Что такое рабочий объем двигателя и на что он влияет
Содержание
Двигатель является важнейшей компонентой любого транспортного средства, а его литраж у большинства ассоциируется с мощностью силового агрегата. В целом такой подход можно считать соответствующим истине.
Но за цифрами 1.1, 2.0, 3.5 мы видим только параметр, определяющий класс автомобиля: микролитражка, малолитражка, гольф-класс или крупнолитражное авто. Что же такое объём мотора на физическом уровне, понимают далеко не все.
Понятие рабочего объёма цилиндра
Распространённое определение рабочего объёма двигателя звучит следующим образом: им обозначают суммарное значение объёмов цилиндров силового агрегата, а под объёмом поршня следует понимать произведение длины его хода на площадь верхней проекции. Ход поршня, в свою очередь – это расстояние между верхней и нижней мёртвыми точками. Таким образом, рабочим объёмом цилиндра называют объём камеры сгорания, в которой и происходят энергетические процессы – воспламенение горючей смеси и её сгорание.
В такте впуска происходит наполнение цилиндра топливовоздушной смесью, который завершается, когда поршень находится в нижней МТ. При движении поршня в обратном направлении происходит сжатие горючей смеси и её воспламенение.
Степень сжатия определяется при делении полного объёма цилиндра (когда поршень пребывает в НМТ) к объёму камеры сгорания (ВМТ). Чем больше степень сжатия, тем с большей силой смесь при возгорании и расширении давит на поршень, то есть от этого показателя напрямую зависит мощность мотора.
Таким образом, для увеличения мощности двигателей достаточно увеличивать степень сжатии. Но на деле всё упирается в некий предел сжатия, при превышении которого смесь самовозгорается без искры или сгорает настолько быстро, что двигатель начинает детонировать и работать неустойчиво.
Симптомы детонационных процессов – постукивания, доносящиеся из двигателя, наличие густого выхлопа чёрного цвета, а также падение мощности. Автопроизводители тратят много усилий, чтобы увеличить степень сжатия и при этом избавиться от детонации, но делать это им становится всё труднее.
Рост мощности зависит также от скорости вращения коленвала, но и этот показатель бесконечно увеличивать нельзя: горючая смесь не будет успевать попадать в цилиндр, возникают проблемы с выводом отработанных газов, да и износ деталей при увеличении скорости вращения также увеличивается.
Современные моторы – многоцилиндровые. Это означает, что рабочий объём двигателя является арифметической суммой полных объёмов всех цилиндров, и чем он больше, тем выше класс автомобиля и мощнее силовой агрегат.
Для чего требуется проверка рабочего объёма мотора
Рядовому автомобилисту этот показатель, строго говоря, не нужен, но есть категория водителей, стремящихся выжать из своего мотора всё до капельки. Вот им знать рабочий объём камеры сгорания нужно для увеличения степени сжатия, достигаемого таким хитрым способом, как расточка цилиндров.
Подобный приём считается едва ли не единственным доступным способом увеличения мощности мотора, причём экономически очень выгодным – ведь при том же объёме топливной смеси полезной работы выполняется намного больше.
Но, как мы уже отмечали, здесь необходимо соблюдать меру: при увеличении степени сжатия сверх пороговой смесь будет самовоспламеняться, что приведёт к нестабильной работе, уменьшению мощности и даже разрушением силового агрегата.
Расчет объёма цилиндра
Итаке, рассмотрим методику, как узнать рабочий (не полный) объём двигателя. Общую формулу мы уже называли: это результат умножения объёма 1 цилиндра на их количество в данном ДВС. А объём цилиндра определяется как умножение R2*L*π.
Длину и диаметр поршня принято обозначать в миллиметрах, объём силового агрегата – в кубических сантиметрах, поэтому полученный результат делят на 1000.
Нужно понимать, что понятия полный/рабочий объёмы – не тождественные, поскольку поршень имеет проточки, выпуклости и другие геометрические детали, плюс необходимо учесть объём камеры сгорания. Если влияние геометрии цилиндра минимально, то объём КС учитывать необходимо обязательно: полный объём получается сложением объёма рабочего и камеры сгорания.
Таким образом, определить рабочий объём цилиндра (силового агрегата, разумеется, тоже) можно с помощью калькулятора, достаточно знать исходные данные. Но если этих цифр под рукой нет, можно воспользоваться онлайн калькуляторами, многие из которых могут определять и мощность силового агрегата, поскольку это взаимозависимые показатели.
Часто объём мотора называют литражом и указывают не в кубических сантиметрах, а литрах. Таким образом, 1300 см3 эквивалентно 1,3 л., то есть полученное значение нужно разделить на тысячу.
Расчет объёма мотора онлайн калькулятором
Найти сайт, предлагающий такой калькулятор, не проблема. Чтобы посчитать рабочий объём двигателя, вам останется ввести три цифры в соответствующие поля и нажать кнопку расчет (иногда результат рассчитывается и автоматически, как только вы ввели последнюю цифру). Исходные данные можно взять в паспортных данных транспортного средства.
Обычно значение в кубических сантиметрах крайне редко получается целым, поэтому при переводе в литры их закругляют с использованием общепринятых правил: 1598 см3 = 1,60 л.
, 2.429 см3 = 2,40 л.
Бывают двигатели, у которых при равном рабочем литраже и числе цилиндров их диаметр неодинаков – в этом случае будут неодинаковыми ходы поршней, будет различаться и мощность каждого из них. Мотор, у которого ход поршня небольшой, являются более прожорливыми и характеризуются меньшим КПД, но большей мощностью, достигаемой на высоких оборотах. У длинноходных всё наоборот – они экономичнее и обладают лучшей тягой на всех диапазонах оборотов коленвала.
Хотя мощность и зависит от литража двигателя, но зависимость эта не линейна и включает другие показатели, из чего следует, что определить объём мотора по лошадиным силам не получится, точный расчёт производится только на основании данных о поршневой группе.
Увеличение литража двигателя
Существует категория автовладельцев, для которых задача увеличения мощности мотора становится самоцелью.
Такое мероприятие, имеющее несколько названий (чип-тюнинг, тюнинг мотора, форсировка двигателя), можно выполнить и самостоятельно.
Силовой агрегат состоит из цилиндров (обычно их число кратно 4), которые расположены в общем корпусе (БЦ). Внутри цилиндра вверх-вниз бегает поршень, а всё вместе является камерой сгорания, теххарактеристики которой формируют литраж силового агрегата.
Каким образом можно нарастить мощность мотора, если все его параметры тщательно рассчитываются автопроизводителем? Существует несколько способов добиться желаемой цели, выбор которых зависит от ваших амбиций и финансовых возможностей.
Наиболее простой и дешёвый вариант – расточка цилиндров, позволяющая увеличить литраж КС. Но придётся устанавливать и новые поршни с изменённым в сторону увеличения радиусом.
Более затратный вариант – установка коленвала с увеличенным радиусом кривошипа. При этом увеличивается диаметр шатунов, так что замене подлежит вся поршневая группа. Увеличение мощности достигается за счёт роста хода поршней, что позволяет увеличить литраж мотора.
Отметим, что форсировка мотора в домашних условиях требует использования специализированного оборудования независимо от выбранного метода, а также наличия соответствующего опыта. Малейшая ошибка чревата крайне серьёзными последствиями, поэтому подобные работы принято доверять профессионалам – специалистам тюнинговых ателье.
Объем двигателя и базовая формула для его расчета
Содержание
- Как узнать точный объем мотора
- Общий принцип работы ДВС
- В каких единицах измеряется объем движка и как его посчитать
- Влияет ли объем движка на характер движения автомобиля
- Всегда ли большая кубатура гарантирует увеличение мощности
- Классификация легковых авто по литражу
- Как самому добавить объем мотору
- Плюсы и минусы двигателей с большой кубатурой
- Только ли от кубатуры зависит потребление топлива
- Достоинства ДВС с небольшим литражом
Чем больше объем двигателя, тем больше он получает топливной смеси.
Таким образом повышается мощность мотора и увеличивается количество выдаваемых им лошадиных сил, но одновременно растет и расход топлива. Чтобы выбрать транспортное средство, которое будет идеально отвечать запросам водителя, важно знать, как узнать кубатуру силового агрегата, и на что еще влияет этот показатель.
Как узнать точный объем мотора
Точный объем двигателя автомобиля или мотоцикла не всегда совпадает с заявленным автоконцерном. Например, если кубатура силового агрегата 1596 см3, то он будет обозначен, как 1,6 л, а 2438 см3 — 2,4 л. Рассчитать правильное значение можно самостоятельно, для этого требуется только знать параметры движка и формулу, которую мы рассмотрим ниже.
ДВС Форд Мустанг мощностью 558 лошадиных сил.Общий принцип работы ДВС
Чтобы разобраться, что такое рабочий объем двигателя важно понять, как именно работает силовой агрегат. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя несколько цилиндров, внутри которых вверх-вниз перемещаются поршни, сжимая топливную смесь или выводя отработанные газы:
- Когда поршень поднимается к верхней мертвой точке, топливная смесь возгорается.
- Получившийся взрыв отбрасывает поршень обратно, в нижнюю мертвую точку — это движение сообщает крутящий момент коленвалу, и далее на привод автомобиля.
- Деталь по инерции снова поднимается, выталкивая отработку.
- Опускаясь во второй раз, поршень освобождает место для поступления новой топливной смеси. Далее он поднимается, и цикл повторяется снова.
Четырехтактный силовой агрегат совершает несколько тысяч полных циклов в минуту.
В каких единицах измеряется объем движка и как его посчитать
Объем камеры сгорания является рабочим объемом цилиндра. Камерой сгорания называют расстояние от верха цилиндра до конца рабочей камеры, который отмечает нижняя мертвая точка хода поршня. Литраж двигателя это полный рабочий объем агрегата.
Рабочий объем многоцилиндрового двигателя является суммой объемов всех камер сгорания мотора.
Для подсчета объема можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, но и вручную это сделать совсем несложно.
Определить рабочий объем цилиндра можно по формуле:
3,14 (число Пи) х D (диаметр цилиндра) х S (ход поршня).
Как узнать объем бензинового двигателя:
- Измерить диаметр цилиндра (при разобранном движке), или воспользоваться документацией на авто: диаметр поршня можно считать равным этому же показателю камеры сгорания.
- Умножить полученное число на 3,14.
- Узнать высоту от верха до конца рабочей камеры, который отмечает нижняя мертвая точка хода поршня и перемножить с найденным выше значением. При подсчете необходимо использовать одинаковые единицы измерения: если диаметр цилиндра указан в сантиметрах, то и величину хода поршня следует перевести в них же.
- Умножить результат на число цилиндров. Если все измерения производились в сантиметрах, вы получите объем двигателя в см3.
Единственный в мире 16-цилиндровый ДВС на Bugatti Veyron (1001 л. с.).Чаще всего на вопрос, «В чем измеряется объем двигателя?», автовладельцы отвечают: «В литрах». Чтобы перевести в них полученный результат, его следует разделить на тысячу (1000 см3 = 1 л).
Влияет ли объем движка на характер движения автомобиля
Главное, на что влияет объем двигателя легкового авто — это мощность и, соответственно, скорость: чем больше «лошадок» под капотом, тем сильнее способно разгоняться транспортное средство.
ДВС с турбонаддувом — исключение из правила: за счет дополнительной подачи воздуха, они способны развивать большую мощность даже при относительно скромной кубатуре.
На что влияет объем двигателя, помимо мощности:
- Срок службы мотора. Например, Рено Дастер имеет мотор 1,5 л мощностью 150 л. с., а Киа Оптима — двухлитровый движок аналогичной мощности. При одинаковом использовании ресурс Киа будет больше, потому что из 1,5-литрового заявленные лошадиные силы придется принудительно выжимать при помощи различных технологий, а для мотора объемом 2 л это естественная мощность.
- Динамика машины. Сильный движок способен быстрее разгоняться.
- Грузоподъемность и проходимость.
Общая тенденция большинства автоконцернов — уменьшение объема ДВС и одновременно увеличение их мощности приводит к уменьшению ресурса мотора и срока службы автомобиля.
Всегда ли большая кубатура гарантирует увеличение мощности
Объем двигателя непосредственно влияет на мощность только у легковых авто. Для КамАЗов и других грузовых машин крутящий момент — более значимый параметр, чем количество «лошадок». Например, литраж КамАЗ-54115 — 10,8 л, но его мощность около 240 л. с., а трехлитровый дизельный движок БМВ Х5 способен выдавать 218 л. с.
Cummins ISX15 на КамАЗ 65228.Самый мощный из КамАЗов — 65228, на нем установлен 600-сильный рядный шестицилиндровый дизельный ДВС Cummins ISX15.
Классификация легковых авто по литражу
Рабочий объем двигателя — основной критерий, по которому классифицируют легковые машины. Для бензиновых моторов принято деление на:
- Микролитражные — до 1,1 л;
- Малолитражные — от 1,2 до 1,7 л;
- Среднелитражные — от 1,8 до 3,5 л;
- Крупнолитражные — больше 3,5 л.
Также существует европейская классификация с буквенными маркировками:
- В — компактные авто от 1,0 до 1,6 л;
- С — машины среднего ценового сегмента от 1,4 до 2,0 л;
- D — большие семейные автомобили от 1,6 до 2,5 л;
- Е — авто бизнес-класса с кубатурой движка от 2 л.
Машины классов J (внедорожники), М (минивены) и S (спорткары) не имеют ограничений по емкости ДВС.
Во многих странах от кубатуры зависит размер транспортного налога. В России за основу для налогообложения берется не литраж мотора, а лошадиные силы, но этот показатель также напрямую связан с объемом ДВС.
Как самому добавить объем мотору
Сделать больше физический объем камеры сгорания можно тремя способами:
- Приобрести поршни большего диаметра и произвести расточку цилиндра под эту величину.
- Установить коленвал с большей высотой хода.
- Объединить оба вышеперечисленных метода.
Расточку невозможно сделать самостоятельно — за этим придется обращаться к специалистам.
Чтобы не ошибиться с выбором фирмы, стоит обращать внимание на отзывы ее реальных клиентов.
Определяя новые размеры камеры сгорания, важно помнить, что слишком тонкие стенки цилиндров будут приводить к перегреву мотора, а излишне большая камера — к возникновению детонации.
Перед тем, как решиться на расточку движка, учитывайте, что, по заявлению большинства автопроизводителей, ДВС рассчитаны только на три капитальных ремонта, и после этого уже подлежат утилизации.
Плюсы и минусы двигателей с большой кубатурой
Разобравшись, что означает объем двигателя, посмотрим, чем хороши автомобили с мощными моторами, и какие у них могут быть недостатки.
Плюсы объемных силовых агрегатов:
- Быстрый набор скорости, что особенно удобно во время обгона при движении по трассе.
- Использование системы климат контроля, которая забирает часть мощности, незначительно влияет на динамику машин со значительной кубатурой.
- Нет необходимости приобретать авто с турбированным движком, который, зачастую бывает капризным и очень дорогим в обслуживании.
- Быстрый прогрев даже в очень холодную погоду.
К минусам ДВС большим литражом относятся:
- Повышенный расход топлива, преимущественно по городу. Большие камеры требуют больше горючего, к тому же, во время стояния в пробках емкий мотор на холостом ходу также активно расходует бензин. При движении по трассе ситуация лучше — мощный движок быстрее разгоняет автомобиль до необходимой скорости, сокращая время езды в неэкономичном режиме.
- Высокая цена. Сильные моторы требуют сложной электроники, а также надежной подвески и трансмиссии, что напрямую влияет на стоимость автомобиля.
- Дорогое обслуживание и большие, чем у малолитражек налоги.
Только ли от кубатуры зависит потребление топлива
На экономичность транспортного средства влияет не только объем двигателя, но и система подачи горючего:
- 8-клапанный ДВС будет расходовать больше бензина (или дизтоплива), чем 16-клапанный, за счет того, что у последнего более сбалансирована система подачи горючего и вывода отработки.
- Инжекторные силовые агрегаты менее прожорливы, чем карбюраторные, так как необходимое количество топлива в них отмеряет электроника.
- Вид трансмиссии, настройки впрыска и других систем, и даже манера вождения влияют на расход бензина или дизтоплива.
Конечно, при всем желании расход горючего на ВАЗ-21214 (Нива) не сравнится с экономичностью Оки, но при правильных параметрах мотора и стиле вождения, можно снизить траты.Чем сложнее система впрыска топлива, тем экономичнее, экологичнее (но и дороже) автомобиль.
Достоинства ДВС с небольшим литражом
Машина, которая может похвастаться хорошей тягой на низких оборотах, но имеет небольшой объем ДВС, вполне подойдет для езды по городу. Такие автомобили менее «прожорливы», дешевле в обслуживании и, зачастую, имеют меньшую цену, а модели с трубированными движками способны выдавать мощность, превышающую возможности аналогичной кубатуры при стандартной подаче топлива.
1,5-литровый VTEC Turbo от Honda может выдавать до 177 л.
с. (при испытаниях на стенде).Включенный кондиционер «перетягивает» на себя часть мощности мотора, поэтому при движении на машине со слабым движком водителю в таком случае постоянно придется переключаться на более низкие передачи.
Калькулятор рабочего объема двигателя (мощность двигателя)
Создано Luis Hoyos
Последнее обновление: 05 ноября 2022 г.
Содержание:- Что нам нужно для расчета объема двигателя?
- Формула для расчета объема двигателя
Добро пожаловать в калькулятор объема двигателя, инструмент, созданный для расчета объема двигателя, одного из наиболее важных факторов, определяющих мощность автомобиля и его рабочие характеристики. Введите количество цилиндров, диаметр цилиндра и ход поршня , и калькулятор сразу определит смещение.
Этот калькулятор позволяет использовать множество различных единиц измерения; поэтому вы можете использовать его как калькулятор кубических сантиметров (см3) или калькулятор кубических дюймов двигателя .
Он также работает по-разному, поэтому вы также можете использовать его для расчета диаметра цилиндра, хода или даже необходимого количества цилиндров, если вы знаете остальные переменные.
Что нужно для расчета объема двигателя?
Рабочий объем двигателя , также известный как рабочий объем двигателя , представляет собой общий объем топливно-воздушной смеси, которую двигатель может всосать за один полный рабочий цикл.
Объем двигателя указывает на размер двигателя и напрямую влияет на то, сколько воздуха и топлива может всосать двигатель. Транспортные средства с более крупными двигателями обычно имеют лучшее ускорение и максимальную скорость, поскольку больший рабочий объем подразумевает большую способность генерировать мощность. Кроме того, это немного влияет на другие параметры, такие как эффективность и удельная мощность.
По этим причинам объем двигателя является важным фактором не только для разработчиков транспортных средств, но и для тех, кто собирается приобрести новый автомобиль.
Понимая, как объем двигателя влияет на характеристики автомобиля, покупатели могут осознанно решить, какая модель им подходит.
Формула для расчета объема двигателя
Формула для расчета объема двигателя выглядит следующим образом:
В = л × ( π /4) × D ² × N
, где:
- V — Объем двигателя;
- L — Длина хода;
- D — Диаметр отверстия; и
- N — Количество цилиндров;
Некоторые важные моменты предыдущей формулы:
- Единицы измерения, которые мы обычно используем для выражения В , это кубические сантиметры ( см³ или cc ), кубических дюймов ( in³ ) или литров ( L ).
- Для расчета объема двигателя в см³ (по формуле) необходимо ввести диаметр и длину хода в см .
- Цилиндр двигателя внутреннего сгорания ничем не отличается от любого другого цилиндра. Вы, возможно, заметили, что приведенное выше уравнение представляет собой формулу объема цилиндра, умноженную на количество цилиндров, являющуюся эквивалентными величинами длины хода и высоты цилиндра. Посетите наш калькулятор объема цилиндра и сравните уравнения.
И это все (пока). Надеюсь, теперь вы лучше понимаете уравнения, лежащие в основе этого калькулятора кубических сантиметров (см3) .
Luis Hoyos
| |||||||||||||||||||
Этот калькулятор определяет рабочий объем двигателя на основе ваших данных в кубических дюймах и см3. Введите обозначение измерения либо в дюймах, 1, либо в миллиметрах, 2. Введите диаметр отверстия цилиндра. Введите соотношение диаметра цилиндра к ходу, если оно известно; оставлено пустым, система рассчитает его. Введите длину хода поршня. Введите количество цилиндров. Нажмите «Рассчитать смещение». Значение будет возвращено в кубических дюймах или кубических сантиметрах из диаметра, хода и количества цилиндров. Вы также можете рассчитать расчет диаметра по объему двигателя, ходу и количеству цилиндров или рассчитать ход по объему двигателя, диаметру цилиндра и количеству цилиндров, введя необходимые значения и нажав соответствующую кнопку «Рассчитать». Чтобы сделать другое, нажмите кнопку «Очистить значения» и введите новый набор значений. Расчетная точность текущих браузеров с поддержкой Javascript обычно составляет 16 мест.