Diferențele dintre motoarele cu aspirație naturală și cele cu turbo

Cum funcționează mașina> Diferențele dintre motoarele cu aspirație naturală și cele cu turbo

Acesta este un subiect care a devenit o prioritate de la introducerea masivă a motoarelor mai mici. Așadar, aceasta a fost o oportunitate de a scrie un articol pentru a încerca să clarificăm această problemă, așa că haideți să aruncăm o privire asupra tuturor elementelor care diferențiază motoarele cu aspirație naturală de motoarele turbo.

Citește și: Funcționarea turbocompresorului.

Principiul de bază

Deoarece nu toți sunteți campioni mecanici, să aruncăm o privire rapidă la ce sunt motoarele aspirate natural și supraalimentate.

În primul rând, să lămurim că acești termeni înseamnă, în primul rând, admisia de aer, așa că nu ne pasă de restul. Un motor cu aspirație naturală poate fi considerat un motor „standard”, ceea ce înseamnă că respiră în mod natural aerul exterior datorită mișcărilor alternative ale pistoanelor, care apoi acționează ca pompe de aspirație aici.

Un motor supraalimentat folosește un sistem de aditivi care direcționează și mai mult aer în motor. Astfel, pe langa aspirarea aerului prin miscarea pistoanelor, mai adaugam cu ajutorul unui compresor. Există două tipuri:

• Acționat de energia motorului = compresor - compresor
• Evacuare controlată = turbocompresor.

Motor turbo = mai multa putere

Prima observație: un motor turbo este potențial mai puternic. Într-adevăr, puterea vine direct din arderea în cilindri, cu cât este mai importantă, cu atât cilindrul „se mișcă” mai mult și, prin urmare, cu atât mașina este mai puternică. Cu un turbo, puteți stoarce mai mult aer în cilindri decât fără el. Și pentru că reușim să trimitem mai mult oxidant (aer și mai ales mica parte de oxigen care este acolo), putem trimite mai mult combustibil. Prin urmare, avem mai multă energie de ars într-un ciclu, deci avem mai multă energie. Termenul „boost” este, de asemenea, de mare importanță, înfundam literalmente motorul cu aer și combustibil, „insupăm” cât mai mult posibil în cilindri.

458 Italia are un 4.5 aspirat natural cu 570 CP.

488 GTB (de înlocuire) este alimentat de un motor 4.0 supraalimentat care dezvoltă 100 CP. mai mult (deci, prin 670). Astfel, avem un motor mai mic și mai multă putere (două turbine, câte una pe rând de cilindri). Cu fiecare criză majoră, producătorii ne aduc turbinele lor. Acest lucru s-a întâmplat într-adevăr în trecut și este posibil ca acestea să fie abandonate din nou în viitor (cu excepția cazului în care electricitatea înlocuiește căldura), chiar dacă există puține șanse în contextul „climatic”. Politică ".

Motor turbo mai puțin gol

Un motor cu aspirație naturală atrage mai mult aer pe măsură ce crește turația, astfel încât puterea sa crește la turații, deoarece acesta este momentul în care consumă cel mai mult aer și combustibil. Un motor turbo poate avea mult aer și combustibil la turații mici, deoarece turbo umple cilindrii cu aer „artificial” (aer care se adaugă astfel aerului aspirat în mod natural de mișcarea cilindrilor). Cu cât mai mult oxidant, cu atât mai mult combustibil este trimis la viteze mici, rezultând un exces de energie (acesta este un fel de aliaj).

Rețineți, totuși, că compresoarele acționate de motor (compresorul acționat de arborele cotit) permit forțarea motorului cu aer chiar și la turații mai mici. Turbocompresorul este alimentat de aerul care iese din țeava de eșapament, deci nu poate funcționa bine la turații foarte mici (unde debitele de evacuare nu sunt foarte importante).

De asemenea, rețineți că turbocompresorul nu poate funcționa la fel la toate vitezele, „elicele” turbinelor nu pot funcționa la fel în funcție de puterea vântului (de aici și viteza și debitul gazelor de eșapament). Drept urmare, turbo funcționează cel mai bine într-o gamă limitată, de unde efectul de lovitură la cap. Apoi avem două soluții: un turbocompresor cu geometrie variabilă care modifică panta aripioarelor, sau dublu sau chiar triplu boost. Când avem mai multe turbine, una se ocupă de turații mici (debite mici, deci turbo mici adaptate acestor „vânturi”), iar cealaltă se ocupă de viteze mari (mai în general, este logic că debitele sunt mai importante la acest lucru). punct. acolo ). Cu acest dispozitiv găsim apoi accelerația liniară a unui motor aspirat, dar cu mult mai mult prindere și evident cuplu (la cilindree egală, desigur).

Consum? Depinde …

Acest lucru ne aduce la un punct destul de important și controversat. Un motor turbo consumă mai puțin? Dacă te uiți la numerele producătorilor, poți spune da. Cu toate acestea, de fapt, de foarte multe ori totul este foarte bine, iar nuanțele trebuie discutate.

Consumul de către producători depinde de ciclul NEDC, și anume de modul particular de utilizare a mașinilor: accelerație foarte lentă și viteză medie foarte limitată.

În acest caz, motoarele turbo sunt în vârf pentru că nu îl folosesc foarte mult...

De fapt, principalul avantaj al motorului turbo redus este dimensiunea sa redusă. Un motor mic, foarte logic, consumă mai puțin decât unul mare.

Din păcate, un motor mic are o putere limitată, deoarece nu poate absorbi mult aer și, prin urmare, arde mult combustibil (întrucât camerele de ardere sunt mici). Faptul de a folosi un turbocompresor face posibilă creșterea artificială a deplasării acestuia și restabilirea puterii pierdute în timpul contracției: putem introduce un volum de aer care depășește dimensiunea camerei, deoarece turbocompresorul trimite aer comprimat, care preia aer. mai putin spatiu (este racit si de un schimbator de caldura pentru a reduce si mai mult volumul). Pe scurt, putem vinde 1.0-uri cu peste 100 CP, în timp ce fără turbo ar fi limitate la aproximativ XNUMX, deci nu pot fi vândute pe multe mașini.

Ca parte a omologării NEDC, folosim mașini la viteze mici (accelerare lentă mică la turații), așa că ajungem cu un motor mic care funcționează liniștit, caz în care nu consumă mult. Dacă rulez unul lângă altul de 1.5 litri și 3.0 litri la turații mici și similare, atunci 3.0 va consuma în mod logic mai mult.

Prin urmare, la turații mici, un motor turbo va funcționa ca aspirat natural, deoarece nu va folosi turboalimentare (gazele de eșapament sunt prea slabe pentru a-l reanima).

Și tocmai acolo motoarele turbo își înșală lumea, consumă puțin la turații mici în comparație cu cele atmosferice, deoarece în medie sunt mai puține (mai puține = mai puțin consum, repet, știu).

Cu toate acestea, în uz real, uneori lucrurile merg atât de departe încât dimpotrivă! Într-adevăr, atunci când urcăm pe turnuri (deci atunci când folosim puterea spre deosebire de ciclul NEDC), turbo-ul pornește și apoi începe să toarne un flux foarte mare de aer în motor. Din păcate, cu cât mai mult aer, cu atât mai mult trebuie compensat prin trimiterea de combustibil, care literalmente explodează debitul.

Așa că să recapitulăm: producătorii au redus dimensiunea motoarelor pentru a gestiona mai bine ciclul NEDC și, prin urmare, valori mai mici de consum. Totuși, pentru a oferi același nivel de putere ca „vechile motoare mari”, au adăugat un turbocompresor (sau supraalimentator). În timpul ciclului, turbocompresorul funcționează foarte puțin și chiar aduce puțină energie în plus datorită expansiunii gazelor de eșapament (gazele de eșapament ocupă mai mult spațiu decât amestecul care intră în motor, această expansiune este antrenată de turbină), ceea ce duce la consum redus, pentru ca motorul este mic, va reamintesc (daca comparam doua volume identice cu si fara turbo, atunci cel cu turbo va consuma mai logic). De fapt, oamenii folosesc toată puterea mașinii lor și, prin urmare, fac ca turbo să lucreze mai mult. Motorul este pompat cu aer și, prin urmare, trebuie să fie și „încărcat” cu benzină: consumul crește brusc, chiar și cu motoarele mici ...

Din partea mea, observ uneori cu teamă că mulți dintre voi sunteți foarte nemulțumiți de consumul real al motoarelor mici pe benzină (celebrile 1.0, 1.2, 1.4 etc.). Când mulți se întorc de la motorină, șocul devine și mai important. Unii chiar își vând mașina imediat... Așa că aveți grijă când cumpărați un motor mic pe benzină, nu fac întotdeauna minuni.

Sunet slab?

Cu un motor turbo, sistemul de evacuare este și mai dificil... De fapt, pe lângă catalizatori și filtrul de particule, avem acum o turbină care este alimentată de debitele cauzate de gazele de eșapament. Toate acestea înseamnă că încă adăugăm ceva care blochează linia, așa că auzim puțin mai puțin zgomot. În plus, turația este mai mică, astfel încât motorul poate scârțâi mai puțin tare.

F1 este cel mai bun exemplu existent, cu plăcerea spectatorilor care a fost mult diminuată (sunetul motorului a fost unul dintre ingredientele principale și, din partea mea, îmi lipsesc teribil de V8-urile aspirate!).

Aici putem vedea clar că turbo este puțin obstrucționat la nivelul de evacuare... (colector în dreapta și turbo în stânga)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Alege una!

Spotter (GE Supercars) a făcut treaba ca să comparați. Rețineți, totuși, că diferența este mai vizibilă la alte mașini (în special la F1), pentru că Ferrari s-a asigurat totuși că turbo va pedepsi cât mai puțin aprobarea, obligând inginerii să facă ceva serios. Indiferent, avem 9000 rpm la 458 și 8200 rpm pe 488 GTB (știind și că la aceeași viteză 488 face mai puțin zgomot).

Turbocompresor subviteză?

Da, cu două turbine care colectează fluxurile de evacuare și trimit aer comprimat la motor, aici există o limită: nu le putem face pe amândouă să se învârtească prea repede, și atunci avem și o rezistență la nivelul ieșirii de evacuare, pe care nu o facem. au cu un motor aspirat natural.(turbo interfereaza). Rețineți, totuși, că turbina care trimite aer comprimat la motor este controlată electronic prin supapa de bypass a supapei de bypass, astfel încât să putem restricționa fluxul de aer comprimat către motor (acest lucru este o parte a ceea ce se întâmplă). intră în modul de blocare, supapa de bypass va elibera toată presiunea în aer și nu în motor.

Prin urmare, toate acestea sunt aproape de ceea ce am văzut în paragraful anterior.

Inerție mare?

Parțial din aceleași motive, obținem motoare cu mai multă inerție. De asemenea, reduce plăcerea și senzația de sportivitate. Turbinele afectează fluxul de aer de intrare (admisie) și de ieșire (de evacuare) și, prin urmare, provoacă o anumită inerție în raport cu viteza de accelerare și decelerare a acestuia din urmă. Totuși, aveți grijă ca și arhitectura motorului să aibă o influență mare asupra acestui comportament (motor în poziție V, plat, în linie etc.).

Drept urmare, atunci când dai benzină la oprire, motorul accelerează (vorbesc despre viteză) și decelerează puțin mai încet... Chiar și benzina începe să se comporte ca motoarele diesel, care de obicei sunt turbocompressate pentru mai mult de mult timp ( de exemplu, M4 sau Giulia Quadrifoglio, iar acestea sunt doar câteva dintre ele. 488 GTB face efort, dar nici nu este perfect).

Dacă acest lucru nu este atât de grav în mașina tuturor, atunci într-un supercar - 200 de euro - mult mai mult! Cei vechi din atmosferă ar trebui să câștige popularitate în următorii ani.

Sunet evacuare Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Supercar de poliție

Întâlnire la 20 de secunde pentru a auzi că inerția motorului este prea moale, nu-i așa?

Răspuns mai lent

O altă consecință este că răspunsul motorului este mai puțin impresionant. Ferrari face tot posibilul pentru a demonstra potențialilor clienți că totul a fost făcut pentru a reduce capacitatea de răspuns a motorului, în ciuda faptului că 488 GTB este turbo.

Mai puțin nobil?

Nu chiar... Cum poate un compresor să facă un motor mai puțin nobil? Dacă mulți oameni cred altfel, eu, din partea mea, cred că nu are sens, dar poate mă înșel. Pe de altă parte, îl poate face mai puțin atractiv, ceea ce este o altă chestiune.

Fiabilitate: turbo pe semi catarg

Aceasta este o logică stupidă și dezgustătoare. Cu cât sunt mai multe piese în motor, cu atât este mai mare riscul de rupere... Și aici suntem ruinați, deoarece turbocompresorul este atât o piesă sensibilă (aripioare fragile și un rulment care trebuie lubrifiat), cât și o piesă care este supusă unor constrângeri enorme. (sute de mii de revoluții pe minut!) ...

În plus, poate ucide un motor diesel din cauza accelerației: curge la nivelul rulmentului lubrifiat, acest ulei este aspirat în motor și arde în acesta din urmă. Și din moment ce nu există aprindere controlată la motoarele diesel, motorul nu trebuie oprit! Tot ce trebuie să faci este să-i vezi mașina murind prea sus și într-o pufă de fum).

Toate comentariile și reacțiile

Dernier comentariu postat:

Phil HAKE (Data: 2021, 05:22:08)

Scrieți că vă sunt dor de motoarele V8 din Formula 1, dar de piloții care au trăit prima eră a turboalimentării, apoi de V8, V10, V12 3500cc. Cm, apoi 3 cc. Vezi, se spune că lipseau doar motoarele de 3000cc V2. Vezi Laughingly puternic, asta e părerea mea.

Il J. 1 reacție (e) la acest comentariu:

• administrator ADMINISTRATOR DE SITE (2021-05-24 15:16:25): Atenție la subtilități, mă îndoiesc că le lipsea puterea... În primul rând, nu se mai lovesc de fesele lui V10, dar faptul că sunt atmosferice se pedepsește cu eșec la turatie mica...

  Orice pilot ar prefera vibrația ușor slabă de dedesubt decât un turbo complet la toate turațiile. Un motor turbo este foarte enervant din punct de vedere al sunetului (CF Vettel) iar la aceste niveluri de putere este mai greu de măsurat (și, de asemenea, mai puțin liniar).

  Pe scurt, turbo-ul este bun în viața civilă, pe autostradă mai puțin...

(Postarea dvs. va fi vizibilă sub comentariu după verificare)

A scrie un comentariu

Îți plac motoarele turbo?