Почему турбомоторы не такие экономичные, как нам обещают

Если вы не хотите лезть в технические подробности, то всё, что вам нужно знать — при спокойной езде на невысоких оборотах турбомотор экономичнее атмосферного. Но на оборотах выше средних аппетит турбомотора может становиться больше, чем у атмосферного, примерно на 30%. Проблема в том, что тяжело ездить на турбомоторе как «овощ», поэтому показатели расхода топлива в реальности несильно отличаются от атмосферных.

Теория шашлыка

В теории турбомотор в самом деле эффективнее. Если не хочется и не можется вспоминать физику, то давайте вспомним шашлыки. Когда угли остывают, мы их раздуваем специальным веером или чем-то ещё. Раздуваем = нагоняем больше воздуха = больше кислорода, который и поддерживает горение. В итоге угли вновь разгораются и снова появляется жар.

То же самое происходит в турбомоторе. Если в атмосферном моторе давление в цилиндре, когда поршень находится в нижнем положении, не больше атмосферного (воздух сам заходит в цилиндр под действием разряжения), то в турбомоторе давление больше атмосферного, потому что он нагнетается турбиной или нагнетателем (в зависимости от производительности турбины и степени наддува в цилиндры может нагнетаться в 1,5−2, а то и три раза больше воздуха).

В итоге в цилиндре больше воздуха, горение происходит активнее, выше температура, топливо сгорает почти полностью, КПД увеличивается, меньше вредных выбросов. Результатом всего этого является то, что для совершения запланированной работы требуется меньше топлива. Как итог — объем турбомоторов меньше при тех же характеристиках.

В чем секрет

При спокойной езде турбомотор в самом деле экономичнее. Основная причина этой экономичности как раз в том, что турбины на современных гражданских машинах настроены таким образом, что начинают раскручиваться с самых малых оборотов, выдавая максимальный крутящий момент на очень низких оборотах, на которых атмосферник, говоря простым языком, просто не едет. А чем ниже обороты двигателя, тем меньше взрывов происходит в цилиндрах за одно и то же и время.

Если грубо, то секрет экономичности турбомоторов в том, что, во-первых, они работают на более низких оборотах, чтобы выдать тот же крутящий момент, что и атмосферный мотор, во-вторых, объем цилиндров турбомотора меньше, чем у атмосферного, соответственно и бензина нужно меньше.

Трудно жить с провокатором

Но есть два нюанса. 1. Турбомотор — это провокатор. Сложно ездить медленно и спокойно, когда знаешь, что у тебя под педалью огромный запас тяги и мощности. 2. Так как тяги у турбомоторов намного больше, чем у атмосферных моторов, и эта тяга равномерна размазана по большому диапазону оборотов (так называемая «полка» крутящего момента), а мощность — это произведение количества оборотов коленчатого вала на крутящий момент, при высоких оборотах компьютер начинает готовить такую смесь, чтобы выдать как можно больше этой самой мощности и крутящего момента. В результате при напористой езде расход топлива турбированного мотора может быть на треть больше, чем у атмосферного той же мощности.

Для тех, кто не понял, постараюсь объяснить проще. Снова вспомним шашлыки. Если угли не раздувать, они будут очень долго тлеть. Если же их постоянно раздувать, они сгорят и превратятся в пепел намного быстрее. То есть в зависимости от количества поступаемого кислорода, который содержится в воздухе, одно и то же количество топлива может сгорать быстрее или медленнее.

Если вы жмете на газ до упора (или просто держите высокие обороты двигателя) в машине с турбомотором, в цилиндры впрыскивается больше топлива, чем впрыскнулось бы в цилиндры атмосферного мотора по той простой причине, что в атмосферном моторе все это топливо не смогло бы сгореть, а в турбированном, благодаря нагнетаемому воздуху, может.

Закончить остается тем, с чего я и начал. Турбомотор экономичнее атмосферника на небольших оборотах при спокойной езде. А вот на ускорениях и при активной езде, турбомотор может быть даже прожорливее атмосферного.