Турбокомпресор срещу компресор срещу атмосферен двигател: Каква е разликата? От книгата, която скоро ще излезе…“Автомобилът – вчера, днес и утре“.

От чистотата на атмосферния двигател до турбо бууста и жуженето на компресора, ето как трите основни типа двигатели създават мощност – и защо се усещат толкова различно.

Турбокомпресор срещу компресор срещу атмосферен двигател

Ако някога сте гледали видеоклип, чели статия или просто сте слушали автомобилен маниак да говори за коли, вероятно сте чували тези термини преди: турбокомпресор, компресор и атмосферен двигател. Като се има предвид контекстът, вероятно знаете, че те имат нещо общо с двигателя и, само по вибрации, турбокомпресорът и компресорът вероятно правят колата да се движи по-бързо по някакъв начин.

Но какво всъщност означават тези думи?

Chevrolet Corvette Z06 с плосък колянен вал V8

Когато някой нарича двигател, работещ с бензин, „атмосферен“, това просто означава, че няма турбокомпресори или компресори (между другото, тези две неща са общо известни като „принудителна индукция“). Това е. Липсата на принудителна индукция е определението.

Това означава, че въздухът и газът се смесват, причинявайки малки експлозии вътре в цилиндрите, което от своя страна кара буталата да се движат бързо нагоре и надолу (или понякога настрани), въртейки колянов вал, който завърта колелата. Това е обяснението на общото ниво за това как работи бензиновият двигател на автомобила.

По-просто: газът и въздухът бумват, причинявайки движение на цилиндрите, което причинява въртене на коляновия вал, движейки колата напред. А атмосферен двигател просто се отнася до двигател, при който стъпката на създаване на бум не се подпомага от никакъв вид вентилатор или въздушни трикове.

Когато някой нарича двигател, работещ с бензин, „атмосферен“, това просто означава, че няма турбокомпресори или компресори. Това е всичко.

Атмосферният двигател обикновено означава по-„линейна“ реакция на газта, което означава, че корелацията между това колко дълбоко е заровен кракът ви в педала на газта и колко бързо се върти двигателят, се усеща като права линия. При турбокомпресорите тази линия често се усеща по-извита, което прави шофирането по-малко предвидимо и може би по-малко органично.

Големият недостатък на атмосферния двигател обаче, особено при най-често срещаните двигатели с малък работен обем, е, че трябва да ги натоварите силно, за да ги накарате да направят нещо вълнуващо. Това има своите прелести, но не е много икономично и обикновено не е идеално, ако всичко, което искате от колата си, е чиста скорост.

В определени ентусиастически кръгове обаче, атмосферните автомобили сега са по-ценни заради по-чистия си характер и имидж – представете си готвене върху чугун, а не върху неръждаема стомана или незалепващо покритие. Настоящото атмосферно пълнене също е рядкост сред новите автомобили, което определено има нещо общо с това.

Ако колата ви е произведена преди, да речем, 2012 г. и не е била специално предлагана на пазара като версия с турбокомпресор за по-бърза работа, вероятно двигателят ви е атмосферен. През последното десетилетие обаче турбокомпресорът е завладял масово.

Турбокомпресор

Трицилиндров двигател с турбокомпресор на Toyota GR Corolla

Снимка от: Toyota

Турбокомпресорът е физическа част, която прилича на метален охлюв с вентилатор в него. Той поема отработените газове, които иначе биха били изхвърлени безцеремонно, и ги използва, за да завърти вентилатор, наречен турбинно колело, което от своя страна завърта втори вентилатор, наречен компресорно колело.

Компресорното колело засмуква околен въздух отвън и го изпомпва в горивната част на основния двигател. Това води до по-плътен въздух, което от своя страна причинява по-интензивни експлозии и по този начин повече мощност. Накратко, двигател с турбокомпресор използва собствените си отработени газове, за да изпомпва повече въздух в себе си, създавайки по-интензивна мощност.

Ключов признак (и предимство, в зависимост от кого питате) за турбокомпресора е отчетливият свистящ звук, който се получава, когато се натрупа налягане, и звукът „пшшш“, който се получава, когато целият този сгъстен въздух се изпусне от изпускателния отвор (ако има такъв), когато свалите крака си от газта. „Двойни турбокомпресори“ или „битурбо“, между другото, означава просто двигател, който има два турбокомпресора. Веднъж в синята луна на Bugatti, може дори да срещнете термина „четири турбокомпресора“, което е, да, четири турбокомпресора.

Важното е, че турбокомпресорите теоретично позволяват на автомобилните производители да създават нови автомобили, които са също толкова мощни, колкото старите, ако не и по-мощни, като същевременно отговарят на все по-строгите стандарти за разход на гориво. И когато се кара разумно или, най-важното, в рамките на тестовия цикъл на EPA, по-малък турбо двигател ще бъде по-ефективен от сравним, но по-голям атмосферен. Карайте ги по-усилено обаче и пробегът ви ще варира.

Турбокомпресорът поема отработените газове, които иначе биха били изхвърлени безцеремонно, и ги използва, за да завърти вентилатор, наречен турбинно колело, което от своя страна завърта втори вентилатор, наречен компресорно колело.

Като машини за управление, по-старите автомобили с турбокомпресор до голяма степен се характеризираха с нещо, наречено „турбо забавяне“. Старите турбокомпресори отнемаха известно време, за да се разгърнат, и преди да го направят, двигателят се чувстваше сравнително бездушен. Но след като се създаде тласък, въртящият момент се покачваше бързо. Този внезапен скок на въртящия момент беше в най-добрия случай поляризиращ, театрален в ретроспекция и, ако сме честни със себе си, малко плашещ в средата на завоя.

Съвременните автомобили с турбокомпресор обаче са почти противоположни. Благодарение на разработки като по-малки, по-бързо въртящи се турбокомпресори, директно впръскване на горивото и може би дори хибридни турбокомпресори с електрически двигател, въртящият момент се появява почти веднага и остава там. Малко или никакво забавяне, никакъв внезапен скок, никакви изненади. Това води до характер на шофиране, който е способен, независимо къде се намирате в диапазона на оборотите – натиснете го и той просто тръгва – но малко скучно.

Други компромиси включват увеличени производствени разходи и компрометирана надеждност, присъща на усложняването на всичко. Съвременните турбокомпресори стават все по-евтини и по-здрави всеки ден, разбира се, просто защото така работи мащабът. Но при равни други условия, очаквайте двигател с повече части, повече топлина, повече налягане и повече точки на повреда да струва повече за покупка и поддръжка, отколкото такъв без турбокомпресор.

Въпреки това, турбокомпресорът е повсеместен сред новите автомобили, независимо дали става въпрос за ниско разположени суперколи, големи пикапи или малки икономични хечбеци. През 2026 г. четирицилиндровият двигател с турбокомпресор се превърна в стандартен двигател за обикновени автомобили.

Компресорно пълнене

V8 двигател с компресорно пълнене на Ford Mustang GTD

Компресорите, междувременно, не са толкова често срещани, колкото турбокомпресорите, но работят с подобна цел: да създават повече мощност чрез компресиране на повече въздух в двигателя. Начинът, по който се изпълнява тази мисия, обаче е по-механичен по своята същност.

Малко като турбокомпресорите, компресорите (някои хора обичат да ги наричат „вентилатори“) поемат околния въздух отвън и го засмукват в двигателя за по-интензивно горене. Но вместо отработени газове да се въртят, това е система от шайби, прикрепена към коляновия вал на двигателя. С други думи, двигателят не само завърта колелата на автомобила, но и завърта механизма, отговорен за подаването на повече въздух – този механизъм се нарича компресор.

Има три основни вида компресори: коренови, двувинтови и центробежни. Разликите между тях се състоят главно в начина, по който се движат вътрешно и компресират входящия въздух. Кореновите и двувинтовите използват чифт дълги, преплетени ротори, въртящи се един до друг; двувинтовият е по същество по-модерна вариация на кореновите, която компресира въздуха вътрешно, е по-ефективна и се охлажда.

Центробежните, от друга страна, използват турбоподобен компресор, наречен импелер. Независимо от метода на компресия, определящата характеристика на компресора е, че въртящите се части се задвижват от самия двигател чрез ремъци и шайби, а не от отработени газове.

Компресорите поемат околния въздух отвън и го засмукват в двигателя за по-интензивно горене. Но вместо отработени газове да се въртят, това е система от шайби, прикрепена към коляновия вал на двигателя.

Тъй като компресорите се захранват от самото движение на двигателя, а не от изгорелите газове надолу по течението, допълнителният тласък, който осигуряват, е практически незабавен. Това означава повече тяга, независимо от оборотите на двигателя – компресорите с коренови двигатели и двувинтовите компресори не променят толкова много кривата на въртящия момент на атмосферния двигател, а просто го поставят по-високо в графиката.

Тъй като компресорите използват двигателя, за да се захранват сами, големият им недостатък е по-лошата икономия на гориво. Тази паразитна загуба означава, че компресорите са по-скоро чисто производителност, а не ефективност.

Най-отличителната черта на компресора при шофиране обаче може би е просто шумът, който издават. Това е високочестотен вой, който ще звучи познато на всеки, който някога е чувал Dodge Hellcat да прелита. Това е дълбоко механичен, първичен, граничещ с нестабилен звук и е голяма причина за популярността му сред американските „muscle“ и съседни на „muscle“ автомобилни жанрове.

Знаете ли онова нещо, което плашещо стърчи, да речем, от капака на Charger-а на Доминик Торето и има три отвора за въздух и система от ролки, която се вижда? Това е компресор.

Често задавани въпроси

Кой е по-бърз: атмосферен, турбо или компресор?

Няма универсален победител. Принудителната индукция (турбо или компресор) почти винаги произвежда повече мощност на долар и на кубичен инч, но атмосферните двигатели могат да се усещат по-привлекателни и предвидими. „По-бързи“ зависи от конкретния двигател, настройката и случая на употреба.

Защо не всички автомобили използват просто турбо или компресори?

Защото нищо не е безплатно. Принудителната индукция добавя разходи, сложност, топлина и дългосрочни проблеми с поддръжката. Някои автомобилни производители също така дават приоритет на усещането на дросела, звука, надеждността или простотата пред абсолютната мощност.

Какво всъщност означава „принудителна индукция“?

Това е общият термин за всяка система, която механично или чрез отработени газове вкарва повече въздух в двигателя, отколкото той би могъл естествено да вдиша самостоятелно – а именно турбокомпресори и компресори.