Атмосферный двигатель - это тип двигателя внутреннего сгорания, который использует атмосферный воздух для горения топлива, в отличие от двигателей с турбонаддувом. Такие двигатели имеют простую конструкцию, надежны в работе и не требуют сложного обслуживания. Рассмотрим подробнее, как устроен атмосферный двигатель, его преимущества и недостатки.
Принцип работы атмосферного двигателя
Принцип работы основан на четырехтактном цикле: впуск - сжатие - рабочий ход (сгорание) - выпуск. При впуске клапан впуска открывается и атмосферный воздух заполняет цилиндр. Затем клапан закрывается и воздух сжимается поршнем. После этого происходит впрыск топлива, которое воспламеняется от искры свечи зажигания. Расширяющиеся газы давят на поршень, заставляя его двигаться вниз и совершать рабочий ход. На такте выпуска отработанные газы удаляются через выпускной клапан.
Преимущества атмосферных двигателей
По сравнению с турбированными двигателями, атмосферные имеют ряд преимуществ:
- Простота конструкции - отсутствие турбонагнетателя упрощает устройство и снижает стоимость производства.
- Надежность - меньше движущихся частей и отсутствие высоких давлений повышает ресурс двигателя.
- Долговечность - при правильной эксплуатации атмосферные двигатели служат дольше турбированных.
- Лучшая управляемость - предсказуемая отдача на низких оборотах.
- Низкое потребление масла - отсутствие турбины снижает расход моторного масла.
Недостатки атмосферных двигателей
У атмосферных двигателей есть и свои минусы:
- Меньшая мощность по сравнению с турбодвигателями того же рабочего объема.
- Повышенный расход топлива из-за более низкого КПД.
- Худшие динамические характеристики - невысокий крутящий момент на низких оборотах.
- Пониженная приемистость и ускорение по сравнению с турбомоторами.
Конструктивные особенности
Конструкция атмосферных двигателей имеет некоторые отличия от турбированных:
- Более высокая степень сжатия, до 12 и более. Это повышает термический КПД.
- Увеличенные впускные клапаны для обеспечения необходимого потока воздуха.
- Использование легких поршней для уменьшения инерционных потерь.
- Применение резонаторов во впускном тракте для улучшения наполнения цилиндров.
- Оптимизация фаз газораспределения для эффективного наполнения на высоких оборотах.
Применение
Атмосферные двигатели широко применяются в легковых и грузовых автомобилях, сельскохозяйственной и специальной технике. Как правило, это бензиновые и дизельные двигатели рабочим объемом от 1 до 6 литров. Наиболее распространены рядные 4 и 6 цилиндровые моторы, реже встречаются V-образные 8 и 12 цилиндровые двигатели.
Атмосферные двигатели используются там, где не нужна высокая мощность, а важна надежность и долговечность - внедорожники, коммерческий транспорт, сельхозтехника. Турбонаддув применяется в спортивных и высокомощных двигателях для увеличения мощности.
Обслуживание атмосферных двигателей
Обслуживание атмосферных двигателей проще, чем турбомоторов. Основные рекомендации по уходу:
- Соблюдать периодичность замены масла и фильтров - это обеспечит долговечность двигателя.
- Проверять и регулировать зазоры в клапанном механизме - важно для эффективного газообмена.
- Следить за состоянием свечей зажигания - своевременно менять при необходимости.
- Не превышать максимально допустимых оборотов двигателя.
- Использовать бензин и масло рекомендованной марки и качества.
При соблюдении этих правил атмосферный двигатель прослужит долго без поломок и проблем.
Выбор атмосферного двигателя
При выборе стоит учитывать:
- Тип топлива - бензиновый или дизельный.
- Конфигурация - рядный или V-образный.
- Рабочий объем и количество цилиндров.
- Требуемая мощность и крутящий момент.
- Условия эксплуатации - дорога, бездорожье, тяжелые нагрузки.
- Стоимость и расходы на обслуживание.
- Репутация производителя двигателя.
Для легковых автомобилей оптимальным выбором часто являются бензиновые атмосферные двигатели объемом 2-3 литра. Для грузовиков и внедорожников подойдут атмосферные дизели рабочим объемом 4-6 литров.
Мнения экспертов об атмосферных двигателях
Эксперты и инженеры имеют следующие мнения об атмосферных двигателях:
- Атмосферные двигатели доказали свою надежность за многие десятилетия использования.
- У них есть резерв для форсирования и увеличения мощности.
- Отсутствие турбины снижает нагрузку на двигатель и уменьшает износ.
- Современные бензиновые атмосферные моторы достигают впечатляющих показателей мощности и экономичности.
- Для коммерческого транспорта разумнее использовать атмосферные дизели.
Таким образом, по мнению специалистов, атмосферные двигатели сохраняют свою актуальность и востребованность на рынке благодаря оптимальному сочетанию характеристик.
Интересные факты
- Самым мощным серийным атмосферным двигателем был V12 от BMW мощностью 640 л.с.
- Рекордсменом по рабочему объему является авиационный 28-цилиндровый звездообразный мотор P&W R-4360 c объемом 71,5 литров.
- Четырехцилиндровый мотор в модели Ford Model T развивал 20 л.с. при 1600 об/мин в 1909 г.
- Первый серийный атмосферный дизель появился на Mercedes-Benz 260D в 1936 году.
- Самым высокооборотистым атмосферным мотором считается Honda F20C с "красной зоной" при 9000 об/мин.
Атмосферные двигатели прошли долгий путь эволюции, чтобы достичь современных высоких стандартов по мощности, экономичности и надежности. Их технический потенциал далеко не исчерпан.
Лучший атмосферный двигатель
Среди атмосферных двигателей можно выделить несколько популярных и успешных моделей:
- BMW M50B25 - рядный 6-цилиндровый бензиновый мотор объемом 2,5 литра, устанавливался на 3-й и 5-й серии BMW в 1991-1996 гг.
- Toyota 2JZ-GE - рядный 6-цилиндровый бензиновый двигатель 3 литра производства Toyota, отличается надежностью и возможностями форсирования.
- Mercedes-Benz OM602 - 5-цилиндровый дизельный двигатель объемом 2,9 литра, применялся в моделях Mercedes-Benz с 1980-х по 2000-е годы.
- Ford Barra - австралийский 6-цилиндровый двигатель Ford, выпускался в атмосферном варианте объемом 4 литра, отличался надежностью и долговечностью.
- BMW N52 - рядный 6-цилиндровый бензиновый мотор BMW объемом 3 литра, производился с 2004 по 2015 год, был оснащен системой Valvetronic.
Все эти моторы хорошо себя зарекомендовали на практике, показали превосходные эксплуатационные характеристики и снискали любовь автолюбителей.
Атмосферные двигатели для гоночных автомобилей
В автоспорте также активно используются атмосферные двигатели. Их преимущества:
- Высокая надежность при больших нагрузках.
- Предсказуемая и точная отдача на изменение педали газа.
- Возможность высокофорсированных вариантов.
- Сравнительная простота в обслуживании и ремонте.
Известные гоночные атмосферники:
- Ferrari F136 - V8 и V12 для Formula 1 в 1990-х годах.
- BMW P65 - 8-цилиндровый двигатель для Indy Car в 1980-90-е годы.
- Cosworth DFV - легендарный 3-литровый V8, доминировавший в Формуле-1 с 1960-х по 1980-е годы.
- Toyota RV10 - 10-цилиндровый атмосферный мотор для Le Mans в 1990-х годах.
Многие из этих двигателей вошли в историю автоспорта как наиболее титулованные и надежные.
Установка турбины на атмосферный двигатель
Турбина на атмосферный двигатель ставится, чтобы увеличить мощность. Порядок работ:
- Выбор подходящего турбокомпрессора с учетом рабочего объема и параметров двигателя.
- Модификация впускного коллектора для установки турбины.
- Установка систем охлаждения турбины и дополнительного смазывания.
- Установка wastegate для регулирования давления наддува.
- Перепрограммирование ЭБУ и настройка зажигания.
- Тестирование на стенде, доводка и тонкая настройка.
При установке турбины мощность атмосферного двигателя можно увеличить на 30-50%. Но возрастает и нагрузка, требуется качественная доработка для надежной работы.
Перспективы развития атмосферных двигателей
Несмотря на доминирование турбомоторов в последние годы, у атмосферных двигателей есть потенциал для развития. Перспективные направления:
- Повышение энергоэффективности за счет совершенствования процессов горения и теплопередачи.
- Применение легких и прочных материалов в конструкции для снижения веса двигателя.
- Улучшение газодинамических характеристик за счет оптимизации впускных и выпускных трактов.
- Гибридизация - дополнение атмосферного ДВС электродвигателем и аккумуляторами.
Совершенствуя технологии, конструкторы будут продолжать выжимать дополнительные лошадиные силы из атмосферных моторов при сохранении их фирменных качеств.
Сравнение атмосферных и турбированных двигателей
Давайте сравним основные характеристики атмосферных и турбированных двигателей:
- Мощность и крутящий момент - у турбомоторов выше на 15-50%.
- Динамика разгона - турбодвигатели обгоняют атмосферники.
- Расход топлива - турбины снижают экономичность на 10-15%.
- Надежность - атмосферные двигатели превосходят турбомоторы.
- Сложность конструкции - турбонаддув значительно ее увеличивает.
- Стоимость эксплуатации - обслуживание турбины обходится дороже.
Таким образом, турбодвигатели выгодно отличаются производительностью, а атмосферники - надежностью и неприхотливостью. Выбор зависит от приоритетов покупателя.
Атмосферные двигатели фольксваген (Volkswagen)
Компания Volkswagen использует атмосферные двигатели во многих своих моделях. Рассмотрим некоторые из них:
- 1.4 TSI - бензиновый 4-цилиндровый двигатель с непосредственным впрыском топлива.
- 2.0 TFSI - 4-цилиндровый турбированный бензиновый мотор с непосредственным впрыском.
- VR6 - уникальный узкоугольный 6-цилиндровый атмосферный двигатель.
- 1.9 TDI - атмосферный турбодизель объемом 1,9 литра, отличается надежностью.
- 5.0 TSI - мощный 10-цилиндровый бензиновый двигатель для спортивных Audi.
Знаменитые автомобили с атмосферными двигателями
Многие легендарные автомобили оснащались именно атмосферными двигателями. Например:
- Ford Mustang первых поколений - с 4.7 литровым V8.
- Chevrolet Corvette C3 Stingray - с 7 литровым V8 LT1.
- Toyota Supra A80 - с рядным 6-цилиндровым турбо-мотором 2JZ-GE.
- Nissan Skyline GT-R (R32) - с RB26DETT объемом 2.6 литра.
- BMW E30 M3 - с рядным 4-цилиндровым S14 объемом 2.3 литра.
Эти автомобили вошли в историю благодаря своим атмосферным моторам, которые обеспечивали им отличные динамические качества и запоминающийся характер.
Выбор атмосферника: б/у или новый двигатель
При необходимости замены атмосферного двигателя стоит выбор - купить новый или б/у мотор. Сравним варианты:
- Новый двигатель обойдется дороже, зато полностью исключает риск поломок.
- Б/у двигатель стоит дешевле, но требует внимательной диагностики и оценки ресурса.
- При покупке нового мотора даются гарантия и уверенность в качестве.
- Б/у двигатель может оказаться дешевле ремонта старого при капитальной поломке.
Лучший вариант - найти проверенного продавца б/у атмосферных двигателей (отзывы подтверждают) и получить гарантию. Это позволит сэкономить при сохранении надежности.
Популярные модификации атмосферных двигателей
Чтобы увеличить мощность атмосферного двигателя, применяются следующие модификации:
- Установка спортивного впускного коллектора.
- Замена впускных и выпускных клапанов на более производительные.
- Установка легкого маховика и шатунов.
- Полировка и балансировка коленвала.
- Установка высокопроизводительной системы зажигания.
Эти мероприятия в комплексе позволяют поднять мощность и приемистость атмосферного двигателя на 15-30% без потери надежности.
Атмосферные дизельные двигатели
Атмосферные дизели широко используются благодаря своим преимуществам:
- Высокий крутящий момент на низких оборотах.
- Экономичность и низкий расход топлива.
- Простота и надежность конструкции.
- Долговечность, способность выдерживать большие нагрузки.
- Хорошая ремонтопригодность.
Современные атмосферные дизели оснащаются непосредственным впрыском топлива, 4 клапанами на цилиндр, системой турбонагнетания. Это позволяет им сочетать высокую мощность, экономичность и долговечность.
Атмосферный бензиновый двигатель: выбор для тюнинга
Для тюнинга лучше всего подходят атмосферные бензиновые двигатели. Их преимущества:
- Большой потенциал для увеличения мощности.
- Возможность работы на высоких оборотах после доработки.
- Широкий выбор запчастей и тюнинг-комплектов.
- Простота модернизации - не нужен сложный турбонаддув.
- Надежная работа при форсировании мощности.
Лучше всего подойдут рядные 4- и 6-цилиндровые моторы от 2 до 4 литров объемом. При грамотном подходе их можно форсировать до 450-500 л.с. без потери надежности.
Увеличение ресурса атмосферного двигателя
Чтобы продлить жизнь атмосферного двигателя, рекомендуется:
- Соблюдать регламент техобслуживания, своевременно менять масло и фильтры.
- Использовать качественное моторное масло и бензин рекомендованной марки.
- Не допускать длительной работы на максимальных оборотах.
- Следить за давлением масла и температурой двигателя.
- При появлении стуков и шумов сразу искать и устранять неисправность.
Аккуратная эксплуатация и регулярное ТО позволят атмосферному мотору прослужить без поломок 250-300 тысяч километров и более.
Причины повышенного расхода масла
Причинами повышенного расхода масла могут быть:
- Износ поршневых колец или цилиндров.
- Засорение или разрушение сапунов картера.
- Негерметичность масляного насоса.
- Трещины и заломы в маслоприемнике.
- Загрязненный воздушный фильтр.
Для устранения проблемы нужно провести диагностику, замерить компрессию и определить точную причину. Затем отремонтировать двигатель и устранить неисправность.
Замена масла и фильтров
Замена масла и фильтров - важная процедура для атмосферного двигателя. Порядок действий такой:
- Прогреть двигатель до рабочей температуры.
- Подготовить емкость для слива масла.
- Открутить сливную пробку и слить отработанное масло.
- Заменить масляный и воздушный фильтры.
- Залить свежее масло рекомендованной марки.
- Проверить уровень масла по щупу.
- Утилизировать отработанное масло.
Регулярная замена масла и фильтров - залог долговечности атмосферного двигателя.
Плюсы и минусы атмосферных бензиновых двигателей
Рассмотрим достоинства и недостатки атмосферных бензиновых двигателей:
Плюсы:
- Простота устройства и обслуживания.
- Хорошая ремонтопригодность.
- Надежность и долговечность при правильной эксплуатации.
- Линейная и предсказуемая отдача на газ.
- Неплохая динамика и мощность.
- Возможности для форсирования и тюнинга.
Минусы:
- Более высокий расход топлива по сравнению с турбомоторами.
- Меньший крутящий момент на низких оборотах.
- Ограниченный потенциал роста мощности.
- Необходимость прогрева двигателя зимой.
- Требовательность к качеству бензина.
Тем не менее, атмосферные «бензиновые сердца» по-прежнему популярны благодаря оптимальному сочетанию свойств.
Техническое обслуживание атмосферного двигателя
Для поддержания атмосферного двигателя в рабочем состоянии требуется регулярное ТО, включающее:
- Замену масла и фильтров.
- Проверку и регулировку зазоров в клапанах.
- Осмотр и замену изношенных деталей ГРМ.
- Проверку свечей зажигания.
- Очистку воздушного фильтра.
- Проверку компрессии в цилиндрах.
Соблюдение периодичности и качества ТО позволит атмосферному двигателю надежно отработать свой ресурс без дорогостоящего ремонта.
Характерные неисправности атмосферных двигателей
Типичные неисправности атмосферных двигателей:
- Повышенный расход масла из-за износа цилиндропоршневой группы.
- Пропуски зажигания из-за дефектов свечей или проводки.
- Посторонние стуки при работе двигателя.
- Падение компрессии по одному или нескольким цилиндрам.
- Поломки клапанного механизма из-за нарушения регламента замены масла.
Своевременное выявление и устранение неполадок - залог долгой безотказной работы атмосферника.
Тюнинг атмосферных двигателей от Volkswagen
Атмосферные двигатели Volkswagen обладают хорошим потенциалом для тюнинга. Популярные направления:
- Установка чип-тюнинга для увеличения мощности.
- Замена впускного коллектора на спортивный.
- Установка системы зажигания с регулируемыми кривыми.
- Установка sport-катушек и свечей.
- Замена выпускной системы на малошумную.
Грамотный тюнинг позволяет поднять мощность атмосферных моторов VW на 20-30% без потери надежности.
Достоинства атмосферных двигателей Volkswagen
Атмосферные двигатели Volkswagen славятся такими качествами:
- Надежность и долговечность.
- Невысокий расход топлива.
- Плавная и линейная отдача.
- Простота в ремонте и обслуживании.
- Широкий модельный ряд и доступность запчастей.
- Хороший потенциал для тюнинга.
Эти двигатели отлично зарекомендовали себя на классических Volkswagen, таких как Golf, Passat, Jetta. Они способны проходить большие межсервисные интервалы при условии качественного ухода.
Устранение стуков в атмосферном двигателе
Чтобы устранить стуки в атмосферном двигателе, нужно:
- Определить тип стука - металлический или деревянный.
- Выявить причину - износ подшипников, поршневой, дефекты ГРМ.
- Провести диагностику с помощью мотор-тестера.
- Заменить изношенные детали - шатуны, гидрокомпенсаторы.
- Отрегулировать тепловые зазоры в клапанах.
Грамотное устранение стуков позволит атмосфернику снова работать плавно и без перебоев.
Замена поршневых колец в атмосферном двигателе
Порядок замены поршневых колец:
- Демонтировать поршень из цилиндра.
- Снять старые кольца с помощью съемника.
- Удалить нагар с поршня и стенок цилиндра.
- Подобрать новые кольца в соответствии с размерами.
- Установить кольца в порядке: маслосъемное, компрессионное, расширительное.
- Аккуратно установить поршень в цилиндр.
Замена колец восстановит герметичность цилиндропоршневой группы и снизит расход масла.
Признаки неисправности ГРМ в атмосферном двигателе
Признаки неисправностей в ГРМ:
- Посторонние стуки из-под крышки клапанов.
- Пропуски зажигания, неровная работа.
- Падение мощности, дымный выхлоп.
- Поломка приводной цепи или зубчатого ремня.
- Пробуксовка распредвала относительно коленвала.
При появлении таких симптомов нужно сразу проверить состояние всех элементов ГРМ и устранить дефект.
Преимущества атмосферных бензиновых двигателей Toyota
Атмосферные бензиновые двигатели Toyota славятся такими качествами:
- Высочайшая надежность и долговечность.
- Простота конструкции и обслуживания.
- Экономичность - невысокий расход топлива.
- Хорошая ремонтопригодность.
- Плавность работы и комфортабельность.
- Экологичность - соответствие нормам токсичности.
Моторы Toyota славятся способностью проходить сотни тысяч километров без капитального ремонта. Эти качества ценят водители по всему миру.
Признаки износа поршневых колец
Признаки износа поршневых колец:
- Повышенный расход масла.
- Снижение компрессии в цилиндрах.
- Падение мощности и динамики разгона.
- Увеличенный расход топлива.
- Дымный выхлоп.
- Трудности с запуском двигателя.
При появлении таких симптомов стоит проверить состояние колец и при необходимости заменить их на новые.
Правила эксплуатации атмосферного двигателя зимой
Чтобы сохранить атмосферный двигатель зимой, нужно:
- Использовать масло рекомендованное для зимних условий.
- Регулярно прогревать двигатель после запуска.
- Следить за уровнем и плотностью охлаждающей жидкости.
- Не гонять холодный двигатель на высоких оборотах.
- Ставить автомобиль в теплое помещение, если не эксплуатируется.
Соблюдение этих правил позволит избежать поломок и продлить ресурс атмосферного двигателя зимой.
Причины и устранение вибрации
Вибрация атмосферного двигателя вызывается:
- Дисбалансом коленчатого вала из-за загрязнения масла.
- Износом опор и подшипников коленвала.
- Нарушением регулировки клапанов.
- Неравномерной компрессией по цилиндрам.
Для устранения вибрации нужно найти и устранить ее причину - отбалансировать вал, заменить подшипники, отрегулировать клапаны.
Преимущества атмосферных бензиновых двигателей Toyota
Атмосферные бензиновые двигатели Toyota славятся такими качествами:
- Высочайшая надежность и долговечность.
- Простота конструкции и обслуживания.
- Экономичность - невысокий расход топлива.
- Хорошая ремонтопригодность.
- Плавность работы и комфортабельность.
- Экологичность - соответствие нормам токсичности.
Моторы Toyota славятся способностью проходить сотни тысяч километров без капитального ремонта. Эти качества ценят водители по всему миру.
Признаки износа поршневых колец
Признаки износа поршневых колец:
- Повышенный расход масла.
- Снижение компрессии в цилиндрах.
- Падение мощности и динамики разгона.
- Увеличенный расход топлива.
- Дымный выхлоп.
- Трудности с запуском двигателя.
При появлении таких симптомов стоит проверить состояние колец и при необходимости заменить их на новые.
Правила эксплуатации атмосферного двигателя зимой
Чтобы сохранить атмосферный двигатель зимой, нужно:
- Использовать масло рекомендованное для зимних условий.
- Регулярно прогревать двигатель после запуска.
- Следить за уровнем и плотностью охлаждающей жидкости.
- Не гонять холодный двигатель на высоких оборотах.
- Ставить автомобиль в теплое помещение, если не эксплуатируется.
Соблюдение этих правил позволит избежать поломок и продлить ресурс атмосферного двигателя зимой.
Заключение
В заключение отметим, что атмосферные двигатели внутреннего сгорания по-прежнему остаются востребованным типом силовых агрегатов для автомобилей. Их преимущества - простота конструкции, надежность, ремонтопригодность, долговечность. Современные технологии позволяют улучшать топливную экономичность атмосферников и снижать токсичность выхлопа. Атмосферные двигатели активно используются на легковых автомобилях, внедорожниках, коммерческом транспорте. При грамотной эксплуатации они способны пройти сотни тысяч километров без капремонта. Атмосферные двигатели сохранят свою востребованность и в обозримом будущем.
