Διαφορές μεταξύ ατμοσφαιρικών και υπερτροφοδοτούμενων κινητήρων

Πώς λειτουργεί ένα αυτοκίνητο> Διαφορές μεταξύ ατμοσφαιρικών και υπερτροφοδοτούμενων κινητήρων

Αυτό είναι ένα θέμα που έχει γίνει προτεραιότητα μετά τη μαζική εισαγωγή μικρότερων κινητήρων. Αυτή ήταν λοιπόν μια ευκαιρία να γράψω ένα άρθρο για να προσπαθήσουμε να το ξεκαθαρίσουμε, οπότε ας ρίξουμε μια ματιά σε όλα τα στοιχεία που κάνουν τους ατμοσφαιρικούς κινητήρες διαφορετικούς από τους υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες.

Διαβάστε επίσης: λειτουργία στροβιλοσυμπιεστή.

Η βασική αρχή

Επειδή δεν είστε όλοι πρωταθλητές μηχανικής, ας ρίξουμε μια γρήγορη ματιά στους κινητήρες ατμοσφαιρικής αναπνοής και υπερτροφοδοτούμενους.

Καταρχήν να διευκρινίσουμε ότι αυτοί οι όροι σημαίνουν καταρχήν την εισαγωγή αέρα, άρα δεν μας ενδιαφέρουν τα υπόλοιπα. Ένας ατμοσφαιρικός κινητήρας μπορεί να θεωρηθεί ως ένας "τυποποιημένος" κινητήρας, που σημαίνει ότι αναπνέει φυσικά εξωτερικό αέρα μέσω της παλινδρομικής κίνησης των εμβόλων, τα οποία στη συνέχεια λειτουργούν ως αντλίες αναρρόφησης εδώ.

Ένας υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας χρησιμοποιεί ένα σύστημα πρόσθετων για να πιέσει ακόμη περισσότερο αέρα στον κινητήρα. Έτσι εκτός από την αναρρόφηση αέρα από την κίνηση των εμβόλων προσθέτουμε κι άλλο με τη βοήθεια συμπιεστή. Υπάρχουν δύο τύποι:

• Οδηγείται από ενέργεια κινητήρα = συμπιεστής - υπερσυμπιεστής
• Ελεγχόμενη εξάτμιση = στροβιλοσυμπιεστής.

Turbo κινητήρας = περισσότερη ισχύς

Πρώτη παρατήρηση: ένας υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας έχει δυνητικά μεγαλύτερη ισχύ. Πράγματι, η ισχύς προέρχεται απευθείας από την καύση στους κυλίνδρους, όσο πιο σημαντική είναι, τόσο περισσότερο «κινείται» ο κύλινδρος και, επομένως, τόσο πιο ισχυρό το αυτοκίνητο. Με έναν υπερσυμπιεστή, μπορείτε να πιέσετε περισσότερο αέρα στους κυλίνδρους παρά χωρίς αυτόν. Και επειδή μπορούμε να στείλουμε περισσότερο οξειδωτικό (αέρας, και ειδικά αυτό το λίγο οξυγόνο που υπάρχει εκεί), μπορούμε να στείλουμε περισσότερα καύσιμα. Επομένως, έχουμε περισσότερη ενέργεια να κάψουμε ανά κύκλο, άρα έχουμε περισσότερη ενέργεια. Ο όρος «υπερφόρτιση» έχει επίσης πολύ νόημα, βουλώνουμε κυριολεκτικά τον κινητήρα με αέρα και καύσιμο, «μπουκώνουμε» όσο το δυνατόν περισσότερο στους κυλίνδρους.

Το 458 Italia έχει ατμοσφαιρικό 4.5 με 570 ίππους.

Το 488 GTB (αντικατάσταση) είναι εξοπλισμένο με έναν υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα 4.0 που αποδίδει 100 ίππους. περισσότερα (άρα 670). Έτσι, έχουμε μικρότερο κινητήρα και περισσότερη ισχύ (δύο τουρμπίνες, μία ανά συστοιχία κυλίνδρων). Σε κάθε μεγάλη κρίση, οι κατασκευαστές μας φέρνουν τις τουρμπίνες τους. Αυτό πράγματι έχει ήδη συμβεί στο παρελθόν, και ίσως θα εγκαταλειφθούν ξανά στο μέλλον (εκτός εάν η ηλεκτρική ενέργεια αντικαταστήσει τη θερμότητα), ακόμη και αν υπάρχουν λίγες πιθανότητες σε ένα «κλιματικό» πλαίσιο. Πολιτική ".

Λιγότερο κοίλος turbo κινητήρας

Ένας ατμοσφαιρικός κινητήρας ρουφάει όλο και περισσότερο αέρα καθώς ανεβάζει στροφές, επομένως η ισχύς του αυξάνεται καθώς ανεβάζει στροφές, αφού τότε καταναλώνει τον περισσότερο αέρα και καύσιμο. Ένας turbo κινητήρας μπορεί να έχει πολύ αέρα και καύσιμο για αυτόν στις χαμηλές στροφές, επειδή το turbo γεμίζει τους κυλίνδρους με "τεχνητό" αέρα (αέρας που έτσι προστίθεται στον αέρα που εισέρχεται φυσικά από την κίνηση των κυλίνδρων). Όσο περισσότερο οξειδωτικό, τόσο περισσότερο καύσιμο στέλνεται σε χαμηλές ταχύτητες, με αποτέλεσμα την περίσσεια ενέργειας (αυτό είναι ένα είδος ντόπινγκ).

Σημειώστε, ωστόσο, ότι οι συμπιεστές που κινούνται με κινητήρα (υπερσυμπιεστής με στροφαλοφόρο) επιτρέπουν την ώθηση αέρα στον κινητήρα ακόμα και σε χαμηλότερες στροφές ανά λεπτό. Ο στροβιλοσυμπιεστής τροφοδοτείται από τον αέρα που διαφεύγει από τον σωλήνα εξάτμισης, επομένως δεν μπορεί να λειτουργήσει καλά σε πολύ χαμηλές στροφές (όπου οι ροές των καυσαερίων δεν είναι πολύ σημαντικές).

Σημειώστε επίσης ότι ο στροβιλοσυμπιεστής δεν μπορεί να λειτουργήσει το ίδιο σε όλες τις ταχύτητες, οι "έλικες" των στροβίλων δεν μπορούν να λειτουργήσουν το ίδιο ανάλογα με τη δύναμη του ανέμου (εξ ου και η ταχύτητα και η ροή των καυσαερίων). Ως αποτέλεσμα, το τούρμπο λειτουργεί καλύτερα σε περιορισμένο εύρος, εξ ου και το εφέ του kick. Τότε έχουμε δύο λύσεις: έναν υπερσυμπιεστή μεταβλητής γεωμετρίας που αλλάζει την κλίση των πτερυγίων ή διπλή ή και τριπλή ώθηση. Όταν έχουμε πολλαπλούς στρόβιλους, ο ένας φροντίζει για χαμηλή ταχύτητα (μικρές ροές, επομένως μικρά turbo προσαρμοσμένα σε αυτούς τους "άνεμους") και ο άλλος φροντίζει για υψηλές ταχύτητες (γενικότερα, είναι λογικό ότι οι ροές είναι πιο σημαντικές σε αυτό σημείο. εκεί ). Με αυτή τη συσκευή, βρίσκουμε στη συνέχεια τη γραμμική επιτάχυνση ενός ατμοσφαιρικού κινητήρα, αλλά με πολύ μεγαλύτερη σύλληψη και προφανώς ροπή (σε ίσο κυβισμό, φυσικά).

κατανάλωση? Εξαρτάται …

Αυτό μας φέρνει σε ένα αρκετά σημαντικό και αμφιλεγόμενο σημείο. Ένας υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας καταναλώνει λιγότερο; Αν κοιτάξετε τους αριθμούς των κατασκευαστών, μπορείτε να πείτε ναι. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, πολύ συχνά όλα είναι πολύ καλά και οι αποχρώσεις πρέπει να συζητηθούν.

Η κατανάλωση από τους κατασκευαστές εξαρτάται από τον κύκλο NEDC, δηλαδή από τον ιδιαίτερο τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούνται τα αυτοκίνητα: πολύ αργή επιτάχυνση και πολύ περιορισμένη μέση ταχύτητα.

Σε αυτή την περίπτωση οι κινητήρες τούρμπο είναι στην κορυφή γιατί δεν το χρησιμοποιούν πολύ...

Στην πραγματικότητα, το κύριο πλεονέκτημα ενός μειωμένου στροβιλοκινητήρα έγκειται στο μικρό του μέγεθος. Ένα μικρό μοτέρ, πολύ λογικά, καταναλώνει λιγότερο από ένα μεγάλο.

Δυστυχώς, ένας μικρός κινητήρας έχει περιορισμένη ισχύ γιατί δεν μπορεί να πάρει πολύ αέρα και επομένως καίει πολύ καύσιμο (επειδή οι θάλαμοι καύσης είναι μικροί). Το γεγονός της χρήσης στροβιλοσυμπιεστή καθιστά δυνατή την τεχνητή αύξηση της μετατόπισής του και την αποκατάσταση της ισχύος που χάνεται κατά τη συρρίκνωση: μπορούμε να εισάγουμε έναν όγκο αέρα που υπερβαίνει το μέγεθος του θαλάμου, καθώς ο στροβιλοσυμπιεστής στέλνει πεπιεσμένο αέρα, ο οποίος παίρνει αέρα. λιγότερος χώρος (ψύχεται επίσης από εναλλάκτη θερμότητας για περαιτέρω μείωση του όγκου). Εν ολίγοις, μπορούμε να πουλήσουμε 1.0 με περισσότερους από 100 ίππους, ενώ χωρίς τούρμπο θα περιορίζονταν στα εξήντα περίπου, άρα δεν μπορούν να πουληθούν σε πολλά αυτοκίνητα.

Ως μέρος της πιστοποίησης του κύκλου NEDC, χρησιμοποιούμε αυτοκίνητα σε χαμηλές ταχύτητες (αργή χαμηλή επιτάχυνση στις στροφές), οπότε το αποτέλεσμα είναι ένας μικρός κινητήρας που λειτουργεί αθόρυβα, οπότε δεν καταναλώνει πολύ. Αν τρέξω το 1.5L και το 3.0L δίπλα-δίπλα σε χαμηλές και ίσες στροφές, τότε το 3.0 λογικά θα καταναλώσει περισσότερο.

Έτσι, στις χαμηλές στροφές, ένας υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας θα λειτουργεί όπως ένας ατμοσφαιρικός κινητήρας, αφού δεν θα χρησιμοποιεί υπερσυμπίεση (τα καυσαέρια είναι πολύ αδύναμα για να τον αναζωογονήσουν).

Και εδώ είναι που οι turbo κινητήρες κοροϊδεύουν τον κόσμο τους, καταναλώνουν λίγο στις χαμηλές στροφές σε σχέση με τις ατμοσφαιρικές, αφού κατά μέσο όρο είναι μικρότεροι (λιγότερη = λιγότερη κατανάλωση, επαναλαμβάνω, το ξέρω).

Ωστόσο, σε πραγματική χρήση, μερικές φορές τα πράγματα φτάνουν στο σημείο να είναι αντίστροφα! Πράγματι, όταν σκαρφαλώνουμε στους πύργους (άρα όταν χρησιμοποιούμε την ισχύ σε αντίθεση με τον κύκλο NEDC), ο στροβιλοσυμπιεστής ανάβει και στη συνέχεια αρχίζει να διοχετεύει μια πολύ μεγάλη ροή αέρα στον κινητήρα. Δυστυχώς, όσο περισσότερος αέρας, τόσο περισσότερο πρέπει να αντισταθμίσεις στέλνοντας καύσιμα, που κυριολεκτικά τινάχνει στον αέρα την κατανάλωση.

Λοιπόν, ας ανακεφαλαιώσουμε απλώς: οι κατασκευαστές έχουν περιορίσει τους κινητήρες για καλύτερη εκτέλεση του κύκλου NEDC και επομένως χαμηλότερες τιμές κατανάλωσης. Ωστόσο, για να προσφέρουν το ίδιο επίπεδο ισχύος με τους «παλιούς μεγάλους κινητήρες», πρόσθεσαν έναν υπερσυμπιεστή (ή υπερσυμπιεστή). Κατά τη διάρκεια του κύκλου, ο στροβιλοσυμπιεστής λειτουργεί ελάχιστα και μάλιστα φέρνει λίγη επιπλέον ισχύ χάρη στη διαστολή των καυσαερίων (τα καυσαέρια καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο από το μείγμα που μπήκε στον κινητήρα, αυτή η διαστολή ελέγχεται από τον στρόβιλο), γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα μικρή κατανάλωση, επειδή ο κινητήρας είναι μικρός, σας θυμίζω (αν συγκρίνουμε δύο όμοιους όγκους. Στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν όλη τη δύναμη του αυτοκινήτου τους και επομένως κάνουν το turbo να δουλεύει σκληρότερα. Ο κινητήρας φυσιέται με αέρα και επομένως πρέπει να «φορτωθεί» και με βενζίνη: η κατανάλωση αυξάνεται δραματικά, ακόμη και με μικρούς κινητήρες...

Από την πλευρά μου, μερικές φορές παρατηρώ με φόβο ότι πολλοί από εσάς είστε πολύ δυσαρεστημένοι με την πραγματική κατανάλωση κινητήρων βενζίνης μικρού μεγέθους (οι περίφημοι 1.0, 1.2, 1.4 κ.λπ.). Όταν πολλοί επιστρέφουν από το ντίζελ, το σοκ γίνεται ακόμα πιο σημαντικό. Κάποιοι μάλιστα πουλάνε αμέσως το αυτοκίνητό τους... Προσοχή λοιπόν όταν αγοράζετε έναν μικρό βενζινοκινητήρα, δεν κάνουν πάντα θαύματα.

Κακός ήχος;

Με τούρμπο κινητήρα το σύστημα εξάτμισης είναι ακόμα πιο δύσκολο... Μάλιστα, εκτός από τους καταλύτες και το φίλτρο σωματιδίων ντίζελ, έχουμε πλέον μια τουρμπίνα που τροφοδοτείται από τις ροές που προκαλούνται από την απομάκρυνση των καυσαερίων. Όλα αυτά σημαίνουν ότι εξακολουθούμε να προσθέτουμε κάτι που εμποδίζει τη γραμμή, οπότε ακούμε λίγο λιγότερο θόρυβο. Επιπλέον, η ταχύτητα είναι χαμηλότερη, οπότε ο κινητήρας μπορεί να τσιρίζει λιγότερο δυνατά.

Η F1 είναι το καλύτερο παράδειγμα που υπάρχει, με την απόλαυση του θεατή που έχει μειωθεί σημαντικά (ο ήχος του κινητήρα ήταν ένα από τα κύρια συστατικά, και από την πλευρά μου, μου λείπουν τρομερά τα ατμοσφαιρικά V8!).

Εδώ μπορούμε να δούμε ξεκάθαρα ότι το turbo παρεμποδίζει λίγο στο επίπεδο της εξάτμισης… (πολλαπλή δεξιά και turbo τοποθετημένο στα αριστερά)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Διάλεξε ένα!

Το Spotter (GE Supercars) έκανε μια δουλειά σύγκρισης για εσάς. Σημειώστε, ωστόσο, ότι η διαφορά είναι πιο αισθητή σε άλλα αυτοκίνητα (ειδικά στη F1), επειδή η Ferrari ωστόσο φρόντισε ώστε το turbo να τιμωρήσει την έγκριση όσο το δυνατόν λιγότερο, αναγκάζοντας τους μηχανικούς να δουλέψουν σκληρά. Όπως και να έχει, έχουμε 9000 rpm στις 458 και 8200 rpm στο 488 GTB (επίσης γνωρίζοντας ότι το 488 κάνει λιγότερο θόρυβο με την ίδια ταχύτητα).

Κατέβασμα ταχύτητας με τούρμπο;

Ναι, με δύο στρόβιλους που μαζεύουν τα ρεύματα των καυσαερίων και στέλνουν πεπιεσμένο αέρα στον κινητήρα, υπάρχει ένα όριο εδώ: δεν μπορούμε να τους κάνουμε και τους δύο να σπινάρουν πολύ γρήγορα και μετά έχουμε αντίσταση στο επίπεδο της εξόδου της εξάτμισης, που δεν έχουμε με ατμοσφαιρικό κινητήρα (το turbo παρεμποδίζει). Σημειώστε, ωστόσο, ότι η τουρμπίνα που στέλνει πεπιεσμένο αέρα στον κινητήρα ελέγχεται ηλεκτρονικά μέσω της βαλβίδας παράκαμψης της βαλβίδας παράκαμψης, ώστε να μπορούμε να περιορίσουμε τη ροή πεπιεσμένου αέρα στον κινητήρα (αυτό συμβαίνει εν μέρει). μπαίνει σε λειτουργία κλειδώματος, η βαλβίδα παράκαμψης θα απελευθερώσει όλη την πίεση στον αέρα και όχι στον κινητήρα.

Επομένως, όλα αυτά είναι κοντά σε αυτά που είδαμε στην προηγούμενη παράγραφο.

Μεγάλη ορμή;

Εν μέρει για τους ίδιους λόγους, έχουμε κινητήρες με περισσότερη αδράνεια. Μειώνει επίσης την απόλαυση και την αίσθηση του σπορ. Οι τουρμπίνες επηρεάζουν τη ροή του εισερχόμενου (εισαγωγής) και του εξερχόμενου (απαγωγής) αέρα και ως εκ τούτου προκαλούν κάποια αδράνεια ως προς τον ρυθμό επιτάχυνσης και επιβράδυνσης του τελευταίου. Ωστόσο, προσέξτε ότι σε αυτή τη συμπεριφορά έχει μεγάλη επιρροή και η αρχιτεκτονική του κινητήρα (κινητήρας σε V, επίπεδος, σε σειρά κ.λπ.).

Ως αποτέλεσμα, όταν δίνεις το γκάζι σε στάση, ο κινητήρας επιταχύνει (μιλάω για ταχύτητα) και επιβραδύνει λίγο πιο αργά... Ακόμα και οι βενζίνες αρχίζουν να συμπεριφέρονται σαν κινητήρες ντίζελ που συνήθως λειτουργούν τούρμπο για περισσότερο από μεγάλο χρονικό διάστημα (όπως το M4 ή το Giulia Quadrifoglio, για να αναφέρουμε μόνο μερικά. Το 488 GTB δεν κάνει τέλεια προσπάθεια, αλλά ούτε το κάνει).

Αν αυτό δεν είναι τόσο σοβαρό στο αυτοκίνητο του καθενός, τότε σε ένα supercar - 200 ευρώ - πολύ περισσότερα! Τα παλιά στην ατμόσφαιρα θα πρέπει να αποκτήσουν δημοτικότητα τα επόμενα χρόνια.

Ήχος εξάτμισης Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | supercar της αστυνομίας

Ραντεβού στο 20ο δευτερόλεπτο για να ακούσω την αδράνεια του κινητήρα, είναι πολύ μαλακό, έτσι δεν είναι;

Πιο αργή απόκριση

Μια άλλη συνέπεια είναι ότι η απόκριση του κινητήρα είναι λιγότερο εντυπωσιακή. Η Ferrari καταβάλλει επίσης κάθε δυνατή προσπάθεια για να δείξει στους πιθανούς πελάτες ότι έχουν γίνει ό,τι έχει γίνει για να μειωθεί η απόκριση του κινητήρα, παρά το γεγονός ότι η 488 GTB είναι υπερτροφοδοτούμενη.

Λιγότερο ευγενής;

Όχι πραγματικά... Πώς μπορεί ένας υπερσυμπιεστής να κάνει έναν κινητήρα λιγότερο ευγενή; Αν πολλοί πιστεύουν το αντίθετο, εγώ από την πλευρά μου πιστεύω ότι δεν έχει νόημα, αλλά ίσως κάνω λάθος. Από την άλλη, μπορεί να τον κάνει λιγότερο ελκυστικό, κάτι που είναι άλλο θέμα.

Αξιοπιστία: turbo μισός ιστός

Αυτή είναι μια ανόητη και άθλια λογική. Όσο περισσότερα εξαρτήματα σε έναν κινητήρα, τόσο μεγαλύτερος ο κίνδυνος αστοχίας... Και εδώ τα έχουμε μπερδέψει γιατί ο στροβιλοσυμπιεστής είναι και ευαίσθητο μέρος (εύθραυστα πτερύγια και ρουλεμάν που χρειάζεται λίπανση) και εξάρτημα που υπόκειται σε τεράστια όρια (εκατοντάδες χιλιάδες στροφές ανά λεπτό!)...

Επιπλέον, μπορεί να σκοτώσει έναν κινητήρα ντίζελ λόγω επιτάχυνσης: διαρρέει στο επίπεδο του λιπασμένου ρουλεμάν, αυτό το λάδι αναρροφάται στον κινητήρα και καίγεται στον τελευταίο. Και δεδομένου ότι δεν υπάρχει ελεγχόμενη ανάφλεξη στους κινητήρες ντίζελ, ο κινητήρας δεν μπορεί να σβήσει! Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να παρακολουθήσετε το αυτοκίνητό του να πεθαίνει σε πολύ μεγάλη ταχύτητα και σε μια τζούρα καπνού).

Όλα τα σχόλια και οι αντιδράσεις

Dernier Το σχόλιο δημοσιεύτηκε:

Φιλ ΧΑΚΙ (Ημερομηνία: 2021, 05:22:08)

Γράφεις ότι σου λείπουν οι κινητήρες V8 στη Formula 1, αλλά οδηγοί που έζησαν την πρώτη εποχή του υπερσυμπιεστή, μετά V8, V10, V12 3500 κ.εκ. cm, μετά 3 κ.γ. Δείτε, λέγεται ότι έλειπαν μόνο κινητήρες V3000 2cc. Βλέπε, γελώντας δυνατά, αυτή είναι η γνώμη μου.

Il J. 1 αντίδραση σε αυτό το σχόλιο:

• Διαχειριστής ΔΙΟΙΚΗΤΗΣ ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑΣ (2021-05-24 15:16:25): Προσοχή στις λεπτές αποχρώσεις, αμφιβάλλω ότι τους έλειπε η δύναμη... Πρώτα απ 'όλα, δεν χτυπούν πλέον τους γλουτούς του V10, αλλά η φυσική αναρρόφηση τιμωρείται από μια χαμηλή βουτιά στροφών.

  Κάθε αναβάτης θα προτιμούσε μια ελαφρώς χαλαρή ατμόσφαιρα στον κάτω όροφο παρά ένα πλήρες turbo σε όλες τις στροφές. Ένας υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας είναι πολύ ενοχλητικός όσον αφορά τον ήχο (CF Vettel) και είναι πιο δύσκολο να δοσομετρηθεί σε αυτά τα επίπεδα ισχύος (και είναι επίσης λιγότερο γραμμικό).

  Εν ολίγοις, το turbo είναι καλό στην πολιτική ζωή, λιγότερο στην πίστα ...

(Η ανάρτησή σας θα είναι ορατή κάτω από το σχόλιο μετά την επαλήθευση)

Γράψτε ένα σχόλιο

Σας αρέσουν οι κινητήρες τούρμπο;