В настоящее время автомобильный рынок заполонили турбированные малообъемники. Они пришли на смену классическим атмосферным моторам. Сама идея не новая - у "дизелистов" использование турбины на легковом автотранспорте является стандартом де-факто уже лет 30. Да и сам принцип автомобильного турбонагнетателя успешно применяется аж с 1950-хх годов.
А вот с бензиновыми двигателями сложнее. В основном, рост продаж "турбобензинок" в РФ пришелся на стремительное распространение китайских автомобилей на нашем рынке.
В итоге, как в описанной мной недавно истории с алюминиевым и чугунным ДВС, автолюбители во всем мире поделились на два лагеря, один из которых рьяно доказывает другому, что без турбины жить нельзя.
И как всегда, каждый из таких двигателей имеет собственные достоинства и недостатки, о которых грамотный автолюбитель должен быть информирован.
Что касается лично меня (автора), то я без изменений являюсь приверженцем "старой школы", и в вопросе выбора автомобиля отдам свой голос за машину с атмосферным ДВС. И так будет до тех пор, пока такие автомобили ещё продаются, несмотря на то, что они стремительно сдают позиции моделям двигателей с турбонагнетателями.
Далее объясню - почему.
Для чего нужна турбина
Важный показатель, на который обращают внимание автолюбители при покупке автомобиля - мощность двигателя. А она, помимо всего прочего, зависит и от объёма воздуха и топлива, способного сгореть в двигателе, совершая полезную работу.
Таким образом, самый простой способ увеличения отдачи ДВС - увеличение размеров цилиндров или наращивание их количества (пример - "американцы" 60-80 гг. прошлого века, пожиратели бензина). То есть, действовать согласно пропорции: чем больше смеси сжигается, тем выше мощность на выходе.
Инженеры того времени пытались увеличить объём силовых агрегатов, увеличивать сами компоненты двигателя. Однако, при таком подходе увеличиваются масса и размеры двигателя, возникают трудности с компоновкой, развесовкой, страдают экономичность и экологичность.
А экологи не дремлют, европейские нормы по выбросам постоянно ужесточаются. Понятно, вопить об экологии сегодня очень модно. Система требует прогресса, повышения КПД, увеличения мощности на фоне снижения расхода все дорожающего топлива.
Увеличить вам мощность? Хорошо. Добавим еще топлива. Применим для этого ТНВД, насос-форсунки и прочее ломучее железо. Но по стехиометрии на 1 часть топлива требуется минимум 14 частей воздуха.
А как увеличить поступление воздуха для полного сгорания этого топлива, не наращивая объём цилиндров? Затолкать его туда принудительно. И в этом как раз помогает турбонаддув. То есть турбина — это способ форсировки мотора, связанный с подачей воздуха в цилиндры под избыточным давлением.
Турбокомпрессоры оказалось перспективным не только в смысле форсирования моторов, но и с точки зрения повышения экономичности и чистоты выхлопа. Что особенно актуально для дизельных двигателей по понятным причинам, связанным с экологией.
Устройство турбокомпрессора достаточно простое (см. рисунок). Для сжатия воздуха используется энергия выхлопных газов. Как ветер вращает крылья мельницы, также и выхлопные газы крутят колесо с лопатками. Колесо с лопатками называется ротором турбины и посажено на один вал с колесом компрессора. Так что условно турбонагнетатель можно разделить на две части — ротор и компрессор. Ротор получает вращение от выхлопных газов, а соединённый с ним компрессор нагнетает дополнительный воздух под давлением в цилиндры.
При сжатии воздух нагревается. И его плотность уменьшается. Поэтому для охлаждения воздуха, поступающего в цилиндры под давлением, используется интеркулер, или промежуточный охладитель. Это радиатор, установленный на пути воздуха от компрессора к цилиндрам мотора.
Плюсы и минусы
А теперь о главном. Так ли это нужно нам с вами, простым автолюбителям.
Давайте разберем плюсы:
Экологичность. Способность отдачи высокой мощности при работе ДВС с турбиной и прямым впрыском топлива на низких оборотах, повышение КПД, и и снижение выбросы углекислого газа в атмосферу. Мечта эколога, прям.
Повышенная мощность. Турбированный двигатель способен давать на 30–40% больше мощности по сравнению с атмосферным, при том же объёме.
Экономичность. Турбированные двигатели обладают более высокой топливной эффективностью. См. первый пункт: отдача более высокой мощности на более низких оборотах.
На этом все. А теперь недостатки:
Требовательность к качеству топлива. Турбированные моторы более чувствительны к некачественному топливу, в частности к его детонационной стойкости. Минимум 95-й, на качественных заправках. А лучше 98-й, 100-й бензин - они теперь ваши постоянные спутники. А цену на них видели?
Повышенные требования к моторному маслу. Необходимо приобретать только высококачественные масла, с допуском изготовителя о разрешении использования в автомобилях с турбиной.
Слышали такое: "турбина начала гнать масло"? Как раз, наиболее вероятная причина - использование некачественного масла, долив масла другой марки и с другими характеристиками и несвоевременная замена масла в период эксплуатации автомобиля. Что приводит к потере маслом его смазывающих свойств, образованию отложений твердых частиц, в следствии чего турбина засоряется и выходит из строя.
Качественные фильтры. Воздушный и топливный. По понятным причинам - высокое давление и механические примеси (загрязнения) воздуха и бензина быстро выведут из строя и турбину, и топливную аппаратуру.
«Турбояма». На совсем низких оборотах ДВС скорости потока исходящих выхлопных газов не хватает для вращения турбины с необходимой скоростью, что не позволяет двигателю выдавать высокую мощность на оборотах. Пока турбина не начнет крутиться с должной скоростью, в топливной смеси будет наблюдаться нехватка воздуха, горение топлива окажется медленным и неэффективным, а поток отработанных газов если и увеличится, то лишь совсем незначительно.
Частично этот эффект был исправлен работой механического нагнетателя в паре с турбиной (как пример могу привести VW Amarok), а позднее начали использовать крыльчатки с изменяемой геометрией лопастей.
Итог
Таким образом, простая "хотелка" увеличить литровую мощность ДВС, а заодно удружить экологам, приводит к усложнению конструкции автомобиля, снижению надежности, увеличению расходов на эксплуатацию.
Да и ходит все это добро не долго. Тысяч 150 в среднем. Дизельные, правда поболее. Но зато в концепцию современного одноразового автомобиля отлично вписывается. Кстати, стоимость новой турбины для серийной легковушки сегодня доходит до 100000 руб. И стоимость восстановления около 30000 руб. - это обычное дело.
Так что, применение турбины, в основном, оправдано в тяжелой дизельной технике - что и понятно, из-за невысокой литровой мощности дизельного мотора. Ну и в автоспорте, где надо ехать "на все деньги". Обычному автолюбителю, который купился на рекламу турбомотора, особенно в РФ, это лишняя головная боль.