Diferenzas entre os motores de aspiración natural e os turboalimentados

Como funciona o coche> Diferenzas entre os motores de aspiración natural e os turboalimentados

Este é un tema que se converteu nunha prioridade desde a introdución masiva de motores máis pequenos. Esta foi a oportunidade de escribir un artigo para tratar de aclarar este problema, así que botemos unha ollada a todos os elementos que diferencian os motores de aspiración natural dos motores turboalimentados.

Lea tamén: Funcionamento do turbocompresor.

O principio básico

Dado que non todos vós sodes campións mecánicos, botemos unha ollada rápida ao que son os motores de aspiración natural e sobrealimentados.

Antes de nada, aclaramos que estes termos significan, en primeiro lugar, a toma de aire, polo que non nos importa o resto. Un motor de aspiración natural pódese considerar un motor "estándar", o que significa que respira aire exterior de forma natural grazas aos movementos alternativos dos pistóns, que despois actúan como bombas de succión.

Un motor sobrealimentado utiliza un sistema aditivo que dirixe aínda máis aire ao motor. Así, ademais de aspirar aire polo movemento dos pistóns, engadimos máis coa axuda dun compresor. Hai dous tipos:

• Impulsado pola enerxía do motor = compresor - sobrealimentador
• Control de gases de escape = turbocompresor.

Motor turbo = máis potencia

Primeira observación: un motor turboalimentado é potencialmente máis potente. En efecto, a potencia provén directamente da combustión nos cilindros, canto máis importante é, máis "se move" o cilindro e, polo tanto, máis potente é o coche. Cun turbo, podes espremer máis aire nos cilindros que sen el. E como logramos enviar máis oxidante (aire e sobre todo a pequena parte de osíxeno que hai), podemos enviar máis combustible. Polo tanto, temos máis enerxía para queimar nun ciclo, polo que temos máis enerxía. O termo "impulso" tamén é de gran importancia, literalmente atascamos o motor con aire e combustible, "metemos" o máximo posible nos cilindros.

O 458 Italia ten un 4.5 atmosférico con 570 CV.

O 488 GTB (de substitución) está propulsado por un motor 4.0 sobrealimentado que desenvolve 100 CV. máis (polo tanto, por 670). Así, temos un motor máis pequeno e máis potencia (dúas turbinas, unha por banco de cilindros). Con cada crise importante, os fabricantes tráennos as súas turbinas. Isto ocorreu de feito no pasado, e é posible que volvan ser abandonados no futuro (a non ser que a electricidade substitúa á calor), aínda que haxa poucas posibilidades no contexto "climático". Política".

Motor turbo menos oco

Un motor de aspiración natural extrae máis aire a medida que aumenta as revolucións, polo que a súa potencia aumenta ás revolucións, xa que é cando máis aire e combustible consomen. Un motor turbo pode ter moito aire e combustible a baixas revolucións porque o turbo enche os cilindros con aire "artificial" (aire que se engade así ao aire que atrae naturalmente o movemento dos cilindros). Canto máis oxidante, máis combustible envíase a velocidades baixas, obtendo un exceso de enerxía (isto é unha especie de aliaxe).

Ten en conta, non obstante, que os compresores accionados polo motor (o sobrealimentador accionado polo cigüeñal) permiten forzar o motor con aire incluso a rpm máis baixas. O turbocompresor é alimentado polo aire que sae do tubo de escape, polo que non pode funcionar ben a velocidades moi baixas (onde os fluxos de escape non son moi importantes).

Teña en conta tamén que o turbocompresor non pode funcionar igual a todas as velocidades, as "hélices" das turbinas non poden funcionar igual dependendo da forza do vento (de aí a velocidade e o fluxo dos gases de escape). Como resultado, o turbo funciona mellor nun rango limitado, de aí o efecto de patada a tope. Despois temos dúas solucións: un turbocompresor de xeometría variable que cambia a inclinación das aletas, ou o dobre ou mesmo o triplo impulso. Cando temos varias turbinas, unha ocúpase das baixas velocidades (pequenos caudais, polo tanto pequenos turbos adaptados a estes "ventos"), e a outra ocúpase das altas velocidades (máis en xeral, é lóxico que os caudais sexan máis importantes neste caso). punto. alí ). Con este dispositivo, atopamos entón a aceleración lineal dun motor de aspiración natural, pero con moito máis agarre e, obviamente, par (a igual cilindrada, claro).

¿Consumo? Depende …

Isto lévanos a un punto bastante importante e controvertido. ¿Un motor turboalimentado consume menos? Se observas os números dos fabricantes, podes dicir que si. Non obstante, de feito, moitas veces todo é moi bo e hai que discutir os matices.

O consumo dos fabricantes depende do ciclo NEDC, concretamente do modo particular de uso dos coches: aceleración moi lenta e velocidade media moi limitada.

Neste caso, os motores turbocompresores están arriba porque non o usan moito...

De feito, a principal vantaxe do motor turbo reducido é o seu pequeno tamaño. Un motor pequeno, moi loxicamente, consume menos que un grande.

Desafortunadamente, un motor pequeno ten unha potencia limitada porque non pode absorber moito aire e, polo tanto, queimar moito combustible (xa que as cámaras de combustión son pequenas). O feito de empregar un turbocompresor permite aumentar artificialmente o seu desprazamento e restablecer a potencia perdida durante a contracción: podemos introducir un volume de aire que supere o tamaño da cámara, xa que o turbocompresor envía aire comprimido, que toma aire. menos espazo (tamén se arrefría mediante un intercambiador de calor para reducir aínda máis o volume). En definitiva, podemos vender 1.0 con máis de 100 CV, mentres que sen turbo estarían limitados a uns sesenta, polo que non se poden vender en moitos coches.

Como parte da homologación NEDC, utilizamos coches a baixas velocidades (aceleración lenta e baixa a revolucións), polo que acabamos cun motor pequeno que funciona en silencio, nese caso non consome moito. Se corro 1.5 litros e 3.0 litros lado a lado a revolucións baixas e similares, entón o 3.0 lóxicamente consumirá máis.

Polo tanto, a baixas revolucións, un motor turboalimentado funcionará como aspirado naturalmente xa que non utilizará turbocompresor (os gases de escape son demasiado débiles para reactivalo).

E é aí onde os motores turbo enganan o seu mundo, consumen pouco a velocidades baixas en comparación cos atmosféricos, xa que de media son menos (menos = menos consumo, repito, sei).

Non obstante, nun uso real, ás veces as cousas chegan ao contrario. De feito, cando subimos ás torres (polo que cando usamos enerxía fronte ao ciclo NEDC), o turbo arranca e comeza a verter unha corrente de aire moi grande no motor. Desafortunadamente, canto máis aire hai que compensar máis enviando combustible, o que literalmente estala o caudal.

Entón, imos só recapitular: os fabricantes reduciron o tamaño dos motores para manexar mellor o ciclo NEDC e, polo tanto, reducir os valores de consumo. Non obstante, para ofrecer o mesmo nivel de potencia que os "vellos grandes motores", engadiron un turbocompresor (ou sobrealimentador). Durante o ciclo, o turbocompresor funciona moi pouco e mesmo achega un pouco de enerxía extra debido á expansión dos gases de escape (os gases de escape ocupan máis espazo que a mestura que entra no motor, esta expansión é controlada pola turbina), o que leva a baixo consumo, porque o motor é pequeno, recórdovos (se comparamos dous volumes idénticos con e sen turbocompresor, entón o con turbocompresor consumirá máis loxicamente). De feito, a xente usa toda a potencia do seu coche e, polo tanto, fai que o turbo funcione máis. O motor é bombeado con aire e, polo tanto, tamén debe "cargarse" con gasolina: o consumo aumenta drasticamente, mesmo con motores pequenos ...

Pola miña banda, ás veces noto con medo que moitos de vós están moi descontentos co consumo real de pequenos motores de gasolina (os famosos 1.0, 1.2, 1.4, etc.). Cando moitas persoas regresan do diésel, o choque faise aínda máis importante. Algúns incluso venden o seu coche de inmediato ... Polo tanto, teña coidado ao mercar un pequeno motor de gasolina, non sempre fan marabillas.

Son pobre?

Cun motor turbo, o sistema de escape é aínda máis difícil... De feito, ademais dos catalizadores e o filtro de partículas, agora temos unha turbina que funciona polos fluxos que provocan os gases de escape. Todo isto significa que aínda estamos engadindo algo que bloquea a liña, polo que escoitamos un pouco menos de ruído. Ademais, as rpm son máis baixas, polo que o motor pode chillar menos forte.

A F1 é o mellor exemplo que existe, cun goce do espectador que se viu moi diminuído (o son do motor foi un dos ingredientes principais e, pola miña banda, boto de menos V8 de aspiración natural!).

Aquí podemos ver claramente que o turbo está un pouco obstruído a nivel de escape ... (colector á dereita e turbo á esquerda)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Elixe un!

Spotter (GE Supercars) fixo o traballo para comparar. Non obstante, teña en conta que a diferenza é máis notable noutros coches (especialmente na F1), porque Ferrari asegurouse con todo que o turbo castigaría o menos posible a aprobación, o que obrigou aos enxeñeiros a facer un traballo serio. Independentemente diso, temos 9000 rpm a 458 e 8200 rpm a 488 GTB (tamén sabendo que á mesma velocidade o 488 fai menos ruído).

¿Velocidade insuficiente do turbocompresor?

Si, con dúas turbinas que recollen os fluxos de escape e envían aire comprimido ao motor, aquí hai un límite: non podemos facer que as dúas xiren demasiado rápido, e entón tamén temos un arrastre no nivel de saída do escape, que non facemos. ter cun motor de aspiración natural (interfire o turbo). Teña en conta, non obstante, que a turbina que envía aire comprimido ao motor está controlada electrónicamente a través da válvula de derivación da válvula de derivación, polo que podemos restrinxir o fluxo de aire comprimido ao motor (isto é parte do que sucede). entra en modo de bloqueo, a válvula de derivación liberará toda a presión ao aire e non ao motor.

Polo tanto, todo isto achégase ao que vimos no parágrafo anterior.

¿Gran inercia?

En parte polas mesmas razóns, obtemos motores con máis inercia. Tamén reduce o pracer e a sensación de deportividade. As turbinas afectan o fluxo de aire entrante (saída) e saínte (escape) e, polo tanto, provocan certa inercia en relación coa velocidade de aceleración e desaceleración deste último. Non obstante, teña coidado de que a arquitectura do motor tamén inflúa moito neste comportamento (motor en posición V, plano, en liña, etc.).

Como resultado, cando fai gas a unha parada, o motor acelera (falo de velocidade) e desacelera un pouco máis lento ... Incluso a gasolina comeza a comportarse como motores diésel, que adoitan estar turbo durante máis dun tempo ( por exemplo, M4 ou Giulia Quadrifoglio, e estes son só algúns deles. 488 GTB está facendo un esforzo, pero tampouco é perfecto).

Se isto non é tan grave no coche de todos, nun superdeportivo - 200 euros - moito máis! Os vellos da atmosfera deberían gañar popularidade nos próximos anos.

Son de escape Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Supercoche da policía

Cita aos 20 segundos para escoitar que a inercia do motor é demasiado suave, non si?

Resposta máis lenta

Outra consecuencia é que a resposta do motor é menos impresionante. Ferrari tamén fai todo o posible para demostrar aos potenciais clientes que todo se fixo para reducir a capacidade de resposta do motor, a pesar de que o 488 GTB está turboalimentado.

Menos nobre?

Realmente non... Como pode un sobrealimentador facer un motor menos nobre? Se moita xente pensa o contrario, eu, pola miña parte, creo que non ten sentido, pero quizais me equivoque. Por outra banda, pode facelo menos atractivo, que é outra cousa.

Fiabilidade: turbo en media asta

Esta é unha lóxica estúpida e noxenta. Cantas máis pezas hai no motor, maior é o risco de rotura... E aquí estamos arruinados, porque o turbocompresor é á vez unha parte sensible (aletas fráxiles e un cojinete que hai que lubricar) e unha parte que está sometida a enormes limitacións. (centos de miles de revolucións por minuto!)...

Ademais, pode matar un motor diésel debido á aceleración: flúe ao nivel do rodamento lubricado, este aceite é succionado no motor e arde neste último. E xa que non hai acendido controlado nos motores diésel, o motor non debe estar apagado! Todo o que tes que facer é ver o seu coche morrer demasiado alto e nunha bocanada de fume).

Todos os comentarios e reaccións

pasado comentario publicado:

Phil MERLUZA (Data: 2021, 05:22:08)

Escribes que botas de menos os motores V8 na Fórmula 1, pero os pilotos que viviron a primeira era da turbocompresor, despois os V8, V10, V12 3500cc. Cm, logo 3 cc. Mira, dise que só faltaban motores V3000 de 2cc. Mira Rindo poderoso, esa é a miña opinión.

Il J. 1 reacción (s) a este comentario:

• Administrador ADMINISTRADOR DO SITIO (2021-05-24 15:16:25): Coidado coas sutilezas, dubido que lles faltou o poder... En primeiro lugar, xa non golpean as nádegas do V10, pero o feito de que sexan atmosféricos é castigado co fallo. a baixas revolucións...

  Calquera piloto preferiría a vibración lixeiramente débil debaixo sobre un turbo completo a todas as revolucións. Un motor turboalimentado é moi molesto en termos de son (CF Vettel) e nestes niveis de potencia é máis difícil medilo (e tamén menos lineal).

  En resumo, o turbo é bo na vida civil, na autoestrada menos...

(A túa publicación será visible no comentario despois da verificación)

Escribe un comentario

¿Gústanche os motores turbo?