Diferències entre motors d'aspiració natural i turboalimentats

Com funciona el cotxe> Diferències entre motors d'aspiració natural i turboalimentats

Aquest és un tema que s'ha convertit en una prioritat des de la introducció massiva de motors més petits. Així doncs, aquesta va ser una oportunitat per escriure un article per intentar aclarir aquesta qüestió, així que fem una ullada a tots els elements que diferencien els motors d'aspiració natural dels motors turboalimentats.

Llegiu també: Funcionament del turbocompressor.

El principi bàsic

Com que no tots sou campions de la mecànica, fem una ullada ràpida a què són els motors d'aspiració natural i sobrealimentats.

En primer lloc, aclarim que aquests termes signifiquen, en primer lloc, la presa d'aire, per la qual cosa no ens importa la resta. Un motor d'aspiració natural es pot considerar un motor "estàndard", és a dir, respira aire exterior de manera natural gràcies als moviments alternatius dels pistons, que després actuen com a bombes d'aspiració.

Un motor sobrealimentat utilitza un sistema additiu que dirigeix ​​encara més aire al motor. Així, a més d'aspirar aire pel moviment dels pistons, n'afegim més amb l'ajuda d'un compressor. Hi ha dos tipus:

• Accionat per l'energia del motor = compressor - sobrealimentador
• Gas d'escapament controlat = turbocompressor.

Motor turbo = més potència

Primera observació: un motor turbo és potencialment més potent. En efecte, la potència prové directament de la combustió en els cilindres, com més important és, més "es mou" el cilindre i, per tant, més potent és el cotxe. Amb un turbo, podeu introduir més aire als cilindres que sense. I com que aconseguim enviar més oxidant (aire i sobretot la petita part d'oxigen que hi ha), podem enviar més combustible. Per tant, tenim més energia per cremar en un cicle, de manera que tenim més energia. El terme "impuls" també és de gran importància, literalment obstruïm el motor amb aire i combustible, "embotem" el màxim possible als cilindres.

El 458 Italia té un 4.5 atmosfèric amb 570 CV.

El 488 GTB (reemplaçament) està impulsat per un motor 4.0 sobrealimentat que desenvolupa 100 CV. més (per tant, per 670). Així, tenim un motor més petit i més potència (dues turbines, una per banc de cilindres). Amb cada crisi important, els fabricants ens porten les seves turbines. Això sí que ha passat en el passat, i és possible que es tornin a abandonar en el futur (tret que l'electricitat substitueixi la calor), encara que hi hagi poques possibilitats en el context "climàtic". Política".

Motor turbo menys buit

Un motor d'aspiració natural absorbeix més aire a mesura que augmenta les revolucions, de manera que la seva potència augmenta a les revolucions, ja que és quan consumeix més aire i combustible. Un motor turbo pot tenir molt d'aire i combustible a baixes revolucions perquè el turbo omple els cilindres d'aire "artificial" (aire que s'afegeix així a l'aire que aspira naturalment pel moviment dels cilindres). Com més oxidant, més combustible s'envia a baixes velocitats, donant lloc a un excés d'energia (és una mena d'aliatge).

Tingueu en compte, però, que els compressors accionats pel motor (sobrealimentador accionat pel cigonyal) permeten forçar el motor amb aire fins i tot a baixes revolucions. El turbocompressor és alimentat per l'aire que surt del tub d'escapament, de manera que no pot funcionar bé a revolucions molt baixes (on els cabals d'escapament no són molt importants).

Tingueu en compte també que el turbocompressor no pot funcionar igual a totes les velocitats, les "hèlixs" de les turbines no poden funcionar igual en funció de la força del vent (d'aquí la velocitat i el cabal dels gasos d'escapament). Com a resultat, el turbo funciona millor en un rang limitat, d'aquí l'efecte de cop de cul. Aleshores tenim dues solucions: un turbocompressor de geometria variable que canvia el pendent de les aletes, o un impuls doble o fins i tot triple. Quan tenim múltiples turbines, una s'ocupa de les baixes velocitats (petits cabals, per tant petits turbos adaptats a aquests "vents"), i l'altra s'encarrega de les altes velocitats (més en general, és lògic que els cabals siguin més importants en aquest punt. allà). Amb aquest dispositiu, trobem llavors l'acceleració lineal d'un motor d'aspiració natural, però amb molt més enganxament i òbviament parell (a igual cilindrada, és clar).

El consum? Depèn …

Això ens porta a un punt força important i controvertit. El motor turbo consumeix menys? Si mireu els números dels fabricants, podeu dir que sí. No obstant això, de fet, molt sovint tot és molt bo i cal discutir-ne els matisos.

El consum dels fabricants depèn del cicle NEDC, és a dir, de la manera particular d'utilitzar els cotxes: acceleració molt lenta i velocitat mitjana molt limitada.

En aquest cas, els motors turboalimentats estan al capdamunt perquè no l'utilitzen gaire...

De fet, el principal avantatge del motor turbo reduït és la seva petita grandària. Un motor petit, molt lògicament, consumeix menys que un de gran.

Malauradament, un motor petit té una potència limitada perquè no pot agafar molt d'aire i, per tant, crema molt de combustible (ja que les cambres de combustió són petites). El fet d'utilitzar un turbocompressor permet augmentar artificialment el seu desplaçament i recuperar la potència perduda durant la contracció: podem introduir un volum d'aire que supera la mida de la cambra, ja que el turbocompressor envia aire comprimit, que agafa aire. menys espai (també es refreda mitjançant un intercanviador de calor per reduir encara més el volum). En resum, podem vendre 1.0 amb més de 100 CV, mentre que sense turbocompressió, es limitarien a una seixantena, per la qual cosa no es poden vendre en molts cotxes.

Com a part de l'homologació NEDC, fem servir cotxes a baixes velocitats (acceleració lenta i baixa a revolucions), així que acabem amb un motor petit que funciona en silenci, en aquest cas no consumeix gaire. Si faig servir els d'1.5 litres i 3.0 litres un al costat de l'altre a baixes revolucions i similars, lògicament el 3.0 consumirà més.

Per tant, a baixes revolucions, un motor turboalimentat funcionarà com a aspirat natural, ja que no utilitzarà turboalimentació (els gasos d'escapament són massa febles per revifar-lo).

I és allà on els motors turbo enganyen el seu món, consumeixen poc a baixes velocitats en comparació amb els atmosfèrics, ja que de mitjana són menys (menys = menys consum, repeteixo, ho sé).

No obstant això, en l'ús real, de vegades les coses arriben al contrari! De fet, quan pugem a les torres (per tant, quan fem servir la potència en lloc del cicle NEDC), el turbo s'activa i després comença a abocar un corrent d'aire molt gran al motor. Malauradament, com més aire, més s'ha de compensar enviant combustible, que literalment explota el cabal.

Per tant, resumim: els fabricants han reduït la mida dels motors per gestionar millor el cicle NEDC i, per tant, reduir els valors de consum. Tanmateix, per tal d'oferir el mateix nivell de potència que els "vells grans motors", van afegir un turbocompressor (o sobrealimentador). Durant el cicle, el turbocompressor funciona molt poc i fins i tot aporta una mica d'energia extra a causa de l'expansió dels gasos d'escapament (els gasos d'escapament ocupen més espai que la mescla que entra al motor, aquesta expansió és impulsada per la turbina), la qual cosa porta a baix consum, perquè el motor és petit, us ho recordo (si comparem dos volums idèntics amb i sense turbocompressor, aleshores el de turboalimentació consumirà més lògicament). De fet, la gent utilitza tota la potència del seu cotxe i, per tant, fa que el turbo funcioni més. El motor es bombeja amb aire i, per tant, també s'ha de "carregar" amb gasolina: el consum augmenta bruscament, fins i tot amb motors petits ...

Per la meva banda, de vegades noto amb por que molts de vosaltres esteu molt descontents amb el consum real dels petits motors de gasolina (els famosos 1.0, 1.2, 1.4, etc.). Quan molta gent torna del dièsel, el xoc es fa encara més important. Alguns fins i tot venen el seu cotxe de seguida... Així que aneu amb compte a l'hora de comprar un petit motor de gasolina, no sempre fan meravelles.

Pobre so?

Amb un motor turbo, el sistema d'escapament és encara més difícil... De fet, a més dels catalitzadors i el filtre de partícules, ara disposem d'una turbina que s'acciona pels cabals produïts pels gasos d'escapament. Tot això vol dir que encara estem afegint alguna cosa que bloqueja la línia, de manera que sentim una mica menys de soroll. A més, les rpm són més baixes, de manera que el motor pot xisclar menys fort.

La F1 és el millor exemple que existeix, amb el gaudi de l'espectador que s'ha vist molt disminuït (el so del motor era un dels ingredients principals, i per la meva banda, trobo a faltar molt els V8 d'aspiració natural!).

Aquí podem veure clarament que el turbo interfereix lleugerament al nivell d'escapament... (colector a la dreta i turbo a l'esquerra)

FERRARI / V8 ATMO VS V8 TURBO! Escull un!

Spotter (GE Supercars) va fer la feina perquè compareu. Tingueu en compte, però, que la diferència es nota més en altres cotxes (especialment en la F1), perquè Ferrari, tanmateix, es va assegurar que el turbo castigaria el mínim possible l'homologació, obligant els enginyers a fer una feina seriosa. Independentment, tenim 9000 rpm a 458 i 8200 rpm al 488 GTB (també sabent que a la mateixa velocitat el 488 fa menys soroll).

Velocitat inferior al turboalimentat?

Sí, amb dues turbines que recullen els corrents d'escapament i envien aire comprimit al motor, aquí hi ha un límit: no les podem fer girar massa ràpid, i llavors també tenim un arrossegament al nivell de sortida de l'escapament, que no fem. tenir amb un motor d'aspiració natural (interfereix el turbo). Tingueu en compte, però, que la turbina que envia aire comprimit al motor es controla electrònicament a través de la vàlvula de bypass de la vàlvula de bypass, de manera que podem restringir el flux d'aire comprimit al motor (això és part del que passa). entra en mode de bloqueig, la vàlvula de bypass alliberarà tota la pressió a l'aire i no al motor.

Per tant, tot això s'acosta al que hem vist al paràgraf anterior.

Gran inèrcia?

En part pels mateixos motius, obtenim motors amb més inèrcia. També redueix el plaer i la sensació d'esportivitat. Les turbines afecten el flux d'aire d'entrada (admissió) i sortint (escapament) i, per tant, provoquen certa inèrcia en relació a la velocitat d'acceleració i desacceleració d'aquest últim. Tanmateix, vés amb compte que l'arquitectura del motor també té una gran influència en aquest comportament (motor en posició V, pla, en línia, etc.).

Com a resultat, quan s'atura el motor, el motor accelera (estic parlant de velocitat) i desaccelera una mica més lentament... Fins i tot la gasolina comença a comportar-se com els motors dièsel, que solen estar turboalimentats durant més d'un temps ( per exemple, M4 o Giulia Quadrifoglio, i aquests són només alguns d'ells. 488 GTB treballa molt, però tampoc és perfecte).

Si això no és tan greu al cotxe de tothom, aleshores en un supercotxe -200 euros- molt més! Els vells de l'atmosfera haurien de guanyar popularitat en els propers anys.

So d'escapament Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde QV Carabinieri | Supercotxe de la policia

Cita als 20 segons per sentir que la inèrcia del motor és massa suau, no?

Resposta més lenta

Una altra conseqüència és que la resposta del motor és menys impressionant. Ferrari també fa tot el possible per demostrar als clients potencials que s'ha fet tot per reduir la capacitat de resposta del motor, malgrat que el 488 GTB està turboalimentat.

Menys noble?

No realment... Com pot un sobrealimentador fer que un motor sigui menys noble? Si molta gent pensa el contrari, jo, per la meva banda, penso que no té sentit, però potser m'equivoco. D'altra banda, pot fer-lo menys atractiu, que és una altra qüestió.

Fiabilitat: turbo a mig pal

Aquesta és una lògica estúpida i repugnant. Com més peces hi hagi el motor, més gran és el risc de trencament... I aquí estem arruïnats, perquè el turbocompressor és alhora una peça sensible (aletes fràgils i un coixinet que s'ha de lubricar) i una peça sotmesa a enormes limitacions. (centenars de milers de revolucions per minut!) ...

A més, pot matar un motor dièsel a causa de l'acceleració: flueix al nivell del coixinet lubricat, aquest oli és aspirat al motor i crema en aquest últim. I com que no hi ha encès controlat als motors dièsel, el motor no s'ha d'apagar! Tot el que has de fer és veure com el seu cotxe mor massa alt i en una bufada de fum).

Tots els comentaris i reaccions

passat comentari publicat:

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

Escrius que trobes a faltar els motors V8 de la Fórmula 1, però els pilots que van viure la primera era de la sobrealimentació, després els V8, V10, V12 3500cc. Cm, després 3 cc. Mireu, es diu que només faltaven motors V3000 de 2cc. Veure Riure poderós, aquesta és la meva opinió.

Il J. 1 reacció (s) a aquest comentari:

• Administrador ADMINISTRADOR DEL LLOC (2021-05-24 15:16:25): Compte amb les subtileses, dubto que els faltava la potència... En primer lloc, ja no toquen les natges del V10, però el fet que siguin atmosfèrics es castiga amb fallada. a baixes revolucions...

  Qualsevol pilot preferiria l'ambient lleugerament feble que hi ha a sota sobre un turbo complet a totes les revolucions. Un motor turbo és molt molest pel que fa al so (CF Vettel) i en aquests nivells de potència és més difícil de mesurar (i també menys lineal).

  En resum, el turbo és bo a la vida civil, menys a l'autopista...

(La vostra publicació serà visible al comentari després de la verificació)

Escriure un comentari

T’agraden els motors turbo?