Что значит Атмосферный двигатель автомобиля? Его устройство, как работает

Атмосферный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания классического образца, в котором воздух, поступая через карбюратор или инжектор

Атмосферный двигатель автомобиля — что это такое

Принцип работы каждого силового агрегата — сжигание горючего в цилиндрах (это относится как к бензиновым/дизельным, так и к оппозитным устройствам). Если речь идет о первом варианте, топливно-воздушная часть здесь состоит из бензина и воздуха в соотношении 1 к 14,7. Смесь “готовится” инжекторной/карбюраторной системой питания.

Термин “атмосферный двигатель” связан с используемым естественным давлением, участвующим в рабочем процессе. Поршни, выступающие в роли насоса, приходят в движение и берут воздух извне через воздуховод. В разных типах силовых агрегатов осуществляются различные способы реализации и подачи смеси. 

Разновидности атмосферных двигателей

Атмосферные моторы делятся на три основные группы двигателей:

  • бензиновые – обрели наибольшую популярность в автомобилестроении;
  • газовые – они не обрели широкого распространения в промышленных масштабах, используются как дополнительный элемент в тандеме с бензиновым мотором;
  • дизельные – они не имеют серьезных недостатков, но уступают в популярности бензиновым моторам, в легковом автомобилестроении.

Атмосферные моторы можно классифицировать на виды по способу подачи топлива. По этому параметру ДВС делится на два типа: инжекторные и карбюраторные.

Чем отличается атмосферный двигатель

Стоимость и конструктивная простота сделали этот тип мотора самым популярным сегодня. Они обладают большим моторесурсом в сравнении с двигателями “турбо”. При штатной эксплуатации примерный срок жизни “атмосферников” может составить до 500 тыс. километров пробега из-за меньшей “нагруженности” (если соотносить с движками внутреннего сгорания).    

Что значит “атмосферный двигатель”? Происхождение самого определения мы привели чуть выше. Подчеркнем, что эти агрегаты легко переносят плохое качество топлива и масла. Подобные моторы легко и недорого отремонтировать, так как в них отсутствуют:

  • интеркулеры;
  • турбины;
  • компрессоры и пр. 

Чем отличается атмосферный двигатель от турбированного

Эти два вида двигателей наиболее популярные в легковом автомобилестроение. При этом они имеют между собой существенные отличия.

атмосферный двигательОсновные различия между атмосферным и турбированным двигателем коснулись следующих показателей: принципа работы, объема и мощности, длительности эксплуатации, качества топлива и смазочных материалов. Разберем эти параметры в сравнении.

Турбированный мотор отличается имеющейся системой турбонаддува. Она состоит из промежуточного охладителя, турбокомпрессора, турбины. В результате в цилиндры двигателя поступает больше воздуха, чем в мотор атмосферного ДВС. Поэтому процесс сгорания воздухо-топливной смеси, насыщенной воздухом, проходит более эффективно – появляется больше энергии, запускающей двигатель и приводящей в движение автомобиль.

Исследования показали, что для достижения мощности в 125 лошадиных сил, объем атмосферного и турбированного мотора будет разным. В частности, для турбированного ДВС будет достаточно объема 1 литр, а для атмосферного двигателя этот показатель составит 1,6 литра.

При мощности в 125 л. с, турбированный двигатель будет обладать немного меньшим расходом горючего и лучшей динамикой. А также к преимуществу турбированного ДВС нужно отнести больший вес атмосферного мотора и его неспособность поддерживать максимальную мощность во время езды горной местностью, отличающейся разреженным воздухом.

По длительности эксплуатации атмосферный двигатель превосходит своего визави. Турбированный мотор изнашивается быстрее. При этом максимальное расстояние, которое такой двигатель способен покрыть без капремонта, равняется 150 тысяч километров. А атмосферный мотор, способен преодолеть без капитального ремонта в пределах 300-500 тысяч километров.

В идеале, для бесперебойного функционирования обоих типов двигателей нужно максимально качественное топливо и смазочные материалы. Однако атмосферный мотор, в сравнении с турбированным двигателем, менее прихотлив к их качеству. А также его ремонт обойдется дешевле.

В результате сравнительного анализа появляется заключение, о том, что:

  • турбированный мотор лучше атмосферного по количеству создающейся энергии, меньшему расходу топлива (при равных стартовых характеристиках) и объему, необходимому для достижения максимальной мощности;
  • атмосферный мотор лучше своего визави по длительности эксплуатации и меньшей прихотливости к качеству ГСМ. 

Конструктивные особенности атмосферного двигателя

Атмосферный дизельный или бензиновый двигатель, в силу невозможности затягивать больше воздуха, имеет слишком ограниченный порог увеличения мощности. Из-за того, что крутящий момент достигается ближе к максимальным оборотам, а диапазон момента слишком короток, это создает дискомфорт при движении в виде недостаточной тяги на малых и средних оборотах.

Автомобильные инженеры нашли выход благодаря следующим изобретениям:

Непосредственный впрыск

Топливо подается непосредственно в цилиндры под давлением 3 атмосферы. Смешивание воздуха и топлива происходит в цилиндре, что дает и топливную экономичность и прирост в мощности.

Фазовращатель

Чтобы крутящий момент смещался по ходу роста оборотов двигателя, были внедрены фазовращатели. Принцип работы состоит в следующем: при повышении оборотов коленвала возрастает давление в масляной системе, а под давлением масло давит на шестерни фазовращателя, смещая фазу.

Чем отличается атмосферный двигатель

Как итог – диапазон крутящего момента становится шире, а разгон – без провалов.

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Принцип работы заключается в изменении геометрии впускных каналов, а именно – их длины. Для малых оборотов воздух движется по длинной траектории, а в режиме средних и максимальных оборотов – по короткой.

Подобная конструкция позволяет достигать максимального крутящего момента с малых оборотов, обеспечивая плавное изменение момента.

Преимущества и недостатки

Теперь, когда мы разобрались с тем, что значит атмосферный двигатель автомобиля, попробуем выделить его преимущества и недостатки. Сходу стоит сказать, что атмосферные двигатели используются и по сей день: именно такие устройства установлены на основной массе транспортных средств.

Схема работы атмосферного двигателя с 4 цилиндрамиСхема работы атмосферного двигателя с 4 цилиндрами

Они не отличаютсяконструкционной замысловатостью, однако для них характерен продолжительныйэксплуатационный срок. Опыт говорит о том, что подобные двигатели могутобеспечивать прохождение примерно пятисот тысяч километров, после чего обычноим требуется ремонт.

В случае с турбированными устройствами срок меньше примерно в два раза. По данным сравнительного анализа, незамысловатая конструкция существенно упрощает ремонтные процедуры, что выгодно отличает атмосферные двигатели от их аналогов с наддувом. Цены на основные запчасти и сервисные работы, направленные на устранение технических неполадок, сравнительно невысоки.

Естественно,достаточно очевидно, что столь «старая» система не может не иметь и некоторыхминусов. Стоит отметить, что подобные моторы отличаются большими габаритами, вто время как по основным эксплуатационным показателям (мощности, крутящемумоменту, динамике разгона) существенно уступают двигателям с наддувом.

Объясняется этодостаточно просто: ввиду наружного забора воздушных масс схема питанияатмосферного устройства не даёт возможности обеспечения необходимой пропорции(уже указанной выше: 1:14) на всех рабочих режимах.

Если упростить: нанизких оборотах двигатель будет засасывать слишком малое количество воздушныхмасс, в то время как высоких эффективному забору воспрепятствует проходноесечение воздуховодов, а также сопротивление воздушного фильтра. Соответственно,эффективность работы существенно понижается.

Двигатель на атмосферном давлении — примеры

Стоит выбирать модель без принудительного наддува.Стоит выбирать модель без принудительного наддува.

Стоит выбирать модель без принудительного наддува.

Какие варианты представлены на рынке? Многие производители предлагают модели авто без принудительного наддува. Выбрать есть из чего (ниже приводим примеры конкретных “бензиновых” моделей):

  • Mercedes C63 FMG Coupe Edition и SLK55AMG (например, 2-х литровые);
  • Chevrolet Corvette C7 Stingray и Camaro;
  • Jeep Grand Cherokee SRT;
  • Audi RS4 и RS5 Avant;
  • Porshce Cayenne GTS;
  • Infiniti QX70;
  • Lexus LS460.

Монтаж атмосферного двигателя на автомобили “ВАЗ” — популярный “технический” тюнинг среди автовладельцев. Понадобится доработать “голову”, толкатели и клапаны. Потребуются форсунки и топливный насос высокой производительности. Скорее всего, под замену “пойдут” распределительные валы, шатунно-поршневая группа и пр. Если решите действовать самостоятельно, найдите подробную видеоинструкцию с описанием подготовки и самого процесса (благодаря ей вы быстрее сориентируетесь). Альтернативный вариант — обратитесь к профессионалам.

Улучшение тяговой установки

Иногда, поездив на автомобиле, владелец хочет получить больше мощи и задаётся вопросом, можно ли поставить турбину на атмосферный двигатель. Для улучшения разгонной динамики, такой вариант решения проблемы приемлем. На практике выполнить задачу сложно, потребуются знания, опыт, а главное, подход в комплексе. Самостоятельно поставить турбину, не получится, для этого выполняют ряд расчётов. Прежде, меряют, какой объём воздуха помещается в камеру, с какой скоростью проходит подача и наполнение мотора. Проведённые расчёты влияют на характер поведения двигателя в дальнейшем. Кроме того, некоторые установки не приспособлены для подключения турбинного компрессора, в этом случае, для улучшения показателей используют механические турбины с постоянным приводом.

Важно! Помните, если перед тем, как поставить турбину на атмосферный двигатель, провести неправильные расчёты и подбор механизмов, то в дальнейшем сложно предсказать характер поведения двигателя. Возможно, средства и усилия будут потрачены зря, а мотор придёт в негодность.

Другие способы улучшения мощности двигателя:

  • Расточка остова до большего объёма камер;
  • Установка патрубка;
  • Установка иных клапанов и распределительных валов;
  • Установка улучшенных фильтрующих элементов;
  • Установка помпы большей мощности;
  • Снижение потерь на трение воздушных масс.

Применение выше перечисленных мер позволит улучшить показатели мощи на 40%. Кроме того, используют еще один метод, когда мотор чипуют. Такое улучшение затрагивает программную часть агрегата и даёт прирост мощи на уровне 15%. Процедура проводится на специальных станциях, поскольку требует наличия оборудования и умений.

Атмосферный бензиновый двигатель — особенности установки

Осуществляя подобный тюнинг ДВС, опираются на следующие принципы:

  • увеличивают мощность насоса;
  • уменьшают сопротивляемость механизма, распределяющего топливно-воздушную смесь;
  • улучшают цилиндрическую продувку.

В первом случае задача решается увеличением диаметра впускных элементов, монтажом высокоэффективных ресиверов и пр. 

Для “удовлетворения” второго пункта нужно разбираться с объемами камер сгорания — мощность напрямую зависит от количества воздуха. Решить этот вопрос поможет увеличение поршневого хода или диаметра цилиндра (и поршня, соответственно).

Третий принцип (продувка) говорит о необходимости упрощения выхода выхлопных газов. Для этого “выводная” система должна быть целиком прямоточной с минимизацией возможного сопротивления. Оконечные глушители, резонаторы, катализаторы — все это может стать существенной помехой.  

Как турбировать атмосферный двигатель

И напоследок давайте рассмотрим, как турбировать атмосферный двигатель.

Если раньше за такую работу никто не брался, то сегодня некоторые квалифицированные автосервисы способны сделать из обычного мотора настоящего «зверя».

Единственное, что нужно помнить – данная работа выльется владельцу в серьезные затраты на покупку дополнительных материалов и их установку.

В частности, необходимо дополнительно смонтировать интеркулер, турбину, дополнительный блок-перехватчик и так далее. Но и это еще не все.

Чтобы получить турбированный мотор, существенная оптимизация должна быть внесена в топливную систему – придется установить более мощный бензонасос, усилить поршневую группу, потратиться на форсунки с большей пропускной способностью и так далее.

Таким образом, получиться своеобразный тюнинг двигателя и в случае переделки последнего необходимо несколько раз пересчитать затраты, чтобы убедиться в актуальности такого мероприятия.

Что лучше атмосферный или турбированный двигатель

На данный вопрос не существует однозначного ответа. Любой из представленных моторов имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы понять, атмосферный или турбированный двигатель вам больше подходит, рекомендуется ознакомиться с особенностями их эксплуатации.

В отличие от атмосферных, турбированные силовые агрегаты обладают существенной особенностью: воздух здесь не всасывается, а принудительно нагнетается при помощи установленной турбины. При этом существенно улучшаются такие характеристики мотора, как крутящий момент и мощность.

Многие водители желают улучшить динамику транспортного средства, в результате у них возникает закономерный вопрос, можно ли поставить турбину на имеющийся атмосферный двигатель и если да, то как это сделать.

устройство атфосферного двс

Такая возможность существует, все зависит от модели вашей машины. Бывают ситуации, когда выгоднее обзавестись новым автомобилем, чем приобретать дорогостоящие детали для чипования и оплачивать работу мастеров. Чтобы поставить турбину на атмосферный двигатель, необходимо пригласить квалифицированного механика, обладающего опытом проведения подобных работ.

Дизельные двигатели, оборудованные турбонаддувом, называются турбодизелями. В состав турбированного силового агрегата включен турбокомпрессор, который нагнетает воздух в впускной коллектор дизеля под высоким давлением.

Интересно: В отличие от дизельных моторов атмосферного типа, при работе в высокогорных условиях турбодизели обеспечивают наиболее полное сгорание топлива. Среди специалистов данный эффект известен, как «высотность автомобиля».

Автомобиль с каким двигателем лучше выбрать

Обе разновидности моторов имеют как свои достоинства, так и недостатки. Поэтому нельзя однозначно сказать какой из них лучше. Если вы поклонник агрессивной езды, быстрого старта с места, любите драйв и готовы к значительным затратам на обслуживание, то выбор однозначен – автомобиль с турбированным двигателем. Однако, склоняясь к такому выбору, надо помнить о том, что мотор вашего транспортного средства (а особенно турбина) «проживет» значительно меньше, чем атмосферный аналог. К тому же вы должны быть уверены, что в своем регионе вы без труда сможете приобрести топливо высокого качества, а также специальные синтетические масла.

Если для вашего стиля езды характерны спокойствие, предусмотрительность и осторожность, и к тому же вы практичный и бережливый человек, то излишки мощности турбированного двигателя вам просто не нежны. А вот надежность, простота в обслуживании и долговечность атмосферного мотора, позволят значительно сэкономить затраты на его повседневную эксплуатацию

Недостатки атмосферного двигателя

92760f09a8-turbirovannye-motory-atmosfernye-4.jpgСамым главным минусом такого двигателя можно считать отсутствие высоких крутящих моментов. Атмосферный агрегат проигрывает турбированному в плане мощности. Такой автомобиль будет идеальным для неспешных поездок по городу, но в качестве трассового авто для молодежных гонок явно не подойдет.

Расход топлива для такого двигателя будет достаточно высок. Как отмечают специалисты ГК Favorit Motors, в среднем автомобиль с атмосферным двигателем потребляет не менее 11-12 литров горючего на 100 километров пути.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...