Объем двигателя — что такое рабочий объём двигателя автомобиля — AvtoTachki

Содержание
  1. Объем двигателя автомобиля
  2. Определение характеристик двигателя по таблицам
  3. Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя
  4. А как рабочий объем связан с крутящим моментом, мощностью и КПД? Может ли большой рабочий объем сочетаться с малым ­размером двигателя? — это нужно знать не только любопытным, но и экономным и расчетливым водителям.
  5. Что такое рабочий объем двигателя
  6. Особенности расчета
  7. Как определить объем цилиндра двигателя
  8. Что такое крутящий момент и почему он важен (объяснение для неспециалиста)
  9. Как увеличить объем двигателя
  10. Классификация автомобилей с учетом объема двигателя
  11. На какие характеристики влияет литраж?
  12. Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
  13. Плюсы и минусы ДВС с большим и малым объемом
  14. Ресурсная прочность
  15. Особенности эксплуатации большелитражных автомобилей
  16. Компоновка двигателя, расположение мотора и количество клапанов
  17. На что влияет степень сжатия двигателя
  18. Внешняя скоростная характеристика (ВСХ)
  19. Кратко о компрессии
  20. Компрессор
  21. Количество цилиндров двигателя
  22. Материал, из которого изготовлено устройство внутреннего сгорания
  23. Дизельная система впрыска
  24. Крутящий момент
  25. Бензиновый двигатель: карбюраторный или инжекторный
  26. Факторы, влияющие на расход топлива
  27. Почему современные обозначения моделей не привязаны к объему мотора

Объем двигателя автомобиля

Выбирая новую машину, покупатель руководствуется несколькими параметрами. Один из них — объем двигателя. Многие ошибочно полагают, что это единственный фактор, определяющий мощность автомобиля. Попробуем разобраться, что означает объем двигателя и на какие еще параметры он влияет.

Определение характеристик двигателя по таблицам

Для определения марки двигателя по таблицам можно опираться на следующие параметры:

  • количество полюсов или скорость вала;
  • диаметр вала;
  • высота по центру дерева (при установке на ножки);
  • диаметр фланца (для двигателей с фланцем);
  • установочные размеры.

Используя таблицы, вы можете определить марку двигателя, а вместе с ней и мощность. Эти данные будут наиболее точными. Таблицы размеров доступны бесплатно и содержат параметры даже для очень старых двигателей. Этот метод следует признать лучшим для определения потенции.

Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя

В модельном ряду каждого производителя есть товары, различающиеся классами, массой, габаритами и другими характеристиками. Что касается легковых автомобилей, то при тотальном доминировании атмосферных бензиновых двигателей существовало условное разделение на:

  • малолитражные и компактные миникары и малолитражки рабочим объемом до 1,2 л;
  • автомобили малого класса с двигателями от 1,2 до 1,8 л;
  • средний класс объемом от 1,8 до 3,5 л.
  • мощные гражданские и спортивные автомобили с двигателями от 3,5 л;
  • высококлассные версии, которые могут иметь разный объем двигателей внутреннего сгорания.

Давайте посмотрим, что влияет на рабочий объем двигателя. Установка того или иного двигателя на конкретную модель напрямую зависит от тех характеристик, которые должен демонстрировать автомобиль (динамика разгона, крутящий момент, максимальная скорость и так далее). Показатель мощности зависит от объема двигателя, поскольку чем больше топлива сжигается в камере сгорания за цикл, тем больше энергии выделяется и передается поршню. Другими словами, чем больше камера сгорания, тем больше воздушно-топливной смеси может быть подано и размещено. Динамика разгона и «максимальная скорость» также зависят от мощности двигателя. Чем мощнее двигатель, тем быстрее может развиваться машина. Также следует учитывать, что увеличение объема камер автоматически означает больший расход топлива.

А как рабочий объем связан с крутящим моментом, мощностью и КПД? Может ли большой рабочий объем сочетаться с малым ­размером двигателя? — это нужно знать не только любопытным, но и экономным и расчетливым водителям.

Турбомотор мощнее атмосферного двигателя того же рабочего объема, а расход на 30% ниже: да / нет? - фото 1249651
Турбомотор мощнее атмосферного двигателя того же рабочего объема, а расход на 30% ниже: да / нет? - фото 1249649
Турбомотор мощнее атмосферного двигателя того же рабочего объема, а расход на 30% ниже: да / нет? - фото 1249653
Турбомотор мощнее атмосферного двигателя того же рабочего объема, а расход на 30% ниже: да / нет? - фото 1249652
Турбомотор мощнее атмосферного двигателя того же рабочего объема, а расход на 30% ниже: да / нет? Турбомотор мощнее атмосферного двигателя того же объема, а расход на 30% меньше%:

Что такое рабочий объем двигателя

Рабочий объем ДВС складывается из объема всех цилиндров двигателя. С этого показателя автомобилисты исходят, планируя покупку машины. По этой цифре можно определить, сколько километров продлится следующая заправка. Во многих странах этим параметром руководствуются при определении того, какой налог должен заплатить владелец транспортного средства. Какой объем работы и как он рассчитывается?

В двигателях внутреннего сгорания тепловая энергия преобразуется в энергию вращения. Этот процесс выглядит следующим образом.

Смесь воздуха и топлива попадает в камеру сгорания через впускной клапан. Искра от свечи зажигания воспламеняет топливо. В результате происходит небольшой взрыв, который толкает поршень вниз, вызывая вращение коленчатого вала.

Насколько громким будет этот взрыв, зависит от объема двигателя. В автомобилях без наддува рабочий объем двигателя является ключевым фактором, определяющим мощность трансмиссии. Современные автомобили оснащены компрессорами и дополнительными системами для повышения эффективности двигателя. Благодаря этому мощность увеличивается не на количество поступающей топливной смеси, а за счет повышения эффективности процесса сгорания и использования всей выделяемой энергии.

Вот почему небольшой рабочий объем двигателя с турбонаддувом не обязательно означает, что он недостаточно мощный. Примером тому является разработка инженеров Ford: система EcoBoost. Вот сравнительная таблица мощностей некоторых типов двигателей:

Тип двигателя: Объем, литры Мощность, мощность
Карбюратор 1.6 75
Инжектор 1.5 140
Duratec, многоточечный впрыск 1.6 125
EcoBoost 1.0 125

Как видите, больший рабочий объем не всегда означает большую мощность. Конечно, чем сложнее система впрыска топлива, тем дороже будет обслуживать двигатель, но такие двигатели будут дешевле и соответствовать экологическим нормам.

Особенности расчета

Как рассчитывается рабочий объем двигателя внутреннего сгорания? Для этого существует простая формула: h (ход поршня) умножается на площадь поперечного сечения цилиндра (площадь обода — 3,14 * r2). Ход поршня — это высота от его нижней мертвой точки до верхней.

Большинство двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых в автомобилях, имеют несколько цилиндров и все они одного размера, поэтому эту цифру необходимо умножить на количество цилиндров. Результатом будет рабочий объем двигателя.

Общий объем цилиндра складывается из его рабочего объема и объема камеры сгорания. Именно поэтому в описании характеристик автомобиля может присутствовать показатель: объем двигателя 1,6 литра, а рабочий объем 1594 см3.

О том, как этот показатель и степень сжатия влияют на номинальную мощность ДВС, можно прочитать здесь.

Как определить объем цилиндра двигателя

Как и объем любой емкости, объем цилиндра рассчитывается исходя из размера его полости. Вот параметры, которые вам нужно знать, чтобы рассчитать это значение:

  • Высота полости;
  • Внутренний радиус цилиндра;
  • Окружность (если основание цилиндра не представляет собой идеальный круг).

Сначала рассчитывается площадь круга. Формула в этом случае проста: S = P * R2.P — постоянная величина, равная 3,14. R — радиус окружности в основании цилиндра. Если в исходных данных указан не радиус, а диаметр, площадь круга будет такой: S = P * D2 и результат делится на 4.

Если трудно найти исходные данные радиуса или диаметра, площадь основания можно рассчитать самостоятельно, предварительно измерив окружность. В этом случае площадь определяется по формуле: P2 / 4P.

После вычисления площади у основания цилиндра вычисляется объем цилиндра. Для этого калькулятор умножает высоту резервуара на S.

Что такое крутящий момент и почему он важен (объяснение для неспециалиста)

Крутящий момент часто называют силой, с которой приводится в действие двигатель. Думайте о крутящем моменте (в контексте двигателя) как о количестве работы, которую двигатель производит на один радиан (обороты). На самом деле крутящий момент измеряется в Ньютон-метрах (Нм) -> сила * движение = энергия (работа).

Величина крутящего момента, создаваемого двигателем внутреннего сгорания, сильно варьируется в зависимости от текущей скорости двигателя. Вот почему, как правило, в технических характеристиках автомобиля указывается (пиковый) крутящий момент на коленчатом валу, а также количество оборотов, при которых двигатель его достигает: 200 Нм при 3000 об / мин.

Простой пример для понимания пары — сравнение с фермером, работающим в поле:
1. Частота вращения двигателя — это количество ходов, которое мотыга может совершать в минуту.
2. Крутящий момент двигателя — с какой силой фермер ударяется о землю.
Мощность двигателя — это комбинация того и другого, и она показывает, сколько полей фермер может подготовить за определенный период времени.

Фермер может использовать очень маленькую мотыгу (низкий крутящий момент) и быть очень быстрым (высокие обороты) или нанести несколько (низкие обороты) очень мощных ударов (высокий крутящий момент). Количество подготовленных полей может быть одинаковым даже с очень разными «парными» значениями».

В случае двигателя величина самого крутящего момента совершенно бессмысленна, поскольку крутящий момент может быть увеличен коробкой передач, например, двигатель, описанный выше, может быть отрегулирован с соотношением 1: 2, чтобы получить 400 Нм при 1500 об / мин. Делая меньше оборотов, двигатель сможет производить больше работы (энергии) за один оборот. Но обратите внимание, что вся энергия, произведенная за один и тот же период времени, постоянна.

Сила — это работа силы, совершаемая в единицу времени. Чтобы получить мощность двигателя при заданном количестве оборотов, умножьте крутящий момент на количество оборотов (рад / с):
200 Нм * 3000 об / мин = 62,84 кВт
400 Нм * 1500 об / мин = 62,84 кВт

Вы можете сами поэкспериментировать с расчетами здесь

Вы можете видеть, что мощность двигателей одинакова, поэтому оба могут выполнять одну и ту же работу за одно и то же время, даже если один из двигателей имеет двойной крутящий момент. Оба могут одновременно ускорять объект определенной массы. Вот почему л.с. (мощность) / кВт обычно является наиболее значимым способом описания производительности двигателя. КВт составляет 1000 Дж / с.

МОМЕНТ = энергия на единицу вращения

МОЩНОСТЬ = энергия в единицу времени

Так почему пара важна? Это не важно:
Рассмотрим типичный автомобиль (1500 кг), который разгоняется от 0 до 100 км / ч (28 м / с).

Мы вычисляем количество кинетической энергии, необходимое для разгона автомобиля, используя знаменитую формулу 1/2 ^ 2 (V в квадрате).

0,5 * 1500 кг (100 км / ч) ^ 2 = 600000 Джоулей

Давайте посмотрим на оба упомянутых выше движка. У них 62 кВт, но очень разные значения крутящего момента.

Оба двигателя разгоняют автомобиль от 0 до 100 км / ч за:

600 кДж / 62 кВт = 600000 Дж / 62000 Дж / сек. = 10 секунд
В теории…

На практике это будет немного по-другому, потому что, когда вы едете, вы не можете поддерживать двигатель на желаемой скорости, вам нужно постоянно переключать передачи, а при ускорении обороты двигателя будут увеличиваться. Это означает, что для достижения максимального ускорения необходимо будет держать двигатель близко к точке максимальной мощности, которая обычно отличается от точки максимального крутящего момента.
Так важна ли пара? Нет. В некоторой степени точка максимального крутящего момента (об / мин) важна по отношению к общему доступному диапазону оборотов. Например, сравните эти двигатели:
— Большой турбодизель с максимальным крутящим моментом а
1250 об / мин и 200 л.с при 4000 об / мин
— Атмосферный газовый двигатель для мотоциклов объемом 900 куб. См с максимальным крутящим моментом при 11000 об / мин и мощностью 200 л.с при 13000 об / мин

Второй двигатель будет иметь менее трети крутящего момента первого, но оба смогут разгонять одну и ту же массу с одинаковой скоростью, тянуть один и тот же вес в гору при использовании на максимальной мощности. Но первый двигатель будет иметь приличную мощность начиная с 1500 об / мин. / мин до 4000 об / мин, т е от 30% до 100% доступного диапазона. Второй двигатель будет иметь приличную мощность только от 60% до 100% диапазона оборотов.

Первый двигатель тяжелый, но эффективный, требует большой трансмиссии и тяжелого сцепления. Он идеально подходит для больших грузовиков или небольших лодок, где важна эффективность, а вес не имеет значения. Второй двигатель неэффективен, но легок и может быть полезен для мотоциклов, небольших гоночных автомобилей или даже небольших городских автомобилей.

Но это не имеет ничего общего с крутящим моментом как таковым, просто двигатели с низким крутящим моментом, как правило, более эффективны, чем быстрые двигатели с низким крутящим моментом.

Как увеличить объем двигателя

В основном этот вопрос возникает у автомобилистов, желающих увеличить мощность двигателя. О том, как эта процедура влияет на КПД ДВС, рассказывается в отдельной статье. Объем двигателя напрямую зависит от диаметра окружности цилиндра. И первый способ изменить характеристики силового агрегата — расточка цилиндров на больший диаметр.

Второй вариант, который поможет добавить двигателю немного мощности, — это установка нестандартного коленвала для этого агрегата. Увеличивая диапазон вращения кривошипа, можно изменять рабочий объем двигателя.

При настройке стоит учесть, что увеличение громкости не всегда означает большую мощность. Но с таким обновлением автовладельцу придется покупать другие запчасти. В первом случае это будут поршни большого диаметра, а во втором — весь поршневой узел вместе с коленчатым валом.

Классификация автомобилей с учетом объема двигателя

Поскольку не существует единого транспортного средства, удовлетворяющего потребности всех автомобилистов, производители создают двигатели с разными характеристиками. Каждый по своему вкусу выбирает ту или иную модификацию.

По водоизмещению все автомобили делятся на четыре класса:

  • Миникар — автомобиль с двигателем, объем которого не превышает 1,1 литра. Например, среди этих автомобилей — CITROEN C1 и FIAT 500C.
  • Малолитражки — автомобили, объем ДВС которых варьируется от 1,2 до 1,7 литра. Такие машины популярны среди тех, кто ценит минимальный расход при средней производительности. Представителями этого класса являются DAIHATSU COPEN 2002-2012 и CITROEN BERLINGO VAN.
  • Среднего размера — силовой агрегат в таких автомобилях имеет объем от 1,8 до 3,5 литров. В этот класс входят такие модели, как BUICK REGAL TOURX и LAND ROVER RANGE ROVER EVOQUE.
  • Большой — в таких машинах объем ДВС будет больше 3,5 л. Среди представителей этого класса: ASTON MARTIN VANQUISH VOLANTE 2013, CHEVROLET CAMARO 2018 и BENTLEY CONTINENTAL GT CONVERTIBILE.

Эта классификация распространяется на бензиновые агрегаты. Часто в описании характеристик можно встретить немного иную маркировку:

  • Б — малолитражки с рабочим объемом 1,0 — 1,6. Чаще всего это бюджетные варианты, например SKODA FABIA.
  • C — в эту категорию входят модели, сочетающие в себе среднюю цену, хорошие характеристики, практичность и презентабельный внешний вид. Двигатели в них будут иметь объем от 1,4 до 2,0 л. Представитель этого класса — SKODA OCTAVIA 4.
  • D — чаще всего используется деловыми людьми и семьями. В автомобилях двигатель будет объемом 1,6-2,5 литра. Список моделей этого класса не короче, чем в предыдущем сегменте. Одним из таких автомобилей является VOLKSWAGEN PASSAT.
  • E — автомобили бизнес-класса. Двигатель внутреннего сгорания в таких моделях часто имеет объем 2,0 л и более. Примером таких автомобилей является AUDI A6 2019 года.

Помимо водоизмещения, данная классификация учитывает такие параметры, как целевой сегмент (бюджетная модель, средняя или премиальная стоимость), габариты кузова, оснащение системами комфорта. Иногда производители оснащают автомобили среднего и высшего классов двигателями малой мощности, поэтому нельзя сказать, что представленные знаки имеют строгие границы.

Когда модель автомобиля находится между сегментами (например, по техническим характеристикам это класс C, а системы комфорта позволяют классифицировать автомобиль как класс E), к букве добавляется знак «+».

Помимо упомянутой классификации, есть и другие признаки:

  • J — внедорожник и кроссовер;
  • М — минивэны и микроавтобусы;
  • S — модели спортивных автомобилей.

Двигатели таких автомобилей могут иметь разный объем.

На какие характеристики влияет литраж?

Главный параметр, от которого будет зависеть мощность автомобиля, — это объем двигателя. Например, если под капотом установлена ​​модификация на 1,5 литра мощностью 120 л.с., то аналог с большим объемом до двух литров естественно будет мощнее.

Однако не следует рассматривать смещение как единственный фактор, влияющий на мощность. Характеристики двигателя могут существенно измениться при наличии турбины, измененных габаритов кривошипно-шатунного механизма и системы изменения фаз газораспределения.

Что еще влияет на объем двигателя?

  1. Динамика. Сочетание современных технологий газораспределения и большого объема цилиндров позволяет увеличить максимальную скорость автомобиля и сократить время разгона. Эти параметры также могут существенно измениться, если производитель установит в двигатель специальные шатуны и коленчатый вал.
  2. Стоимость машины. Мощным моделям потребуется более надежная коробка передач, лучшая тормозная система, подвеска и шины. Это необходимо, потому что водитель будет пытаться использовать весь потенциал транспортного средства, а это означает, что автомобиль будет двигаться быстро. Производство и обслуживание таких автомобилей будет стоить дороже.
  3. Расход топлива. Автомобили с 1,5-литровыми силовыми агрегатами в городском режиме потребляют в среднем 6-7 литров на 100 км. А автомобили среднего размера — порядка 9-14 л. / 100 км. «Обжорство» у крупнотоннажных моделей начинается с 15 литров. Однако эти параметры тоже относительны. Так, для динамичной езды на небольшой машине водителю часто придется «провернуть» двигатель на высоких оборотах, что непременно приведет к чрезмерному расходу топлива. А если в машине установить кондиционер, то малолитражка будет не менее прожорливой, чем ее аналог высшего класса.

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

Рассмотрим 5 популярных способов рассчитать мощность автомобильного двигателя, используя такие данные, как:

  • скорость двигателя,
  • объем двигателя,
  • пара,
  • фактическое давление в камере сгорания,
  • расход топлива,
  • производительность форсунок,
  • вес машины
  • время разгона до 100 км.

Каждая из формул, которая будет использоваться для расчета мощности автомобильного двигателя, весьма условна и не может со 100% точностью определить реальную мощность движущегося автомобиля. Но сделав расчеты с каждым из предоставленных вариантов гаража, опираясь не на те или иные показатели, можно вычислить, по крайней мере, среднее значение, будь то сток или тюнингованный двигатель, буквально с погрешностью в 10 процентов.

Мощность — это энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу двигателя внутреннего сгорания. Это не постоянное значение. Число оборотов, при которых оно может быть достигнуто, всегда указывается рядом с максимальными значениями мощности. Максимальная точка достигается при максимальном эффективном среднем давлении в цилиндре (зависит от качества заправки свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Современные двигатели развивают максимальную мощность в среднем 5500-6500 об / мин. В автомобильной сфере принято измерять мощность двигателя в лошадиных силах. Поэтому, поскольку большинство результатов отображается в киловаттах, потребуется калькулятор преобразования кВт в л.с.

Плюсы и минусы ДВС с большим и малым объемом

У каждого типа двигателя есть свои преимущества и некоторые недостатки, которые могут существенно повлиять на выбор нового автомобиля.

Преимущества малолитражных двигателей внутреннего сгорания:

  • более дешевая стоимость и обслуживание по сравнению с другими деталями, такими как коробки и шасси;
  • экономичный расход топлива;
  • турбо-версия сочетает в себе высокую производительность с минимальными нагрузками и небольшим рабочим объемом.

Что означает размер двигателя

Недостатки двигателей малого рабочего объема:

  • слабая мощность, из-за чего автомобиль имеет небольшую грузоподъемность;
  • недостаточная динамика;
  • снижение ресурса двигателя из-за частой езды на высоких скоростях;
  • версия с турбонаддувом очень дорога в обслуживании.

Преимущества объемных двигателей:

  • мощность выше, чем у экономических аналогов;
  • повышенные ресурсы (двигатель реже работает на полных оборотах, значит, прослужит дольше);
  • отличная динамика (чтобы реже обгонять нужно переходить на меньшую скорость);
  • зимой быстрее прогреваются;
  • атмосферные модификации не далеки от качества топлива.

Что означает размер двигателя

Недостатки объемных блоков управления:

  • обслуживание дороже недорогого аналога (нужно залить больше масла и охлаждающей жидкости, установить более качественную коробку, подвеску и тормоза);
  • высокие налоги на перерегистрацию (покупка на вторичном рынке) и таможенное оформление;
  • повышенный расход топлива.

Как видите, объем двигателя тесно связан с дополнительными отходами, как в случае небольших автомобилей, так и более «прожорливых» аналогов. В связи с этим, выбирая модификацию автомобиля по водоизмещению, каждый автомобилист должен исходить из условий, в которых автомобиль будет эксплуатироваться.

По каким параметрам выбрать автомобиль — смотрите в этом видео:

Что означает размер двигателя

Ресурсная прочность

Продолжительность позволяет определить, как часто ваш автомобиль нуждается в техническом обслуживании. Эта колея обычно дает 5 000 — 30 000 километров.

Мотор

Выбирая железного «друга», автомобилист должен иметь представление не только о узком диапазоне определенных характеристик двигателя, но и о сложных параметрах, требующих понимания:

Особенности эксплуатации большелитражных автомобилей

По сравнению с автомобилями с большим и малым рабочим объемом двигатели с большим рабочим объемом работают более плавно, а также не страдают от износа, который является естественным для двигателей с турбонаддувом малого рабочего объема. Причина в том, что такому силовому агрегату не нужно развивать полную скорость, чтобы получить необходимую мощность.

Максимальную нагрузку такой силовой агрегат испытывает только тогда, когда машина участвует в спортивных соревнованиях, например в дрифте (подробнее об этом направлении автоспорта читайте в другом обзоре). О других спортивных соревнованиях на мощных машинах можно прочитать здесь .

Когда объемное подруливающее устройство используется в нормальных условиях, имеется резерв мощности, который всегда остается неиспользованным в аварийной ситуации. Конечно, «темной стороной» двигателя большого объема является его большой расход топлива. Однако для экономного расхода топлива можно правильно использовать механическую коробку передач, если у автомобиля есть такая трансмиссия, или выбрать правильный режим в случае робота или автомобиля с автоматом. В отдельном обзоре мы рассмотрели шесть советов по использованию механики.

Несмотря на более высокий расход топлива, двигатель, который не использует весь свой потенциал, без капитального ремонта проезжает миллион и более километров. По сравнению с двигателями меньшего размера это приличная экономия средств — вам просто нужно своевременно обслуживать свой автомобиль.

Компоновка двигателя, расположение мотора и количество клапанов

Если говорить о разных характеристиках, то двигатели различаются количеством цилиндров, расположением цилиндров, а также положением самого двигателя в подкапотном пространстве. Например, блоки питания 3, 4, 5, 6, 8 и т.д.

По расположению цилиндров также различают рядные, V-образные, оппозитные двигатели и др. силовой агрегат можно установить продольно или поперечно под капотом. Каждый цилиндр может быть оборудован 2, 4 и более фазами газораспределения.

Учтите, что при выборе маленького автомобиля следует обращать внимание только на общее количество цилиндров. Точнее, не так давно на городские малолитражки вошла практика установка трехцилиндровых атмосферных и турбомоторов. Кроме того, такие трехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания отличаются повышенным уровнем вибрации.

Во всех остальных случаях количество цилиндров так или иначе определяет мощность, а с точки зрения вибраций не так важно, сколько у конкретного двигателя, 4, 5 или 6. Часто особенность положения ДВС под капотом также играет незначительную роль.

Единственное, на практике многие рядные двигатели с 6 цилиндрами, установленными продольно, отличаются большей склонностью к выходу из строя даже при небольшом перегреве, чем другие аналоги.

Как правило, особого внимания заслуживает только расположение цилиндров. Существует множество раскладок, самые распространенные из которых:

  • рядные двигатели;
  • V-образные агрегаты;
  • оппозитные двигатели;

Рядный двигатель в этом списке самый простой, цилиндры расположены на один ряд над коленчатым валом. Такой двигатель проще обслуживать и ремонтировать. Основным недостатком является то, что увеличение количества цилиндров выше 6 приводит к тому, что двигатель становится слишком длинным и не может быть размещен в моторном отсеке как продольно, так и поперечно.

Для решения этой проблемы на машине установлен V-образный двигатель, цилиндры уже расположены не в один, а в два ряда и наклонены друг относительно друга. Такие двигатели внутреннего сгорания сложнее рядных и дороже в обслуживании и ремонте. Только помните, что этот тип блока имеет две боеголовки со всеми вытекающими отсюда последствиями. Еще один недостаток — относительно высокая вибрационная нагрузка.

Двигатели Boxer используются только некоторыми производителями автомобилей. В частности, Subaru из Японии специализируется на таких двигателях внутреннего сгорания; их также производит немецкий Porsche. Двигатель оппозитного типа создает минимум вибраций, но его крайне сложно обслуживать, далеко не все автосервисы могут провести качественный ремонт при необходимости.

Теперь обратимся к клапанам. Мощность двигателя, реакция дроссельной заслонки двигателя и ряд других параметров напрямую зависят от их количества. Чем больше клапанов, тем лучше цилиндр наполнен топливовоздушной смесью и вентиляция выхлопных газов. При этом увеличение количества клапанов закономерно приводит к усложнению и удорожанию всей распределительной конструкции.

Сегодня самые простые двигатели имеют по 2 клапана (впускной и выпускной) на каждый цилиндр. Самый распространенный вариант на автомобилях эконом-класса — рядный четырехцилиндровый двигатель с 8 клапанами. Такие агрегаты самые доступные и простые в ремонте. При этом они наименее мощные и недостаточно дешевые по сравнению с 16-клапанными вариантами и так далее

На что влияет степень сжатия двигателя

Это влияет на объем работы, выполняемой двигателем. Чем выше степень сжатия, тем больше энергии выделяется при сгорании топливовоздушной смеси. В итоге это отражается на мощности силового агрегата. В конце прошлого века производители автомобилей пытались увеличить мощность именно за счет увеличения степени сжатия.


Мощность двигателя и степень сжатия

У этого метода есть некоторые ограничения. Дело в том, что бесконечно сжимать смесь нельзя. Есть определенный предел, и при его превышении происходит самовозгорание смеси (детонация). Но это правило касается только бензиновых двигателей.

Внешняя скоростная характеристика (ВСХ)

Внешняя скоростная характеристика двигателя показывает зависимость мощности, расхода топлива и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала. Все эти параметры представлены графически в виде кривых.


Внешняя скоростная характеристика

На рисунке представлены кривые с обозначениями Pe — мощность двигателя, Me — крутящий момент, g и — удельный расход топлива. Как видите, с увеличением оборотов и мощности увеличивается расход топлива. Пара поднимается до определенного уровня, а затем падает. В точке, где наиболее эффективный крутящий момент и мощность двигателя будут оптимальным показателем расхода топлива.

Производители двигателей стремятся к тому, чтобы двигатель развивал максимальный крутящий момент в максимально широком диапазоне оборотов («полка крутящего момента была самой широкой»), а максимальная мощность достигалась при частоте вращения двигателя, наиболее близкой к этой полке. Такой мотор выйдет из болота и в город позволит быстро разогнаться.

Внешняя скоростная характеристика оценивает динамические характеристики автомобиля, определяет КПД и расход топлива по нескольким параметрам.

Высокий крутящий момент на низких оборотах увеличивает тяговое усилие, грузоподъемность и проходимость агрегата.

Кратко о компрессии

Если со степенью сжатия все понятно, то перейдем к термину компрессия. Под этим понятием понимается максимальный уровень давления, который возникает в камере сгорания в момент перед сгоранием топлива. Если степень сжатия является условной величиной, то степень сжатия является абсолютной величиной и измеряется в атмосферах, килограммах на кубический сантиметр (кг / см2).

Сжатие — это давление в цилиндре, степень сжатия — безразмерный параметр, описывающий геометрические характеристики цилиндра.

Между этими двумя концепциями существует тесная взаимосвязь, но на сжатие влияет не только уровень сжатия, но также герметичность компрессионных колец и клапанов, температура двигателя, температура сгорания топлива и многое другое. Подробнее о сжатии вы можете прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Компрессор

Этот механизм предназначен для сжатия топлива, например, всасываемой смеси. Компрессоры бывают механические и с турбонаддувом. Механический нагнетатель приводится в действие коленчатым валом двигателя. Недостатком этой системы является то, что она приводит к значительной потере мощности и увеличению расхода топлива. Компрессоры с турбонаддувом оснащены турбинным колесом, которое вращается под давлением выхлопных газов. Турбомеханизмы дешевле, они не потребляют большого количества впускной смеси, но на низких оборотах снижают крутящий момент.

Для улучшения силовых характеристик двигателей некоторых автомобилей производители устанавливают несколько устройств. Последовательно установленные компрессоры обеспечивают бесперебойную работу двигателя, а установленные параллельно компрессоры повышают производительность автомобиля в пиковых условиях.

Количество цилиндров двигателя


Количество цилиндров в двигателе внутреннего сгорания определяет его мощность. В процессе технической и технологической эволюции их количество постепенно увеличивалось с 1 до 16. С увеличением количества цилиндров сами агрегаты становились крупнее. Компактным решением стала концепция расположения цилиндров.

Материал, из которого изготовлено устройство внутреннего сгорания

Существует как минимум три типа материалов, из которых изготовлены силовые агрегаты :

  1. Чугун. Двигатели из чугуна отличаются высокой прочностью и надежностью, а также обеспечивают длительный срок службы. Но, как и все изделия из чугуна, двигатель из этого материала слишком тяжелый, что ухудшает управляемость автомобиля.
  2. Алюминий, в отличие от чугуна, не занимает много места и имеет небольшой вес, но при этом обеспечивает меньшую прочность, что в быту не так надежно.
  3. Магниевые сплавы. В большинстве случаев такой материал используется на внедорожниках и автомобилях бизнес-класса. Такую выборочную установку легко объяснить: высокий уровень прочности и малый вес продается на мировом рынке по слишком высокой цене, и ее установка на обычные малолитражки будет экономически нецелесообразной.

В процессе эксплуатации транспортного средства водитель находит приоритетные черты, на которые впоследствии обратит внимание. К ним относятся выходные характеристики силового агрегата:

Дизельная система впрыска

Классическая схема впрыска топлива для дизельного двигателя внутреннего сгорания выглядит так:

  • Топливный насос высокого давления: Топливный насос высокого давления подает топливо в рампу;
  • Дизельное топливо закачивается в рейку и подается в камеру сгорания инжекторными насосами.

На сегодняшний день это самая надежная схема дизельного впрыска.

Крутящий момент

Крутящий момент — это тяговое усилие, создаваемое силовым агрегатом на пределе его возможностей. Он измеряется в Ньютон-метрах (Н • м).

Величина крутящего момента указывает на способность автомобиля быстро увеличивать скорость на низких оборотах.

Мотор

Бензиновый двигатель: карбюраторный или инжекторный

Итак, если выбор автомобильного двигателя сводится к покупке бензиновой машины, то двигайтесь дальше. Подавляющее большинство двигателей в СНГ — только бензиновые. Параллельно с этим на национальных дорогах можно встретить как большое количество автомобилей с инжекторными, так и карбюраторными двигателями.

Короче говоря, инжектор — это современное решение для впрыска топлива. Такой впрыск полностью электронный, система сама учитывает количество подаваемого в двигатель топлива с учетом режима работы и ряда характеристик.

Все процессы подачи топлива и контроля работы ДВС полностью автоматизированы. В результате двигатель с впрыском является экономичным, мощным и способным стабильно работать в различных условиях.

  • Что касается карбюратора, то на сегодняшний день это очень устаревшее механическое устройство. В то же время механики не могут гибко и динамично «адаптироваться» к изменяющимся условиям в процессе эксплуатации. Двигатель с такой системой потребляет больше топлива, ведет себя менее стабильно в жару, холод и т.д.

К тому же карбюратор нужно гораздо чаще ремонтировать, постоянно регулировать, регулировать и очищать от грязи. Совершенно очевидно, что сегодня не стоит покупать машину с карбюратором, отдавая предпочтение более современному и экономичному инжекторному двигателю.

Факторы, влияющие на расход топлива

Мощность двигателя Чем больше мощность у двигателя, тем больше он потребляет топлива. К тому же расход мощных двигателей может быть в 2-3 раза выше, чем у экономичных.
Возраст автомобиля Двигатели внутреннего сгорания появились в 19 веке и с тех пор принцип работы не изменился. Но, несмотря на это, технологии постоянно совершенствуются в сторону повышения эффективности и экологической совместимости. Таким образом, современные модели по эффективности превосходят выпущенные 10 лет назад.
Путь путешествия Расход топлива при движении по трассе с минимальным количеством ускорений и замедлений будет значительно ниже, чем в городе, с частыми остановками и ускорениями.
Стиль вождения Тихая и плавная езда снижает расход топлива двигателем. Агрессивная динамичная езда сопровождается увеличением расхода.
Техническое обслуживание автомобилей Некоторые технические неисправности вызывают увеличение расхода топлива. Если вы обнаружите, что двигатель стал более прожорливым, самое время пройти диагностику двигателя и компонентов. Не забывайте поддерживать нормальное давление в шинах.
Сезон Отопление перед зимней поездкой потребляет лишний газ. Если ехать каждый день, зимой перегрузка будет значительной. То же самое и с короткими остановками. Хотя вы можете выключить двигатель после остановки летом, он часто остается включенным зимой, чтобы сохранить тепло в салоне. Езда с включенным кондиционером летом также негативно сказывается на расходе топлива.
Пассажиры и багаж Чем больше пассажиров и багажа вы перевозите, тем больше топлива потребляет ваш автомобиль. Это особенно актуально для компактных автомобилей, для которых дополнительные пассажиры и багаж составляют значительную прибавку в весе. Например, мужчина весом 100 кг прибавит 10% к массе компактного седана. На столько же увеличится расход бензина.

Почему современные обозначения моделей не привязаны к объему мотора

Раньше при выборе модели автомобиля можно было ориентироваться по шильдикам, на какую модель стоит обратить внимание, ведь на шильдике указан объем двигателя. Например, BMW пятой серии с 3,5-литровым силовым агрегатом ранее на шильдике маркировалась маркировкой 535. Но со временем все больше автопроизводителей стали оснащать свои модели турбоагрегатами для увеличения мощности агрегата, но эта технология значительно снизила расход топлива и, конечно же, уменьшила объем цилиндров. При этом надпись на номерном знаке не меняется.

Примером тому является популярный Mercedes-Benz 63 AMG. Изначально под капотом этой машины находился безнаддувный силовой агрегат объёмом 6,2 литра. Но автопроизводитель давно заменил этот двигатель на 5,5-литровый двигатель внутреннего сгорания с двойным турбонаддувом (читайте здесь, как работает аналогичная система TwinTurbo). Однако автопроизводитель не меняет шильдик 63AMG на более подходящий.

Установка турбонагнетателя позволяет прилично увеличить мощность атмосферного двигателя, даже если вы уменьшите его объем. Технология Ecoboost — один из примеров. В то время как 1,6-литровый атмосферный двигатель будет иметь 115 лошадиных сил (как они рассчитаны и что это такое, описано в другой статье), то литровый Ecoboost будет развивать до 125 лошадиных сил, но при этом потребляет гораздо меньше топлива.

Второй плюс двигателей с турбонаддувом заключается в том, что средний и максимальный крутящий момент и мощность доступны на более низких оборотах, чем безнаддувные двигатели, которые требуют большего раскрутки для требуемой динамики.

Источники

  • https://AvtoTachki.com/chto-znachit-obem-dvigatelya/
  • https://1gai.ru/publ/522544-vy-ne-poverite-no-u-dvigateley-byvaet-ot-1-do-64-cilindrov.html
  • https://TopMotors-Spb.ru/obuchenie/na-chto-vliyayut-cilindry-v-dvigatele.html
  • https://avtonomnaya-gazifikaciya.ru/dvigatel/na-chto-vliyaet-obem-dvigatelya-avtomobilya.html
  • https://www.zr.ru/content/articles/929146-5-voprosov-pro-motory-otvechayut-ehksperty-za-rulem/
  • https://avtika.ru/o-chem-govoryat-harakteristiki-dvigatelya/
  • https://qvarto.ru/dvigatel/
  • https://auto-self.ru/kakoy-dvigatel-luchshe-vybrat-dlya-avto-po-tipu-kolichestvu-cilindrov-ob-emu-i-moschnosti/

Оцените статью
Блог про двигатели