Меню

Двигатели передний привод турбо

Что такое турбодвигатели, и надежны ли они [Пост для новичков]

Простыми словами: почему турбомоторы все чаще встречаются на автомобилях?

По мере того, как правительства самых автомобилизированных стран мира продолжают бороться за экономию топлива и регулирование выбросов, двигатели с турбонаддувом среднего и малого объема становятся все более распространенными.

Считается, что компактные двигатели с турбонаддувом могут сочетать в себе превосходную топливную экономичность при аккуратном использовании в городском потоке (по крайней мере, на бумаге) и при этом иметь высокую пиковую мощность (как минимум на бумаге) на максимальных оборотах. По этой причине автопроизводители повсеместно начали использовать этот тип моторов для того, чтобы их продукция могла соответствовать все более строгим стандартам по экологичности выбросов и, как прежде, давать клиентам тот же уровень мощности, каким он был раньше, а иногда предлагать даже более высокий.

В этой статье мы кратко опишем, как работает двигатель с турбонаддувом (иногда их также называют «двигатели с принудительной индукцией»), и ответим на распространенные вопросы потребителей, которые рассматривают как вариант покупку турбированных среднеобъемников, но ни разу с ними не сталкивались.

Но прежде сделаем небольшое отступление: в наши дни турбированные двигатели можно обнаружить на всех типах транспортных средств, включая спорткары, кроссоверы, внедорожники и даже пикапы, поэтому мы надеемся, что этот пост вооружит вас полезными базовыми знаниями, которые вам понадобятся при выборе нового или подержанного современного автомобиля.

Что такое турбодвигатель, и как работает турбированный мотор?

Если говорить простыми словами, работа турбины заключается в следующем: турбокомпрессор втягивает воздух, сжимает его, а затем подает сжатый воздух во впускной коллектор вашего двигателя. Этот плотный, насыщенный кислородом воздух под давлением затем резко поступает в камеру сгорания в тот момент, когда поршень совершает движение вниз. С большим количеством кислорода, поступающего в двигатель на более высокой скорости, можно сжечь больше топлива за один и тот же временной промежуток. А сжигая больше топлива, вы получаете больше энергии. Мощность растет, автомобиль становится более восприимчивым к нажатию на педаль газа.

Однако это только одна часть процесса наддува. Второй, не менее важный этап инициируется после завершения цикла сгорания. Раскаленные отработавшие газы на большой скорости устремляются по выпускному коллектору, выходят из камеры сгорания через выпускное отверстие. По мере продвижения на определенном отрезке выпускного канала (у разных автомобилей это расстояние разное, но по общему правилу чем оно меньше, тем больше мощности отдается турбине) газы встречаются с лопастями турбонагнетателя и начинают вращать колесо турбины за счет очень большого давления и, конечно же, скорости потока.

Вращающееся колесо компрессора втягивает новую прохладную часть атмосферного воздуха с противоположной стороны турбины при помощи аналогичных лопастей, начиная процесс сначала.

Это не сложный процесс, но новичку его, может быть, будет трудно представить, поэтому взгляните на эту диаграмму:

Все работает на первый взгляд, как часы, но с процессом доставки есть одна небольшая проблема: прохладный атмосферный воздух во время сжатия нагревается, тепло отнимает мощность вашего двигателя.

Инженеры давно решили и эту нестыковку. Сжатый воздух перед подачей во впускной коллектор должен быть охлажден. Для того чтобы сделать это, воздух под давлением на своем пути к впускному коллектору пройдет через теплообменный аппарат, иногда вызываемый «intercooler».

Принцип работы аппарата идентичен тому, что происходит в жидкостном радиаторе, с тем лишь отличием, что воздух охлаждает воздух (самая распространенная схема «воздухо-воздушная»), поскольку, чтобы охладить разогретый сжатый воздух, используется внешний воздушный поток, набегающий на автомобиль по мере того, как вы движетесь вниз по дороге. Также существуют промежуточные охладители наддувочного воздуха, работающие на воде, в таком радиаторе используется холодная вода для охлаждения воздушной массы до нужной температуры.

Плюсы и минусы турбированного двигателя

Теперь, когда новички познакомились с основами работы турбины (ее также называют «улиткой» за визуальное сходство входной части турбины с панцирем моллюска), можно приступать к рассмотрению двух основных преимуществ турбированного двигателя – большая выходная мощность и повышенная топливная эффективность.

Поскольку турбонагнетатель позволяет небольшому двигателю производить больше мощности, разработчики могут использовать силовые агрегаты меньшего объема.

Меньший по объему двигатель, как правило, потребляет меньше топлива, чем более объемный мотор (данный постулат сейчас активно подвергается сомнениям, особенно ввиду множественных скандалов, связанных с занижением экономичности и экологичности), что способствует некоторой экономии топлива на определенных режимах работы агрегата (обычно это неспешная работа мотора на низких оборотах в городских условиях).

Двигатели с турбинами, нагнетая больше обогащенного кислородом воздуха внутрь цилиндров, улучшают сгораемость горючей смеси, уменьшая объем количества выбрасываемых вредных отходов. По этим причинам двигатель с турбонаддувом может быть более эффективным, чем атмосферный двигатель (без установленной турбины) при аккуратном движении.

Читайте также:  Как расценить привод воздушной заслонки

Однако эффективность и экологичность турбированного двигателя может быстро упасть, если вы начнете агрессивно ездить. Почему это неминуемо произойдет? И здесь все достаточно банально. Для того чтобы двигатель работал правильно и не выходил из строя, он должен достичь надлежащего соотношения топливовоздушной смеси, миксующейся в камере сгорания (как правило, это происходит в камере сгорания). Турбина же будет доставлять больше кислорода в двигатель, особенно при условии полного нажатия на педаль газа: «тапок в пол», поэтому, во-первых, двигатель начнет сжигать больше топлива при таком сценарии.

Работа турбонагнетателей также увеличивает давление в двигателе вашего автомобиля. При работе мотора с высоким давлением вы рискуете столкнуться с «предварительным зажиганием» – так называется несанкционированное воспламенение топлива до того момента, как свечи зажигания должны дать искру и воспламенить его. Для проявления этого явления достаточно мощно ускориться на турбированном автомобиле. Давление внутри цилиндров подскочит, что увеличит шансы на преждевременное зажигание топливовоздушной смеси.

Современные двигатели оснащены датчиком детонации и программным обеспечением, которые помогают предотвратить предварительное воспламенение, обнаруживая его и распыляя дополнительное топливо в камеру, способствуя дальнейшему увеличению расхода топлива.

По этой причине многие современные турбированные двигатели также будут рассчитаны на работу на премиальном бензине. Топливо с более высоким октановым числом имеет меньше шансов к детонации, что делает его идеальным для небольших турбомоторов с высокой степенью сжатия.

Вы можете выяснить, какой бензин подходит для вашего автомобиля, в руководстве пользователя. Но если это современный турбированный двигатель, есть хороший шанс, что он использует 95 или 98 бензины.

В то время как многие современные двигатели довольно надежны, турбированные двигатели поставляются с рядом дополнительных компонентов на пути к самому турбокомпрессору: интеркулера и всех трубопроводов, необходимых для доставки сжатого охлажденного воздуха в двигатель. Это может сделать ремонт двигателя или его обслуживание дороже по сравнению с традиционным атмосферным мотором.

В плане надежности все зависит от транспортного средства. Надежнее всего изучить рейтинги надежности и затраты на ремонт приглянувшегося турбированного автомобиля, поскольку эти цифры варьируются от модели к модели. В целом вам больше не нужно беспокоиться о том, что автомобиль с турбонаддувом ненадежен – технология прошла долгий путь с 1980-х годов.

Напомним плюсы и минусы турбированного двигателя:

Больше мощности и крутящего момента от двигателя меньшего объема;

Больше крутящего момента на низких оборотах;

Может обеспечить лучшую топливную экономичность при движении в спокойном режиме

Экономия топлива «испарится», если ездить агрессивно;

Может потребоваться дорогое топливо премиум-класса (скорее всего, так и будет);

Увеличится стоимость ремонта и обслуживания

Надежны ли турбированные двигатели?

Как мы кратко коснулись выше, двигатели с турбонаддувом сложнее и имеют больше деталей, чем моторы без турбонаддува. В то время как большинство современных двигателей с турбонаддувом довольно надежны, более сложная конструкция может повысить затраты на ремонт, если у вас возникнут проблемы или произойдет столкновение на дороге. Турбина может также увеличить износ некоторых компонентов из-за повышенной нагрузки, что может сократить жизнь двигателя с течением времени. Плюс не стоит забывать, под какими нагрузками трудится сама турбина. Скорости вращения лопаток гигантские, нагрев большой – выйти из строя на 100-150 тыс. км может легко! Плюс многое зависит от смазочных материалов, качества самой турбины, качества топлива и т. д. А стоимость турбокомпрессоров может «кусаться».

По общепринятому правилу чем проще мотор, тем он надежнее. Атмосферный двигатель без турбины проще, значит, и надежнее.

Как я могу определить отказ турбины?

Ниже приведем подробную табличку наиболее распространенных отказов турбин. Чтобы узнать больше, переходите по ссылке выше.

При увеличении скорости слышен свист турбины. Возможно, поврежден вал турбины. Свист вызван из-за металлического трения.

Утечка масла в турбокомпрессоре. Возможно на валу есть сколы (износ). Масло попадает в выхлопную систему.

Возможно, турбине не хватает воздуха для подачи в двигатель. В результате в камере сгорания неправильная смесь топлива и кислорода. В итоге в процессе сгорания топлива образовывается черный дым. Скорее всего, в автомобиле есть утечка, поступаемого в двигатель, воздуха.

Признаки неисправностей турбокомпрессора
Симптом: Проявления: Что необходимо сделать:
Свист турбонагнетателя Замена турбокомпрессора / Ремонт
Увеличился расход топлива Повреждение подшипников турбокомпрессора. Линия подачи масла в турбину неисправна или забита. Проверьте маслопроводы турбокомпрессора и при необходимости замените их
Черный дым Проверьте шланги и соединение системы всасывания воздуха. Также проверьте линию подачи сжатого воздуха на герметичность и при необходимости замените поврежденный компонент.
Потеря мощности I Недостаток постоянной мощности. Компрессор может быть поврежден. Например, из-за сломанных лопастей колес, турбина больше не может подавать достаточное количество воздуха в цилиндры. Необходимы новые колеса компрессора колеса. Также необходимо защитить систему подачи воздуха в турбину от попадания инородных вещей.
Потери мощности II Блок VTG загрязнен. В итоге работа лопаток турбины с изменяемой геометрией не эффективна. Например, из-за загрязнения лопаток может не хватать давления выхлопных газов. Разобрать турбину и очистить лопатки, от образования сажи.
Чрезмерное давление наддува Неисправен клапан регулирования давления наддува. Неисправность вакуумного блока регулировки работы клапана. Замена вакуумного блока, очистка или замена клапана выхлопных газов
Шум от турбокомпрессора Обратное давление в выхлопной системе слишком высокое. Повреждение колеса компрессора или колеса турбины. Утечка выхлопных газов. Проверьте выхлопную систему на наличие повреждений. Проверьте компрессор турбины на повреждения. Устраните неисправность с помощью ремонта турбокомпрессора.

Что такое наддув?

Турбонагнетатель и нагнетатель предназначены для достижения одной и той же цели: увеличить мощность двигателя, нагнетая воздух в двигатель вашего автомобиля.

Турбокомпрессор использует отработанные выхлопные газы для вращения колеса компрессора и подачи сжатого воздуха в двигатель. Нагнетатель, однако, прикреплен к коленчатому валу вашего двигателя ремнем. Ремень вращает два «винтовых ротора» внутри нагнетателя, которые сжимают воздух и подают его в двигатель. Воздух подается в цилиндры через отверстие внизу короба нагнетателя. Вы можете увидеть, как это работает, в gif ниже:

Мы надеемся, что эта статья ответила вам на все основные вопросы, которые у вас могли возникнуть относительно двигателей с турбонаддувом. Приятной езды на хороших автомобилях!

Источник

Топ-10 самых быстрых переднеприводных автомобилей

Большинство современных автомобилей имеют передний привод. Такая компоновка обладает рядом преимуществ по сравнению с RWD, и, как показывает практика во всем мире, для многих водителей лучше, когда крутящий момент передается на переднюю ось. В свою очередь, любители активной езды выбирают задний привод. При быстром разгоне у таких машин не разгружается ведущая ось, да и управлять автомобилями, где момент получают задние колеса, приятней (спросите у любого владельца BMW). Именно поэтому практически все спортивные машины имеют задне- либо полноприводную трансмиссию. Хотя некоторые производители не устают доказывать, что и автомобили с FWD умеют быстро ездить.

Для сегодняшнего рейтинга мы отобрали 10 переднеприводных моделей, которые способны разогнаться до сотни быстрее чем за 6,5 секунды. В топ попали «заряженные» хетчбэки и спортивные купе, которые иногда можно встретить и на нашем рынке. Заметьте, не все они являются новинками на мировой арене!

10 место. Fiat Coupe 2,0 Turbo

Кто бы мог подумать, что в данный топ-10 попадет старенький Fiat Coupe, который выпускался во второй половине 1990-х годов. На топовую модификацию этой итальянской модели устанавливался 2-литровый бензиновый турбомотор, который шел в паре с 5-ступенчатой «механикой». Купе массой 1310 кг набирает сотню за 6,5 секунды и способно разгоняться до скорости 250 км/ч. То есть оно быстрее, чем переднеприводной Alfa Romeo Brera! Кстати, у Alfa Romeo тоже есть переднеприводное купе, набирающее сотню за 6,5 секунды, — GTV c мотором 3,2 литра.

Максимальный крутящий момент Fiat Coupe составляет 310 Н·м (доступен при 2500 об/мин). Владельцы такой модификации не спешат расставаться со своим автомобилем, и найти в продаже Fiat Coupe 2,0 Turbo практически невозможно. Классическую четверть мили машина проходит менее чем за 15 секунд. Да, сегодня Fiat уже «не тот».

9 место. Ford Focus ST

Возможно, правильнее было бы включить в рейтинг Ford Focus RS, который «выстреливал» до сотни за 5,9 секунды. Но ввиду того что подобная модификация является суперэксклюзивом в наших краях, а дилер Ford уже ввез и растаможил в Беларуси новенький Focus ST, мы решили вспомнить именно эту модель. Двухлитровый EcoBoost, размещенный под капотом ST, развивает 250 л. с. и 360 Н·м (при 2000—4500 об/мин). Разгон до сотни — за 6,5 секунды, как у вышеупомянутого Fiat.

Комплектуется Ford Focus ST исключительно 6-ступенчатой «механикой». От обычного Focus эта модификация отличается уменьшенным дорожным просветом, длинными первыми передачами и спортивным «костюмом». Звук «турбочетверки» не оставит равнодушными любителей спортивных машин.

8 место. Volkswagen Golf GTI

Седьмое поколение Volkswagen Golf GTI набирает 100 км/ч за 6,4 секунды. Быстрее — только полноприводной Golf R. 230-сильная бензиновая «четверка» идет в паре либо с 6-ступенчатой «механикой», либо с роботизированной коробкой DSG и разгоняется до 250 км/ч. Максимальный крутящий момент агрегата составляет 350 Н·м (1500—4600 об/мин).

Модель Golf GTI является основоположницей сегмента «горячих» хетчбэков С-класса. С каждым новым поколением этот «семейный спортсмен» становится все быстрее и быстрее. Для сравнения, предыдущий Volkswagen Golf GTI в самом «заряженном» варианте разгонялся до сотни за 6,6 секунды.

7 место. Alfa Romeo 147 GTA

Стильный итальянский хетчбэк Alfa Romeo 147 до сих пор выделяется на дорогах благодаря своему дизайну. Большинство выпущенных экземпляров «сто сорок седьмой» имеют под капотом обычные гражданские Twin Spark или же дизельные двигатели. Но была и версия поинтересней — 147 GTA c V-образной бензиновой «шестеркой» рабочим объемом 3,2 литра.

Мощность самой желанной для любителей итальянских машин 147-й составляет 250 л. с. Максимальный крутящий момент «атмосферника» — 300 Н·м (при 4800 об/мин). До сотни такой автомобиль разгоняется за 6,3 секунды. Максимальная скорость — 246 км/ч. Снаряженная масса — 1290 кг.

6 место. Honda Accord Coupe V6

В ближайшем времени Honda собирается выпустить на рынок самый быстрый переднеприводной автомобиль в мире — очередное поколение Civic Type R. Но пока машину не представили официально, в топ-10 попал переднеприводной Accord Coupe c 3,5-литровым V6, который разгоняется до сотни за 6,2 секунды (у нынешнего Civic Type R этот показатель составляет 6,6 секунды).

Мощность «шестерки», расположенной под капотом Accord, — 275 л. с. Максимальный крутящий момент — 340 Н·м (при 5000 об/мин). Японское купе весит чуть более 1,5 тонны и может разгоняться до 250 км/ч. Жаль, что этот «горячий» автомобиль не подходит под адекватную растаможку — в США вполне можно найти недорогой экземпляр.

5 место. Renault Megane RS

На пятой строчке сегодняшнего «хит-парада» разместился французский хетчбэк Renault Megane RS, который набирает первую сотню за 6,1 секунды. Официально «трехдверка» не продается в Беларуси (даже в базовой комплектации), но при желании компактный спорткар можно пригнать из России. Максимальная скорость такого Megane — 250 км/ч.

В движение RS приводит 2-литровый турбомотор, развивающий 250 л. с. и 340 Н·м (при 3000 об/мин). Автомобиль весит 1462 кг и оснащается 6-ступенчатой «механикой». Французы уже выпустили большое количество спецверсий модели. В Ницце и Монако «заряженный» Megane встречается чаще, чем обычный. Там знают толк в мощных хетчбэках.

4 место. Mazda3 MPS

За те же 6,1 секунды до сотни разгоняется японский конкурент Megane RS — Mazda3 MPS. В Европе модель не такая популярная, как у себя на родине, но иногда «эм-пэ-эску» можно встретить на немецких автобанах. Под капотом — 263-сильная «турбочетверка» объемом 2,3 литра. Максимальный крутящий момент — 380 Н·м (при 3000 об/мин).

Максимальная скорость MPS составляет 250 км/ч, а средний расход топлива — 9,6 литра на сотню. Автомобиль выпускается с 2009 года и вскоре получит преемника. Официально о новом Mazda3 MPS пока ничего не известно.

3 место. Opel Astra GTC OPC

Еще одним «хот-хетчем», который чрезвычайно быстро набирает скорость, является Opel Astra GTC OPC. Этот автомобиль, как и большинство конкурентов, оборудован 2-литровым бензиновым турбомотором. Мощность «четверки» — 280 л. с., а максимальный крутящий момент — 400 Н·м (при 2500 об/мин). Машина доступна с 6-ступенчатой механической коробкой передач. Заветную сотню самая быстрая Astra набирает за 6 секунд.

Модель способна разогнаться до скорости 250 км/ч, ее расход в среднем составляет чуть больше 8 литров бензина на сотню. Вскоре немцы начнут мелкосерийную сборку Astra OPC Extreme, мощность которой составит 300 л. с., но встретить такую на дорогах Беларуси будет сложнее, чем летающую тарелку над Мозырем.

2 место. Volkswagen Scirocco R

Топовая версия Volkswagen Scirocco оснащается бензиновой турбированной «четверкой» объемом 2 литра и мощностью 265 л. с. Максимальный крутящий момент этого стильного хетчбэка — 350 Н·м (при 2500 об/мин). Автомобиль набирает 100 км/ч за 5,8 секунды (с DSG) и способен разгоняться до 250 км/ч. Это самая быстрая переднеприводная машина, которая попала в наш топ-10.

Вскоре в продаже появится рестайлинговый Scirocco, «заряженная» версия которого будет развивать 280 л. с. Официальные динамические характеристики данной модели пока не рассекречены, но одно можно сказать точно — новая «эрка» будет быстрее предшественника.

1 место. Seat Leon Cupra

Вряд ли любителей спорта заинтересует базовый Seat Leon — эдакий испанский Golf для европейских студентов. Но новая модификация Cupra оставляет позади многие другие переднеприводные автомобили. Двухлитровый турбомотор комплектуется 6-ступенчатой «механикой» или «роботом» DSG и развивает 280 л. с.

Максимальный крутящий момент агрегата составляет 350 Н·м (при 1750—5300 об/мин). Машина c DSG разгоняется до 100 км/ч за 5,7 секунды и способна ездить со скоростью до 250 км/ч. Вскоре на рынке появится еще более «горячая» версия — Cupra R.

Источник

Adblock
detector