Атмосферен двигател

Атмосферният двигател е двигател с вътрешно горене, който пълни цилиндрите си с въздух единствено чрез атмосферното налягане. Когато всяко бутало се спуска при такта на пълнене, то създава частичен вакуум и околният въздух, при около един бар на морското равнище, нахлува, за да запълни обема. Няма турбокомпресор или механичен компресор, който да нагнетява допълнителен въздух — затова за такива двигатели се казва, че са без принудително пълнене.

Тъй като количеството въздух, а оттам и гориво, което може да се събере във всеки цилиндър, е ограничено от атмосферното налягане и работния обем на двигателя, атмосферният двигател обикновено произвежда по-малко мощност за даден литраж от съпоставим агрегат с принудително пълнене. Инженерите наричат това обемен коефициент на пълнене и атмосферните конструкции се настройват така, че да го максимизират чрез внимателно оформени смукателни канали, фази на газоразпределение и изпускателно почистване, понякога подпомогнати от системи с променливо газоразпределение и смукателна геометрия, които разширяват използваемия оборотен диапазон.

Трайната привлекателност на тези двигатели се крие в характера на отдаването на мощност. Без турбокомпресор, който първо трябва да набере обороти, преди да нагнети, реакцията на газта е мигновена, а връзката между педала и мощността е линейна и предвидима. Мощността обикновено нараства успоредно с оборотите, което подканя двигателят да бъде въртян, а високооборотните атмосферни двигатели се ценят заради ясната си реакция и характерния си звук. Тази прозрачност ги прави лесни за дозиране, което е една от причините да остават предпочитани в моделите, насочени към удоволствието от шофирането и към спортните приложения.

Исторически атмосферният двигател е стандартът за бензиновите коли през по-голямата част на двадесети век, като принудителното пълнене е било ограничено основно до дизелите, спортните модели и авиацията. Тази позиция се промени осезаемо. Затягащите се правила за разход и емисии благоприятстваха намаляването на работния обем, при което по-малък турбодвигател замества по-голям атмосферен, осигурявайки сходна мощност от по-малък литраж и по-нисък разход при спокойно шофиране. В резултат атмосферните бензинови двигатели постепенно бяха изместени в масовите коли.

Има практически компромиси, които заслужават внимание. Атмосферните двигатели обикновено са по-прости и имат по-малко термично натоварени компоненти от турбодвигателите, което може да помогне на дълготрайността и да намали сложността, но плащат с по-малък въртящ момент в ниските обороти и трудно достигат гъвкавото средно усилие на турбодвигателя. Те губят и забележимо мощност на голяма надморска височина, където по-разреденият въздух намалява постъпващата маса кислород — ефект, който принудителното пълнене до голяма степен може да компенсира.

Терминът се разбира най-добре в съпоставка с турбокомпресора и механичния компресор, които съществуват именно за да преодолеят дихателните ограничения на атмосферното пълнене, и във връзка с работния обем на двигателя, тъй като при атмосферния агрегат литражът е основният лост за повече мощност.