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

Турбированный и атмосферный двигатели

Турбированный и атмосферный двигатели

ДВИГАТЕЛЬ

ТУРБИРОВАННЫЙ

Турбированный двигатель – ДВС, который отличается наличием систтемы турбонадува (состоит из турбины, турбокомпрессора и промежуточного охладителя). Она создает принудительное давление с помощью выхлопных газов. В результате в цилиндры через инжектор закачивается большее количество воздуха, который смешиваясь с топливом, сгорает более эффективно. Как результат — выделяется больше энергии, приводящей в движение рабочие части двигателя

АТМОСФЕРНЫЙ

Атмосферный двигатель — это классический ДВС, в котором подаваемый через инжектор (или карбюратор) воздух участвует в образовании топливной смеси в цилиндрах. Топливная смесь, воспламеняясь, создает энергию, приводящую в движение рабочие части двигателя.

1,0 л.

Чтобы развить максимальную мощность 125 л.с., условному турбированному двигателю может быть достаточно объема 1,0 л

1,6 л.

Чтобы развить максимальную мощность, например, 125 л.с., условный двигатель должен иметь рабочий объем не менее 1,6 л.

При одной и той же мощности турбомоторы отличаются чуть лучшей динамикой и несколько меньшим расходом топлива.

Помимо, того что двигатель весит больше, он не способен поддерживать высокую мощность при езде в гористой местности с разреженным воздухом.

150 000
километров

Турбированный двигатель подвергается большим нагрузкам и потому изнашивается быстрее. При его правильной эксплуатации пробег до капитального ремонта может составлять 150 тыс. километров.

от 300 000 до 500 000
километров

Из-за простой конструкции срок ресурсной эксплуатации «атмосферников» может исчисляться сотнями тысяч километров пробега. Известны случаи, когда некоторые американские атмосферные двигатели «выхаживали» по 300-500 тыс. километров без капитального ремонта.

Нужно заправляться только качественным топливом, правильно запускать и останавливать мотор, следить за уровнем и качеством заливаемого масла. Смазка в турбодвигателе имеет большое значение, благодаря ему эффективно работают подшипники и другие важные элементы. Если уровень масла падает, он ибыстрее изнашиваются и выходят из строя. Поэтому масло необходимо своевременно доливать, а при его слишком быстром расходе — оперативно устранять неполадку, из-за которой это происходит.

Атмосферные двигатели более «лояльны» к качеству топлива и моторного масла. Хотя этими особенностями не стоит злоупотреблять, стоит отметить, что «атмосферники» отличаются высокой ремонтоспособностью, устранение возникающих неполакдок к них обойдется гораздо дешевле.

Моторное масло QUARTZ 9000 5W-40 Высококачественное универсальное моторное масло, производимое по синтетической технологи, подходит как для атмосферных, так и для турбированных двигателей. API SN. Самая последняя спецификация по API — уровень SN . Характеризуется улучшенной защитой от высокотемпературных отложений на поршнях, более жесткими требованиями к контролю сажи и совместимости с уплотнителями. QUARTZ 9000 5W-40 обладает исключительными антиокислительными свойствамии особенно рекомендуется к применению в турбированных и мультиклапанных двигателях, а ткже в двигателях с непосредственным впрыском.

Турбинный двигатель: плюсы и минусы

К выбору автомобиля каждый потребитель относится трепетно. Важно учесть все нюансы, чтобы приобретенная машина обеспечила полноценный комфорт, порадовала техническими характеристиками. Наибольшего внимания заслуживает «сердце» автомобиля. Почитатели высоких мощностей нередко отдают предпочтение моделям с моторами, оснащенными турбинами. Начинающим автолюбителям, решившим выбрать турбинный двигатель, плюсы и минусы этих агрегатов стоит рассмотреть внимательно, чтобы избежать ошибки.

Принцип работы, особенности турбированного агрегата

Отличием турбированного двигателя от атмосферного аналога является наличие системы турбонаддува. В нее входит несколько важных элементов:

  • турбокомпрессор,
  • интеркулер,
  • регулятор давления,
  • предохранительный клапан.

Турбокомпрессор является главным механизмом турбонаддува. В его функции входит создание повышенного давления в системе выпуска. Увеличению давления способствует и интеркулер, охлаждающий сжатый воздух. Управляет работой системы регулятор давления, отправляющий часть отработанного газа мимо турбины при необходимости. Предохранительный клапан исключает скачки, способные нарушить работу турбонаддува. Снижение давления осуществляется отправлением воздуха в компрессор или стравливанием в атмосферу.

Наличие системы позволяет обеспечивать двигателю предельную мощность, даже при небольших объемах. Особенности конструкции, которыми отличается турбированный двигатель, и обеспечивают ему плюсы и минусы, которые нужно учитывать автовладельцам.

Плюсы и минусы двигателя с турбиной

Основные плюсы агрегата, оснащенного турбонаддувом, заключаются в его высокой мощности. Работа этой системы обеспечивает двигателю показатели, существенно превышающие те, которыми обладают традиционные атмосферные варианты. При этом мотор обладает компактными размерами, сравнительно небольшим весом, что позволяет снизить массу мощного автомобиля, следовательно, уменьшить расход топлива.

Главными почитателями моделей с турбированными агрегатами являются поклонники высоких скоростей. Они отмечают, что езда на такой машине доставляет истинное удовольствие. Дополнительным привлекательным моментом является характерный звук, сопровождающий разгон авто. Водителей экономичных устраивает сниженный расход топлива.

Преимущества моторов неоспоримы. Но минусы у таких двигателей, все же, имеются. Не секрет, что чем сложнее конструкция механизма, тем выше риск его поломки. Турбированные двигатели в этом плане не являются исключением. Постоянная работа при воздействии высоких температур снижает срок службы турбины. Быстрее изнашивается и сам агрегат.

Владельцам автомобилей с турбированным двигателем нужно внимательно относиться к выбору мастерской для сервисных работ. Не в каждой из них есть специалисты, способные грамотно, квалифицированно выполнить ремонт.

Такой двигатель требует особого ухода: применения специальных масел, оборудование турбо-таймеров. К тому же расход смазочных материалов у таких моторов высокий, что потребует дополнительных расходов.

Турбированные моторы & атмосферные

Классические бензиновые и дизельные силовые агрегаты в последние несколько лет стали сдавать позиции лидеров в автомобилестроении. На смену им и в дополнение приходят турбированные и атмосферные двигатели, которые всего пару десятилетий назад можно было встретить только на гоночных болидах.

Сегодня очень часто при выборе современных моделей транспортных средств, автолюбители не знают, на каком силовом агрегате лучше всего остановиться — купить автомобиль с «атмосферником» или турбиной? У каждого из этих механизмов есть свои специфические особенности, а также плюсы и минусы в эксплуатации.

Устройство и принцип работы турбированного двигателя

Турбированный силовой агрегат считается одним из самых старых среди двигателей внутреннего сгорания, так как был придуман почти столетие назад. Принцип его работы заключается в том, в цилиндры подается увеличенное количество воздуха, для этого используется нагнетающее устройство – турбокомпрессор («турбина»). Это создает лучшие условия для сгорания топлива и, соответственно, увеличивает мощность двигателя.

По принципу работы турбированный двигатель не отличается от обычного атмосферного двигателя. А нагнетание дополнительного воздуха позволяет эффективнее использовать полный объем поступающей горючей смеси, что положительно сказывается на динамических характеристиках автомобиля.

Турбокомпрессор использует для работы энергию выхлопных газов. Он подсоединяется к выхлопной системе, в результате чего часть отработанных газов поступает на лопасти турбины и вращает крыльчатку компрессора.

Для охлаждения силового агрегата с турбокомпрессором используют интеркуллер. Это обычный радиатор, но вместо охлаждающей жидкости в нем циркулирует воздух.

Достоинства турбодвигателя

Главный козырь турбированных силовых агрегатов — это, конечно же, их высокая мощность. Двигатели с турбокомпрессором по динамике разгона значительно превосходят своих атмосферных «собратьев» при одинаковом объеме. При этом потребление топлива увеличивается ненамного, так как турбина использует энергию уже отработавших газов, а не тратит горючее на создание новых.

Еще одно достоинство турбированного агрегата – снижение содержания вредных газов в выхлопе, поскольку топливовоздушная смесь сгорает значительно эффективнее. Кроме того, мотор с турбокомпрессором работает менее шумно, чем «атмосферник».

Недостатки турбодвигателя

В отличие от атмосферного двигателя, турбодвигатель очень привередлив к качеству потребляемого горючего. Если не контролировать этот вопрос, то турбина очень скоро может выйти из строя. Кроме того, из-за специфики конструкции двигатели с турбонаддувом следует прогревать в любое время года.

Этот тип силовых агрегатов нуждается в особой заботе в вопросах использования смазочных материалов. Обычные минеральные и синтетические масла категорически запрещается заливать в двигатель с турбиной. Для них предназначаются специальные виды масел, которые достаточно дорого стоят. Кроме того, как отмечают специалисты автосервиса Favorit Motors, замена масла рекомендуется каждые 10 тысяч километров (при эксплуатации в городских условиях).

Устройство и принцип работы атмосферного двигателя

Система запитывания атмосферного двигателя основана на инжекторном или карбюраторном механизме. Топливовоздушная смесь формируется в строгой пропорции: 1 часть бензина + 14 частей воздуха.

Принцип работы «атмосферника» заключается в том, что топливо впрыскивается в цилиндр без сопротивления. Это стало возможным благодаря сложным и тонким настройкам в распределительном валу, который открывает впускающий клапан. После впрыска смесь сгорает, а выделившиеся газы приводят в движение поршни.

Атмосферный двигательный аппарат назван так потому, что давление воздуха при попадании в мотор, равняется одной атмосфере. В его конструкции не используются турбонагнетатели, он функционирует при стандартном атмосферном давлении.

Преимущество в использовании атмосферного двигателя заключается в том, что на каких бы оборотах он не работал в данный момент, у него всегда будет определенный запас мощности. Это позволяет максимально быстро ускоряться при любой начальной скорости движения. До максимально возможного количества оборотов атмосферный силовой агрегат «раскрутится» за считанные секунды.

Достоинства атмосферного двигателя

Рано или поздно даже самый надежный мотор может потребовать вложений и качественного ремонта. Атмосферный агрегат имеет более простое строение, чем турбированный мотор, а потому и проведение ремонтных работ обойдется дешевле.

Срок службы атмосферника гораздо выше, чем у турбированного мотора. Это обусловлено более мягкими условиями эксплуатации и отсутствием повышенных нагрузок. Поэтому рабочий ресурс атмосферного двигателя в среднем вдвое выше, чем у турбины.

В качестве приятного бонуса для автовладельцев специалисты ГК Favorit Motors могут привести следующий факт. Атмосферные агрегаты не требуют постоянно контроля смазки и менее требовательны к качеству используемых масел. В их конструкции отсутствуют устройства, которые нуждаются в дополнительной смазке. Это же касается и выбора топлива: атмосферный двигательный агрегат менее требователен к качеству горючего. Кроме того, замена смазочной жидкости производится реже — каждые 15-20 тысяч километров пробега.

И еще один плюс «атмосферника». Российские водители уже смогли убедиться, что атмосферный силовой агрегат даже зимой прогревается быстрее, чем его турбированный собрат.

Недостатки атмосферного двигателя

Самым главным минусом такого двигателя можно считать отсутствие высоких крутящих моментов. Атмосферный агрегат проигрывает турбированному в плане мощности. Такой автомобиль будет идеальным для неспешных поездок по городу, но в качестве трассового авто для молодежных гонок явно не подойдет.

Расход топлива для такого двигателя будет достаточно высок. Как отмечают специалисты ГК Favorit Motors, в среднем автомобиль с атмосферным двигателем потребляет не менее 11-12 литров горючего на 100 километров пути.

Итоги

Выбирать автомобиль с турбированным или атмосферным агрегатом стоит, исходя из своих личных предпочтений и возможностей. У каждого из этих типов моторов есть свои плюсы и минусы. Турбодвигатель будет мощнее и динамичнее, однако требователен в уходе и обходится дороже. Атмосферный двигатель не такой мощный, зато гораздо дешевле в плане эксплуатации и ремонта.

В наличии в компании Favorit Motors имеется множество разных моделей автомобилей как с атмосферными двигателями, так и с турбированными. Компетентный персонал поможет подобрать автомобиль, исходя из пожеланий и предпочтений каждого клиента.

Как турбированный, так и атмосферный силовой агрегат со временем может начать работать с перебоями или вообще отказать. Современные модели автомобилей оснащены высокотехнологичными электронными системами управления двигателем, поэтому диагностику и ремонт моторов следует выполнять только в специализированных автосервисах.

Автосервис Favorit Motors оснащен полным комплексом диагностического и ремонтного оборудования для диагностики и устранения неисправностей турбированных и атмосферных силовых агрегатов. Для обслуживания и ремонта здесь используются только качественные сертифицированные запчасти, а мастера техцентра обладают многолетним опытом работ. Все операции выполняются в соответствии с технологическими картами заводов-изготовителей, что обеспечивает высокое качество и сжатые сроки ремонта. На все детали и ремонтно-восстановительные работы предоставляется гарантия.

Специалисты компании Favorit Motors напоминают, что своевременное регламентное обслуживание способно значительно продлить срок эксплуатации силового агрегата. Необходимо регулярно менять масло в соответствии с пробегом и устранять выявленные неисправности.

Газотурбинный двигатель

В авиации газотурбинный двигатель полностью заменил поршневой даже в сравнительно небольших установках. Все больше применяется газовая турбина в судостроении и на тепловых электростанциях. От турбины в этих установках требуется отдача максимальной мощности при постоянной частоте вращения, частичные нагрузки при максимальной частоте вращения не используются и нет необходимости в быстром изменении мощности и частоты вращения. Повышается интерес к применению газовой турбины и для привода автомобиля. Ряд особенностей газотурбинного двигателя служат причиной того, что он до сих пор не применяется в автомобилях.

Характер кривой крутящего момента одновального газотурбинного двигателя невыгоден для применения в автомобиле. Момент быстро падает с уменьшением частоты вращения и имеет нулевое значение при снижении максимальной частоты вращения приблизительно на 40 %. Для привода автомобиля пригодна только двухвальная газовая турбина, изображенная на рис. 1. Турбина привода компрессора 3 приводит в движение компрессор 1 , тяговая турбина 4 размещена на валу отбора мощности. В теплообменнике 5 отработавшие газы подогревают воздух на входе его в камеру сгорания 2 , что улучшает термический КПД установки.

Рис. 1. Двухвальный газотурбинный двигатель:
а — схема двигателя; б — зависимость относительной величины крутящего момента от относительной частоты вращения.

Турбинное колесо 4 имеет наибольший момент, когда его частота вращения равна нулю, при этом компрессор с турбинным колесом 3 может вращаться с максимальной частотой вращения. При возрастании частоты вращения тяговой турбины ее крутящий момент изменяется в соответствии с графиком, приведенным на рис. 1, б. Такая характеристика крутящего момента очень выгодна для использования в автомобиле и может исключать использование преобразователя момента.

Другое отрицательное свойство газотурбинного двигателя состоит в том, что его удельный расход топлива при частичной нагрузке быстро возрастает. У автомобиля, особенно легкового, двигатель в основном работает при частичных нагрузках и полностью загружен лишь в течение очень короткого периода времени. Этим объясняется тот факт, что газотурбинный двигатель начали применять прежде всего на грузовых автомобилях для дальних магистральных перевозок, когда автомобильный двигатель постоянно работает в условиях, близких к полной нагрузке.

Возникают также проблемы размеров газотурбинного двигателя. КПД газовой турбины зависит не от частоты вращения колеса, а от его окружной скорости. Для сохранения оптимальной окружной скорости при необходимости уменьшения максимальной мощности следует уменьшить диаметр колеса, а его частоты вращения увеличить. Однако у турбин с небольшим диаметром колеса зазор между наружным диаметром лопаток и корпусом в связи с наличием допусков на изготовление не уменьшается пропорционально снижению диаметра турбинного колеса, а имеет большее относительное увеличение. Это означает большие потери при перетекании газа через этот зазор и ухудшение КПД турбины. Поэтому газовую турбину невыгодно применять в установках мощностью ниже 100 кВт. Эти недостатки газотурбинного двигателя тормозят его применение в легковых автомобилях.

Следует, однако, рассмотреть и основные преимущества газотурбинного двигателя, к ним относятся:

  • возможность применения почти всех видов топлива;
  • небольшое содержание вредных веществ в отработавших газах вследствие большого коэффициента избытка воздуха при сгорании в турбине;
  • более простое обслуживание, так как отпадает необходимость замены масла, которое не взаимодействует с горячими газами; минимальные потери трения в подшипниках, малый износ и большая долговечность;
  • отсутствие вибраций, так как вращающиеся детали можно легко сбалансировать;
  • малая шумность и возможности ее дальнейшего снижения;
  • благоприятная характеристика кривой крутящего момента;
  • легкость холодного пуска двигателя без необходимости обогащения смеси;
  • высокая удельная мощность на единицу массы;
  • отсутствие системы охлаждения.

Эти преимущества являются настолько важными, что в настоящее время ведутся интенсивные разработки газотурбинного двигателя для легковых автомобилей. Основное внимание уделено повышению максимальной температуры газов на входе в турбину. Уже получены хорошие результаты, и имевшаяся первоначально температура газов 900 °C увеличилась до требуемых 1300 °C. На рис. 2 показано влияние температуры на входе в турбину на ее мощность, термический КПД и удельный расход топлива.

Рис. 2. Влияние температуры на входе Tвх в турбину на КПД газотурбинного двигателя η и его удельный расход топлива ge .

Работу в условиях постоянной температуры выше 1300 °C не выдерживает ни один металл, поэтому необходимо применять керамические материалы. Для изготовления лопаток турбины целесообразно использовать нитриды кремния, которые и при указанной температуре имеют достаточную прочность. Недостатки керамических материалов состоят в том, что они не выдерживают резкого изменения температур при холодном пуске и изменении нагрузки. Разработки керамических материалов успешно продолжаются и можно ожидать, что после 1985 г. появятся материалы, которые позволят газотурбинному двигателю иметь такой же удельный расход топлива, как у дизеля.

Для снижения удельного расхода топлива в газовой турбине используют вращающийся теплообменник. Он представляет собой диск из пористого керамического материала, приводимый от двигателя и вращающийся с очень низкой частотой вращения. Отработавшие газы из турбины проходят через этот диск и нагревают его. Поворачиваясь, нагретая часть диска подходит к отверстиям трубопровода, ведущего от компрессора в камеру сгорания, и воздух, проходя через диск в противоположном направлении, нагревается. Теплота, которая была бы отведена из двигателя с отработавшими газами, используется для подогрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Трудности состоят в герметизации диска теплообменника, необходимой для предотвращения потерь теплоты при перемещении диска от одного трубопровода к другому. Негерметичность современных теплообменников составляет сейчас лишь 2 % от величины, наблюдавшейся у их первых прототипов.

Хорошие динамические характеристики двухвальной газовой турбины обеспечиваются регулируемым направляющим аппаратом, т. е. поворотными направляющими лопатками перед вторым турбинным колесом. Привод лопаток – гидравлический, управляемый электронным устройством, которое осуществляет также контроль безопасности работы турбины при возникновении неисправностей в ней или в некоторых из ее деталей.

При резком отпускании педали управления двигателем поворотные лопатки перед турбиной устанавливаются в положение торможения и на турбине возникает отрицательный момент, в результате действия которого частота вращения тяговой турбины быстро снижается.

В качестве примера на рис. 3 представлен схематичный разрез турбины, разработанной фирмой «Мерседес-Бенц» для большого легкового автомобиля. Турбина выполнена по двухвальной схеме с вращающимся теплообменником. Достигнутая мощность 94 кВт, наибольший крутящий момент 332 Н∙м при заторможенном вале тяговой турбины. Степень сжатия одноступенчатого радиального компрессора равна при этом 4, температура на входе в турбинное колесо достигает 1252 °C.

Рис. 3. Схема газотурбинного двигателя «Мерседес-Бенц» дли легковых автомобилей:
1 — воздушный фильтр; 2 — компрессор; 3 — камера сгорания; 4 — турбина привода компрессора; 5 — тяговая турбина с регулируемым направляющим аппаратом; 6 — вращающийся керамический теплообменник; 7 — привод вспомогательных агрегатов.

Расчетная мощность этого двигателя составляет 110 кВт при частоте вращения вала первой турбины 60000 – 65000 мин -1 , максимальный крутящий момент 550 Н∙м. Двигатель рассчитан на работу при температуре поступающих из камеры сгорания газов на вход в турбину около 1350 °C. Диаметр колеса компрессора составляет 180 – 185 мм, колеса первой турбины 165 мм, второй – 170 – 175 мм. На основе характеристики этого двигателя были проведены расчеты расхода топлива автомобилем массой 1600 кг, оснащенного таким двигателем. При скорости 90 км/ч, расчетный расход топлива равен 5,1 л/100 км, при скорости 120 км/ч — 6,7 л/100 км, в городском цикле согласно стандарту ДИН 70030 расход топлива составил 14,2 л/100 км. Турбина совместно с воздушным фильтром и приводом вспомогательных агрегатов имеет массу 240 кг, длину 770 мм, ширину 650 мм, высоту 550 мм. При проведении расчетов площадь фронтальной проекции автомобиля считалась равной 2 м 2 , а значение коэффициента сопротивления воздуха cx – 0,3.

Другая турбина, разработанная фирмой «Фольксваген», имеет сходную концепцию и развивает мощность 110 кВт. Степень сжатия компрессора 4,5, расход воздуха 0,84 кг/с. Температура газа на входе в турбину равна 1110 °C, минимальный удельный расход топлива составляет 290 г/(кВт∙ч), расход топлива при 30 %-ной нагрузке равен 330 г/(кВт∙ч). Масса турбины 210 кг. Расход топлива автомобилем модели «Ro 80» массой 1700 кг в городском цикле составил 15,3 л/100 км, на шоссе — 9,4 л/100 км, а в среднем — 12,6 л/100 км. Окружная скорость колеса компрессора с загнутыми назад лопатками составляет 513 м/с, максимальная частота вращения компрессора равна 63700 мин -1 , тяговой турбины — 52200 мин -1 . На входе в компрессор имеется регулируемый направляющий аппарат в виде поворотных лопаток, которые позволяют снизить расход топлива при частичных нагрузках и на холостом ходу.

Состояние развития в области газовых турбин в 1981 г. показывало, что достигнут заметный рост долговечности турбин мощностью выше 100 кВт, хотя по этому параметру турбины все еще отстают от двигателей внутреннего сгорания. Большое преимущество турбины состоит в том, что она может работать на заменителях нефтяного топлива. Дальнейшее развитие газотурбинных двигателей зависит от применения новых керамических материалов для рабочего колеса и направляющего аппарата турбины, ее теплообменника и камеры сгорания. При использовании в автомобиле двухвального газотурбинного двигателя необходимо после тяговой турбины применить редуктор и многоступенчатую автоматическую коробку передач. При этом использование трансформатора крутящего момента после турбины не требуется.

Вопрос эксперту: «Каковы перспективы автомобилей с турбодвигателями в России?»

На российском рынке появляется все больше моделей с турбированными двигателями. Каковы преимущества таких моторов над атмосферными, а в чем заключаются их недостатки? Каковы перспективы автомобилей с турбированными двигателями на российском рынке? С этими вопросами мы обратились к автопроизводителям и дилерам, а также ведущим экспертам.

Игорь Серебряков, директор департамента послепродажного обслуживания, ГК «АвтоСпецЦентр»:

— Как у атмосферного двигателя, так и у турбированного есть свои преимущества и недостатки. Простота конструкции, ремонт и техобслуживание, которое обходится владельцу дешевле, минимальный расход масла и неприхотливость к его качеству – плюсы атмосферного двигателя. Однако в мощности, габаритах и экологичности данный вид мотора уступает турбированному. Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов данного агрегата сокращает скорость разгона, а высокая экологичность достигается за счет полного сгорания топлива в цилиндрах. Но небольшой срок службы турбины, необходимость использования только качественного высокооктанового топлива и специальных высокотемпературных синтетических масел делает турбированный двигатель менее экономичным в эксплуатации.

На срок эксплуатации турбированных двигателей напрямую влияют запуск и остановка агрегата. Например, после запуска турбодвигателя в морозы нужно время на прогрев масла, чтобы его вязкость приобрела рабочие свойства, иначе это чревато кавитацией, губительной для подшипников. Поэтому особенно важно знать тонкости работы турбодвигателя.

Помимо экономичности в эксплуатации, автомобиль с атмосферным двигателем дешевле, чем с турбированным. Это объясняется дополнительными преимуществами турбированного двигателя – максимальный крутящий момент с низких оборотов, экономичность при расходе топлива.

Тем не менее, в 2020 году на российском рынке ожидается появление нескольких новинок, оснащенных турбомоторами, что говорит о том, что автомобили с турбированными двигателями имеют спрос в нашей стране.

Анатолий Калицев, эксперт по продукту, Renault в регионе Евразия:

— На текущий момент в модельном ряду Renault в России доступны две модели с бензиновыми турбодвигателями. Купе-кроссовер Renault Arkana со 150-сильным мотором TCe150 вышел на рынок в середине прошлого года, и, по данным многочисленных опросов, клиенты очень довольны как динамическими возможностями, так и экономичностью этих двигателей. Только что этот же двигатель, разработанный совместно Renault и Daimler, дебютировал под капотом нового поколения кроссовера Renault Kaptur. Мы уверены, что турбомотор TCe150 также проявит себя наилучшим образом. Кроме того, Renault является одним из лидеров российского рынка по продаже автомобилей с дизельным двигателем: внедорожник Renault Duster с 115-сильным турбодизелем семейства dCi с 2015 года является одним из самых популярных автомобилей с таким типом двигателя.

Главное преимущество турбодвигателей – высокая эффективность. При равной с атмосферным мотором мощности турбомотор гораздо экономичнее, компактнее и легче, при этом его тяга больше примерно на треть, и максимальное ее значение доступно уже с низких оборотов. То есть турбомотор дает больше удовольствия от вождения, а также удобства и безопасности при обгонах при значительно меньшем расходе топлива. Никаких технических или эксплуатационных недостатков по сравнению с атмосферными моторами у турбодвигателей нет. Инженеры Renault и Daimler посвятили большое количество времени испытаниям мотора в самых суровых условиях. Заложенные в конструкцию передовые технические решения, такие как электронасос охлаждения турбины, электрический клапан waste gate, цепной привод ГРМ, непосредственный впрыск топлива под давлением до 150 бар, двойной фазорегулятор, а также ряд других решений позволили добиться высочайшего уровня долговечности и надежности.

Не секрет, что турбомоторы несколько дороже атмосферных за счет более совершенной конструкции, новейших материалов и самых современных технических решений. Однако и ценность для клиентов у таких двигателей заметно выше, ведь автомобили с ними гораздо динамичнее и одновременно экономичнее при равной цене технического обслуживания. Для Renault, как одного из лидеров автомобильной промышленности России, важен тот факт, что применение турбомотора не выводит нас за границы конкурентоспособных цен. Иными словами, сам факт наличия турбомотора принципиально не меняет правила ценообразования на те или иные модели.

Автомобили с турбодвигателями в нашей стране становятся все более популярными. Благодаря отличным динамических характеристикам вкупе с топливной эффективностью они завоевывают все большую популярность на отечественном рынке. На текущий момент доля турбомоторов составляет более 20%, и она растет каждый год. Среди всех новинок рынка – в любых сегментах и независимо от страны-производителя – подавляющее большинство имеет в гамме турбодвигатель. Мы наблюдаем интерес к турбомотору и в российском модельном ряде Renault: статистика продаж купе-кроссовера Renault Arkana за год показывает, что более 50% клиентов отдают предпочтение новому турбированному двигателю ТСе 150.

Турбомоторы – это, несомненно, будущее автомобильного рынка России. Клиенты все большее внимание уделяют снижению расхода топлива, при этом растут и требования к динамичности автомобиля, и турбомотор как нельзя лучше соответствует обоим этим трендам. Поэтому практически все новые модели двигателей внутреннего сгорания, разрабатываемые во всем мире, имеют турбонаддув. Считаем, что доля турбомоторов будет неуклонно расти, этот тренд будет все больше касаться массового сегмента, у многих производителей будут появляться турбомоторы.

Ирина Зеленцова, операционный директор, «Сузуки Мотор Рус»:

— Suzuki для российских покупателей предлагает турбомоторы К14С-DITC серии Boosterjet. Эти двигатели объемом 1,4 л с непосредственным впрыском топлива развивают мощность 140 л.с. при 220Нм. Агрегат появился на российском рынке в 2016 году, когда была представлена первая модель с таким двигателем – Suzuki Vitara S. С 2016 года и по настоящее время двигатели Boosterjet, собираемые на заводах в Японии и поступающие для дальнейшей сборки автомобиля на завод в Венгрию, устанавливаются на модели Suzuki SX4 и Suzuki Vitara.

За четыре года эксплуатации турбированных двигателей нареканий на работу этих агрегатов от клиентов в службу поддержки не поступало. Suzuki Motor Corporation, заботясь об имидже компании, производящей надежную и качественную технику, следит за отзывами владельцев, получая обратную связь от дистрибьюторов по всему миру. И, как известно, за эти годы не была проведена ни одна отзывная кампания. Согласитесь, это дорогого стоит.

Я знаю, что турбодвигатели вызывают скепсис, даже боязнь. Но, на мой взгляд, все-таки с каждым годом отношение покупателей к турбодвигателям меняется в положительную сторону. Существуют же гарантии производителей, отзывы владельцев, комментарии ведущих журналистов, мнению которых доверяют. Небыстро, но резкого негатива по отношению к турбированным агрегатам будет становиться все меньше. Просто почвы для обсуждения не останется. Опять же, повторюсь, турбированные двигатели Boosterjet от Suzuki очень хорошо зарекомендовали себя за годы эксплуатации.

Турбодвигатель – это динамика, экономия топлива. Наши автомобили, оснащенные двигателями Boosterjet (и это доказанный длительной эксплуатацией факт и отзывами владельцев и СМИ), способны потреблять на трассе не более 5 л на 100 км. А это, как известно, существенная экономия семейного бюджета. Какой производитель может похвастаться такими результатами? Все познается в сравнении. Турбированный двигатель Suzuki – это новый высокотехнологичный продукт, имеющий большую мощность при небольшом объеме. Недостатки? Если бензин АИ-95 и техническое обслуживание автомобилей с таким двигателем каждые 10 тыс. км можно считать недостатками, то это они. Что же касается вопроса особенных требований и правил при эксплуатации именно двигателей Boosterjet, то здесь тоже все довольно просто – никаких жестких правил нет, а о ТО каждые 10 тыс. км я уже упомянула.

Говоря о разнице в ценах, в случае автомобиля Suzuki Vitara доплата за двигатель Boosterjet при прочих равных составляет 60 тыс. рублей, но ведь и продукт более технологичный. И за разницу в цене, например в Suzuki, клиент получит как минимум легкий, динамичный и надежный агрегат, а как максимум – экономию бюджета на топливные расходы.

Мы считаем, что российские покупатели не останутся в стороне от мировых трендов на снижение расхода топлива и, как следствие, на улучшение экологии нашей планеты. А именно двигатели с турбонаддувом позволяют достичь наилучших показателей по этим параметрам. Что касается распространенности турбодвигателей, то даже сегодня мы можем наблюдать их как в бюджетном, так и в премиальном сегменте. В будущем представленность подобных агрегатов будет только расти. С надежностью уже на текущий день ситуация в бренде Suzuki крайне благоприятная для владельцев – двигатели хорошо переносят российский бензин и условия эксплуатации от Калининграда до Сахалина, при этом приносят исключительно положительные эмоции от вождения, что бесценно.

Антон Чуйкин, главный редактор, «Радио Автодор»:

— В самом начале давайте условимся о терминах. Я не очень люблю слово «турбированный», тем более что вообще мы говорим о моторах с наддувом, а турбина на выхлопе и соединенный с ней компрессор – один из способов таковой наддув осуществить. Наддув – это способ вогнать в цилиндры двигателя больше воздуха и тем самым поднять его отдачу. То есть используя наддув, мы достигаем у мотора рабочим объемом, скажем, 1,5 л таких характеристик, которые доступны только у 2,0 – 2,5-литрового атмосферного двигателя. При этом потери у меньшего мотора соответственно меньшие, вот и получается экономия. То есть: наддув – это хороший способ повысить эффективность двигателя, получив характеристики большого мотора при расходе топлива почти как у маленького.

Понятно, что бесплатных пирожных не бывает, и цена мотора с наддувом и, в частности, с турбокомпрессором выше – как минимум, на стоимость этого самого турбокомпрессора. Он по сравнению с обычной конструкцией более требователен к качеству масла и топлива. В частности, именно поэтому ряд компаний предписывает сокращенный вдвое интервал замены масла.

Ну и необходимо учитывать, что если мы заставляем двигатель отдавать больше – то и нагрузка на него увеличивается, заставляя более тщательно просчитывать ресурс, а иногда и идти на меньший запас прочности.

Поэтому среди автолюбителей бытует мнение (не только про наддув): мне лучше чего попроще, послабее, попрожорливее, зато оно будет служить вечно. Но при этом надо понимать, что наддуву как конструкции уже столько лет, что можно уже сменить страх на смелость. Хорошее масло, хорошее топливо, своевременный уход – и проблем не будет.

Чем сложнее любой агрегат, тем больше у него (в теории) уязвимых мест. Где я буду это чинить, думает среднестатистический Алексей Петрович, глядя на «улитку» турбокомпрессора. Ответ прост: надо, чтобы он не ломался. И современные конструкции довольно надежны, особенно если не экспериментировать с маслом и бензином (дизтопливом).

Что касается разницы в ценах, пока прямых аналогий немного. Как правило, версии с турбонаддувом означают и более высокую комплектацию, но если постараться учесть все нюансы, то разница в цене составит около 150 – 200 тыс. рублей. Материалы, агрегат наддува, иногда еще сопутствующие агрегаты обуславливают более высокую цену.

Перспективы? Машины с турбонаддувом дороже, но топлива-то они расходуют меньше. И потом, сколько еще только ради России будут держать в производстве старые моторы, которых уже нет ни в Европе, ни в Корее? Так что никуда не денемся, привыкнем и к наддуву, как привыкли к впрыску, «автомату», усилителю руля.

Кстати, современный мотор – это в 80% случаев турбонаддув, если говорить о бензиновом агрегате, и 100% для дизеля. Иначе не выполнить экологические нормы, которые как раз и диктуют нам рост эффективности двигателей: мало потреблять, много отдавать. Моторы с наддувом приходят уже в самые доступные классы. Так что скоро вопрос про наддув сам собой отпадет: альтернатива будет только в виде электромотора.

Двигатель с турбонаддувом. Плюсы и минусы

Из чего состоит

Особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов. Турбокомпрессор — основной элемент турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе.

Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер это радиатор воздушного или жидкостного типа.

Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува — перепускной клапан. Он ограничивает энергию отработавших газов, направляя часть в обход турбинного колеса, обеспечивая оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува.

Турбонаддув двигателя не имеет жесткой связи с коленвалом и эффективность работы системы зависит от числа оборотов. Чем выше обороты мотора, тем больше отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется на мощных V-образных двигателях. Принцип работы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая. При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре — quad-turbo.

Что такое турбокомпаунд двигателя

Турбокомпаундный двигатель — классический пример рециркуляции. Вместо того, чтобы выбрасывать «отработанную энергию» в атмосферу, вторая турбина, установленная за турбокомпрессором, приводимая в действие выпускными газами, отбирает из них дополнительное тепло.
Турбина турбокомпаунда вращается со скоростью 55000 об/мин. Это движение передается через турбинные шестерни и гидравлическую муфту, а затем через шестерни газораспределительного механизма на коленчатый вал. Передача вращения на них создает полезную прибавку крутящего момента, что отражается и на изменении крутящего момента на маховике. Такая дополнительная тяга возникает без увеличения расхода топлива.

Схема работы

  • Выхлопные газы поступают из выпускного коллектора двигателя при температуре, близкой к 700° С.
  • Выхлоп используются для привода традиционного турбокомпрессора, в котором энергия используется для повышения эффективности сгорания топлива, мощности и крутящего момента двигателя. Затем газы из выхлопа, вместо того, чтобы впустую уйти в атмосферу, направляются в блок турбокомпаунда.
  • На входе в блок турбокомпаунда выхлопные газы сохраняют высокую температуру (около 600°С); их энергия используется для разгона второй турбины до 55000 об/мин. На выходе из этой турбины температура газов снижается до 500°С, после чего они отводятся через обычную систему выпуска и глушитель.
  • Вращательное движение турбины передается через несколько понижающих передаточных устройств — механические передачи и гидравлическую муфту.
  • К моменту передачи вращательного движения на маховик, частота вращения снижается примерно до 1900 об/мин.
  • Вращательный момент на маховике увеличивается, и вращение маховика становится более устойчивым и плавным.

Плюсы и минусы турбонаддува

В отличие от механических нагнетателей, приводимых от коленчатого вала и отнимающих мощность непосредственно у двигателя, турбонагнетатели используют дармовую энергию , которая в моторе выбрасывается из выхлопной трубы. Это делает турбонагнетатели более эффективными, чем механические.

Одновременно турбонаддув позволяет получить высокие мощности – свыше 250 л. с. с одного литра объема. Двигатель с турбонагнетателем имеет мощность на 40% выше, чем без него. Как ни странно, но они и более экономичны. Низкое КПД двигателя обусловливается потерями на трение и низкой тепловой эффективностью. С увеличением размеров мотора эти потери резко увеличиваются. Небольшие турбированные моторы более эффективны.

Турбонагнетатели обладают рядом проблемных мест. Самое заметное – эффект «турбоямы». Отсутствие механической связи между компрессором и двигателем приводит к несоответствию между требуемой мощностью, задаваемой водителем педалью «газа» и производительностью компрессора.

Турбокомпрессоры имеют те же недостатки, что и центробежные нагнетатели. Для эффективной работы они должны вращаться с очень высокой скоростью. Плюс высокий нагрев (порядка 1000 °С), сложности в смазке, отводе тепла. Повышенные температуры сказываются не только на смазке деталей турбонагнетателя, но и на нагнетаемом воздухе: его охлаждение оказывается острым вопросом. Для эффективного охлаждения интеркулер рассчитывается и подбирается с особой тщательностью.

Как и в любом нагнетательном устройстве, в турбонагнетателе необходим клапан, спускающий излишнее давление. С турбиной еще сложнее. Здесь нужно не только следить за давлением наддува, но и перепускать выхлопные газы, чтобы снизить избыток давления в выпускном коллекторе, и исключить чрезмерно высокую скорость вращения на высоких оборотах.

Стоит ли покупать машину с турбированным двигателем

Многие производители используют турбонаддув для повышения мощности двигателя машины. Этот узел работает по достаточно простому принципу: выхлопные газы вращают крыльчатку турбины, а она передаёт полученный крутящий момент на крыльчатку компрессора, оснащённую широкими лопастями.

Компрессор в системе впуска автомобиля играет роль насоса — он повышает давление воздуха, позволяя одновременно подавать в цилиндры больше топлива без риска его неполного сгорания. Несмотря на возможность значительного повышения мощности и КПД двигателя, турбированные моторы не получили очень широкого распространения.

Чтобы понять, почему, а также решить, стоит ли приобретать автомобиль, оснащённый таким агрегатом, нужно рассмотреть плюсы и минусы турбированных двигателей.

Преимущества

Сразу стоит сказать, что дальше речь пойдёт только о бензиновых двигателях. Установка турбонаддува на дизельный мотор является практически единственным способом эффективно дозировать количество топливовоздушной смеси, попадающей в цилиндры. Около 90% современных легковых дизелей и 70% грузовых агрегатов оснащается турбонаддувом, поэтому говорить про их плюсы и недостатки будет некорректно.

Главной положительной стороной любого турбированного двигателя по сравнению с атмосферным является повышенная мощность. Причём производитель может создавать несколько вариантов мотора с различными показателями производительности — для этого достаточно только изменить максимальное давление наддува и перенастроить систему впуска. Серийные бензиновые двигатели с турбонаддувом имеют на 10–150% большую мощность, чем их аналоги, оснащённые обычными системами впуска и выхлопа.

Кроме того, плюсы турбированных агрегатов проявляются и в более эффективной работе за счёт оптимизированного процесса сгорания бензовоздушной смеси в цилиндрах. Благодаря этому удельный расход топлива в расчёте на одну лошадиную силу несколько снижается, хотя абсолютное значение может и вырасти за счёт повышенной мощности. Оптимизированный процесс сгорания также позволяет уменьшить уровень шума и неприятной вибрации по сравнению с атмосферными агрегатами. В особенности такие плюсы актуальны для моторов с неуравновешенной компоновкой,например, с двумя, тремя и пятью цилиндрами.

Видео, как работает турбированный двигатель:

Более эффективное сгорание топлива даёт возможность уменьшить объём токсических веществ, которые выбрасываются в воздух через выхлопную трубу. Именно поэтому многие производители начали выпуск турбированных агрегатов очень малого объёма вместо привычных атмосферных моторов. По оценкам специалистов, введение новых норм токсичности выхлопа в Европе и США на 25% увеличило количество выпускаемых турбированных моторов.

Недостатки

Установка турбонаддува на автомобиль способствует повышению его стоимости — комплект деталей для повышения мощности двигателя оценивается примерно в 1–3 тысячи долларов. Конечно, некоторые производители могут снижать цены, чтобы стимулировать продажи авто с турбированными двигателями, но общая закономерность именно такова. Стоит сказать и про стоимость ремонта турбированного агрегата — она возрастает за счёт увеличенной сложности разборки всего мотора, а также за счёт необходимости обслуживания нового узла. Средний срок службы турбины составляет 100–150 тысяч километров, после чего ей потребуется капитальный ремонт либо полная замена.

Недостатки проявляются и в необходимости частой замены масла. Межсервисные интервалы для турбированных двигателей сокращены примерно на 30–40%, что связано с большими нагрузками, приходящимися на все узлы силового агрегата. Несвоевременная замена масла приведёт к полной потере его свойств за счёт окисления. Смазывающая жидкость подвергается сильному нагреву в системе турбонаддува, что приводит к полному изменению её параметров.

Нужно вовремя менять масло в турбированных двигателях

Управлять автомобилем с турбированным двигателем не столь удобно — наверняка все слышали про такое понятие, как «турбояма». Она представляет собой определённый диапазон оборотов, в котором давления выхлопных газов недостаточно для того, чтобы раскрутить крыльчатку турбины до рабочей скорости. Поскольку двигатель рассчитан на работу с увеличенным давлением в системе впуска, его динамика будет сильно ухудшена, пока водитель не увеличит обороты. Конечно, на современные автомобили устанавливаются системы турбонаддува с изменяемой геометрией крыльчатки, с малоинерционной турбиной или вовсе с двумя компрессорами наддува, отличающимися базовыми параметрами, но недостаток остаётся актуальным, хотя и не столь очевидным.

Все, знакомые с физикой и сопротивлением материалов также знают, что при быстром изменении температурного режима работы металлические детали теряют свою прочность и быстро выходят из строя. Это правило актуально и для турбированных двигателей. Поэтому силовому агрегату стоит дать поработать на невысоких оборотах около 1–2 минут в следующих случаях:

  • Перед началом езды;
  • После окончания поездки;
  • После активной езды или во время сильных морозов время может увеличиваться до 3 минут.

Многие водители ставят на свои автомобили «турботаймеры», которые позволяют засечь время, необходимое для прогрева или должного охлаждения силового агрегата.

Быть или не быть?

Большинство турбированных моторов предназначено для активной езды — их повышенная мощность позволяет улучшить разгонную динамику. Хотя современные силовые агрегаты малого объёма, оснащённые турбонаддувом, разрабатывались скорее для снижения токсичности выхлопа по сравнению с атмосферными двигателями большего объёма, но аналогичной мощности. В любом случае турбированный двигатель имеет более высокие показатели эффективности работы и позволяет лучше использовать все возможности автомобиля.

Однако при этом водителю придётся мириться с некоторыми неудобствами, связанными с необходимостью прогрева и охлаждения двигателя, а также поддержания определённого минимального уровня оборотов. Кроме того, установка турбонаддува повышает цену машины и стоимость её ремонта.

Минусы турбированных двигателей

Многие наверное слышали про плюсы турбированных двигателей: — это большая мощность при меньшем объеме двигателя, отличная динамика и т.д. Но многие задают мне вопрос — какие есть минусы у турбированных двигателей? И стоит ли покупать машину с таким двигателем? Давайте подумает над этим…

Да действительно турбированный двигатель более совершенен, чем обычный атмосферный двигатель. Тут и мощность и динамика автомобиля. Но как я считаю, минусов также хватает. Давайте по пунктам. (Кстати можете почитать — как проверить турбированный двигатель.)

Минусы турбированного двигателя

1) Больший расход топлива. Если взять двигатели одинакового объема, например 1,4 литра обычный атмосферный и турбированный двигатель, то последний будет расходовать больше, хотя и лошадиных сил он будет выдавать также больше, иногда больше на 70 %.

2) Масло. Масло для этого двигателя, это вообще отдельная тема. Требуется масло не только в сам двигатель, но и в турбину, пусть не много (около 1 литра), но оно там есть. Причем масло должно быть хорошего качества, иногда только рекомендованное производителем, то есть шаг вправо, шаг влево не приемлем.

3) Топливо. Требуется заправляться только качественным топливом не менее 95 – м, а то и 98 — м бензином.

4) Ресурс. Турбированные двигатели при плохом топливе живут не долго. Ремонт может уже понадобиться через 120 – 150 тысяч километров. В основном турбина умирает из-за не качественного топлива.

5) Дорогой ремонт. Еще один минус, это дорогой ремонт турбины, цена колеблется от 50 до 80 тысяч рублей, что согласитесь не мало.

6) Охлаждение турбины. Также минусом турбированного двигателя является его охлаждение. После длительной поездки двигатель нельзя сразу глушить, нужно чтобы турбина остыла, так как она вращается с бешеными оборотами и сильно нагревается, примерно это 1 – 2 минуты. Не хотите ждать, так нужно устанавливать сигнализацию с турботаймером (когда вы выходите из машины, закрываете ее, а она глохнет через 1 – 2 минуты, когда охладит турбину). Такие сигнализации стоят дороже обычных.

Наверное, это все минусы. Однако хочется заявить, что турбированный двигатель турбированному рознь. Существует очень много производителей и практически у каждого есть свои разработки таких типов. Одними из самых совершенных, считаются двигатели TSI (Volkswagen) и TFSI (Audi).

TSI (Volkswagen) и TFSI (Audi)

У таких двигателей имеется двойная турбина, также турботаймер им не нужен, охлаждение происходит даже при заглушенном двигателе. Японские производители также имеют турбированные двигатели, их очень много, например RB26DETT (от Nissan), 2JZ-GTE (Toyota), 13B-REW (Mazda), 4G63 (Mitsubishi), EJ20 (Subaru) и т.д. Из-за того, что эти двигатели очень требовательны к качеству топлива, в России они не очень прижились.

Если вы задаетесь вопросом: — покупать ли турбированный двигатель? Скажу так: — если автомобиль новый, на гарантии, то беспокоится не о чем. Причем двигатель (например — TSI), при правильной эксплуатации (хороший бензин, хорошее масло ), может проходить до ремонта достаточно долго, до 200 тысяч километров. ДА и в крайнем случае все поправит гарантия. А вот если вы берете автомобиль уже с пробегом, то тут к турбине стоит присмотреться внимательнее, лучше отдать денег на диагностику, чем потом менять ее и отдавать 50 – 80 тысяч рублей.

Надеюсь, моя статья вам поможет при выборе. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

(28 голосов, средний: 4,86 из 5)

Тысяча градусов под капотом: как появились и почему вымерли газотурбинные легковушки?

Благодаря бесспорным успехам мощных газотурбинных силовых агрегатов они давным-давно вытеснили поршневые двигатели из многих смежных отраслей хозяйства и воздушного транспорта. Что же касается легковых автомобилей, то «газотурбинная эйфория», родившаяся вскоре после Второй мировой войны, через двадцать с небольшим лет тихо и навсегда скончалась, оставив истории лишь несколько единичных образцов столь необычной техники.

Это незаметное для мировой автомобильной индустрии событие выглядело тем более странным, что создание самоходных повозок с газотурбинными устройствами началось ещё в конце XVII века, и в дальнейшем, вплоть до 1950-х годов, их неспешно доделывали, превратив в особые компактные «моторы» для транспортных нужд. Примером уникальной самодвижущейся древности с такого рода «двигателем» считается тележка с паровым котлом, которую в 1672 году изобрёл фламандский миссионер и учёный Фердинанд Вербист. Его идея заключалась в направлении струи горячего пара на горизонтальное колесо с лопатками, приводившее в движение два передних колеса.​

Макет самоходной повозки Фердинанда Вербиста с древним прообразом газотурбинной установки

Так что же это за уникально простой, компактный и мощный газотурбинный двигатель (ГТД) в одновальном исполнении для легковушек? В обобщенной конструктивной схеме он снабжался радиальным компрессором, засасывавшим воздух в камеры сгорания, куда впрыскивалось недорогое жидкое топливо. При воспламенении горючей смеси раскаленные газы раскручивали как компрессор-нагнетатель воздуха, так и тяговую турбину с шестеренчатым редуктором, понижавшим число оборотов до значения, приемлемого для привода колес автомобиля.

Упрощенная схема автомобильного ГТД: 1 — компрессор, 2 — тяговая турбина, 3 — турбина компрессора

Газотурбинные автомобили компании Rover

Первый в мире газотурбинный автомобиль Rover Jet-1 удивлял всех прохожих в Лондоне. 1950 год

Опробование второго более мощного турбоавтомобиля Rover Jet-1. 1952 год (фото R. Gerelli)

Публичная демонстрация автомобиля Jet-1 сопровождалась шумной рекламной кампанией (фото R. Gerelli)

Презентация Jet-1 состоялась в марте 1950 года. Через два года начались испытания модернизированного варианта с 230-сильной турбиной Т-8. Такой ГТД отличался плавностью работы, но слишком высокая рабочая температура потребовала применения редких и дорогих материалов, а расход авиационного керосина достигал 50 литров на 100 километров.

Единственная сохранившаяся машина Rover Jet-1 образца 1950 года в лондонском Музее науки (фото автора)

В 1956 году фирма Rover вернулась к ГТД второго поколения с новой 100-сильной турбиной 2S/100 и теплообменником производства компании British Leyland. Ее смонтировали в задней части полноприводного автомобиля Т-3 с двухместным стеклопластиковым кузовом на сварной раме с алюминиевыми усилителями и дисковыми тормозами. Максимальная скорость достигала 170 км/ч, расход топлива сократился до 22 литров, но в то время компания уже не могла выделить крупных средств на продолжение этих работ.

Испытания уникального полноприводного концепт-кара Rover T-3 с задней установкой ГТД. 1956 год

Газотурбинный автомобиль-купе T-3 в экспозиции Heritage Motor Centre в Гайдоне

Несмотря на огромные расходы, в 1961-м появилась переднеприводная легковушка Т-4 с 140-сильным агрегатом 2S/140 переднего расположения и четырехместным несущим кузовом для будущей серийной модели Rover-2000. Она стала самой быстроходной дорожной машиной с ГТД (около 200 км/ч) и с места до «сотни» разгонялась за восемь секунд.

Фото 1. Последняя газотурбинная машина компании Rover с кузовом, созданным для серийной модели Rover-2000

Дополнением к серии Т-4 был удлиненный приземистый спортивный вариант Rover-BRM с задним приводом и двухместным кузовом купе, созданный совместно с фирмой BRM. До середины 1970-х он служил престижным и дорогим дорожным автомобилем и участвовал в крупных международных автогонках.

Престижный дорожный вариант спортивного автомобиля Rover-BRM с газовой турбиной. 1965 год

Газотурбинный уникум FIAT

Спортивная газотурбинная машина FIAT Turbina в Museo dell’ Automobile di Torino. 1954 год

Автомобиль FIAT Turbina с задним силовым агрегатом и автоматической трансмиссией модели 8001

Главной особенностью 300-сильного ГТД заднего расположения была особая трансмиссия модели 8001, автоматически регулировавшая рабочие режимы компрессора и тяговой турбины. При этом свежий воздух засасывался спереди и подавался к заднему компрессору по центральному тоннелю.

При желании на этой схеме можно разглядеть всю «механическую мельницу» машины FIAT Turbina

Автомобиль получил стальную трубчатую раму и независимую подвеску всех колес со стабилизаторами поперечной устойчивости. После испытаний и демонстрации на Туринском автосалоне в нём выявили множество недостатков, и дальнейшие работы пришлось прекратить.

«Огненные птицы» от корпорации General Motors

Известный дизайнер Харли Эрл во главе своего «огненного семейства» уникальных автомобилей Firebird

В декабре 1953 года с первой экспериментальной газотурбинной машиной Firebird XP-21 (Firebird I) сразу же произошел конфуз: ее приняли за поставленный на четыре больших колеса одноместный реактивный истребитель с короткими крылышками, хвостовым стабилизатором и задним соплом.

Странное авиационно-автомобильное сочетание по-американски — концепт-кар Firebird XP-21. 1953 год

Нелетающий истребитель GM Firebird XP-21 со спрятанным в корпусе ГТД и декоративным оперением

Но, присмотревшись, под стеклопластиковым кузовом можно было увидеть 380-сильный ГТД GT-302 компании Allison, весивший около 350 кг и разгонявший бутафорский самолет до 370 км/ч. Он снабжался по-автомобильному независимой подвеской и внутренними тормозными барабанами.

Необычный газотурбинный автомобиль-самолет Firebird I в экспозиции GM Heritage Center

Через три года был представлен более строгий четырехместный вариант Firebird II (XP-43) с новым ГТД GT-304 в 200 сил при рабочем режиме 25 тысяч оборотов в минуту и дисковыми тормозами. На этот раз он был похож на гоночный автомобиль с передним остроконечным обтекателем и упрятанными в него фарами, небольшими боковыми крыльями, прозрачной крышей-фонарём и хвостовым оперением. В отличие от первенца его напичкали мелкими оригинальностями: двухсекционные двери, бортовой компьютер, блок автоматического переключения световых приборов.

Второй газотурбинный вариант Firebird II, напоминавший рекордно-гоночный автомобиль. 1956 год

Харли Эрл с удовольствием позирует у своего уникального газотурбинного детища GM Firebird II

Вскоре за ним появилась третья приземистая шестиметровая «сказочная огненная птица» Firebird III (XP-73) с 225-сильным двигателем GT-305 и самолетным фонарём, ощетинившаяся всеми своими стеклопластиковыми кузовными панелями и ножевидными кромками дверей, крыльев и всевозможных хвостов. Для питания бортовых систем, кондиционера и круиз-контроля служил миниатюрный бензиновый движок в 10 сил.

Третий газотурбинный уникум Firebird III с уймой полезных и бесполезных крыльев и крылышек. 1958 год

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector