Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель 20v turbo характеристика

TwinPower Turbo на моторах BMW, чем они отличаются и в чем их преимущества

В пути от базовой серии до спортивного суперкара M5 бренд BMW всегда бросал вызов законам автомобильной логики. Автомобили, которые казались невероятно быстрыми на бумаге, превосходили все ожидания при запуске в серию и при реальном знакомстве. Многие, если не все двигатели BMW работают, словно по волшебству, но когда открывается капот очередного баварского шедевра, под ним не оказывается древних германских рун, только на защите силового агрегата красуется надпись «TwinPower Turbo».

BWM всегда проповедовал политику турбонаддува и заднего привода. Сегодня не встретить силового агрегата марки, который не имеет хотя бы одного турбонаддува, не говоря уже о серии высокопроизводительных дизелей с трех- и четырехтурбинными установками.

TwinPower играет важную роль, когда речь идет об эффективных и динамичных бензиновых и дизельных двигателях BMW. Но что такое TwinPower Turbo в реальности и что он может предложить автомобильному миру?

Когда речь заходит о бензиновых двигателях, TwinPower Turbo, то есть три компонента, которые применяются во всех модификациях, от 3 до 12 цилиндров:

• вальветроник;
• прямой впрыск топлива;
• турбонаддув.

Турбодизели оборудуются системой впрыска Common Rail.

Valvetronic – электронный переменный клапан. Это технология, разработанная BMW, которая позволяет оптимизировать потребление топлива путем регулирования подъема клапана. Разработчики утверждают, что эта технология сама по себе способна уменьшить расход топлива на 10%.

Вольветроник – мощная электронная технология. Она обеспечивает непрерывный и точный контроль над подъемом впускного клапана. Это означает, что когда владелец баварца нажимаете педаль газа, запускается контроль открытия клапанов, вместо обычной дроссельной заслонки открываются системы впуска.

В системе используется набор рокеров, управляемый электронным распределительным валом. Поскольку она способна регулировать клапаны от полностью открытого до почти закрытого состояния, двигатель не нуждается в оборотах для увеличения нагрузки.

Valvetronic был впервые представлен в 2001 году на модели серии 316ti и использовался в основном для двигателей с наддувом, ориентированных на массовую продажу, таких как:

Но система не использовалась на двойном турбонаддуве N54. Вместо этого турбонаддув N55 straight-6, заменивший его в 2009 году с такими же характеристиками, как и у N74 twin-turbo V12 топовой 7-й серии, был оснащен системой вальветроник. После этого технология применялась практически на всех автомобилях BMW.

High Precision Injection – системы непосредственного впрыска с центральными многозубчатыми инжекторами. Они постепенно заменили технологии, использовавшиеся 2000-х годах. Двигатели с наддувом и с турбонаддувом использовали пьезоинжекторные форсунки. Однако новый 6-цилиндровый турбодвигатель BMW N55, запущенный в производство с 2010 года, устанавливавшийся в моделях 335i, 535i, X3, X5 и X5, использует систему впрыска соленоида, разработанную Bosch. Эта система была выбрана баварцами, чтобы сохранить конкурентоспособные цены на североамериканском автомобильном рынке.

Название TwinPower Turbo сбило с толку многих автовладельцев. Они не понимали, что находится под капотами их BMW. В связи с этим на компанию был подан судебный иск за обман большого количества людей. В документе TwinPower Turbo был назван «ложным двойником» и говорилось, что баварцы запустили рекламную кампанию с целью обмануть покупателей. Все дело в слове «двойной», которое присутствует в названии. Его наличие не было гарантией оснащения двигателей двумя турбонаддувами.

Первоначально TwinPower Turbo появился на двухпролетном одиночном турбонаддуве (устанавливался на 5 серию Gran Turismo в 2009 году, а в 2010 году появились модели E90 335i, 135i, X3 и X5), начиная с N55 (шестицилиндровым двигателем с турбонаддувом) и N74 (6-литровый V12 агрегат с двумя турбонаддувами). Им оснащались модели 760i и 750Li 2009 года выпуска. Двухскоростной турбонаддув – основная технология для TwinPower Turbo BMW.

Конструкция с двумя турбинами начинается с выпускного коллектора, разделяющего выхлопные газы. Они проводятся через разные спирали, называемые «свитками». Турбо имеет два сопла разных диаметров, они нужны для обеспечения быстрого отклика силового агрегата. BMW называет специальный выпускной коллектор собственной разработки Cylinder-Bank Comprehensive Manifold или CCM.

Следует напомнить, что современные двигатели BMW TwinPower не обязательно оснащаются двухтактными турбокомпрессорами. Зато у них есть отличный выпускной коллектор, который улавливает больше выхлопных газов для подачи в турбины, что обеспечивает мощность без запаздывания.

В связи с уменьшением эффективности воздушного винта при увеличении скорости полёта, турбовинтовые двигатели в основном распространены на относительно малоскоростных летательных аппаратах, таких как самолёты местных авиалиний и транспортные самолёты. Исключение составляет стратегический бомбардировщик Ту-95 и самолеты, созданные на его базе (Ту-114, Ту-126, Ту-142), летающие со скоростью порядка 800 км/ч.

Если учесть, что турбовинтовой двигатель работает только на дозвуковых скоростях, а турбореактивные двигатели лучше использовать для получения очень больших скоростей полёта, то можно сделать вывод, что в некотором диапазоне скоростей комбинирование этих двух двигателей является оптимальным решением (турбовентиляторный двигатель).

Ввиду того, что как лопасти вентилятора, так и лопасти винта для эффективного функционирования должны работать на дозвуковых скоростях, вентилятор в кольцевом обтекателе (который понижает скорость набегающего потока) является более эффективным на больших скоростях.

Экономическая целесообразность [ править | править код ]

Поскольку турбовинтовые двигатели на малых скоростях полёта гораздо экономичнее, чем турбореактивные двигатели, то турбовинтовые самолёты имеют преимущество перед реактивными, прежде всего, из-за низкого расхода топлива. Поэтому в период высоких цен на нефть объём продаж турбовинтовых лайнеров растёт. Так, в 2011 году, когда стоимость нефти была в районе 100 долларов за баррель, в консалтинговом агентстве Ascend Flightglobal Consultancy просчитали, что перевозчикам необходимо задуматься о переходе на турбовинтовые самолёты, поскольку высокая стоимость авиабилетов, связанная с эксплуатацией реактивных лайнеров, отпугивает потенциальных пассажиров.

Читать еще:  Что такое двигатель модели ракеты

При этом преимущество турбовинтовых самолётов по сравнению с реактивными на региональных перевозках очевидно. По словам руководства компании Bombardier, лайнеры Q400 (как и соответствующий ему российский Ил-114-300), в сравнении с 70-местным реактивным самолётом эффективнее на 30 % [1] в плане экономии топлива и затрат на эксплуатацию. Соответственно, турбовинтовые самолёты являются идеальной заменой 50-местных реактивных лайнеров. В этом случае авиакомпании смогут увеличить вместимость своих воздушных судов, сохранив затраты на прежнем уровне.

Самые интересные новые двигатели, представленные в 2016 году

Дизель с четырьмя турбинами, первый в мире мотор с электрическим нагнетателем и революционный агрегат, способный вдохнуть в ДВС новую жизнь: обзор силовых установок с самыми нестандартными решениями, показанными за последние несколько месяцев.

С начала 2020 года нам показали впечатляющие своей конструкцией дизели для флагманской модели BMW и «заряженной» версии Audi Q7, малолитражный, но очень «умный» бензиновый мотор Volkswagen, «восьмерку» для новой «Панамеры» и необычный продукт совместной работы Koenigsegg и китайцев из фирмы Qoros.

Что общего у «семерки» BMW и суперкара Bugatti Veyron? Количество турбин в моторе! Этой весной баварский флагман получил новый дизельный агрегат: три литра рабочего объема, шесть цилиндров и четыре нагнетателя.

Четыре! Это не только первый в истории серийный двигатель «на тяжелом топливе» с таким количеством турбин, но и мощнейшая дизельная «шестерка» в мире.

Двигатель развивает 400 лошадиных сил 760 Нм крутящего момента — на 19 сил и 20 Нм больше прежнего агрегата с тремя компрессорами.

Мотор, работающий в паре с восьмиступенчатым «автоматом», позволяет «семерке» ускоряться с места до ста километров в час за 4,6 секунды (длиннобазный седан проделывает то же самое упражнение за 4,7 секунды) — на 0,3 секунды быстрее предшественника. Но наверняка в конструкцию этого мотора заложен куда больший потенциал.

Система многоступенчатого наддува этого мотора состоит из двух малоинерционных нагнетателей высокого давления, установленных в едином блоке, а также двух компактных компрессоров низкого давления. Все турбины включаются в работу последовательно, причем второй компрессор высокого давления задействуется только при резком ускорении и только на оборотах коленвала выше 2500 в минуту.

Новый агрегат получился чуть легче и тяговитее: первые 450 Нм крутящего момента доступны уже с 1000 оборотов в минуту, а на полку в 760 Нм мотор выходит в диапазоне от 2000 до 3000 оборотов в минуту.

Дополнительная турбина низкого давления позволила не только увеличить отдачу мотора, но и повысить топливную экономию на 11 процентов — до 5,7-5,9 литра на сто километров пробега.

Концерн Volkswagen на симпозиуме в Вене представил новую 1,5-литровую «турбочетверку», которая заменит нынешний наддувный агрегат объемом 1,4 литра. Главное новшество этого двигателя — турбина с изменяемой геометрией крыльчатки, которая впервые в мире появится на массовых моделях с ДВС с искровым зажиганием.

Компрессоры с изменяемой геометрией компании Peugeot, Citroen, Honda и Chrysler применяли еще в конце 1980-х годов, однако сейчас эта технология используется только на спорт- и суперкарах, вроде Porsche 911 Turbo, а также на новых турбированных «четверках» моделей 718 Cayman и 718 Boxster. Ну и в дизельных агрегатах, конечно же.

Особенность такого турбонагнетателя — кольцо со специальными направляющими лепестками, которые способны менять свой угол для оптимизации мощности турбины при конкретных нагрузках.

Возможность изменения сечения увеличивает отдачу, улучшает отклик мотора и снижает уровень потребления топлива.

Максимальный крутящий момент достигается при меньших оборотах и доступен в более широком диапазоне по сравнению с моторами с традиционным нагнетателем.

Одной из первых моделей, получивших двигатель с турбиной с изменяемой геометрией крыльчатки, стал мелкосериный хэтчбек Shelby CSX–VNT 1989 года

Какой двигатель лучше: атмосферный или турбированный

Долгий спор поклонников атмосферных и турбированных двигателей далёк от логического завершения. У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки. Не дают перевесить какой-либо чаше весов постоянные разработки инженеров и конструкторов, добавляющие преимущества то одному, то другому варианту.

Большинство автовладельцев сходятся во мнении, что атмосферный двигатель, хоть и уступает по мощности турбированному, но всё-таки более надёжен в эксплуатации. Он неприхотлив в выборе марки бензина и масла, может быть отремонтирован в любой автомастерской. Для турбированных моторов такие «вольности» не допустимы.

Турбированный мотор – дорогое удовольствие: он требует большего внимания, тщательного ухода, правильной эксплуатации. Сама турбина, даже при соблюдении всех рекомендаций по эксплуатации, обладает ограниченным ресурсом работы и через достаточно непродолжительный срок требует замены.

Поэтому выбирать вариант мотора необходимо по собственным материальным возможностям. Атмосферный вариант предпочтителен для автовладельцев, ограниченных в бюджете и не готовых вкладывать в машину значительные средства. Обслуживание, эксплуатация и ремонт «атмосферника» явно проще и дешевле.

Турбированный двигатель – правильный выбор для тех, кто во главу угла ставит мощность мотора и динамику передвижения. Хотя такой мотор может доставить немало проблем и расходов в процессе эксплуатации.

Читать еще:  Что такое предпусковой прогрев двигателя

Немаловажный фактор выбора мотора – стиль езды автовладельца. Для водителя, предпочитающего спокойное передвижение двигатель с турбонаддувом – бесполезная «фишка». В этом случае затраты на мотор повышенной мощности не оправданы, ведь турбина не будет выполнять свои функции. Но даже без использования силовой установки по назначению, обслуживать её придётся по правилам, а значит, попросту выбрасывать деньги на ветер.

Специалисты советуют при покупке машины с турбиной останавливать выбор на новых моделях. Только в этом случае можно быть уверенным, что агрегат правильно обслуживался и эксплуатировался. Автомобиль, с «убитой» предыдущим владельцем турбиной, доставит в разы больше проблем, чем удовольствия от езды на нём.

Видео: турбо- и атмосферный моторы: в чём разница?

Увеличение в современных условиях количества автомобилей с турбированными двигателями касается, прежде всего, дизельных агрегатов. В настоящее время почти все дизельные моторы снабжены турбонаддувом, поскольку именно эта деталь придаёт мотору на дизтопливе достойные эксплуатационные характеристики.

С турбо-бензиновыми моторами дело обстоит иначе. Большинство автопроизводителей продолжают выпускать модели с простыми атмосферными двигателями, и только в некоторые линейки добавляют турбомоторы на бензине. Меньше всего таких моделей на дорогах в странах СНГ. Объясняется это отсутствием спроса и политикой автодилеров, которые стараются оградить себя от возникающих при эксплуатации машин проблем и выполнения гарантийных обязательств. Продавцы учитывают низкое качество бензина и отсутствие на территории СНГ достаточного количества высококвалифицированных автослесарей.

Ответ на вопрос, стоит ли покупать бензиновый автомобиль, оснащённый турбиной, зависит от планов автолюбителя. Если на машине планируется покататься 3–5 лет и пройти 150–200 тысяч километров, при достаточном количестве свободных средств, почему бы и нет. Но тем покупателям, которые не готовы переплачивать за мощность и тратиться на дорогостоящее обслуживание автомобиля, лучше остановить выбор на традиционном «атмосфернике».

От покупки подержанного авто с турбонаддувом стоит однозначно отказаться, памятуя об ограниченном ресурсе турбины. Такие модели часто приобретают молодёжь и «гонщики», которые «укатывают» мощную машину и практически не ухаживают за нею по правилам. После использования агрегата на «всю катушку» им проще продать его, чем вкладываться в ремонт. Приобретённый «с рук» автомобиль с турбированным бензиновым двигателем стопроцентно доставит массу хлопот новому владельцу.

Из чего состоит система турбонаддува

Конструктивно в состав устройства турбонаддува входит турбокомпрессор, интеркулер, устройство, регулирующее давление наддува и другие узлы. Однако первую скрипку в такой конструкции играет турбокомпрессор. При помощи него и обеспечивается рост давления в системе впуска воздуха.

Воздушные массы необходимо каким-то образом охлаждать. Для этой цели в конструкции предусмотрен интеркулер. Охлаждая сжатый воздух, поступающий из компрессора, он способствует повышению его плотности. В результате этого увеличивается давление. Конструктивно он представляет собой радиатор, причем тип его может быть, как жидкостный, так и воздушный.

Система управляется посредством регулятора наддува. Он представляет собой не что иное, как перепускной клапан. Основное предназначение его состоит в ограничении давления отработанных газов. Они не все направляются на турбинное колесо: определенное их количество идет мимо него. При этом давление наддува становится оптимальным. Клапан приводится в действие с помощью пневматики или электричества. Датчик посылает сигналы, в результате чего наблюдается срабатывание клапана.

Предусматривается и предохранительный клапан. Дроссельная заслонка может резко закрыться, что обусловит резкий скачок воздуха. Работа этого клапана и состоит в защите от подобных действий.

В случае агрегатов достаточно большой мощности применяется система, предполагающая два параллельных турбокомпрессора. Если турбины на силовой агрегат устанавливаются последовательно, то это обеспечивает повышение производительности за счет работы различных турбокомпрессоров при разной частоте вращения мотора. Разработчики на месте не стоят, а стараются идти вперед. При этом он вместо двух устанавливает три и даже четыре последовательных турбокомпрессора.

EJ20G — первый турбомотор данной серии, представленный в трех вариантах.

  • Rocker-style HLA характеризуется водяным охлаждением интеркуллера и закрытым блоком цилиндров с масляными форсунками поршней. Он имеет двухраспредвальные ГБЦ и турбину Mitsubishi TD04. В сравнении с атмосферными вариантами установлены другие поршни и форсунки 380 cc, степень сжатия понижена до 8:1. Такой двигатель, развивающий 197 л. с. и 260 Нм, устанавливали на BC, BJ Legacy RS и RS-RA. Для Legacy GT тех же поколений он был форсирован до 217 л. с. и 270 Нм.
  • На Bucket-style HLA коромысла заменили гидравлическими толкателями, установили литые алюминиевые поршни. Закрытый блок с масляными форсунками поршней использовали до 1994 г., затем заменили на открытый также с масляными форсунками, а с 1995 г. до 1996 г. использовали открытый блок без них. Этот двигатель развивает от 220 л. с. и 260 Нм до 275 л. с. и 319 Нм. Им оснащали GC, GF, GM Impreza WRX.
  • Shim-under-bucket style. Данные двигатели обычно имеют наклонный интеркуллер. Варианты для STI RA оснащены модернизированными толкателями, отличающимися от Bucket HLA WRX и WRX STI. Эти варианты к тому же оснащены коваными поршнями под степень сжатия 8,5:1 и облегченными клапанами. На двигатели с АКПП установлена турбина TD04, а варианты для седанов с механикой оснащены TD05H. Производительность равна от 217 до 271 л. с.
Читать еще:  В чем измеряется двигатели насосов

Двигатель EJ20K в 1996 г. пришел на смену EJ20G. Он имеет открытый блок цилиндров и оснащен TD04. От EJ20G отличается поршнями, впускным коллектором, форсунками 505 cc, катушками зажигания, увеличенным интеркуллером, блоком управления. Он представлен в двух вариантах: Shim-over-bucket и Shim-under-bucket. Первый использовали на GC, GF Impreza WRX для внутреннего рынка, GF WRX и WRX type RA., второй – на GM, GC, GF STI с МКПП. Мощность составляет 286 л. с. на внутреннем рынке и 296 л. с. для третьей версии STI с турбиной VF23. Также на STI встречается VF24. На WRX использовали IHI RHF5HB и VF22. Модификации для WRX оснащены литыми поршнями, а для STI – кованными.

В 1998 г. вместе с атмосферными появились турбированные двигатели EJ20 Phase II EJ205 и EJ207. Они оснащены другими ГБЦ с переработанными впускными каналами, распредвалами, а также измененным блоком управления и легкими поршнями.

EJ205 использовался на внешних рынках на GC, GF, GD, GG Impreza WRX с турбиной TD04. На втором поколении добавили заслонки TGV и повысили степень сжатия до 9:1. Вариант такого двигателя EJ20 на «Субару Форестер» SF (Cross Sports, S/tb, STI) отличается степенью сжатия 8,5:1 и турбиной TF035. Кроме того, EJ205 применяли на Saab 9-2X Aero 2005 г.

EJ207 -данный двигатель устанавливали на внутреннем рынке на GC, GF, GD, GG WRX и STI EJ207. Версии 5 и 6 для WRX STI имеют открытый блок (с 2001 г. – полузакрытый) и отличаются более высокими предельными оборотами в сравнении с EJ205. Версия 7 оснащена синглскрольной турбиной VF30, AVCS, электронной дроссельной заслонкой. TGV удалены, но не полностью, в том числе и на Spec C и Type RA. Кислородный датчик идентичен американскому EJ205, выпускная система – американским WRX и STI. Ограничитель оборотов установлен на 8 000. На версиях 8 и 9 установили твинскрольную турбину VF37, полностью удалили TGV, заменили выпуск.

EJ20X, EJ20Y — эти двигатели основаны на той же платформе и предназначены для автоматической и механической КПП соответственно. Оба варианта представили на BL, BP Legacy GT. Данные моторы имеют открытый блок цилиндров, двухвальные ГБЦ, Dual AVCS. Степень сжатия равна 9,5:1. EJ20X оснащен кованым коленвалом и шатунами, литыми алюминиевыми поршнями с коваными коронками. Изначально для EJ20X использовали твинскрольную турбину IHI VF38, а для EJ20Y – большую Mitsubishi TD04 HLA 19T. В 2006 г. на обоих моторах турбины заменили на VF44, а в следующем году – на VF45. Мощность составляет 265–280 л. с.

Какое масло нужно турбомоторам, а какое — атмосферным?

У турбомотора наибольшая отдача, то есть максимум выработки тепла приходится на диапазон оборотов в районе 3000-4000 об/мин, когда турбина подаeт повышенное количество воздуха в цилиндры. После того как поток выхлопных газов станет достаточным для полноценной работы турбины, происходит скачок вырабатываемой энергии, сопровождаемый скачком температуры.

Моторное масло в таких условиях обязано сохранять свои свойства как при низких, так и при повышенных температурах. В случае турбированного двигателя это особенно важно, поскольку ось, на которой установлены турбинное и насосное колeса турбонаддува, работает в подшипниках скольжения. В случае если смазочный материал не обеспечит необходимую защиту данного узла, турбина может преждевременно выйти из строя, не выработав свой ресурс, который обычно составляет 30–70% ресурса двигателя.

Для машин с турбокомпрессорами лучше всего подходят синтетические масла, так как они лучше противостоят окислению по сравнению с минеральными и полусинтетическими. К тому же их вязкость в меньшей степени зависит от изменений температуры, что необходимо для обеспечения защиты подшипников турбины на всех режимах работы двигателя.

Что касается самих характеристик вязкости моторного масла, то турбированные моторы «предпочитают» всесезонные масла с низкотемпературным показателем вязкости SAE 0W и высокотемпературным SAE от 20 до 40. Моторные масла с низким показателем высокотемпературной вязкости следует выбирать для повышения топливной экономичности, высокие показатели вязкости — для лучшей защиты двигателя и турбины. В любом случае, подбор смазочного материала следует проводить в полном соответствии с руководством по эксплуатации конкретного автомобиля.

Кроме того, есть пара важных нюансов относительно использования автомобилей с турбированными двигателями:
важно постоянно следить за состоянием масла, меняя его с периодичностью, рекомендованной производителем;
необходимо регулярно проверять воздушный фильтр — если он забился, это нарушит работу компрессора;
турбина быстрее изнашивается, если сразу после остановки автомобиля отключать мотор. Чтобы продлить срок службы турбомотора, ему нужно дать немного поработать на холостых оборотах для охлаждения турбины.

Атмосферные двигатели, в отличие от турбированных, менее требовательны к специфическим характеристикам масла. В данном случае подойдут общие рекомендации, которые мы давали в одной из предыдущих статей.

Стоит лишь напомнить о том, что мы предлагаем простой способ найти подходящее масло, — воспользоваться удобным онлайн-подборщиком. Просто задайте параметры «вид техники — марка — модель» или воспользуйтесь строкой поиска, и вам будут предложены все подходящие виды масла согласно международным стандартам и допускам автопроизводителей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector