Содержание

Объем двигателя – что такое рабочий объём двигателя автомобиля

Автомобильный двигатель внутреннего сгорания — сложное инженерное устройство, включающее в себя множественные системы, электронные и механические компоненты, навесные агрегаты и дополнительное оборудование.

Принцип работы заключается в подаче топливовоздушной смеси в камеры сгорания силового агрегата, где эта смесь под давлением поджигается свечами зажигания или накаливания.

В результате горения (которое представляет собой микровзрыв) происходит выделение большого количества энергии, которая движет поршень, находящийся в цилиндре. Поршень воздействует на кривошипно-шатунный механизм, и энергия из поступательной превращается во вращательную. С ее помощью вращается коленчатый вал мотора. Далее крутящий момент от коленвала передается трансмиссии, а от нее уже на ведущую ось (или оси) автомобиля. Полуось вращает колесо — автомобиль едет.

Вышеуказанный процесс цикличен до тех пор, пока водитель не заглушит двигатель либо пока происходит подача топлива, и нет неполадок, препятствующих нормальному функционированию двигателя. Часть цилиндра, в которой происходит процесс горения топлива — это и есть камера сгорания. Ее объем называется рабочим объемом. Чтобы узнать объем двигателя, суммируйте рабочие объемы его камер сгорания (грубо говоря — сумма объемов цилиндров). Для выражения объема двигателя используются литры, а камер сгорания — сантиметры кубические.

Как пример рассмотрим часто встречающийся двухлитровый бензиновый четырехцилиндровый двигатель. Не претендуя на точность, предположим, что каждая его камера сгорания имеет рабочий объем 499 см3. Цилиндра у этого двигателя четыре, суммарный объем камер сгорания равен 1996 см3. Для выражения в литрах округлите эту цифру к ближайшей целой — 2 литра.

Принцип работы ДВС

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания :

Камера сгорания силового агрегата заполняется топливной смесью (бензин с воздухом). Камера устроена так, что она имеет подвижный элемент (поршень).
Затем при помощи специального приспособления, которое называется «свеча зажигания», топливная смесь возгорается.
Высвободившаяся в результате «взрыва» энергия толкает поршень вниз, он в свою очередь передает движение коленвалу, а тот через различные редуктора начинает крутить колеса.

Это самое простое описание работы мотора, на самом деле там огромное количество нюансов, но и оно позволяет ответить на вопрос, как узнать объем бензинового двигателя.

Теперь понятно, что объем любого двигателя это суммарное значение всех камер сгорания мотора. На что влияет этот показатель? В первую очередь на мощность автомобиля. Хотя в современных машинах все чаще применяется турбонаддув, что позволяет изобретателям увеличивать мощность, оставляя объем камеры сгорания неизменным.

Особенности расчета

От объема двигателя зависит, сколько горючего можно подать в полость цилиндра. Следовательно, чем больший объем топливной смеси поступает в камеру сгорания, тем на более существенный объем энергии можно рассчитывать.

Формула расчета объема цилиндров имеет следующий вид:

Здесь ? равно 3,14 (фиксированная величина), r — радиус цилиндра машины, а h — его высота. Можно проводить расчеты через диаметр, разнице нет.

Кроме того, формула для расчета объема может выражаться, как площадь поперечного сечения, умноженная на высоту в точке, когда поршень расположен в нижней мертвой позиции.

С учетом вышесказанного можно сделать следующий вывод, расчетный объем мотора — это:

Сумма объемов каждого из цилиндров;
Произведение объема одного цилиндра на их общее число в двигателе.

Единица измерения — литры или кубические сантиметры. При этом 1000 см 3 равно одному литру.

Если объем мотора показывается в литрах, производитель округляет число до целого. Так, если параметр имеет размер 1598 куб. см, в литрах это 1,6.

Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя

В модельном ряду каждого производителя присутствуют продукты, которые отличаются по классам, массе, габаритным размерам и другим характеристикам. Что касается легковых авто, во время тотального доминирования атмосферных бензиновых двигателей существовало условное деление на:

субкомпактные и компактные микролитражные и малолитражные автомобили с рабочим объемом до 1.2 литра;
авто малого класса с двигателями от 1.2 до 1.8 литра;
средний класс с объемом от 1.8 до 3.5 литров.
мощные гражданские и спортивные версии автомобилей с моторами от 3.5 литров и более;
версии высшего класса, кторые могут иметь различный объем ДВС.

Давайте взглянем, на что влияет объем двигателя. Установка того или иного мотора на конкретную модель напрямую зависит от того, какие характеристики должна демонстрировать машина (разгонная динамика, крутящий момент, максимальная скорость и т.д.). От объема двигателя показатель мощности имеет зависимость по причине того, что чем больше топлива сгорит в камере сгорания за цикл, тем больше энергии высвобождается и передается на поршень. Другими словами, чем больше камеры сгорания, тем больше топливно-воздушной смеси туда можно подать и вместить. Динамика разгона и «максималка» также зависят от мощности двигателя. Чем мощнее мотор, тем большую скорость сможет развить автомобиль. Также следует учитывать, что увеличение объема камер автоматически означает больший расход топлива.

Исходя из вышесказанного, небольшие бюджетные городские малолитражки зачастую оснащены ДВС с самым маленьким объемом, так как подобные двигатели просты в изготовлении, обеспечивают приемлемую динамику и отличаются небольшим расходом топлива. При этом цена на такие серийные авто остается приемлемой.

Классификация автомобилей с учетом объема двигателя

Так как не существует транспорта, который соответствовал бы запросам всех автомобилистов, производители создают моторы с разными характеристиками. Каждый, исходя из своих предпочтений, подбирает определенную модификацию.

По литражу двигателя все автомобили делятся на четыре класса:

Микролитражные – машины с мотором, объем которых не превышает 1,1 литра. Например, среди таких транспортных средств CITROEN C1 и FIAT 500C .

Малолитражные – авто, объем двс которых варьируется от 1,2 до 1,7 л. Такие машины пользуются популярностью среди тех, кому важен минимальный показатель расхода со средней производительностью. Представителями такого класса является DAIHATSU COPEN 2002-2012 и CITROEN BERLINGO VAN .

Среднелитражные – силовой агрегат в таких автомобилях имеет объем от 1,8 до 3,5 л. В этот класс входят такие модели, как BUICK REGAL TOURX и LAND ROVER RANGE ROVER EVOQUE .

Крупнолитражные – в таких авто объем двс будет больше 3,5л. Среди представителей данного класса: ASTON MARTIN VANQUISH VOLANTE 2013 , CHEVROLET CAMARO 2018 и BENTLEY CONTINENTAL GT CONVERTABLE .

Данная классификация действует в случае бензиновых агрегатов. Часто в описании характеристик можно встретить несколько иную маркировку:

B – компактные машины с литражом 1,0 – 1,6. Чаще всего это бюджетные варианты, такие как SKODA FABIA .

C – в данную категорию входят модели, сочетающие в себе среднюю цену, неплохую производительность, практичность и презентабельный внешний вид. Моторы в них будут объемом от 1,4 до 2,0 литров. Представителем данного класса является SKODA OCTAVIA 4 .

D – чаще всего такими автомобилями пользуются деловые люди и семьи. В машинах мотор будет объемом в 1,6-2,5 литра. Список моделей в этом классе не короче, чем в предыдущем сегменте. Один из таких автомобилей — VOLKSWAGEN PASSAT .

E – транспортные средства бизнес-класса. ДВС в таких моделях чаще всего объемом в 2,0 л. и больше. Примером таких авто является AUDI А6 2019 .

Помимо литража в данной классификации учитываются такие параметры, как целевой сегмент (бюджетная модель, средняя стоимость или премиум), габариты кузова, комплектация систем комфорта. Иногда производители комплектуют малолитражными моторами автомобили среднего и высшего классов, поэтому нельзя сказать, что представленные маркировки имеют жесткие границы.

Когда модель автомобиля стоит между сегментами (например, по техническим характеристикам это класс С, а системы комфорта позволяют отнести авто к классу Е), к букве добавляют «+».

Помимо упомянутой классификации существуют и другие маркировки:

J – внедорожники и кроссоверы;
M – минивэны и микроавтобусы;
S – спортивные модели автомобилей.

Моторы таких автомобилей могут иметь разный объем.

Способ определения рабочего объема двигателя

Для решения этой задачи потребуется выяснить объем одного цилиндра, умножить полученное число на количество цилиндров у ДВС. Для примерного понимания ниже указана формула расчета:

V двиг = число Пи * квадрат радиуса * высота хода * количество цилиндров.

Объем измеряется в кубических сантиметрах, тогда как характеристики — в миллиметрах. Если необходимо сделать преобразование между единицами измерения, просто поделите итоговое число на 1000.

Обращаем внимание! Полная и рабочая величины двигателя разнятся между собой в значениях, что обусловлено выточками поршней, выпуклостями.

Как узнать объем цилиндра? Для этого нужно сложить значения рабочей величины и величины камеры. Выяснить реальный показатель силового агрегата, можно при помощи калькулятора. Для этого следует знать параметры в см³, поршня и цилиндра.

Зачем нужно проверять характеристику ДВС

Желание узнать это значение, мотивируется чаще всего, стремлением увеличить степень сжатия. Данная процедура, нередко интересует любителей тюнинга автомобилей. Растачивание цилиндров, позволяет увеличить степень сжатия и давления на поршень.

Силовой агрегат выдает большее количество лошадиных сил, при аналогичном количестве потребляемой топливной смеси. Однако в стремлении добиться максимального КПД, мотор нередко не выдерживает нагрузки, выходит из строя, после оглушающего взрыва.

Как выяснить основной параметр агрегата с помощью вин кода

VIN – идентификационный номер, присваиваемый каждому ТС. Это набор уникальных букв и цифр, помогающих узнать характеристики мотора. Понадобится только посмотреть в техпаспорт ТС перед тем, как узнать искомое значение. К примеру, для стандартной четырехцилиндровой установки:

В данной формуле D служит для определения диаметра мотора (в мм),
Н используется для обозначения хода поршня.

Для того чтобы указать объем двигателя в документации, чаще используют кубические сантиметры. Также показатель указывается в литрах.

Что зависит от объема

Чем больше смеси топлива с воздухом попадает в цилиндры двигателя и сгорает там, тем больше энергии при этом выделяется. В цилиндры полуторалитрового мотора войдет за цикл намного меньше топлива, чем в трехлитровый, а значит — и больше энергии выйдет на вращение коленвала. Большой мотор — лучшая разгонная динамика, больше предельная скорость и крутящий момент. Но и большее потребление топлива.

Но с мощностью не все так очевидно. Применение турбин (принудительное нагнетание воздуха) позволило снимать больше мощности с единицы объема. Так, атмосферный двигатель Форд 1.6 л выдает мощность, равную 115 л.с., а 1-литровый Форд Экобуст с турбонаддувом — 125 л.с. И крутящий момент у турбированных ДВС выше, и пиковое его значение доступно уже с низов.

Машины с большими объемами двигателей стоят дороже, чем такие же, но с меньшим объёмом. Дело в том, что себестоимость такого ДВС дороже, ему нужна другая трансмиссия, выхлопная и охлаждающая системы, другие тормоза и прочее.

По этой причине бюджетные автомобили, как правило, малолитражки, двигатели которых просты в изготовлении, не имеют сложных систем и электроники. Так как вес этих авто небольшой, то маленького моторчика хватает для комфортного перемещения по городу и сносной динамики. Невысокая стоимость в совокупности с низким расходом топлива делает их популярными у автолюбителей.

Почему названия модели больше не содержат в себе объем мотора

Когда на рынок пришли турбированные двигатели (дизельные и бензиновые), ориентироваться по «шильдикам», висящим на задней части машины, стало намного сложнее. Изначально все было понятно: «BMW 535D» — дизельный БМВ пятой серии с двигателем объемом 3.5 литра.

Мощный атмосферный пятилитровый мотор после установки турбонаддува уменьшает свой объем до 4.4 литра, но обозначается все равно как пятилитровый. Наглядно это видно на машинах Мерседес, которые уже отвязали названия своих моделей от объема. Например, версия «AMG63» уже давно не несет в себе 6.2-литровый двигатель. Вместо него теперь устанавливается ДВС объемом пять с половиной литров. Но модель все равно называется «AMG-63».

Как увеличить объем ДВС

Можно физически увеличить камеру сгорания путем расточки цилиндров. Это называется — форсирование двигателя. Сильно прирастить объем таким образом не получится — блоки цилиндров рассчитаны на свои пределы расточки, которые составляют не более трех капитальных ремонтов двигателя. При таких ремонтах цилиндры, имеющие уже от износа форму эллипса, растачиваются до придания им идеально круглой формы, туда устанавливаются ремонтные поршни с ремонтными кольцами и другие детали двигателя, имеющие увеличенный размер.

Купить поршни и прочие детали для двигателя авто можно только в максимальном размере, соответствующем третьему ремонту. Смысл более глубокого тюнинга пропадает из-за его нецелесообразности, так как дешевле и проще купить двигатель большего объема, а вот его уже можно расточить.

Двигатель с большим объемом: преимущества и недостатки

Начнем с очевидных минусов. Главными недостатками большого объема мотора является цена автомобиля с таким ДВС и расход топлива. Также следует учитывать и повышенные затраты на его плановое обслуживание. В объемный двигатель необходимо заливать большее количество моторного масла , а также охлаждающей жидкости в систему охлаждения . В случае необходимости капитального ремонта затраты также будут увеличены сравнительно с малообъемными агрегатами.

Еще одним минусом можно справедливо считать высокие налоги на автомобили с двигателем большого объема. Такой автомобиль дороже растаможить, снимать и ставить с учета, страховать, дороже обходится прохождение техосмотра и т.д. Добавим, что автомобили с двигателем объемом от 3 литров зачастую облагаются дополнительным налогом, так как считаются предметом роскоши.

Также необходимо учитывать и тот факт, что обычно моторы с большим объемом быстрее и лучше прогреваются зимой, что повышает комфорт эксплуатации автомобиля в холодное время года. Добавим, что мощные атмосферные бензиновые ДВС большого объема зачастую оказываются менее требовательными к качеству бензина по сравнению с малолитражными форсированными версиями с более высокой степенью сжатия .

Что касается сравнения мощных атмосферных и турбомоторов, простой атмодвигатель принято считать более надежным. В среднем, бензиновый турбомотор мощностью около 200 сил с рабочим объемом 1.8 или 2.0 литра даже при условии качественного обслуживания может потребовать внимания на пробеге порядка 180-250 тыс. км. В то же время 3.5-литровый «атмосферник» с похожей мощностью пройдет без ремонта около 350 тыс. км. Также следует отметить, что сравнивать между собой бензиновые и дизельные моторы только по объему не корректно, так как дизель изначально имеет более высокий КПД и ряд других отличительных особенностей.

На какие характеристики влияет литраж?

Как уже отмечалось, чем выше объем цилиндра, тем больше топливной смеси может в него поступить. Получается, что при сгорании горючего в цилиндре более «емкого» двигателя энергии получается больше.

Результатом является увеличение мощности силового узла и улучшение общих динамических качеств авто.

Но имеется и недостаток. Двигатели с большим рабочим объемом отличаются прожорливостью. Это легко доказать в цифрах.

Среднестатистический мотор на 1,5 литра потребляет в условиях города 9-10 л на «сотню» пути.

Для двигателей объемом 2,0 л и более этот параметр выше — 12-13 л. При движении вне населенных пунктов и по хорошей дороге разница меньше — 6-7 л и 8-9 л соответственно.

Причина повышенного потребления заключается в большем объеме горючего, которое впрыскивается в камеру сгорания в процессе работы.

Благодаря этому, машина разгоняется до нужной скорости быстрее, что уменьшает время работы мотора на неэкономичном режиме.

Привычная зависимость, что с ростом объема увеличивается мощность, характерна для легковых транспортных средств. В случае с грузовым транспортом ситуация выглядит по-другому.

Так, большой литраж не означает, что двигатель имеет запредельное число лошадиных сил. Для таких автомобилей на первом месте стоит момент вращения на всех диапазонах оборота коленчатого вала.

Например, автомобиль КАМАЗ-54115 с мотором на 1085 куб. см имеет один цилиндр с таким же литражом, как у всего двигателя малолитражного авто.

Несмотря на столь высокие показатели, мощность находится на уровне 240 лошадиных сил.

Для сравнения БМВ модели X5 имеет 3-литровый мотор, который выдает 218 «лошадей».

Но хотелось бы отметить, что на современные грузовые авто (тот же КАМАЗ) ставятся силовые агрегаты на 11.76 л мощностью до 400 «лошадок», что больше соответствует реалиям.

Несколько слов о турбированных моторах и атмосферных

Стоит понимать, что обычный атмосферный ДВС более надежен. Бензиновый турбо-двигатель 1.8-2 литра, имеющий мощность 200 л.с., даже при самом качественном обслуживании попросит капитального ремонта на 180-230 тысяч км пробега. А вот атмосферный 3.5-литровый ДВС, имеющий такую же мощность (или чуть выше), легко отходит 350 тысяч км до первого серьезного ремонта.

Оптимальный литраж

Практически все производители предлагают несколько моторов для одной и той же модели автомобиля, и выбрать оптимальный двигатель не всегда просто. Условно автомобили делятся на несколько классов:

микролитражные, с объемом мотора не более 1100 куб. см;
малолитражные, с объемом 1200 – 1700 куб. см;
среднелитражные, с объемом 1800 – 3500 куб. см;
крупнолитражные, с объемом более 3500 куб. см.

Выбирая подходящий двигатель для себя, будущий автовладелец должен определить, в каких условиях авто будет преимущественно использоваться. Для езды в городских условиях вполне подойдет мотор с меньшим литражом (например, 1,4 л), если он обладает хорошей тягой на низких оборотах. Если же на низах тяга недостаточная, двигатель постоянно придется «крутить», и об обещанных восьми литрах топлива на 100 км пробега по городу можно забыть.

Необходимо учитывать и то, что включенная климатическая установка отнимает значительную часть мощности и увеличивает расход горючего. На автомобиле с маломощным мотором ездить при этом становится неприятно, поскольку водитель постоянно будет вынужден включать низшие передачи.

Если машина преимущественно будет эксплуатироваться в условиях трассы, для нее лучше выбрать двигатель побольше.

Во-первых, разница в расходе будет не такой значительной;
во-вторых, под капотом автомобиля постоянно будет запас мощности, который позволит водителю более уверенно выходить на обгон;
к тому же, включение кондиционера или системы климат-контроля , практически не отражается на динамике авто.

Безопасность эксплуатации мощного и объемистого силового агрегата

Все понятна нынешняя тенденция к уменьшению рабочего объема двигателей. Чем больше силовой агрегат имеет кубиков в своем объеме, тем больше бензина придется тратить на обеспечение его работы. Но расход топлива – это не самая большая расходная часть владельца автомобиля. Ведь важно, чтобы двигатель не потребовал ремонта, и в этом действительно может помочь большой объем.

Когда двигатель имеет мало рабочего объема, для достижения определенного разгона или скорости ему приходится достаточно интенсивно работать. При большом объема работа агрегата всегда остается мягкой и размеренной, детали не перегружаются, не происходит слишком заметный износ двигателя. Более подробно эти факторы выглядят следующим образом:

объемистый силовой агрегат редко работает на максимуме своих возможностей – только при спортивном разгоне;
эксплуатация поршневой системы происходит мягко, набор оборотов достаточно медленный;
наличие большого запаса мощности позволяет двигателю не надрываться на высоких трассовых скоростях;
при правильной настройке коробки передач агрегат потребляет не так много топлива;
правильная эксплуатация двигателя приводит к тому, что силовая установка может отъездить без капремонта более 1 миллиона километров.

Вот такие особенности сегодня есть у больших двигателей с хорошим потенциалом. Они предоставляют не только высокую надежность эксплуатации, но и являются залогом безопасной поездки для водителя, обеспечивая высокую мощность и запас хода под правой ногой водителя. Также такие агрегаты не требуют регулярных ремонтов.

Конечно, чем более мощный и объемистый двигатель стоит под капотом вашего автомобиля, тем более тщательного ухода он требует за собой. Потому нужно обязательно покупать качественное масло, выполнять его своевременную замену. На этом эксплуатационные затраты на такой двигатель заканчиваются. Останется лишь следить за качеством топлива и вовремя менять смазочный материал.

Характеристики практических плюсов объемистого двигателя

Есть и более понятные практичные преимущества от использования мощных силовых агрегатов с большим объемом. Они работают достаточно плавно, но помогают быстро набирать скорость, а также держать высокую скорость на трассе без особого нажатия на педаль газа. Такие двигатели помогают водителю всегда обладать запасом для разгона.

Такие характеристики крайне важны при обгоне, для выполнения правильных маневров на оживленной трассе, а также при наличии нестандартных дорожных ситуаций. Зимой на скользкой дороге мощный автомобиль гораздо лучше малообъемного. Стоит заметить такие эксплуатационные преимущества силового агрегата с большим рабочим объемом:

возможность вытянуть автомобиль из любой ситуации;
легкий выход из любых заносов и прочих неприятностей;
возможность буксирования прицепов, других автомобилей;
отсутствие проблем с турбинами (которых зачастую просто нет);
нормальное восприятие любого бензина.

Эти преимущества действительно важны для любого водителя. Но в наше время мощность уже не означает большой объем силового агрегата. Инженеры научились выдавливать до 170 лошадиных сил с одного литра рабочего объема двигателя, но это явно идет не на пользу долговечности эксплуатации автомобиля. Двигатели становятся одноразовыми и явно не выполняют своих задач так, как это необходимо.

Потому при наличии возможности лучше покупать силовой агрегат с достаточно большим объемом, обходя стороной современные 1.2-литровые двигатели, которые производители стали устанавливать даже на тяжелые кроссоверы. Конечно, количество лошадок в таких установках позволяет эксплуатировать их нормально, но не так долго, как хотелось бы покупателю.

Увеличение рабочего объема двигателя

Физическое увеличение объема камеры сгорания является одним из способов форсирования мотора в целях повышения мощности. Начнем с того, что сильно увеличить объем не получается, так как блок цилиндров двигателя обычно рассчитан на расточку самих цилиндров строго до определенных пределов. Такие пределы предполагают 3 капитальных ремонта, во время которых изношенные цилиндры растачиваются для возвращения им правильной формы перед установкой ремонтных поршней, поршневых колец и других элементов увеличенного размера.

Поршни и другие детали двигателя, которые доступны в продаже, также встречаются исключительно в трех ремонтных размерах. По этой причине во время глубокого тюнинга двигателя автомобиля лучше сразу менять мотор, то есть устанавливать другой двигатель с изначально большим рабочим объемом, который потом можно дополнительно расточить во второй или последний ремонтный размер.

Что такое рабочий объем двигателя и как его расчитать

Объем двигателя – это конструктивный параметр ДВС, определяющий его мощность.

Во многих странах налогообложение автомобилей определяется рабочим объемом их моторов. Например, в Японии владельцы автомобилей «Кei Сar», которые относятся к классу малолитражек и имеют объем мотора 0.66 см кубических, не платят дорожный налог. В некоторых странах мира налоговое законодательство устроено так, что чем больше рабочий объем двигателя, тем выше дорожный налог.

Что касается России, то здесь величину дорожного налога определяет количество лошадиных сил, хотя эти два параметра полностью взаимосвязаны. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что объем двигателя это показатель мощности автомобиля, а так же платежеспособности его владельца.

Один из перспективных векторов развития конструкции ДВС – это создание двигателей с изменяемым объемом, что достигается применением системы автоматического отключения нескольких цилиндров в режиме частичной нагрузки мотора.

Такая технология уже используется на некоторых новых внедорожниках американского производства, благодаря которой можно экономить около 20% топливной смеси.

В настоящее время в опытно-экспериментальной стадии используются особые двигатели с механическим изменением рабочего хода поршня. Но ДВС с изменяемым рабочим объемом некоторое время уже используют в качестве лабораторного оборудования, например, при определении октанового числа бензина «моторным методом».

Что такое объем мотора

Тепловой двигатель внутреннего сгорания представляет собой внушительный комплекс из различных механизмов, систем и дополнительного навесного оборудования, образуя сложное инженерное решение. Общий принцип работы ДВС предполагает подачу топлива и воздуха в специальную закрытую камеру, где происходит возгорание полученной топливно-воздушной смеси. В результате сгорания топлива высвобождается энергия, которая толкает поршень, размещенный в цилиндре двигателя. Поршень движется, КШМ преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное, что позволяет крутить коленчатый вал. Далее крутящий момент двигателя передается на трансмиссию и затем на ведущие колеса автомобиля. Указанный процесс постоянно повторяется после запуска двигателя, то есть мотор все время работает при условии того, что осуществляется подача компонентов и происходит эффективное сгорание топливной смеси в рабочей камере. Указанная камера называется камерой сгорания. Объем камеры сгорания (он же рабочий объем) — произведение площади сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня от НМТ в ВМТ (верхняя и нижняя мертвая точка хода поршня). Физический объем камеры сгорания является рабочим объемом двигателя на бензиновых и дизельных автомобилях, мотоциклах и других видах наземного, воздушного или водного транспорта, сельхозтехники, а также других механизмов и приспособлений с использованием ДВС. Обратите внимание, если двигатель имеет несколько цилиндров, тогда объем камеры сгорания в каждом из них обязательно суммируется с остальными. Другими словами, рабочий объем многоцилиндрового двигателя является суммой объема камер сгорания всех цилиндров такого мотора. Суммарный объем всех цилиндров двигателя обычно выражается в литрах. Рабочий объем камеры сгорания указывается в сантиметрах кубических.

Происхождение двигателей внутреннего сгорания

Большинство водителей любит обсуждать мощность своих транспортных средств с друзьями, а также читать соответствующие статьи и изучать рейтинги. При этом не каждый знает, как и в каком виде существовали дизельные и бензиновые двигатели ранее.

Вид двигателя внутреннего сгорания История двигателей внутреннего сгорания уходит корнями в самый конец восемнадцатого века. Так, в 1799 году француз Филипп Лебон запатентовал своё изобретение — мотор, который работает на светильном газе, также открытым инженером. С тех пор последовало множество исследований (преимущественно неудачных) и ряд изобретений, благодаря которым двигатель стал таким, которым мы его знаем.

Рекомендуем: Что такое автомобильная стойка стабилизатора: особенности, конструкция, функции и для чего нужна

Первый бензиновый двигатель появился после череды испытаний и предложений от инженеров того времени — они искали новые виды топлива. В числе прочих смесей был испробован керосин, но он отличался тем, что плохо испарялся. На замену ему пришёл бензин, ранее известный только домохозяйкам — он продавался в аптеках как чистящее средство. В 1888 году россиянин Огнеслав Костович посетил Департамент торговли и мануфактур с просьбой выдать разрешение на использование нового двигателя. «Усовершенствованный, действующий керосином, бензином, нефтью, светильными и прочими газами и взрывчатыми веществами» — этот мотор стал основополагающим в современном производстве. Разрешение Костович получил только в 1892 году. За срок 4 года он успел запатентовать изобретение в Великобритании и США.

Бензиновый двигатель Огнеслав Костович изобрёл не для того, чтобы облегчить жизнь автомобилистов, а для создания своего дирижабля с инновационной конструкцией, в том числе типом питания. Проект так и не увидел свет, но мотор отлично подошёл для наземных транспортных средств. Двигатель Костовича имел систему водяного охлаждения, электрическое зажигание и оппозитное расположение цилиндров.

Первый дизельный двигатель, технология которых также широко распространена сегодня, имеет более популярную историю происхождения. Создал его известный многим Рудольф Дизель — технология и вид топлива назван в его честь. В 1890 Дизель подал идею о том, что для лучшей экономии топлива нужно применять технологию быстрого сжатия. В 1893 году Рудольф получил патент на Дизель-мотор, спустя 4 года выпустив первый рабочий прототип. Двигатель отличался высоким КПД, но имел слишком большие габариты, поэтому долгое время в приоритете были бензиновые агрегаты.

Классификация автомобилей по объему двигателя

Как правило, в модельном ряду каждого производителя есть более и менее мощные автомобили, которые различаются габаритами и весом. На малогабаритные автомобили, такие как Daewoo Matiz, не ставят двигатели большого объема, так как для достижения достойных динамических характеристик этому небольшому и легкому автомобилю вполне достаточно мотора с рабочим объемом 1.0. Соответственно, Daewoo Matiz относится к классу микролитражных автомобилей, а тяжелый кроссовер BMW X5 с объемом двигателя (в одной из модификаций) 4,6 л — к крупнолитражным. Между этими «крайностями» находятся малолитражки и среднелитражные автомобили. Кстати, в некоторых случаях прямой зависимости рабочего объема с его габаритами и весом нет. Хороший пример — спорткары и суперкары. Объем двигателя Lamborghini Gallardo составляет 5 литров при массе 1,5 тонны. В недавно опубликованном списке автомобилей, попавших под «налог на роскошь» не встречаются модели с объемом двигателя ниже трех литров От объема двигателя зависят и другие параметры автомобиля. В первую очередь – мощность. Чем больше топлива сгорает за один цикл в цилиндрах двигателя, тем больше энергии выделяется. От мощности двигателя напрямую зависят разгон автомобиля и его максимальная скорость передвижения. Не следует забывать о существовании обратной зависимости: чем больше рабочий объем, тем выше расход топлива.

внутреннее устройство двигательной системы машины Лучшие двигатели объемом 2.0 литра асинхронный двигатель

Единицы измерения: в литрах или в куб дюймах

Существуют различные меры объема. Для двигателей, обычно, применяются литры и см3 (в одном литре 1000 см3). Довольно часто в технических характеристиках машин можно встретить указание в кубических дюймах. Эта единица измерения используется британскими и американскими автопроизводителями. В одном литре около 61 in3.

Объем двигателя и расход топлива

Мотор может иметь различное количество цилиндров. Чаще всего их четыре, шесть или восемь. На более крупных автомобилях число может быть увеличено до десяти-двенадцати. Гораздо реже встречаются машины с тремя или пятью цилиндрами.

Чем больше цилиндров в моторе, тем больше его рабочий объем. Соответственно, чтобы приводить в движение поршни, требуется большее количество воздушно-топливной смеси. То есть расход топлива увеличится.

Увеличение объема картера и мощность

Конечно, на мощность существенно влияет объем двигателя. Но, на самом деле, литраж двигателя это не основной показатель, определяющий его мощность. Дело в том, что на современных автомобилях реализованы многие технологии, увеличивающие мощность. Так, инжекторный мотор будет несколько мощнее карбюраторного с такими же размерами. А все из-за того, что электроника позволяет рациональнее осуществлять впрыск.

Рекомендуем: Система охлаждения автомобиля: назначение, виды, описание, фото, устройство

Турбина также позволяет увеличить мощность, не меняя рабочий объем цилиндра. Наличие этого элемента увеличивает мощность до 100 л.с. с каждого литра. Причем расход топлива остается прежним. Необходимо отметить, что установка этой детали существенно уменьшает ресурс мотора.

Кроме того, турбина не подходит для установки на внедорожниках и тяжелых авто. Причина в том, что она позволяет раскручивать мотор до больших оборотов. Соответственно, и вся прибавка мощности осуществляется на верхах. А тяжелые автомобили, напротив, требуют основное количество «лошадей» при 2000—3000 оборотах. Поэтому здесь используются только моторы большого размера (установка турбины допустима, но она не сможет показать весь свой потенциал).

Средний объем двигателя автомобиля сегодня не превышает 1,6 литра. Но благодаря использованию современных технологий, мощность агрегатов увеличивается, а расход топлива остается прежним.

Максимальный рабочий объем: что даст несколько куб см?

Многие автомобилисты, проводя модернизацию двигателя, увеличивают его объем. Сделать это действительно можно, но только в разумных пределах.

При производстве моторов, автопроизводители закладывают в него запас прочности. Это касается и картера. То есть объем двигателя в см3 можно несколько увеличить, не повлияв на ресурс. Такая процедура прибавит несколько лошадиных сил.

Для увеличения объема растачивают цилиндры, заменяют поршни и шатуны (на подходящие по диаметру). Чтобы не навредить мотору, достаточно будет сточить 1-2 мм. Если убрать больше, велика вероятность выхода агрегата из строя. Даже когда автовладельцу необходимо существенно увеличить мощность, не стоит пытаться сильно растачивать цилиндры. Лучше использовать другие методы, или вовсе выбрать двигатель автомобиля с подходящими характеристиками.

Объем цилиндров и расход масла

Моторное масло, вырабатываясь, создает пленку на стенках цилиндров. Она уменьшает трение и защищает детали от износа. Норма расхода масла для разных двигателей различна. На это влияют разнообразные факторы. Если расход смазочного материала слишком высок, имеет смысл проверить состояние поршневых колец и убедиться в том, что залитое масло имеет достаточную вязкость. Однако возможны и другие причины возникновения данной проблемы.

Существует такая процедура, как хонингование. Это заключающий этап обработки цилиндров. В данном случае, с помощью абразивного материала наносится мелкая сетка (глубиной до 0,01мм). Благодаря обработке, масло на стенках держится гораздо лучше и не стекает. Соответственно, увеличивается ресурс агрегата.

Между тем, при расточке картера, хонингованием нередко пренебрегают из-за отсутствия необходимого оборудования и навыков. Хотя данная процедура обязательна. Она всегда проводится автопроизводителями и крупными мастерскими. Если пропустить последний этап обработки, возможно увеличение расхода масла и сокращение ресурса мотора.

В современных автомобилях используются новые технологии, а значит объём двигателя – далеко не самый важный показатель, влияющий на мощность. Однако на расход топлива он влияет существенно. Кроме того, большой объем цилиндров позволяет выдавать мотору больше мощности на малых оборотах, что очень важно для внедорожников, тяжелых седанов и универсалов.

Можно ли увеличить объем двигателя?

Этот вопрос часто задают себе владельцы автомобилей, задавшихся целью увеличения мощности. Возможность такая есть, но существенно увеличить объем не удастся. Объем увеличивают при капитальном ремонте двигателя, так как для восстановления формы стенок цилиндров их приходится растачивать на специальном станке (если, конечно, в нем не применяются гильзы). Стенки цилиндров медленно, но неуклонно стачиваются от постоянного трения, что приводит к увеличению объема камеры сгорания, и расточка лишь помогает восстановить нарушенную геометрию и скорректировать расхождение объема разных цилиндров. В Японии класс малолитражек «kei car» с объемом двигателя до 660 куб.см. освобожден от уплаты дорожного налога Возможности по увеличению объема ограничивает тот факт, что производители считают, что капитальный ремонт обоснован лишь три раза, после чего двигатель необходимо утилизировать. После расточки блока каждый раз приходится покупать новые поршни большего диаметра, которые называются «ремонтными». Калибров ремонтных поршней всего три. В связи с этим замена двигателя на такой же, но имеющий изначально больший объем — гораздо более перспективное занятие в плане увеличения мощности.

пример асинхронного двигателя

Объём и расход топлива

Камера сгорания – это замкнутое пространство цилиндра, с одной стороны которого – неподвижный блок с клапанами, с другой – подвижный поршень. Через клапана в цилиндр поступает смесь топлива и воздуха и в нужный момент воспламеняется, толкая поршень. Получившаяся в результате сгорания смеси энергия передается с поршня на коленвал и его маховик, дальше посредством трансмиссии – на колеса. ?? так происходит несколько тысяч раз в минуту.

Казалось бы, логично предположить прямую зависимость расхода топлива и мощности двигателя от его объема — чем больше топливо-воздушной смеси можно закачать в цилиндры – тем более мощный двигатель можно получить. В прошлом веке это приблизительно так и было.

Сегодня – век современных технологий, и не стоит удивляться, что некоторые двухлитровые моторы имеют меньший расход топлива, чем некоторые 1,5-литровые. Безусловно, связь между объемом и расходом с мощностью осталась, но на эту прямую связь теперь оказывают влияние множество других факторов.

Например, при одном и том же объеме четырех цилиндров 16-клапанный двигатель будет мощнее и экономичнее, чем 8-клапанный, благодаря более оптимальному процессу закачки топливо-воздушной смеси и удаления отработавших газов.

В свою очередь, инжекторный двигатель будет заметно мощнее и экономичнее карбюраторного, потому что процессами сгорания топлива в инжекторе управляет электроника.

Так же расход двух двигателей одинакового объёма может сильно отличаться в зависимости от настроек системы впрыска, наличия всевозможных систем, уменьшающих загрязнение выбросов двигателя и наличия ряда других показателей, включая тип трансмиссии и стиль вождения конкретного водителя.

ОПТИМАЛЬНЫЙ ЛИТРАЖ

микролитражные, с объемом мотора не более 1100 куб. см;
малолитражные, с объемом 1200 – 1700 куб. см;
среднелитражные, с объемом 1800 – 3500 куб. см;
крупнолитражные, с объемом более 3500 куб. см.

Существует градация силовых агрегатов по классам автомобилей. Для машин класса В обычно предлагаются моторы от 1,0 до 1,6 л, С-класс оснащается моторами объемом от 1,4 до 2 литров, D-класс – 1,6 – 2,5 л, Е-класс – от 2 литров. Выбирая подходящий двигатель для себя, будущий автовладелец должен определить, в каких условиях авто будет преимущественно использоваться. Для езды в городских условиях вполне подойдет мотор с меньшим литражом (например, 1,4 л), если он обладает хорошей тягой на низких оборотах. Если же на низах тяга недостаточная, двигатель постоянно придется «крутить», и об обещанных восьми литрах топлива на 100 км пробега по городу можно забыть.

Во-первых, разница в расходе будет не такой значительной;
во-вторых, под капотом автомобиля постоянно будет запас мощности, который позволит водителю более уверенно выходить на обгон;
к тому же, включение кондиционера или системы климат-контроля, практически не отражается на динамике авто.

От чего зависит мощность двигателя

Для лучшего понимания этого необходимо знать, как вычисляется его ходовой потенциал. В первую очередь он зависит от количества лошадиных сил. Этот термин ввёл Джеймс Уатт — шотландский изобретатель и инженер. Это было нужно, чтобы подсчитать эквивалентное число лошадей, необходимое для того, чтобы тянуть паровую машину — также проект Уатта. В 1789 году изобретатель произвёл ряд математических расчётов, исследуя возможности лошади, усреднённые на большом промежутке времени. Так, одна лошадиная сила составила эквивалент 735 ваттам. Примечательно, что система измерения мощности в ваттах (W, Вт) была названа именно в честь Джеймса Уатта спустя 64 года после его смерти.

Так или иначе, мощность мотора — величина непостоянная. Она зависит от оборотов двигателя. Максимальная мощность среднего мотора составляет примерно 6000 оборотов в минуту. Разумеется, на таких оборотах никто не ездит — при передвижении по городу тахометр показывает примерно 3000 об/м. При езде с показателем, равным половине потенциала двигателя, его мощность также сокращается вдвое. Для повышения количества оборотов необходимо понизить передачу трансмиссионной коробки.

Набор оборотов занимает некоторое время, что не позволяет мобилизовать все лошадиные силы мгновенно. За время набора оборотов отвечает крутящий момент — третий показатель, от которого зависит реальная мощность двигателя.

Таким образом, реальная мощность двигателя зависит не только от количества лошадиных сил. Не менее важным фактором является количество оборотов, позволяющих реализовать потенциал, а также крутящий момент, который определяет затраченное на это время. Кроме того, мощность зависит и от массы машины — количество л. с. на тонну веса называется «удельным показателем».

Особенности эксплуатации крупнолитражных автомобилей

По сравнению с двигателями малого литража крупнолитражные моторы отличаются большей мягкостью работы и менее заметным износом, так как им намного реже приходится работать на пределе мощности. Максимум возможностей двигатель с большой камерой сгорания выдает только в том случае, когда участвует в гонках, т.е. в спортивных состязаниях. При езде в нормальном режиме у двигателя сохраняется запас мощности, поэтому он не работает на износ. Потребление топлива, конечно, остается более высоким, чем у малолитражных движков, однако его можно снизить, правильно отрегулировав коробку передач. Мощный двигатель, который редко эксплуатируется в жестком режиме, способен «накрутить» до миллиона километров пробега без необходимости капитального ремонта. Поэтому затраты, понесенные при покупке мощного крупнолитражного авто, окупаются впоследствии длительной эксплуатацией машины.

Плюсы и минусы большеобъемных двигателей

изначальная цена автомобиля;
высокий расход топлива;
высокие траты на ТО (больше масла, больше антифриза и т.д.);
большие затраты на капитальный ремонт;
высокие налоги и таможенные пошлины (если машина ввозится из-за границы).

высокая мощность автомобиля;
большой ресурс самого двигателя;
комфорт при езде;
реже приходится переключать передачи на МКПП;
безопасность при обгоне;
такие двигатели быстрее и лучше прогреваются в холодный период.

Большие бензиновые атмосферные силовые агрегаты менее требовательны к качеству топлива, чем турбированные малообъемники.

Мощность по габаритам

Статор имеет множество различных составляющих, одна из которых – сердечник. Для расчета мощности двигателя с использованием габаритов следует выполнить следующие действия:

Измерить длину и диаметр сердечника.
Вычислить постоянную C, которая будет использована при дальнейшем расчете. C = (π * D * n)/(120 * f), где D – диаметр сердечника, n – скорость вращения вала, f – частота напряжения (чаще всего это промышленная частота 50 Гц).
Вычислить мощность P по формуле P = C * D2 * l * n * 10-6, где C – вычисленная константа, D – диаметр сердечника, n – скорость вращения вала, l – длина сердечника.

Лучше производить все измерения и вычисления с максимальной точностью, чтобы расчет мощности двигателя электропривода был максимально приближен к действительности.

двигатель постоянного тока

Subaru 3.0 / 3.6 R6 (EZ30 / EZ36)

Производство: с 2000 года.

Применение: Subaru Legacy, Subaru Outback, Subaru Tribeca.

Из всех прославленных оппозитников Субару наиболее надежными считаются атмосферные шестицилиндровые серии EZ, известные по Outback, Legacy 3.0R и кроссоверу Tribeca. Первые версии 3-литровок для Outback H6 (219 л.с. до 2002 года) еще имели механический привод управления дроссельной заслонкой и алюминиевый впускной коллектор. Более поздние модификации (245 л.с.), несмотря на более сложные технологии (среди прочих система регулирования высоты подъема и фаз впускных клапанов, а у 3.6 еще и выпускных), не стали более «ранимыми».

Двигатель имеет, так называемые мокры гильзы цилиндров и прочную цепь ГРМ. Единственный реальный недостаток – это сравнительно высокий уровень потребления топлива (особенно в Legacy 3.0 Spec B, оснащенным спортивной МКПП с короткоходным механизмом выбора передач) и незначительные трудности при техническом обслуживании (например, для замены свечей зажигания из-за плохой доступности к «горизонтально» расположенным цилиндрам).

Процесс сжатия в дизельных двигателях

Как правило, в дизельных двигателях степень сжатия значительно выше. Если в бензиновых двигателях она в среднем составляет 10:1 – 12:1, то у дизелей значение может достигать от 15:1 до 22:1. Рабочий процесс в дизельном моторе происходит следующим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к ВМТ. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Возгорание под давлением (без необходимости применения сложной системы зажигания) является главным преимуществом дизельного двигателя. Но, с другой стороны, повышаются требования к герметичности. Также необходим насос высокого давления, который является одним из слабых мест такого типа силовых агрегатов.

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 это условная величина, то компрессия является абсолютной величиной и измеряется в атмосферах, килограммах на кубический сантиметр (кг/см2).

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

Между этими двумя понятиями есть тесная связь, но на компрессию влияет не только уровень сжатия, но также герметичность компрессионных колец и клапанов, температура двигателя, температура горения топлива и многое другое. Более подробно о компрессии можно почитать в отдельной статье на нашем сайте.

8-е место: BMW

Двигатели BMW серий N43, N45 и N46 принадлежат к одному семейству, хотя имеют конструктивные различия. Их основные носители — модели 318i, 320i (E90) и 520i (E60) — представители предпоследних поколений BMW третьей и пятой серий.

Средний ресурс моторов по износу цилиндропоршневой группы оценивают ниже 150 000 км — качество изготовления деталей не выдающееся. Двигатели технически сложны для своего времени — пожалуй, даже чересчур. У них много систем и узлов, начинающих капризничать еще до наступления естественного износа цилиндров и поршневых колец.

На что влияет степень сжатия двигателя

Она оказывает влияние на количество работы, производимой двигателем. Чем выше степень сжатия, тем больше энергии выделяется при сжигании топливно-воздушной смеси. Соответственно, это отражается на мощности силового агрегата. В конце прошлого века автопроизводители добивались увеличения мощности именно путем повышения степени сжатия.

Производительность двигателя и степень сжатия

Этот метод имеет определенные ограничения. Дело в том, что нельзя сжимать смесь до бесконечности. Есть определенный предел и если этот предел превысить, то происходит самопроизвольное воспламенение смеси (детонация). Но это правило относится только к бензиновым двигателям.

Объём и ресурс

Есть еще один немаловажный показатель, который напрямую зависит от объема двигателя – это его ресурс. Если взять мотор объемом 1,3 литра мощностью 130 сил и такой же по мощности двухлитровый.

При прочих равных условиях второй прослужит заметно дольше, потому что из 1,3-литрового эти силы приходится «выжимать» всевозможными технологиями в ущерб его ресурсу, в то время, как для двухлитрового это его естественная мощность.

Таким образом, общий мировой тренд к уменьшению объёма двигателей с одновременным повышением их мощности, которого придерживаются практически все автопроизводители, неизбежно ведёт к уменьшению ресурса и снижению общего срока эксплуатации автомобиля, что, разумеется, в конечном итоге сказывается на кошельке покупателей.

Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

В детстве многие люди постарше собирали фантики «Турбо», на них почти обязательно указывались мощность и максимальная скорость машины. Чем больше цифры, тем больше почтения модели авто. Похоже, так и продолжается до сих пор — лишние несколько лошадиных сил часто становятся решающим аргументом «за» или «против» какой-либо машины.

Но вот уже слышны голоса познавших дизельный Дзен о том, что важен только Крутящий Момент, да и подозрительно хорошая динамика более слабых бензиновых моторов со всякими турбинами или разными там системами VVT-i заставляет иногда водителей усомниться в верности принципа «чем мощнее, тем быстрее», а уж про налоги, которые почему-то зависят от мощности, и так все наслышаны.

Так что же такое мощность и как она связана с динамикой?

В паспортных характеристиках машины и на тех самых вкладышах «Турбо» указана максимальная мощность двигателя. Но что она дает машине? И как с ней связан крутящий момент? Постараемся объяснить максимально просто эту важную истину.

Крутящий момент, напомним, есть произведение силы на плечо рычага. А для двигателя — это сила, с которой вращается коленчатый вал двигателя. Измеряется обычно в ньютонах на метр или в килограмм-силах на метр.

График внешней характеристики двигателя

Собственно, момент возникает, если тормозить вращение коленчатого вала каким-то способом — гидротормозом, генератором или заставить тянуть машину. Именно так его и замеряют — тормозят сам двигатель или колеса машины гидротормозом. Для двигателя обычно указывается максимальный крутящий момент, который развивает мотор при полностью нажатой педали газа, с чьей помощью водитель как раз регулирует, какую часть момента может дать двигатель. Осталось понять, как этот самый момент изменяется. Крутящий момент зависит от величины оборотов двигателя и в начале невелик, потом растет до определенного момента, а затем падает. Почему же?

Пики и спады на графике

В реальной эксплуатации полный момент бывает нужен редко, как раз в тех случаях, когда вы прожимаете педаль газа в пол и надеетесь, что двигатель «вытянет», всё остальное время он меньше максимального на этих оборотах. Но мы уже знаем, что момент меняется не только под воздействием нажатия на педаль газа (механической или электронной), но и с оборотами. На различных оборотах процессы, происходящие в камере сгорания мотора, различны. Дополнительные системы, такие как наддув, системы регулировки фаз ГРМ и прочие, еще сильнее изменяют наполнение камеры сгорания, количество топлива и момент зажигания, и в результате качество и сила рабочего хода зависят от оборотов мотора. Даже если нет никаких систем электронного регулирования, всё равно количество воздуха, попадающего в цилиндр, количество оставшегося выхлопа и оптимальный угол опережения зажигания меняются с оборотами. На самых малых оборотах в цилиндре слишком много остаточных газов или слишком вероятна детонация, потому крутящий момент на малых оборотах обычно намного меньше максимального. На средних оборотах мотор «оживает» — за счет пульсаций во впускном трубопроводе больше воздуха поступает в цилиндры, меньше остаточных газов, потому и растет крутящий момент. Если у машины есть турбина или нагнетатель, то они начинают работать в полную силу. Но с ростом оборотов растут и механические потери на трение поршневых колец, трение и инерционные потери в ГРМ, на разогрев масла в подшипниках и т.д. и т.п., а качество рабочего процесса не улучшается или даже начинает падать. В результате на высоких оборотах момент начинает уменьшаться за счет возрастающих потерь. А у турбонаддувного двигателя в какой-то момент перестает хватать производительности турбины и момент тоже начинает снижаться. Теперь взглянем на график типичного атмосферного (то есть безнаддувного) мотора времен 90-х годов, где есть кривые не только момента, но и мощности.

А вот турбомотор схожего объема, у него момент в зоне средних оборотов ограничен электроникой, часто на пределе прочности цилиндро-поршневой группы, и график мощности тоже очень «гладкий». Хорошо заметно, на сколько выше у него мощность в начале и середине графика.

Обратите внимание именно на кривую мощности. Она круто идет вверх там, где момент большой, и почти не растет там, где он падает. Объяснение этому очень простое: Мощность — это то, сколько работы может выполнить мотор за секунду. Для двигателя внутреннего сгорания мощность в киловаттах в каждой точке графика можно получить, умножив момент двигателя в ньютонах на число оборотов в минуту и разделив на 9549, то есть примерно так:

Следовательно, мощность мотора на любых оборотах зависит только от крутящего момента на этих оборотах, а максимальная мощность получается в точке, в которой момент уже уменьшается, но при этом произведение мощности и оборотов пока еще увеличивается. И чтобы увеличить максимальную мощность, можно просто увеличить момент на высоких оборотах или сделать так, чтобы он уменьшался не так быстро. Взгляните на типичный график высокооборотного мотора Honda — японцы поступили именно так.

Надеюсь, достаточно понятна точка зрения тех, кто говорит, что «мощность не важна — важен только момент»? Еще раз: мощность как таковая зависит напрямую от момента и сама по себе является математической, расчетной величиной, которую невозможно измерить отдельно от момента. Крутящий момент, по сути, отражает ту мощность, которая будет доступна на «неполных» оборотах двигателя, а просто при нажатии на газ при обгоне. И чем момента больше, тем лучше! Ведь и мощность на этих оборотах будет выше. А чем больше мощности, тем больше энергии можно придать машине, тем лучше динамика разгона. А максимальная мощность в первую очередь влияет на максимальную скорость машины. Ведь при правильно рассчитанных передаточных числах главной передачи и КПП получается, что максимальная скорость достигается тогда, когда затрачиваемая мощность будет равна мощности мотора. А мощность всех потерь как раз зависит от скорости движения, в первую очередь от сопротивления воздуха и сопротивления качению колес, и в какой-то момент она обязательно совпадет с мощностью мотора, именно эта скорость и будет максимальной. Бывают, конечно, просчеты, когда двигатель или не может развить обороты максимальной мощности, или уже «упирается» в ограничитель, но это бывает не так уж часто.

Дизельный момент

Теперь отвечу на типичный, но простой вопрос: «Почему на дизельных моторах традиционно большой крутящий момент, но при этом сравнительно с бензиновыми у них невысокая мощность?». Всё потому, что у дизеля ограничены рабочие обороты. Из-за высокой степени сжатия дизельных моторов и более медленно горящего топлива дизели хуже работают на больших оборотах, зато у них нет риска детонации, да и турбину можно поставить более эффективную и сложную из-за более низкой температуры газов на выпуске, так что можно подать очень много воздуха и топлива, и момент на малых оборотах получится очень большой. А иногда по мощности они даже будут не так уж далеки от турбонаддувных бензиновых, но момент будет не просто большим, а огромным. Для сравнения приведем характеристики двух трехлитровых моторов от современной BMW 5 series, где будет видно, что дизели эффективны в более низких оборотах. Дизель можно сделать мощнее бензинового мотора, но тогда и так большой момент будет больше еще на четверть, а это означает, что понадобится новая коробка передач и новые карданные валы, способные выдерживать такую мощность. Да и сам двигатель придется сделать еще прочнее и тяжелее. Или можно его «раскрутить», но тогда сложнее будет работать топливной аппаратуре, а допускать дымления и неполного сгорания топлива нельзя.

Так как же правильно разгоняться?

Тут важно уметь работать с коробкой передач. Для максимального разгона нужно переключаться так, чтобы обороты упали примерно на пик крутящего момента или выше него, но чтобы оставался запас по увеличению оборотов — разгон выше оборотов максимальной мощности будет идти медленнее. Идеальный вариант на гражданских машинах — разгон «от пика момента до пика мощности». Впрочем, обычно на современных моторах электроника просто не даст «перекрутить» мотор сильно выше пика мощности — это называется отсечкой. Можно попробовать представить себе это визуально. Посмотрите на график внешней скоростной характеристики. Мотор при разгоне должен как можно больше работать в зоне, где его мощность максимальна, то есть на высоких оборотах вблизи точки максимальной мощности. И при переключении передач попадать в зону с как можно большей достижимой мощностью. Внизу — графики мощности и момента уже знакомых нам атмосферного Honda Accord Type R и турбированного Saab 9-3. На графиках мы выделили диапазоны оборотов, в которых будет работать двигатель, если включить вторую или третью передачу на скорости около 50 км/ч. Чем больше площадь фигуры под кривой мощности, тем эффективнее разгон.
1 / 2

Если коробка умеет переключаться очень быстро, то идеальным случаем будет КПП с очень «короткой» первой передачей с большим-пребольшим передаточным числом для очень высокого момента. А кроме того, очень большим количеством передач «на все случаи жизни». Короткая первая позволит практически сразу со старта поднимать обороты до необходимых для уверенного разгона, а затем мотор всё время будет работать вблизи своего эффективного максимума. Есть одна проблема. К сожалению, таких коробок передач не бывает. Лучше всего была бы электрическая передача, но ее масса и невысокий КПД (то есть потери мощности при «пропускании» через такую трансмиссию) при мощности меньше нескольких тысяч киловатт делают ее применение нерациональным, если только на гибридах, как например на «Мицубиши Аутлендер PHEV». Казалось бы, есть почти идеальный вариатор, где передаточных чисел бесконечное множество, так как они меняются плавно. Но он тоже страдает низким КПД при больших передаточных отношениях и не умеет менять его очень быстро… И в итоге разгон не лучше, чем у других трансмиссий. Гидротрансформатор на традиционных АКПП еще хуже, но в сочетании с механической коробкой передач обеспечивает и надежность, и приличную скорость. А механические коробки и особенно «роботы», несмотря на неизбежные потери мощности на старте при трении дисков в сцеплении, всё равно оказываются быстрее всех! Нужно лишь очень много передач. Например, десять, как в новой версии коробки DSG. Впрочем, половина из них нужна не для разгона, а для экономичного движения, но об этом в другой раз.

Какой мотор предпочесть — с высоким моментом или высокой мощностью?

Если мощность двух моторов, между которыми вы выбираете, отличается не слишком значительно, то выбирайте более «моментный». Особенно если вы пользуетесь механической коробкой передач. Показатель максимального момента и мощности на промежуточных режимах в данном случае важнее. Если же двигаться приходится постоянно «на пределе», то более тяговитый мотор, да еще и более слабый, преимущества иметь не будет, посмотрите хотя бы на мотоциклы, высокооборотные, но не моментные легко выигрывают у более тяговитых низкооборотных. Но показатели надо оценивать в комплексе. Вернемся к нашим «пятеркам» BMW. Бензиновая 535i разгоняется до 100 км/ч за 5,6 секунды, а дизельная 530d — за 5,7, потому что мощность у бензиновой почти на 50 л.с. выше, причем это — турбонаддувный мотор с хорошей мощностью в зоне средних оборотов тоже и многоступенчатая АКПП, быстрая и современная. Мощности должно быть много, но не только на максимальных оборотах, а величина крутящего момента говорит нам именно о том, на сколько много мощности двигатель выдает при обычном движении. Насколько удобно ускоряться без переключений передач. И абсолютная величина крутящего момента говорит даже меньше, чем указание диапазона оборотов, на которых момент близок к своему максимуму и насколько близки эти обороты к оборотам максимальной мощности. И лучше всего с этим справляется график внешней скоростной характеристики. А вот сама величина момента не толкает вас, ведь у более моментного мотора просто будут другие передаточные числа главной передачи и на колесах будет ровно та же мощность.

Мощность через расход воздуха

Мощность агрегата можно определить и по расходу воздуха. Правда, данный метод расчета доступен только тем автовладельцам, у которых установлен бортовой компьютер, позволяющий зафиксировать расход воздуха при 5,5 тысячи оборотов на третьей передаче.

Чтобы получить приблизительную мощность двигателя, необходимо полученный при вышеописанных условиях расход разделить на три. Формула выглядит так:

P = G/3, где G – расход воздуха.

Данный расчет характеризует работу двигателя в идеальных условиях, то есть без учета потерь на трансмиссию, сторонних потребителей и аэродинамическое сопротивление. Реальная мощность ниже вычисленной на 10 или даже 20%.

Соответственно, величина расхода воздуха определяется в лабораторных условиях на специальном стенде, на который устанавливают автомобиль.

Показания бортовых датчиков сильно зависят от их загрязнения и от калибровки.

Поэтому расчет мощности двигателя на основе данных о расходе воздуха является далеко не самым точным и эффективным, но для получения приблизительных данных он вполне подойдет.

PSA 1.4 HDi 8V (DV4)

Производство: с 2001 года.

Применение: Citroen C1, C2 Citroen, Citroen C3, Citroen Nemo, Peugeot 107, Peugeot 1007, Peugeot 206, Peugeot 207, Peugeot Bipper, Toyota Aygo, Ford Fiesta, Ford Fusion, Mazda 2.

Маленький 1.4 HDi можно рассматривать в качестве преемника легендарного XUD7/XUD9. Даже, несмотря на то, что «по бумагам» 1.4 HDi был создан в сотрудничестве с Ford (как и более крупный 1.6 HDi). На самом деле – это полностью французская конструкция, которая вышла очень удачной.

Как и Honda, французы смогли создать прочный алюминиевый блок с сухими вставками. Ремень ГРМ способен пройти 240 000 км или 10 лет. Простой турбокомпрессор будет работать вечно. Система впрыска Common Rail производства Siemens хорошо зарекомендовала себя с самого начала. В Mazda, Ford и некоторых моделях PSA в последнее время упоминается система впрыска Bosch.

Посвященные знают, что имеется и 16-клапанная версия отдачей в 90 л.с. для более мощных вариантов — Citroen C3 1.4 HDi и Suzuki Liana 1.4 DDiS. Со своей вечно подтекающей 16-клапанной головкой, турбокомпрессором изменяемой геометрии и системой впрыска Delphi этот двигатель в вопросах надежности никогда не сравнится с простой 8-клапанной версией.

Расчет мощности 3-фазного асинхронного агрегата

Чтобы рассчитать полезную мощность на обмотке статора асинхронного 3-фазного двигателя, следует умножить фазное напряжение на фазный ток и на коэффициент мощности, а полученное значение мощности умножить на три (по количеству фаз):

Pстатора = 3 * Uф * Iф * cosφ.

Расчет мощности эл. двигателя, имеющей активный характер, то есть мощности, которая снимается с вала двигателя, производится так:

Pвыходная = Pстатора – Pпотерь.

В асинхронном двигателе имеют место следующие потери:

электрические в обмотке статора;
в стали сердечника статора;
электрические в обмотке ротора;
механические;
добавочные.

Для расчета мощности трехфазного двигателя в обмотке статора, имеющей реактивный характер, необходимо сложить три составляющие данного типа мощности, а именно:

реактивную мощность, расходуемую на создание потока рассеяния обмотки статора;
реактивную мощность, расходуемую на создание потока рассеяния обмотки ротора;
реактивную мощность, расходуемую на создание основного потока.

Реактивная мощность в асинхронном двигателе в основном расходуется на создание переменного электромагнитного поля, но часть мощности расходуется на создание потоков рассеяния. Потоки рассеяния ослабляют основной магнитный поток и снижают эффективность работы асинхронного агрегата.

Источник https://krutigayki.ru/obem-dvigatelya-chto-takoe-rabochij-obyom-dvigatelya-avtomobilya/

Источник https://prometey96.ru/ustrojstvo-avto/obem-dvigatelya.html

Источник