Атмосферный двигатель¶

Атмосферный двигатель — двигатель внутреннего сгорания, который не использует систему принудительного наддува воздуха в цилиндры и работает за счёт естественного наполнения цилиндров воздухом под давлением окружающей атмосферы. В отличие от турбонаддувных и компрессорных агрегатов, атмосферный мотор всасывает воздух через впускной коллектор без дополнительного сжатия, поэтому его мощность напрямую зависит от атмосферного давления, высоты над уровнем моря и температуры воздуха.

¶Принцип работы

В атмосферном двигателе воздух поступает в цилиндр во время такта впуска за счёт разрежения, создаваемого поршнем при его движении вниз. Давление в цилиндре в этот момент ниже атмосферного, и воздух заполняет объём камеры сгорания естественным образом. Смесь воздуха и топлива сжимается, поджигается свечой зажигания (в бензиновых версиях) или воспламеняется от сжатия (в дизельных), и расширяющиеся газы толкают поршень, совершая полезную работу.

Ключевое отличие от наддувных систем — отсутствие турбокомпрессора или механического компрессора, которые принудительно нагнетают воздух в цилиндры, повышая его плотность и позволяя сжигать больше топлива. В атмосферном двигателе количество воздуха, поступающего в цилиндр, ограничено его плотностью при текущих условиях.

¶Характеристики и особенности

¶Преимущества

Простота конструкции. Отсутствие турбины, интеркулера, обводных клапанов и дополнительной системы управления наддувом уменьшает количество узлов и снижает вероятность отказов.
Отзывчивость. Мотор мгновенно реагирует на нажатие педали газа, поскольку нет задержки, связанной с раскруткой турбины (турболаг).
Предсказуемость. Кривая мощности и момента плавная и линейная, что облегчает управление автомобилем.
Дешевле обслуживание. Меньше расходных материалов и запчастей, проще диагностика.
Работа на низкооктановом топливе. Атмосферные бензиновые двигатели менее требовательны к октановому числу по сравнению с высокофорсированными турбоагрегатами.

¶Недостатки

Меньшая удельная мощность. При одинаковом объёме атмосферный двигатель выдаёт меньше лошадиных сил, чем турбированный, так как не может сжигать избыточное количество топлива.
Зависимость от условий. На высокогорье, где атмосферное давление ниже, мощность падает пропорционально плотности воздуха. При подъёме на высоту 1000 м мощность снижается примерно на 10 %.
Более высокий расход топлива при сопоставимой мощности по сравнению с турбодизелями.

¶Классификация

По типу топлива атмосферные двигатели делятся на бензиновые и дизельные. Бензиновые атмосферные моторы исторически наиболее распространены; дизельные атмосферные двигатели применяются в тракторах, стационарных установках и старых грузовиках, где важнее надёжность и тяговые характеристики, чем мощность.

По конструкции различают рядные, V-образные и оппозитные атмосферные двигатели. Классические примеры — рядные шестицилиндровые моторы BMW, оппозитные «боксёры» Subaru и Porsche, V-образные восьмицилиндровые двигатели Mercedes-Benz и Jaguar.

¶Применение

Атмосферные двигатели долгое время были стандартом в автомобильной промышленности. В 1990-х — 2000-х годах многие производители постепенно переходили на турбонаддув для соответствия нормам токсичности и повышения мощности при уменьшении рабочего объёма (турбо-даунсайзинг). Тем не менее атмосферные моторы продолжают применяться в ряде нишевых и спортивных моделей, где ценятся линейная отдача и звук двигателя: Ferrari 458, Porsche 911 GT3 (до перехода на турбо в 2016 году), Mazda MX-5, Toyota GT86.

В России атмосферные двигатели широко представлены в парке отечественных автомобилей: ВАЗ-2101—2107, «Ока», УАЗ, а также в двигателях ВАЗ объёмом 1,6—1,8 л, устанавливаемых на современные модели «Лада». Простота и ремонтопригодность делают их популярными в условиях сурового климата и ограниченной сервисной инфраструктуры.