Как определить объем цилиндра двигателя

Длинноходные и короткоходные моторы – в чем разница, и какие лучше?

Как определить объем цилиндра двигателя

Для понимания вопроса придется вспомнить немного о конструкции ДВС и принципах его работы. Вы наверняка знаете, что в основе любой конструкции двигателя внутреннего сгорания лежит воздействие расширяющихся газов на поршень. Поршни могут быть любой формы и размеров, но у любого поршня есть такой параметр, как средняя скорость, и от нее зависит очень и очень многое.

Средняя скорость поршня – это величина, которую можно определить по формуле Vp = Sn/30, где S – ход поршня, м; n – частота вращения, мин-1. И именно она определяет степень возможного форсирования двигателя по оборотам, ускорения элементов шатунно-поршневой группы во время работы, а также его механический КПД.

От средней скорости поршня зависят нагрузки на стенку поршня, на поршневой палец, шатун и коленвал. Причем зависимость эта квадратичная: с увеличением скорости (Vp) в два раза нагрузки увеличиваются в четыре раза, а если в три – то в девять раз.

Эксперименты инженеров-мотористов уже очень давно доказали, что классическая конструкция шатунно-поршневой группы выдерживает максимальную скорость порядка 17-23 м/с. И чем выше эта величина, тем скорее изнашивается мотор.

Увеличить скорость поршня практически невозможно – самые облегченные гоночные двигатели Формулы-1 имели скорость порядка 23-25 м/с, и это безумно много.

Этого удалось достичь только потому, что «формульные» моторы рассчитаны на очень короткую эксплуатацию – от них не требуется «ходить» по 100 000 км.

От теории – к практике. Как известно, мощность мотора – это производная от крутящего момента, помноженного на обороты (об этом я писал большую статью с таблицами и графиками). То есть, если мы хотим получить больше мощности, то надо увеличивать обороты. А так как скорость поршня ограничена, то у нас не остается другого выбора, кроме как уменьшить его ход. Чем меньше расстояние нужно пройти поршню за один оборот, тем меньше может быть его скорость.

Казалось бы, выше мы только что озвучили два прекрасных аргумента для максимального уменьшения хода поршня. К тому же, чем меньше ход поршня, тем больше диаметр цилиндра при том же объеме, и тем более крупные клапаны можно поставить. Улучшается газообмен, а значит, и работа мотора в целом Но, как оказалось, безмерно уменьшать ход тоже нельзя.

Чем меньше ход, тем больше должен быть диаметр цилиндра, если мы хотим сохранить объем. А вот форма камеры сгорания с ростом диаметра цилиндра ухудшается, соотношение объема камеры и площади неизбежно растет, увеличивается коэффициент остаточных газов, возрастают тепловые потери, ухудшается сгорание топлива КПД падает, склонность к детонации повышается, ухудшаются экономичность и экологичность.

При уменьшении хода поршня снижается, к тому же, и диаметр кривошипа коленчатого вала, а значит, уменьшается крутящий момент мотора. Ухудшаются и массогабаритные параметры двигателей – они становятся куда крупнее в горизонтальном сечении. К тому же для сохранения рабочего объема приходится увеличивать число цилиндров, а это уже ведет к резкому повышению сложности конструкции. В общем, нужен был компромисс.

Основные задачи проектирования моторов решили к 60-м годам прошлого века, тогда же нащупали пределы прочности конструкции по средней скорости поршня. Стало ясно, что оптимальные параметры мощности, общего КПД и габаритов у атмосферного мотора получаются в том случае, если диаметр цилиндра равен ходу поршня или чуть меньше.

На фото: двигатель Nissan Qashqai

Если они совпадают, то такие моторы еще называют «квадратными». Моторы, у которых диаметр цилиндра все-таки больше хода поршня, называют короткоходными, а те, у которых он меньше, – длинноходными.

Внимательный читатель скажет: стоп, а откуда вообще взялись короткоходные моторы, если эксперименты доказали, что эффективнее всего «квадратные» или чуть-чуть длинноходные?! Все просто: короткоходники получили распространение в автоспорте. Там расход топлива и приемистость на низких оборотах не сильно «делали погоду», и можно было пожертвовать КПД ради достижения большей мощности на высоких оборотах при сохранении малого рабочего объема.

Для получения лучшей топливной экономичности, тяги и чистоты выхлопа, наоборот, ход поршня увеличивали, жертвуя оборотами и максимальной мощностью. Длинноходные моторы применяли там, где были нужны тяга и экономичность.

Тем временем, к 80-м годам среднюю скорость поршня в серийных моторах довели до предела в 18 м/с, дальше ее увеличивать не получалось. Такая ситуация сохранилась до 90-х, когда требования к массогабаритным и экономическим характеристикам моторов резко возросли.

Длинноходный прогресс

90-е годы – это в первую очередь массовое внедрение новых экологических норм, резкое повышение массы кузова автомобилей из-за новых требований по пассивной безопасности, а заодно и возросшие требования к габаритам и экономичности силовых агрегатов. Машины становились просторнее изнутри и безопаснее во всех смыслах.

А двигателям приходилось поспевать за прогрессом. Массовый переход на многоклапанные головки блоков цилиндров повысил мощность и сделал моторы чище. Средний рабочий объем мотора постарались уменьшить и тем самым выиграть в расходе топлива и габаритах. Прогресс в области конструирования поршневой группы позволил уменьшить высоту поршня и увеличить длину шатуна, сделав больше механический КПД мотора.

Следовательно, стало возможно перейти к более длинноходным конструкциям, которые при том же рабочем объеме были компактнее, имели больший крутящий момент и к тому же стали экономичнее. Облегчение поршневой группы позволило снизить нагрузки на нее при высоких оборотах, а массовое внедрение турбонаддува и регулируемого впуска – еще и выиграть в максимальной мощности и тяге. Умеренно длинноходные моторы от этого только выиграли.

В 2000-е в стане двигателей объемом от 2 литров наметился перелом в переходе от «квадратов» к длинноходным конструкциям. И вот вам несколько примеров.

При рабочем объеме 2 литра моторы VW серии ЕА888 (стоят на множестве моделей концерна от Skoda Octavia до Audi A5) имеют ход поршня 92,8 мм при диаметре цилиндра 82,5, а 2-литровые моторы Renault серии F4R (более всего известный по Duster) – 93 мм и 82,7 соответственно.

Моторы Toyota объемом 1,8 л серии 1ZZ (Corolla, Avensis и др.) – еще более длинноходные, их размерность 91,5х79.

На фото: двигатель Volkswagen Golf GTI

Рабочие обороты таких двигателей заметно уменьшились, особенно у турбонаддувных, снизились и обороты максимальной мощности. А значит и снижение механического КПД уже не столь важно, зато преимущества налицо. По габаритам моторы лишь немного больше «классических» 1,6 из недавнего прошлого, а по тяге и расходу топлива намного превосходят однообъемных предшественников.

В современных моторах пытаются сочетать высокую эффективность работы длинноходных моторов и повышенный механический КПД короткоходных.

Так, в ультрасовременном (но тем не менее уже снимаемом с производства) моторе BMW серии N20В20 (стоят на 1-й, 3-й, 5-й сериях, X1 и X3) применяется несимметричная поршневая группа, в которой ось коленчатого вала и ось поршневых пальцев смещены относительно оси цилиндров.

Тут используются регулируемый маслонасос, плазменное напыление цилиндров, бездроссельный впуск и прочие технические «фокусы» для снижения механических потерь и сопротивления впуска. Размерность этого длинноходного мотора 90,1х84, и никто не скажет, что у него плохие характеристики хоть в чем-то, кроме надежности.

Дизели

Дизельные моторы, которые в силу особенностей рабочего цикла обычно являются длинноходными и низкооборотными, выиграли вдвойне. Внедрение турбонаддува резко подняло крутящий момент и позволило снизить степень сжатия, а прогресс топливной аппаратуры и поршневой группы – еще и увеличить рабочие обороты.

На фото: двигатель Volkswagen Golf TDI

В итоге дизели превзошли по литровой мощности атмосферные бензиновые моторы, а по крутящему моменту – бензиновые моторы с наддувом. Так, двигатели серии N57 (3-я, 5-я, 7-я серии, X3, X5 и др.) от BMW при диаметре цилиндра 84 мм и ходе поршня 90 мм имеют рабочий объем 2,993 литра, мощность до 381 л. с. и 740 Нм крутящего момента. Средняя скорость поршня при этом – 13,2 метра в секунду.

Оборотная сторона

Конечно же, беспроигрышных лотерей не бывает, и чудесной высокой отдачи добились ценой надежности – тут нет никакого секрета. Старый принцип актуален и поныне: у «сильно длинноходных» моторов высокая средняя скорость поршня увеличивает нагрузку на стенки цилиндра.

Конечно же, материалы становятся лучше, но при сравнении двигателей одной серии с разными параметрами хода поршня и диаметра цилиндра заметно, что длинноходные модели более склонны к износу поршневых колец и задирам цилиндров. И ресурс поршневой у них оказывается существенно ниже, чем у более «квадратных» собратьев.

А вот при сравнении разных моторов все далеко не так однозначно. На моторах с алюминиевым блоком и алюсиловым покрытием стараются снизить нагрузку на стенку цилиндра в том числе и снижением хода поршня, но, как правило, все равно ресурс получается меньше, чем у моторов с чугунными гильзами или блоком.

Мотор Renault-Nissan серии M4R (Qashqai, Fluence и др.), который пришел на смену уже упомянутому чугунному F4R, имеет ход поршня 90,1 мм при диаметре цилиндра 84 – он все еще длинноходный, но ход поршня значительно сократился. Габариты при этом не увеличиваются за счет более тонкостенной конструкции блока цилиндров.

На фото: двигатель Renault Latitude

Современные двигатели не нуждаются в высоких оборотах для достижения высокой мощности, а экономичность и экологичность становятся все важнее. Пусть даже в реальной эксплуатации заявленные характеристики и не подтверждаются К тому же, можно путем усложнения конструкции обойти множество ограничений, которые десятки лет заставляли делать выбор между мощностью и экономичностью моторов.

Короткоходные «крутильные» моторы просто вымирают, им нет места в новом мире. Даже в Формуле-1 отказались от экстремальных конструкций с рабочими оборотами за 19 тысяч и соотношением диаметра цилиндра и хода поршня больше 2,4 к 1. Конечно, для фанатов и гоночных серий выпуск подобной техники сохранится, но в практическом плане смысла в ней уже нет. Победа длинноходных конструкций, за редким исключением, фактически состоялась.

Одним из немногих «оплотов короткоходности» до недавнего времени оставались атмосферные V6 и V8 от Mercedes-Benz. Так, моторы серии М272 (E-Klasse W211, M-Class W164 и др.) – откровенно короткоходные во всех вариантах исполнения. Например, у 3-литровой версии соотношение хода к диаметру будет 82,1 к 88.

Как и их предки в лице М104, так и их наследники вплоть до М276, они были олицетворением успешных короткоходных моторов. Компания не стремилась к излишней компактности моторов, места было достаточно, а момента у двигателей объемом 3-3,5 литра и так хватало с запасом.

Городить длинноходную конструкцию не было смысла.

Но новое поколение двигателей AMG серий М133/М176 с наддувом стали длинноходными – 83х92 мм, как и перспективная рядная шестерка 3,0 с наддувом серии М256 – 83х92,4 мм.

На фото: двигатель Mercedes-AMG CLA 45 4MATIC

Из «могикан» остаются разве что моторы GM, их блок V8 6,2 Vortec/L86/LT1 все еще не стремится к компактности, имея размерность 103,25х92 мм, и даже компрессорная версия LT4 сохраняет ту же размерность блока. Но это, скорее всего, тоже ненадолго.

Конец спорам

Даунсайз, наддув, непосредственный впрыск, гладкая моментная характеристика, высокий крутящий момент, регулируемый ГРМ и продвинутые трансмиссии сотворили маленькое чудо. Споры «длинноходный или короткоходный» уже более не актуальны.

Моторы вдруг прибавили в литровой мощности до границ, ранее считавшихся возможными только для специально подготовленных гоночных моторов. Увидев цифры в 120-150 л. с. с литра объема, мы уже не удивляемся, и даже 200 л. с. на литр кажутся вполне реальными, а «смешной» паспортный расход топлива для мощной и тяжелой машины кажется вполне реальным. Дизельные двигатели из «гадких утят» превратились в прекрасных лебедей с литровой мощностью даже большей, чем у бензиновых двигателей.

Во многом все это, плюс уменьшение габаритов и веса моторов, стало возможным благодаря длинноходной конструкции. Окончательно оформившийся тренд вряд ли переломится, особенно с учетом прогнозируемого вытеснения ДВС электромоторами и разнообразными «удлинителями дистанции».

Источник: https://www.kolesa.ru/article/dlinnohodnye-i-korotkohodnye-motory-v-chem-raznitsa-i-kakie-luchshe

Что такое объем двигателя и на что он влияет?

Как определить объем цилиндра двигателя

Как известно, автомобили бывают разными. Речь идет не только о различных производителей, но и о технических характеристиках моделей. Одним из основных параметров, на который сразу же обращают внимание те, кто хотя бы немного разбирается в технике, является объем двигателя автомашины.

В одних моделей он едва достигает одного литра, в других — превышает три или даже пять литров — это если рассматривать только легковые модели.

Проверив, как обстоят дела с этим показателем у грузовиков, легко можно убедиться, что в них объемы двигателей еще больше! Что же такое объем двигателя и на что он влияет?

 Как работает автомобильный двигатель?

Для начала, чтобы было понятнее, о чем пойдет речь, давайте рассмотрим, как происходит рабочий процесс в автомобильном двигателе, и за счет чего машина может двигаться.

Представьте себе замкнутую камеру, в которой одна стенка является подвижным поршнем.

Туда через специальный патрубок поместили смесь топлива (бензина) и воздуха, а затем подожгли ее с помощью специального устройства — свечи зажигания. Смесь мгновенно вспыхивает и сгорает, по сути — взрывается.

Раскаленный газ, образовавшийся в результате сгорания, толкает поршень.

С обратной стороны поршень прикреплен к коленчатого вала, через который сила толчка передается на колесную ось, приводит автомобиль в движение. Чем больше сгорит топлива, тем сильнее будет толчок.

Соответственно, большая камера сгорания обеспечит большую мощность двигателя, чем маленькая. Это, конечно, очень упрощенное объяснение, на практике на мощность влияет множество факторов.

Что такое объем двигателя?

 Камера, где сгорает топливо-воздушная смесь, то есть называется цилиндром двигателя. В современных автомобильных двигателях этих цилиндров (камер цилиндрической формы) обычно несколько — четыре, шесть, восемь или даже двенадцать.

 Объем двигателя определяется как суммарный объем всех цилиндров, или как объем одного цилиндра, умноженный на их количество. Объем одного цилиндра определяется в момент, когда поршень опущен до упора, в самую нижнюю точку.

Объем двигателя может быть выражен в кубических сантиметрах или в литрах (литраж автомобиля).

Как классифицируются авто по объему камеры сгорания?

    Автомобильные производители в наше время предлагают сотни моделей, различающихся по объему двигателя.Для того, чтобы потребителю было легче ориентироваться в этом разнообразии, была принята следующая классификация, условно разделяет все автомашины легкового класса на четыре основные группы:

  • с объемом двигателя до 1,1 литра — микролитражные авто;
  • с объемом двигателя от 1,2 литра до 1,7 литра — малолитражные авто;
  • с объемом двигателя от 1,8 л до 3,3 литра — середньолитражни авто;
  • с объемом двигателя более 3,5 литра — крупнолитражные авто.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какое должно быть давление в топливной системе ваз 2110

Кроме того, существует корреляция между объемом двигателя и классом автомобиля.

  • Класс B оснащается двигателями с объемом 1,0 — 1,6 литра;
  • Класс C оснащается двигателями 1,4 — 2,0 литра;
  • Класс D оснащается двигателями объемом 1,6 — 2,5 литра;
  • Класс Е оснащается двигателями объемом более 2,0 литра.

    Поскольку от объема двигателя напрямую зависит его потребления топлива, планируя покупку машины, необходимо заранее решить, авто какого класса и которого литража будет наиболее подходящим.

Как правило, для поездок по городским улицам выбирают экономические микро и малолитражные машины. Если же в планах будущего владельца присутствуют протяженные поездки и даже дальние путешествия, лучше обратить внимание на авто с двигателями среднего и большого объема.

Особенности эксплуатации крупнолитражных автомобилей

  По сравнению с двигателями малого литража крупнолитражные моторы отличаются большей мягкостью работы и менее заметным износом, так как им гораздо реже приходится работать на пределе мощности.

Максимум возможностей двигатель с большой камерой сгорания выдает только в том случае, когда участвует в гонках, то есть в спортивных соревнованиях.При езде в нормальном режиме у двигателя хранится запас мощности, поэтому он не работает на износ.

Потребление топлива, конечно, остается выше, чем в малолитражных двигателей, 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 расходы, понесенные при покупке мощного крупнолитражные авто, окупаются впоследствии длительной эксплуатацией машины.

Источник: https://shtrafu-net.com/stati/54-chto-takoe-ob-em-dvigatelya

Объем двигателя — как работает и что это такое,на что влияет

Как определить объем цилиндра двигателя

Двигатель – сердце автомобиля, поэтому при выборе авто покупатели часто обращают внимание на один немаловажный фактор – его объем. Однако мало кто представляет, что же такое рабочий объем двигателя и на что он влияет.

Начнем с определения – рабочий объем двигателя – это сумма всех объемов цилиндров автомобиля, где объем поршня – это произведение площади поршня на его ход, а ходом поршня называется расстояние от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Говоря простым языком, объем цилиндра – это объем камеры сгорания, где и происходит воспламенение и сгорание топлива.

Объём двигателя считают в кубических сантиметрах или литрах. Один литр – это 1000 кубических сантиметров. В зависимости от объема автомобили делятся на микролитражные – до 1,1 литра, малолитражные – 1,2-1,7 литра, среднелитражные – 1,8-3,5 литра и крупно литражные – свыше 3,5 литров. В основном такое разделение применяется для автомобилей с бензиновыми двигателями.

  • Как работает автомобильный двигатель?
  • Что такое объем двигателя?
  • Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя
  • На что влияет объем двигателя?
  • Увеличение рабочего объема двигателя
    • Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото
    • Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение
    • Датчик расхода воздуха: принцип работы,виды,неисправности,фото
    • Обратный клапан топливной системы:функции,виды,устройство и принцип действия

Как работает автомобильный двигатель?

Для начала, чтобы было понятнее, о чем пойдет речь, давайте рассмотрим, как происходит рабочий процесс в автомобильном двигателе, и за счет чего машина может двигаться.

Представьте себе замкнутую камеру, в которой одна стенка является подвижным поршнем. Туда через специальный патрубок поместили смесь топлива (бензина) и воздуха, а затем подожгли ее при помощи специального устройства – свечи зажигания. Смесь вспыхивает и мгновенно сгорает, по сути – взрывается. Раскаленный газ, образовавшийся в результате сгорания, толкает поршень.

С обратной стороны поршень прикреплен к коленчатому валу, через который сила толчка передается на колесную ось, приводящую автомобиль в движение. Чем больше сгорит топлива, тем сильнее будет толчок.

Соответственно, большая камера сгорания обеспечит бОльшую мощность двигателя, чем маленькая. Это, конечно, очень упрощенное объяснение, на практике на мощность влияет множество факторов.

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. Нужно добавить, что от объема двигателя сильно зависит и цена автомобиля. Например, для производства мощного двигателя V12 с объемом 5.5 л. требуются намного большие затраты сравнительно с изготовлением трехцилиндрового мотора с объемом 0.8 л.

Параллельно с этим следует учитывать, что установка под капот мощного силового агрегата повлечет необходимость серьезной доработки трансмиссии, системы охлаждения, впуска, выпуска, тормозной системы и т.д.

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. 

На что влияет объем двигателя?

  • Во-первых, расход бензина. Чем больше объем цилиндра, тем больше топлива надо, чтобы воспламенить его с наибольшей отдачей, соответственно, расход повышается. Однако этот минус оборачивается не менее ощутимым плюсом. Чем больше объем двигателя, тем больше мощность двигателя, так как большее количество бензина выделяет большее количество энергии
  • Во-вторых, как уже было отмечено, чем больше объём, тем больше мощность, то есть, автомобиль с двигателем большего объёма будет быстрее разгоняться, сможет перевозить более тяжелые грузы и большее количество пассажиров

Зачастую двигатели большего объема оказываются гораздо более экономичными: не приходится слишком сильно давить на педаль газа, чтобы разогнать машину. Расход топлива не увеличивается, в то время, как малолитражные двигатели под нагрузкой сжигают гораздо больше топлива.

Чем больше объем, тем больше сам двигатель, тем больше машина. Скажем так: большие объемы используются на машинах более высокого класса, потому двигатель и все другие системы дороже в обслуживании. Цена на такой автомобиль заведомо выше.

Для того, чтобы понять, какой именно автомобиль вам более подходит, следует усвоить, что микро- и малолитражные автомобили лучше всего подходят для движения в больших городах с пробками на дорогах. Их расход будет в городском потоке минимален по сравнению с другими авто, но, в свою очередь, такие авто не подходят для дальних путешествий, так как на скорости свыше 100 км/ч им явно не хватает мощности. Много груза они перевозить также не смогут.

Автомобили с объемом от 1,8 до 3 литров отлично подходят как для городского движения, так и для дальних поездок, их мощности хватает для разгона и движения на большой скорости, для перевозки грузов, причем расход бензина у таких автомобилей не так уж и велик.

Автомобили оснащенные двигателями от 3 литров — это либо внедорожники, либо микроавтобусы и минивэны, предназначенные для перевозки большего количества пассажиров или груза.

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. 

Обратный клапан топливной системы:функции,виды,устройство и принцип действия

Источник: https://seite1.ru/zapchasti/obem-dvigatelya-kak-rabotaet-i-chto-eto-takoena-chto-vliyaet/.html

Расчет объема цилиндра двигателя: советы, объяснения, формулы

Как известно, объем двигателя автомобиля представляет собой сумму объемов всех его цилиндров. Однако формула, позволяющая рассчитать объем цилиндра, публикуется в различных вариантах, что порой сбивает с толку, особенно неопытных водителей. И все же, независимо от применяемого варианта, принцип расчета во всех случаях остается одним и тем же.

Сколько тепловоздушной смеси способен пропустить за один раз цилиндр двигателя? Сразу стоит отметить, что чем больше, тем выше будет крутящий момент, а также мощность мотора. Что значит «за один раз»? Четырехтактный мотор совершает полный цикл за 2 оборота коленчатого вала, то есть происходят впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Так что 2 оборота или 4 такта считаются за один раз.

Расчет объема цилиндра

Объем одного цилиндра двигателя равняется произведению площади основания на высоту. Эта формула известна всем еще со школы.

Измеряется данная величина в кубических метрах или сантиметрах либо в литрах. 1000 см3 равняется 1 литру. При указании объема мотора в литрах нужно проводить округление до одной цифры после запятой. К примеру, если объем двигателя составляет 1486 см3, то при переводе в литры его нужно обозначать как 1,5 литра; если объем равен 2526 см3, то его следует записать как 2,5 литра. Литраж цилиндров силовых агрегатов автомобилей отличается.

Понятие рабочего объема цилиндра

Рабочий объем цилиндра представляет собой объем между крайними позициями движения поршня. Он наполняется горючей тепловоздушной смесью во время ее впускания при движении поршня из верхней крайней позиции в нижнюю. Подходя к верхней мертвой позиции, поршень оставляет свободный объем – камеру сгорания, или сжатия. Чтобы рассчитать объем цилиндра полностью, нужно суммировать объем камер и рабочий объем.

Уровень сжатия – это величина, которая определяется как частное полного деления в одном цилиндре и объема камеры сгорания. Этот параметр определяет степень сжатия горючей смеси в цилиндре. От нее зависит мощность двигателя, ведь чем выше уровень сжатия, тем сильнее сгорающая смесь давит на поршень.

Повышение уровня сжатия – дело выгодное, поскольку в этом случае порция топлива может сделать больше полезной работы. Однако если уровень сжатия увеличить чрезмерно, рабочая смесь может самовоспламеняться или сгорать слишком быстро, а топливо детонирует. В результате быстрого сгорания рабочей смеси силовой агрегат работает неустойчиво.

Детонацию можно определить по резким постукиваниям, уменьшению мощности двигателя и густому черному дыму из выхлопной трубы. Проектировщики автомобилей постоянно ищут способы устранения детонации топлива при повышении степени сжатия. Уровень сжатия определяет необходимость использовать конкретный сорт топлива.

На увеличение мощности мотора влияет увеличение количества оборотов коленчатого вала за одну минуту. Но и здесь есть свои препятствия. Это нехватка времени для попадания горючей смеси внутрь цилиндра, сложность удаления отработанных газов, а также чрезмерное ускорение работы частей и механизмов, ведущее к их быстрому износу.

Для преодоления этих препятствий конструкторы увеличивают количество оборотов коленчатого вала. Для многоцилиндровых силовых агрегатов производят расчет объема цилиндра, после чего эти объемы суммируют, получая литраж мотора. Повышение мощности двигателя является следствием увеличения его литража. А параметр этот определяется классом транспортного средства.

Непостоянный рабочий объем

Обеспечение непостоянного рабочего объема цилиндра является насущной задачей. Для достижения такого эффекта применяется технология автоматической остановки части цилиндров при неполной нагрузке двигателя. Такая система уже используется в некоторых моделях пикапов и внедорожников, экономия топлива при этом составляет в среднем около 20%.

Есть и специальные двигатели, в которых применяется механическая трансформация рабочего хода поршня. Однако они пока еще находятся на стадии разработки. Стоит отметить, что двигатели внутреннего сгорания с непостоянным рабочим объемом цилиндров используются в качестве лабораторного оборудования, позволяя устанавливать «моторным способом» октановое число бензина.

Онлайн-калкулятор

Определение объема цилиндра онлайн калькулятором – метод, пользующийся популярностью у автомобилистов. Для расчета можно воспользоваться и обычным математическим калькулятором, который позволяет определить объем цилиндра по имеющимся параметрам.

Рассчитать объем цилиндра можно через:

  •  радиус основания и высоту, при этом высота равняется ходу поршня;
  •  площадь основания и высоту.

Но есть и более сложные калькуляторы, обладающие расширенным набором функций. Они позволяют рассчитывать не только объем мотора, но и степень сжатия. Для вычислений необходимы значения следующих параметров:

  • длину шатуна;
  • ход поршня;
  • недоход поршня;
  • диаметр цилиндра;
  • объем поршневой камеры;
  • толщину и диаметр прокладки;
  • объем камеры в ГБЦ;
  • количество цилиндров.

Перед тем, как посчитать объем цилиндра или всего двигателя либо вычислить уровень сжатия, следует уточнить и записать все вышеперечисленные параметры. У новичков с этим могут возникнуть сложности, поэтому придется проявить настойчивость.

Источник: https://avtovx.ru/dvigatel/vozmozhnie-varianti-rascheta-obema-dvigatelya-248/

Расчет рабочего объема двигателя

Рабочий объем цилиндра представляет собой объем находящийся между крайними позициями движения поршня.

Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту. И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями. Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так:

h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точки)

r — радиус поршня мм

п — 3,14 не именное число.

Как узнать объем двигателя

Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС. И того получается:

Vдвиг = число Пи умножено на квадрат радиуса (диаметр поршня) умноженное на высоту хода и умноженное на кол-во цилиндров.

Поскольку, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см. куб., то для перевода единиц измерения, результат придется разделить еще на 1000.

Заметьте, что полный объем и рабочий, отличаются, так как поршень имеет выпуклости и выточки под клапана и в него также входить объем камеры сгорания. Поэтому не стоит путать эти два понятия. И чтобы рассчитать реальный (полный) объем цилиндра, нужно суммировать объем камеры и рабочий объем.

Определить объем двигателя можно обычным калькулятором, зная параметры цилиндра и поршня, но посчитать рабочий объем в см³ нашим, в режиме онлайн, будет намного проще и быстрее, тем более, если вам расчеты нужны, дабы узнать мощность двигателя, поскольку эти показатели напрямую зависят друг от друга.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Где находится номер двигателя на 2115

Расчет объема ДВС калькулятором

Чтобы посчитать объем интересующего вас двигателя нужно внести 3 цифры в соответствующие поля, — результат появится автоматически. Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или тех. характеристиках конкретной детали либо же определить, какой объем поршневой поможет штангенциркуль.

Источник: https://starifaeton.ru/info/raschet-rabochego-obema-dvigatelja/

Что такое рабочий объем?

Какое количество топливовоздушной смеси способны пропустить через себя за раз цилиндры двигателя? Чем больше, тем выше (при прочих равных условиях) крутящий момент, а следовательно и мощность; понятно. Правда, что значит за раз? У 4-тактных моторов полный цикл совершается за 2 оборота коленчатого вала: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Поэтому 2 оборота (4 такта) и считаются за раз. Так какое все-таки количество

Литраж двигателя

Когда двигатель работает без наддува, количество топливовоздушной смеси, проходящей за раз через его цилиндры, в общем и целом определяется их диаметром и ходом поршней. Объем (любого) цилиндра

Объем геометрического тела под названием цилиндр

где R – радиус цилиндра, S – его высота. На такте впуска поршень идет от верхней мертвой точки к н.м.т. (его ход равен S) и втягивает в цилиндр топливовоздушную смесь, геометрически – в объеме v. И если у мотора k цилиндров, то его рабочий объем

Литраж автомобильных двигателей неодинаков. Скажем, рабочий объем 4-цилиндрового 4-тактного моторчика Mazda Carol 360 (II половина 60-х) равнялся 358 «кубикам»; наверное, самая малолитражная «четверка» в истории автомобилестроения. А у «восьмерки» Weineck 780 под 13 л; есть разница.

Диаметр цилиндров и ход поршней классической горьковской «четверки» M21Д – 92 х 92 мм (как говорят моторостроители, «квадратный»); сосчитайте рабочий объем мотора.Именно рабочий объем (литраж) [А есть ещ е общий объем – сумма объемов цилиндра и камеры сгорания.], а не просто объем, как небрежно сокращают иные авторы.

Ведь когда речь идет о царской водке, выражаться «водка» по меньшей мере неосмотрительно.

Литровая мощность двигателя

Литраж двигателя – его ключевая геометрическая характеристика, которая задает потенциал конструкции. Однако, как всегда в реальной жизни, наличные возможности используются лучше или хуже.

Тут прежде всего сказывается наполнение цилиндров: допустим, при номинальном рабочем объеме 2 л в цилиндры за раз попадает лишь 1,7 л топливовоздушной смеси. Как выражаются спецы, коэффициент наполнения равен 0,85. Нормально для карбюраторного двигателя 40-летней давности.

А если тщательно подобрать фазы газораспределения [О фазах речь пойдет отдельно.] и настроить системы впуска и выпуска на акустический резонанс, то в определенном диапазоне оборотов коэффициент удается довести до 1,3-1,4. Гоночные конструкции с индивидуальными впускными патрубками и прямоточным выпуском.

То есть, в цилиндры за раз поступает даже не 2, а 2,6-2,8 л смеси! Понятно, что во втором случае (при прочих равных) крутящий момент окажется на 53-65% выше, чем в первом. И мощность – при соответствующей частоте вращения вала – тоже.

Объемы поршневых двигателей: – объем камеры сгорания; Vp – рабочий объем цилиндра; Vo – полный объем цилиндра; ВМТ – верхняя мертвая точка; НМТ – нижняя мертвая точка.

Если обозреть современные конструкции, то видно, что в расчете на единицу рабочего объема отдача двигателей укладывается в довольно узкую «вилку».

Так, у бескомпрессорных бензиновых моторов (с искровым зажиганием – или Отто) с 4-клапанным газораспределением наибольший крутящий момент равен 95-105 Нм на литр. Литровый крутящий момент, он редко превышает 110 Нм – даже у самых совершенных конструкций.

У бескомпрессорных дизелей (с воспламенением от сжатия) литровый крутящий момент гораздо ниже [Почему – отдельная тема.] – в пределах 70 Нм.

Так что ориентировочные расчеты несложны: от хорошего 2-литрового дизельного 16-клапанника без наддува можно ожидать до 140 Нм момента.

Рабочие обороты у дизелей редко превышают 4500 мин-1 (тоже особый разговор); отсюда максимальная мощность на уровне  70-75 л.с. при 4250 мин-1. Всего лишь 35-37,5 л.с. на литр; негусто. Таковы двигатели с воспламенением от сжатия.

Источник: http://turbonsk.ru/chto-takoe-rabochij-obem/

ДВС

Двигатель или мотор (от лат. motor приводящий в движение) — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую. Этот термин используется с конца XIX века наряду со словом «мотор», которым с середины XX века чаще называют электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тип двигателя, тепловой машины, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.

В случае автомобиля, топливо — это содержимое топливного бака, а механическая работа, соответственно — движение. Так как же бензин или дизельное топливо двигает автомобиль?

Из чего состоит ДВС

Начать нужно с того, из чего состоит двигатель внутреннего сгорания:

головка блока цилиндров — это своеобразный сосуд для камеры сгорания рабочей смеси, клапанов газораспределения с приводом, свечей зажигания и форсунок;

цилиндры — это полые детали с цилиндрической внутренней поверхностью, в цилиндрах движутся поршни;

поршни — это подвижные детали, плотно перекрывающие цилиндры в поперечном сечении и перемещающиеся вдоль их оси;

поршневые кольца — это незамкнутые кольца, которые плотно посажены в канавках на внешних поверхностях поршней, они герметизируют камеру сгорания, улучшают теплопередачу через стенки цилиндров и регулируют расход смазки;

поршневые пальцы служат для шарнирного соединения поршня с шатуном, каждый из них является осью, относительно которой шатун совершает колебательное движение.;

шатуны — это звено плоского механизма,связанное с другими подвижными звеньями посредством вращательных кинематических пар и совершающее сложное плоское движение;

коленчатый вал — это это вал, состоящий из нескольких кривошипов;

маховик — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии;

распределительный вал с кулачками — основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы двигателя;

клапаны — это механизмы, при помощи которых можно, по желанию, открывать или закрывать отверстия различного назначения;

свечи зажигания служат для воспламенения горючей смеси, они представляют из себя набор электродов, между которыми и возникает искра.

https://www.youtube.com/watch?v=PtYFGdU6gaI

Но для полноценной работы ДВС необходимо еще несколько систем:

система питания ДВС состоит из топливного бака, фильтров очистки топлива, топливопроводов, топливного насоса, воздушного фильтра, выпускной системы и карбюратора (если двигатель не инжекторный);

система выпуска отработавших газов ДВС состоит из выпускного клапана, выпускного канала, приемной трубы глушителя, дополнительного глушителя (резонатора), основного глушителя, соединительных хомутов;

система зажигания ДВС состоит из источника питания для системы зажигания (аккумулятор и генратор), выключателя зажигания, устройства управления накоплением энергии, накопителя энергии (например, катушка зажигания), системы распределения зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания;

система охлажденияДВС состоит из специальным образом устроенных двойных стенок блока цилиндров и головок (пространство между ними заполнено охлаждающей жидкостью), радиатора, расширительного бачка, насоса, термостата и трубопроводов;

-система смазки состоит из поддона картера, масляного насоса, масляного фильтра, трубок, каналов и отверстий для подачи масла.

Рабочая смесь ДВС

Само название ДВС — двигатель ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — намекает на то, что чего-то там горит. И горит, конечно, не само топливо, а лишь его пары, смешанные с воздухом. Такую смесь обычно называют рабочей. Горение этой смеси имеет особенность — она сгорает, значительно увеличиваясь в объеме, создавая, так сказать, ударную волну для поршней цилиндров.

За создание рабочей смеси отвечает карбюратор или инжектор соответственно, в зависимости от типа двигателя.

Движение автомобиля

Итак, сгорание рабочей смеси создает движение поршня. Но как с помощью поршня сдвинуть с места автомобиль? Для этого нужно преобразовать движение поршня во вращение. Поэтому палец и шатун соединяют поршень с кривошипом коленчатого вала, который, что вполне естественно, начинает от этого вращаться. Обороты с коленчатого вала «забирает» трансмиссия.

Такты работы ДВС

Вышеописанная схема — крайне упрощена. Теперь рассмотрим все происходящее в ДВС подробнее. Классической схемой работы ДВС является разделение его на такты. Для того чтобы рассмотреть каждый такт работы двигателя нужно усвоить несколько определений:

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — самое верхнее положение поршня в цилиндре.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — самое нижнее положение поршня в цилиндре.

Ход поршня — расстояние между ВМТ и НМТ.

Камера сгорания — объем в цилиндре над поршнем, когда он находится в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра — объем над поршнем цилиндра, когда он находится в НМТ.

Рабочий объем двигателя — это суммарный рабочий объем всех цилиндров.

Степень сжатия ДВС — это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания.

Впуск — 1 такт работы ДВС

Во время первого такта работы ДВС впускной клапан открывается для заполнения цилиндра рабочей смесью. Степень заполнения цилиндра определяется положением поршня: рабочая смесь перестает поступать, когда поршень оказывается в положении НМТ. Перемещение поршня начинает вращать кривошип, и коленчатый вал поворачивается, правда повернуться он успевает только на полоборота.

Сжатие — 2 такт работы ДВС

Впускной клапан во время второго такта работы ДВС закрывается. Выпускной клапан системы также закрыт. Рабочая смесь находится внутри герметичного цилиндра. Начинается движение поршня, а, соответственно, и сжатие рабочей смеси. К концу сжатия (а значит и второго такта) давление в цилиндре уже очень велико, а температура достигает 500 градусов по Цельсию.

Рабочий ход — 3 такт работы ДВС

Третий такт работы ДВС — самый главный. Именно во время третьего такта происходит превращение тепловой энергии в механическую.

Там, где проходит тонкая грань между вторым и третьим тактом, срабатывает свеча зажигания: смесь воспламеняется и поршень устремляется к НМТ. Результат — вращение коленчатого вала.

Выпуск — 4 такт работы ДВС

Во время четвертого такта работы ДВС открывается выпускной клапан при закрытом впускном. Поршень, возвращаясь к ВМТ, выталкивает из цилиндра отработавшие газы в выпускной канал, который ведет прямиком через глушитель в атмосферу.

Все четыре такта работы ДВС циклично повторяются. Но самым важным из них безусловно является третий — обеспечивающий рабочий ход. Остальные такты являются вспомогательными, лишь для «организации» третьего такта, который двигает автомобиль.

Источник: http://www.autotat.ru/sprav/kak_eto_rabotaet/dvs/ustroistvo/

Что такое рабочий объем двигателя внутреннего сгорания

Рабочий объем двигателя — это один из главных технических параметров автомобиля, от которого зависит мощность, динамика и объем потребления топлива.

В среде автовладельцев сложился стереотип, что автомобили с большим объемом двигателя являются лучшим выбором. Но такое утверждение не всегда соответствует действительности.

Крупнолитражные машины отличаются большим потреблением топлива и имеют высокую себестоимость, что в итоге делает автомобиль менее доступным для рядового покупателя. Кроме того, такие авто более дорогие в обслуживании.

Общие положения

Чтобы понять, как рассматриваемый параметр может влиять на характеристики транспортного средства, важно знать устройство ДВС.

Если говорить вкратце, двигатель состоит из следующих элементов:

  • Блока цилиндров;
  • Головки блока;
  • Камеры сгорания;
  • Поршня, который объединен с коленвалом через КШМ;
  • Система подачи и зажигания горючей смеси;
  • Клапана, через которые отводятся продукты горения (отработавшие газы);
  • Картера.

В задачу двигателя входит преобразование одного вида энергии в другой, а именно тепловую энергию (сжигание топливной смеси) в механическую (вращение коленвала). После подготовки горючее под давлением направляется в камеру сгорания и зажигается.

В результате создается давление, достаточное для выталкивания поршня, вращающего коленвал машины.

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:

V= ?r2*h.

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 см3 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.

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.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ:  Раскоксовка двигателя своими руками

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.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какой диаметр расположения отверстий на ваз 2114

Каким должен быть литраж?

Производители знают об изменчивости приоритетов автовладельцев, поэтому выпускают автомобили с различными типами двигателей.

Исходя из этого, все транспортные средства делятся на следующие классы:

  • Микролитражные авто. Такие ТС имеют объем двигателя до 1,1 л.
  • Малолитражки. Особенность этих машин — установка 1,2-1,7-литровых моторов. В нашей стране это наиболее востребованный вариант.
  • Среднелитражные машины. Сюда входят ТС с рабочим объемом 1,8-3,5 л.
  • Крупнолитражки — авто с 3,5 л и более.

Рассмотренное выше разделение носит условный характер и касается в большей части бензиновых моторов.

Если на авто установлен дизельный силовой агрегат, ситуация будет иной.

Существует еще один тип градации машин — по классам:

  • В-класс — от 1,0 до 1,6 л.
  • С-класс — от 1,4 до 2,0 л.
  • D-класс — от 1,6 до 2,5 л.
  • E-класс — от 2.0 л и больше.

При выборе машины стоит обращать внимание на условия эксплуатации транспортного средства. Если авто необходимо для перемещения движения по городу, лучшим вариантом будет малолитражка. Главное — наличие хорошей тяги на «холостых». При недостатке этого параметра двигатель будет тратить больший объем горючего, поэтому об обещанных 7-8 л можно не мечтать.

Стоит учесть, что при включении климат-системы потребление горючего возрастает и падает динамика авто. Если машина имеет мотор небольшой мощности, придется постоянно переводить ручку КПП на более низкую скорость.

Если авто будет использоваться для продолжительных путешествий, лучше отдать предпочтение ТС с большим рабочим объемом.

Причин здесь несколько:

  • Уменьшается разница в расходе;
  • Включение климат-системы почти не влияет на тягу;
  • Под капотом будет присутствовать достаточный запас мощности, необходимый для быстрого обгона.

Зная рассмотренные нюансы, проще определиться с подходящим объемом двигателя. Важно ориентироваться не только на цифры, но и на реальные показатели — мощность, расход топлива и динамику.

Источник: https://autotopik.ru/obuchenie/1328-rabochiy-obem-dvigatelya.html

Что такое рабочий объем двигателя и как его расчитать

Самую первую сборку двигателя внутреннего сгорания (ДВС) относят к далекому 1885 г. и осуществил ее инженер из Германии Карл Бенц. С того времени инженеры постоянно пытаются улучшить динамику моторов. И всегда на слуху выражение «рабочий объем двигателя», но что такое объем двигателя в реальности и из каких параметров он складывается, знает далеко не каждый.

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».

Характеристики объема двигателя

Рабочий объем всех типов двигателей принято измерять в кубических сантиметрах, или литрах. Именно по этим параметрам машины можно разделить на следующие категории:

  • микролитражки (не более 1.1 литра);
  • малолитражки (от 1.2 до 1.7 литра);
  • среднего объема (от 1.8 до 3.5 литра);
  • крупно-литражные ( от 3.6 и более литров).

Разделение это довольно условно и касается в основном моторов, работающих на бензине. С дизельными двигателями ситуация немного отличается. Показатель литража силовых установок одна из важнейших деталей автомобиля. Чем больше топливной смеси помещается в камере сгорания, тем больше автомобиль потребляет бензина. Но вместе с расходом топлива увеличивается и мощность авто, потому как большее количество горючего будет производить большее количество высвобождающейся энергии.

К минусам крупно-литражных автомобилей, кроме расхода топлива, можно отнести и его более высокую себестоимость. Так, логично предположить, что для его изготовления потребуется гораздо больше материалов, да и требования к качеству изготавливаемых деталей, соответственно, будут намного выше.

Как рассчитать объем двигателя

Любая силовая установка имеет определенное количество цилиндров и чтобы вычислить ее суммарную мощность, необходимо учесть параметры каждого из них.

В свою очередь, рабочий объём цилиндра определяется как произведение площади сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня (от НМТ до ВМТ).

Так как же узнать суммарный объем двигателя? Для этого нужно сделать несколько несложных вычислений:

Источник: https://dvigatels.ru/uhod/chto-takoe-obem-dvigatelya.html

Как узнать объем двигателя: определяем рабочий объем двс

Чаще всего узнают объем двигателя когда хотят увеличить степень сжатия, то есть если хотят расточить цилиндры с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно, двигатель будет более мощным.

Технология изменения объема в большую сторону, дабы нарастить степень сжатия, очень выгодна — ведь порция топливной смеси такая же, а полезной работы больше.

Но всему есть свой предел и чрезмерное её увеличение грозит самовоспламенением, вследствие чего происходит детонация, которая не только уменьшает мощность, но и грозит разрушением мотора.Вопросы по работе калькулятора,

а также идеи оставляйте в комментариях

Что такое рабочий объем двигателя и как его расчитать

Самую первую сборку двигателя внутреннего сгорания (ДВС) относят к далекому 1885 г. и осуществил ее инженер из Германии Карл Бенц. С того времени инженеры постоянно пытаются улучшить динамику моторов.

И всегда на слуху выражение «рабочий объем двигателя», но что такое объем двигателя в реальности и из каких параметров он складывается, знает далеко не каждый.
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.

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 значит объем двигателя

Подбирая новый автомобиль, покупатель ориентируется на разные параметры. Один из них – объем мотора. Многие ошибочно полагают, что это единственный фактор, определяющий, насколько мощным будет авто. Попробуем разобраться, что значит рабочий объем двигателя, и на какие еще параметры он влияет.

Что такое рабочий объем двигателя

Рабочим объемом двс считается сумма объема всех цилиндров мотора. От этого показателя отталкиваются автомобилисты, планируя покупку авто. Благодаря данной цифре можно определить, на сколько километров хватит очередной заправки. Во многих странах на этот параметр ориентируются, определяя, какой налог должен заплатить хозяин транспортного средства. Что же такое рабочий объем, и как он вычисляется?

В двигателях внутреннего сгорания тепловая энергия преобразуется во вращательную. Данный процесс происходит следующим образом.

В камеру сгорания через впускной клапан поступает смесь воздуха и топлива. Искра от свечи зажигания воспламеняет горючее. В результате образуется небольшой взрыв, который толкает поршень в низ, благодаря чему происходит вращение коленчатого вала.

От литража мотора зависит, насколько сильным будет этот взрыв. В автомобилях с атмосферными двигателями объем цилиндра – ключевой фактор, определяющий мощность силового агрегата. Современные автомобили оснащаются дополнительными нагнетателями и системами повышения КПД мотора. Благодаря этому мощность увеличивается не от количества поступающей топливной смеси, а за счет повышения производительности процесса горения, и использования всей высвободившейся энергии.

Вот почему малый объем турбированного двигателя не обязательно означает, что он маломощный. Примером тому служит разработка фордовских инженеров – система EcoBoost. Вот сравнительная таблица мощностей некоторых типов двигателей:

Тип двигателя: Объем, литры Мощность, лошадиные силы
Карбюраторный 1,6 75
Инжекторный 1,5 140
Duratec, многоточечный впрыск 1,6 125
EcoBoost 1,0 125

Как видно, не всегда увеличенный литраж означает большую мощность. Конечно, чем сложнее система впрыска топлива, тем дороже двигатель в обслуживании, но такие моторы будут более экономичными и будут соответствовать экологическим нормам.

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.

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.

Источник: https://avtotachki.com/chto-znachit-obem-dvigatelya/

Что такое рабочий объем двигателя и как его рассчитывают

  1. Формула расчета рабочего объема
  2. Что лучше, много или мало?

Рабочий объем двигателя – это один из важнейших показателей, влияющих на мощностно-динамические характеристики автомобиля.

Среди автолюбителей распространено мнение, что чем эта характеристика выше, тем лучше. Однако на деле это не всегда так.

Чтобы понять, каким образом литраж влияет на эксплуатационные характеристики авто, и каково должно быть ее оптимальное значение, следует освежить в памяти устройство двигателя внутреннего сгорания.

Предназначение силового агрегата состоит в том, чтобы преобразовать энергию сгорания топлива в механическую. Рабочая смесь поступает внутрь цилиндра, где воспламеняется и расширяется, толкая поршень, который, в свою очередь, посредством шатуна приводит во вращение коленчатый вал.

Чем больше объем цилиндра, тем больше рабочей смеси можно в него подать, и тем большее количество энергии получить. Формула для вычисления объема цилиндра выглядит как произведение площади его поперечного сечения на высоту, когда поршень находится в нижней мертвой точке.

Рабочий объем двигателя (литраж) – это сумма рабочих объемов его цилиндров, или произведение объема одного цилиндра на их количество. Измеряется он в куб. сантиметрах или в литрах.

На что влияет литраж

Как уже было сказано, чем больше объем цилиндра, тем больше топлива в нем можно сжечь за один такт. Соответственно, и энергия его сгорания будет выше. В результате повышается мощность мотора и динамические характеристики автомобиля.

Однако не следует забывать о том, что большие двигатели обладают большим аппетитом. Так, если полуторалитровый бензиновый силовой агрегат в городском цикле расходует в среднем 9-10 литров горючего на 100 км пути, то двухлитровому мотору потребуется 12-13 литров топлива. На трассе разница меньше, примерно 6,5-7 литров против 8-8,5.

Причина в том, что во время работы на холостом ходу больший двигатель также потребляет больше бензина, при этом во время движения он позволяет быстрее разогнать машину до требуемой скорости, т.е. сокращается время работы в неэкономичном режиме.

Формула «больше объем – выше мощность» справедлива для легковых автомобилей. У грузовиков применяется несколько иной подход. Большой объем не обязательно подразумевает «табун лошадей» под капотом, поскольку для этих автомобилей более важной характеристикой является большой крутящий момент во всех диапазонах оборотов коленвала.

Так, у тягача КамАЗ-54115 объем силового агрегата составляет 10,85 л (объем только одного цилиндра сопоставим с рабочим объемом двигателя малолитражки), при этом мощность его составляет всего 240 л.с. Для сравнения, BMW X5 c трехлитровым дизельным мотором развивает мощность 218 л.с. справедливости ради стоит отметить, что на тяжелые грузовики КамАЗ последнего поколения, ставятся более современные моторы объемом 11,76 л и мощностью до 400 л.с.

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.

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.

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.

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

Источник: https://znanieavto.ru/dvs/rabochij-obem-dvigatelya.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
АвтоРем
Как прописать запасной брелок Старлайн а9

Закрыть