Турбонадувательство

Мы всегда хотим, что бы следующий автомобиль был мощнее, динамичней и экономичней предыдущего. И не важно, речь идет о новом поколении одной и той же модели производителя или о нашей новой покупке. И вот 10 лет назад с двигателя Volkswagen 1.4TSI началась новая "турбо-эра", достигшая сейчас поистине всемирных масштабов - бензиновых турбодвигателей сейчас не предлагают только, по сути дела, маленькие компании, испытывающие финансовые затруднения и не могущие себе позволить разработку нового двигателя практически "с нуля". В принципе это было логично - двигатели с наддувом (не важно - с приводом от газовой турбины или механически от коленвала двигателя) при той же мощности компактней - у них намного лучше такие удельные показатели, как удельная мощность на 1кг веса и на 1л занимаемого пространства под капотом. Это позволяет сделать автомобиль мощнее, но избежать при этом увеличения веса автомобиля и размера моторного отсека. Усложнение конструкции и неизбежное снижение надежности уже не так актуальны, как 30 лет назад - дизельных автомобилей все больше и больше, а они намного сложнее и уже готовы как сервисная сеть к обслуживанию, так и потребитель к особенностям эксплуатации... Но! Покупателя в основном "берут" самым мифическим из показателей - "паспортным" расходом топлива. Шутка ли - обещают, что современный Volkswagen Jetta 1.4TSI (150 л.с.) будет потреблять в городском цикле всего лишь 7.5 л/100км против 11...13 л/100км у ее предшественницы 5-го поколения с атмосферным бензиновым двигателем 2.0, мощностью всего 116 л.с. Как же так получается? Попробуем разобраться:

Дизельный и бензиновый двигатели существенно различаются принципом смесеобразования - качественное и количественное соответственно. При одной и той же частоте вращения вала двигателя мощность дизельного двигателя регулируется за счет изменения степени подачи топлива при практически неизменном расходе воздуха, а в бензиновом двигателе при открытии дроссельной заслонки происходит так же увеличение расхода воздуха. Для оценки топливо-воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания применяют коэффициент ά (альфа) - это отношение содержания воздуха в смеси к стехиометрическому. Если ά > 1 - это обедненная смесь (свойственна для режимов малой нагрузки), если ά < 1 - это обогащенная смесь, которая используется на режимах увеличения мощности и поддержания максимальной мощности. И если в дизельном двигателе ά изменяется в диапазоне 1,2...16, то в бензиновом - 0,6...1,4 (1.7 для лучших двигателей с непосредственным впрыском на определенных режимах). Именно эти отличия и вызывают то, что при установке турбонаддува на дизельный двигатель удельный расход топлива в г/кВт*ч (а отсюда и общая топливная экономичность) уменьшается на 25...30%, а в бензиновом всего лишь на 1...2%. Так откуда же берется декларируемая экономия? Из особенностей ездового цикла NEDC по измерению расхода топлива, результаты которого и пишутся в паспортные данные в соответствии с Правилом №101 ЕЭК ООН.

Это подтвердили в российском журнале "Авторевю" при разработке своего "стандарта" измерения расхода топлива ARDC. Вкратце суть статьи сводится к следующему: они опытным путем установили, что даже в московских пробках автомобили меньше стоят на месте, и намного динамичней разгоняются, чем в стандартном условном городском цикле, по результатам которого производители и получают "паспортный" расход топлива. Вот тут и проявляется мнимая экономичность бензиновых двигателей с наддувом - при низкой частоте вращения вала двигателя в него нагнетается мало воздуха и, соответственно, меньше топлива подается. Это позволяет иметь "два двигателя в одном" - при режимах холостого хода и малых нагрузок потребление топлива сохраняется на уровне атмосферного двигателя с тем же рабочим объемом, а на режимах повышенных нагрузок расход топлива будет на уровне атмосферного двигателя с такой же мощностью (примерно в 1,3...1,5 раза большего рабочего объема). Что и подтверждается результатами измерений "Авторевю":

Расход топлива по "авторевюшному" циклу ARDC для VW Jetta 1.4TSI с турбодвигателем и роботизированной коробкой DSG получается на 1/3 больше паспортного, а для Hyundai Elantra с атмосферным 1.8 и классическим гидромеханическим "автоматом" - меньше, чем на 20%.

Так что как всегда "бесплатных пирожных не бывает" - сэкономить топливо с современными бензиновыми с двигателями турбонаддувом смогут только очень не спешащие водители, чей стиль езды как можно ближе к "пенсионерскому", а для вечно спешащей молодежи при отсутствии экономии топлива так же стоит готовится к увеличению затрат на содержание автомобиля - это и более сложные и трудоемкие технические обслуживания и более дорогой ремонт за пределами гарантии и снижение надежности двигателя... Так что если автомобиль будет использоваться для частых поездок на дальние расстояния, то стоит обратить внимание на атмосферные двигатели - турбонаддув тут сэкономить топливо не сможет, зато удорожает и усложняет автомобиль одновременно со снижением его надежности. Так же не стоит забывать, что применение наддува приводит к увеличению термонагруженности двигателя и, соответственно, к снижению запаса прочности и возможного ресурса.

И есть еще один нюанс, тоже непосредственно связанный с топливной экономичностью - повсеместное использование систем "Stop&Start", автоматически выключающих двигатель при кратковременных остановках - ведь в случае остановки "очень горячей" турбины достаточно быстро закоксовываются подшипники вала из-за теплового удара по находящемуся там маслу и, соответственно, к выходу турбины из строя (для защиты от этого явления все чаще и чаще ставят турботаймер - специальное устройство, которое оставляет работающим на холостом ходу двигатель даже некоторое время после выключения зажигания - масло отводит избыточное тепло от турбины, пока не упадет ее температура до безопасного уровня). Как долго будут служить турбодвигатели с этой системой? Пока такой статистики нет, но тот факт, что дизельные автомобили с системой "Stop&Start" первым предложил Peugeot всего 3 года назад против более, чем 10 лет с начала распространения этих систем на автомобилях с атмосферным бензиновыми двигателями, заставляет смотреть на такие решения осторожно. Хотя возможность получить до 20% экономии топлива даже на дизельном автомобиле выглядит крайне соблазнительно... Думаю, что реальный экономический эффект от "паспортной экономии топлива" автомобилями с бензиновыми двигателями с турбонаддувом и системой "Stop&Start" мы узнаем только через 3...4 года, когда эйфория от технических новинок сменится опытом эксплуатации большого количества автомобилей. И не хотелось бы, что бы в результате автовладельцы получили еще одну крайне недешевую "головную боль", как это происходит с роботизированными коробками передач с двойным сцеплением - "застрельщика" этого направления - компанию Volkswagen - недавно правительство Китая в судебном порядке обязало увеличить гарантийный срок на коробки передач DSG/DSC в виду их крайне низкой надежности и дороговизны ремонта. Хотя производителям это на благо - покупатели покупают более дорогие автомобили, сильнее дорожат фирменным сервисом в гарантийный период и больше денег тратят на запасные части и расходные материалы потом.

PS
Так какой же реальный расход топлива Вашего автомобиля?


Post new comment

  • Allowed HTML tags: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Lines and paragraphs break automatically.
  • You can use BBCode tags in the text.
  • Textual smileys will be replaced with graphical ones.

More information about formatting options

CAPTCHA
This question is for testing whether you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.