Что такое атмосферный двигатель и как он работает

Международная премия «Двигатель года» за 2,7-литровый оппозитный двигатель

Штуттгарт. Шестицилиндровый оппозитный двигатель Porsche вновь награжден премией «Двигатель года». В этом году международное жюри наградило престижной премией 2,7-литровый двигатель автомобилей Boxster и Cayman, заявленный в категории двигателей объемом от 2,5 до трех литров. «Отличный двигатель для отличного автомобиля. Это «сердце» Porsche сочетает в себе техническое совершенство, спортивные характеристики и впечатляющую экономичность», — так обосновывает решение жюри Дин Славнич, представляющий журнал «Engine Technology International Magazine». Этот британский журнал вручает награды за выдающиеся двигатели уже 15 лет. Жюри отметило также эластичность, технические характеристики и плавность работы самого маленького по объему оппозитного двигателя Porsche.

Этот спортивный двигатель с уменьшенным рабочим объемом создан на базе 3,4-литрового двигателя. В Cayman он работает вместе с коробкой передач Doppelkupplung (PDK) и развивает мощность 275 л.с. (202 кВт), расходуя в цикле NEFZ 7,7 л топлива на 100 км (180 г/км CO2). По своей литровой мощности, составляющей 101,6 л.с./л, этот шестицилиндровый двигатель превосходит установленный для спортивных двигатель магический предел — 100 л.с. на литр объема.

Таким образом оппозитный двигатель Porsche уже в четвертый раз стал победителем среди лучших двигателей в мире. В 2007 году компания Porsche одержала победу в категории двигателей объемом от трех до четырех литров, представив на суд жюри силовой агрегат Porsche 911 Turbo. В 2008 году победу в классе двигателей без ограничения рабочего объема одержал 3,6- литровый оппозитный двигатель с наддувом мощностью 480 л.с. В 2009 году премию «Лучший новый двигатель» получил 3,8-литровый шестицилиндровый двигатель 911 Carrera S. Лучшие двигатели года в различных категориях определяли 87 авторитетных журналистов специализированных изданий из 35 стран. Помимо мощности, расхода топлива, технических характеристик и комфорта журналисты оценивали и используемые перспективные технологии.

Преимущества: компактный и легкий, раскручивающийся до высоких оборотов и плавный в работе – на протяжении 50 лет

В этом году свое 50-летие отмечают Porsche 911 и шестицилиндровый оппозитный двигатель. Главными преимуществами двигателя являются плоская форма, небольшой вес и компактность. Шестицилиндровый оппозитный двигатель отличается плавной работой. В нем отсутствуют так называемые свободные моменты и силы. Помимо этого оппозитные двигатели очень хорошо подходят для того, чтобы снизить центр тяжести автомобиля. Этому способствуют и расположенные горизонтально цилиндры. А чем ниже расположен центр тяжести, тем спортивнее будут ходовые характеристики автомобиля.

Одной из самых примечательных характеристик шестицилиндровых оппозитных двигателей Porsche был и остается пониженный расход топлива по сравнению с мощностью двигателя. В основе этой отличной эффективности лежит общая концепция, взятая из автоспорта. Эта концепция предполагает применение облегченных конструкций, легкую раскручиваемость до высоких оборотов и высокую удельную мощность благодаря усовершенствованному процессу газообмена.

Именно базовые характеристики этих двигателей стали причиной принятия решения в пользу оппозитного шестицилиндрового двигателя при появлении первого 911. В результате был разработан шестицилиндровый оппозитный двигатель с воздушным охлаждением, с осевым вентилятором – ввиду высокой частоты вращения и для обеспечения повышенной плавности работы – и распределительными валами верхнего расположения. Для рабочего объема двигателя сначала были выбраны два литра с возможностью последующего увеличения до 2,7 литра. На тот момент ни один из специалистов компании Porsche не мог даже предположить, что двигатель этого типа в своей базовой форме просуществует до 1998 года и что его рабочий объем увеличится до 3,8 литра.

Мировая премьера 1963 года: двухлитровый двигатель мощностью 130 л.с.

Во время своей мировой премьеры на международной выставке во Франкфурте-на-Майне IAA в 1963 году первый 911, называвшийся тогда еще 901, был оснащен двухлитровым шестицилиндровым оппозитным двигателем мощностью 130 л.с. при 6100 об/мин. Успех этого нового спорткара заставил подумать компанию Porsche о более мощном двигателе, и уже в 1967 году состоялся дебют 911 S с двигателем мощностью 160 л.с. при 6600 об/мин. Вскоре после этого базовая модель получила обозначение 911 L, а позднее – 911 Е. Особую гордость у инженеров тогда вызывал тот факт, что, несмотря на более мощный двигатель и литровую мощность 90 л.с., срок службы силового агрегата 911 S не сократился.

911 занял прочные позиции на мировом рынке не только благодаря своему мощному двигателю, но и за счет прогрессивных технологий. В 1968 году впервые для рынка США компания Porsche выпустила спортивный автомобиль, оснащенный двигателем с низким уровнем токсичности ОГ.

При этом компании Porsche удалось это сделать не в ущерб мощности и с обеспечением практически такого же комфорта, а также выполнить требования американских законов к токсичности ОГ, а именно особенно строгие положения, действующие в Калифорнии. Снижение токсичности происходило за счет отвода отработавших газов в систему впуска и в термореакторы. Компания Porsche стала первым европейским предприятием, на котором для проведения конструкторских работ были установлены испытательные стенды для контроля ОГ.

К осени 1968 года компания Porsche стала выпускать системы механического впрыска бензинового топлива с шестиплунжерным насосом. Вместе с увеличением рабочего объема своих двигателей она увеличила их мощность и крутящий момент. В 1969 году шестицилиндровый двигатель сначала стал 2,2-литровым, а спустя два года – 2,4-литровым. В результате мощность двигателей 911 S возросла сначала до 180 л.с., а затем – до 190 л.с. В 1971 году была понижена степень сжатия для того, чтобы все 911 могли ездить по всему миру на бензине с октановым числом 91. В тесном сотрудничестве с компанией Bosch Porsche разработала улучшенную систему постоянного впрыска K-Jetronic, которая впервые стала применяться в 1972 году в предназначенных для рынка США моделях.

В 1974 году состоялся дебют первого серийного спортивного автомобиля с турбонагнетателем 911 Turbo

В 1973 году на модели G поколения 911 стали устанавливаться двигатели с рабочим объемом 2,7 литра, способные работать на неэтилированном бензине с октановым числом 91. Тем самым компания Porsche еще раз подтвердила, что и спортивные автомобили могут быть экологически безопасными. В 1974 году состоялась премьера легендарного автомобиля: компания Porsche представила 911 Turbo – первый серийный спортивный автомобиль с турбонагнетателем. Инженеры компании применили свой богатый опыт работы над двигателями гоночных автомобилей при разработке двигателей с наддувом для серийных автомобилей. За основу двигателя был взят силовой агрегат 911 Carrera RS 3.0 мощностью 260 л.с., с крутящим моментом 343 Нм, разгоняющий автомобиль до максимальной скорости более 250 км/ч.

Работы над дальнейшим совершенствованием шестицилиндрового двигателя сопровождались постепенным увеличением рабочего объема и мощности с применением самых современных технологий очистки отработавших газов. Первые оппозитные двигатели с нейтрализатором и функцией регулировки состава отработавших газов компания Porsche выпустила в 1980 году. Через три года она представила новое поколение атмосферных двигателей с рабочим объемом 3,2 литра и с цифровой электроникой. Теперь все двигатели были подготовлены к работе на неэтилированном бензине с октановым числом 91 – во многих европейских странах этого топлива тогда еще не было. Однако при его появлении можно было быстро приспособиться к новым условиям. В 1988 году компания Porsche еще раз усовершенствовала процессы сгорания и разработала головку цилиндра с двумя свечами зажигания на цилиндр.

Вершиной технического прогресса стал оппозитный атмосферный двигатель с воздушным охлаждением с рабочим объемом 3,8 литра для серии 993, который в топовой модели 1995 года 911 Carrera RS развивал 300 л.с. Небольшой серией был выпущен 911 GT2, разработанный на основе опыта, полученного при участии в автогонках. Сначала его 3,6-литровый двигатель с двойным турбонаддувом развивал 430 л.с., а двигатель модельного ряда 1998 года развивал уже 450 л.с. Двумя системами турбонаддува был оснащен и 911 Turbo. Оснащенный к тому же системой контроля токсичности отработавших газов OBD II, он стал настоящей мировой премьерой. Двигатель мощностью 408 л.с. был разработан на основе 3,6-литрового атмосферного двигателя. Однако он подвергся такой всесторонней модификации, что можно сказать, что он имел свою индивидуальную конструкцию.

В 1996 году состоялась мировая премьера первого шестицилиндрового оппозитного двигателя Porsche с водяным охлаждением

Настоящим прорывом в истории создания шестицилиндровых оппозитных двигателей Porsche стал привод нового модельного ряда Boxter, мировая премьера которого состоялась в 1996 году. Впервые компания Porsche применила силовой агрегат с водяным охлаждением с рабочим объемом 2,5 литра и мощностью 204 л.с. Более не связанные ограничениями, обусловленными бывшим шестицилиндровым двигателем с воздушным охлаждением, разработчики установили на новый силовой агрегат головку цилиндров с двумя распределительными валами и четырьмя клапанами на цилиндр. Годом позже появился новый 911 модельного ряда 996, оснащенный также двигателем с водяным охлаждением. Этот 3,4-литровый силовой агрегат был значительно короче своего предшественника и, прежде всего, более плоским. Его мощность составляла 300 л.с., а его частота вращения была намного выше по сравнению с атмосферным двигателем. К тому же имелась возможность регулировки распределительных валов на впуске, и появилась система регулировки фаз газораспределения VarioCam. Через два года эта система была дополнена системой переключения хода клапанов. С тех пор она носит название VarioCam Plus. Однако важнейшие характеристики остались неизменными: шестицилиндровый двигатель, коленчатый вал на семи опорах, двухмассовый маховик и разделенный в продольном направлении корпус двигателя. На водяное охлаждение был переведен и новый 911 Turbo. В 2000 году на него был установлен новый двигатель мощностью 420 л.с. Свое продолжение получили работы над увеличением рабочего объема и мощности, в результате которых в середине 2000-х годов появились 3,6- и 3,8-литровые оппозитные двигатели мощностью 355 л.с.

В 2008 году 911 Carrera и 911 Carrera S получили разработанные с чистого листа бензиновые двигатели с непосредственным впрыском. При том же рабочем объеме они развивали 345 л.с. и 385 л.с. Из этого же семейства были взяты и двигатели для Boxster и Cayman. Уменьшение рабочего объема двигателей для повышения эффективности расхода топлива стало, начиная примерно с 2008 года, главной задачей разработчиков двигателей. На базе взятых из различных областей знаний компания Porsche разработала новую технику для 911-го модельного ряда 991, который появился в 2011 году: так оппозитный двигатель в 911 Carrera мощностью 350 л.с. получил рабочий объем 3,4 литра вместо прежних 3,6 литра. А двигатель Carrera S мощностью 400 л.с. стал 3,8-литровым. Обе модели дают понять, что модельный ряд 991 был ориентирован на максимальную эффективность с точки зрения расхода топлива: по удельной массе, составляющей 3,5 килограмма на л.с., новый 911 Carrera S опережает своих главных конкурентов. Высочайшие показатели 911 Carrera и 911 Carrera S демонстрируют и по расходу топлива в цикле NEFZ: у 911 Carrera он составляет 8,2 литра на 100 километров (194 г/км CO2), а у 911 Carrera S он составляет 8,7 литра на 100 километров (205 г/км CO2) при работе каждого из них с коробкой передач Porsche Doppelkupplung.

Boxster и Cayman представлены в сегменте двухместных родстеров и купе и имеют двигатели с аналогичными техническими характеристиками. За свои 2,7-литровые двигатели они стали победителями в своей категории и были награждены премией «Двигатель года». В Boxster работает двигатель мощностью 265 л.с. и расходует столько же топлива, сколько силовой агрегат у Cayman с аналогичной мощностью. Boxster S и Cayman S оснащены 3,4- литровым двигателем, который в родстере развивает 315 л.с., а в спортивном купе – 325 л.с. С коробкой передач PDK они расходуют в цикле NEFZ 8,0 л/100 км (188 г/км CO2).

Всем этим компания Porsche доказывает: шестицилиндровый оппозитный двигатель – это не вчерашний день. А отличная база для разработки эффективных спортивных двигателей будущего.

Porsche Boxster/Cayman: расход топлива в городском цикле 12,2 – 10,6 л/100 км; за городом 6,9 – 5,9 л/100 км; в смешанном цикле 8,8 – 7,7 л/100 км; выбросы CO2 206 – 180 г/км

Атмосферный, турбодвигатель и компрессорный двигатель: отличия

Автомобильный рынок с каждым годом предлагает все больше интересных технических решений, влияющих на способ передвижения и производительность мотора. В недалеком прошлом турбину или компрессор устанавливали только на элитные авто. Сейчас массовое производство учитывает пожелания клиентов в необходимости такого агрегата. Конструкционно автомобильные двигатели разделены на атмосферные и наддувные. Проанализируем ключевые отличия.

Турбированный двигатель

Наддув с помощью турбокомпрессора, безусловно, более популярен. Он широко используется в дизельных и бензиновых двигателях в течение многих лет. Задача турбины – повысить давление. При этом топливно-воздушная смесь воздействуя на цилиндры обеспечивает существенный прирост мощности.

Преимущества турбо:

• отличная динамика, при часто субъективном ощущении;
• реальное увеличение мощности;
• гибкость в сравнении с атмосферным мотором;
• незаметное снижение производительности авто на дороге после его загрузки;
• чувство приятного ускорения.

Недостатки устройства:

• повышенный топливный расход, особенно при скоростной езде;
• риск появления дефектов, требующий ремонта турбин и финансовых вложений;
• повышенная стоимость расходных материалов (например, компоненты тормозной системы);
• цена авто с таким устройством возрастает;
• мгновенная реакция турбины на педаль газа вызывает резкое ускорение;
• преждевременный износ элементов системы поршень-кривошип, что потребует обращения в турбосервис.

Недостатки не будут заметны при передвижении по городу, а при скоростном режиме могут выйти на первый план.

Атмосферные двигатели

В автосалонах преобладают модели с турбонаддувом, а безнаддувные двигатели постепенно уходят в прошлое. Однако это не меняет того факта, что некоторые производители не хотят отказываться от последних, и это решение оправдано для многих автолюбителей и энтузиастов. Безнаддувный двигатель, также обычно называемый атмосферным, представляет собой двигатель внутреннего сгорания, где всасывается окружающий воздух в результате снижения давления внутри блока. Формируется топливовоздушная смесь. Таким образом, мощность двигателя значительно увеличивается, поскольку приводной блок получает больше воздуха за определенный промежуток времени, чем, когда газ просто всасывается.

Преимущества атмосферного двигателя:

1. Меньшая скорость позволяет экономить топливо.
2. Превосходный отклик на педаль газа.
3. Идеально подходит для водителей, которые предпочитают спокойную и экономичную езду.
4. Автомобиль с безнаддувным двигателем – гораздо лучшая идея для водителей, которые в основном ездят по городу. На людных улицах невозможно использовать турбо-потенциал.
5. Безнаддувные агрегаты значительно увеличивают интервал между заменами масла.
6. Нет необходимости постоянно проверять воздушный фильтр и герметичность впускной системы на предмет опасности загрязнения.
7. Любые обороты гарантируют запас мощности.

К недостаткам опытные автолюбители относят значительный расход топлива и снижение износостойкости мотора.

Автомобильный компрессор

Автомобильный компрессор имеет принцип работы, очень похожий на турбонагнетатель. Его задача – механически увеличить давление воздуха во впускной системе силового агрегата. Однако, турбонагнетатель использует выхлопной газ в качестве двигательной силы здесь роторы приводятся в движение непосредственно от коленчатого вала. Что касается самого сжатия воздуха, то оно выполняется на суженом выпускном отверстии компрессора.

Преимущества агрегата:

• Топливно-воздушная смесь через систему цилиндров цилиндры обеспечивает прирост мощности.
• Большее количество воздуха, впрыскиваемого в камеру, повышает эффективность процесса сгорания и уменьшает количество вредных соединений в атмосферу.
• Кроме того, в отличие от турбокомпрессора, механический компрессор не имеет эффекта турбо-ямы.
• Работает параллельно с двигателем – от низкого до максимального диапазона скоростей.
• Компрессоры легко переносят трудности эксплуатации в течение многих лет. На практике детали не требует замены при преодолении 500 или даже 600 тыс. км.

Недостатки компрессора:

1. К сожалению, специфика работы механического компрессора делает его дополнительной нагрузкой для двигателя. Аппарат может стать причиной высокого уровня потребления топлива.
2. Регулярную замену требует воздушный фильтр. Использованный отстойник рано или поздно начнет пропускать загрязнения в систему впуска, что неизбежно повлияет на состояние компрессорного механизма.
3. Периодически требуется оценивать состояние ремня привода компрессора или обратиться к профессионалам в турбосервис. Если он сломается, можно будет продолжить движение, но без дополнительного повышения мощности.

Конструкционные особенности устройства позволяют действовать ему на пределе технических возможностей.

Что значит атмосферный двигатель?

При описании автомобиля в основном используется такие слова, как: интеркулер, турбированный двигатель, дизель, при этом все автолюбители понимают, что это такое. Однако есть некоторые слова, которые могут поставить в тупик, например, определение атмосферного двигателя. Этому понятию я и решил уделить свою сегодняшнюю статью.

Итак, атмосферный двигатель является одним из первых двигателей, который был создан человеком. Свое название он получил от атмосферы, которая окружает нас постоянно, именно она учувствовала в процессе горения смеси в таком двигателе. Смесь же создавалась путем затягивания воздуха поршнями через ресивер инжектора, карбюратор, который подавался бензином или дизельным топливом. Таким образом, атмосферный двигатель – это самый обычный двигатель, в котором не применяются специализированные устройства, влияющие на баланс питающей смеси двигателя (интеркулер, турбина, компрессор).

Принцип работы атмосферного двигателя.

Рассмотрим немного подробнее особенности работы атмосферного двигателя.

Изначально расчет необходимого питания двигателей был прост, заключался он в поиске оптимального баланса между атмосферным воздухом и горючей жидкостью. Оптимальное соотношение смеси для атмосферного мотора, как и для других видов двигателей, составляет один к четырнадцати, то есть один объем бензина или дизельного топлива к четырнадцати объемам воздуха. Вычислить это соотношение не являлось такой большой проблемой, более значительным вопросом была проблематичность в обеспечении такого соотношения.

Достоинства и недостатки.

Ведь двигатель имеет способность при разбросе оборотов менять затягивающую способность в отношении атмосферного воздуха. А поскольку ход и частота поршней в цилиндрах не обеспечивают необходимый объем воздуха, который должен затягиваться в единицу времени, то на низких оборотах атмосферный двигатель был просто не в состоянии затянуть необходимый объем воздуха. Но и на высоких оборотах было не все «гладко»: проблемой становилось пропускное сечение воздуховода и воздушный фильтр, которые пропуская большие объемы воздуха, «душили» подачу атмосферного потока в двигатель. А за счет ограниченного сечения создавалось сопротивление и для его прохождения.

Но кроме всех этих недостатков, имел атмосферный двигатель и свои достоинства, которых значительно больше: ремонтопригодность, простота устройства и большой ресурс. Они и обусловили популярность такого мотора и по сегодняшний день.

В настоящее время атмосферные двигатели очень популярны в автомобилестроении. Ремонтопригодность, предсказуемость и надежность атмосферных двигателей выше, чем у всех других конструкций питания двигателей.

Турбина на атмосферный двигатель.

Ну, и напоследок выясним: можно ли установить турбину на атмосферный двигатель? Можно, но это достаточно сложное с технической точки зрения мероприятие. Ведь здесь очень важно провести необходимые расчеты, в которых нужно определить объем воздуха и скорость его поступления в двигатель. Самостоятельно сделать это можно. Однако даже мелкие ошибки в расчетах способны вызвать большие проблемы в будущем, вплоть до полной поломки самого атмосферного двигателя.

Видео.

Атмосферный двигатель автомобиля — что это такое

• Атмосферный двигатель автомобиля — что это такое
• Что такое атмосферный двигатель и в чем его особенность работы?
• Чем грешит конструкция атмосферного двигателя?
• Как увеличить мощность атмосферного двигателя и чем это обернется?

Большинство людей, которые хотя бы что-то слышали о «начинке» машины, держат на слуху такие слова, как «дизельный двигатель», «двигатель с турбинной» и некоторые другие термины. Существует еще и атмосферный двигатель. Но что же это за такое чудо техники? Нужно разобраться, ведь все достаточно просто.

• Что такое атмосферный двигатель и в чем его особенность работы?
• Чем грешит конструкция атмосферного двигателя?
• Как увеличить мощность атмосферного двигателя и чем это обернется?

Что такое атмосферный двигатель и в чем его особенность работы?

Этот двигатель был чуть ли не первым творением человека в этом направлении. Свое название этот мотор получил благодаря принципу работы. Данный двигатель использует воздух из окружающей нас атмосферы для сжигания двигательных смесей, формирование которых происходит после того, как воздух попадает в поршень. Следующий этап работы атмосферного двигателя происходит смешение воздуха с топливом (бензином или дизельным горючим). Основываясь на этих фактах, вполне закономерным будет вывод о том, что этот двигатель – самый простой по конструкторским решениям. Следует отметить, что при современном производстве такого двигателя используется турбина, которая делает топливную смесь более сбалансированной.

Чем грешит конструкция атмосферного двигателя?

Использовать атмосферный двигатель становится неудобно с того момента, когда возникает осуществление оборотов с разной интенсивностью. Это может стать причиной резкого изменения способности втягивать воздух из атмосферы, от чего необходимый баланс один к четырнадцати просто пропадает. Если двигатель работает на малых оборотах, то он не сможет втянуть необходимый объем воздуха. Ведь вращательные движения элементов в цилиндре и их частота не обеспечат достаточных сил для получения необходимого объема этого компонента системы. Через определенное время сбои в работе двигателя заметит водитель, после чего систему придется ремонтировать.

Атмосферные двигатели пользуются особой популярностью среди производителей автомобилей и их потребителей. Некоторое автолюбители сами ставят в свое транспортное средство такой движок, не обращая внимания на возможное появление проблемы с потреблением воздуха. Хорошо, что усилиями инженеров данная проблема была сведена к минимуму. К тому же, атмосферные моторы значительно превосходят остальные виды моторов по надежности, по показателям конструкции питания, по легкости проведения разных видов ремонтных работ. Также возможные неисправности атмосферного двигателя достаточно легко предсказать.

Как увеличить мощность атмосферного двигателя и чем это обернется?

Тех водителей, которые установили в свои машины атмосферный двигатель, может интересовать вопрос увеличения показателя мощности системы. При заводской установке такого мотора используется несколько приемов, которые способствуют увеличению мощности. Производители могут:

— увеличить объем цилиндра;

— ставят более современные и улучшенные воздушные фильтры;

Со временем стало понятно, что при правильном проведении процедуры усовершенствования атмосферного мотора, мощность устройства увеличится примерно на 30%, а то и больше. Но часто случается, что и такого результата маловато. Тогда специалисты рекомендуют ставить один или несколько механических нагнетателей. Опытные автовладельцы именно так экспериментируют со своими машинами.

Прежде, чем увеличивать мощность атмосферного движка разными способами, нужно быть готовым к увеличенному потреблению горючего. Особенно это будет заметно на трассе, где водитель выжимает из автомобиля больше, нежели на городской дороге. Также стоит помнить, что на высокой скорости тормоза могут не справляться со своей прямой задачей. Потому и ее нужно обязательно модернизировать. Посему большинство профессиональных автомехаников не рекомендуют проводить такие изменения в конструкции своего автомобиля без получения предварительной консультации или профессиональной помощи.

Устанавливать или не устанавливать атмосферный двигатель в свой автомобиль – решать Вам. Нужно тщательно взвесить все плюсы и минусы, а уже потом принимать решение.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.