Турбомоторы против атмосферников. Выиграют только автопроизводители
Мы сами и не заметили, как буквально у нас на глазах произошла "турбореволюция". Если до недавнего времени двигатели с турбонаддувом были исключительно принадлежностью дорогих и спортивных автомобилей, то сейчас турбомоторы теснят привычные «атмосферники» на всех фронтах.
Достаточно взглянуть на многие вышедшие и заявленные автомобильные новинки, то мы видим, что в линейках силовых агрегатов турбо частично или полностью заменяют обычные версии.
Взять хоты бы премьеру Volkswagen Golf восьмого поколения, состоявшуюся осенью этого года. Новый Гольф предлагают с десятком вариантов силовых агрегатов. Но среди них мы уже не видим традиционных атмосферников. В бензиновую линейку вошли только доработанная 1,0-литровая «турботройка» TSI на 90 и 110 л.с. и прежняя 1,5-литровая «турбочетверка» TSI на 130 и 150 л.с. с функцией отключения двух цилиндров при низких нагрузках. Остальные агрегаты дизель или гибридные установки. А ведь Volkswagen Golf в Европе одна из самых продаваемых моделей и законодатель моды.
Самая обсуждаемая премьера российского автомобильного рынка, Renault Arkana, помимо двигателя 1.6 л предлагается с 1,3 TCe150 турбо. Этот новый двигатель, пожалуй, был той самой "красной тряпкой" для хейтеров при обсуждении новинки. Надо признать, что новый турбомотор 1.3 разработанный альянсом Renault-Nissan совместно с концерном Daimler, становится действительно массовым. На него постепенно пересаживают бюджетную Dacia. По дорогам Европы уже бегают турбированные Captur и Duster 1.3 TCe, один из которых стал новым автомобилем Папы Римского. Скоро турботройкой оснастят обновленные Сандеро и Логан.
Многие ожидают премьеру KIA Seltos в начале 2020 года. По предварительной информации, вместе с атмосферным 2,0 он будет предлагаться со 177-сильным турбомотором объёмом 1.6 литра.
Skoda Karoq, запаздывающая на наш рынок новинка. В моторной гамме кроссовера – 5 двигателей, причем все турбированные. Бензиновая линейка включает агрегаты TSI объемом 1.0 и 1.5 литра и мощностью 115 и 150 л.с., дизельная – TDI объемом 1,6 и 2 литра и мощностью 115, 150 и 190 л.с.
Chery Tiggo 4 обзавелся новой комплектацией Cosmo, в которой будет предлагаться бензиновая турбочетвёрка 1.5 (147 л.с., 210 Н•м).
Список можно продолжать бесконечно. В ближайший год мы увидим турбированные двигатели даже на автомобилях, которые традиционно считались бюджетными. Производители беспощадно вычеркивают из своих списков "атмосферники", фактически не оставляя нам никакого выбора. Время старых, добрых, надежных и долговечных двигателей внутреннего сгорания уходит.
Автомобильные концерны утверждают, что рынок формируют потребители, а значит это мы вами "желаем" ездить исключительно на турбированных автомобилях. С этим, конечно можно поспорить, но для начала вспомним принцип действия турбомотора.
Турбокомпрессоры появились на заре создания двигателей внутреннего сгорания. Еще в 1885 первые исследования по повышению мощности за счет сжатия воздуха, нагнетаемого в камеру сгорания проводили Готлиб Даймлер и Рудольф Дизель. А в 1911 швейцарский инженер Альфред Бюхи запатентовал принцип турбонаддува в США. Правда, первые установки использовались исключительно в крупных корабельных двигателях. В Первую Мировую войну появляются самолеты с турбокомпрессорами и двигателями Рено. По мере уменьшения размеров турбин, их начинают применять и в автомобильном транспорте. Первыми стали грузовые автомобили, построенные в 1938 г. на заводе Swiss Machine Works Sauer.
А первыми серийными легковыми автомобилями, оснащенными турбиной стали в 1962 Corvair Monza Spyder и Oldsmobile Jetfire от компании General Motors. Но низкий уровень надежности привел к быстрому исчезновению этих моделей с рынка.
Вторая жизнь турбокомпрессоров началась с Формулы 1 и автоспорта в 70 годах прошлого века. В 1977 появился турбированный двигатель Renault-Gordini V6 Turbo. Мощность двигателей была от 390 до 500 л.с., а для турбированных от 500 до 900 л.с. Слово "турбо" стало модным. А что модно, то начинает предлагаться и массовому рынку. Стали появляться один за другим серийные автомобили с турбокомпрессорами. В 1977 Saab 99 Turbo, затем в 1978 г. Mercedes 300 SD, первый легковой автомобиль оснащенный дизельным турбодвигателем, в 1981 VW Turbodiesel.
Все двигатели с турбонаддувом строятся на принципе увеличение уровня сжатия кислорода при сохранении объёма цилиндров. За один такт работы турбомотор сжигает больше топливной смеси, чем атмосферный двигатель того же объёма. А это дает увеличение мощности мотора без внесения изменений в его конструкцию.
Работу мотора с турбонаддувом обеспечивает приводной нагнетатель, который использует энергию отработанных газов. Они приводят в движение колесо турбины, которая в свою очередь вращает колесо компрессора нагнетающего воздух, который после поступления в интеркулер охлаждается и подаётся в цилиндры.
Почему турбины стали получать большое распространение в последние годы и теснят атмосферники? Причина, все те же нормы Евро-5 и Евро-6, регулирующие экологический стандарт по содержание вредных веществ. Другого решения задачи, как уменьшить выбросы и не потерять мощность, кроме как уменьшить объем камеры и увеличить давление автопроизводители не придумали. Турбирование двигателей палочка-выручалочка при небольших затратах. Действительно, по КПД турбоагрегаты, объемом 1,0 -1.4 л смело конкурируют с традиционными моторами 1,8 л. и выше.
Но про топливную эффективность можно говорить только при очень спокойной и размеренной езде. Любые замеры показывают, что быстро и динамично на одном воздухе не поедешь, вместе с ним сжигается и топливо. Чем динамичнее езда, тем более прожорливыми становятся даже самые маленькие движки.
Но, как всегда, чудес не бывает. Если мы выигрываем в одном, то значит где-то проигрываем в другом. И логика здесь проста, если при сохранении конструкции и материалов двигатель работает с большими нагрузками, то ресурс его быстрее уменьшается. При этом мы имеем серьезный рост давления в цилиндрах, существенный рост температурных нагрузок и увеличение механического износа. Долговечность и надежность турбированных моторов ниже, по сравнению с атмосферными двигателями с аналогичной мощностью. Но для автопроизводителей сокращение ресурса не является критичным, у них нет задачи создать "вечный" двигатель, время основательных автомобилей ушло, остаются одноразовые игрушки, хоть с яркой, но уже короткой жизнью.