Какой выбрать двигатель: “атмосферник” или “турбо”?
Теперь давайте попробуем ответить на вопрос, нужен ли Вам автомобиль с турбированным двигателем? Классические двигатели, не оснащенные турбиной, работают под обычным атмосферным давлением, поэтому их называют «атмосферными». В двигателях, оснащенных турбиной, воздух в камеру сгорания поступает под давлением, которое создается турбиной, такие моторы называют «турбированными».
Современные производители все чаще оснащают двигатели своих автомобилей турбонаддувом. Турбина нагнетает воздух в двигатель под давлением, что повышает мощность и крутящий момент двигателя. При этом расход топлива остается неизменным, а высокий крутящий момент, в отличие от атмосферных моторов, доступен в самом широком диапазоне оборотов.
У «атмосферников» высокий крутящий момент доступен лишь в узком диапазоне оборотов двигателя (около 3000 оборотов):
Существенным недостатком турбированного двигателя является более высокая цена. Новый авто с турбированным двигателем обойдется на 5-10% дороже, чем такой же, но с «атмосферником». Однако этот недостаток компенсируется низким для такой мощности расходом топлива. Мощность турбированного мотора будет такой, как у атмосферника большего объема, а расход наоборот останется низким. В этом заключается одно из главных преимуществ турбомоторов: при низком расходе они выдают высокую мощность.
Вторым серьезным недостатком турбины является ее невысокая надежность. Если при покупке нового авто на гарантии Вы можете быть практически уверены, что турбина отходит не меньше 100 тысяч, то покупая подержанную машину с турбиной будьте готовы к возможному выходу ее из строя в любой момент. В случае такой поломки автомобиль потеряет в тяге, но ехать все-таки сможет, а замена турбины обойдется где-то в 1-2 тысячи долларов в зависимости от марки и модели автомобиля.
Старые турбированне движки обладали таким недостатком, что их нельзя резко глушить после поездки. С таким мотором Вам придется ждать 2-3 минуты на холостом ходу, пока турбина замедлит свое вращение и лишь тогда глушить мотор, иначе рискуете запороть турбину. Современные же турбомоторы оснащаются отдельной системой смазки турбины, что позволяет глушить двигатель сразу после прибытия в пункт назначения, не дожидаясь остановки турбины.
Подведем итоги. Давайте перечислим, какие же плюсы и минусы есть у турбированного двигателя перед классическим атмосферным такого же объема.
Единицы измерения: в литрах или в куб дюймах
Существуют различные меры объема. Для двигателей, обычно, применяются литры и см3 (в одном литре 1000 см3). Довольно часто в технических характеристиках машин можно встретить указание в кубических дюймах. Эта единица измерения используется британскими и американскими автопроизводителями. В одном литре около 61 in3.
Объем двигателя и расход топлива
Мотор может иметь различное количество цилиндров. Чаще всего их четыре, шесть или восемь. На более крупных автомобилях число может быть увеличено до десяти-двенадцати. Гораздо реже встречаются машины с тремя или пятью цилиндрами.
Чем больше цилиндров в моторе, тем больше его рабочий объем. Соответственно, чтобы приводить в движение поршни, требуется большее количество воздушно-топливной смеси. То есть расход топлива увеличится.
Увеличение объема картера и мощность
Конечно, на мощность существенно влияет объем двигателя. Но, на самом деле, литраж двигателя это не основной показатель, определяющий его мощность. Дело в том, что на современных автомобилях реализованы многие технологии, увеличивающие мощность. Так, инжекторный мотор будет несколько мощнее карбюраторного с такими же размерами. А все из-за того, что электроника позволяет рациональнее осуществлять впрыск.
Рекомендуем: Какие амортизаторы лучше — газовые или масляные
Турбина также позволяет увеличить мощность, не меняя рабочий объем цилиндра. Наличие этого элемента увеличивает мощность до 100 л.с. с каждого литра. Причем расход топлива остается прежним. Необходимо отметить, что установка этой детали существенно уменьшает ресурс мотора.
Кроме того, турбина не подходит для установки на внедорожниках и тяжелых авто. Причина в том, что она позволяет раскручивать мотор до больших оборотов. Соответственно, и вся прибавка мощности осуществляется на верхах. А тяжелые автомобили, напротив, требуют основное количество «лошадей» при 2000—3000 оборотах. Поэтому здесь используются только моторы большого размера (установка турбины допустима, но она не сможет показать весь свой потенциал).
Максимальный рабочий объем: что даст несколько куб см?
Многие автомобилисты, проводя модернизацию двигателя, увеличивают его объем. Сделать это действительно можно, но только в разумных пределах.
При производстве моторов, автопроизводители закладывают в него запас прочности. Это касается и картера. То есть объем двигателя в см3 можно несколько увеличить, не повлияв на ресурс. Такая процедура прибавит несколько лошадиных сил.
Для увеличения объема растачивают цилиндры, заменяют поршни и шатуны (на подходящие по диаметру). Чтобы не навредить мотору, достаточно будет сточить 1-2 мм. Если убрать больше, велика вероятность выхода агрегата из строя. Даже когда автовладельцу необходимо существенно увеличить мощность, не стоит пытаться сильно растачивать цилиндры. Лучше использовать другие методы, или вовсе выбрать двигатель автомобиля с подходящими характеристиками.
Объем цилиндров и расход масла
Моторное масло, вырабатываясь, создает пленку на стенках цилиндров. Она уменьшает трение и защищает детали от износа. Норма расхода масла для разных двигателей различна. На это влияют разнообразные факторы. Если расход смазочного материала слишком высок, имеет смысл проверить состояние поршневых колец и убедиться в том, что залитое масло имеет достаточную вязкость. Однако возможны и другие причины возникновения данной проблемы.
Существует такая процедура, как хонингование. Это заключающий этап обработки цилиндров. В данном случае, с помощью абразивного материала наносится мелкая сетка (глубиной до 0,01мм). Благодаря обработке, масло на стенках держится гораздо лучше и не стекает. Соответственно, увеличивается ресурс агрегата.
Между тем, при расточке картера, хонингованием нередко пренебрегают из-за отсутствия необходимого оборудования и навыков. Хотя данная процедура обязательна. Она всегда проводится автопроизводителями и крупными мастерскими. Если пропустить последний этап обработки, возможно увеличение расхода масла и сокращение ресурса мотора.
В современных автомобилях используются новые технологии, а значит объём двигателя – далеко не самый важный показатель, влияющий на мощность. Однако на расход топлива он влияет существенно
Кроме того, большой объем цилиндров позволяет выдавать мотору больше мощности на малых оборотах, что очень важно для внедорожников, тяжелых седанов и универсалов
Плюсы и минусы ДВС с большим и малым объемом
Каждый тип моторов имеет свои достоинства и определенные недостатки, что может существенно повлиять на выбор нового авто.
Достоинства малолитражных двс:
- дешевле стоимость и обслуживание других деталей, например, коробки и ходовой;
- экономичный расход топлива;
- турбированный вариант сочетает в себе высокую производительность при минимальных нагрузках и небольшом рабочем объеме.
Недостатки двигателей с маленьким литражом:
- слабая мощность, из-за чего автомобиль обладает маленькой грузоподъемностью;
- недостаточная динамика;
- низкий ресурс мотора из-за частой езды на повышенных оборотах;
- турбированный вариант очень дорогой в обслуживании.
Достоинства объемных моторов:
- мощность выше, чем у экономичных аналогов;
- увеличенный ресурс (двигатель реже работает на максимальных оборотах, поэтому будет дольше служить);
- отличная динамика (для выполнения обгона реже нужно переключаться на пониженную скорость);
- зимой быстрее прогреваются;
- атмосферные модификации не прихотливы к качеству топлива.
Недостатки объемных силовых агрегатов:
- обслуживание дороже, чем в случае с экономным аналогом (нужно заливать больше масла и охлаждающей жидкости, устанавливать более качественную коробку, подвеску и тормоза);
- высокие налоги при перерегистрации (покупка на вторичном рынке) и растаможке;
- увеличенный расход топлива.
Как видно, объем мотора тесно связан с дополнительными растратами, как в случае с малолитражками, так и с более «прожорливыми» аналогами. В виду этого, подбирая модификацию авто по литражу, каждый автомобилист должен исходить из условий, в которых будет эксплуатироваться машина.
По каким параметрам подбирать автомобиль – смотрите в данном видео:
Как выбрать автомобиль, какой двигатель лучше?
Главная » Статьи » Что значит объем двигателя
Выбираем конфигурацию двигателя
К параметрам конфигурации двигателя можно отнести следующие характеристики:
- Количество цилиндров
- Расположение цилиндров (рядное, V-образное, оппозитное)
- Расположение мотора (продольное, поперечное)
Сразу скажу, число цилиндров может быть любым, оно влияет только на объем, а варианты расположения цилиндров и положение мотора под капотом нужны исключительно для того, чтобы уместить силовую установку внутри моторного отсека автомобиля.
В ходе долгих экспериментов на протяжении всего 20-го века автомобильные конструкторы выявили самые оптимальные схемы и теперь при производстве моторов производители авто используют только эти – самые удачные конфигурации. Каждая компоновка имеет свои незначительные плюсы и минусы, о которых мы с Вами сейчас и поговорим.
Это показатель напрямую связанный с мощностью двигателя, ведь каждый цилиндр – это дополнительный объем. Современные «атмосферные» двигатели мощностью 100 л.с. обычно бывают 4-х цилиндровыми, моторы мощностью 200 л.с. – это 4,5 или 6 цилиндров, а движки с мощностью 300 л.с. – обычно имеют 8 цилиндров. Увеличение числа цилиндров – это мера по наращиванию объема двигателя с целью повышения мощности. Чем больше цилиндров – тем мощнее движок.
Вариантов здесь может быть множество, но на деле применяются только три самые оптимальные схемы.
- Рядная – когда цилиндры распложены в один ряд друг за другом
- V-образная – когда два ряда цилиндров распложены под углом друг к другу. Угол развала цилиндров составляет обычно 45, 60 или 90°
- Оппозитная – когда два ряда цилиндров располагаются один напротив другого, то есть под углом 180°
Самая простая схема расположения цилиндров – рядная, когда все цилиндры расположены в один ряд, прямо над коленвалом. Такие моторы просты и дешевы как в изготовлении, так и в обслуживании, поэтому именно «рядная четверка» является самой распространенной схемой.
Однако, при количестве цилиндров от 6 и более рядный двигатель становится слишком длинным и тогда конструкторам бывает нелегко втиснуть такой вытянутый мотор под капот даже крупного автомобиля. Для уменьшения двигателя в длину применяются схемы, когда цилиндры распложены в два ряда, под углом друг к другу.
V-образные моторы технологичнее рядных, они сложнее в производстве и в обслуживании, а следовательно и дороже, имейте это ввиду. Но еще сложнее и дороже – оппозиты, поэтому во всем мире их используют всего два автопроизводителя: японская компания Subaru и немецкая Porsche. Оппозиты можно назвать экзотикой, не в каждом сервисе возьмутся за ремонт этих моторов, а некоторые операции, простые для рядного двигателя являются в работе с оппозитом довольно трудоемкими.
V-образники просто идеальны с точки зрения компоновки: ширина лишь вдвое больше, чем у рядного, а длина почти вдвое меньше. Вот почему эту схему применяют для изготовления мощных двигателей почти все автомобильные компании. Но есть у V-образников и недостаток, полностью победить который вряд ли удастся – это повышенные вибрации.
Оппозиты отличаются очень малой габаритной высотой, что позволяет разместить движок буквально на дне моторного отсека. Такое расположение масс снижает центр тяжести автомобиля, что положительно сказывается на его управляемости. Также оппозитные двигатели очень хорошо сбалансированы, что проявляется в пониженном уровне вибраций.
Машина для начинающего водителя
В любом деле новичку всегда труднее. А начинать, пожалуй, нужно с вопроса, какой выбрать первый автомобиль начинающему водителю. Понятно, что нам хочется машину лучше, престижнее и красивее
Но пока опыта нет, не на это следует обращать внимание. Для начинающего водителя гораздо важнее, чтобы авто было:
- надежным;
- простым в управлении и неприхотливым при эксплуатации.
Кроме этого, нужно учесть стоимость – не только машины, но и ее эксплуатации и ремонта. Как правило, первый автомобиль часто бьется. Именно поэтому слишком дорогой новичку не нужен.
Вариантов выбора у неопытного водителя, впрочем, как и у всех остальных, всего два – новое ТС или подержанное.
Новый автомобиль или с пробегом
Подержанные автомобили мы приобретаем не от хорошей жизни. Но рисков здесь столько, что впечатление от покупки может быть испорчено надолго. «Убитая» машина не годится для обучения, тем более что выявить скрученный пробег и технические недостатки новичку не под силу. Недорогую с пробегом есть смысл брать, если ограничен бюджет и водительского стажа нет совсем. При этом на свои силы при выборе полагаться не стоит.
Новый же автомобиль будет на гарантии, а это облегчит решение эксплуатационных вопросов
Кроме того, он практически безупречна в техническом плане, а это важно на начальном этапе обучения
Иномарка или отечественная машина
Последние новинки отечественного автопрома максимально сгладили разницу с иномарками по уровню технической оснащенности, безопасности и качеству. Машины российской разработки постепенно приближаются к импортным и по ценам. Так что выбор здесь больше определяется личными пристрастиями и финансовыми возможностями. Только стоит учесть критерии, о которых речь шла выше.
С другой стороны, недостатки нашего производителя хорошо известны. Машины иностранного производства, даже низшего ценового сегмента, пока надежнее, а их безопасность всегда гарантированно на высоте. Пожалуй, это лучшие недорогие машины для новичка.
Авто для женщины
Водителю-женщине не всегда требуется какая-то особенная машина. Многие из них управляют ТС не хуже мужчин, а если усваивают какие-то правила, придерживаются их всю жизнь неукоснительно. Правда, хорошо справляются с задачами не все. Особенно много проблем возникает в мегаполисах, где нелегко даже мужчинам с их более устойчивой к стрессам психикой. Поэтому разницы в выборе модели и комплектации нет.
Девушке нужна легкая в управлении небольшая яркая машина. Прекрасный пол отличается своеобразной практичностью в подходе к выбору авто
Для женщин важно наличие большого числа ящичков, полочек и так далее, до которых можно дотянуться во время движения без помех для вождения. Таким образом, существенную роль должна играть эргономика водительского места
Посоветовать что-то конкретное трудно. Но, точно, это не должен быть модный MINI, управление которым требует концентрации внимания. Можно выбрать модели попроще – например, Skoda Fabia, Peugeot 308, Fiat 500 или KIA Picanto.
Это интересно: Выбор хорошего автомобиля для обучения вождению (пример)
Плюсы и минусы приобретения контрактного двигателя
Одним из главных преимуществ силового агрегата с небольшим пробегом является невысокая цена, сопоставимая со стоимостью капитального ремонта. В некоторых случаях полностью исправный контрактный двигатель обходится даже дешевле, нежели процедура восстановления мотора со значительным износом. Особенно, если в ходе ремонта применяются оригинальные запасные части, а работы проводятся в хорошо оборудованном автотехцентре.
Еще дороже капремонт мотора обойдется у официального дилера: стоимость нормо-часа в таких организациях очень высокая, как и цены на комплектующие. И если при восстановлении бензиновых двигателей издержки высоки, то использование контрактного дизеля позволяет избежать и вовсе запредельных расходов. Детали цилиндропоршневой группы, газораспределительного механизма, а также другие узлы и агрегаты стоят очень дорого. Ко всему прочему, малейшая ошибка мастера при выполнении работ может привести к крайне негативным последствиям.
Помимо чисто финансовой выгоды есть и другие плюсы. В условиях автосервиса невозможно добиться заводского качества сборки силовых установок — нет необходимых условий и оборудования. Нередко и техническое состояние двигателей с пробегом лучше, и характеристики выше, чем у тех, что прошли капитальный ремонт. Но это только в идеальных условиях очень многое зависит от порядочности и компетентности поставщика мотора, бывшего в эксплуатации.
Среди наших соотечественников бытует ошибочное представление о том, что весь транспорт в развитых странах исключительно в отличном состоянии. Это далеко не всегда так. Да, у них техническое обслуживание автомобилей за редким исключением проводится профессионально. Все регламентные работы подтверждаются записями в сервисной книжке. Но двигатели с таких машин не могут стоить дешево, люди в Германии и других странах умеют считать деньги и не отдадут хороший агрегат за бесценок.
Hanomag 44D Turbo – хороший немецкий двигатель
Следует понимать, что эксплуатация автомобилей на Западе и в Японии очень интенсивная. После пяти-шести лет использования пробег у большинства машин достигает 150-160 тысяч км, а значит, ресурс узлов и агрегатов практически исчерпан. Кроме того, не все автовладельцы относятся к своим машинам бережно. Некоторые из них, особенно американцы, игнорируют плановые ТО и не меняют эксплуатационные жидкости своевременно.
Может быть, лучше капремонт?
Часть современных двигателей, например, те, которые устанавливаются на Audi и BMW, и вовсе не подлежат капитальному ремонту. Можно, конечно, у дилера приобрести новый агрегат, но стоимость контрактного мотора на порядок ниже и его установка в такой ситуации — единственное приемлемое решение
Важно правильно подобрать силовой агрегат, чтобы минимизировать затраты и избежать проблем в 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.
Еще примеры
Для большего практического понимания важности крутящего момента приведем несколько примеров на гипотетическом двигателе. Даже без учета максимальной мощности, по графику, отражающему крутящий момент, можно сделать некоторые выводы
Разделим количество оборотов коленчатого вала на три части – это будут низкие обороты, средние и высокие
Даже без учета максимальной мощности, по графику, отражающему крутящий момент, можно сделать некоторые выводы. Разделим количество оборотов коленчатого вала на три части – это будут низкие обороты, средние и высокие.
На графике слева представлен вариант двигателя, который имеет высокий крутящий момент на низких оборотах (что равносильно высокому крутящему моменту на малых скоростях) – с таким двигателем хорошо ездить по бездорожью – он “вытянет” из любой трясины. На графике справа – двигатель, у которого высокий крутящий момент на средних оборотах (средних скоростях) – этот двигатель рассчитан для использования в городе – он позволяет достаточно резво ускоряться от светофора до светофора.
Следующий график характеризует двигатель, который обеспечивает хорошее ускорение даже на высоких скоростях – с таким двигателем комфортно на трассе. Замыкает графики универсальный двигатель – с широкой полкой – такой двигатель и из болота вытянет, и в городе позволяет хорошо ускоряться, и на трассе.
К примеру 4,7-литровый бензиновый двигатель Toyota Land Cruiser 200 развивает максимальную мощность 288 л.с. при 5400 об/мин, а максимальный крутящий момент в 445 Нм при 3400 об/мин. А дизельный 4,5-литровый двигатель, устанавливаемый на это же авто развивает максимальную мощность 286 л.с. при 3600 об/мин, а максимальный крутящий момент – 650 Нм при “полке” в 1600-2800 об/мин.
1,6-литровый двигатель Mitsubishi Lancer X развивает максимальную мощность 117 л.с. при 6100 об/мин, а максимальный крутящий момент в 154 Нм достигается при 4000 об/мин.
2,0-литровый двигатель Honda S2000 обеспечивает максимальную мощность в 240 л.с. при 8300 об/мин, а максимальный крутящий момент в 208 Нм при 7500 об/мин, являясь примером “спортивности”.
Итак, как мы уже видели, связь между мощностью, крутящим моментом и оборотами двигателя – довольно сложная. Суммируя, можно сказать следующее:
- крутящий момент отвечает за способность ускоряться и преодолевать препятствия,
- мощность ответственна за максимальную скорость автомобиля,
- а обороты двигателя все усложняют, так как каждому значению оборотов соответствует свое значение мощности и крутящего момента.
А вцелом все выглядит так:
- высокий крутящий момент на низких оборотах дает автомобилю тягу для передвижения по бездорожью (таким распределением сил могут похвастать дизельные двигатели). При этом мощность может стать уже вторичным параметром – вспомним, хотя бы, трактор Т25 с его 25 л.с.;
- высокий крутящий момент (а лучше – «полка крутящего момента) на средних и высоких оборотах дает возможность резко ускоряться в городском потоке или на трассе;
- высокая мощность двигателя обеспечивает высокую максимальную скорость;
- низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
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.
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
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.
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
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.
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 ).
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.
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.
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.
