Принцип работы, преимущества и недостатки атмосферного двигателя

В современном автомобилестроении применяются различные виды двигателей внутреннего сгорания (ДВС). При наличии такого ассортимента силовых агрегатов, отличающихся между собой конструктивно (по количеству цилиндров, способу формирования рабочей смеси, принципу охлаждения, типу используемого топлива и прочим параметрам) неискушённому автомобилисту сложно не растеряться, выбирая транспортное средство. Эволюция ДВС, приводящих автомобиль в движение, благодаря инновациям в области автомобилестроения обеспечила возможность разгона современных авто до большой скорости при компактных габаритах агрегата.

Сегодня спектр моторов включает самые разнообразные модели, адаптированные под нужды любого потребителя. Даже далёкие от понимания «внутреннего мира» автомобиля люди знают о разделении силовых агрегатов на дизельные, бензиновые и газовые. Но классификация на этом не заканчивается, и не всегда автолюбители, глубже просвещённые в вопросах строения механизмов и систем машины, столкнувшись с понятием атмосферного двигателя, понимают, о чём в действительности речь. Поясним, что значит атмосферный двигатель, по какому принципу он работает и какие имеет плюсы и минусы.

В отличие от ДВС с наддувом, где используются устройства принудительного нагнетания воздушных масс для создания топливовоздушной смеси (компрессор, турбина, интеркулер), «атмосферник» впускает воздух за счёт пониженного давления в инжекторе или карбюраторе. То есть, воздушный поток из атмосферы забирается естественным образом, о чём собственно и говорит название. Это самый обыкновенный мотор, сконструированный более столетия назад и устанавливаемый на первые автомобили, сошедшие с конвейера. Атмосферный двигатель не утратил актуальности и сегодня, став уже классикой, им комплектуют машины не один десяток лет известные гиганты автомобилестроения.

Принцип работы атмосферного двигателя

Любой двигатель внутреннего сгорания функционирует благодаря воспламенению топлива в цилиндрах, что обеспечивается кислородом. Процесс сгорания смеси, созданной в необходимых пропорциях карбюратором или инжектором, генерирует энергию, которая приводит в движение механизмы мотора автомобиля. В случае с бензиновым мотором топливовоздушная смесь являет собой пропорцию бензина и кислорода в соотношении 1:14. Чтобы разобраться подробнее, что такое атмосферный двигатель в авто, и понять, как именно он выполняет свои функции, рассмотрим процесс подачи воздуха поэтапно. Для начала определим применяющиеся устройства подачи топливной смеси:

1. Карбюратор. Устройство являет собой простую конструкцию, обеспечивающую процесс смешивания топлива с воздухом механически, при этом регулировка подачи предполагает тщательную настройку. Состоит карбюратор из поплавковой и воздушной камер, соединённых между собой трубкой распылителя. Посредством бензонасоса в поплавковую камеру подаётся топливо, игольчатый фильтр и поплавок обеспечивают подачу горючего. В смесительной камере имеется диффузор, распылитель и дроссельная заслонка. Движение поршней обуславливает разрежение, благодаря которому происходит всасывание воздуха и бензина, обеспечивающее функционирование мотора. Смесь поступает независимо от режима работы двигателя, в результате чего наблюдаются сильный расход горючего, а также высокий уровень выхлопа.
2. Инжектор (форсунка). Система управления подачи топлива в данном случае более усовершенствована. Управление процессом выполняется электронной системой (микроконтроллером), которая контролирует расчёт порций топлива посредством анализа показаний с датчиков автомобиля. Подача горючего не зависит от режима работы мотора, как в случае с карбюратором, и выполняется автоматически с помощью форсунок, они в свою очередь имеют разные варианты подключения: одноточечный (моновпрыск), многоточечный (распределённый) и прямой (непосредственный впрыск). Стабильность давления обеспечивается специальным клапаном, который сбрасывает излишки топлива. Таким образом, горючее поступает в чётко дозированных объёмах, чем обусловлены экономия, уменьшенный уровень выхлопов и высокая производительность двигателя. Эти факторы способствовали большой популярности моторов, снабжённых инжекторами, и сегодня практически вытеснили с рынка карбюраторные.

Принцип работы атмосферного двигателя:

• всасывание воздушного потока из атмосферы движущимися поршнями;
• создание топливовоздушной смеси методом смешивания кислорода с топливом;
• подача смеси в камеру сгорания;
• выделение энергии за счёт воспламенения;
• давление на поршень;
• передача вращения на коленчатый вал.

Таким образом, транспорт приводится в движение, непрерывность которого обеспечивается стабильным давлением в цилиндрах и регулярной подачей горючего. Давление воздуха, передаваемого на двигатель, равно одной атмосфере. Под определением атмосферных моторов понимают и бензиновые, и дизельные модели, в которых при воспламенении смеси в камере сгорания присутствует атмосферное давление. Несмотря на особенности конструкций и разницу типа используемого горючего, в основу функционирования агрегатов заложен одинаковый принцип действия. Специальные устройства для нагнетания воздушных потоков отсутствуют при любом варианте атмосферного ДВС.

Преимущества и недостатки атмосферного двигателя

Современные авто комплектуются разными агрегатами, и с появлением моделей, оснащённых турбонаддувом, которые отличаются от обычного «атмосферника» высокой мощностью при малом расходе горючего и небольших объёмах, многие автопроизводители отдают предпочтение именно им. Создание экологически чистых моделей сейчас в тренде, но здесь есть свои подводные камни. Усложнение конструкции приводит к недолговечности и сложности проведения ремонтных работ, тогда как главное, чем отличается атмосферный двигатель, это надёжность. По этой причине остались и приверженцы классики. К тому же за столько лет эволюции ДВС классические варианты моторов были значительно усовершенствованы.

Конструктивные отличия мотора, оснащённого турбиной в наличии турбокомпрессора или механического компрессора, нагнетающего потоки воздуха под высоким давлением (от 1,5 до 3 атмосфер). Так, турбодвигатели способны сжигать больше горючего, выдавая большую мощность и демонстрируя лучшую динамику, чем атмосферные двигатели того же объёма. При этом после 100 – 150 тысяч км. пробега радость от высокой производительности может померкнуть вследствие необходимости ремонта, который выполнить собственноручно едва ли удастся. «Атмосферник» же, отличающийся простотой конструкции, можно починить самостоятельно, не затрачивая на процедуру много денежных средств. Проще ДВС атмосферного типа и в эксплуатации. Сразу после остановки движения глушить мотор не рекомендуется, он должен поработать немного на холостом ходу с целью стабилизации давления.

Плюсы атмосферных ДВС

«Атмосферники» имеют ряд преимуществ, благодаря которым их до сих пор выбирают большинство автомобилистов:

• высокая степень надёжности, долговечность;
• простота конструкции, обеспечивающая лёгкость в обслуживании и небольшие затраты, а также возможность устранить неисправность своими руками;
• низкий расход моторного масла и большой срок службы масляного фильтра (в случае с турбированным двигателем масла расходуется примерно вдвое больше);
• неприхотливость к качеству топлива: двигатель способен отлично справляться с низкокачественным горючим, чем грешат многие автозаправки.

https://www.youtube.com/watch?v=Cwy7k_qEv-I

Минусы «атмосферников»

Двигатель атмосферного типа не лишён и недостатков, среди которых:

• большой вес конструкции;
• низкая мощность сравнительно с мотором того же объёма, снабжённым турбиной;
• значения крутящего момента и разгон ниже, чем у агрегата с наддувом;
• неспособность достичь номинальной мощности при движении автомобиля по горному рельефу, где можно наблюдать разреженный воздух.

Питание посредством естественного забора воздушного потока не даёт оптимизировать пропорции горючего и кислорода на всех режимах функционирования. То есть, на низких оборотах наблюдается неспособность забирать нужный объём кислорода, а на высоких создаётся препятствие подачи потока воздуха пропускным сечением и воздушным фильтром. Минусы не делают атмосферные двигатели менее рациональными в использовании, чем агрегаты с наддувом, поэтому они не теряют своей популярности, несмотря на выход в свет новинок в области автомобилестроения.

Примеры транспортных средств с мощными атмосферными двигателями

Постоянное совершенствование характеристик автомобилей от известных лидеров автопроизводства обеспечивает востребованность экземпляров с «атмосферниками» на авторынке. Среди мощных моделей, на которых установлены движки атмосферного типа, можно выделить следующие:

• Ferrari GTC4Lusso (одна из версий авто снабжена атмосферным6,3-литровым мотором V12 на 690 л. с. и 697 Нм крутящего момента);
• Porsche 918 Spyder с сильным атмосферным движком 608 л. с. V8;
• Porsche 911 GT3 RS c 4-литровым атмосфернымдвигателем 520 л. с.;
• Mercedes C63 FMG Edition 507 с движком в 507 л. с.;
• Chevrolet Corvette C7 Stingray («атмосферник» V8 объёмом2 литра).

Среди представителей авто с мощным атмосферным силовым агрегатом множество моделей, список которых можно продолжать. Известные бренды Феррари, Ламборджини, Порше, Мерседес, Ауди, Шевроле, БМВ и другие устанавливают на многие свои машины атмосферные движки. Модели могут быть представлены в разных вариациях и иметь как бензиновый мотор, так и дизель.

Атмосферный двигатель работает предсказуемо, что для многих автомобилистов является несомненным преимуществом. Решить для себя, какой из вариантов подойдёт больше, стоит исходя из собственных предпочтений. Если в приоритете надёжность, лёгкость в эксплуатации и обслуживании, лучше остановить свой взгляд на моторе атмосферного типа, но если на первом месте показатели динамики, то выбор очевиден. Кстати, усилиями умельцев, практикующих тюнинг, на атмосферные двигатели также устанавливаются турбины. Сделать это непросто и требует специальных навыков, но на практике вполне применимо. Поскольку устройство не лепится к мотору наобум, предполагаются расчёты скорости и объёма поступающего воздуха. Самостоятельно такие работы лучше не выполнять, потому что успешно справиться с задачей смогут только виртуозы своего дела.