Рабочий объем двигателя

Рабочий объем двигателя – это один из важнейших показателей, влияющих на мощностно-динамические характеристики автомобиля. Среди автолюбителей распространено мнение, что чем эта характеристика выше, тем лучше. Однако на деле это не всегда так. Чтобы понять, каким образом литраж влияет на эксплуатационные характеристики авто, и каково должно быть ее оптимальное значение, следует освежить в памяти устройство двигателя внутреннего сгорания.

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

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

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

На что влияет литраж

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

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

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

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

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

Оптимальный литраж

Практически все производители предлагают несколько моторов для одной и той же модели автомобиля, и выбрать оптимальный двигатель не всегда просто. Условно автомобили делятся на несколько классов:

• микролитражные, с объемом мотора не более 1100 куб. см;
• малолитражные, с объемом 1200 – 1700 куб. см;
• среднелитражные, с объемом 1800 – 3500 куб. см;
• крупнолитражные, с объемом более 3500 куб. см.

Существует градация силовых агрегатов по классам автомобилей. Для машин класса В обычно предлагаются моторы от 1,0 до 1,6 л, С-класс оснащается моторами объемом от 1,4 до 2 литров, D-класс – 1,6 – 2,5 л, Е-класс – от 2 литров.

Выбирая подходящий двигатель для себя, будущий автовладелец должен определить, в каких условиях авто будет преимущественно использоваться. Для езды в городских условиях вполне подойдет мотор с меньшим литражом (например, 1,4 л), если он обладает хорошей тягой на низких оборотах. Если же на низах тяга недостаточная, двигатель постоянно придется «крутить», и об обещанных восьми литрах топлива на 100 км пробега по городу можно забыть.

Необходимо учитывать и то, что включенная климатическая установка отнимает значительную часть мощности и увеличивает расход горючего. На автомобиле с маломощным мотором ездить при этом становится неприятно, поскольку водитель постоянно будет вынужден включать низшие передачи.

Если машина преимущественно будет эксплуатироваться в условиях трассы, для нее лучше выбрать двигатель побольше.

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

Расчет рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания

Расчет рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания

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

Как узнать объем двигателя.

Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС. И того получается: 
Vдвиг = число Пи умножено на квадрат радиуса (диаметр поршня) умноженное на высоту хода и умноженное на кол-во цилиндров.
Поскольку, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см. куб., то для перевода единиц измерения, результат придется разделить еще на 1000.

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

Объем двигателя внутреннего сгорания очень часто также могут называть литражом, поскольку измеряется как в кубических сантиметрах (более точное значение), так и литрах (округленное), 1000 см³ равняется 1 л 

Расчет объема ДВС калькулятором

Чтобы посчитать объем интересующего вас двигателя нужно внести 3 цифры в соответствующие поля, — результат появится автоматически.

Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или тех. характеристиках конкретной детали либо же определить, какой объем поршневой поможет штангенциркуль. 
Таким образом, если к примеру у вас получилось что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 л, а если вышло число 2429 см³, то 2,4 литра. 
Также замете, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочем объеме двигатели могут иметь разный диаметр цилиндров, ход поршней и мощность таких моторов так же будет разной. Движок с короткоходными поршнями очень прожорлив и имеет малый КПД, но достигает большой мощности на высоких оборотах. А длинноходные стоят там, где нужна тяга и экономичность. 
Следовательно, на вопрос «как узнать объем двигателя по лошадиным силам» можно дать твердый ответ – никак. Ведь лошадиные силы хоть и имеют связь с объемом двигателя, но вычислить его по ним не получится, поскольку формула их взаимоотношения еще включает много разных показателей. Так что определить кубические сантиметры двигателя можно исключительно по параметрам поршневой.

Зачем нужно проверять объем двигателя

Чаще всего узнают объем двигателя когда хотят увеличить степень сжатия, то есть если хотят расточить цилиндры с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно, двигатель будет более мощным. Технология изменения объема в большую сторону, дабы нарастить степень сжатия, очень выгодна — ведь порция топливной смеси такая же, а полезной работы больше. Но всему есть свой предел и чрезмерное её увеличение грозит самовоспламенением, вследствие чего происходит детонация, которая не только уменьшает мощность, но и грозит разрушением мотора. 

Что такое объем двигателя и имеет ли это значение?

В эпоху турбодвигателей и гибридизации размер двигателя уже не говорит о вас так много, как раньше.

Дэвид Глюкман 31 января 2023 г.

Chevrolet

Краткое описание статьи:

Рабочий объем двигателя внутреннего сгорания представляет собой совокупный объем воздуха, перемещаемого или перемещаемого поршнями в цилиндрах. Было время, когда права на автомобильное хвастовство измерялись в кубических дюймах рабочего объема — чем больше двигатель, тем мощнее взрывы, которые он мог создать, и тем большую мощность он производил. Но теперь это еще не все, благодаря распространению турбокомпрессоров, нагнетателей и электрической помощи. Здесь мы объясним, как найти объем двигателя и как интерпретировать это число, когда оно у вас есть.

Как рассчитать рабочий объем двигателя

Чтобы определить рабочий объем двигателя, вам понадобится пара ключевых измерений и быстрое освежение геометрии (или вы можете пропустить математику и просто подставить числа в одно из многих).

Каждый цилиндр двигателя, как следует из названия, цилиндрический. Как вы, возможно, помните из средней школы, формула для определения объема цилиндра — это пи (округленное до 3,14), умноженное на квадрат радиуса и высоту.

На языке двигателей высота цилиндра называется ходом. Это расстояние, на которое поршень перемещается вверх или вниз по цилиндру. Радиус равен половине отверстия цилиндра, что описывает диаметр отверстия, просверленного или просверленного в блоке двигателя для установки поршня. Эти размеры одинаковы для каждого цилиндра двигателя. Чтобы получить общий рабочий объем, умножьте объем одного цилиндра на количество цилиндров в двигателе.

Еще в 1960-х и 1970-х годах американские автопроизводители говорили об объеме двигателя в кубических дюймах, часто рекламируя его непосредственно на автомобиле в виде значков или даже как часть названия модели, как в случае с Ford Mustang Boss 302 и 429. Сегодня предпочтительные автомобильные единицы измерения объема выражаются в литрах или кубических сантиметрах.

Например, четырехцилиндровый двигатель может иметь диаметр цилиндра 8,25 см и ход поршня 9,28 см. Подставив эти числа в наше уравнение объема, мы получим смещение 1,9.84 кубических сантиметра, что округляется до 2,0 литров.

Имеет ли значение рабочий объем двигателя?

Когда транспортные средства были проще — до того, как гибридизация и принудительная индукция стали настолько популярными, — рабочий объем давал вам довольно хорошее представление о том, какую мощность развивает один двигатель по сравнению с другим. Увеличение размера привело к примерно пропорциональному увеличению выпуска, но сегодня это не обязательно так.

В современных автомобилях объем двигателя не так важен, как мощность трансмиссии. Автопроизводители теперь получают больше от меньшего, уменьшая размеры двигателей и дополняя их усилителями мощности, такими как турбокомпрессоры, нагнетатели и электродвигатели. В результате двигатель является лишь частью уравнения производительности. Возьмем в качестве примера Chevrolet Silverado 2023 и 2021 годов: полноразмерный грузовик недавно заменил свой стандартный V6 четырехцилиндровым двигателем с турбонаддувом. С помощью турбонагнетателя 2,7-литровый четырехцилиндровый образец грузовика 2023 года может развивать мощность до 310 л.с. и 348 фунт-футов. крутящего момента, в то время как 4,3-литровый V6, установленный в базе Silverado 2021 года, выдавал всего 285 л.с. и 305 фунт-футов. крутящего момента. В случае гибридов добавление электродвигателей добавляет переменную, которая полностью не зависит от рабочего объема двигателя.

Так что да, рабочий объем имеет значение для двигателя, но, вероятно, для вас это мало что значит. При покупке автомобиля вы должны сосредоточиться на мощности автомобиля — мощности и крутящем моменте — а не на количестве цилиндров и объеме двигателя.

TAGДвигательобъемный турбокомпрессор

Этот сайт предназначен только для образовательных целей. Перечисленные третьи лица не связаны с Capital One и несут единоличную ответственность за свое мнение, продукты и услуги. Capital One не предоставляет, не поддерживает и не гарантирует какие-либо сторонние продукты, услуги, информацию или рекомендации, перечисленные выше. Информация, представленная в этой статье, считается точной на момент публикации, но может быть изменена. Показанные изображения предназначены только для иллюстрации и могут не соответствовать продукту. Материалы, представленные на этом сайте, не предназначены для предоставления юридических, инвестиционных или финансовых рекомендаций или указания на доступность или пригодность какого-либо продукта или услуги Capital One для ваших уникальных обстоятельств. Для получения конкретных советов о ваших уникальных обстоятельствах вы можете проконсультироваться с квалифицированным специалистом.

Дэвид Глюкман

Дэвид Глюкман имеет более чем десятилетний опыт работы писателем и редактором печатных и цифровых автомобильных изданий. Он может параллельно парковать школьный автобус, у него есть электронная таблица со списком всех транспортных средств, которые он когда-либо тестировал, и однажды он проехал на Lincoln Town Car со скоростью 63 мили в час задним ходом. Когда Дэвид не ищет идеальную подержанную машину, вы можете обнаружить, что он пробует новейшие бесполезные продукты питания, которые может предложить Америка.

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 внутренней «площади», 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, тепло 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.