Verschillen tussen atmosferische en turbomotoren

Hoe de auto werkt> Verschillen tussen atmosferische en turbomotoren

Dit is een onderwerp dat een prioriteit is geworden sinds de massale introductie van kleinere motoren. Dit was dus een kans om een ​​artikel te schrijven om dit probleem te verduidelijken, dus laten we eens kijken naar alle elementen die motoren met natuurlijke aanzuiging onderscheiden van motoren met turbocompressor.

Lees ook: Werking turbocompressor.

Het basisprincipe

Aangezien jullie niet allemaal mechanische kampioenen zijn, laten we eens kijken wat motoren met natuurlijke aanzuiging en supercharger zijn.

Laten we allereerst verduidelijken dat deze termen in de eerste plaats de luchtinlaat betekenen, dus de rest interesseert ons niet. Een motor met natuurlijke aanzuiging kan worden gezien als een "standaard" motor, wat betekent dat hij op natuurlijke wijze buitenlucht ademt dankzij de heen en weer gaande bewegingen van de zuigers, die hier als zuigpompen fungeren.

Een supercharged motor maakt gebruik van een additief systeem dat nog meer lucht in de motor leidt. Dus naast het aanzuigen van lucht door de beweging van de zuigers, voegen we meer toe met behulp van een compressor. Er zijn twee soorten:

• Aangedreven door motorenergie = compressor - supercharger
• Uitlaatgasgestuurd = turbocompressor.

Turbomotor = meer vermogen

Eerste opmerking: een turbomotor is potentieel krachtiger. De kracht komt inderdaad rechtstreeks van de verbranding in de cilinders, hoe belangrijker het is, hoe meer de cilinder "beweegt" en dus hoe krachtiger de auto. Met een turbo kun je meer lucht in de cilinders persen dan zonder. En omdat we erin slagen meer oxidant (lucht en vooral het kleine deel zuurstof dat er is) te sturen, kunnen we meer brandstof sturen. Daarom hebben we meer energie om te verbranden per cyclus, dus we hebben meer energie. Ook de term "boost" is van groot belang, we verstoppen de motor letterlijk met lucht en brandstof, we "stoppen" zoveel mogelijk in de cilinders.

De 458 Italia heeft een atmosferische 4.5 met 570 pk.

De 488 GTB (vervanging) wordt aangedreven door een supercharged 4.0-motor die 100 pk ontwikkelt. meer (vandaar 670). Zo hebben we een kleinere motor en meer vermogen (twee turbines, één per rij cilinders). Bij elke grote crisis brengen fabrikanten ons hun turbines. Dit is inderdaad in het verleden gebeurd en het is mogelijk dat ze in de toekomst weer zullen worden verlaten (tenzij elektriciteit de warmte vervangt), ook al is er weinig kans in de "klimatologische" context. Politiek ".

Minder holle turbomotor

Een motor met natuurlijke aanzuiging zuigt meer lucht aan naarmate het toerental stijgt, dus het vermogen neemt toe bij het toerental, omdat het dan de meeste lucht en brandstof verbruikt. Een turbomotor kan bij lage toeren veel lucht en brandstof hebben omdat de turbo de cilinders vult met "kunstmatige" lucht (lucht die dus wordt toegevoegd aan de lucht die van nature wordt aangezogen door de beweging van de cilinders). Hoe meer oxidatiemiddel, hoe meer brandstof er bij lage snelheden wordt verzonden, wat resulteert in overtollige energie (dit is een soort legering).

Houd er echter rekening mee dat motoraangedreven compressoren (door krukas aangedreven supercharger) het mogelijk maken dat de motor zelfs bij lagere toerentallen met lucht wordt aangedreven. De turbocompressor wordt aangedreven door lucht die uit de uitlaat komt, dus hij kan niet goed presteren bij zeer lage toerentallen (waar uitlaatstromen niet erg belangrijk zijn).

Merk ook op dat de turbocompressor niet bij alle snelheden hetzelfde kan werken, de "propellers" van de turbines kunnen niet hetzelfde werken, afhankelijk van de kracht van de wind (vandaar de snelheid en stroom van de uitlaatgassen). Hierdoor werkt de turbo het best in een beperkt bereik, vandaar het butt kick effect. Dan hebben we twee oplossingen: een turbocompressor met variabele geometrie die de helling van de vinnen verandert, of een dubbele of zelfs driedubbele boost. Wanneer we meerdere turbines hebben, zorgt de ene voor lage snelheid (kleine stromingen, dus kleine turbo's aangepast aan deze "winden"), en de andere zorgt voor hoge snelheden (meer in het algemeen is het logisch dat stromingen belangrijker zijn bij deze punt. daar). Met dit apparaat vinden we dan de lineaire acceleratie van een atmosferische motor, maar met veel meer pakkend en duidelijk koppel (bij gelijke cilinderinhoud natuurlijk).

Consumptie? Het hangt er van af …

Dit brengt ons bij een nogal belangrijk en controversieel punt. Verbruikt de turbomotor minder? Als je naar de cijfers van de fabrikanten kijkt, kun je ja zeggen. In feite is echter heel vaak alles erg goed en moeten de nuances worden besproken.

Het verbruik door fabrikanten is afhankelijk van de NEDC-cyclus, namelijk het specifieke gebruik van de auto's: zeer langzame acceleratie en zeer beperkte gemiddelde snelheid.

In dit geval staan ​​de turbomotoren aan de top omdat ze er niet veel gebruik van maken...

In feite is het belangrijkste voordeel van de gedownsizede turbomotor zijn kleine formaat. Een kleine motor verbruikt, heel logisch, minder dan een grote.

Helaas heeft een kleine motor een beperkt vermogen omdat hij niet veel lucht kan opnemen en dus veel brandstof kan verbruiken (omdat de verbrandingskamers klein zijn). Het feit dat een turbocompressor wordt gebruikt, maakt het mogelijk om de verplaatsing kunstmatig te vergroten en het verloren vermogen tijdens krimp te herstellen: we kunnen een luchtvolume introduceren dat groter is dan de kamer, omdat de turbocompressor perslucht stuurt, die lucht aanzuigt. minder ruimte (het wordt ook gekoeld door een warmtewisselaar om het volume verder te verminderen). Kortom, we kunnen 1.0's met meer dan 100 pk verkopen, terwijl ze zonder turbo beperkt zouden zijn tot ongeveer zestig, dus ze kunnen niet op veel auto's worden verkocht.

Als onderdeel van de NEDC-homologatie gebruiken we auto's bij lage snelheden (langzame lage acceleratie bij toerentallen), zodat we eindigen met een kleine motor die rustig loopt, in welk geval hij niet veel verbruikt. Als ik de 1.5 liter en 3.0 liter naast elkaar laat lopen bij lage en vergelijkbare toeren, dan zal de 3.0 logischerwijs meer verbruiken.

Daarom zal een turbomotor bij lage toerentallen werken als natuurlijke aanzuiging, aangezien hij geen turbocompressor zal gebruiken (de uitlaatgassen zijn te zwak om hem nieuw leven in te blazen).

En het is daar dat turbomotoren hun wereld bedriegen, ze verbruiken weinig bij lage snelheden in vergelijking met atmosferische, omdat ze gemiddeld minder zijn (minder = minder verbruik, ik herhaal, ik weet het).

In het echte gebruik gaat het echter soms zo ver dat het tegendeel uit de hand loopt! Inderdaad, bij het beklimmen van de torens (dus wanneer we stroom gebruiken in tegenstelling tot de NEDC-cyclus), treedt de turbo in werking en begint dan een zeer grote stroom lucht in de motor te gieten. Helaas, hoe meer lucht, hoe meer er moet worden gecompenseerd door brandstof te sturen, waardoor het debiet letterlijk explodeert.

Dus laten we het even samenvatten: fabrikanten hebben de grootte van de motoren verkleind om de NEDC-cyclus beter aan te kunnen en daardoor de verbruikswaarden te verlagen. Om echter hetzelfde vermogensniveau te bieden als de "oude grote motoren", voegden ze een turbocompressor (of supercharger) toe. Tijdens de cyclus draait de turbo heel weinig en brengt zelfs een beetje extra energie door de uitzetting van de uitlaatgassen (de uitlaatgassen nemen meer ruimte in dan het mengsel dat de motor binnenkomt, deze uitzetting wordt aangedreven door de turbine), wat leidt tot tot een laag verbruik, omdat de motor klein is, herinner ik u eraan (als we twee identieke volumes vergelijken met en zonder turbolader, dan zal die met turbolader logischer verbruiken). Sterker nog, mensen gebruiken al het vermogen van hun auto en laten de turbo daardoor harder werken. De motor wordt met lucht gepompt en moet daarom ook worden "geladen" met benzine: het verbruik stijgt sterk, zelfs bij kleine motoren ...

Van mijn kant merk ik soms met angst dat velen van jullie erg ongelukkig zijn met het daadwerkelijke verbruik van kleine benzinemotoren (de beroemde 1.0, 1.2, 1.4, etc.). Wanneer velen terugkomen van diesel, wordt schokken nog belangrijker. Sommigen verkopen zelfs hun auto meteen... Dus wees voorzichtig bij het kopen van een kleine benzinemotor, ze doen niet altijd wonderen.

Slecht geluid?

Bij een turbomotor is het uitlaatsysteem nog lastiger... Sterker nog, naast de katalysatoren en het roetfilter hebben we nu een turbine die wordt aangedreven door de stromen die door het uitlaatgas worden veroorzaakt. Dit alles betekent dat we nog steeds iets toevoegen dat de lijn blokkeert, zodat we iets minder ruis horen. Daarnaast is het toerental lager, waardoor de motor minder hard kan piepen.

De F1 is het beste voorbeeld dat er bestaat, met kijkersplezier dat enorm is verminderd (motorgeluid was een van de belangrijkste ingrediënten, en wat mij betreft mis ik atmosferische V8's vreselijk!).

Hier kunnen we duidelijk zien dat de turbo een beetje belemmerd is op uitlaatniveau... (spruitstuk rechts en turbo links)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Kies er een!

Spotter (GE Supercars) heeft het werk voor je gedaan om te vergelijken. Merk echter op dat het verschil meer opvalt bij andere auto's (vooral de F1), omdat Ferrari er desondanks voor zorgde dat de turbo de goedkeuring zo min mogelijk zou bestraffen, waardoor de ingenieurs serieus werk moesten verzetten. Hoe dan ook, we hebben 9000 tpm bij 458 en 8200 tpm bij 488 GTB (ook wetende dat bij dezelfde snelheid 488 minder geluid maakt).

Te lage snelheid met turbocompressor?

Ja, met twee turbines die de uitlaatstromen verzamelen en perslucht naar de motor sturen, is hier een limiet: we kunnen ze niet allebei te snel laten draaien, en dan hebben we ook een belemmering op het uitlaatniveau, wat we niet doen hebben met een atmosferische motor (turbo interfereert). Merk echter op dat de turbine die perslucht naar de motor stuurt elektronisch wordt geregeld via de bypassklep van de bypassklep, zodat we de stroom van perslucht naar de motor kunnen beperken (dit is een onderdeel van wat er gebeurt). naar de vergrendelingsmodus gaat, laat de omloopklep alle druk naar de lucht en niet naar de motor.

Daarom komt dit alles in de buurt van wat we in de vorige paragraaf zagen.

Grote traagheid?

Mede om dezelfde redenen krijgen we motoren met meer inertie. Het vermindert ook het plezier en een gevoel van sportiviteit. Turbines beïnvloeden de stroom van inkomende (inlaat) en uitgaande (uitlaat) lucht en veroorzaken daarom enige traagheid met betrekking tot de snelheid van acceleratie en vertraging van de laatste. Let er echter op dat de motorarchitectuur ook een grote invloed heeft op dit gedrag (motor in V-stand, vlak, in-line, etc.).

Dientengevolge, wanneer je gas geeft bij stilstand, versnelt de motor (ik heb het over snelheid) en vertraagt ​​​​het iets langzamer ... Zelfs benzine begint zich te gedragen als dieselmotoren, die meestal langer dan een lange tijd turbocompressor hebben ( bijvoorbeeld M4 of Giulia Quadrifoglio, en dit zijn er maar een paar. 488 GTB werkt hard, maar is ook niet perfect).

Als dit in ieders auto niet zo serieus is, dan in een supercar - 200 euro - veel meer! De oude in de atmosfeer zouden de komende jaren aan populariteit moeten winnen.

Uitlaatgeluid Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Politie Supercar

Afspraak na 20 seconden om te horen dat de traagheid van de motor te zacht is, nietwaar?

Langzamere reactie

Een ander gevolg is dat de motorrespons minder indrukwekkend is. Ferrari doet er ook alles aan om potentiële klanten te laten zien dat er alles aan is gedaan om het reactievermogen van de motor te verminderen, ondanks dat de 488 GTB een turbocompressor heeft.

Minder nobel?

Niet echt... Hoe kan een supercharger een motor minder nobel maken? Als veel mensen er anders over denken, denk ik van mijn kant dat het niet logisch is, maar misschien heb ik het mis. Aan de andere kant kan het hem minder aantrekkelijk maken, wat een andere zaak is.

Betrouwbaarheid: turbo op halfstok

Dit is domme en walgelijke logica. Hoe meer onderdelen in de motor, hoe groter het risico op breuk ... En hier zijn we geruïneerd, omdat de turbocompressor zowel een gevoelig onderdeel is (breekbare vinnen en een lager dat gesmeerd moet worden) als een onderdeel dat onderhevig is aan enorme beperkingen (honderdduizenden omwentelingen per minuut!) ...

Bovendien kan het een dieselmotor doden door acceleratie: het stroomt ter hoogte van het gesmeerde lager, deze olie wordt in de motor gezogen en verbrandt in deze laatste. En aangezien dieselmotoren geen gecontroleerde ontsteking hebben, mag de motor niet worden uitgeschakeld! Het enige wat je hoeft te doen is kijken hoe zijn auto te hoog en in een rookwolk sterft).

Alle opmerkingen en reacties

Modesnufje- commentaar geplaatst:

Phil HAKE (Datum: 2021, 05:22:08)

Je schrijft dat je de V8-motoren in de Formule 1 mist, maar de coureurs die het eerste tijdperk van de turbo hebben meegemaakt, daarna de V8, V10, V12 3500cc. cm, dan 3 cc. Kijk, er wordt gezegd dat er alleen 3000cc V2-motoren ontbraken. Zie Lachend krachtig, dat is mijn mening.

Il ik. 1 reactie(s) op deze reactie:

• administrateur SITEBEHEERDER (2021-05-24 15:16:25): Pas op voor de subtiliteiten, ik betwijfel of ze de kracht misten ... Allereerst raken ze niet langer de billen van de V10, maar het feit dat ze atmosferisch zijn, wordt gestraft met een storing bij laag toerental...

  Elke rijder geeft de voorkeur aan de enigszins vage sfeer eronder boven een volledige turbo bij alle toerentallen. Een turbomotor is qua geluid erg vervelend (CF Vettel) en bij deze vermogensniveaus is hij moeilijker te doseren (en ook minder lineair).

  Kortom, de turbo is goed in het burgerleven, op de snelweg minder...

(Je bericht zal na verificatie zichtbaar zijn onder de reactie)

Schrijf een reactie

Houd je van turbomotoren?