Мощность и объем двигателя в чем разница

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

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?

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.

Что такое объем двигателя?

Камера, где сгорает топливно-воздушная смесь, другими словами 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 же 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 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?

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.

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

Источник

Рабочий объем и мощность двигателя

Чем больше рабочий объем двигателя, тем более высокую мощность он способен развить. Рабочий объем двигателя ничем не заменишь — это общеизвестная истина.

Хотя большой рабочий объем означает, как правило, большее потребление топлива, но увеличение рабочего объема — это зачастую самый простой способ повышения мощности двигателя.

Одинаковый объем совсем не означает одинаковые двигатели

Мощность двигателей, в настоящее время характеризуется, как правило, их рабочим объемом, указываемым в литрах. Однако это не означает, что все двигатели объемом 3,8 литров одинаковы. Посмотрите, например, данные, приведенные в таблице.

Двигатель — Рабочий объем:

Если точно пересчитать 3,8 литра (или 3800 куб. см) в кубические дюймы, то этот объем составит 231,9 куб. дюймов. В процессе округления объема двигателя, рассчитанного в кубических дюймах, а затем его перевода, также с округлением, в кубические сантиметры и литры, для совершенно разных двигателей получается один и тот же результат и, в результате, согласно маркировке они имеют одинаковый объем.

Во избежание путаницы и ошибок при заказе запчастей, при техническом обслуживании необходимо руководствоваться только VIN-номером автомобиля. На всех автомобилях он должен быть виден через лобовое стекло. Начиная с 1980 г. идентификационный код двигателя (цифра или буква) указывается, как правило, в восьмой (если считать слева направо) позиции VIN-номера.

Двигатель 5.0-L V-8 (восьмицилиндровый V-образный двигатель объемом 5 литров) также вызывает путаницу у многих владельцев и автомехаников. Например, в некоторых моделях заднеприводных автомобилей компании General Motors может стоять двигатель 5.0-L V-8 (объемом 305 куб. дюймов) производства компании Шевроле. В тех же моделях может также стоять двигатель 5.0-L V-8 (объемом 307 куб. дюймов) производства компании Олдсмобил (Oldsmobile). Это разные двигатели и запчасти к ним не взаимозаменяемы! Компания Форд также поставляет двигатели 5.0-L V-8 (объемом 302 куб. дюйма). Эти двигатели, в зависимости от года выпуска, отличаются по таким главным характеристикам, как порядок работы цилиндров.

Маломощные, четырехцилиндровые двигатели также могут вызвать путаницу, поскольку многие производители автомобилей устанавливают двигатели, изготовленные как внутри страны, так и на зарубежных предприятиях. Чтобы безошибочно идентифицировать тип двигателя, всегда руководствуйтесь информацией, приведенной в сервисной документации.

Источник

Мощность и объем двигателя в чем разница

Внезапно обнаружил, что даже ближайшие мои друзья — весьма технически эрудированные люди, — весьма смутно понимают, почему в авто- и мототехнике есть двигатели с одинаковым или очень близким рабочим объемом, но по динамическим характеристикам отличающиеся капитально. Я не знаю, насколько местная аудитория подкована в технике (подозреваю, что весьма некисло), но для тех, кого действительно интересует «как оно устроено», проведу по возможности без зауми ликбез на тему чо там как, и почему.

А чтобы не плодить миллиарды букаф, давайте построим рассказ по принципу ответов на вопросы. Постараюсь отвечать по возможности лаконично.

Вопрос: На что влияет рабочий объем двигателя?
Ответ: На все. На его весовые, динамические и экономические характеристики.

Вопрос: Можно ли сказать, что более литражный мотор однозначно мощнее, чем менее литражный при прочих равных?
Ответ: Если объем различен, то никаких «прочих равных» уже быть не может. Уже изменилась одна из основных характеристик мотора.

Вопрос: Ну хорошо, допустим, я некорректно выразился. Возьмем два хондовских движка: от Steed/Shadow 400 и от Shadow/RS 750 — оба V-twin, оба с примерно одинаковой степенью сжатия. Один развивает 33 лошади, второй 45. Если промасштабировать дальше с соблюдением пропорций, будет ли расти мощность в той же степени, как и объем?
Ответ: Может и расти, а может и не расти. Все зависит от конструкции и настроек двигателя. Никаких других правил нет и быть не может — ибо еще раз, все зависит от конкретной конструкции и конкретных настроек. В данном случае вообще имеет место некорректное сравнение. Чесоточный развивает свои 33 лошадки при частоте вращения коленвала в 10000 7500 об./мин. В то время как мотор почти двухкратно большим объемом имеет свои 45 кобыл всего-лишь при частоте вращения 5500 об./мин. На этих оборотах «чесотка» выдаст хорошо, если 14-18 20 сил, то есть почти втрое вдвое меньше, чем более кубатурный двигатель.

Мотор от 750-кубовой Shadow

Двигатель от «Теней» объемом 400/600 кубов — внешне он одинаков для обеих модификаций Shadow VLX.

Вопрос: То есть сравнение некорректно.
Ответ: Да. Непонятно, что конкретно сравнивалось. Если тупо два мотора — то 750-кубовый, конечно, намного мощнее и по моменту сильнее. Так же как двигатель мотоцикла VTX1300 (тоже V-twin) еще мощнее и сильнее: 75 л. с. при тех же 5000 об./мин. Вот это сравнение более корректно…

Вопрос:… а как же…
Ответ:… было бы, если бы мы не учитывали чумовой, почти двухкратной разницы в крутящем моменте этих моторов. Так, 750-кубовая «Тень» развивает около 60 Н*м, в то время как VTX выдает на-гора аж 123 ньютон-метра. Тяга вдвое больше! Собственно, объем тоже почти вдвое.

Двигатель от 1300-кубовой Honda VTX.

Вопрос: то есть можно сказать, что мощность — это штука манипулятивная, и, сравнивая, смотреть надо на показатели максимального крутящего момента?
Ответ: не совсем. Но безусловно, оценка по максимальному моменту позволяет сравнить два похожих мотора куда корректнее, чем по максимальной мощности. При условии, что двигатели концептуально близки, конечно. Сравнивать спортовую 4-цилиндровую истеричку с эндурной флегмоодностволкой той же кубатуры мальца неприлично.

Вопрос: Ну а как же тогда быть с непохожими моторами?
Ответ: А непохожие и сравнивать бессмысленно. Эти двигатели создаются под конкретные задачи, и если движки априори непохожи друг на друга, то, значит, создавались для разных целей. Какое еще сравнение?

Вопрос: А вот и нет! Например, BMW F650GS в разные годы имел и «одноствол» от Rotax, и 2-горшковый мотор уже под своей маркой — правда, с объемом на 150 кубиков больше…
Ответ: верно. Но это значит лишь то, что инженеры BMW признали двухцилиндровую модель удачнее для данного мотоцикла — по целому комплексу показателей, в том числе по уравновешенности, мощности, эластичности и еще туче критериев. Где-то они однозначно выиграли (в энерговооруженности, например), где-то явно проиграли (в массе двигателя и его себестоимости производства). Прямое сравнение двух моторов в этом случае не имеет общей «печки», базы. Делать какие-то выводы о влиянии какого-то одного параметра на целый их выводок — просто глупо.

Вопрос: Ну хорошо, а если абстрагироваться от корректности сравнений. Можно какие-то определенные закономерности в «размерности» двигателей выявить?
Ответ: Можно. Чем больше объем одного цилиндра, тем больше обычно момент, а двигатель более заточен под тяговую езду. И наоборот, чем меньше объем одного цилиндра, тем меньше обычно крутящий момент, а двигатель более оборотистый.

Вопрос: С чем это связано?
Ответ: С назначением двигателя, конечно же. Но если вопрос об объективных параметрах, то вкратце объяснить можно так.

Самый простой способ увеличить мощность — форсировать мотор по скорости вращения коленвала. Мощность (при постоянном моменте) зависит от оборотов коленвала строго линейно. Поскольку крутящий момент есть прямой наследник эффективного давления в цилиндре, а эта величина сильно зависит от условий газообмена там, то сохранить ровную полку момента на всем диапазоне оборотов вряд ли получится. Но это и не нужно: достаточно удерживать момент просто на разумном значении, можно даже со сдвигом вправо — тогда мощность будет расти еще более круто и достигнет стратосферных значений где-нибудь в районе 18 000 оборотов.
Беда в том, что мотор со столь длинным диапазоном оборотов, становится практически однорежимным: нормально едет только в какой-то одной зоне оборотов. Для спортов и городских жужжалок — ближе к максимальным значениям. То есть надо крутить, чтобы получить достойную отдачу.
Обратный прием — можно ограничить диапазон оборотов, а форсирование мотора провести увеличением эффективного давления в цилиндре, то есть форсануть движок по моменту. Тогда он будет тянуть ровно, мощно, на всем диапазоне. Такая характеристика лучше подходит эндуро или круизерам.

Возьмем два 650-кубовых мотора, совсем разных по назначению. Например, упомянутый BMW F650GS, того самого одноствольного (2006 год, например) типа, и классическую 4-цилиндровую «сибиху» CB650f. Объем один и тот же на обоих движках. Но «бэха» прет с «нуля» так, что голова на спину запрокидывается, а Хонда толкает в копчик, только если ее раскрутить. Сравните обороты максимальной мощности: 6500 у BMW и 11000 у Honda. С моментом похоже: у «гуся» пик на 5000 об./мин, у «сибихи» — на 8000 оборотах.

Вопрос: Интересно, с чем конкретно, с конструкторской точки зрения это связано?
Ответ: Не поверите, с конструкцией двигателя. У BMW один огромный цилиндр диаметром 10 см и ходом в 8,3. У Хонды — четыре горшка в ряд, каждый размером 6,7х4,6. Суммарный объем такой же, но процесс газообмена — ключевой для формирования эффективного давления в цилиндре (параметр «Me»), совершенно разный. Под этот процесс затачиваются профили каналов, диаметры клапанов, профили кулачков распредвалов и фазы газораспределения.
Например, в погоне за мощностью инженеры Honda решились увеличить обороты. Для этого им нужно было протащить сквозь клапаны чуть ли не вдвое больше бензовоздушной смеси, чем происходит у BMW. Но величина подъема клапана — параметр строго ограниченный, а кол-во клапанов на цилиндр одинаковое у обоих движков чисто по компоновочным соображениям. Поэтому японцы делают финт ушами: учетверяют число цилиндров. Соответственно клапанов становится также в четыре раза больше. Но что важнее, объем воздуха, протаскиваемый через один цилиндр, уменьшается также в четыре раза! При прочих равных, разумеется. Суммарное проходное сечение 16-ти хондовских клапанов примерно в 1.5 раза больше, чем 4-х клапанов у «гуся», а воздуха, повторюсь, через один цилиндр пропихивать теперь нужно в 4 раза меньше при одинаковых оборотах. Вот и родилась возможность поднять эти самые обороты, а вместе с ними и мощность. Разумеется, там и другие шаманства идут в ход: перекрытие фаз клапанов, настройка впускного и выпускного коллекторов, и с уменьшением действия инерционных факторов, и с позиции уравновешенности (а значит, паразитных нагрузок на конструкцию), и т. д., и т. п.

Вопрос: А как себя при этом ведет момент?
Ответ: Отличный вопрос! Момент на 4-цилиндровой Honda примерно такой же, как на 1-ствольном BMW (около 60 Н*м), однако если рассматривать весь диапазон оборотов двигателя, то окажется, что «гусь» выдает куда больший момент на протяжении большего % своего диапазона. Отсюда и разница в тяге: «гусь» сразу же прет как танк, в то время как «сибиху» до максимума ее момента еще нужно докрутить — половину диапазона оборотов она сильно проигрывает 1-цилиндровому BMW.

Вопрос: Но если поставить два мотоцикла вместе, то…
Ответ: То получится очередное сравнение каратиста с борцом. Мотоциклы разные, заточены под разные требования и условия эксплуатации, и сравнивать их «впрямую» немного неумно. Там, где «Хонда» оторвется и исчезнет в туманной дали асфальтового далека, «гусь» проиграет, в том числе и по максимальной скорости. Зато на неровном и крутом грунтовом подъеме его постоянно больший крутящий момент, а главное, запас по нему, позволит носатой «бэхе» обставить японскую коробочку как ребенка.

Вопрос: А если…
Ответ: А вот про «если» мы поговорим в следующий раз. Если будет на то обоюдное желание.

Источник

Выбираем двигатель автомобиля: бензиновый или дизельный. Мощность или экономичность

Какой объем двигателя лучше и какой выбрать для города

Начинающие автолюбители часто интересуются – какой объём двигателя для автомобиля лучше выбрать для города? Прежде всего, если рассмотреть техническую часть, то от объёма мотора зависит его мощность и крутящий момент. Поэтому если нужно получить большую производительность ДВС, то его делают большим. Кроме того, чем больше внутренний литраж, тем значительнее затраты топлива. Какой ДВС лучше, бензиновый или дизельный читайте здесь. На легковые автомобили иногда устанавливают движки объёмом 8 литров и больше.

Какой литраж мотора лучше для движения по городу

Размер камер внутреннего сгорания двигателя измеряется в литрах или кубических сантиметрах. Давайте более подробно разберёмся, на что влияет рабочий ДВС автомобиля при эксплуатации его в обычных повседневных условиях. Городские машины обычно имеют небольшой его размер, обычно 1.2 – 1.6 литра, так как для них самым большим приоритетом является не мощность, а потребление топлива. Поэтому этот объём двигателя лучший для города.
Также существует большое количество авто с 0.8 – 1.0 литра. Примером может служить популярный автомобиль в странах СНГ – Daewoo Matiz (Дэу Матиз). Он относится к классу А (малолитражные). Они обладают маленьким крутящим моментом и предназначены для езды в основном по городу.

Если на таких машинах включить кондиционер, который отнимает 10-20% тяги силового агрегата, то он существенно потеряют разгонную динамику. Потому что ему придётся крутить компрессор кондиционера, на который также затрачивается немалая энергия. Тогда для нормального разгона его приходится раскручивать до 4000 – 5000 оборотов, а это чревато повышенным потреблением топлива и износом мотора. Но даже при таких оборотах затраты бензина будет меньше, чем у движков 1.4 – 1.6 литра.

Хочу отметить, что потребление горючего на трассе при средней скорости движения авто 80 – 90 км/ч, как и с маленьким объёмом, так и с большим размером камер внутреннего сгорания будет одинаковый. Даже в некоторых случаях на авто с ДВС 0.8 – 1.0 расход может быть больше.

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».

На что влияет объём мотора

Альтернативным решением между получением большой мощности и маленьким потреблением топлива является двигатель с турбонаддувом или механическим нагнетателем. С помощью его можно существенно повысить эффективность движка, в среднем на 30 – 50%, и при этом затраты на горючее увеличатся не существенно. Например, средняя мощь атмосферного (обычного) агрегата объёмом 1.4 литра составляет 75 – 100 лошадиных сил.

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: Как работает катушка зажигания в автомобиле?

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.

Объем двигателя

Прежде чем говорить о компрессии и степени сжатия, разберемся с понятием объема. У цилиндра существует 3 вида объемов:

В полный объем входит рабочий объем и объем камеры сгорания. Каждый мотор имеет определенное количество цилиндров. Чтобы узнать общий объем двигателя, нужно сложить параметры каждого цилиндра.

Объемы цилиндра двигателя

Для расчета рабочего объема одного цилиндра, нужно умножить площадь сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня. Длина хода поршня определятся расстоянием от нижней мертвой точки (НМТ) до верхней мертвой точки (ВМТ), т.е. от максимально нижнего до максимально верхнего положения поршня.

По формуле это выглядит так: Vраб. = πr 2 h, где π = 3,14, r – радиус, h – длина рабочего хода поршня.

Например, если объем одного цилиндра составил 499 кубических сантиметров, а цилиндров четыре, то нужно умножить 499 на 4 и получим 1996 кубических сантиметров. Далее, округляем до 2000 и делим на 1000, чтобы получить значение в литрах. Таким образом, рабочий объем двигателя составит 2 литра.

Объем двигателя – это параметр ДВС, который определяет его мощность.

В большинстве стран стоимость автомобильного налога зависит от рабочего объема двигателя. Чем он больше, тем дороже обходится налог. Например, объем мотора японского автомобиля “Kei Car” всего 0,66 кубических сантиметров. Владельцы этих машин вообще не платят дорожный налог.

Рабочий объем любого двигателя измеряется в кубических сантиметрах или литрах. Исходя из объема, автомобили делятся на категории:

Чем больше объем, тем больше топливно-воздушной смеси помещается в каждой камере сгорания. Этот показатель напрямую влияет на расход топлива, но вместе с тем увеличивается мощность автомобиля.

Компоновка двигателя, расположение мотора и количество клапанов

Если говорить о различных характеристиках, двигатели отличаются по количеству цилиндров, по расположению цилиндров, а также по самому расположению мотора в подкапотном пространстве. Например, силовые агрегаты бывают 3-х, 4-х, 5-и, 6-и, 8-и цилиндровыми и т.д.

По расположению цилиндров также выделяют рядные, V-образные, оппозитные двигатели и т.п. Силовой агрегат может быть установлен под капотом продольно или поперечно. На каждом цилиндре может быть установлено по 2, 4 и более клапанов ГРМ.

Отметим, что на общее число цилиндров следует обращать внимание только тогда, когда речь идет о выборе малолитражки. Если точнее, не так давно на городских субкомпактных автомобилях в практику вошла установка трехцилиндровых атмосферных и турбомоторов. При этом такие ДВС с тремя цилиндрами отличаются повышенным уровнем вибраций.

Во всех остальных случаях количество цилиндров в той или иной мере определяет мощность, при этом в плане вибраций не так важно, сколько их имеет конкретный мотор, 4, 5 или 6. Зачастую незначительную роль играет и особенность расположения ДВС под капотом.

Единственное, на практике многие рядные двигатели с 6-ю цилиндрами, установленные продольно, отличаются повышенной склонностью к поломкам даже при незначительном перегреве сравнительно с другими аналогами.

Как правило, особого внимания заслуживает только компоновка цилиндров. Схем компоновки много, при этом наиболее распространенными являются:

Рядный мотор из этого списка самый простой, цилиндры идут в один ряд над коленчатым валом. Такой двигатель проще обслужить и отремонтировать. Главным минусом является то, что увеличение количества цилиндров больше 6 приводит к тому, что мотор становится слишком длинным и его не удается разместить как продольно, так и поперечно в подкапотном пространстве.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие автомобильные двигатели самые надежные и долговечные. Из этой статьи вы узнаете о наиболее известных и надежных моторах, которые выделяются среди всевозможных ДВС благодаря своему большому моторесурсу.

Для решения этой задачи на машину ставится V-образный мотор, цилиндры распложены уже не в один, а в два ряда, причем под углом друг к другу. Такие ДВС сложнее рядных, их дороже обслуживать и ремонтировать. Достаточно вспомнить о том, что указанный тип агрегатов имеет две ГБЦ со всеми вытекающими последствиями. Еще одним минусом является относительно высокая вибронагруженность.

Оппозитные двигатели используют только некоторые автопроизводители. В частности, на таких ДВС специализируется Subaru из Японии, также их производят немцы Porsche. Оппозитный двигатель создает минимум вибраций, однако крайне сложен в обслуживании, далеко не все автосервисы могут выполнить его качественный ремонт при такой необходимости.

Теперь перейдем к клапанам. От их количества напрямую завит мощность двигателя, приемистость мотора и ряд других параметров. Чем больше клапанов, тем лучше цилиндр наполняется топливно-воздушной смесью и вентилируется от выхлопных газов. При этом увеличение числа клапанов закономерно приводит к усложнению и удорожанию всей конструкции ГРМ.

Сегодня самые простые моторы имеют по 2 клапана (впускной и выпускной) на каждый цилиндр. Наиболее распространенным вариантом на бюджетных авто является рядный четырехцилиндровый 8-клапанный двигатель. Подобные агрегаты самые доступные по цене и простые в ремонте. При этом они наименее мощные и недостаточно экономичные сравнительно с 16-клапанными вариантами и т.д.

Что такое степень сжатия

Движение поршня происходит в результате давления газов, которые образуются при сгорании топливно-воздушной смеси. Перед воспламенением смесь сжимается поршнем в цилиндре. Оставшийся объем в цилиндре после полного сжатия топлива (объем над поршнем в ВМТ) называется камерой сгорания.

Степень сжатия — это отношение объема камеры сгорания к полному объему цилиндра. Она рассчитывается по формуле: ξ = (Vр + Vс) : Vс, где Vр – это рабочий объем, Vс – объем камеры сгорания.

Например, полный объем цилиндра равен 500 кубических сантиметров, а объем камеры сгорания 50 кубических сантиметров. Сжатие в 10 раз. Значит, степень сжатия будет равна 10:1.

Степень сжатия является соотношением и относительной величиной.

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/см 2 ).

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.

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.

Сколько лошадок должно быть в современном авто – выбираем по мощности

Мощность в автомобиле является одним из главных критериев. Сегодня можно подыскать машины с разными показателями мощности, но какие решения выбрать для наиболее качественной поездки? Иногда в компании предложения двигателей настолько обширные, что одна и та самая модель предлагает с силовыми агрегатами от 100 до 250 лошадиных сил. Так, к примеру, происходит в британской корпорации Mini. Но эксперты и опытные водители называют это нонсенсом и нехорошей идеей. Поскольку каждый автомобиль обладает достаточно большим количеством преимуществ в конкретном исполнении. Вся подвеска, кузов, элементы салона — все рассчитывается под конкретную мощность, динамику и скорость. А также важен вес двигателя и прочие параметры. Поэтому при большом разбросе сложно сделать хорошее авто для каждого агрегата одновременно с учетом всех характеристик.

Тем не менее, у корпорации Mercedes есть прецеденты, как один и тот самый автомобиль может быть оптимальным предложением с двигателем на 120 и на 350 лошадиных сил. Серия AMG немного переделана во всем — подвеска, салон, органы управления. Поэтому самые мощные автомобили зачастую полностью оправдывают себя. Впрочем, так ведут себя откровенно единицы представителей транспорта. В большинстве ситуаций есть определенная проблема, которая должна быть решена. И автомобиль решает конкретную задачу. Поэтому зачастую ставить в обычное городское авто двигатель с тремя сотнями лошадей совершенно бесполезно. Это просто увеличивает расход топлива и не приносит ничего хорошего покупателю. Так что стоит внимательнее относится к выбору двигателя и его технических характеристик.

Степень сжатия и октановое число бензина

Известно, что каждому бензиновому двигателю соответствует определенное октановое число топлива.

Октановое число бензина определяет его детонационную стойкость.

Чем выше степень сжатия и компрессия, тем большим октановым числом должно обладать топливо. Например, низкооктановое топливо вызовет детонацию в двигателе с высоким уровнем сжатия, т.к. воспламенится раньше времени. Если же компрессия и сжатие невысокое, а используется высокооктановое топливо, то двигатель не сможет достичь полной мощности, т.к. топливо с большим октановым числом обычно горит с меньшей температурой и медленнее. Из-за скорости горения ниже расчетной может получиться так, что на фазе выпуска через клапан вместо отработанных газов будет выпущена еще горящая смесь. Следовательно, детали двигателя будут перегреваться, особенно клапаны и возможен их прогар.

Рассмотрим двигатели с разной степенью сжатия и рекомендуемым октановым числом топлива:

Как видно, степень сжатия является важным параметром двигателя. От нее во многом зависит мощность двигателя. Со степенью сжатия также напрямую связано октановое число топлива и другие параметры. Каждому автолюбителю имеет смысл разбираться в этом понятии и иметь представление о его значении.

Бензиновый двигатель: карбюраторный или инжекторный

Итак, если выбор двигателя автомобиля сводится к покупке бензинового авто, тогда идем далее. Подавляющее большинство моторов на территории СНГ являются именно бензиновыми. Параллельно с этим на отечественных дорогах можно встретить как большое количество машин с инжекторным, так и с карбюраторным двигателем.

Если коротко, инжектор является современным решением в области топливного впрыска. Такой впрыск полностью электронный, система сама учитывает, сколько горючего подавать в двигатель с учетом режима работы и целого ряда особенностей.

Все процессы топливоподачи и управления работой ДВС происходят полностью автоматизировано. В результате инжекторный двигатель экономичный, мощный, способен стабильно работать в разных условиях.

Также карбюратор нужно намного чаще обслуживать, постоянно регулировать, настраивать и чистить от загрязнений. Вполне очевидно, что сегодня покупать машину с карбюратором не следует, отдавая предпочтение более современному и экономичному инжекторному мотору.

Самые важные характеристики двигателей

Объем двигателя – это сумма объема всех цилиндров автомобиля. Их может быть от четырех до шестнадцати. По этому критерию двигатели делятся на четыре типа: V до 1,1 л, V 1,2 – 1,7 л, V 1,8 – 3,5 л и V > 3,5 л. Если вы будете покупать автомобиль исключительно для поездок по городу, то вам вполне подойдет двигатель с объемом 1,2 – 1,7 л. Объем двигателя будет определять последующую характеристику – мощность. Чем он больше – тем выше мощность, но и расход топлива увеличивается. Также основной характеристикой является мощность, определяющая работу, которую автомобиль может выполнить за определенную единицу времени. Она измеряется в лошадиных силах.

Подводим итоги

Несмотря на наличие определенных недостатков, мощные и объемистые двигатели всегда остаются популярными среди потенциальных покупателей. Есть определенный ряд автомобилистов, которые не желают ездить на 1-литровых двигателях, а хотят получать полную свободу передвижения. Именно для таких покупателей в модельной линейке современных производителей есть такие автомобили.

Нужно заметить, что выбор машины сегодня уже не связан с объемом двигателя. На факторы поведения авто на дороге влияет множество технических особенностей. Какие двигатели вы предпочитаете, и на каких авто хотели бы ездить в ближайшем будущем?

Рабочий объем двигателя

Данная характеристика двигателя высчитывается при помощи сложения объемов всех цилиндров. В свою очередь, рабочим объемом цилиндра является объем, который остается над поршнем при его перемещении от ВМТ (положение максимального отдаления поршня от оси коленчатого вала) к НМТ (положение минимального отдаления поршня от оси коленчатого вала). Именно рабочий объем двигателя определяет мощность вашего стального коня. Перспективными являются разработки уменьшения или увеличения рабочего объема двигателя за счет отключения определенных клапанов прямо на ходу. Благодаря таким технологиям увеличится комфорт управления автомобилем, а также появится возможность экономии топлива на его пятую часть от расхода во время обычной езды.

Советы начинающему автолюбителю

Как уже упоминалось в статье, с самого начала вы должны решить, какие цели вы будете преследовать, покупая автомобиль. Если вы покупаете машину только для поездок по городской местности (с работы домой и тому подобное), то вам хватит малолитражного двигателя. Сейчас разберемся, почему. Все дело в том, что среднелитражные и крупнолитражные двигатели очень хорошо подходят для поездок на 100 и больше километров. Вы почувствуете экономию, если каждый день будете выкатывать данное расстояние. Но, согласитесь, мало кто из нас будет ездить на такие далекие расстояния повседневно. Таким образом, в качестве экономии оптимальным вариантом для вас станет автомобиль с объемом в 1,2 – 1,7 л. Если же вы твердо решили, что будете осваивать дальние территории, то вам придется по вкусу автомобиль со среднелитражным двигателем объемом примерно в 2,4 – 2,8 л. Такие машины способны проделать большую работу и разместить большее количество пассажиров (это, например, джип или микроавтобус). Удачно вам выбрать первый автомобиль и успехов на дорогах!

Советы и рекомендации

Итак, если вы не знаете, как выбрать двигатель для автомобиля, приведенная выше информация позволяет ответить на ряд основных вопросов. Определившись с типом агрегата (бензин или дизель), необходимо также учитывать отдельные особенности того или иного ДВС.

Одной из важнейших характеристик является мощность (ее должно хватать), причем также нужно обращать внимание на то, как она достигается, путем увеличения рабочего объема и использования большого количества клапанов на цилиндр или же за счет турбонаддува. Если двигатель атмосферный, тогда ресурс такого ДВС больше, что особенно актуально при покупке авто с пробегом.

По этой же причине следует помнить, что V-образные двигатели хотя и бывают атмосферными, при этом они намного сложнее рядных. Более того, ремонт и обслуживание зачастую оказывается на том же уровне или даже дороже турбомоторов. Если же говорить об оппозитных силовых агрегатах, следует учитывать их небольшую распространенность и другие сложности.

Получается, самым простым, надежным и доступным по цене в плане приобретения и последующего обслуживания можно считать обычный рядный атмосферный бензиновый двигатель. Единственное, если такой ДВС имеет всего 2 клапана на цилиндр, не следует ожидать большой мощности и хорошей динамики разгона, особенно на агрегатах с объемом до 2.0 литров. При этом более совершенные версии (например, с 4 клапанами на цилиндр) обойдутся не намного дороже, однако характеристики двигателя будут заметно лучше.

Если коротко, цепь принято считать более надежным решением с увеличенным ресурсом. При этом обслуживать цепной привод все равно нужно, а производить замену цепи ГРМ, успокоителей и натяжителей цепи достаточно дорого.

Ремень конструктивно проще, стоимость обслуживания такого привода заметно дешевле цепи. Но менять его нужно чаще, параллельно следует устанавливать и новые ролики (обводной, натяжной). Если говорить о надежности, для исключения риска обрыва ремня ГРМ его нужно менять каждые 50-60 тыс. км пробега.

Однако в последнее время для удешевления конструкции и снижения веса и размеров ДВС многие автопроизводители стали устанавливать «облегченные» однорядные цепи. Это значит, что обрыв такой цепи уже через 100-120 тыс. км. вполне реален. Другими словами, каждые 100 тыс. цепь также желательно менять.

Получается, при выборе того или иного двигателя необходимо учитывать, какой привод ГРМ имеет конкретный мотор. Если планируется покупка авто с пробегом от 100 тыс. км. и больше, причем силовой агрегат имеет цепь, тогда в большинстве случаев следует быть готовым к ощутимым дополнительным расходам на замену цепи.

Источник