Erot vapaasti hengittävien ja turboahdettujen moottoreiden välillä

Kuinka auto toimii> Erot vapaasti hengittävien ja turboahdettujen moottoreiden välillä

Tämä on aihe, josta on tullut prioriteetti pienempien moottoreiden massiivisen käyttöönoton jälkeen. Joten tämä oli tilaisuus kirjoittaa artikkeli yrittääkseen selventää tätä ongelmaa, joten katsotaanpa kaikkia elementtejä, jotka erottavat vapaasti hengittävät moottorit turboahdetuista moottoreista.

Lue myös: Turboahtimen toiminta.

Perusperiaate

Koska kaikki teistä eivät ole mekaanisia mestareita, katsotaanpa nopeasti, mitä vapaasti hengittävät ja ahdettu moottori ovat.

Ensinnäkin selvennetään, että nämä termit tarkoittavat ennen kaikkea ilmanottoa, joten emme välitä muusta. Vapaasti hengittävää moottoria voidaan pitää "vakiomoottorina", mikä tarkoittaa, että se hengittää luonnollisesti ulkoilmaa mäntien edestakaisin liikkeiden ansiosta, jotka sitten toimivat täällä imupumppuina.

Ahdettu moottori käyttää lisäainejärjestelmää, joka ohjaa vielä enemmän ilmaa moottoriin. Sen lisäksi, että imemme ilmaa mäntien liikkeellä, lisäämme lisää kompressorin avulla. Niitä on kahta tyyppiä:

• Moottorienergian käyttö = kompressori - ahdin
• Pakokaasuohjattu = turboahdin.

Turbomoottori = enemmän tehoa

Ensimmäinen huomio: turboahdettu moottori on mahdollisesti tehokkaampi. Todellakin, teho tulee suoraan sylintereiden palamisesta, mitä tärkeämpää se on, sitä enemmän sylinteri "liikkuu" ja siksi sitä tehokkaampi auto. Turbolla voit puristaa enemmän ilmaa sylintereihin kuin ilman sitä. Ja koska onnistumme lähettämään enemmän hapetinta (ilmaa ja erityisesti sen pienen osan happea, joka on siellä), voimme lähettää enemmän polttoainetta. Näin ollen meillä on enemmän energiaa poltettavana sykliä kohden, joten meillä on enemmän energiaa. Termillä "boost" on myös suuri merkitys, me kirjaimellisesti tukkimme moottorin ilmalla ja polttoaineella, "täytämme" niin paljon kuin mahdollista sylintereihin.

458 Italiassa on vapaasti hengittävä 4.5-moottori ja 570 hv.

488 GTB:n (korvaus) voimanlähteenä on ahdettu 4.0-moottori, joka kehittää 100 hv. enemmän (siis 670:llä). Näin ollen meillä on pienempi moottori ja enemmän tehoa (kaksi turbiinia, yksi sylinteririviä kohti). Jokaisessa suuressa kriisissä valmistajat tuovat meille turbiininsa. Näin on todellakin tapahtunut menneisyydessä, ja on mahdollista, että ne hylätään uudelleen tulevaisuudessa (ellei sähkö korvaa lämpöä), vaikka "ilmasto"-kontekstin mahdollisuudet ovat vähäiset. Politiikka".

Vähemmän ontto turbomoottori

Vapaasti hengittävä moottori imee enemmän ilmaa nostaessaan kierroksia, joten sen teho kasvaa kierroksilla, koska silloin se kuluttaa eniten ilmaa ja polttoainetta. Turbomoottorissa voi olla paljon ilmaa ja polttoainetta alhaisilla kierroksilla, koska turbo täyttää sylinterit "keinotekoisella" ilmalla (ilmaa, joka siten lisätään ilmaan, jota sylinterien liikkeet luonnollisesti imevät). Mitä enemmän hapettavaa ainetta, sitä enemmän polttoainetta lähetetään alhaisilla nopeuksilla, mikä johtaa ylimääräiseen energiaan (tämä on eräänlainen seostus).

Huomaa kuitenkin, että moottorikäyttöiset kompressorit (kampiakselivetoinen ahdin) mahdollistavat moottorin pakottamisen ilmalla jopa alhaisemmilla kierrosluvuilla. Turboahdin saa voimansa pakoputkesta tulevasta ilmasta, joten se ei toimi hyvin alhaisilla kierrosluvuilla (missä pakokaasuvirrat eivät ole kovin tärkeitä).

Huomaa myös, että turboahdin ei voi toimia samalla tavalla kaikilla nopeuksilla, turbiinien "potkurit" eivät voi toimia samalla tavalla riippuen tuulen voimakkuudesta (siis pakokaasujen nopeudesta ja virtauksesta). Tuloksena on, että turbo toimii parhaiten rajoitetulla alueella, mistä johtuu takapotkuvaikutus. Sitten meillä on kaksi ratkaisua: muuttuvageometrinen turboahdin, joka muuttaa evien kaltevuutta, tai kaksin- tai jopa kolminkertainen tehostus. Kun meillä on useita turbiineja, toinen huolehtii alhaisesta nopeudesta (pienet virtaukset, siis pienet turbot, jotka on mukautettu näihin "tuuleen") ja toinen suurista nopeuksista (yleisemmin on loogista, että virtaukset ovat tässä tärkeämpiä piste. siellä). Tämän laitteen avulla löydämme sitten vapaasti hengittävän moottorin lineaarisen kiihtyvyyden, mutta paljon enemmän tarttuvuudella ja ilmeisen vääntömomentilla (tietysti samalla iskutilavuudella).

Kulutus? Se riippuu …

Tämä vie meidät varsin tärkeään ja kiistanalaiseen kohtaan. Kuluttaako turboahdettu moottori vähemmän? Jos katsot valmistajien numeroita, voit sanoa kyllä. Itse asiassa kuitenkin usein kaikki on erittäin hyvin, ja vivahteista on keskusteltava.

Valmistajien kulutus riippuu NEDC-syklistä, nimittäin autojen erityisestä käyttötavasta: erittäin hidas kiihtyvyys ja hyvin rajoitettu keskinopeus.

Tässä tapauksessa turboahdetut moottorit ovat huipulla, koska ne eivät käytä sitä kovin paljon ...

Itse asiassa pienennetyn turbomoottorin tärkein etu on sen pieni koko. Pieni moottori, hyvin loogisesti, kuluttaa vähemmän kuin iso.

Valitettavasti pienellä moottorilla on rajallinen teho, koska se ei voi ottaa paljon ilmaa ja siksi polttaa paljon polttoainetta (koska polttokammiot ovat pieniä). Turboahtimen käyttö mahdollistaa sen syrjäytymisen keinotekoisen lisäämisen ja kutistumisen aikana menetetyn tehon palauttamisen: voimme tuoda ilmamäärän, joka ylittää kammion koon, koska turboahdin lähettää paineilmaa, joka ottaa ilmaa. vähemmän tilaa (se jäähdytetään myös lämmönvaihtimella äänenvoimakkuuden vähentämiseksi). Lyhyesti sanottuna voimme myydä 1.0-autoja yli 100 hevosvoimalla, kun taas ilman turboa ne olisivat rajoitettu noin kuuteenkymmeneen, joten niitä ei voi myydä moniin autoihin.

Osana NEDC-hyväksyntää käytämme autoja alhaisilla nopeuksilla (hidas alhainen kiihtyvyys kierroksilla), joten päädymme pieneen moottoriin, joka käy hiljaa, jolloin se ei kuluta paljon. Jos käytän 1.5 litraa ja 3.0 litraa rinnakkain alhaisilla ja vastaavilla kierroksilla, 3.0 kuluttaa loogisesti enemmän.

Siksi alhaisilla kierrosluvuilla turboahdettu moottori toimii vapaasti hengittävänä, koska se ei käytä turboahtamista (pakokaasut ovat liian heikkoja elvyttääkseen sitä).

Ja siellä turbomoottorit pettävät maailmaansa, ne kuluttavat vähän alhaisilla nopeuksilla verrattuna ilmakehän moottoriin, koska ne ovat keskimäärin vähemmän (vähemmän = vähemmän kulutusta, toistan, tiedän).

Todellisessa käytössä asiat kuitenkin joskus menevät niin pitkälle, että päinvastoin! Todellakin, kun kiivetään torneihin (siis kun käytämme tehoa NEDC-syklin sijaan), turbo potkaisee sisään ja alkaa sitten kaatamaan erittäin suuren ilmavirran moottoriin. Valitettavasti mitä enemmän ilmaa, sitä enemmän on kompensoitava lähettämällä polttoainetta, joka kirjaimellisesti räjäyttää virtausnopeuden.

Kerrataan siis yhteenveto: valmistajat ovat pienentäneet moottoreiden kokoa käsitelläkseen paremmin NEDC-sykliä ja siten alentakseen kulutusarvoja. Kuitenkin tarjotakseen saman tehotason kuin "vanhat suuret moottorit", he lisäsivät turboahtimen (tai ahtimen). Jakson aikana turboahdin käy hyvin vähän ja jopa tuo hieman ylimääräistä energiaa pakokaasujen laajenemisen vuoksi (pakokaasut vievät enemmän tilaa kuin moottoriin tuleva seos, tätä laajenemista ohjaa turbiini), mikä johtaa pieneen kulutukseen, koska moottori on pieni, muistutan teitä (jos vertaamme kahta identtistä tilavuutta turboahtimella ja ilman, niin turboahtimella varustettu kuluttaa loogisemmin). Itse asiassa ihmiset käyttävät autonsa kaiken tehon ja saavat siksi turbon toimimaan kovemmin. Moottori pumpataan ilmalla, ja siksi se on myös "kuormattava" bensiinillä: kulutus nousee jyrkästi, jopa pienillä moottoreilla ...

Omalta osaltani huomaan joskus pelolla, että monet teistä ovat hyvin tyytymättömiä pienten bensiinimoottoreiden (kuuluisat 1.0, 1.2, 1.4 jne.) todelliseen kulutukseen. Kun monet palaavat dieseliltä, ​​iskusta tulee entistä tärkeämpi. Jotkut jopa myyvät autonsa heti... Joten ole varovainen ostaessasi pientä bensiinimoottoria, ne eivät aina tee ihmeitä.

Huono ääni?

Turbomoottorilla pakojärjestelmä on vielä vaikeampi... Itse asiassa meillä on nyt katalyyttien ja hiukkassuodattimen lisäksi turbiini, joka saa voimansa pakokaasun aiheuttamista virroista. Kaikki tämä tarkoittaa, että lisäämme edelleen jotain, joka estää linjan, joten kuulemme hieman vähemmän melua. Lisäksi kierrosluvut ovat alhaisemmat, joten moottori saattaa huutaa vähemmän äänekkäästi.

F1 on paras esimerkki olemassa olevasta, katsojan nautinto on vähentynyt huomattavasti (moottorin ääni oli yksi tärkeimmistä ainesosista, ja omalta osaltani kaipaan hirveästi vapaasti hengittäviä V8-autoja!).

Tässä näkyy selvästi, että turbo on hieman tukossa pakokaasutasolla... (jakoputki oikealla ja turbo vasemmalla)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Valitse yksi!

Spotter (GE Supercars) teki työn vertailtavasi. Huomaa kuitenkin, että ero on havaittavampi muissa autoissa (erityisesti F1), koska Ferrari kuitenkin varmisti, että turbo rankaisi hyväksynnästä mahdollisimman vähän ja pakotti insinöörit tekemään vakavaa työtä. Siitä huolimatta meillä on 9000 rpm 458:ssa ja 8200 rpm 488 GTB:ssä (myös tietäen, että samalla nopeudella 488 pitää vähemmän melua).

Turboahdettu alinopeus?

Kyllä, kahdella turbiinilla, jotka keräävät pakokaasuvirrat ja lähettävät paineilmaa moottoriin, tässä on raja: emme voi saada niitä molempia pyörimään liian nopeasti, ja sitten meillä on myös pakokaasun lähtötasolla vastus, jota emme vapaasti hengittävällä moottorilla (turbo häiritsee). Huomaa kuitenkin, että turbiinia, joka lähettää paineilmaa moottoriin, ohjataan elektronisesti ohitusventtiilin ohitusventtiilin kautta, joten voimme rajoittaa paineilman virtausta moottoriin (tämä on osa sitä, mitä tapahtuu). siirtyy lukitustilaan, ohitusventtiili vapauttaa kaiken paineen ilmaan, ei moottoriin.

Siksi kaikki tämä on lähellä sitä, mitä näimme edellisessä kappaleessa.

Suuri inertia?

Osittain samoista syistä saamme moottoreita, joilla on suurempi inertia. Se vähentää myös mielihyvää ja urheilullisuuden tunnetta. Turbiinit vaikuttavat tulevan (otto) ja lähtevän (poistoilman) virtaukseen ja aiheuttavat siten jonkin verran hitautta suhteessa viimeksi mainitun kiihtyvyys- ja hidastusnopeuteen. Varo kuitenkin, että myös moottorin arkkitehtuurilla on suuri vaikutus tähän käyttäytymiseen (moottori V-asennossa, tasainen, rivissä jne.).

Tämän seurauksena, kun kaasutat pysähdyksissä, moottori kiihtyy (puhun nopeudesta) ja hidastaa hieman hitaammin ... Jopa bensiini alkaa käyttäytyä kuin dieselmoottorit, jotka ovat yleensä turboahdettuja kauemmin kuin pitkään ( esimerkiksi M4 tai Giulia Quadrifoglio, ja nämä ovat vain muutamia niistä. 488 GTB toimii kovasti, mutta sekään ei ole täydellinen).

Jos tämä ei ole niin vakavaa kaikkien autossa, niin superautossa - 200 000 euroa - paljon enemmän! Ilmapiirissä olevien vanhojen pitäisi saada suosiotaan tulevina vuosina.

Pakoääni Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Poliisi superauto

Rendezvous 20 sekunnin kuluttua kuulla, että moottorin hitaus on liian pehmeää, eikö niin?

Hitaampi vastaus

Toinen seuraus on, että moottorin vaste on vähemmän vaikuttava. Ferrari pyrkii myös näyttämään potentiaalisille asiakkaille, että kaikki on tehty moottorin herkkyyden vähentämiseksi, vaikka 488 GTB on turboahdettu.

Vähemmän jaloa?

Ei oikeastaan... Kuinka ahdin voi tehdä moottorista vähemmän jaloa? Jos monet ihmiset ajattelevat toisin, minä omalta osaltani ajattelen, että siinä ei ole järkeä, mutta ehkä olen väärässä. Toisaalta se voi tehdä hänestä vähemmän houkuttelevan, mikä on toinen asia.

Luotettavuus: turbo puolimastoon

Tämä on typerää ja vastenmielistä logiikkaa. Mitä enemmän osia moottorissa on, sitä suurempi rikkoontumisriski... Ja tässä olemme pilalla, koska turboahdin on sekä herkkä osa (herkät rivat ja laakeri, joka on voideltava) että osa, johon kohdistuu valtavia rajoituksia (satoja tuhansia kierroksia minuutissa!) ...

Lisäksi se voi tappaa dieselmoottorin kiihtyvyyden vuoksi: se virtaa voidellun laakerin tasolla, tämä öljy imeytyy moottoriin ja palaa jälkimmäisessä. Ja koska dieselmoottoreissa ei ole ohjattua sytytystä, moottoria ei saa sammuttaa! Sinun tarvitsee vain katsoa hänen autonsa kuolevan liian korkealle ja savuhuipussa).

Kaikki kommentit ja reaktiot

Dernier kommentti lähetetty:

Phil HAKE (Päivämäärä: 2021, 05:22:08)

Kirjoitat, että kaipaat V8-moottoreita Formula 1:ssä, mutta kuljettajia, jotka kokivat ensimmäisen turboahduksen aikakauden, sitten V8, V10, V12 3500cc. cm, sitten 3 cc. Sanotaan, että vain 3000cc V2-moottorit puuttuivat. Katso nauraen voimakas, se on minun mielipiteeni.

Il I. 1 reaktioita tähän kommenttiin:

• hallintomies SIVUSTON HALLINTA (2021-05-24 15:16:25): Varo hienouksia, epäilen, että heiltä puuttui teho... Ensinnäkin ne eivät enää osu V10:n pakaraan, mutta siitä, että ne ovat tunnelmallisia, rangaistaan vika alhaisilla kierroksilla...

  Jokainen ratsastaja haluaisi mieluummin hieman heikkoa tunnelmaa alla olevan turbon sijaan kaikilla kierroksilla. Turboahdettu moottori on erittäin ärsyttävä äänen suhteen (CF Vettel) ja näillä tehotasoilla sitä on vaikeampi mitata (ja myös vähemmän lineaarinen).

  Lyhyesti sanottuna turbo on hyvä siviilielämässä, moottoritiellä vähemmän ...

(Viestisi näkyy kommentin alla vahvistuksen jälkeen)

Kirjoita kommentti

Pidätkö turbomoottoreista?