Машины с компрессорным двигателем
You are using an outdated browser. Please upgrade your browser or activate Google Chrome Frame to improve your experience.
Пять самых крутых машин с турбиной и компрессором
«Твинчарджинг» — это технология, которая не слишком часто попадает в центр внимания
«Твинчарджинг» — это технология, которая не слишком часто попадает в центр внимания. Но недавно она вырвалась из пыльных архивов и снова вернулась в производство.
Для тех из вас, кто не знаком с этим термином, мы постараемся объяснить, что это такое, откуда взялось и почему имело такое важное значение.
В давние времена большинство автомобилей имели атмосферные моторы. Компрессоры были редким явлением, в то время как турбины были чуть более распространены.
В конечном итоге повышающиеся требования к перфомансу в Чемпионате мира по классическому ралли привели к внедрению компрессоров и турбин на серийные автомобили.
Каждая система имела свои плюсы и минусы. Турбины главным образом критиковались за турболаг – феномен, который все еще проявляется даже на современных автомобилях. Компрессоры не имели таких запаздываний, но обеспечивали меньше буста и лишний раз обременяли двигатель, поскольку были связаны ремнем со шкивом коленвала.
В конце концов, автопроизводители разработали автомобиль, который имел и компрессор, и турбину. Идея заключалась в том, что обе системы сбалансировали бы друг друга и обеспечили бы всестороннюю выгоду – больше прироста мощности без единой задержки и при любых оборотах. Так и родилась первая машина с двойным наддувом. На дворе стоял 1985 год. Итак, переходим к нашему списку.
Lancia Delta S4 и S4 Stradale. Lancia была первым брендом, предложившим твинчарджинг на автомобиле. Сначала технология была принята в гонках – в рамках болида WRC, заменившего Lancia 037.
Двигатель был также разработан на основе двигателя от 037, но знайте, что эта Delta не имела ничего общего с «Дельтами», которые продавались простым смертным. Peugeot – соперник Lancia в WRC – применили похожую стратегию на 205 T16.
Короче говоря, ради омологации «Лянче» пришлось продавать публике Delta S4 в форме, близкой к гоночным машинам из WRC. Всего было изготовлено и продано 200 единиц под именем Lancia Delta S4.
У этих машин было всего 250 л. с., но при этом они имели пространственную раму на стальных трубках, кузовные панели из стекловолокна и полноприводную систему с тремя дифференциалами.
Небольшие объемы производства моментально сделали Delta S4 объектом коллекционирования. Эта модель имела веские основания стать коллекционной, так как стоила в пять раз дороже Delta HF Turbo – топовой модификации в линейке на тот момент.
А тем временем мощность гоночной версии оценивалась в 480 л. с., однако некоторые утверждали, что мотор выдавал более 500 л. с. В том же году, когда итальянцы запустили Delta S4 в WRC, они протестировали версию с максимальным давлением наддува 5 бар. Экспертам удалось выжать около 1000 л. с. с тех же 1,8 литров, но лишь в демонстрационных целях.
1000-сильный двигатель никогда не гонялся, а вот 480-сильные машины выиграли 5 гонок из 12 и заработали 15 подиумов. Их участие в WRC закончилось после трагической аварии на ралли Корсики 1986 года, унесшей жизни пилота Хенри Тойвонена и его штурмана Серджио Кресто.
Nissan March Super Turbo (подогретая Micra). У Nissan были свои безумные моменты в прошлом, и компания все еще удивляет всех раз в несколько лет такими автомобилями, как Juke. В конце 80-х Nissan разработал модель с двойным наддувом, которая была основана на крошечной Micra (также известна под именем March).
Автомобиль обладал 930-кубовым мотором мощностью 110 л. с. Уровень примерно схож с современной Micra, однако по меркам 80-х годов и для такой маленькой машины это было невероятно.
Nissan позаботился о том, чтобы компрессор и турбина не работали сообща долгое время. Первый приводился в действие электромагнитной муфтой, которая активировалась в зависимости от положения дроссельной заслонки.
По сравнению с Delta S4 “Stradale”, Nissan March Super Turbo был достаточно дешевым. К сожалению, японский автопроизводитель продал всего 10 000 дорожных машин в этой спецификации и отказался от наследника.
1,4-литровый TSI Twincharger от Volkswagen Group. После «ниссановских» экспериментов данная конфигурация двигателя долгое время была мертва. Volkswagen воскресил ее на своем 1,4-литровом моторе, который предлагался на многих автомобилях линейки бренда.
Блок назывался 1.4 TSI, однако лишь определенные его версии обладали технологией двойного наддува. У остальных же была единственная турбина, доводившая мощность до 120 л. с.
Как и Nissan, Volkswagen использовал электромагнитную муфту для компрессора Roots. В отличие от Nissan и Lancia, VW Group разработали контрольный клапан, который блокировал нагнетатель в некоторых ситуациях (например, при высоких оборотах), чтобы максимизировать эффективность двигателя.
С этим мотором Volkswagen завоевал несколько наград «Двигатель года». Он устанавливался на Polo, Audi A1, Ibiza, Golf, Jetta, Passat, Sharan, Tiguan, Eos и Touran. C этой точки зрения VW может гордиться тем, что внедрил свою систему двойного наддува на такой широкий спектр машин.
Мотор был снят с производства в 2011 году из-за его сложности и стоимости. А тем временем «турбинные» TSI и TFSI становились все лучше, постепенно устраняя турболаг.
Двигатели T6 и T8 от Volvo. В рамках повсеместного даунсайзинга Volvo перешел с 5- и 6-цилиндровых моторов на турбированные 4-цилиндровики. Индекс T6, который раньше подразумевал 6-цилиндровый силовой агрегат, теперь обозначает 4-цилиндровый мотор, но с большим бонусом – компрессором и турбиной (а вот его младший брат T5 имеет в своем арсенале лишь турбину).
С мотора объемом 2 литра выдавлены 320 л. с. и 400 Нм. Клиенты могут заказать T6 на втором поколении XC90, S90 и V90. Двигатель сопряжен с 8-ступенчатым автоматом Geartronic от японской компании Aisin. Как бы то ни было Volvo пошел еще дальше и соединил T6 с электромотором, создав в конечном итоге T8 Twin Engine.
Audi SQ7 V8 TDI. Эта модель интересна тем, что данная технология применена к дизельному двигателю. Audi создал самый мощный в мире дизельный кроссовер с помощью двух турбин и электрического нагнетателя. Для питания последнего пришлось задействовать отдельную 48-вольтовую электрическую систему.
Да, мы признаем, что электрический нагнетатель – это совсем не то же, что механический, однако не упомянуть этот мотор было бы кощунством. Мы имеем дело с 4-литровым V8 мощностью 435 л. с. и моментом 900 Нм. Даже самый ярый ненавистник дизелей будет впечатлен, поскольку максимальная мощность доступна в диапазоне от 3 750 до 5 000 об/мин, а максимальный крутящий момент – и вовсе между 1 000 и 3 250 об/мин.
Хотя материал рассчитан на 5 серийных автомобилей, есть еще одна модель, которая обязана быть в нашем списке. Это датский суперкар Zenvo ST1. К сожалению для Zenvo, производственные цифры крайне низки. За все время было продано менее 20 машин. И тем не менее с завода они шли с турбиной и компрессором.
Источник статьи: http://autoutro.ru/review/2018/08/23/pyat-samyh-krutyh-mashin-s-turbinoj-i-kompressorom/
Компрессор в автомобиле что это такое
Повышение мощности двигателя автомобиля достигается различными способами. Один из самых оптимальных подходов – повышение эффективности работы силовой установки путем наращивания объема бензино-воздушной смеси, подаваемой в цилиндры. Для этого в конструкцию двигателя добавляются компрессоры – механические нагнетатели, обеспечивающие принудительную подачу в камеры сгорания воздуха под большим давлением.
Что такое компрессор в машине?
Компрессором называется любой механизм, создающий на выходе высокое давление воздуха или другого газа. Используемые в автомобильных двигателях механические компрессоры работают от коленвала, крутящий момент которого передается посредством ременной либо цепной передачи. Кулачковые механизмы либо крыльчатка компрессора создают направленный воздушный поток, который подается в двигатель. Благодаря принудительному нагнетанию воздуха в цилиндры может закачиваться большее количество топлива, энергия сгорания увеличивается, вследствие чего возрастает и мощность мотора.
Следует отметить, что просто использовать больше бензина для увеличения мощности невозможно – для эффективного сгорания топлива требуется определенное количество кислорода. Таким образом, компрессор, по сути, является практически единственным возможным способом нарастить мощность двигателя, практически не изменяя его габариты и массу. Благодаря этому установка ДВС с механическим нагнетателем возможна даже на достаточно компактные и легкие автомобили.
Как работают компрессоры
В атмосферных автомобилях забор воздуха осуществляется по следующей схеме:
- Опускаясь по цилиндру вниз, поршень создает разреженную среду.
- В результате уменьшения давления воздух засасывается в камеру сгорания, где он впоследствии смешивается с топливом, сжимается поднимающимся поршнем и воспламеняется.
Здесь объем поступающего воздуха ограничивается рабочим объемом цилиндра, соответственно для моторов атмосферного типа единственным способом повышения мощности является увеличение внутреннего объема.
Двигатель с установленным компрессором
Установленный же компрессор позволяет использовать возможность воздуха сжиматься под внешним воздействием. Создаваемое его рабочими элементами давление заставляет цилиндры наполняться большим объемом воздуха, а горючая смесь, соответственно, получает больше кислорода. Добавляя к нему увеличенный объем топлива, удается получить больше энергии, которая при сгорании смеси толкает поршень и создает момент движения.
Для эффективного нагнетания воздуха рабочие элементы компрессора (роторы или крыльчатка) должны вращаться быстрее коленчатого вала. Достичь этого позволяет установка шестерней разных размеров: ведущая звездочка больше, чем приводные шестерни нагнетателя. Благодаря этому удается достичь частоты вращения в 50 000 об/мин. и более.
Дополнительно увеличить объем подаваемого в цилиндры воздуха позволяет установка интеркулера. Этот агрегат охлаждает воздух, выходящий из компрессора, в результате чего газ дополнительно сжимается.
Средний прирост мощности на автомобилях, оборудованных компрессорами, в сравнении с атмосферными аналогами составляет 35-45%, кроме того, примерно на 30% возрастает крутящий момент.
Читайте также: Что такое атмосферный двигатель и как он работает.
Виды компрессоров
Механические нагнетатели, устанавливаемые на двигатели современных машин, изготавливаются в разных видах:
Они различаются, прежде всего, способом подачи воздуха в мотор. В основе роторного и 2-винтового механизма лежат кулачковые валы, а центробежные модели имеют в своей конструкции крыльчатки с тем или иным числом лопастей. У каждого из указанных типов есть свои индивидуальные преимущества и недостатки.
Самой старой является роторная конструкция нагнетателя. Она была запатентована еще в 1860 г., а в 1900 впервые использована в автомобилестроении. Вращающиеся кулачковые валы направляют попадающий в полость агрегата воздух в двигатель, где тот создает повышенное давление. Данный вид компрессоров является наименее эффективным по ряду причин:
- такие устройства имеют большие габариты и массу;
- при их работе создается прерывистый поток воздуха, в результате чего эффективность наполнения двигателя постоянно изменяется.
2-х винтовой компрессор.
2-винтовые модели имеют в своей конструкции 2 ротора, напоминающие червячную передачу. Они и обеспечивают движение воздуха в камеры сгорания. Общий принцип работы таких компрессоров в целом такой же, как и у роторных образцов. Однако здесь воздух сжимается уже внутри компрессора благодаря конической форме роторов и сужению воздушных карманов. Поэтому они более эффективны – провалов воздушного потока практически не возникает из-за повышенного давления в самом нагнетателе.
Наиболее эффективны на сегодняшний день центробежные компрессоры. Именно они используются для решения большинства задач, связанных с повышением воздушного давления в той или иной системе. Размещенная в корпусе такого нагнетателя крыльчатка вращается с частотой до 60 000 об./мин, благодаря чему возникает большая центробежная сила. Воздух выходит из такого компрессора на высокой скорости, но под низким давлением и подается на диффузор. Здесь скорость потока снижается, а давление повышается. Еще одно немаловажное преимущество устройств данного вида – компактные размеры: именно центробежные компрессоры устанавливаются на «заряженные» версии малолитражных автомобилей. Впрочем, на более крупных моделях их преимущества также становятся очевидны.
Читайте также: Как увеличить мощность двигателя: популярные способы.
Чем отличается компрессор от турбины
Мнение, что компрессор и турбина – это одно и то же, в корне ошибочно. Да, оба устройства выполняют общую задачу: нагнетают воздух в двигатель, однако они используют разный принцип исполнения этой задачи.
Компрессор приводится в действие энергией коленвала, а крыльчатку турбины заставляет вращаться поток выхлопных газов. Это отличие обусловливает следующий момент: работа турбины не приводит к потерям мощности, потому что она не использует энергию двигателя, в то время как для работы компрессора может потребоваться до 30% исходной мощности.
С другой стороны, эффективность турбины изменяется в зависимости от интенсивности работы двигателя, она дает ощутимый прирост мощности только на средних и высоких оборотах. Компрессор же работает в постоянном режиме, на который он выходит практически сразу после старта двигателя.
При этом, турбина – более сложный и поэтому дорогостоящий агрегат, чем компрессор. Она более чувствительна к качеству масла, а ее обслуживание и ремонт требует специфических навыков и зачастую стоит дороже ремонта компрессора.
Как можно увидеть, компрессор – это эффективный, надежный и относительно недорогой способ увеличить мощность автомобиля, сохраняя размеры и массу его двигателя. Такие устройства используются на автомобилях самого разного типа и назначения – от трековых и гоночных болидов до повседневных автомобилей с «горячим» характером.
Источник статьи: http://avtonov.com/%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80-%D0%B2-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5/
