تفاوت بین موتورهای تنفس طبیعی و توربوشارژ

ماشین چگونه کار می کند> تفاوت بین موتورهای تنفس طبیعی و توربوشارژ

این موضوعی است که از زمان معرفی گسترده موتورهای کوچکتر به یک اولویت تبدیل شده است. بنابراین این فرصتی بود برای نوشتن مقاله ای برای روشن شدن این موضوع، بنابراین بیایید نگاهی به تمام عناصری بیندازیم که موتورهای تنفس طبیعی را از موتورهای توربوشارژ متمایز می کنند.

همچنین بخوانید: عملکرد توربوشارژر.

اصل اساسی

از آنجایی که همه شما قهرمانان مکانیک نیستید، بیایید نگاهی گذرا به موتورهای تنفس طبیعی و سوپرشارژ بیاندازیم.

اول از همه روشن می کنیم که این اصطلاحات اولاً به معنای ورودی هوا است، بنابراین ما به بقیه اهمیت نمی دهیم. یک موتور تنفس طبیعی را می توان به عنوان یک موتور "استاندارد" در نظر گرفت، به این معنی که به طور طبیعی هوای بیرون را به لطف حرکات رفت و برگشتی پیستون ها تنفس می کند، که در اینجا به عنوان پمپ مکش عمل می کنند.

یک موتور سوپرشارژ از یک سیستم افزودنی استفاده می کند که هوای بیشتری را به داخل موتور هدایت می کند. بدین ترتیب علاوه بر مکش هوا با حرکت پیستون ها، به کمک کمپرسور مقدار بیشتری نیز اضافه می کنیم. دو نوع وجود دارد:

• رانده شده توسط انرژی موتور = کمپرسور - سوپرشارژر
• گاز خروجی کنترل شده = توربوشارژر.

موتور توربو = قدرت بیشتر

مشاهده اول: یک موتور توربوشارژ به طور بالقوه قدرتمندتر است. در واقع، نیرو مستقیماً از احتراق در سیلندرها می آید، هر چه اهمیت آن بیشتر باشد، سیلندر بیشتر "حرکت" می کند و بنابراین، ماشین قدرتمندتر می شود. با توربو، می توانید هوای بیشتری را به سیلندرها فشار دهید تا بدون آن. و از آنجا که ما موفق به ارسال اکسیدان بیشتری (هوا و به خصوص قسمت کوچکی از اکسیژن موجود در آن می شویم)، می توانیم سوخت بیشتری ارسال کنیم. بنابراین، ما انرژی بیشتری برای سوزاندن در هر چرخه داریم، بنابراین انرژی بیشتری داریم. اصطلاح "تقویت" نیز از اهمیت زیادی برخوردار است ، ما به معنای واقعی کلمه موتور را با هوا و سوخت مسدود می کنیم ، تا حد امکان در سیلندرها "مواد" می کنیم.

458 ایتالیا دارای 4.5 تنفس طبیعی با 570 اسب بخار است.

488 GTB (جایگزین) از یک موتور 4.0 سوپرشارژ با قدرت 100 اسب بخار نیرو می گیرد. بیشتر (از این رو، توسط 670). بنابراین، ما یک موتور کوچکتر و قدرت بیشتر داریم (دو توربین، یکی در هر ردیف سیلندر). با هر بحران بزرگ، سازندگان توربین های خود را برای ما به ارمغان می آورند. این واقعاً در گذشته اتفاق افتاده است، و ممکن است در آینده دوباره رها شوند (مگر اینکه برق جایگزین گرما شود)، حتی اگر در زمینه "اقلیمی" شانس کمی وجود داشته باشد. سیاست ".

موتور توربو کمتر توخالی

یک موتور تنفس طبیعی با بالا بردن دورها هوای بیشتری به داخل می کشد، بنابراین قدرت آن در دورها افزایش می یابد، زیرا در این زمان است که بیشترین هوا و سوخت را مصرف می کند. یک موتور توربو می‌تواند هوا و سوخت زیادی برای آن در دورهای پایین داشته باشد، زیرا توربو سیلندرها را با هوای «مصنوعی» پر می‌کند (هویی که به طور طبیعی با حرکت سیلندرها به هوا کشیده می‌شود). هرچه اکسید کننده بیشتر باشد، سوخت بیشتری در سرعت های پایین فرستاده می شود و در نتیجه انرژی اضافی ایجاد می شود (این نوعی آلیاژ است).

با این حال، توجه داشته باشید که کمپرسورهای موتور محرک (سوپرشارژر میل لنگ) به موتور اجازه می‌دهند حتی در دورهای پایین‌تر با هوا فشار بیاورند. توربوشارژر با هوای خارج شده از لوله اگزوز نیرو می گیرد، بنابراین نمی تواند در دورهای بسیار پایین (جایی که جریان اگزوز اهمیت زیادی ندارد) عملکرد خوبی داشته باشد.

همچنین توجه داشته باشید که توربوشارژر نمی تواند در همه سرعت ها یکسان عمل کند، "پرخچه های" توربین ها بسته به قدرت باد نمی توانند یکسان عمل کنند (از این رو سرعت و جریان گازهای خروجی اگزوز). در نتیجه، توربو در محدوده محدود بهترین عملکرد را دارد، از این رو اثر ضربه به لب به لب می‌رسد. سپس دو راه حل داریم: یک توربوشارژر با هندسه متغیر که شیب پره ها را تغییر می دهد، یا تقویت دو یا حتی سه برابری. هنگامی که چندین توربین داریم، یکی از سرعت پایین مراقبت می کند (جریان های کوچک، بنابراین توربوهای کوچک با این "بادها" سازگار شده اند)، و دیگری از سرعت های بالا مراقبت می کند (به طور کلی، منطقی است که جریان ها در این مورد اهمیت بیشتری دارند. نقطه. آنجا). با این دستگاه، شتاب خطی یک موتور تنفس طبیعی را می‌یابیم، اما با گشتاور بسیار بیشتر (البته با جابه‌جایی برابر).

مصرف؟ بستگی داره…

این ما را به یک نکته بسیار مهم و بحث برانگیز می رساند. آیا موتور توربوشارژ مصرف کمتری دارد؟ اگر به اعداد سازنده نگاه کنید، می توانید بگویید بله. با این حال، در واقع، اغلب همه چیز بسیار خوب است و تفاوت های ظریف باید مورد بحث قرار گیرد.

مصرف توسط سازندگان به چرخه NEDC، یعنی روش خاص استفاده از خودروها بستگی دارد: شتاب بسیار آهسته و سرعت متوسط ​​بسیار محدود.

در این حالت موتورهای توربوشارژ در بالای صفحه قرار می گیرند زیرا از آن استفاده زیادی نمی کنند ...

در واقع مزیت اصلی موتور توربو کوچک شده، اندازه کوچک آن است. یک موتور کوچک، بسیار منطقی، مصرف کمتری نسبت به یک موتور بزرگ دارد.

متأسفانه یک موتور کوچک قدرت محدودی دارد زیرا نمی تواند هوای زیادی را وارد کند و در نتیجه سوخت زیادی می سوزاند (از آنجایی که محفظه های احتراق کوچک هستند). استفاده از توربوشارژر امکان افزایش مصنوعی جابجایی آن و بازیابی توان از دست رفته در حین انقباض را فراهم می کند: می توانیم حجم هوا را بیش از اندازه محفظه معرفی کنیم، زیرا توربوشارژر هوای فشرده را ارسال می کند که هوا را می گیرد. فضای کمتر (همچنین برای کاهش بیشتر حجم، توسط مبدل حرارتی خنک می شود). به طور خلاصه، ما می توانیم 1.0 را با بیش از 100 اسب بخار بفروشیم، در حالی که بدون توربو آنها به حدود XNUMX اسب بخار محدود می شود، بنابراین نمی توان آنها را در بسیاری از خودروها فروخت.

به عنوان بخشی از استاندارد NEDC، ما از خودروها در سرعت های پایین استفاده می کنیم (شتاب آهسته کم در دورها)، بنابراین در نهایت موتور کوچکی داریم که بی صدا کار می کند، در این صورت مصرف زیادی ندارد. اگر 1.5 لیتری و 3.0 لیتری را در دورهای پایین و مشابه در کنار هم اجرا کنم، منطقاً 3.0 مصرف بیشتری دارد.

بنابراین، در دورهای پایین، یک موتور توربوشارژ مانند تنفس طبیعی کار می کند زیرا از توربوشارژ استفاده نمی کند (گازهای اگزوز برای احیای آن بسیار ضعیف هستند).

و آنجاست که موتورهای توربو دنیای خود را فریب می دهند ، در سرعت های پایین در مقایسه با اتمسفر کم مصرف می کنند ، زیرا به طور متوسط ​​کمتر هستند (کمتر = مصرف کمتر ، تکرار می کنم ، می دانم).

با این حال، در استفاده واقعی، گاهی اوقات همه چیز تا آنجا پیش می رود که برعکس! در واقع، هنگام بالا رفتن از برج‌ها (بنابراین زمانی که از نیرو بر خلاف چرخه NEDC استفاده می‌کنیم)، توربو وارد می‌شود و سپس شروع به ریختن جریان بسیار زیادی از هوا به داخل موتور می‌کند. متأسفانه، هرچه هوای بیشتری داشته باشد، نیاز به جبران بیشتر با ارسال سوخت است که به معنای واقعی کلمه سرعت جریان را منفجر می کند.

پس بیایید خلاصه کنیم: تولیدکنندگان اندازه موتورها را کاهش داده اند تا چرخه NEDC را بهتر مدیریت کنند و بنابراین مقادیر مصرف کمتری دارند. با این حال، به منظور ارائه همان سطح قدرت به عنوان "موتورهای بزرگ قدیمی"، آنها یک توربوشارژر (یا سوپرشارژر) اضافه کردند. در طول چرخه، توربوشارژر بسیار کم کار می کند و حتی به دلیل انبساط گازهای خروجی کمی انرژی اضافی وارد می کند (گازهای اگزوز فضای بیشتری را نسبت به مخلوط ورودی به موتور اشغال می کنند، این انبساط توسط توربین هدایت می شود). منجر به مصرف کم می شود، زیرا موتور کوچک است، یادآوری می کنم (اگر دو حجم یکسان را با توربوشارژ و بدون توربوشارژ مقایسه کنیم، آنگاه با توربوشارژ مصرف منطقی بیشتری دارد). در واقع، مردم از تمام قدرت ماشین خود استفاده می کنند و در نتیجه باعث می شوند توربو سخت تر کار کند. موتور با هوا پمپ می شود و بنابراین باید با بنزین نیز "بار" شود: مصرف حتی با موتورهای کوچک به شدت افزایش می یابد ...

به نوبه خود، گاهی اوقات با ترس متوجه می شوم که بسیاری از شما از مصرف واقعی موتورهای بنزینی کوچک (معروف 1.0، 1.2، 1.4 و غیره) بسیار ناراضی هستید. هنگامی که بسیاری از مردم از دیزل برمی گردند، شوک مهم تر می شود. برخی حتی بلافاصله ماشین خود را می فروشند ... پس هنگام خرید یک موتور بنزینی کوچک مراقب باشید، آنها همیشه معجزه نمی کنند.

صدای ضعیف؟

با یک موتور توربو، سیستم اگزوز حتی دشوارتر است ... در واقع، علاوه بر کاتالیزورها و فیلتر ذرات، ما اکنون یک توربین داریم که از جریان های ناشی از گازهای خروجی تغذیه می شود. همه اینها به این معنی است که ما هنوز چیزی را اضافه می کنیم که خط را مسدود می کند، بنابراین صدای کمتری می شنویم. علاوه بر این، دور در دقیقه کمتر است، بنابراین ممکن است موتور با صدای کمتری جیغ بزند.

F1 بهترین نمونه موجود است، با لذت تماشاگر که به شدت کاهش یافته است (صدای موتور یکی از اجزای اصلی بود، و به نوبه خود، من به طرز وحشتناکی دلم برای V8 های تنفس طبیعی تنگ شده است!).

در اینجا به وضوح می بینیم که توربو در سطح اگزوز کمی مسدود شده است ... (منیفولد در سمت راست و توربو در سمت چپ)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! یکی را انتخاب کن!

Spotter (GE Supercars) کار را برای مقایسه شما انجام داد. با این حال، توجه داشته باشید که این تفاوت در سایر خودروها (مخصوصا F1) بیشتر محسوس است، زیرا فراری با این وجود مطمئن شد که توربو تا حد امکان کمترین تأیید را مجازات می کند و مهندسان را مجبور به انجام کارهای جدی می کند. صرف نظر از این، ما 9000 دور در دقیقه در 458 و 8200 دور در دقیقه در 488 GTB داریم (همچنین می دانیم که در همان سرعت 488 صدای کمتری تولید می کند).

کم سرعت توربوشارژ؟

بله، با دو توربین که جریان‌های اگزوز را جمع‌آوری می‌کنند و هوای فشرده را به موتور می‌فرستند، در اینجا یک محدودیت وجود دارد: نمی‌توانیم کاری کنیم که هر دوی آنها خیلی سریع بچرخند، و سپس در سطح خروجی اگزوز نیز کششی داریم، که نداریم. دارای موتور تنفس طبیعی (توربو تداخل). البته توجه داشته باشید که توربینی که هوای فشرده را به موتور می فرستد به صورت الکترونیکی از طریق سوپاپ بای پس شیر بای پس کنترل می شود، بنابراین می توانیم جریان هوای فشرده به موتور را محدود کنیم (این بخشی از اتفاقی است که اتفاق می افتد). وارد حالت قفل شود، سوپاپ بای پس تمام فشار را به هوا و نه به موتور آزاد می کند.

بنابراین، همه اینها به آنچه در پاراگراف قبل دیدیم نزدیک است.

اینرسی بزرگ؟

تا حدودی به همین دلایل، ما موتورهایی با اینرسی بیشتری دریافت می کنیم. همچنین لذت و حس ورزشی را کاهش می دهد. توربین‌ها بر جریان هوای ورودی (مخلخل) و خروجی (اگزوز) تأثیر می‌گذارند و بنابراین باعث ایجاد اینرسی نسبت به سرعت شتاب و کاهش سرعت هوای دوم می‌شوند. با این حال، مراقب باشید که معماری موتور نیز تأثیر زیادی در این رفتار دارد (موتور در وضعیت V، تخت، در خط و غیره).

در نتیجه وقتی در حالت توقف گاز می گیرید، موتور شتاب می گیرد (من در مورد سرعت صحبت می کنم) و کمی کندتر می شود ... حتی بنزین نیز مانند موتورهای دیزلی که معمولاً برای مدت طولانی توربو شارژ می شوند شروع به رفتار می کند ( به عنوان مثال، M4 یا Giulia Quadrifoglio، و اینها تنها تعدادی از آنها هستند. 488 GTB تلاش می کند، اما بی نقص نیز نیست).

اگر این در ماشین همه جدی نیست، پس در یک سوپراسپرت - 200 یورو - خیلی بیشتر! قدیمی های موجود در جو باید در سال های آینده محبوبیت پیدا کنند.

صدای اگزوز Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | سوپر ماشین پلیس

قرار ملاقات در 20 ثانیه برای شنیدن اینرسی موتور خیلی نرم است، اینطور نیست؟

پاسخ آهسته تر

نتیجه دیگر این است که واکنش موتور کمتر چشمگیر است. فراری همچنین تمام تلاش خود را می کند تا به مشتریان بالقوه نشان دهد که با وجود توربوشارژ بودن 488 GTB، همه چیز برای کاهش پاسخگویی موتور انجام شده است.

کمتر نجیب؟

نه واقعا ... چگونه یک سوپرشارژر می تواند یک موتور را کمتر نجیب کند؟ اگر خیلی ها غیر از این فکر می کنند، من به سهم خودم فکر می کنم که منطقی نیست، اما شاید اشتباه می کنم. از طرفی می تواند جذابیت او را کم کند که این موضوع دیگری است.

قابلیت اطمینان: توربو روی نیم دکل

این منطق احمقانه و نفرت انگیز است. هرچه قطعات موتور بیشتر باشد، خطر شکستگی بیشتر می شود... و در اینجا ما خراب می شویم، زیرا توربوشارژر هم قسمت حساسی است (پره های شکننده و یاتاقان که باید روغن کاری شوند) و هم بخشی که در معرض محدودیت های بسیار زیادی است. (صدها هزار دور در دقیقه!) ...

علاوه بر این، می تواند موتور دیزل را به دلیل شتاب از بین ببرد: در سطح یاتاقان روغن کاری شده جریان دارد، این روغن به داخل موتور مکیده می شود و در دومی می سوزد. و از آنجایی که در موتورهای دیزلی احتراق کنترل شده وجود ندارد، موتور نباید خاموش شود! تنها کاری که باید انجام دهید این است که ماشین او را خیلی بالا و در یک پف دود تماشا کنید.

همه نظرات و واکنش ها

دنیرو نظر ارسال شده:

فیل هیک (تاریخ: 2021 ، 05:22:08)

شما می نویسید که دلتان برای موتورهای V8 در فرمول 1 تنگ شده است، اما رانندگانی که اولین دوره توربوشارژ را تجربه کردند، سپس V8، V10، V12 3500cc. سانتی متر، سپس 3 سی سی. ببینید، می گویند فقط موتورهای 3000 سی سی V2 گم شده است. ببینید Laughingly قدرتمند، این نظر من است.

ایل I. 1 واکنش (های) به این نظر:

• مدیر مدیر سایت (2021-05-24 15:16:25): مراقب ظرافت ها باشید، من شک دارم که قدرت نداشتند ... اول از همه، آنها دیگر به باسن V10 ضربه نمی زنند، اما جوی بودن آنها مجازات شکست را دارد. در دور پایین ...

  هر سواری در تمام دورها، حال و هوای کمی ضعیف زیر آن را به توربو کامل ترجیح می دهد. یک موتور توربوشارژ از نظر صدا بسیار آزاردهنده است (CF Vettel) و در این سطوح قدرت اندازه گیری آن سخت تر است (و همچنین خطی کمتر).

  به طور خلاصه، توربو در زندگی غیرنظامی خوب است، در بزرگراه کمتر ...

(پست شما پس از تأیید در زیر نظر قابل مشاهده است)

نظر بنویسید

آیا موتورهای توربو دوست دارید؟