Что такое атмосферный двигатель

Атмосферный двигатель: что это такое

Атмосферный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания классического образца, в котором воздух, поступает через систему впуска и принимает участие в процессе создания топливной смеси в каждом цилиндре. В результате, созданная топливная смесь воспламеняется, создает энергию и приводит в движение рабочие элементы мотора.

Разновидности атмосферных двигателей

Атмосферные моторы делятся на три основные группы двигателей:

• бензиновые – обрели наибольшую популярность в автомобилестроении;
• газовые – они не обрели широкого распространения в промышленных масштабах, используются как дополнительный элемент в тандеме с бензиновым мотором;
• дизельные – они не имеют серьезных недостатков, но уступают в популярности бензиновым моторам, в легковом автомобилестроении.

Атмосферные моторы можно классифицировать на виды по способу подачи топлива. По этому параметру ДВС делится на два типа: инжекторные и карбюраторные.

Чем отличается атмосферный двигатель от турбированного

Эти два вида двигателей наиболее популярные в легковом автомобилестроение. При этом они имеют между собой существенные отличия.

Основные различия между атмосферным и турбированным двигателем коснулись следующих показателей: принципа работы, объема и мощности, длительности эксплуатации, качества топлива и смазочных материалов. Разберем эти параметры в сравнении.

Турбированный мотор отличается имеющейся системой турбонаддува. Она состоит из промежуточного охладителя, турбокомпрессора, турбины. В результате в цилиндры двигателя поступает больше воздуха, чем в мотор атмосферного ДВС. Поэтому процесс сгорания воздухо-топливной смеси, насыщенной воздухом, проходит более эффективно – появляется больше энергии, запускающей двигатель и приводящей в движение автомобиль.

Исследования показали, что для достижения мощности в 125 лошадиных сил, объем атмосферного и турбированного мотора будет разным. В частности, для турбированного ДВС будет достаточно объема 1 литр, а для атмосферного двигателя этот показатель составит 1,6 литра.

При мощности в 125 л. с, турбированный двигатель будет обладать немного меньшим расходом горючего и лучшей динамикой. А также к преимуществу турбированного ДВС нужно отнести больший вес атмосферного мотора и его неспособность поддерживать максимальную мощность во время езды горной местностью, отличающейся разреженным воздухом.

По длительности эксплуатации атмосферный двигатель превосходит своего визави. Турбированный мотор изнашивается быстрее. При этом максимальное расстояние, которое такой двигатель способен покрыть без капремонта, равняется 150 тысяч километров. А атмосферный мотор, способен преодолеть без капитального ремонта в пределах 300-500 тысяч километров.

В идеале, для бесперебойного функционирования обоих типов двигателей нужно максимально качественное топливо и смазочные материалы. Однако атмосферный мотор, в сравнении с турбированным двигателем, менее прихотлив к их качеству. А также его ремонт обойдется дешевле.

В результате сравнительного анализа появляется заключение, о том, что:

• турбированный мотор лучше атмосферного по количеству создающейся энергии, меньшему расходу топлива (при равных стартовых характеристиках) и объему, необходимому для достижения максимальной мощности;
• атмосферный мотор лучше своего визави по длительности эксплуатации и меньшей прихотливости к качеству ГСМ.

Плюсы и минусы атмосферного двигателя

Атмосферный ДВС имеет массу преимуществ и несколько недостатков. К достоинствам двигателя относится:

• неприхотливость обслуживания – для обслуживания двигателя можно использовать не максимально качественные ГСМ, главное, чтобы они подходили мотору по своему составу;
• многократностью ремонта – атмосферный мотор способен выдержать большое количество мелких ремонтов, при этом собственник авто может выполнить их самостоятельно (в домашних условиях), без обязательного посещения СТО;
• износоустойчивостью – этот тип рассчитан на длительную эксплуатацию (несколько сотен тысяч километров);
• сохранение уровня мощности – ключевое преимущество изделия, выражающееся в сохранении мощности на малых оборотах мотора, реагированием на минимальное нажатие педали акселератора, переходом от малых до больших оборотов на короткий временной промежуток.

Кроме положительных моментов, этот тип моторов имеет и отрицательные стороны. К ним относится:

• масса изделия – атмосферные моторы, в сравнении с другими разновидностями двигателей, отличаются большим весом, не имея при этом преимущества в объеме и мощности;
• поддержка динамики и мощности на максимальном уровне – в условиях разреженного воздуха, атмосферные моторы не способны поддерживать мощность на максимальной отметке, теряя при этом и уровень динамики;
• продукт выхлопа – при работе атмосферного двигателя создается в большом количестве побочный продукт (выхлопной газ), загрязняющий воздушные массы.

Что такое атмосферный двигатель

По типам двигатели автомобиля делится на атмосферные и турбированные. По части дизельных моторов, их абсолютное большинство оснащено турбинами, чего не сказать о бензиновых. Хотя тенденция наддува бензинового мотора растет, в СНГ к таким агрегатам относятся скептически. Название «атмосферный двигатель» говорит само за себя: давление воздуха, попадающего во впускной коллектор, равно атмосферному давлению.

Принцип работы атмосферного ДВС

Работа двигателя внутреннего сгорания основана на эффективном смесеобразовании и горении, следствие чего образуется механическая энергия в виде крутящего момента, передаваемого на колеса.

Топливно-воздушная смесь представляет собой смесь бензина или дизеля и воздуха. Эталонным соотношением является 1:14,7, то есть на 1 литр топлива приходится 14,7 килограмм воздуха.

Принцип работы атмосферного двигателя: воздух, поступающий во впускной коллектор, затягивается в цилиндры, а роль насоса играет поршень. Благодаря достаточной компрессии поршень при движении вниз всасывает воздух в требуемом количестве.

Конструктивные особенности атмосферного двигателя

Атмосферный дизельный или бензиновый двигатель, в силу невозможности затягивать больше воздуха, имеет слишком ограниченный порог увеличения мощности. Из-за того, что крутящий момент достигается ближе к максимальным оборотам, а диапазон момента слишком короток, это создает дискомфорт при движении в виде недостаточной тяги на малых и средних оборотах.

Автомобильные инженеры нашли выход благодаря следующим изобретениям:

Непосредственный впрыск

Топливо подается непосредственно в цилиндры под давлением 3 атмосферы. Смешивание воздуха и топлива происходит в цилиндре, что дает и топливную экономичность и прирост в мощности.

Фазовращатель

Чтобы крутящий момент смещался по ходу роста оборотов двигателя, были внедрены фазовращатели. Принцип работы состоит в следующем: при повышении оборотов коленвала возрастает давление в масляной системе, а под давлением масло давит на шестерни фазовращателя, смещая фазу.

Как итог – диапазон крутящего момента становится шире, а разгон – без провалов.

Впускной коллектор с изменяемой геометрией

Принцип работы заключается в изменении геометрии впускных каналов, а именно – их длины. Для малых оборотов воздух движется по длинной траектории, а в режиме средних и максимальных оборотов – по короткой.

Подобная конструкция позволяет достигать максимального крутящего момента с малых оборотов, обеспечивая плавное изменение момента.

Достоинства и недостатки атмосферного двигателя

• простая конструкция, если сравнивать с турбированным,
• невысокая стоимость обслуживания и ремонта,
• возможность самостоятельного ремонта,
• относительная неприхотливость к качеству топлива,
• ресурс двигателя от 250 000 км в силу низкой форсировки.

• большой расход топлива,
• ограничение по повышению мощности без потери эластичности мотора и его ресурса,
• низкий КПД,
• внедрение сложных узлов для «выравнивания» полки крутящего момента, что сказывается на дальнейшей стоимости в обслуживании и ремонте негативно.

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.

Что такое атмосферный двигатель и чем отличается от турбированного

Про турбированный мотор слышали многие. Особенно владельцы дизельных авто. Атмосферник не слишком кардинально отличается, но есть конструктивные особенности. В статье речь пойдет о том, что такое атмосферный двигатель, какие у него плюсы и минусы, чем отличается от турбомотора. Будет приведена сравнительная таблица, обозначены критерии выбора.

Что это такое

Атмосферный мотор — это двигатель, который всасывает воздух в камеру сгорания за счет движения поршня, без воздействия дополнительных устройств для нагнетания. В конструкции нет компрессоров и турбин. Исторически первый тип силового агрегата. В работе использует чистую физику. Во время такта впуска внутри цилиндра образуется вакуум, воздух «автоматически» заполняет пространство, проходя через фильтр, впускной коллектор.

Устройство атмосферного двигателя

Устройство атмосферного мотора

Для работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) нужны топливо, кислород, искра. В дизеле вместо искры используется принцип самовоспламенения от высокого давления на такте сжатия. Атмосферный двигатель называется так потому, что берет воздух напрямую из окружающей атмосферы.

Если говорить простыми словами, силовой агрегат, в котором нет системы принудительного нагнетания воздуха — вот что такое атмосферный двигатель. Без разницы, какая установлена система впрыска: инжекторная или карбюраторная. Это может быть мотор, работающий на бензине, дизтопливе и газе.

Принцип действия

Если залить в цилиндр бензин или солярку, а потом попробовать поджечь, ничего не выйдет. Еще из школьного курса физики известно, что кислород поддерживает горение. Поэтому для работы атмосферного двигателя нужна топливовоздушная смесь (ТВС). Идеальное соотношение бензина к воздуху составляет 1:14. Аналогичный показатель для дизеля — от 1:17 и выше. Оба «ингредиента» смешиваются уже в камере сгорания. Но пути доставки разные. Горючее из бензобака по топливопроводу поступает в карбюратор или инжектор, оттуда всасывается или впрыскивается в цилиндр.

Принцип работы атмосферника

Принцип работы атмосферника

В атмосферном моторе воздух засасывает сам цилиндр. Это похоже на работу медицинского шприца. Если оттягивать поршень, то жидкость набирается в колбу. Воздух сначала очищается от пыли и других загрязнений, проходя через фильтр, а потом устремляется в камеру сгорания, смешиваясь с топливом. Поршень начинает двигаться вверх от нижней мертвой точки (НМТ), сжимает смесь. Искра воспламеняет содержимое камеры. На дизеле детонация происходит сама по себе. Поршень совершает рабочий ход, выталкивает наружу выхлопные газы. Потом цикл повторяется.

Плюсы и минусы атмосферников

До сих пор большинство машин собирают с атмосферными моторами на борту. Причина тому — надежность конструкции. За подачу воздуха отвечает сам поршень. Нет турбрнагнетателей, а также других узлов, которые нужно обслуживать и ремонтировать. Атмосферники способны работать на плохом топливе. Они в состоянии переработать даже этилированный бензин, а его по-прежнему можно найти на заправках в глубинке. Есть другие преимущества:

1. Высокая ремонтопригодность. Не всегда можно найти автосервис поблизости. Приходится делать ремонт своими руками. Для этого не нужны профессиональные инструменты, приборы, дорогостоящие запчасти.
2. Низкая цена владения. Большинство узлов работает по механическому принципу. Электроника и автоматика не занимают 80 % подкапотного пространства. Техобслуживание реже, запасные части дешевле.
3. Большой запас прочности. Атмосферники способны пройти по 500 тыс. км без капитального ремонта. Двигатели BMW вовсе продолжают работать спустя 1 млн км. После замены поршневой моторы проедут еще миллион км.

Техника с каждым годом становится все сложнее. Прогрессивные устремления автомобильных инженеров сводят на нет многие плюсы атмосферных двигателей. Взять хоть катализатор. Если его соты прогорят и рассыпятся, завести силовой агрегат вряд ли получится. Придется ставить обманку или прошивать электронный блок управления (ЭБУ). Но это не вина движка. У него есть «природные» недостатки, на которые не влияет работа электроники. Вот их список:

1. Большая масса и габариты. Чтобы всасывать воздух из атмосферы, нужны объемные цилиндры. Из-за больших диаметров блок цилиндров становится громоздким, занимает много места, утяжеляет автомобиль.
2. Плохая динамика. На низких оборотах атмосферник не успевает получить достаточно кислорода, поэтому мощность остается слабой. Наблюдаются провалы в динамике, сложно разогнаться.
3. Высокий расход топлива. Из-за объемных цилиндров в камеру сгорания попадает много горючего, часть которого просто вылетает в трубу. Отсюда сильный «жор» солярки, бензина, газа.

Атмосферный двигатель — плохой выбор для водителей, ценящих высокую динамику и скорость. Зато силовой агрегат надежен. Он может пройти до миллиона километров без существенных поломок. Доказательство — движки-миллионники от BMW.

Разница между атмосферным и турбированным мотором

Фундаментальное отличие — способ доставки кислорода в камеру сгорания. Атмосферник берет воздух из окружающей среды, а турбомотор получает основной компонент ТВС из турбины или компрессора.

Принцип работы мотора с турбонаддувом

Принцип работы турбомотора

Еще есть разница в отклике силового агрегата. На низких оборотах ситуация почти одинаковая: турбине и атмосфернику требуется время на раскачку. Но второй справляется с задачей быстрее. Пока раскрутится турбина, ДВС стандартной конструкции уже выйдет на высокую мощность. На средних оборотах турбомотор показывает высокую динамику, а на высоких начинает захлебываться. Виной тому слабая пропускная способность интеркулера. Он не успевает переработать и остудить воздух. Атмосферник реагирует на педаль газа быстрее. Таблица сравнения будет выглядеть так:

На средних и высоких оборотах

Только на средних оборотах

Высокое качество горючего

Масса и габариты

Есть еще одно отличие. Компрессор и турбина при работе издают сильный шум. Атмосферный двигатель работает тише. Турбированный движок состоит из большего количества компонентов и требует соблюдения сложных технологических процессов. Отсюда высокая цена. Машина с атмосферником обойдется дешевле при покупке.

Что лучше выбрать

Если водитель планирует покупать новую машину, стоит перед выбором между традиционным атмосферным двигателем и турбомотором, ему следует отталкиваться от ключевых характеристик. Для агрессивной, скоростной манеры вождения лучше подойдет турбированный силовой агрегат. Он позволяет получить высокую динамику за счет быстрого вращения коленчатого вала. В таблице сравнения выше указано, что турбомотор имеет хорошую динамику лишь на средних оборотах. Это характерно для движков первых поколений. Сейчас используют турбины с изменяемой геометрией крыльчатки, другие технические новшества, которые многократно улучшают скорость реакции на изменение положения педали газа. При таком выборе стоит помнить о необходимости частой замены масла, проведения регулярных технических осмотров. Содержание и обслуживание машины обойдется дорого.

Атмосферник и турбированный мотор

Атмосферник и турбомотор

Ценителям традиционной, аккуратной манеры вождения подойдут автомобили с атмосферным двигателем на борту. Силовые агрегаты надежны, неприхотливы к качеству горючего. Можно спокойно ездить на бензине марки АИ-92. Менять масло и заниматься ремонтом придется реже. Но прожорливость атмосферника довольно высока. Понадобится чаще заезжать на автозаправочную станцию (АЗС). На современных автомобилях «жор» уменьшается из-за использования электронных систем управления. Они регулируют смешивание воздуха и топлива в зависимости от скорости движения, добиваясь экономичности. Силовой агрегат способен сохранять нормальную рабочую температуру даже при движении в городских пробках. Если рядом нет станции техобслуживания (СТО), небольшой ремонт можно сделать своими руками. Главное чтобы с собой были нужные запчасти, которые чаще всего выходят из строя.

Силовой агрегат без компрессора или турбины — вот что значит современный вид атмосферного двигателя. Он может работать на бензине, солярке и газе. Не доставляет хлопот владельцу машины, способен проехать без капитального ремонта до 1 миллиона километров.

Источник https://avtonov.com/%D0%B0%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5/

Источник https://autoexpert174.ru/chto-takoe-atmosfernyj-dvigatel/

Источник https://mashinapro.ru/2486-chto-takoe-atmosfernyy-dvigatel-i-chem-otlichaetsya-ot-turbirovannogo.html