Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы, преимущества и недостатки атмосферного двигателя

Принцип работы, преимущества и недостатки атмосферного двигателя

В современном автомобилестроении применяются различные виды двигателей внутреннего сгорания (ДВС). При наличии такого ассортимента силовых агрегатов, отличающихся между собой конструктивно (по количеству цилиндров, способу формирования рабочей смеси, принципу охлаждения, типу используемого топлива и прочим параметрам) неискушённому автомобилисту сложно не растеряться, выбирая транспортное средство. Эволюция ДВС, приводящих автомобиль в движение, благодаря инновациям в области автомобилестроения обеспечила возможность разгона современных авто до большой скорости при компактных габаритах агрегата.

Особенности атмосферного двигателя.

Сегодня спектр моторов включает самые разнообразные модели, адаптированные под нужды любого потребителя. Даже далёкие от понимания «внутреннего мира» автомобиля люди знают о разделении силовых агрегатов на дизельные, бензиновые и газовые. Но классификация на этом не заканчивается, и не всегда автолюбители, глубже просвещённые в вопросах строения механизмов и систем машины, столкнувшись с понятием атмосферного двигателя, понимают, о чём в действительности речь. Поясним, что значит атмосферный двигатель, по какому принципу он работает и какие имеет плюсы и минусы.

В отличие от ДВС с наддувом, где используются устройства принудительного нагнетания воздушных масс для создания топливовоздушной смеси (компрессор, турбина, интеркулер), «атмосферник» впускает воздух за счёт пониженного давления в инжекторе или карбюраторе. То есть, воздушный поток из атмосферы забирается естественным образом, о чём собственно и говорит название. Это самый обыкновенный мотор, сконструированный более столетия назад и устанавливаемый на первые автомобили, сошедшие с конвейера. Атмосферный двигатель не утратил актуальности и сегодня, став уже классикой, им комплектуют машины не один десяток лет известные гиганты автомобилестроения.

Принцип работы атмосферного двигателя

Любой двигатель внутреннего сгорания функционирует благодаря воспламенению топлива в цилиндрах, что обеспечивается кислородом. Процесс сгорания смеси, созданной в необходимых пропорциях карбюратором или инжектором, генерирует энергию, которая приводит в движение механизмы мотора автомобиля. В случае с бензиновым мотором топливовоздушная смесь являет собой пропорцию бензина и кислорода в соотношении 1:14. Чтобы разобраться подробнее, что такое атмосферный двигатель в авто, и понять, как именно он выполняет свои функции, рассмотрим процесс подачи воздуха поэтапно. Для начала определим применяющиеся устройства подачи топливной смеси:

  1. Карбюратор. Устройство являет собой простую конструкцию, обеспечивающую процесс смешивания топлива с воздухом механически, при этом регулировка подачи предполагает тщательную настройку. Состоит карбюратор из поплавковой и воздушной камер, соединённых между собой трубкой распылителя. Посредством бензонасоса в поплавковую камеру подаётся топливо, игольчатый фильтр и поплавок обеспечивают подачу горючего. В смесительной камере имеется диффузор, распылитель и дроссельная заслонка. Движение поршней обуславливает разрежение, благодаря которому происходит всасывание воздуха и бензина, обеспечивающее функционирование мотора. Смесь поступает независимо от режима работы двигателя, в результате чего наблюдаются сильный расход горючего, а также высокий уровень выхлопа.
  2. Инжектор (форсунка). Система управления подачи топлива в данном случае более усовершенствована. Управление процессом выполняется электронной системой (микроконтроллером), которая контролирует расчёт порций топлива посредством анализа показаний с датчиков автомобиля. Подача горючего не зависит от режима работы мотора, как в случае с карбюратором, и выполняется автоматически с помощью форсунок, они в свою очередь имеют разные варианты подключения: одноточечный (моновпрыск), многоточечный (распределённый) и прямой (непосредственный впрыск). Стабильность давления обеспечивается специальным клапаном, который сбрасывает излишки топлива. Таким образом, горючее поступает в чётко дозированных объёмах, чем обусловлены экономия, уменьшенный уровень выхлопов и высокая производительность двигателя. Эти факторы способствовали большой популярности моторов, снабжённых инжекторами, и сегодня практически вытеснили с рынка карбюраторные.

Принцип работы атмосферного двигателя:

  • всасывание воздушного потока из атмосферы движущимися поршнями,
  • создание топливовоздушной смеси методом смешивания кислорода с топливом,
  • подача смеси в камеру сгорания,
  • выделение энергии за счёт воспламенения,
  • давление на поршень,
  • передача вращения на коленчатый вал.

Таким образом, транспорт приводится в движение, непрерывность которого обеспечивается стабильным давлением в цилиндрах и регулярной подачей горючего. Давление воздуха, передаваемого на двигатель, равно одной атмосфере. Под определением атмосферных моторов понимают и бензиновые, и дизельные модели, в которых при воспламенении смеси в камере сгорания присутствует атмосферное давление. Несмотря на особенности конструкций и разницу типа используемого горючего, в основу функционирования агрегатов заложен одинаковый принцип действия. Специальные устройства для нагнетания воздушных потоков отсутствуют при любом варианте атмосферного ДВС.

Преимущества и недостатки атмосферного двигателя

Современные авто комплектуются разными агрегатами, и с появлением моделей, оснащённых турбонаддувом, которые отличаются от обычного «атмосферника» высокой мощностью при малом расходе горючего и небольших объёмах, многие автопроизводители отдают предпочтение именно им. Создание экологически чистых моделей сейчас в тренде, но здесь есть свои подводные камни. Усложнение конструкции приводит к недолговечности и сложности проведения ремонтных работ, тогда как главное, чем отличается атмосферный двигатель, это надёжность. По этой причине остались и приверженцы классики. К тому же за столько лет эволюции ДВС классические варианты моторов были значительно усовершенствованы.

Конструктивные отличия мотора, оснащённого турбиной в наличии турбокомпрессора или механического компрессора, нагнетающего потоки воздуха под высоким давлением (от 1,5 до 3 атмосфер). Так, турбодвигатели способны сжигать больше горючего, выдавая большую мощность и демонстрируя лучшую динамику, чем атмосферные двигатели того же объёма. При этом после 100 – 150 тысяч км. пробега радость от высокой производительности может померкнуть вследствие необходимости ремонта, который выполнить собственноручно едва ли удастся. «Атмосферник» же, отличающийся простотой конструкции, можно починить самостоятельно, не затрачивая на процедуру много денежных средств. Проще ДВС атмосферного типа и в эксплуатации. Сразу после остановки движения глушить мотор не рекомендуется, он должен поработать немного на холостом ходу с целью стабилизации давления.

Плюсы атмосферных ДВС

«Атмосферники» имеют ряд преимуществ, благодаря которым их до сих пор выбирают большинство автомобилистов:

  • высокая степень надёжности, долговечность,
  • простота конструкции, обеспечивающая лёгкость в обслуживании и небольшие затраты, а также возможность устранить неисправность своими руками,
  • низкий расход моторного масла и большой срок службы масляного фильтра (в случае с турбированным двигателем масла расходуется примерно вдвое больше),
  • неприхотливость к качеству топлива: двигатель способен отлично справляться с низкокачественным горючим, чем грешат многие автозаправки.

Минусы «атмосферников»

Двигатель атмосферного типа не лишён и недостатков, среди которых:

  • большой вес конструкции,
  • низкая мощность сравнительно с мотором того же объёма, снабжённым турбиной,
  • значения крутящего момента и разгон ниже, чем у агрегата с наддувом,
  • неспособность достичь номинальной мощности при движении автомобиля по горному рельефу, где можно наблюдать разреженный воздух.

Питание посредством естественного забора воздушного потока не даёт оптимизировать пропорции горючего и кислорода на всех режимах функционирования. То есть, на низких оборотах наблюдается неспособность забирать нужный объём кислорода, а на высоких создаётся препятствие подачи потока воздуха пропускным сечением и воздушным фильтром. Минусы не делают атмосферные двигатели менее рациональными в использовании, чем агрегаты с наддувом, поэтому они не теряют своей популярности, несмотря на выход в свет новинок в области автомобилестроения.

Примеры транспортных средств с мощными атмосферными двигателями

Постоянное совершенствование характеристик автомобилей от известных лидеров автопроизводства обеспечивает востребованность экземпляров с «атмосферниками» на авторынке. Среди мощных моделей, на которых установлены движки атмосферного типа, можно выделить следующие:

  • Ferrari GTC4Lusso (одна из версий авто снабжена атмосферным6,3-литровым мотором V12 на 690 л. с. и 697 Нм крутящего момента),
  • Porsche 918 Spyder с сильным атмосферным движком 608 л. с. V8,
  • Porsche 911 GT3 RS c 4-литровым атмосфернымдвигателем 520 л. с.,
  • Mercedes C63 FMG Edition 507 с движком в 507 л. с.,
  • Chevrolet Corvette C7 Stingray («атмосферник» V8 объёмом2 литра).

Среди представителей авто с мощным атмосферным силовым агрегатом множество моделей, список которых можно продолжать. Известные бренды Феррари, Ламборджини, Порше, Мерседес, Ауди, Шевроле, БМВ и другие устанавливают на многие свои машины атмосферные движки. Модели могут быть представлены в разных вариациях и иметь как бензиновый мотор, так и дизель.

Атмосферный двигатель работает предсказуемо, что для многих автомобилистов является несомненным преимуществом. Решить для себя, какой из вариантов подойдёт больше, стоит исходя из собственных предпочтений. Если в приоритете надёжность, лёгкость в эксплуатации и обслуживании, лучше остановить свой взгляд на моторе атмосферного типа, но если на первом месте показатели динамики, то выбор очевиден. Кстати, усилиями умельцев, практикующих тюнинг, на атмосферные двигатели также устанавливаются турбины. Сделать это непросто и требует специальных навыков, но на практике вполне применимо. Поскольку устройство не лепится к мотору наобум, предполагаются расчёты скорости и объёма поступающего воздуха. Самостоятельно такие работы лучше не выполнять, потому что успешно справиться с задачей смогут только виртуозы своего дела.

Читать еще:  Шланги от карбюратора как подключать на 406 двигателе

Атмосферные и турбированные двигатели

В современном автомобилестроении существует множество различных типов двигателей, которые подразделяются по различным критериям (типу топлива, принципу работы, устройству и т.д.). Бывают бензиновые и дизельные силовые агрегаты, рядные и V-образные, поршневые и роторные и т.п. Существует и разделение моторов на атмосферные и турбированные, причем количество автомобилей с каждым из этих типов агрегатов под капотом примерно одинаково. В сегодняшней статье мы рассмотрим основы их функционирования, а также преимущества и недостатки эксплуатации.

Устройство атмосферных двигателей

Схема элементов атмосферных двигателей имеет чрезвычайно сложное устройство. Для этого типа моторов характерна подача топлива, не имеющая каких-либо сопротивлений, что заставило конструкторов подвергнуть коллектор серьезным техническим доработкам. Тонким настройкам подвергают и распределительные валы. Они должны обеспечивать своевременное открытие и закрытие впускных клапанов. Для увеличения выходной мощности атмосферных двигателей применяется увеличение хода поршней, их количества, а также больший размер цилиндров. Силовые агрегаты подобного типа, изготовленные для легковых авто, могут иметь как рядное расположение поршневой зоны, так и V-образное, а количество их цилиндров может варьироваться от 3 до 16. Существуют варианты и с 18-24 «горшками», но они конструируются для мощной автомобильной спецтехники.

Преимущества применения атмосферных моторов

Главным преимуществом атмосферных двигателей является их надежность и неприхотливость. Функциональный ресурс таких моторов практически не зависит ни от условий эксплуатации, ни от качества заливаемого топлива, позволяя им стать идеальным вариантом для российской эксплуатации. С наличием сезонных перепадов температуры ежегодно сталкиваются практически все водители, а качество бензина и дизтоплива, продаваемого на отечественных заправочных станциях, достаточно низкое из-за применения большого количества присадок.

Вторым «плюсом» «атмосферников» является наличие запаса мощности, имеющегося в диапазоне любых оборотов. Моторы данного типа молниеносно реагируют на нажатие педали газа, а раскручиваться до максимального числа оборотов атмосферные агрегаты способны максимально эффективно.

Недостатки атмосферных двигателей

Основным недостатком «атмосферников» считается их «прожорливость». К сожалению, уровень топливного потребления у «атмосферников» достаточно высокий, а чем выше мощность двигателя, тем большее количество горючего он потребляет.

Второй «минус» является прямым следствием первого: чем больше топлива потребляет мотор, тем большее количество вредных выбросов он выделяет. Это негативное качество становится особенно актуальным вследствие вступления в силу с 2016 года чрезвычайно жестких экологических норм в странах Евросоюза. Производители будут сводить количество загрязняющих веществ к минимуму, что, несомненно, скажется на количестве выпускаемых автомобилей, в оснащении которых будут атмосферные агрегаты.

Третьим недостатком считается общее принципиальное устаревание конструкции «атмосферников». Определенные инновации, конечно, внедряются, однако функциональная основа подобных моторов остается неизменной.

Устройство турбированных агрегатов

Принцип работы турбированных двигателей схож с основами функционирования атмосферных двигателей с той разницей, что по желанию водитель может увеличивать количество подаваемого внутрь него воздуха, нагнетая давление за счет интенсивности работы турбины. Чем больший объем воздуха будет задействоваться, тем большим количеством топлива он будет дополняться. Это позволяет дать весьма ощутимый прирост мощности.

Одной из разновидностей турбированных силовых агрегатов являются моторы, дополненные механическим нагнетателем, работающим от маховика коленвала. Чем выше обороты двигателя, тем интенсивнее работает нагнетатель. Подобные системы эффективны лишь на ДВС увеличенного объема. Моторы классических размеров дополняются обычной электронной турбиной.

Плюсы и минусы турбированных двигателей

Основное преимущество турбированных силовых агрегатов состоит в увеличенной мощности, достигаемой при минимальном рабочем объеме. Так двигатель, имеющий всего 1,2 литра, при наличии турбины вполне способен выдавать более 120 лошадей. Согласитесь, подобная отдача может считаться великолепной.

Вторым важным положительным качеством является их экономичность. Турбирующая установка включается в работу лишь тогда, когда мотор работает на высоких оборотах. При малой интенсивности турбина практически не задействуется, позволяя значительно сэкономить на горючем.

К сожалению, силовые агрегаты, дополненные турбиной, имеют максимально сложное устройство, а их рабочий ресурс значительно более низкий, нежели у их атмосферных «собратьев». Работа в высоком диапазоне температур сокращает жизнь турбине, а повышенные нагрузки самому агрегату.

Турбированные моторы крайне требовательны к качеству применяемого топлива. Производители рекомендуют применять лишь горючее максимальной степени очистки, которое не только очень дорогое, но и найти его в нашей стране практически нереально.

Третьим «минусом» является наличие турбоямы. Нажав на педаль акселератора, водитель не получает мгновенного мощностного прироста. Он наступает только спустя несколько десятых секунды. В городе это неприятное явление практически незаметно, но на трассе оно очень критично, особенно при выполнении обгона.

Что же в итоге?

В конце статьи скажем, что и у атмосферных моторов, и у турбированных есть как свои положительные, так и отрицательные стороны. Однозначно сказать какой из них лучше практически невозможно. При выборе автомобиля водителю необходимо взвесить все «за» и «против» и лишь после этого, основываясь на индивидуальных критериях, отдать предпочтение конкретному варианту.

Атмосферный или с турбонаддувом — какой мотор лучше?

Надежность турбомотора

Проблемы с надежностью были актуальны именно для первой линейки фольксвагеновских двигателей конца прошлого десятилетия. Со временем надежность наддувных моторов удалось заметно повысить. Конечно, говорить об огромном по нынешним временам ресурсе старых атмосферников 90-х не приходится. Но с ресурсом современных двигателей аналогичной мощности без наддува срок службы того же ЕА211 (1.4) вполне сравним. И тот факт, что количество обращений по гарантии в последнее время сильно сократилось, это подтверждает. Кстати, схожая ситуация и с фордовским турбомотором серии EcoBoost.


Еще одна популярная линейка турбомоторов — EcoBoost от Ford. Двигатели рабочим объемом 1,5 л можно увидеть на Фокусах и Куге, а 2-литровые — на Mondeo.

Еще одна популярная линейка турбомоторов — EcoBoost от Ford. Двигатели рабочим объемом 1,5 л можно увидеть на Фокусах и Куге, а 2-литровые — на Mondeo.



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.

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.

Долгий прогрев

Что касается проблемы долгого прогрева и, как следствие, холодного салона, то ее тоже можно решить. Самый надежный способ: применение дополнительного электронагревателя. В случае с двигателем ЕА211 инженеры использовали другой прием: выпускной коллектор интегрировали в головку блока цилиндров. Так и двигатель прогревается чуть быстрее, а главное — количество отдаваемого тепла для салона увеличилось.

Читать еще:  Ауди 100 проблемы с запуском двигателя ауди


При одинаковой мощности машина с наддувным двигателем всегда оставляет позади автомобиль с атмосферным мотором аналогичной мощности во время разгона. Любой, кому доводилось делать такое сравнение, это подтвердит.

При одинаковой мощности машина с наддувным двигателем всегда оставляет позади автомобиль с атмосферным мотором аналогичной мощности во время разгона. Любой, кому доводилось делать такое сравнение, это подтвердит.

Принцип работы атмосферного ДВС

Работа двигателя внутреннего сгорания основана на эффективном смесеобразовании и горении, следствие чего образуется механическая энергия в виде крутящего момента, передаваемого на колеса.

Топливно-воздушная смесь представляет собой смесь бензина или дизеля и воздуха. Эталонным соотношением является 1:14,7, то есть на 1 литр топлива приходится 14,7 килограмм воздуха.

Принцип работы атмосферного двигателя: воздух, поступающий во впускной коллектор, затягивается в цилиндры, а роль насоса играет поршень. Благодаря достаточной компрессии поршень при движении вниз всасывает воздух в требуемом количестве.

Достоинства и недостатки атмосферного двигателя

  • простая конструкция, если сравнивать с турбированным,
  • невысокая стоимость обслуживания и ремонта,
  • возможность самостоятельного ремонта,
  • относительная неприхотливость к качеству топлива,
  • ресурс двигателя от 250 000 км в силу низкой форсировки.
  • большой расход топлива,
  • ограничение по повышению мощности без потери эластичности мотора и его ресурса,
  • низкий КПД,
  • внедрение сложных узлов для «выравнивания» полки крутящего момента, что сказывается на дальнейшей стоимости в обслуживании и ремонте негативно.

Принцип работы

Понятие «атмосферный» говорит о том, что при горении топлива в цилиндрах принимает участие атмосферное давление. Атмосферники громоздкие и тяжёлые, поэтому конструкторы со временем нашли способ усовершенствовать их за счёт компрессоров или турбин. Тем не менее эти двигатели по-прежнему востребованы. Они устанавливаются на авто любого класса, но чаще всего на бюджетные легковые автомобили.

Будет также интересно: Признаки и устранение неисправностей датчика положения коленвала

Двигатель работает за счёт энергии, вырабатываемой при воспламенении смеси топлива с воздухом, профильтрованным через воздушный фильтр. Эта энергия взрыва толкает поршень вниз, заставляя коленчатый вал вращаться. Вращательные движения коленвала передаются через муфту сцепления и систему трансмиссии на вращение колёс.

Агрегат работает повторяющимися одинаковыми циклами, каждый из которых состоит из четырёх тактов:

  1. Впуск воздушно-топливной смеси.
  2. Сжатие.
  3. Воспламенение.
  4. Выпуск отработанных газов.

Во время такта впуска выпускной клапан закрыт, а впускной открыт. Смесь топлива с воздухом при этом всасывается через впускной клапан в цилиндр.

С завершением хода поршня вниз впускной такт заканчивается. Горючее с воздухом втягивается в цилиндр, начинает всё больше сжиматься при подъёме поршня вверх.

Когда поршень закончит свой ход вверх, через свечу зажигания проходит электрический ток, вызывая в нём искровой разряд, немедленно взрывающий горючую смесь. Энергия взрыва опускает поршень, заставляя коленчатый вал вращаться. Эта и есть та сила, которая вращает колёса.

При завершении хода поршня вниз открывается выпускной клапан. Так как поршень начинает опять идти вверх, отработанный газ выталкивается из цилиндра через выпускной клапан. Коленчатый вал приводится во вращение дважды, пока поршень проходит через все 4 такта.

Непрерывная работа двигателя образуется постоянным повторением этих тактов — вот что значит атмосферный двигатель.



Примеры транспортных средств с мощными атмосферными двигателями

Постоянное совершенствование характеристик автомобилей от известных лидеров автопроизводства обеспечивает востребованность экземпляров с «атмосферниками» на авторынке. Среди мощных моделей, на которых установлены движки атмосферного типа, можно выделить следующие:

  • Ferrari GTC4Lusso (одна из версий авто снабжена атмосферным6,3-литровым мотором V12 на 690 л. с. и 697 Нм крутящего момента);
  • Porsche 918 Spyder с сильным атмосферным движком 608 л. с. V8;
  • Porsche 911 GT3 RS c 4-литровым атмосфернымдвигателем 520 л. с.;
  • Mercedes C63 FMG Edition 507 с движком в 507 л. с.;
  • Chevrolet Corvette C7 Stingray («атмосферник» V8 объёмом2 литра).

Среди представителей авто с мощным атмосферным силовым агрегатом множество моделей, список которых можно продолжать. Известные бренды Феррари, Ламборджини, Порше, Мерседес, Ауди, Шевроле, БМВ и другие устанавливают на многие свои машины атмосферные движки. Модели могут быть представлены в разных вариациях и иметь как бензиновый мотор, так и дизель.

Атмосферный двигатель работает предсказуемо, что для многих автомобилистов является несомненным преимуществом. Решить для себя, какой из вариантов подойдёт больше, стоит исходя из собственных предпочтений. Если в приоритете надёжность, лёгкость в эксплуатации и обслуживании, лучше остановить свой взгляд на моторе атмосферного типа, но если на первом месте показатели динамики, то выбор очевиден. Кстати, усилиями умельцев, практикующих тюнинг, на атмосферные двигатели также устанавливаются турбины. Сделать это непросто и требует специальных навыков, но на практике вполне применимо. Поскольку устройство не лепится к мотору наобум, предполагаются расчёты скорости и объёма поступающего воздуха. Самостоятельно такие работы лучше не выполнять, потому что успешно справиться с задачей смогут только виртуозы своего дела.

Плюсы и минусы атмосферных моторов

К несомненным достоинствам атмосферных двигателей относят:

  • Простоту конструкции, которая отработана на практике в течение многих десятилетий. Ремонт и техническое обслуживание таких силовых агрегатов обходятся владельцу намного дешевле (по сравнению с аналогичными операциями для турбированного мотора).
  • Значительно больший ресурс бесперебойной работы до капитального ремонта. При правильных условиях эксплуатации и надлежащем уходе срок «жизни» у атмосферных двигателей в 2÷4 раза больше, чем у моторов с турбонаддувом: 300000÷400000 км, зачастую, не являются пределом «долголетия» таких двигателей.
  • Меньший расход масла, который в зависимости от стиля езды обычно не превышает 200÷500 мл на 10000 км пробега автомобиля. Это обусловлено отсутствием дополнительных приспособлений, требующих смазки, а также меньшими нагрузками, которые испытывают вращающиеся части мотора при работе.
  • Неприхоливость к качеству используемого масла. Они вполне удовлетворительно работают на полу-синтетических (и даже минеральных) моторных маслах. Однако, не стоит забывать о том, что чем лучше масло, тем дольше срок службы двигателя.
  • Не столь частую, как у турбированных двигателей периодичность замены масла, которую необходимо производить после пробега в 15000÷20000 км.
  • Меньшую требовательность к качеству применяемого топлива. Как правило, многие атмосферные моторы могут вполне удовлетворительно работать и на бензине марки Аи92.
  • Более быстрый прогрев в зимнее время.

Естественно, как и любой технический агрегат, атмосферный мотор имеет свои недостатки (по сравнению с турбированными аналогами):

Что значит атмосферный двигатель

Принцип работы атмосферного ДВС

Работа двигателя внутреннего сгорания основана на эффективном смесеобразовании и горении, следствие чего образуется механическая энергия в виде крутящего момента, передаваемого на колеса.

Топливно-воздушная смесь представляет собой смесь бензина или дизеля и воздуха. Эталонным соотношением является 1:14,7, то есть на 1 литр топлива приходится 14,7 килограмм воздуха.

Принцип работы атмосферного двигателя: воздух, поступающий во впускной коллектор, затягивается в цилиндры, а роль насоса играет поршень. Благодаря достаточной компрессии поршень при движении вниз всасывает воздух в требуемом количестве.

Принцип работы

Понятие «атмосферный» говорит о том, что при горении топлива в цилиндрах принимает участие атмосферное давление. Атмосферники громоздкие и тяжёлые, поэтому конструкторы со временем нашли способ усовершенствовать их за счёт компрессоров или турбин. Тем не менее эти двигатели по-прежнему востребованы. Они устанавливаются на авто любого класса, но чаще всего на бюджетные легковые автомобили.

Будет также интересно: Учимся защищать пол салона машины

Двигатель работает за счёт энергии, вырабатываемой при воспламенении смеси топлива с воздухом, профильтрованным через воздушный фильтр. Эта энергия взрыва толкает поршень вниз, заставляя коленчатый вал вращаться. Вращательные движения коленвала передаются через муфту сцепления и систему трансмиссии на вращение колёс.

Агрегат работает повторяющимися одинаковыми циклами, каждый из которых состоит из четырёх тактов:

  1. Впуск воздушно-топливной смеси.
  2. Сжатие.
  3. Воспламенение.
  4. Выпуск отработанных газов.

Во время такта впуска выпускной клапан закрыт, а впускной открыт. Смесь топлива с воздухом при этом всасывается через впускной клапан в цилиндр.

С завершением хода поршня вниз впускной такт заканчивается. Горючее с воздухом втягивается в цилиндр, начинает всё больше сжиматься при подъёме поршня вверх.

Когда поршень закончит свой ход вверх, через свечу зажигания проходит электрический ток, вызывая в нём искровой разряд, немедленно взрывающий горючую смесь. Энергия взрыва опускает поршень, заставляя коленчатый вал вращаться. Эта и есть та сила, которая вращает колёса.

Читать еще:  Щелчки при работе двигателя шевроле авео

При завершении хода поршня вниз открывается выпускной клапан. Так как поршень начинает опять идти вверх, отработанный газ выталкивается из цилиндра через выпускной клапан. Коленчатый вал приводится во вращение дважды, пока поршень проходит через все 4 такта.

Непрерывная работа двигателя образуется постоянным повторением этих тактов — вот что значит атмосферный двигатель.

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.

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.

Устройство атмосферника

Как устроен двигатель, можно рассмотреть на примере четырёхтактного атмосферного. По функциям детали мотора разделяются примерно на 4 группы:

  1. Для обеспечения впуска и воспламенения топливно-воздушных смесей. К этой группе относятся головка блока цилиндров и клапанный механизм.
  2. Детали для обеспечения сжатия воздушно топливной смеси. Эта группа состоит из поршней, поршневых колец, блока цилиндра, клапана.
  3. Для передачи энергии мотора. В группе находятся шатуны, коленчатый вал, подшипники и маховики, их можно купить здесь: /uzp.net.ua/ru/podshypnyky/.
  4. Детали для выработки искровых вспышек. Группу наполняют свечи зажигания и распределители.

Будет также интересно: Как правильно помыть двигатель своими руками

Взаимодействие этих деталей мотора обеспечивает главное вращение колёс.

Головка блока цилиндров

Это главная часть двигателя, расположенная непосредственно над блоком цилиндров. Она постоянно подвергается действию сгорающих газов, имеющих высокую температуру и давление. Деталь делают из листового железа или из сплава алюминия с высокопрочными и высокотемпературными добавками.

Основание головки блока цилиндра углублено, образует вместе с поршнем и цилиндром камеру сгорания. Коэффициент полезного действия двигателя сильно зависит от формы камеры сгорания, а также от расположения клапанов и свечей зажигания.

Клапаны и сопутствующие детали

Современные четырёхтактные двигатели имеют 4 клапана для каждого цилиндра: 2 впускных и 2 выпускных. Для обеспечения эффективного впуска впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной. Они изготавливаются из высокотемпературного никеля или хромированной стали.

Каждый клапан имеет сопутствующие детали: седло и пружина, которая является спиральной и создаёт тесный контакт с седлом, предотвращая утечку газа. Обычно в двигателях используется одна пружина, но в некоторых видах устанавливают по 2 штуки для каждого клапана.

Когда клапан закрыт, седло находится в плотном контакте с его поверхностью, чтобы обеспечить непроницаемость камеры сгорания.

Блок цилиндров образует каркас двигателя. Совместно с поршнями блок цилиндров играет важную роль в обеспечении преодоления давления сжатия и сгорания. Для минимизации износа деталей и утечек газа внутренняя поверхность каждого цилиндра отделена под высокое давление хромированием.

Отверстие цилиндра делается круговым. Однако верхняя часть цилиндра и поршня благодаря высокому давлению и температуре страдает от износа. Позже зазор между поршневыми кольцами и цилиндром увеличивается, приводя к потерям сжатия.

Поршень мотора

Деталь двигается в цилиндре вверх и вниз под действием давления, образующего взрывами топливно-воздушной смеси. При этом поршень через поршневой палец и шатун вращает коленчатый вал. Сечение поршня не является правильным кругом: диаметр в направлении поршневого пальца делается немного меньше для утечки теплового расширения.

Будет также интересно: Полировка фар нужна при помутнении фар

Головка поршня становится гораздо горячее и расширяется больше, чем юбка. Для компенсации разницы в тепловом расширении диаметр поршня вверху сделан меньше, чем внизу. Кольца препятствуют утечкам под давлением сжатия смеси через зазор между цилиндром и поршнем. Обычно каждый поршень имеет 3 кольца.

Шатун агрегата

Он связывает поршень с коленчатым валом так, что вертикальное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленвала. Поскольку шатун подвержен непрерывно действующим силам сжатия и растяжения, он должен быть довольно прочным и хорошо закреплённым, чтобы выдерживать эти нагрузки.

Коленчатый вал

Эта деталь преобразует через шатун прямолинейное движение каждого поршня во вращательное движение. Он состоит из шатунных шеек, которые передают силу поршней и валу, коленных шеек, регулирующих вращение вала и балансировочных грузов, обеспечивающих хорошее, сбалансированное вращение вала.

Коленвал вращается с большой скоростью, подвергаясь сильным нагрузкам от поршней, поэтому он должен быть довольно прочным и закреплённым, а также хорошо сбалансированным как статически, так и динамически.

Достоинства и недостатки атмосферного двигателя

  • простая конструкция, если сравнивать с турбированным,
  • невысокая стоимость обслуживания и ремонта,
  • возможность самостоятельного ремонта,
  • относительная неприхотливость к качеству топлива,
  • ресурс двигателя от 250 000 км в силу низкой форсировки.
  • большой расход топлива,
  • ограничение по повышению мощности без потери эластичности мотора и его ресурса,
  • низкий КПД,
  • внедрение сложных узлов для «выравнивания» полки крутящего момента, что сказывается на дальнейшей стоимости в обслуживании и ремонте негативно.

Выводы

Бензиновый и дизельный атмосферный двигатель – идеальный агрегат с точки зрения надежности и ресурса. В силу отсутствия сложной конструктивной начинки его можно самостоятельно ремонтировать и обслуживать. Не составляет труда подружить такой мотор с газом для экономии на расходе топлива.

Однако атмосферник слишком ограничен в возможностях повышения мощности без вреда системе и комфорту передвижения. Также повышение мощности в его случае прямо пропорционально увеличению расхода топлива. По этим причинам в новых автомобилях все больше внедряется турбина.

Примеры транспортных средств с мощными атмосферными двигателями

На современном авторынке представлены автомобили с атмосферниками, выпущенные под известными брендами:

  • Mercedes C 63 FMG Coupe Edition 507.
  • Chevrolet Corvette C 7 Stingray.
  • Jeep Grand Cherokee SRT.
  • Audi RS 5.
  • Audi RS 4 Avant.
  • Chevrolet Camaro.
  • Mercedes SLK 55 AMG.
  • Porsche Cayenne GTS.
  • Infiniti QX 70.
  • Lexus LS 460.
  • Mercedes-Benz OM 602.
  • OM 612.
  • OM 647.
  • BMW моторы серии М2х, М5х, М6х, N5х.

Атмосферный двигатель работает предсказуемо, что для многих автомобилистов является несомненным преимуществом. Решить для себя, какой из вариантов подойдёт больше, стоит исходя из собственных предпочтений. Если в приоритете надёжность, лёгкость в эксплуатации и обслуживании, лучше остановить свой взгляд на моторе атмосферного типа, но если на первом месте показатели динамики, то выбор очевиден. Кстати, усилиями умельцев, практикующих тюнинг, на атмосферные двигатели также устанавливаются турбины. Сделать это непросто и требует специальных навыков, но на практике вполне применимо. Поскольку устройство не лепится к мотору наобум, предполагаются расчёты скорости и объёма поступающего воздуха. Самостоятельно такие работы лучше не выполнять, потому что успешно справиться с задачей смогут только виртуозы своего дела.

Источники: drivertip.ru, auto.rambler.ru, fastmb.ru, motoran.ru.

–>Марка–>:Другие | –>Просмотров–>:632 | | |

По типам двигатели автомобиля делится на атмосферные и турбированные. По части дизельных моторов, их абсолютное большинство оснащено турбинами, чего не сказать о бензиновых. Хотя тенденция наддува бензинового мотора растет, в СНГ к таким агрегатам относятся скептически. Название «атмосферный двигатель» говорит само за себя: давление воздуха, попадающего во впускной коллектор, равно атмосферному давлению.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector