Летом организаторы конкурса International Engine of the Year объявили лучшие двигатели 2016 года. Эксперты оценивали приводные агрегаты по нескольким параметрам — экологичности, динамическим характеристикам и расходу топлива. В итоге в тройку лидеров не попал ни один атмосферный двигатель.
Первое место в рейтинге занимает 3,9-литровый битурбированный двигатель V8 Ferrari 488 GTB. Во-вторых, гибридная система BMW i8, которая состоит из 1,5-литрового турбомотора и электродвигателя. На третьем месте был 6-цилиндровый двигатель Porsche 911 с двумя турбинами. Все это ясно показывает, что производители уделяют все больше внимания двигателям с турбонаддувом. И главная причина этого — ужесточение экологических стандартов.
На практике от безнаддувного двигателя можно получить ту же мощность, что и от двигателя с турбонаддувом. Однако это вряд ли самое разумное. Самый производительный атмосферный двигатель — 4,5-литровый V8 Ferrari 458 Italia, который развивает 605 л.с. С его помощью литровая мощность достигает 134 л.с. на 1 литр рабочего объема. Для сравнения: 4,0-литровый двигатель V6 TFSI с двойным турбонаддувом в Audi RS6 предлагает такую же мощность, но с большей мощностью — 151 л.с. / литр.
В безнаддувных двигателях генерация мощностью более 100 л.с. достигается в первую очередь за счет увеличения максимальной скорости. Примером тому может служить двигатель мотоцикла Honda CBR400F (145 л.с. / литр), у которого максимальная мощность достигается при 12300 об / мин. Абсолютными рекордсменами в этом отношении являются двигатели автомобилей Формулы 1 — 310 л.с. / литр, но их максимальная частота вращения коленчатого вала достигает 19 000 об / мин.
Другие факторы, такие как степень загустения, смешивание, сгорание и т. д. Также влияют на объем литров. Например, в 1997 году на Alfa Romeo 156 стали поступать двигатели семейства Twin Spark, у которых на цилиндр по 2 свечи. Двигатели предлагают рекордную для своего времени мощность. Агрегат с 4 цилиндрами и объемом 1,75 литра предлагает мощность 144 л.с., а 2,0-литровый — 165 л.с.
В то время у японских компаний были еще более производительные двигатели. В 90-х годах японская компани Honda выпустила DOHC i-VTEC, который при объеме 1,6 литра развивает 160 л.с. Максимальная мощность достигается при 8000 об / мин. Позже Honda S2000 представила 2,0-литровый бензиновый двигатель мощностью 250 л.с. (125 л.с. / литр объема).
По мнению экспертов, производители автомобилей могли бы легко продолжить совершенствование атмосферных двигателей, если бы не ужесточение экологических норм, ограничивающих уровни выбросов углерода в атмосферу. Один из основных способов выполнения требований — снижение веса автомобилей. Это, в свою очередь, достигается за счет использования более легких двигателей — соответственно с меньшим количеством цилиндров и рабочим объемом. Однако это приводит к проблеме — меньший рабочий объем приводит к снижению мощности, что в свою очередь ухудшает динамику автомобиля на дороге. И для решения этой проблемы инженеры начинают устанавливать турбокомпрессоры, которые позволяют двигателю малого рабочего объема достигать крутящего момента и мощности на уровне большого атмосферного агрегата.
Есть еще один момент — увеличение максимальной скорости атмосферного мотора увеличивает его мощность, но крутящий момент остается низким. Вот почему форсирование двигателя с помощью турбины — гораздо лучший способ увеличить мощность без ущерба для надежности двигателя. Однако до сих пор есть люди, которые не согласны с приведенным выше утверждением и считают, что атмосферные двигатели более долговечны, чем с принудительной зарядкой. На практике в этом мало логики, так как турбодвигатели работают при более низкой степени сжатия, что означает меньшую нагрузку на блок цилиндров. Конечно, турбокомпрессор требует особого ухода, чтобы продлить срок его службы.
По мнению специалистов, все зависит от условий, в которых эксплуатируется газотурбинный двигатель. Атмосферный двигатель проще — его долговечность во многом связана с литровой мощностью. С увеличением скорости увеличивается инерционная нагрузка, трение и износ основных деталей, что соответственно снижает надежность. Примером этого является атмосферный двигатель E8, который некоторое время назад использовался в Формуле 1. Он протянул максимум 1000 км, тогда как требования к массовым автомобилям гораздо серьезнее — минимум 150 000 км.
Но к чему все это приведет? Автомобильные инженеры считают, что реальное соотношение л.с. / объем, которое может быть достигнуто, находится в диапазоне 125-135 л.с. / литр. С этой целью производители будут продолжать использовать традиционные технологии для снижения расхода топлива и сочетать их с новыми: регулируемое газораспределение, регулируемая степень сжатия, прямой впрыск топлива, принудительное заполнение, гибридные системы и электрификация.
Ремонт бензиновых атмосферных двигателей Хонда Цивик 8: http://www.hondabook.ru/Civic/8/power/l13a/specifikacii-i-harakteristiki-dvigateley.