Бывают ли дизельные двигатели без турбины на авто
Лучшие двигатели без турбин за всю историю автопромышленности
С появлением каждой новой модели на авторынке становится понятно, что двигатели без турбонадува становятся редкостью. К сожалению, обычные силовые агрегаты относятся к исчезающему виду. У нетурбированных моторов, как правило, более больший запас ресурсов и выше мощность, но, к сожалению, большинство автомобильных марок в наши дни делают ставку на экономичность, которая достигается за счет уменьшения количества цилиндров и установкой турбокомпрессора. Как нам кажется, настало время подводить итоги за всю историю автомобильного мира и составить рейтинг лучших двигателей без турбонадува. Предлагаем вам восемь лучших двигателей в истории автопромышленности и еще несколько великих силовых установок, которые не вошли в итоговый список по тем или иным причинам. Рейтинг был составлен зарубежными автоэкспертами.
Прежде чем перейти к списку самых топовых моторов, хотели бы отметить для чтобы составить рейтинг, зарубежными специалистами был проведен сравнительный анализ всех силовых агрегатов, которые серийно выпускались за всю историю автопромышленности. Для того чтобы отобрать лучшие моторы силовые агрегаты сравнивались друг с другом по следующим критериям: мощность, крутящий момент, степень сжатия в цилиндрах, ход поршней.
Кроме того исследование отвечало на вопрос, насколько двигатель хорошо выполняет свою предназначенную функцию, какой звук работающего мотора, какому бренду принадлежит силовой агрегат, доступность двигателя на авторынке, а также проводился анализ инженерной изобретательности силовой установки. Но главный критерий при отборе самых качественных двигателей, это его долговечность в процессе эксплуатации.
8) Chevrolet Small-Block V-8
Маленький двигатель Chevrolet был намного сложнее, чем, кажется на первый взгляд. Этот мотор уникальной конструкции с легким блоком. Но независимо от его сложной конструкции подлинное наследие и достижение мотора долгой истории серийного производства. В первый год производства (в 1955 году) было произведено более миллиона экземпляров. Но удивительное не это. В 2011 году двигатель по-прежнему продолжал выпускаться. В этом году итоговое количество всех выпущенных моторов этой марки составило более 100 млн. шт.
Компания General Motors в начале 50-х годов производила самое большое количество автомобилей в мире. Так его бренд бренд Chevrolet продал в 1955 году 1,6 млн. автомобилей. В 1955 году новый двигатель V-8 был доступен на всех автомобилях Шевроле.
Стоит отметить что, несмотря на наличие 8 цилиндров, блок мотора имеет достаточно скромные размеры. Мотор Small-Block, это высшие мастерство инженерного искусства.
7) Ford Flathead V-8
Впервые когда этот мотор появился на рынке в 1932 году, ничего подобного в мире не было. Это был огромный шаг вперед инженерной мысли. В первую очередь силовой агрегат был предназначен для оснащения таких марок как Cadillac и Lincoln. Объем мотора в начале 30-х годов прошлого века составлял 3,6 литров. Мощность составляла 65 л.с.В середине 1949 года стала вершиной развития силового агрегата объем, которого составлял 3,9 литра, мощностью 100 л.с. Именно с моделей Форд, образца 1949 года, началось возрождение компании Ford Motor Company после Второй Мировой войны.
6) Toyota 4AGE Inline-4
Этот Японский мотор создал хорошую репутацию бренда Тойота. Хорошая экономия топлива, отличный крутящий момент и простая интеграция силовой установки как на переднеприводные, так и на заднеприводные автомашины.
4AGE массово устанавливался в 80-х годах на Corolla / Sprinter Trueno и MR2. В двигателе 4AGE скорость хода поршней составляла 0,1м/с, что было сравнимо с мотором в Porsche 944 S2. Силовая установка Тойота была скопирована с двигателя Escort Cosworth BDA, в котором такое же количество цилиндров, с таким же ходом поршней, а также с одинаковыми размерами клапанов.
5) Ferrari 458 V-8
К сожалению, этот великий двигатель (с большой скоростью хода поршней) в скором времени может быть снят с производства в связи с выходом новой модели автомобиля Феррари 488GTB, которая оснащается турбированным мотором. Новая модель пришла на смену модели Ferrari 458. В максимальном режиме работы мотора скорость хода поршней составляет 24 м/с. В этом 4,5 литровом восьмицилиндровом двигателе на 1 литр объема приходится 130 л.с.
4) BMW E30 M3 Sport Evo Inline-4
Многие поклонники БМВ 1988 E30 M3 вспоминают легендарный мотор, который устанавливался на эту автомашину. Вы думаете это самый легендарный силовой агрегат Баварской марки? Нет. На самом деле лучшим двигателем Sport Evo БМВ был признан мотор от модели М3, которая выпускалась в 1991 году. Мотор S14B23 имел объем 2,3 литра. Мощность на 1 литр мотора составляла 83 л.с. при 6700 об/мин.
2,5 литровый мотор Evo S14B25 на каждый литр объема имел 95 л.с. при 7000 об/мин. К тому же Evo S14B25 имел звук намного мощнее чем S14B23.
3) Acura Integra Type R B18C5 Inline-4
Попадание мотора в рейтинг лучших была неожиданностью для многих специалистов. Но с сухой статистикой не поспоришь. Двигатель попал в рейтинг благодаря многочисленным преимуществам и полученным балам при отборе.VTEC 1,8-литровый B18C5 двигатель имел четыре цилиндра. Мощность составляет 195 л.с.
Максимальное количество оборотов 8000 в минуту. Максимальное количество оборотов 8000 в минуту.
2) McLaren F1 S70 V-12
Благодаря сотрудничеству двух автомобильных компаний McLaren и BMW мир увидел легендарный мотор F1 S70 V-12. Компания БМВ имеет множество идей и технологий, многие из которых невозможно опробовать на существующих моделях из-за дороговизны разработок. В то время компания McLaren искала производителя атмосферного силового агрегата для установки его на модель F1. Благодаря взаимным интересам две автомобильные марки начали сотрудничество, выпустив новый мотор.В конечном итоге получился 6,1 литровый шедевр инженерного искусства. 12-ти цилиндровый мотор помог гоночной McLaren F1 GTR выиграть гонки в Ле-Мане в 1995 году. Мощность мотора составляет 600 л.с.
1) Honda S2000 F20C Inline-4
Когда специалисты составляли этот рейтинг лучших качественных двигателей в истории автопромышленности, компания Хонда отметила свое 50-летие. Чем же запомнилась компания на автомобильном рынке? Конечно удивительными моторами. Один из примеров четырехцилиндровый мотор F20C, мощностью 240 л.с. который имеет максимальные обороты 8900 об/мин. Этот силовой агрегат завоевал множество различных наград.
Переживут владельца: 10 самых надежных дизельных двигателей
Количество вариаций дизельных двигателей на рынке велико, при этом немало тех, чей ресурс и надежность вряд ли обрадуют владельца. Однако, есть и проверенные моторы, которые можно назвать настоящими долгожителями
Опираясь на свой многолетний опыт работы на СТО, я рекомендую обратить внимание именно на эти 10 моторов – автомобили с ними дольше всего не будут создавать проблем своему владельцу.
PSA 2.0 HDI
Дизель 2.0 HDI от французского концерна PSA Peugeot Citroen – является очень надежным агрегатом, особенно если он из первого поколения. Такие двигателя устанавливались на автомобили Пежо, Ситроен, Сузуки, Форд и Фиат выпускавшихся с 1999 по 2006 год. Самые популярные авто с таким мотором это: Peugeot 206, 306, 307, 406, Partner, Citroen C5 I, Berlingo, Xsara и Suzuki Vitara. Французский 8-клапанный дизель легко ходит более 500 тыс. км, не требуя сложного обслуживания, но соблюдать регламентные сроки нужно в любом случае. Мощность первых агрегатов составляла 90 – 109 л. с., позже мощность выросла – от 136 до 180 л.с. Эти моторы до сих пор не вызывают нареканий у автовладельцев, особенно, если оборудованы топливной системой фирмы Bosch, а не Siemens (их пьезофорсунки мало служат и плохо ремонтируются).
VOLVO 2.4 D
У «шведов» тоже есть весьма надежный двигатель. Так автоконцерн Volvo, который известен разработкой целой серии удачных бензиновых двигателей, еще в 2001 году выпустил отличный дизельный мотор 2.4 D с пятью цилиндрами. Такие агрегаты устанавливались на седаны, универсалы и кроссоверы, а именно: S60, V60, S80, V70, XC70, XC90. Двигатель имел 10- или 20-клапанный ГРМ (в зависимости от года выпуска) и систему турбонаддува. Популярностью пользуются версии от 130 до 205 л.с. – эти движки (в случае регулярного обслуживания) без проблем выхаживают 500-700 тыс. км.
VAG 1.9 TDI
Этот дизель от группы VAG нельзя оставить без внимания. Его модификации доступна уже более 20 лет (с некоторыми изменениями). Устанавливался 1.9 TDI на различные модели Сеат (Леон, Толедо, Ибица, Алхамбра), Ауди (А3, А4, А6), Шкода (Октавия), Фольксваген (Кадди, Гольф, Пассат, Шаран) и некоторые другие. Двигатель знаменит надежностью, но это справедливо только в том случае, если владелец будет использовать качественное топливо и масло, а периодичность ТО сократит с 15 до 10 тыс. км. Также желательно следить за клапаном управления наддувом N75, это слабое его место. Несмотря на некоторые поломки у определенных модификаций, этот мотор вполне способен отходить 400 тыс. км.
BMW M57
Дизели серии M57 от баварского автоконцерна также заслужили немало хороших отзывов от автовладельцев. Рядные двигатели имели по 6 цилиндров, их мощность, в зависимости от модификации, составляла от 201 до 286 л. с. Выпускались такие дизели с 1998 по 2008 годы и устанавливались на большинство моделей BMW, с 3-й по 7-ю серию: E39, E46, E90, E60, E83, E53, E70, а также на Range Rover L322. У некоторых модификаций дизеля M57 возникают некрупные поломки, однако в целом он способен отходить 400 – 500 тыс. км.
HONDA 2.2 i-CTDi
TOYOTA 1HD
Двигатель Тойота 1HD объемом 4,2 литра, который ставился на Ленд Крузер J80 и J100, относят к категории ветеранов-долгожителей, как по пробегу (как правило, не менее 600 тыс. км.), так и по времени производства (с 1990 по 2007 год). Однако если относится к нему небрежно, полагаясь на его надежность, не производить регулярное обслуживание, то это станет причиной различных поломок. Стоит уделить внимание газораспределительному механизму и регулярной проверке зазоров клапанов дизельного мотора.
OPEL 1.7 CDTI
Дизель 1.7 CDTI хоть и бюджетный, но очень выносливый. Разрабатывался совместно с Isuzu и GM, а устанавливался на Опель Астра H, J и Зафира B. За годы производства было много модификаций этого мотора и типов топливных систем для них. Чем они сложнее, тем больше вероятность поломок, но, как правило, эти двигатели без проблем преодолевают 400 тыс. км. пробега без какого-то существенного ремонта.
FIAT 2.4 JTD
От продукции итальянского автопрома, как правило, не ожидаешь надежности, но турбодизельный двигатель 2.4 JTD – приятное исключение из этого правила. Ставили такой агрегат на многие модели Fiat, а также Alfa Romeo и Lancia. Он имеет 5 цилиндров и систему Common Rail. Отличительные качества – экономичность и хорошая тяга. Версия с 20-ю клапанами иногда требует снятия выпускного коллектора – по причине облома шпильки случается прорыв выхлопных газов. С годами вопросы появятся к системе EGR, а после 250 000 км может потребоваться ремонт турбины. При этом, само железо вполне может выдержать 500, а то и 700 тыс. км пробега.
HYUNDAI/KIA 1.6 CRDi (D4FB)
Корейский дизельный мотор 1.6 CRDi мощностью от 90 до 136 л. с. тоже можно отнести к разряду лучших. Его выпуск стартовал в 2006 году, двигатель получил широкое распространение в моделях Киа и Хендэ, которые изготавливались для рынка Европы. Стоит такой мотор на Hyundai Elantra 4, Elantra 6, Accent RB, i20, i30, ix20, Kia Ceed, Cerato и Soul. Отличаясь простотой конструкции, этот двигатель вышел неприхотливым и надежным, правда, достаточно требовательным к качеству топлива. А в первых годах выпуска его слабым местом была турбина, которая часто страдала масляным голоданием. Но «детские болезни» успешно вылечили и в настоящее время нарекания могут вызвать разве что датчик наддува, да регулятор давления топлива. Но в целом ресурс такого двигателя составляет не менее 300 тыс. км.
MERCEDES-BENZ 3.0 CDI (OM642)
Трехлитровая дизельная «шестерка» ОМ642 от Mercedes-Benz является продолжателем успешных моторов-миллионников. Она имела много модификаций и вариантов мощности, скрываясь под индексами 280, 300, 320 и 350 CDI. Устанавливалась на Мерседес, Крайслер, Додж и Джип с 2005 года. По железу является традиционно крепким. А чтобы не было проблем с сажевым фильтром, необходимо заправиться качественным топливом и использовать моторное масло с соответствующим допуском. Единственным проколом стал выпускной коллектор. При нагреве, в местах его сварки, могут откалываться маленькие частички и попадать в турбину, что приводит к выходу ее из строя.
стоит ли покупать дизель без турбины
Выбор автомобиля (часть2) Машины с дизельными двигателями: Мнения о дизельных автомобилях обычно расходятся. От полного неприятия до полного восторга. Восторг обычно у тех владельцев дизельных машин, дизели которых новые или почти новые. Остальные же владельцы
Выбор автомобиля (часть2) Машины с дизельными двигателями: Мнения о дизельных автомобилях обычно расходятся
Стараясь быть объективными, рассмотрим достоинства и недостатки дизелей.
+ доступность топлива;
+ экономичность: удельный расход топлива процентов на двадцать ниже, чем у бензиновых двигателей;
+ эластичность: на подъемах вам не обязательно переключать передачу на низшую, даже при снижении оборотов двигателя, момент на колесах почти не снижается, и вы можете продолжать «тянуть» на повышенной. Другими словами, «плясать» на педалях и дергать ручку переключения передач можно гораздо реже, чем это пришлось бы делать на бензиновой машине, при этом скорость автомобиля практически неизменна;
+ надежность: нет целой системы зажигания с ее свечами, проводами и «электричеством».
Из практики следует, что подержанный дизельный автомобиль больше двух зим нормально обычно не работает. Если двигатель будет совсем новый, и вы его будете аккуратно эксплуатировать, то, может быть, машина прослужит вам года три-четыре, но вряд ли больше.
Все японские машины бывают с автоматическими коробками передач и с «ручными» (механическими). Какие лучше, сказать невозможно, так как и у тех, и у других есть свои достоинства и недостатки. Есть еще и автомобили с полуавтоматическими коробками передач, но они встречаются редко, и уже хотя бы поэтому не стоит их покупать. Для их ремонта нет ни запчастей, ни специалистов, ни литературы.
Итак, достоинства и недостатки коробок передач.
Механические коробки передач;
+ небольшие потери при передаче крутящего момента;
+ возможность взять от двигателя все, на что тот способен;
+ простота ремонта и обслуживания;
+ высокая прочность;
— сложность в управлении автомобилем;
— возможность перегрузить двигатель;
— сложности при выборе оптимального варианта управления автомобилем;
— необходимость менять накладки сцепления.
По части надежности трудно выбрать приоритет. Да, в «автомате» больше деталей, которые могут сломаться, но в то же время там почти нет сопряженных деталей, которые в основном и изнашиваются. Надо регулярно менять масло в «автомате», и автоматическая коробка передач прослужит вам не одну сотню тысяч километров.
Но, к сожалению, нечаянно сломать «автомат» проще, чем механическую коробку передач. С другой стороны, «сжечь» сцепление в этой «механике» еще проще, и даже при очень правильном вождении автомобиля накладки сцепления вряд ли «выходят» более 80000 км. К тому же есть еще привод сцепления, и корзина сцепления, и диск сцепления.
Буксуя по бездорожью, вы всегда рискуете сломать что-нибудь из этого списка.
Как они будут ездить, и кто из них быстрее «кончит» свою машину? Скорее всего поэтому за последний год в ремонт к нашей фирме попало четыре «Nissan March» и ни одного «Nissan Cedric». То же можно сказать и о моделях разного литража других фирм: чем больше машина, тем реже она ломается.
Но, нет в мире совершенства, и бензина она расходует больше.
С точки зрения надежности работы двигателей. Очень «крепкий» оппозитный двигатель стоит на автомобилях фирмы «baru». Остальным двигателям требуется хороший бензин и регулярная смена качественного моторного масла. А вот двигателям фирмы «Мitbishi» и это не помогает, им хоть что во внутрь заливай, срока жизни им это не добавит
Как видите, популярность и надежность вовсе не одно и то же. Возможно, популярность автомобилей фирмы «Мitbishi» можно объяснить тем, что их салоны наиболее «навороченные»: по количеству разных экзотических «штучек» с салонами «Мitbishi» могут поспорить разве что салоны фирмы «baru». Но все эти музыкальные сигналы, электронные термометры, программируемые системы вентиляции и подогрева не повышают надежности автомобиля.
Их надежность гораздо больше зависит от манеры езды, чем от конструкции, если эти подвески «макферсоновские» (а они практически все сейчас такие; рычажные почти не встречаются, хотя и больше подходят к нашим дорогам). Но есть и исключения. Подвески большинства моделей фирмы «Nissan» ежегодно будут требовать ремонта, даже при очень аккуратной (насколько это возможно при наших дорогах) езде. Избегайте покупать автомобиль с «думающей» подвеской, так как резиновые подушки вместо пружин и воздушный компрессор, качающий в них воздух с пылью и солью наших дорог, создадут вам массу проблем. При этом надо учитывать, что резина, как и любая резина вообще, в этих подушках стареет, на ней появляются трещины, поэтому в любой момент можно ожидать, что эта подушка взорвется.
Поговорите на эту тему с водителями автобусов «Икарус», или просто посмотрите, как эти автобусы переезжают железнодорожный переезд. Вас устроит такая езда на легковом автомобиле? «Воздушные» подвески встречаются на машинах «baru». но вполне могут стоять и на новых автомобилях других фирм.
Но те же автоматы (они действительно те же) на задаеприводных «Ниссанах» почему-то не ломаются. На удивление редко приходят в ремонт автоматы автомобилей ММС «Раjero». «На удивление», потому что, как уже говорилось, все авторемонтники считают этот автомобиль плохим. Даже когда нашего коллегу-авторемонтника из США катали по Владивостоку, и он увидел едущий навстречу «Раjero», он воскликнул: «О, «Моntero»!»- под таким именем известен этот автомобиль в США, а дальше, не много вообще-то зная по-русски, добавил: «Ковно!». Впрочем, у американцев свои требования к автомобилям, которые именуются «джип». Подумайте, прежде чем покупать автомобили с турбинами.
Двигатель оборудованный турбиной менее надежен, чем тот же двигатель, но без турбины. Из 10 автомобилей с дизельным двигателем «Тоуой 2L-Т` только у одного-двух не было проблем с турбинами, но они намечались: турбина уже «гнала» масло. То же и с другими двигателями, в том числе и с бензиновыми. Но если вам все-таки очень хочется иметь второй, после «включения» турбины, рывок, то выбирайте турбину с охлаждением (от системы охлаждения двигателя), тогда она хотя бы дольше прослужит.
Такие турбины уже есть. Слово «включение» взято в кавычки потому, что газовая турбина вращается выхлопными газами, и вращается она все время и на холостом ходу тоже. Но параметры турбокомпрессора, который сжимает воздух, подобраны так, что только после того как скорость вращения двигателя превысит, например, 3000 об/мин, мощности его выхлопных газов хватит для раскрутки турбины до рабочего режима.
До 3000 об/мин лопатки турбокомпрессора просто месят воздух и никакой работы не совершают. А вот после, например, 5000 об/мин лопатки турбины уже мешают воздушному потоку. Другими словами, турбокомпрессор выполняет свою задачу увеличить заряд воздуха в цилиндрах (чтобы под этот воздух можно было «плеснуть» больше бензина) только в очень узком диапазоне работы двигателя.
Естественно, в цилиндры его, по весу. в этом случае попадет меньше. Чтобы избежать этого явления, на многих автомобилях ставят охладители воздуха (Intercooler.).
На некоторых автомобилях вместо турбокомпрессора ставят объемные нагнетатели. Обычно это механический насос, приводимый во вращение резиновым ремнем от шкива коленвала. Иногда на этих машинах стоит надпись «per charger».
Объемные нагнетатели подают воздух во всем диапазоне оборотов двигателя, поэтому, несмотря на их сложность, эти двигатели более «тяговитые». Особенно при низких оборотах двигателя, когда турбокомпрессоры крутятся как детские вертушки и ничего, кроме шума и утечки масла, нс дают.
Не покупайте автомобили с «экзотическими» агрегатами. Это «Маzda Сosmo» с роторным двигателем, в который непонятно даже какое масло заливать; «Izu-Aska» с полуавтоматической коробкой передач NАVI-5, масло для которой неизвестно где покупать, т.к. Dextron-2 для нее не рекомендуется использовать.
И отремонтировать или даже отрегулировать эти автомобили очень сложно, т.к. отечественных аналогичных изделий, также как и литературы, нет. Если вы решили купить автомобиль, который в вашем городе встречается крайне редко, то задумайтесь над тем, как вы будете решать проблему запчастей. В заключение этого обзора японских машин немного цифр, характеризующих их надежность. Получены они следующим образом: из журнала регистрации одной из автомастерских были взяты данные о том, автомобили каких марок побывали в ремонте с августа 1996 г. по апрель 1997 г. Если машина приходила просто на осмотр или на замену масла, она в этот «скорбный» список не попадала. Кроме того, некоторые марки машин объединялись в одну когорту.
И так во всех узлах. У них отваливаются наклеенные молдинга и вылетают из панелей декоративные заглушки. Другими словами, корейские машины собраны более «по-русски» К тому же они «гниют» со значительно большей скоростью, чем «японцы». Те же новые корейские машины, которые являются собственной разработкой, а не полностью скопировать с японских, внушают опасение.
Но на «Запорожце» каждое колесо вращается-то на двух конических подшипниках.
За четыре года новые иностранные машины (выпущенные год, два назад) попадали к нам в ремонт всего пять раз: один «Кia Sportage», два «Сарital» и два «Мерседеса». Новых японских машин не было. Впрочем, может быть, их ремонтируют в других местах. Все сказанное выше имело отношение к новым южнокорейским автомобилям.
Подержанные корейские автомобили в целом значительно хуже подержанных японских машин
По техническим решениям японские автомобили, безусловно, впереди всех. Вы можете заметить, что в рекламе дорогих, новых, западных автомобилей есть фразы: «. оборудован электрическими стеклоподъемниками, электрическим управлением зеркалами!» и т.д., то есть всем тем, что у японцев было нормой десять лет назад, а здесь только внедрено и рекламируется. В свое время нас очень удивила надпись на заднем стекле «Lincoln Town Саг» (на английском, конечно); «Двери оборудованы блокировкой от открывания изнутри. » и дальше что-то про детей.
И это 1994 года, а на японских автомобилях (почти на всех) с 1980 года эта блокировка стоит, и уже стало нормой, когда мать, оставляя своего ребенка на заднем сиденьи, передвигает рычажок на торце задней двери и закрывает ее. Все, изнутри ребенок дверь не откроет, открыть можно только снаружи. А пульты управления на американских машинах? Собрано все в кучу, на одну панельку и управление стеклами, зеркалами и блокировки разные и еще масса кнопок. Чтобы что-нибудь включить, надо остановиться и с минуту все разглядывать.
Это, конечно, не очень удобно. Или взять «Мерседес». Впрочем, не будем о нем, ведь это для многих «хрустальная мечта детства», зачем же о ней отзываться плохо.
Разрушители легенд. Турбонаддув дизеля. Часть №1. Обзорно-болталогическая.
Для чего нужна турбина?
Для того чтобы ПОЛНОСТЬЮ сжечь 1кг горючего(любого углеводородного) нужно около 3,5 кг кислорода. Такое количество кислорода содержится в 15кг воздуха.
Соответственно мощность двигателя напрямую зависит от его «литража». Чем больше воздуха мы сможем загнать в камеру сгорания — тем больше топлива мы сможем спалить — тем больше энергии сможем получить на коленвалу.
Турбокомпрессор выполняет две функции. С одной стороны он позволяет напихать в камеру сгорания гораздо больше воздуха и получить с того же объёма двигателя гораздо больше мощности. С другой стороны — он утилизирует энергию выхлопных газов и реализует цикл с продолженным расширением, который увеличивает общий КПД двигателя.
Если сказать человеческим языком — то ЧАСТЬ работы по сжатию воздуха в турбодизеле перекладывается с поршневой на турбокомпрессор. Турбокомпрессор работает на энергии выхлопных газов(которые обычно просто выбрасываются в атмосферу) — соответственно непосредственно сам двигатель получает возможность больше мощности передавать на колёса.
МЕХАНИЧЕСКИЕ нагрузки на кривошипно-шатунный механизм при турбировании ДИЗЕЛЯ возрастают незначительно — это позволяет не сильно морочаться вопросами прочности и ресурса турбируемого атмосферника.
Казалось бы всё замечательно. НО!
Разработка современных двигателей уже давно пляшет от экологического законодательства, которое напрямую определяет режимы сгорания топлива в камере сгорания. На НОМИНАЛЬНОМ(не максимальном! это важно!) режиме работы двигателя в связке с турбиной процессы сгорания доводятся до некоего оптимума. При этом некоторые характеристики конструкции непосредственно самого турбодвигателя получаются заметно отличающимися от его атмосферного аналога. В первую очередь отличается степень сжатия — в цилиндры воздуха поступает больше за счёт турбокомпрессора, но поршнями этот воздух сжимается слабее — фактическое давление в конце такта сжатия практически одинаковое получается и у атмосферника и у турбодвигателя.
На НОМИНАЛЬНОМ РЕЖИМЕ турбокомпрессора.
Потому ничего там в турбодизеле лучше не сгорает. Сказки дедушки Ергена. Лучшее сгорание — больше окислов азота, а это недопустимо. Потому процессы сгорания одинаковы на НОМИНАЛЬНОМ РЕЖИМЕ и однозначно хуже у турбодизеля на всех остальных режимах. Почему?
Давайте посмотрим подробнее, что происходит с турбодизелем на ВСЕХ режимах его работы и насколько отличаются его характеристики от атмосферного дизеля.
В интернет-обзорах обычно втюхивают для сравнения два типа дизелей одинакового ОБЪЁМА. Мне не кажется такое сравнение корректным — это как сравнивать… трёхлитровый двигатель и… пятилитровый…
Я ни разу не встречал сравнения турбодизеля и атмодизеля с разницей в объёме ОБРАТНО-пропорциональной заявляемому с трепетом превосходству турбодизеля. И это неспроста.
Я потому и предлагаю сравнить три дизеля.
Они стары как говно мамонта, но до сих пор бодры и распространены.
Первый(2L) — атмосферный вихрекамерный дизель-прародитель.
Два других — форсированные потомки ОДИНАКОВОЙ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ.
НО!
Один(2LTE) — форсировали турбиной, а другой(5L) — простым наращиванием объёма:
2L… … …22:1…2446куб.см… 85лс 4000RPM…165Н/м 2400RPM…Атмо
2LTE… …21:1…2446куб.см… 97лс 4000RPM…221Н/м 2400RPM…Турбо
5L… … …22:1…2986куб.см… 97лс 4000RPM…192Н/м 2400RPM…Атмо
Эта линейка удобна тем, что это практически один и тот же агрегат до последнего болтика. Потомки 2L имеют одинаковую максимальную мощность и с точки зрения обычного автопотребителя это должны быть абсолютно равнозначные двигатели. Есть куча реальных водителей, попробовавших и то и другое во всех мыслимых и немыслимых режимах — они не дадут соврать. Нихрена это не равнозначные двигатели, хоть МАКСИМАЛЬНАЯ мощность у них и одинаковая.
Вот и давайте немного «поэксплуатируем» эти ДВА дизеля-потомка в реальных условиях:
1). Запуск и холостой ход.
Турбодизель отличается от атмосферного аналога двумя вещами — пониженной степенью сжатия и пониженным литражём. И первое и второе дополняется турбиной. НО! Только на НОМИНАЛЬНОМ РЕЖИМЕ! При работе на холостом ходу и сам турбонагнетатель и интеркулер(если есть) и гораздо более протяжённый впускной коллектор оказывают только лишнее сопротивление. При запуске(особенно на морозе) пониженная степень сжатия турбодизеля способствует худшим пусковым свойствам. Меньший литраж турбодизеля подразумевает несколько меньший расход топлива на холостом ходу — но за счёт меньшей степени сжатия и высоких насосных потерь во впускной системе реальный расход топлива редко отличается заметно.
Итог сравнения — паритет.
2). Режим низких нагрузок и низких оборотов.
Этот режим также характеризуется СОПРОТИВЛЕНИЕМ всего впускного тракта и РАЗРЯЖЕНИЕМ на впуске. Поскольку турбодизель имеет меньший литраж и степень сжатия — то мы имеем на этом режиме НАМНОГО(до 30%) МЕНЬШИЙ момент турбодизеля, чем у атмосферного аналога.
Итог сравнения — явный и несомненный проигрыш турбодизеля.
3). Режим средних нагрузок и оборотов.
Этот режим характеризуется выходом турбонагнетателя на рабочий режим — создание избыточного давления во впускном тракте. Но избыточное — это ещё не НОМИНАЛЬНОЕ. До тех пор, пока давление турбонагнетателя не приблизится к НОМИНАЛЬНОМУ — характеристики турбодизеля будут отставать от характеристик атмосферного аналога.
Из приятных новостей — турбина потихоньку начинает вступать в процесс утилизации энергии выхлопных газов и по мере роста создаваемого ей давления общий КПД двигателя стремительно растёт. Соответственно падает расход топлива по сравнению с атмосферным дизелем.
Итог сравнения — по мере приближения к номинальному режиму характеристики дизелей сближаются. Турбодизель всё так же обладает меньшей мощностью, но и потребляет чуть меньше топлива.
Есть ещё один фактор, который обычно выпускают из поля зрения подобных сравнений. Это инерционность турбонагнетателя. Приотпустив даже на мгновение педаль газа — мы не получим вновь прежнюю мощность от двигателя, пока турбонагнетатель опять не выйдет на режим. Турбояма на этом режиме очень досаждает.
Особенно на высокогорье.
4). Номинальный режим.
Именно на этом режиме проявляются все плюсы турбодизеля. К сожалению на дизеле с примитивным турбонагнетателем этот участок очень узкий — не более 500-700 оборотов. Именно в точке достижения номинального давления турбонагнетатель и обладает максимальным КПД. Потому и двигатель в этой ТОЧКЕ(для 2LTE это приблизительно 2400 оборотов) обладает максимальным превосходством перед атмосферным аналогом в плане расхода топлива. Турбонагнетатель с изменяемой геометрией имеет более широкую полку максимальной эффективности, но обычно она смещена в сторону низких оборотов.
Самый большой плюс — в районе НОМИНАЛЬНОГО режима МОМЕНТ турбодизеля заметно превосходит момент атмосферного аналога. Т.е. и МОЩНОСТЬ турбодизеля на ЭТОМ режиме будет ВЫШЕ мощности атмосферника.
Правда КОЭФФИЦИЕНТ ПРИСПОСОБЛЯЕМОСТИ у турбодизеля по моменту — меньше на 4%, а по оборотам — почти на 8%, соответственно турбодизель ещё хуже, чем даже атмосферный дизель(а уж тем более бензинка) подходит для транспортных средств.
Итог сравнения — явный выигрыш турбодизеля как в плане МОМЕНТА, так и в плане расхода. Отрыв определяется характеристиками турбонагнетателя. Правда «явный» выигрыш — это не значит «большой». Конкретно 2LTE имеет МАКСИМАЛЬНЫЙ момент на 13% больше, чем у 5L и на 25% больше, чем у 2L.
Современные турбодизеля с твинтурбо и эффективным интеркулером могут иметь момент(а потому и мощность) на этом режиме в 1,5-2 РАЗА(!) выше чем у атмосферника. И CommonReal здесь совершенно ни при чём — весь прирост тяги обуславливается исключительно турбонаддувом…
За счёт высокого количества выхлопных газов турбонагнетатель на ЭТОМ режиме «скисает» не сильно даже при полностью отпущенной педали газа и турбояма потому выражена слабо.
5). Сверхноминальный режим — режим близкий к максимальной мощности и максимальным оборотам.
По мере увеличения количества выхлопных газов — часть их начинает перепускаться в обход турбонагнетателя перепускным клапаном — соответственно всё бОльшая часть энергии выхлопных газов перестаёт утилизироваться.
Да и непосредственно сам турбокомпрессор(крайне нелинейный агрегат) стремительно теряет КПД. За счёт всё бОльшего сопротивления турбокомпрессора давление перед турбинным колесом стремительно нарастает — выхлопные газы уже не самостоятельно покидают цилиндр, а их бОльшую часть приходится выдавливать поршнем:
Продувка цилиндров стремительно ухудшается — всё больше отработанных газов остаётся в камере сгорания, количество кислорода снижается, горение затягивается, температура растёт. Получается некая аналогия системы ЕГР. Хоть сама система ЕГР и отключается на этих режимах — это помогает слабо. Турбодизель настолько стремительно теряет момент с ростом нагрузки и оборотов, что на оборотах максимальной мощности сравнивается с атмосферником.
Повышенное давление во впускном коллекторе перестаёт играть положительную роль ПОЛНОСТЬЮ. И даже хуже — затраты на создание этого давления никуда не деваются — потому турбодизель потребляет намного(чуть ли не в разы) больше топлива и потому намного сильнее греется, чем его атмосферный аналог. Шутка ли — у турбодизеля на впуске под 1 атмосферу избытка, у атмосферника на впуске — разрежение на уровне 0.2-0.3атм, а мощность вырабатывается ОДИНАКОВАЯ.
Если же сравнить максимальную мощность атмосферника и турбодизеля одинакового ОБЪЁМА — то выигрыш у турбодизеля всего 12%.
Итог сравнения — очередной провал турбодизеля.
Итак. Что мы имеем в сухом остатке?
Минусы:
БОльший вес и сложность турбодизеля.
Меньший моторесурс и надёжность. Повышенная требовательность к качеству смазочных материалов.
БОльший расход и склонность к перегреву под повышенной нагрузкой.
Высокая нелинейность и латентность мощностных характеристик.
Меньший коэффициент приспособляемости к нагрузке.
Плюсы:
На номинальном режиме турбодизель кушает чуть меньше топлива, при этом обладает небольшим запасом крутящего момента. Потому при необходимости может выдать до 15-20% момента больше, чем атмосферник ОДИНАКОВОЙ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ(и до 20-35% больше чем атмосферник ОДИНАКОВОГО ОБЪЁМА), правда уже при непропорционально бОльшем расходе топлива и тепловыделении.
Эта непропорциональность вызвана не только «насыщением» турбонагнетателя, но и неким «насыщением» топливной аппаратуры. Дизельная топливная аппаратура, как и всё в современном двигателе, заточена под НОМИНАЛЬНЫЙ режим и экологию. Потому впрыск дизельного топлива осуществляется настолько медленно, насколько это возможно. И точкой оптимизации является НОМИНАЛЬНЫЙ режим. Но после превышения номинального режима длительность впрыска(а в существующих ПЛУНЖЕРНЫХ топливных системах количество впрыскиваемого топлива определяется именно ВРЕМЕНЕМ впрыска) становится настолько продолжительной, что значительная часть топлива впрыскивается в камеру сгорания турбодизеля намного позже оптимального момента и больше греет двигатель, чем влияет на его мощность. Этого ПРИНЦИПИАЛЬНОГО недостатка лишены топливные аппаратуры CommonRail, но в реальности двигателя с CommonRail должны соответствовать ещё более жёстким экологическим нормам и потому топливо впрыскивают ещё дольше для борьбы с окислами азота…
При этом выделяется херова туча сажи, которую улавливают сажевым фильтром. Выгорает эта сажа даже в присутствии катализаторов не на всех режимах, потому CommonRail осуществляет дополнительный подвпрыск топлива для поддержания высокой(до +600С) температуры выхлопа. Именно поэтому расход дизелей с CommonRail не настолько низок, как этого следовало бы ожидать…
Конечно, я мог бы сравнивать дизеля одинакового объёма. Тогда недостатки турбодизеля были бы заметно скромнее, а достоинства — выпяченнее. К сожалению жизнь показывает, что при всём прогрессе на замену 4,2 литровому 6-горшковому атмосфэрнику нам почему-то предлагают не 6,5 литрового V8 дизельного твинтурбо, а втюхивают 3-ёх литрового турбозадохлика…
У задохлика крутой нрав и высокая потенция высокий потенциал. «Но пушки есть пушки», как говаривал Рафаэль Саббатини… Объём есть объём и никакая турбина его не переплюнет. Особенно на автомобиле, предназначенном для движения в сложных дорожных условиях.
Потому следующие мои статьи будут посвящены тому — как сделать из задохлика(ZD30) человека.
Дома. На коленке.
Пока же я предлагаю в качестве домашнего задания сравнить аж целых пять реинкарнаций всеми нами любимого ZD30:
Первый(ZD30DD) — атмосферный прямовпрысковый дизель-прародитель:
ZD30DD…18,5:1…2953куб.см…105лс@3800RPM…230Nm@2000RPM
Второй(ZD30DDT) — турбо-вариант с VGT-турбиной
ZD30DDT…18:1…2953куб.см…148лс@3400RPM…314Nm@2000RPM
Третий(ZD30DDTi) — турбо-вариант с VGT-турбиной и интеркулером
ZD30DDTi…18:1…2953куб.см…170лс@3600RPM…353Nm@1800RPM
Четвёртый(ZD30 CR) — COMMON RAIL турбо-вариант с VGT-турбиной и интеркулером
ZD30 CR…18:1…2953куб.см…150лс@3400RPM…350Nm@1200-2800RPM
Пятый(ZD30 CR TTi) — COMMON RAIL TWIN-турбо-вариант c интеркулером
ZD30 CR TTi…18:1.2953куб.см…170лс@2600PRM…540Nm@1400-2200RPM
Очень наглядно прослеживается влияние турбины, интеркулера и COMMON RAIL.
Как видно по характеристикам — нулевой эффективностью обладает только COMMON RAIL.
VGT-турбина с интеркулером обеспечивают уже полуторократное(прогресс на месте не стоИт) преимущество в моменте над атмосферным прародителем.
Вероятно 4,5 литровый атмосферник ещё можно сделать сопоставимым по массе и размерам? Неважно…
Форсированный TWIN-турбо-вариант c интеркулером обладает моментом уже 540Nm(удвоенным по сравнению с атмосферником) начиная уже с 1200-1400 оборотов и таскает восьмитонник Nissan NT500:
Мне было бы очень интересно посмотреть на поршня этого TWIN-турбового ZD30 — они такие же облегчённые, как и на обычном ZD30? Если такие же — значит перегревается и разрушается обычный задохлик исключительно благодаря косякам в системе охлаждения…
Для конкуренции по максимальному моменту понадобится уже 7-ми литровый атмосферник…
Так что турбина — это бОльшая половина СОВРЕМЕННОГО дизеля и от этого факта никуда уже не деться.
Современный турбодизель с высоким наддувом(3-4 бар избытка) за счёт современных материалов и технологий выглядит намного более выигрышно, чем рассмотренные выше модели 90-ых и 2000-ых годов.
Всё чаще мне попадаются обзоры современных дизелей с объёмом уже около 2(!) литров и характеристиками 4-5-6 литровых старых дизелей. Догадайтесь с трёх раз — за счёт чего они имеют заявленный крутящий момент?
Кому интересно — почитайте и, например, вот это — www.drive2.ru/l/490025395538624709/
со ссылками. Даже гадать отказываюсь — сколько они вдули в этот дизель, что степень сжатия пришлось снижать до 14…
Подобные статьи примечательны ещё и тем, что все теоретические выкладки в них — чистейший бред и откровенные подтасовки. Судя по всему — это теперь трэнд.
Самое интересное — как шарикомалят со степенью сжатия. Но про степень сжатия вплотную поговорим в другой раз.