Что хорошего в том, что у двигателя низкий крутящий момент и высокая мощность?

Ещё один момент, о котором не было сказано: двигатели меньшего объёма с турбонаддувом потребляют меньше топлива, когда не работают на полную мощность (как говорит Юанн Штраус). Это означает, что они производят меньше выбросов (что, безусловно, хорошо, особенно в городских районах, где качество воздуха становится серьёзной проблемой).

Меньший уровень выбросов также означает, что они снижают средний уровень выбросов в линейке производителя, что помогает им соответствовать последним законам ЕС (см. здесь). Это особенно полезно для таких «премиальных» производителей, как Mercedes, которые в основном выпускают автомобили высокого класса с высоким уровнем выбросов

Я хотел бы добавить к этому обсуждению два важных момента:

1) При производстве таких двигателей, которые выдают больше мощности при меньшем рабочем объёме, они не будут такими же плавными, как их более крупные атмосферные предшественники. Им придётся работать на более высоких оборотах, чтобы выдавать ту же мощность. Допустим, вы едете со скоростью 112 км/ч на автомобиле с двигателем V8 объёмом 5,0 л. Вы можете спокойно ехать на 1400 оборотах в минуту (возможно, даже чуть меньше). Версия этого двигателя с турбонаддувом меньшего объёма, вероятно, будет работать на 1600 оборотах в минуту (если не больше). Таким образом, двигатель с меньшим рабочим объёмом будет более шумным и не таким плавным в управлении.

2) Двигатель прослужит не так долго, потому что ему приходится выдерживать большую нагрузку, чтобы выдавать ту же мощность, что и более крупный атмосферный двигатель. Чтобы справиться с этой нагрузкой, блок цилиндров изготавливается с расчётом на гораздо более высокое давление, что потенциально может увеличить стоимость автомобиля.

Хороший пример

Я думаю, что отличным примером этого является двигатель Mercedes-Benz AMG 4.0 V8 BITURBO. Он используется для замены прекрасного старого двигателя 6.2 V8 в таких автомобилях, как C63 AMG. В любом случае, я думаю, что в долгосрочной перспективе мы увидим отзывы покупателей о том, что двигатель C63 не служит так долго, как предыдущий двигатель C63, потому что у него меньше крутящего момента. Стоит также отметить, что новый C63 стоит дороже предыдущего C63. Это может быть связано с дополнительными расходами на новый двигатель.

Двигатель меньшего объёма имеет ряд преимуществ перед двигателем большего объёма.

Во-первых, это вес. Двигатель объёмом 2000 куб. см будет весить значительно меньше, чем двигатель объёмом 3000 куб. см, потому что у него будет блок меньшего размера, что, в свою очередь, уменьшит инерцию движущихся частей (таких как головка блока цилиндров и распределительный вал).

Во-вторых, мы можем учитывать экономию топлива. Если двигатель рассчитан на 3000 кубических сантиметров топливно-воздушной смеси, он, естественно, будет расходовать больше топлива в среднем. Если двигатель может выдавать ту же мощность при более экономичном расходе топлива, это намного лучше.

В-третьих, это размер. Двигатель меньшего размера можно разместить в более удобном месте в моторном отсеке/автомобиле. Автомобили в целом могут быть меньше, если двигатель меньше, что также соответствует моим первым двум пунктам. Этот пункт также существенно влияет на распределение веса и управляемость, которые тем проще обеспечить, чем меньше двигатель.

Другие моменты, о которых стоит подумать, — это стоимость двигателя (которая будет значительно ниже, чем меньше рабочий объём), выбросы углекислого газа и других загрязняющих веществ (в некоторых странах за более крупный автомобиль придётся платить больше налогов) и, наконец, небольшой (но заслуживающий внимания) фактор — общественное осуждение. Многие покупатели откажутся от автомобиля с трёхлитровым двигателем из-за распространённого мнения, что он слишком мощный и дорогой в обслуживании.

Использование двигателя меньшего объёма с турбонаддувом и более высокой мощностью имеет как преимущества, так и недостатки.

Преимущества двигателей меньшего объёма с турбонаддувом:

1. При отсутствии наддува (например, при частоте вращения ниже 3000 об/мин) двигатель расходует гораздо меньше топлива.


2. Двигатели с турбонаддувом имеют более пологую кривую крутящего момента, то есть они работают ближе к оптимальному уровню на большей части диапазона оборотов.


3. Двигатели весят меньше, что позволяет увеличить соотношение мощности и веса.


4. Их гораздо проще настроить так, чтобы они обладали нужными вам характеристиками. Вы можете получить либо мощный двигатель с высоким наддувом, либо экономичный двигатель с низким наддувом, просто изменив параметры электронного блока управления, например максимальное давление наддува и опережение зажигания.

Недостатки двигателей меньшего объёма с турбонаддувом:

1. Турбокомпрессоры выделяют много тепла и создают дополнительную нагрузку, что значительно сокращает срок службы двигателя. Двигатель без турбонаддува объёмом 3000 куб. см может легко прослужить 200 000 миль, но вам будет сложно добиться таких же показателей с двигателем объёмом 2000 куб. см с турбонаддувом, если только вы не водите очень аккуратно.


2. Из-за дополнительной нагрузки, которую турбокомпрессоры создают на двигатель, внутренние компоненты должны быть более высокого качества, а значит, и более дорогими. Для таких автомобилей, как Astra VXR, A45 AMG, RS3 и WRX STi, обычно требуются кованые поршни и шатуны, способные выдерживать более высокое давление и температуру.


3. Для турбированных двигателей требуется более качественное и дорогое топливо. Из-за особенностей конструкции двигателя и повышенных температур, возникающих при принудительном наддуве, требуется более качественное топливо, чтобы предотвратить преждевременную детонацию (стук в двигателе). Для воспламенения более качественного топлива требуется больше усилий, что кажется нелогичным, но становится понятным, если изучить принцип работы двигателей. Это может стать проблемой, если вы живёте там, где топливо премиум-класса недоступно. Например, для моей Subaru требуется топливо с октановым числом не ниже 95, что также является максимальным октановым числом для топлива, доступного в нашей стране. На самом деле мне приходится использовать присадку, чтобы искусственно повысить октановое число топлива, которое я заливаю, чтобы оно не испортилось.


4. Турбины ломаются. Их ремонт или замена обходятся дорого. Срок службы турбины составляет около 160 000 км, а это значит, что если вы покупаете подержанный автомобиль с турбиной, то в какой-то момент вам, скорее всего, придётся её заменить. Обычно это стоит не менее 1500 долларов, но может быть и значительно дороже.

Помимо размера, веса и экономии топлива, малолитражный двигатель с высокой степенью форсировки будет гораздо более экологичным. Это связано с тем, что большой двигатель мощностью 350 л. с. может работать без высокой степени форсировки — топливо вряд ли будет сгорать полностью, а выбросы будут выше, чем у двигателя меньшего объёма, который может сжигать топливо более полно.