Выбирая новый автомобиль, рекомендуется ознакомиться с техническими характеристиками и эксплуатационными особенностями двигателей внутреннего сгорания, предлагаемых известными производителями. В статье представлен атмосферный двигатель, пользующийся большой популярностью среди автомобилистов, благодаря многочисленным достоинствам. В конструкции силового агрегата отсутствует турбонагнетатель, топливовоздушные смеси образуются с использованием давления, равного одной атмосфере.
Что такое атмосферный двигатель
Не всем владельцам авто понятно, что значит атмосферный двигатель автомобиля. Это бензиновые моторы классической конструкции, которые нагнетают воздух из окружающего пространства при помощи поршней карбюратора. При равномерном смешивании кислорода с распыленными частицами бензина образуются топливные смеси. Они используются для сжигания в камере сгорания бензинового двигателя.
Принцип действия атмосферного двигателя:
- Всасывание воздуха из атмосферы.
- Смешивание с бензиновыми парами в пропорции: бензин – 1 часть, кислород – 14.
- Подача смеси в камеру сгорания.
- Расширение объема.
- Давление на поршень.
- Передача вращения на коленчатый вал.
Эффект засасывания воздушных масс возникает, благодаря созданию разряженной атмосферы в полости впускного коллектора.
Выводы
Бензиновый и дизельный атмосферный двигатель – идеальный агрегат с точки зрения надежности и ресурса. В силу отсутствия сложной конструктивной начинки его можно самостоятельно ремонтировать и обслуживать. Не составляет труда подружить такой мотор с газом для экономии на расходе топлива.
Однако атмосферник слишком ограничен в возможностях повышения мощности без вреда системе и комфорту передвижения. Также повышение мощности в его случае прямо пропорционально увеличению расхода топлива. По этим причинам в новых автомобилях все больше внедряется турбина.
При изобретении первых автомобильных движков были созданы силовые агрегаты атмосфеного типа. Атмосферные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, использующие воздух из атмосферы для образования топливовоздушной смеси.
Давление воздушного потока, подаваемого на движок, равняется одной атмосфере, по этой причине такие силовые агрегаты получили название атмосферные. Топливная смесь для атмосферного мотора состоит из одной части бензина и четырнадцати частей воздуха.
Многие автовладельцы часто задаются вопросом, что значит атмосферный двигатель. Название возникло благодаря давлению затягиваемого воздуха, соответствующего окружающей среде. Воздух необходим для участия в сжигании топливных смесей в камерах сгорания силовых агрегатов. Поршни затягивают воздушные массы через инжектор в карбюратор, где происходит равномерное смешивание их совпрыскиваемым бензином или дизельным топливом.
Затягивающая способность мотора находится в прямой зависимости от количества оборотов двигателя. Атмосферный двигатель отличается отсутствием специальных устройств в виде компрессоров либо турбин, применяемых для дополнительного принудительного нагнетания воздуха под давлением.
Чем отличается атмосферный двигатель от турбированного
Известно, что от объема воздуха, подаваемого в цилиндры, зависит качество сгорания топлива и количество энергии, толкающей поршни. Чем объемнее мотор, тем большую мощность и крутящий момент развивает атмосферник.
В отличие от турбированных, в атмосферных двигателях не предусмотрено принудительное втягивание воздушных потоков под давлением. Атмосферники характеризуются надежностью, они устойчивы к возникновению детонации. Благодаря применению смазочных жидкостей, изготовленных на синтетической основе, существенно снижены потери на преодоление сил трения. Вследствие усовершенствования регулировок фаз газораспределения, производится сверхточный впрыск топлива под управлением электронной системы.
С целью улучшения технических характеристик двигателя применяются модели с цилиндрами больших рабочих объемов в количестве от 6 до 12 штук. Однако, увеличение объема в отрасли двигателестроения не всегда считается целесообразным, т. к. это приводит к утяжелению конструкции.
Плюсы и минусы атмосферных двигателей
С появление силовых агрегатов, оснащенных турбокомпрессором, многие водители стали отдавать предпочтение турбированным транспортным средствам. Однако, существует немало автомобилистов, которые при вопросе, какой двигатель лучше атмосферный или турбированный, выбирают привычный классический вариант, основываясь на следующих преимуществах:
- Длительный эксплуатационный срок.
- Простота устройства.
- Отсутствие серьезных проблем при эксплуатации.
- Доступность ремонта и технического обслуживания своими руками.
- Пониженный расход моторного масла.
Атмосферные двигатели внутреннего сгорания отличаются наиболее длительным пробегом. Известны случаи, когда машины с установленными атмосферниками, работают без капитального ремонта на протяжении пути, более 500 тысяч километров. Единственное условие – своевременный уход и регулярная замена моторного масла с фильтрами. Их детали и узлы устойчивы против износа. Надежный атмосферный мотор обладает повышенным моторесурсом, продолжает работать даже после неоднократных замен кузова автомобиля.
Благодаря безотказной работе атмосферного мотора и простоте его эксплуатации, он неприхотлив к качеству топлива и смазочных материалов. При регулярном использовании бензина пониженного качества такие двигатели, если и выходят из строя, быстрее восстанавливают свою работоспособность. Основное требование к моторному маслу – это обеспечение необходимого уровня. Замена смазочной жидкости должна проводиться каждые 15 – 20 000 км. При выборе наиболее подходящей марки моторного масла для атмосферного двигателя рекомендуется отдавать предпочтение синтетике или полусинтетике.
Интересно: В отличие от турбонаддувного мотора, здесь можно заливать и минеральные масла, если не получилось приобрести более качественные смазочные материалы.
Простота конструкции атмосферника позволяет производить некоторые ремонтные работы даже в гаражных условиях. При обращении в автосервис стоимость услуг в несколько раз ниже, по сравнению с ремонтом аналогичных неисправностей турбированных двигателей.
Атмосферные двигатели внутреннего сгорания обладают некоторыми недостатками:
- Сравнительно большой вес механизма.
- Пониженная мощность и развиваемый крутящий момент в сравнении с мотором, оснащенным турбиной.
- Атмосферники не рассчитаны на работу под большими нагрузками.
- Сложности эксплуатации на большой высоте в условиях разреженного воздуха.
- При работе атмосферного двигателя на малых оборотах не всегда всасывается достаточное количество воздуха, что отражается на стабильности работы.
Недостатки
Не смотря на все преимущества «атмосферников» в них все же можно найти некие недостатки. Одним из недостатков является вес. По своей конструкции и принципам работы атмосферные двигатели получаются более тяжелыми и объемными, и как мы знаем, что масса автомобиля в целом влияет на средний расход топлива. По мощностям и динамике они заметно уступают двигателям с турбо надувом при одинаковых объемах. Дело в том, что система питания двигателя за счет самостоятельного набора кислорода из окружающей среды не всегда позволяет обеспечивать точные пропорции горючего с воздухом, которые должны равняться 1 к 14 на всех режимах работы. Следовательно, при более низких оборотах мотор засасывает меньше воздуха, а при высоких ему препятствует проходное сечение воздуховодов и сопротивление воздушного фильтра. Эффективность работы в целом снижается, так как во время движения не получается поддерживать узкий диапазон получения горючей смеси, по сравнению с турбированным ДВС.
ВАЖНО! Для более щадящего эксплуатирования мотора рекомендуется плавно наживать на педаль газа и не нагружать двигатель высокими оборотами.
Примеры транспортных средств с мощными атмосферными двигателями
На современном авторынке представлены автомобили с атмосферниками, выпущенные под известными брендами:
- Mercedes C 63 FMG Coupe Edition 507.
- Chevrolet Corvette C 7 Stingray.
- Jeep Grand Cherokee SRT.
- Audi RS 5.
- Audi RS 4 Avant.
- Chevrolet Camaro.
- Mercedes SLK 55 AMG.
- Porsche Cayenne GTS.
- Infiniti QX 70.
- Lexus LS 460.
- Mercedes-Benz OM 602.
- OM 612.
- OM 647.
- BMW M 57.
Что лучше атмосферный или турбированный двигатель
На данный вопрос не существует однозначного ответа. Любой из представленных моторов имеет свои достоинства и недостатки. Чтобы понять, атмосферный или турбированный двигатель вам больше подходит, рекомендуется ознакомиться с особенностями их эксплуатации.
В отличие от атмосферных, турбированные силовые агрегаты обладают существенной особенностью: воздух здесь не всасывается, а принудительно нагнетается при помощи установленной турбины. При этом существенно улучшаются такие характеристики мотора, как крутящий момент и мощность.
Многие водители желают улучшить динамику транспортного средства, в результате у них возникает закономерный вопрос, можно ли поставить турбину на имеющийся атмосферный двигатель и если да, то как это сделать.
Такая возможность существует, все зависит от модели вашей машины. Бывают ситуации, когда выгоднее обзавестись новым автомобилем, чем приобретать дорогостоящие детали для чипования и оплачивать работу мастеров. Чтобы поставить турбину на атмосферный двигатель, необходимо пригласить квалифицированного механика, обладающего опытом проведения подобных работ.
Дизельные двигатели, оборудованные турбонаддувом, называются турбодизелями. В состав турбированного силового агрегата включен турбокомпрессор, который нагнетает воздух в впускной коллектор дизеля под высоким давлением.
Интересно: В отличие от дизельных моторов атмосферного типа, при работе в высокогорных условиях турбодизели обеспечивают наиболее полное сгорание топлива. Среди специалистов данный эффект известен, как «высотность автомобиля».
Устройство атмосферника
Как устроен двигатель, можно рассмотреть на примере четырёхтактного атмосферного. По функциям детали мотора разделяются примерно на 4 группы:
- Для обеспечения впуска и воспламенения топливно-воздушных смесей. К этой группе относятся головка блока цилиндров и клапанный механизм.
- Детали для обеспечения сжатия воздушно топливной смеси. Эта группа состоит из поршней, поршневых колец, блока цилиндра, клапана.
- Для передачи энергии мотора. В группе находятся шатуны, коленчатый вал, подшипники и маховики, их можно купить здесь: /uzp.net.ua/ru/podshypnyky/.
- Детали для выработки искровых вспышек. Группу наполняют свечи зажигания и распределители.
Взаимодействие этих деталей мотора обеспечивает главное вращение колёс.
Головка блока цилиндров
Это главная часть двигателя, расположенная непосредственно над блоком цилиндров. Она постоянно подвергается действию сгорающих газов, имеющих высокую температуру и давление. Деталь делают из листового железа или из сплава алюминия с высокопрочными и высокотемпературными добавками.
Клапаны и сопутствующие детали
Современные четырёхтактные двигатели имеют 4 клапана для каждого цилиндра: 2 впускных и 2 выпускных. Для обеспечения эффективного впуска впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной. Они изготавливаются из высокотемпературного никеля или хромированной стали.
Каждый клапан имеет сопутствующие детали: седло и пружина, которая является спиральной и создаёт тесный контакт с седлом, предотвращая утечку газа. Обычно в двигателях используется одна пружина, но в некоторых видах устанавливают по 2 штуки для каждого клапана.
Когда клапан закрыт, седло находится в плотном контакте с его поверхностью, чтобы обеспечить непроницаемость камеры сгорания.
Блок цилиндров образует каркас двигателя. Совместно с поршнями блок цилиндров играет важную роль в обеспечении преодоления давления сжатия и сгорания. Для минимизации износа деталей и утечек газа внутренняя поверхность каждого цилиндра отделена под высокое давление хромированием.
Отверстие цилиндра делается круговым. Однако верхняя часть цилиндра и поршня благодаря высокому давлению и температуре страдает от износа. Позже зазор между поршневыми кольцами и цилиндром увеличивается, приводя к потерям сжатия.
Поршень мотора
Деталь двигается в цилиндре вверх и вниз под действием давления, образующего взрывами топливно-воздушной смеси. При этом поршень через поршневой палец и шатун вращает коленчатый вал. Сечение поршня не является правильным кругом: диаметр в направлении поршневого пальца делается немного меньше для утечки теплового расширения.
Головка поршня становится гораздо горячее и расширяется больше, чем юбка. Для компенсации разницы в тепловом расширении диаметр поршня вверху сделан меньше, чем внизу. Кольца препятствуют утечкам под давлением сжатия смеси через зазор между цилиндром и поршнем. Обычно каждый поршень имеет 3 кольца.
Шатун агрегата
Он связывает поршень с коленчатым валом так, что вертикальное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленвала. Поскольку шатун подвержен непрерывно действующим силам сжатия и растяжения, он должен быть довольно прочным и хорошо закреплённым, чтобы выдерживать эти нагрузки.
Коленчатый вал
Эта деталь преобразует через шатун прямолинейное движение каждого поршня во вращательное движение. Он состоит из шатунных шеек, которые передают силу поршней и валу, коленных шеек, регулирующих вращение вала и балансировочных грузов, обеспечивающих хорошее, сбалансированное вращение вала.
Коленвал вращается с большой скоростью, подвергаясь сильным нагрузкам от поршней, поэтому он должен быть довольно прочным и закреплённым, а также хорошо сбалансированным как статически, так и динамически.
