Что такое объем двигателя и на что он влияет?
Как известно, автомобили бывают разные. Речь идет не только о разных производителях, 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. У одних моделей он едва достигает одного литра, у 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 у 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 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 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 делящая все автомашины легкового класса на четыре основных 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 литра до 3,3 литра – среднелитражные авто;
– с объемом двигателя выше 3,5 литра – крупнолитражные авто.
Кроме того, существует корреляция между объемом двигателя и классом автомобиля.
– Класс В оснащается двигателями с объемом 1,0 – 1,6 литра;
– Класс С 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 потребление топлива, планируя покупку машины, необходимо заранее решить, авто какого класса и какого литража будет наиболее подходящим.
Как правило, для поездок по городским улицам выбирают экономичные микро- и малолитражные машины. Если же в планах будущего владельца присутствуют протяженные поездки и даже дальние путешествия, разумнее обратить внимание на авто с двигателями среднего и крупного объема.
Особенности эксплуатации крупнолитражных автомобилей
По сравнению с двигателями малого литража крупнолитражные моторы отличаются большей мягкостью работы и менее заметным износом, так как им намного реже приходится работать на пределе мощности. Максимум возможностей двигатель с большой камерой сгорания выдает только в том случае, когда участвует в гонках, т.е. в спортивных состязаниях.
При езде в нормальном режиме у двигателя сохраняется запас мощности, поэтому он не работает на износ. Потребление топлива, конечно, остается более высоким, чем у малолитражных движков, однако его можно снизить, правильно отрегулировав коробку передач.
Мощный двигатель, который редко эксплуатируется в жестком режиме, способен «накрутить» до миллиона километров пробега без необходимости капитального ремонта. Поэтому затраты, понесенные при покупке мощного крупнолитражного авто, окупаются впоследствии длительной эксплуатацией машины.
Объём двигателя. Что такое полезные литры?
Одной из первых характеристик для каждого автомобиля производители пишут объём двигателя.
Мы привыкли называть моторы «полуторалитровыми», «двухлитровыми» или «трехлитровыми», имея в виду именно этот показатель. Однако не для всех начинающих автовладельцев понятно, что именно понимается под «объёмом двигателя?»
Из этой статьи вы узнаете:
- Из чего складывается полезный объём двигателя
- Объём и расход топлива
- Объём и крутящий момент двигателя
- Объём и ресурс
Из чего складывается полезный объём двигателя
Двигатель, а точнее, его блок, состоит из нескольких цилиндров. Чаще всего их четыре, реже — шесть или восемь, а в больших внедорожниках и автомобилях премиум-класса может быть и десять и двенадцать.
Иногда встречаются двигатели с тремя или пятью цилиндрами.
Сумма объемов этих цилиндров и составляет рабочий объем двигателя. В свою очередь, объем каждого цилиндра (если точнее, то объем камеры сгорания цилиндра) – это объём пространства между крайними положениями поршня (нижней и верхней мертвыми точками). Расположение цилиндров роли не играет.
Объём цилиндра очень редко когда бывает кратным целому числу, обычно он составляет 0.398л, или 0.579л и т.д. Из-за этого общий объём двигателя так же почти никогда не бывает кратным целому числу, а двигатели привычного объёма 1.6 литра на самом деле являются двигателем с объёмом 1.598 л, двухлитровые – 1.988 л и т.д.
Объём и расход топлива
Камера сгорания – это замкнутое пространство цилиндра, с одной стороны которого – неподвижный блок с клапанами, с другой – подвижный поршень. Через клапана в цилиндр поступает смесь топлива и воздуха и в нужный момент воспламеняется, толкая поршень. Получившаяся в результате сгорания смеси энергия передается с поршня на коленвал и его маховик, дальше посредством трансмиссии – на колеса.
?? так происходит несколько тысяч раз в минуту.
Казалось бы, логично предположить прямую зависимость расхода топлива и мощности двигателя от его объема — чем больше топливо-воздушной смеси можно закачать в цилиндры – тем более мощный двигатель можно получить. В прошлом веке это приблизительно так и было.
Сегодня – век современных технологий, и не стоит удивляться, что некоторые двухлитровые моторы имеют меньший расход топлива, чем некоторые 1,5-литровые. Безусловно, связь между объемом и расходом с мощностью осталась, но на эту прямую связь теперь оказывают влияние множество других факторов.
Например, при одном и том же объеме четырех цилиндров 16-клапанный двигатель будет мощнее и экономичнее, чем 8-клапанный, благодаря более оптимальному процессу закачки топливо-воздушной смеси и удаления отработавших газов.
В свою очередь, инжекторный двигатель будет заметно мощнее и экономичнее карбюраторного, потому что процессами сгорания топлива в инжекторе управляет электроника.
Так же расход двух двигателей одинакового объёма может сильно отличаться в зависимости от настроек системы впрыска, наличия всевозможных систем, уменьшающих загрязнение выбросов двигателя и наличия ряда других показателей, включая тип трансмиссии и стиль вождения конкретного водителя.
Объём и крутящий момент двигателя
Стоит отметить, что объем двигателя напрямую влияет на один их важнейших параметров – крутящий момент. Да, можно и литровый двигатель раскрутить при помощи турбины, четырех клапанов на цилиндр и современной системы впрыска, сняв с этого мотора трехзначное количество лошадиных сил при 6000-7000 оборотов в минуту. Но двухлитровый дизель на 1500 оборотов будет тянуть гораздо сильнее.
Поэтому малолитражные двигатели вполне уместны на автомобилях гольф-класса, но совершенно неприемлемы в тяжелых седанах бизнес-класса, пикапах или минивэнах.
Объём и ресурс
Есть еще один немаловажный показатель, который напрямую зависит от объема двигателя – это его ресурс.
Если взять мотор объемом 1,3 литра мощностью 130 сил и такой же по мощности двухлитровый.
При прочих равных условиях второй прослужит заметно дольше, потому что из 1,3-литрового эти силы приходится «выжимать» всевозможными технологиями в ущерб его ресурсу, в то время, как для двухлитрового это его естественная мощность.
Таким образом, общий мировой тренд к уменьшению объёма двигателей с одновременным повышением их мощности, которого придерживаются практически все автопроизводители, неизбежно ведёт к уменьшению ресурса и снижению общего срока эксплуатации автомобиля, что, разумеется, в конечном итоге сказывается на кошельке покупателей.
Что такое Рабочий объем двигателя?
Рабочий объем — это внутренний объем двигателя, измеряемый в кубических дюймах (во всяком случае, для американских двигателей) и кубических сантиметрах (кубических сантиметрах) для небольших импортных двигателей или в литрах для более крупных импортных двигателей.
Двигатель 350 означает, что он «вытесняет» 350 кубических дюймов «площади» внутри , которую можно заполнить топливом и воздухом.
Чем больше объем двигателя в кубических дюймах, тем больше топлива и воздуха он может потреблять и сжигать для получения большей мощности.
Лошадиная сила не представляет никакой сложности. Сожгите больше топлива, и вы получите больше энергии. Это действительно не так сложно. Проблема в том, что вы ДОЛЖНЫ поддерживать заданное соотношение воздух/топливо для внутреннего сгорания, поэтому вы можете сжечь только определенное количество топлива с таким количеством воздуха, иначе сгорание просто не произойдет или сгорит очень хорошо. Это ОЧЕНЬ узкое окно в спектре или весь воздух против всего топлива. Слишком много топлива — это все равно, что подложить слишком много дров в костер. Он тушит пламя и очень сильно дымит, пока, наконец, не загорится. Хотя это требует времени. У вас нет «времени» внутри двигателя, потому что события происходят за наносекунды.
Слишком мало топлива, пламя маленькое и слабое. Небольшое низкотемпературное пламя не дает много «энергии», что в двигателе означает низкую мощность.
Это действительно так просто, как костер с газом и воздухом внутри двигателя (в общем — простая картина). Насколько большой двигатель (по рабочему объему), в значительной степени такой же, как и размер вашей ямы для костра. Яма большего размера позволяет сжигать больше дров. С большой ямой вы можете разжечь такой большой и горячий костер, что вам нужно отойти от него на 20 футов или около того, чтобы не обжечься. То же самое и с двигателями большого объема. Большой рабочий объем означает возможность сжигать больше топлива, только двигатели преобразуют это тепло и давление в цилиндре в энергию вращения (лошадиные силы).
«Волшебство» и сложность создания лошадиных сил в двигателе заключается в том, чтобы заставить двигатель иметь низкое трение, малую вращающуюся массу и вес, герметизировать цилиндры, но при этом позволять вещам свободно двигаться, динамику сгорания и физику, теплоту и тепло. расширение (потому что тепло расширяет металл) и т. д. Но на самом деле все сводится к увеличению количества топлива, которое данный двигатель может сжечь, чтобы преобразовать его в производство большей мощности.
Это проще всего сделать, увеличив кубические дюймы или «рабочий объем» двигателя.
Смещение происходит ТОЛЬКО из-за атмосферы. Если вы отправите двигатель объемом 350 кубических дюймов в космос, где нет атмосферы, это будет двигатель с НУЛЕВЫМ рабочим объемом, потому что, когда вы создаете пустоту в цилиндрах, нет атмосферы, чтобы заполнить ее. С другой стороны, на уровне моря мы живем при атмосферном давлении в среднем 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Другими словами, в любой момент времени на уровне моря на нас давит около 14,7 фунтов на квадратный дюйм «воздуха». Вот почему, если вы покупаете пакет картофельных чипсов на уровне моря, а затем едете в горы и смотрите на пакет, он становится огромным и раздутым, как будто он готов лопнуть. Это потому, что на уровне моря на него со всех сторон давит атмосфера, а на высоте воздух тоньше и атмосферное давление меньше, что НЕ давит на мешок так сильно, что позволяет ему раздуваться и расширяться. Вот почему, когда вы едете в горы, ваша машина работает не очень хорошо.
Это не «просто» из-за разреженного воздуха, это также потому, что атмосферное давление намного меньше, поэтому рабочий объем вашего двигателя становится намного меньше и он не может создавать никакой мощности. У вас может быть двигатель 350 с 9: 1 на уровне моря, но в горах, скажем, на высоте 7000 футов, то, что у вас есть (на самом деле здесь нет точной математики), больше похоже на двигатель объемом 260 кубических дюймов со степенью сжатия 7: 1. Опять же, в открытом космосе, где нет атмосферы или давления, двигатель со сжатием 9:1 становится двигателем со сжатием 0:1, потому что нет воздуха или атмосферы для сжатия или нагнетания.
Имейте в виду, что двигатель НЕ «всасывает» воздух, как думает большинство людей. То, что происходит из-за фаз газораспределения и движения поршня вверх и вниз, происходит внутри двигателя, создавая пустоту на такте впуска. Это то, что создает вакуум внутри двигателя. Все, что есть вакуум, это пустота атмосферы. Как только впускной клапан открывается, атмосферное давление выталкивает воздух в эту пустоту, пытаясь снова вернуть его к атмосферному давлению.
Это тот же эффект, почему, когда самолеты на высоте терпят крушение и вылетает окно или дверь, вас не ВЫСОСАЕТ из самолета… вас ВЫТЯГИВАЕТ. Нет никакого «вакуума» на высоте, чтобы «высосать» вас. На высоте 40 000 футов воздух очень разрежен и атмосферное давление невелико. Вот почему они создают давление в кабине самолета. Это уравнивает то, чего не хватает снаружи, чтобы сделать наше тело комфортным. Если вы выбьете окно или дверь в самолете на высоте, весь сжатый воздух внутри захочет вырваться, унося вас с собой. Большинство высоколетящих коммерческих самолетов летают при давлении в кабине около 8 фунтов на квадратный дюйм. Это примерно половина атмосферного давления. Если бы это было правдой, что на высоте 40 000 футов оно составляло примерно половину атмосферного давления на уровне моря, то на высоте 40 000 футов 9Механизм сжатия :1 теперь обеспечивает примерно половину этого сжатия при сжатии 4:1. Двигатель не будет работать на 4:1, по крайней мере, на газу. Вот почему ваш двигатель работает как дерьмо на больших высотах.
Итак, вернемся к водоизмещению. Оглядываясь назад, можно сказать, что двигатель объемом 350 кубических дюймов на уровне моря с некоторой формой принудительной индукции (нагнетатель, турбокомпрессор и т. Д.) Создает давление во впускной системе БОЛЬШЕ, чем в атмосфере. Чтобы сделать это проще, причина, по которой двигатель с наддувом или турбонаддувом развивает большую мощность, чем двигатель без наддува, довольно проста: он создает больший рабочий объем. Двигатель объемом 350 кубических дюймов в атмосфере (14,7 фунта на квадратный дюйм на уровне моря) с турбонаддувом или нагнетателем, обеспечивающим наддув от 7 до 8 фунтов на квадратный дюйм, больше не является двигателем 350, потому что вы только что создали на 50% больше давления, чем атмосферное. Другими словами, с наддувом 7-8 фунтов на квадратный дюйм вы только что превратили эти маленькие 450 в на 50% больше кубических дюймов, так что теперь это двигатель объемом 525 кубических дюймов. Что ж, двигатель объемом 525 кубических дюймов, очевидно, будет иметь большую мощность, чем двигатель объемом 350 кубических дюймов, верно?
Давайте еще немного отточим это.
Если мы удвоим атмосферное давление на форсированном асинхронном двигателе, мы удвоим кубические дюймы… в буквальном смысле. Другими словами, если бы мы построили двигатель 350 с наддувом, который развивает наддув 14,7 фунтов на квадратный дюйм (давление внутри впускного коллектора), этот 350 теперь «вытесняет» 700 кубических дюймов. Это 14,7 фунтов на квадратный дюйм естественной атмосферы ПЛЮС еще 14,7 фунтов на квадратный дюйм наддува от нагнетателя позади него, подающего топливо и воздух в двигатель. Как вы думаете, какую мощность выдаст двигатель объемом 700 кубических дюймов? Довольно много, поэтому типичный V-8 с нагнетателем, создающим наддув 14-15 фунтов на квадратный дюйм, создает чертовски большую мощность. Все сводится к смещению, которое относится к кубическим дюймам и атмосферному давлению.
Всегда помните, когда имеете дело с двигателями… Рабочий объем ничем не заменишь!
Чтобы получить лучшие предложения на запасные части и аксессуары для производительности с лучшим обслуживанием, выберите, где я заказываю все свои компоненты у.
.. Продукты конкурентов!
Что такое рабочий объем двигателя? 5 фактов для студентов автомехаников
Слово «объем двигателя» обычно имеет отрицательное значение, но в автомобильном мире чем больше объем двигателя, тем лучше. Рабочий объем двигателя — это термин, относящийся к процессу сгорания транспортного средства, который генерирует мощность, приводящую в движение колеса. Возможно, вы раньше не слышали об этой фразе, но, вероятно, уже много о ней знаете.
Это не то, что можно легко изменить или требует ремонта, но вам необходимо знать об этом, если вы хотите стать автомехаником. К счастью, это довольно простая концепция, поэтому давайте рассмотрим пять вещей, которые вам нужно знать о рабочем объеме двигателя.
1. Рабочий объем двигателя и процесс сгорания
Рабочий объем – это то, что происходит с поршнями и цилиндрами в двигателе. Транспортные средства обычно имеют четыре, шесть или восемь цилиндров, каждый из которых содержит поршень, который перемещается вверх и вниз при каждом ходе. В эти цилиндры подается смесь воздуха и топлива, которая воспламеняется свечами зажигания, создавая мощность для автомобиля. Рабочий объем двигателя относится к объему цилиндров, которые разработаны отдельными производителями в большом количестве различных размеров. Например, мощный двигатель Ferrari будет иметь гораздо больший рабочий объем, чем его эквивалент в маленькой Honda.
Поршни в середине хода в цилиндрах двигателя
2. Как рассчитать рабочий объем двигателя
Если вы заинтересованы в обучении автомехаников , вы, вероятно, уже видели мощность двигателя, выраженную в литрах. Это измерение рабочего объема двигателя, и оно рассчитывается с использованием диаметра цилиндра, хода поршня и количества цилиндров. Диаметр цилиндра — это диаметр цилиндра, а ход поршня — это расстояние, которое проходит поршень между верхней и нижней частью цилиндра. Официальный расчет объема двигателя немного сложен, но в конечном итоге он дает показания в литрах или кубических сантиметрах.
3. Влияние рабочего объема двигателя на характеристики автомобиля
Чем больше рабочий объем двигателя, тем больше воздуха может быть нагнетено в цилиндры. Это ускоряет процесс сгорания и позволяет двигателю генерировать больше мощности. Это, конечно, имеет очевидный недостаток. Эффективность использования топлива, вероятно, снизится при увеличении рабочего объема, поэтому водители будут чаще ездить на заправку. В результате двигатели с малым рабочим объемом чаще можно найти в семейных автомобилях, где мощность менее необходима.
4. Объем двигателя всегда остается неизменным
Общий объем цилиндров двигателя всегда остается постоянным, несмотря на все движения поршня. Это одна из самых захватывающих частей конструкции двигателя, потому что два поршня никогда не находятся на одной и той же стадии процесса сгорания. Один может вот-вот начать свой цикл, в то время как другие находятся в середине хода или завершают свой цикл. Эта синхронизация сохраняет объем двигателя одинаковым на протяжении любой поездки в исправном автомобиле.