиться очень существенно.

К плюсам турбированного двигателя, в свою очередь, можно отнести довольно высокую мощность при сравнительно малом объёме. Это позволяет производителям:

• — во-первых — добиваться сравнительно низкого расхода топлива в городском режиме движения и снижения вредных выбросов (что соответствует экологическим нормам Евро-4 и Евро-5 и прочим).
• — во-вторых — устанавливать двигатели небольшого объёма на сравнительно тяжёлые автомобили (бизнес-седаны и паркетники).

Так же к плюсам турбодвигателей ценители относят неповторимое удовольствие от вождения и характерные свистящие звуки при разгоне.

Сильные и слабые стороны атмосферных ДВС

Атмосферный двигатель существует уже давно, а вот его турбированный конкурент появился относительно недавно. Во многом из-за этого автолюбители даже не пытаются искать разницу и какое-то ключевое различие, а попросту выбирают то, чему доверяют. Никто не спорит, что атмосферники действительно имеют целый ряд преимуществ. Главными из них являются:

• продолжительный срок эксплуатации;
• упрощённая конструкция и несложное устройство;
• доступный ремонт;
• возможность обслуживания собственными руками;
• адекватный расход масла;
• отсутствие глобальных проблем в период эксплуатации.

Такие моторы способны преодолевать огромное количество километров. Их пробег при адекватном уходе и эксплуатации переваливает за 1 миллион. Нужно только вовремя менять масла, осуществлять правильный уход и своевременно снимать старые фильтры. При таком отношении даже через 500 – 600 тысяч километров пробега ни о каком капитальном ремонте думать не придётся. Детали и узлы двигателя атмосферного типа очень устойчивы к износу, они долгое время сохраняют свою работоспособность. Наиболее надёжные атмосферники способны пережить не один кузов. То есть бывали случаи, когда двигатель снимали с одной машины и ставили на другую, поскольку сам кузов уже выработал свой ресурс, а ДВС нет.

Безотказность и простота эксплуатации являются основными козырями атмосферных двигателей. Они не требуют максимально качественного топлива или уникальных высококачественных смазочных материалов. Даже если при эксплуатации машины на плохом топливе что-то выходит из строя, вернуть атмосферник к жизни не составит большого труда. Более серьёзные требования предъявляются в отношении грамотного выбора и использования моторного масла. Обычно его меняют через 15 – 20 тысяч километров пробега. Для атмосферников оптимальным решением считается качественная синтетика и полусинтетика, соответствующая требованиям автопроизводителя.

Интересен и тот факт, что в атмосферных ДВС вполне допускается применение минеральных масел при отсутствии синтетического или полусинтетического аналога. С двигателями, на которых стоит турбокомпрессор, такой номер не пройдёт. Минералку в них заливать категорически нельзя. За счёт упрощённой конструкции множество автовладельцев самостоятельно занимаются профилактическими и ремонтными работами у себя в гараже. А если пришлось обратиться в автосервис, будьте уверены, что услуги СТО при работе с атмосферным мотором окажутся намного дешевле, чем с турбомотором при аналогичных неисправностях. Но не стоит думать, что атмосферные двигатели настолько идеальные, и никаких недостатков у них нет. Если сравнивать с турбированными силовыми агрегатами, то проявляются следующие слабые стороны:

• достаточно внушительный вес всей конструкции;
• более низкие параметры мощности;
• меньший крутящий момент;
• отсутствие возможности работы под большой нагрузкой;
• проблемы с эксплуатацией в условиях большой высоты (там разряжённый воздух, из-за чего кислород плохо проникает в цилиндры);
• на малых оборотах не всегда происходит эффективное всасывание, потому двигатель ведёт себя нестабильно.

Мировое автопроизводство знает множество примеров того, как компании создают высокомощные двигатели без использования турбокомпрессора. Турбина не всегда является обязательным элементом для создания действительно производительного двигателя.

Гидравлические забойные двигатели для бурения наклонных и горизонтальных скважин

Турбобур всегда являлся наиболее эффективным средством проводки наклоннонаправленных сква

Жин. В настоящее время объем наклоннонаправленного бурения в России составляет около 90% от общего объема проходки. Однако в последние годы серийные турбобуры все больше уступают свои позиции винтовым забойным двигателям. Современные винтовые двигатели обладают не только приемлемой энергетической характеристикой, обеспечивающей эффективную работу трехшарошечных долот с герметизированными маслонаполненными опорами, но и лучше турбобура могут быть использованы в качестве силового элемента КНБК, обладающего более компактной геометрией благодаря их короткой длине (не более 6.8 м) и уменьшенному диаметру корпуса.

Серия двигателей с наружным диаметром от 60 до 172 мм.

При использовании ВЗД в горизонтальном бурении реализуются их преимущества по сравнению с турбобурами, в частности меньшая зависимость от диаметра, а также повышенный удельный момент двигателя. Это позволяет сконструировать силовую секцию длиной 1 – 2 м с наружным диаметром, существенно меньшим, чему турбобура для аналогичных целей.

Основные особенности ДГ:

Уменьшенная длина, достигаемая сокращением как силовой, так и шпиндельной секций, при этом силовая секция двухшаговая, что обеспечивает необходимую мощность;

Уменьшенный наружный диаметр, что при сохранении оптимальных характеристик ВЗД. Обеспечивает надежную проходимость двигателя с опорно-центрирующими элементами в стволе скважины и улучшенную гидродинамическую ситуацию в затрубном пространстве;

Многообразие механизмов искривления корпуса, что позволяет использовать различные технологии проводки скважин;

Возможность размещения на корпусе двигателя опорно-центрирующих элементов;

Усовершенствованное соединение ротора и вала шпинделя, гарантирующее надежную работу с большими углами перекоса.

Винтовые забойные двигатели типа ДГ (рис. 3.28) Предназначены для бурения горизонтальных скважин, в том числе с малым радиусом искривления.

Рис. 3.28. Винтовой забойный двигатель типа ДГ-108:
1 — переводник верхний; 2 — ротор в сборе; 3 — статор; 4 — вал гибкий; 5 — шарнир; 6 корпус шпинделя; 7 — опора осевая; 8 — опора радиальная; 9 — переводник наддолотный.

В отличие от других ВЗД двигатель имеет укороченный шпиндель, оснащен опорно-центрирующими элементами и корпусными шарнирами, обеспечивающими  эффективную  проводку  горизонтальных  скважин  по заданной проектом траектории. Кроме этого, созданы ВЗД типов ДР и ДГР, предназначенные для капитального Ремонта скважин, отличающиеся от других типов наличием искривленного переводника с регулируемым утлом перекоса.

Рубрика: Бурение скважин