Рабочий объем двс: Что такое рабочий объем двигателя внутреннего сгорания

Содержание

Как узнать объем двигателя: определяем рабочий объем ДВС

Как известно, рабочий объем двигателя у многих автолюбителей напрямую ассоциируется с мощностью и скоростью. На практике зачастую так и получается, ведь если речь идет о легковых автомобилях, а не о спецтехнике, тогда чем больше объем мотора, тем быстрее, мощнее и динамичнее оказывается транспортное средство.

Отметим, что исключением из этого негласного правила можно считать разве что агрегаты с механическим компрессором или турбонаддувом, где рабочий объем может быть сравнительно небольшим, однако мощность такого мотора достаточно высока по сравнению с атмосферными аналогами.

Также водители знают, что общепринятые обозначения типа 1.5, 1.8, 2.0, 3.5 и т.д. могут несколько отличатся от реального объема ДВС. Например, двигатель 1.5 литра может физически иметь 1497 кубических сантиметров, однако двигатель 4.4 на самом деле имеет целых 4499 «кубиков» объема.

По этой причине у некоторых владельцев возникает желание узнать реальный объем силового агрегата. Это может быть необходимо для расчета некоторых налогов на содержание ТС и т.д. Далее мы постараемся ответить на вопрос, как определить объем двигателя.

Содержание статьи

Объем двигателя: как узнать

Прежде всего, данную характеристику можно определить, изучив технический паспорт транспортного средства. Еще для определения можно использовать VIN-код автомобиля, который фактически является уникальным идентификационным номером ТС и содержит много полезной информации о комплектации автомобиля, стране его производства и т.д.

Вин-код автомобиля может находиться в разных местах, на стойке между водительской и пассажирской задней дверью на специальной табличке, ближе к колесной арке, под задним сиденьем, на торпедо ближе к ветровому стеклу, под капотом в зоне моторного щита и т.д.

Отметим, что если приобретается автомобиль, который уже ранее был в употреблении, тогда данные по техпаспорту и VIN-коду  вполне могут отличаться от реальных. Если просто, свап мотора (замена двигателя) далеко не всегда производится на точно такой же агрегат.  Обычно при замене двигателя сам мотор часто ставят мощнее штатного, хотя встречаются случаи, когда намеренно устанавливается и менее производительное решение.

Чтобы получить точную информацию, необходимо найти номер двигателя, а также другие обозначения на ДВС. Исходя из полученных данных, можно затем найти этот мотор в каталогах производителя и выяснить его рабочий объем, а также другие характеристики. Обратите внимание, далеко не всегда номер двигателя можно с легкостью обнаружить.

Разные производители наносят маркировки в тех или иных местах, так что нужно иметь возможность заглянуть на блок цилиндров сзади, возможно потребуется смотреть снизу (нужна смотровая яма, подъемник  или эстакада), откручивать подкрылки в арках колес и т.д.

Однако может быть и так, что номер двигателя не читается (проржавел, спилен и т.п.). В этом случае достоверно определить, какой ДВС находится под капотом, намного сложнее, особенно тому, кто не является специалистом.

Конечно, в подобной ситуации можно обратиться к официальным экспертам, однако по понятным причинам делать этого не стоит, особенно если машина стоит на учете, а также никаких проблем по юридической части с ней не возникает. Также не стоит афишировать обнаруженную проблему, предоставляя автомобиль для осмотра частным независимым экспертам.

Если же вопрос определения реального объема стоит очень остро (например, при подборе запчастей в рамках ремонта и т.п.), тогда нужно отдельно запастись знаниями, как узнать объем двигателя по объему цилиндра. Другими словами, следует изучить, как узнать объем цилиндра ДВС.

Как определить объем цилиндра двигателя

Итак, чтобы узнать объем цилиндра двигателя, следует понимать, что фактически цилиндр является емкостью, подобно бытовым предметам цилиндрической формы (чашка, банка и т.д.). Зная радиус и высоту, объем высчитывается достаточно легко. Если же эти параметры не заданы, тогда задача усложняется. Еще нужно учитывать и то, что цилиндр ДВС не всегда идеален по окружности.

Вернемся к замерам. Для вычисления объема нужно умножить высоту на число «Пи» и на квадрат радиуса (Объем равен  В умножить на π и умножить на Р². Литера В данной формулы является высотой цилиндра, Р представляет собой  радиус основания,  а число π примерно равно 3,14.

Сам объем цилиндра измеряется  в соответствующих радиусу и высоте кубических единицах. Обычно для измерения объема в ДВС используются см3 (кубические сантиметры), если же параметры заданы в метрах, тогда данные по объему отражены в метрах кубических (кубометрах) и т.д.

При этом важно понимать, что указанная формула подходит для измерения объема прямого кругового цилиндра, то есть основание является кругом, а направляющая строго перпендикулярна ему.

Кстати, если вместо радиуса цилиндра в исходных данных имеется диаметр, тогда расчеты следует производить по формуле, где объем равен В помноженное на  π и помноженное на (Д/2)². Еще одной формулой для вычислений является  следующая: Объем равен ¼ помноженное на В помноженное на π и помноженное на Д². В этом случае Д  является диаметром основания цилиндра.

Что касается практических замеров, несколько проще замерить периметр, то есть длину окружности основания цилиндра, чем промерять диаметр или радиус. Получается, высчитать объем, если известен периметр основания цилиндра, можно по формуле, где объем равен ¼ умножить на В умножить на П² / π. Литера П является периметром основания. Еще нужно учесть, что при расчетах фактическая вместимость будет немного меньше той, которую покажут расчеты, так как не учитывается величина объема стенок сосуда.

Что в итоге

Как видно, необходимость узнать точный рабочий объем двигателя возникает по разным причинам. Естественно, VIN-код и данные в техпаспорте являются самым быстрым способом определения параметров ДВС.

Однако это подходит только в случае, когда история автомобиля известна, ранее не производилась замена двигателя или номер замененного двигателя позволяет идентифицировать агрегат, мотор ранее не «капиталися», то есть не выполнялась расточка/гильзовка блока цилиндров во время капремонта и т.д.

Если даже один из перечисленных выше случаев нельзя исключить из списка, тогда единственным способом для получения достоверной информации о фактическом рабочем объеме цилиндров является разборка двигателя с последующими точными замерами.

Читайте также

Как узнать объем двигателя в см3. Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания

Объем двигателя — одна из основных характеристик современного автомобиля, работающего по принципу сгорания топлива. С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания эта характеристика является главнейшим показателем, с помощью которого характеризуется силовой агрегат и выделяет его среди других автомобилей модельного ряда.

На машинах объем двигателя даже указывается (во всяком случае — указывался) на кузове в виде отдельной таблички. К примеру, обозначение «БМВ 520i» означает, что перед нами пятая модель БМВ, с инжекторным двухлитровым двигателем.

От рабочего объема мотора непосредственно зависят его мощностные характеристики, предельная скорость, которую развивает данный автомобиль, и некоторые другие показатели. Кроме этого, деление моделей авто по классам, страховые, налоговые и таможенные платежи рассчитываются исходя из объема конкретной машины.

Но не все автомобилисты представляют себе, что это такое. Данный материал прояснит этот вопрос доступным языком.

Что считается рабочим объемом ДВС

Автомобильный двигатель внутреннего сгорания — сложное инженерное устройство, включающее в себя множественные системы, электронные и механические компоненты, навесные агрегаты и дополнительное оборудование.

Принцип работы заключается в подаче топливовоздушной смеси в камеры сгорания силового агрегата, где эта смесь под давлением поджигается свечами зажигания или накаливания.

В результате горения (которое представляет собой микровзрыв) происходит выделение большого количества энергии, которая движет поршень, находящийся в цилиндре. Поршень воздействует на кривошипно-шатунный механизм, и энергия из поступательной превращается во вращательную. С ее помощью вращается коленчатый вал мотора. Далее крутящий момент от коленвала передается трансмиссии, а от нее уже на ведущую ось (или оси) автомобиля. Полуось вращает колесо — автомобиль едет.

Вышеуказанный процесс цикличен до тех пор, пока водитель не заглушит двигатель либо пока происходит подача топлива, и нет неполадок, препятствующих нормальному функционированию двигателя. Часть цилиндра, в которой происходит процесс горения топлива — это и есть камера сгорания. Ее объем называется рабочим объемом. Чтобы узнать объем двигателя, суммируйте рабочие объемы его камер сгорания (грубо говоря — сумма объемов цилиндров). Для выражения объема двигателя используются литры, а камер сгорания — сантиметры кубические.

Как пример рассмотрим часто встречающийся двухлитровый бензиновый четырехцилиндровый двигатель. Не претендуя на точность, предположим, что каждая его камера сгорания имеет рабочий объем 499 см3. Цилиндра у этого двигателя четыре, суммарный объем камер сгорания равен 1996 см3. Для выражения в литрах округлите эту цифру к ближайшей целой — 2 литра.

Классификация автомобилей по классам в зависимости от объёма двигателя

Каждый крупный автопроизводитель имеет в своей модельной линейке машины разного класса, веса, размера. Касательно легковых автомобилей, то условно их принято делить на:

  1. Компактные и микролитражные (рабочий объем ДВС до 1.2 литра).
  2. Автомобили малого класса (объем 1.2-1.8) литра.
  3. Автомобили среднего класса (1.8-3.5 л).
  4. Мощные спорткары и гражданские автомобили с рабочим объёмом более 3.5 литра.
  5. Представительские машины с моторами различного объема.
Видео: Урок 4 — объем, мощность, крутящий момент, расход топлива двигателя, малолитражки, крупнолитражки.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Что зависит от объема

Чем больше смеси топлива с воздухом попадает в цилиндры двигателя и сгорает там, тем больше энергии при этом выделяется. В цилиндры полуторалитрового мотора войдет за цикл намного меньше топлива, чем в трехлитровый, а значит — и больше энергии выйдет на вращение коленвала. Большой мотор — лучшая разгонная динамика, больше предельная скорость и крутящий момент. Но и большее потребление топлива.

Но с мощностью не все так очевидно. Применение турбин (принудительное нагнетание воздуха) позволило снимать больше мощности с единицы объема. Так, атмосферный двигатель Форд 1.6 л выдает мощность, равную 115 л.с., а 1-литровый Форд Экобуст с турбонаддувом — 125 л.с. И крутящий момент у турбированных ДВС выше, и пиковое его значение доступно уже с низов.

Машины с большими объемами двигателей стоят дороже, чем такие же, но с меньшим объёмом. Дело в том, что себестоимость такого ДВС дороже, ему нужна другая трансмиссия, выхлопная и охлаждающая системы, другие тормоза и прочее.

По этой причине бюджетные автомобили, как правило, малолитражки, двигатели которых просты в изготовлении, не имеют сложных систем и электроники. Так как вес этих авто небольшой, то маленького моторчика хватает для комфортного перемещения по городу и сносной динамики. Невысокая стоимость в совокупности с низким расходом топлива делает их популярными у автолюбителей.

Почему названия модели больше не содержат в себе объем мотора

Когда на рынок пришли турбированные двигатели (дизельные и бензиновые), ориентироваться по «шильдикам», висящим на задней части машины, стало намного сложнее. Изначально все было понятно: «BMW 535D» — дизельный БМВ пятой серии с двигателем объемом 3.5 литра.

Мощный атмосферный пятилитровый мотор после установки турбонаддува уменьшает свой объем до 4.4 литра, но обозначается все равно как пятилитровый. Наглядно это видно на машинах Мерседес, которые уже отвязали названия своих моделей от объема. Например, версия «AMG63» уже давно не несет в себе 6.2-литровый двигатель. Вместо него теперь устанавливается ДВС объемом пять с половиной литров. Но модель все равно называется «AMG-63».

Как увеличить объем ДВС

Можно физически увеличить камеру сгорания путем расточки цилиндров. Это называется — форсирование двигателя. Сильно прирастить объем таким образом не получится — блоки цилиндров рассчитаны на свои пределы расточки, которые составляют не более трех капитальных ремонтов двигателя. При таких ремонтах цилиндры, имеющие уже от износа форму эллипса, растачиваются до придания им идеально круглой формы, туда устанавливаются ремонтные поршни с ремонтными кольцами и другие детали двигателя, имеющие увеличенный размер.

Купить поршни и прочие детали для двигателя авто можно только в максимальном размере, соответствующем третьему ремонту. Смысл более глубокого тюнинга пропадает из-за его нецелесообразности, так как дешевле и проще купить двигатель большего объема, а вот его уже можно расточить.

Плюсы и минусы большеобъемных двигателей

Недостатки:

Преимущества:

  • высокая мощность автомобиля;
  • большой ресурс самого двигателя;
  • комфорт при езде;
  • реже приходится переключать передачи на МКПП;
  • безопасность при обгоне;
  • такие двигатели быстрее и лучше прогреваются в холодный период.

Большие бензиновые атмосферные силовые агрегаты менее требовательны к качеству топлива, чем турбированные малообъемники.

Несколько слов о турбированных моторах и атмосферных

Стоит понимать, что обычный атмосферный ДВС более надежен. Бензиновый турбо-двигатель 1.8-2 литра, имеющий мощность 200 л.с., даже при самом качественном обслуживании попросит капитального ремонта на 180-230 тысяч км пробега. А вот атмосферный 3.5-литровый ДВС, имеющий такую же мощность (или чуть выше), легко отходит 350 тысяч км до первого серьезного ремонта.

Печать

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

Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту. И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями. Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так:

h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точки)

r — радиус поршня мм

п — 3,14 не именное число.

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.

Определить объем двигателя можно обычным калькулятором, зная параметры цилиндра и поршня, но посчитать рабочий объем в см³ нашим, в режиме онлайн, будет намного проще и быстрее, тем более, если вам расчеты нужны, дабы узнать мощность двигателя, поскольку эти показатели напрямую зависят друг от друга.

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.

Длинноходный и короткоходный поршень

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.

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.

В эру развития автомобильной индустрии появляется огромное количество автоновинок, обладающих передовыми технологиями в области конструкции моторных агрегатов. Разрабатываются новые , такие как гибриды, появляются новые классы авто, например, электрокары. В связи с великим множеством имеющихся на рынке моторов, покупателю тяжело определиться с выбором будущего авто, который послужит средством передвижения на определённом этапе его жизни. О том, как узнать объём двигателя, мы сегодня и поговорим.

Виды двигателей

Как же определиться с моторным агрегатом? Давайте сначала разберёмся с его классификацией. Итак, сердце автомобиля подразделяется на несколько типов: двигатели внутреннего сгорания и электромоторы. Однако в связи с проблемой , самыми популярными являются авто именно с ДВС. Они подразделяются на бензиновые и дизельные. Их отличие состоит в том, что для движков, работающих на бензине, необходима электрическая искра, которая важна для воспламенения топлива. Топливная смесь в дизельных агрегатах способна воспламеняться самостоятельно. Каждый из типов движков имеет свои преимущества и недостатки.

У автомобилей с дизельным мотором больше крутящий момент, они более экономичны, примерно на 20 процентов, соответственно, и запас хода у таких авто больше. Дизели более надёжны за счёт того, что работают без электронных устройств, и даже в случае поломки ремонт таких двигателей обойдётся значительно дешевле бензиновых. Что касается недостатков моторов, работающих на солярке, то, прежде всего, это их вес, который негативно сказывается на манёвренности автомобиля, зимой машину придётся долго прогревать.

У транспорта , который шуточно называют «зажигалкой», максимальная мощность несколько выше дизельных и, соответственно, максимальная скорость тоже. Но у них менее скромный аппетит и они менее надёжны.
Есть автомобили и с электрическим агрегатом. Однако они стоят значительно дороже обычных и до сих пор актуальна проблема с зарядкой мотора, не говоря уже про обслуживание такого транспорта.

Различия силовых агрегатов

Итак, вы определились , теперь вам необходимо выбрать его объём. Сейчас на рынке представлена масса агрегатов: от наиболее слабых и экономичных до самых мощных и прожорливых. Поговорим об их достоинствах и недостатках.

У моторов с большим литражом увеличен налог, значительно выше стоимость обслуживания и, соответственно, потребление топлива. Мощный автомобиль будет служить вам большой срок времени, а при правильной эксплуатации будет ещё и надёжным помощником, ведь мотор не страдает от перегрузки и может полноценно эксплуатироваться при включённом кондиционере и других электронных системах. При небольших пробегах имеет смысл покупать автомобиль с малолитражным движком, дабы избежать высокого налога на мощность.
Очень важно выбрать правильные параметры и определиться с предполагаемым видом эксплуатации авто. Сравним разные объёмы агрегатов:

  • Моторы объёмом от 0,8 до 1 литра. В основном они ставятся на машины для перевозки грузов в связи с малой мощностью. Расходуют около 5 литров на 100 километров.
  • Агрегаты объёмом от 1,2 до 1,8 литра вполне подходят для повседневной езды, они имеют небольшой расход топлива, в районе 5–10 литров на 100 километров.
  • Золотая середина — 1,8–2,5 литра. Небольшой налог, вменяемый расход и уверенный разгон — как в городе, так и на трассе.
  • Двигатели объёмом выше 3–4,5 литра ставятся на дорогие иномарки.
  • Машины с 5-литровыми агрегатами относятся к люксовым категориям и .

Определяем объём двигателя

Теперь о том, как же узнать литраж агрегата автомобиля. Существует несколько способов.
Можно посмотреть объём в техническом паспорте автомобиля, однако этот способ не совсем подходит при покупке подержанной машины. Возможно, конфигурацию мотора изменяли, модернизировали. Действительное значение можно узнать только на блоке цилиндров.
Определить литраж мотора можно и по VIN-коду. Его стоит искать под задним сиденьем, под лобовым стеклом либо в нижней части арки двери водителя. Этот код состоит из семнадцати символов.

Первые три знака отвечают за страну и производителя авто, символы с четвёртого по восьмой поясняют основную информацию о техническом оснащении автомобиля (объём двигателя, кузов и многое другое). С помощью десятого знака можно узнать, не была ли машины угнана. Знаки под номером с 12 по 17 являются номером кузова автомобиля. Распознать значение VIN-кода можно в интернете. На многих сайтах эта услуга является абсолютно бесплатной.

Выбрать тип и объём агрегата можно на свой вкус и цвет. Однако для долгой эксплуатации автомобиля необходим грамотный уход за его самой важной частью, его сердцем — мотором. При любой неисправности стоит обращаться только к квалифицированным работникам официального сервиса производителя. Любишь кататься — люби и саночки возить. Удачи в автомобильной эксплуатации. Любите свою машину и получайте от неё только положительные эмоции.

Сообщите нам, если статья оказалась полезной.

Объем двигателя автомобиля является суммой рабочих объемов его цилиндров. Единицами измерения являются как кубические сантиметры (см3), так и литры (л.) (1 литр равен 1000 кубических сантиметров). Когда объем двигателя необходимо указать в литрах, во время перевода единиц измерения производят округление до целого числа после запятой, к примеру, объем двигателя, равный 1598 кубических сантиметров, в литрах будет равен 1,6 л., а, например, объем 2429 кубических сантиметров — 2,4 литрам.От величины рабочего объема двигателя напрямую зависит мощность автомобиля, расход топлива и другие рабочие параметры.При покупке авто необходимо обязательно обращать внимание на литраж двигателя, так как это очень важный момент. Кстати, многие автовладельцы после приобретения машины часто задаются вопросом о том, как узнать объем двигателя самостоятельно, какой он на самом деле.Эта характеристика указывается в техническом паспорте транспортного средства.

Есть «умельцы», которые любят советовать выкрутить все свечи и залить воду в цилиндры «под завязку». Объем поместившейся в них воды по их словам должен получиться такой же, как и объем двигателя. Этим способом пользоваться не стоит, так как это всего навсего старая шутка. В случае покупки подержанной машины, цифры, указанные в ее техпаспорте могут быть не совсем правильными. Возможно, что автомобиль попадал в аварию или, может, с ним проводили какие-то работы, которые повлияли на характеристики двигателя. А вдруг его вообще собрали из нескольких автомобилей? Действительный объем двигателя, в этих случаях, можно узнать, посмотрев цифры на блоке цилиндров. Это и есть значение рабочего объема. Они указываются сзади крупными символами (рассмотреть можно из ямы). Также узнать, какой имеет объем двигатель машины, можно по vin-коду. Его можно посмотреть в нижней части арки водительской двери, естественно, предварительно открыв ее. Также он указан под задним сиденьем, под лобовым стеклом и в левой верхней части панели приборов (в этом случае код нужно смотреть снаружи машины).

Последний способ из перечисленных является самым достоверным. Так как vin-код указывается на всех машинах, которые производились, начиная примерно с 1980 года. Он состоит из семнадцати знаков, среди которых не применяются латинские буквы I, O и Q из-за их схожести с цифрами 1 и 0. Первые три знака обозначают индекс производителя автомобиля. (Первый — страну, второй характеризует производителя, а третий обозначает тип (легковой, грузовой и прочие).)С четвертого по восьмой знаки информируют об основных технических параметрах авто: о модели, типе и объеме двигателя, типе кузова и так далее. Девятый символ является контрольной цифрой. Она нужна для того, чтобы можно было определить достоверность vin-кода. С ее помощью можно выяснить, не числится ли автомобиль в угоне. С двенадцатого по семнадцатый знаки являются номером кузова машины. В интернете есть много сайтов, с помощью которых можно расшифровать vin-код и узнать не только объем двигателя определенного автомобиля, но и все остальные технические характеристики. Причем, абсолютно бесплатно.

Калькулятор расчета объёма двигателя

Объем двигателя автомобиля – величина постоянная, не изменяющаяся с годами эксплуатации. От этого значения силового агрегата главным образом зависит количество выдаваемых им лошадиных сил.

Мощность имеет ключевое значение при оформлении ежегодного страхования авто, вдобавок влияя на динамику скорости транспортного средства. Чтобы узнать искомое значение, опираются на крутящий момент, расход воздуха, скорость разгона до ста километров в час и др.

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля — эффективное средство для тех, кто стремится узнать, сколько сил у мотора.

Способ определения рабочего объема двигателя

Для решения этой задачи потребуется выяснить объем одного цилиндра, умножить полученное число на количество цилиндров у ДВС. Для примерного понимания ниже указана формула расчета:

V двиг = число Пи * квадрат радиуса * высота хода * количество цилиндров.

Объем измеряется в кубических сантиметрах, тогда как характеристики — в миллиметрах. Если необходимо сделать преобразование между единицами измерения, просто поделите итоговое число на 1000.

Обращаем внимание! Полная и рабочая величины двигателя разнятся между собой в значениях, что обусловлено выточками поршней, выпуклостями.

Как узнать объем цилиндра? Для этого нужно сложить значения рабочей величины и величины камеры. Выяснить реальный показатель силового агрегата, можно при помощи калькулятора. Для этого следует знать параметры в см³, поршня и цилиндра.

Зачем нужно проверять характеристику ДВС

Желание узнать это значение, мотивируется чаще всего, стремлением увеличить степень сжатия. Данная процедура, нередко интересует любителей тюнинга автомобилей. Растачивание цилиндров, позволяет увеличить степень сжатия и давления на поршень.

Силовой агрегат выдает большее количество лошадиных сил, при аналогичном количестве потребляемой топливной смеси. Однако в стремлении добиться максимального КПД, мотор нередко не выдерживает нагрузки, выходит из строя, после оглушающего взрыва.

Как выяснить основной параметр агрегата с помощью вин кода

VIN – идентификационный номер, присваиваемый каждому ТС. Это набор уникальных букв и цифр, помогающих узнать характеристики мотора. Понадобится только посмотреть в техпаспорт ТС перед тем, как узнать искомое значение. К примеру, для стандартной четырехцилиндровой установки:

V = 3,14 х Н х D в / 1000

  1. В данной формуле D служит для определения диаметра мотора (в мм),
  2. Н используется для обозначения хода поршня.

Для того чтобы указать объем двигателя в документации, чаще используют кубические сантиметры. Также показатель указывается в литрах.

Объем ДВС — на что он влияет?

Объем ДВС служит определяющим мощности силовой установки, ее рабочих параметров. Чем выше значение величины, тем больше мощи выдает мотор.

Показатель рабочего параметра, равен сумме рабочих объемов цилиндров.

Понятие рабочего объема цилиндра

Этот показатель – величина между крайними позициями поршня, находящегося в движении. Объем наполняется топливной смесью в процессе впускания горючего и движения поршня. Находясь в верхнем положении, поршень формирует свободную величину, являющуюся, по сути, камерой сгорания.

Для расчета объема цилиндра, потребуется сложить рабочий параметр и величину камер сжатия. Уровень компрессии, служит определяющим параметром для степени сжатия смеси в цилиндре. От этого показателя, зависит мощность силовой установки.

Объем цилиндра: какую формулу использовать

Для решения этой задачи может пригодиться удобный инструмент — онлайн калькулятор. Если интересует вопрос, как узнать в собственном легковом авто рабочий объем цилиндра, понадобятся некоторые его характеристики, а именно высота и радиус, деленный на диаметр.

Произвести самостоятельный расчет объема цилиндра, можно по формуле:

V=πr2h

  • Символом V обозначен объем,
  • R — радиус,
  • h — высота,
  • π — число Пи.

Если известен диаметр, то рассчитать объем цилиндра поможет формула:

V=(πD2/4)h

Вместо радиуса указывается значение диаметра. Владея необходимыми характеристиками, вычислительные операции не покажутся сложным процессом.

Объем двигателя

Даже короткое объявление о продаже автомобиля будет содержать несколько обязательных пунктов, в число которых входит объем двигателя

Двигатель

В далеком 1885 году, немецкий инженер Карл Бенц собрал первый автомобиль оснащенный двигателем внутреннего сгорания (ДВС). С тех пор инженеры непрерывно совершенствуют динамические характеристики моторов. Слова «объем двигателя» известны всем, но из чего складывается этот параметр, знает не каждый.

Что такое объем двигателя в реальности? 

Говоря об объеме двигателя, мы имеем в виду физический объем камеры сгорания. В автомобильном двигателе несколько цилиндров, и каждый из них учитывается при вычислении суммарного объема двигателя. Чаще всего на современные автомобили устанавливают рядные четырехцилиндровые двигатели. Допустим, что объем каждого цилиндра – 399 см³. Сложив эту цифру четыре раза, мы получим общее значение – 1596 см³. Если брать за единицу измерения литр, как это принято в России, и округлить полученную цифру до ближайшей целой величины (в десятых долях литра), мы получим объем 1,6 л.

Применение турбонаддува позволило производителям не «гоняться» за физическим увеличением объема камеры сгорания. К примеру, объем двигателя Skyline GT-R R34 всего 2.6 литра при мощности более 300 л.с.

 Объем камеры сгорания, который также называют «рабочим объемом», это произведение площади сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня (от нижней до верхней мертвой точки).

Классификация автомобилей по объему двигателя

Как правило, в модельном ряду каждого производителя есть более и менее мощные автомобили, которые различаются габаритами и весом. На малогабаритные автомобили, такие как Daewoo Matiz, не ставят двигатели большого объема, так как для достижения достойных динамических характеристик этому небольшому и легкому автомобилю вполне достаточно мотора с рабочим объемом 1.0. Соответственно, Daewoo Matiz относится к классу микролитражных автомобилей, а тяжелый кроссовер BMW X5 с объемом двигателя (в одной из модификаций) 4,6 л — к крупнолитражным. Между этими «крайностями» находятся малолитражки и среднелитражные автомобили. Кстати, в некоторых случаях прямой зависимости рабочего объема с его габаритами и весом нет. Хороший пример — спорткары и суперкары. Объем двигателя Lamborghini Gallardo составляет 5 литров при массе 1,5 тонны.

В недавно опубликованном списке автомобилей, попавших под «налог на роскошь» не встречаются модели с объемом двигателя ниже трех литров

От объема двигателя зависят и другие параметры автомобиля. В первую очередь – мощность. Чем больше топлива сгорает за один цикл в цилиндрах двигателя, тем больше энергии выделяется. От мощности двигателя напрямую зависят разгон автомобиля и его максимальная скорость передвижения. Не следует забывать о существовании обратной зависимости: чем больше рабочий объем, тем выше расход топлива. 

Можно ли увеличить объем двигателя?

Этот вопрос часто задают себе владельцы автомобилей, задавшихся целью увеличения мощности. Возможность такая есть, но существенно увеличить объем не удастся. Объем увеличивают при капитальном ремонте двигателя, так как для восстановления формы стенок цилиндров их приходится растачивать на специальном станке (если, конечно, в нем не применяются гильзы). Стенки цилиндров медленно, но неуклонно стачиваются от постоянного трения, что приводит к увеличению объема камеры сгорания, и расточка лишь помогает восстановить нарушенную геометрию и скорректировать расхождение объема разных цилиндров.

В Японии класс малолитражек «kei car» с объемом двигателя до 660 куб.см. освобожден от уплаты дорожного налога

Возможности по увеличению объема ограничивает тот факт, что производители считают, что капитальный ремонт обоснован лишь три раза, после чего двигатель необходимо утилизировать. После расточки блока каждый раз приходится покупать новые поршни большего диаметра, которые называются «ремонтными». Калибров ремонтных поршней всего три. В связи с этим замена двигателя на такой же, но имеющий изначально больший объем — гораздо более перспективное занятие в плане увеличения мощности.

Плюсы и минусы автомобилей с большим объемом двигателя

В зависимости от объема двигателя меняются не только динамические характеристики, но и цена на автомобиль. Как правило, автомобиль с двигателем 1.4 литра стоит на 100-150 тысяч дешевле, чем модификация с максимальным возможным для этой модели объемом двигателя. Это не значит, что двигатель с увеличенными поршнями обходится в производстве значительно дороже. Во-первых, при значительном увеличении скорости разгона и максимальной скорости в целях безопасности на ту же модель устанавливают детали подвески и тормозной системы с улучшенными характеристиками, которые тоже «стоят денег». Во-вторых, в рамках сложившихся рыночных тенденций производитель, как правило, делает самую мощную модификацию самой «богатой», оснащая ее всеми возможными опциями. Не следует забывать и об имиджевой составляющей — владеть «заряженной» версией всегда престижно, и за это приходится платить.

В соответствии с налоговым законодательством ряда стран увеличение налога на автомобиль связано с увеличением рабочего объема двигателя. В России принята другая шкала — величина дорожного налога зависит от мощности в лошадиных силах, хотя в общем случае этот параметр достаточно тесно связан с объемом двигателя.

Увеличение объема двигателя автомобиля — какие способы существуют

Увеличение объема двигателя — простой способ поднять крутящий момент и мощность автомобиля. Существует несколько вариантов. Расскажем что лучше выбрать для тюнинга.

Какие способы бывают

Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра. Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленвала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём. Затратная часть – коленчатый вал, комплект специальных поршней под него (т.к. блок цилиндров имеет определенную высоту), поршневые кольца и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

Рост рабочего объема двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего спортивного распредвала и после этих операций «снять» большую мощность с силового агрегата.

Чтобы возможности распредвала раскрылись, необходима доработка ГБЦ, зачастую серьезная. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение.

Кроме ГБЦ, большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленвалов, хотя они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленвала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

Рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленвала на «характер» двигателей. В технической литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется серьезное внимание при доработке моторов. Считается, что «золотой серединой» является величина R/S = 1,75.

Эффект большого R/S

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня. ПРОТИВ: Мотор, собранный с большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R/S

ЗА: Обеспечивает хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения коленвала, т.к. скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более однородной, что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S. ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее: большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным и увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки.

Более короткий шатун увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленвала от ВМТ. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения.

АВТОВАЗ комплектует моторы шатуном 121 мм — он обеспечивает R/S = 1.7, но для «тюнинга» используется коленвал с большим радиусом кривошипа. Шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «спортивных» запчастей существуют шатуны с большей длинной – 129, 132 мм.

Увеличение рабочего объема двигателя

Одним из самых лучших видов доработок, которые можно провести с двигателем внутреннего сгорания, является увеличение его рабочего объема.

Рабочий объем цилиндра, это часть объема цилиндра находящаяся между нижней мертвой точкой поршня и верхней мертвой точкой. Соответственно рабочий обем двигателя это сумма всех рабочих объемов цилиндров двигателя.

Полезность увеличения рабочего объема двигателя.

1.При увеличении объема ресурс практически не изменяется, так как не увеличивается литровая мощность двигателя.
2.Крутящий момент увеличивается во всем диапазоне оборотов, двигатель становиться более тяговитым и может эксплуатироваться на меньших оборотах.
3.Появляется больший резерв мощности для дальнейшего тюнинга.


Некоторые моменты которые нужно учитывать при увеличении рабочего объема двигателя.

1.При увеличении объема система впуска и выпуска уже не будет также хорошо справляться с наполнением цилиндров и отведением выхлопных газов. Двигатель становиться более низовым, так как на высоких оборотах система впуска не будет успевать полностью наполнять цилиндры.

2.Установленный до этого верховой распредвал сместит ниже пик максимального момента.

Методы увеличения рабочего объема двигателя.

Рабочий объем можно повысить тремя способами.

1 Увеличить диаметры цилиндров путем расточки блока или гильз цилиндров и установки других комплектов поршней и колец. При этом двигатель получается более верховой так как диаметр поршня увеличили, а ход поршня остался на прежнем уровне. Соотношение диаметра поршня к ходу цилиндра сместилось в сторону увеличения диаметра цилиндра. Такая схеме лучше поддается форсировке по увеличению рабочих оборотов двигателя. мощность и крутящий момент увеличивается за счет увеличения поверхности поршня на которую воздействует давление, образуемое при сгорании топлива.

2 Увеличить ход поршня. Здесь уже понадобиться заменить коленвал на более длинноходный, и на такую же величину уменьшить суммарную длину поршня с шатуном. Достигается это, либо установкой новых поршней со смещенным отверстием вверх, под поршневой палец, либо установкой более коротких шатунов. Есть еще вариант замены блока цилиндров на более высокий. Двигатель получается более низовой и с большим крутящим моментом в рабочем диапазоне оборотов. Прибавка мощности и крутящего момента достигается за счет увеличения рычажности коленчатого вала. (Толкающее давление поршня воздействует на более длинную шейку коленчатого вала) Необходимо учитывать что при установке длинноходного коленвала увеличиваются углы работы шатуна. Это в свою очередь увеличивает боковое давление поршня на стенки цилиндра, что значительно уменьшает ресурс шатунно поршневой группы при очень длинноходном коленвале.

3 Третий способ сочетает в себе оба способа описанные выше. При увеличении диаметра цилиндров и увеличении хода поршня можно максимально увеличить рабочий объем двигателя. Хотя это и очень дорогостоящий вид тюнинга, зато на этом этапе происходит как бы заложение фундамента под дальнейшее модифицированеие вашего двигателя, ведь ни кто еще не отменял поговорку «ни что не заменит кубические сантиметры»

  Читать другие тюнинг статьи        
  Тюнинг подкапотного пространства
  облегчение автомобиля        
  улучшение аэродинамики
  Фильтр пониженного сопротивления

Понятие объема ДВС — Auto-Self.ru

Когда человек, разбирающийся в техническом устройстве автомобиля, упоминает объем двигателя, он имеет в виду суммарный рабочий  объем всех цилиндров мотора.  Следует понимать, что силовая установка современного автомобиля обладает более чем одним цилиндром. На данный момент встречаются такие типы двигателей:

  • Рядные.
  • V-образные.
  • W-образные.
  • VR-образные.

При этом формула расчета остается неизменной. К примеру, если внутреннее пространство рабочей площади одного цилиндра (расстояния, преодолеваемое поршнем от ВМТ до НМТ) 275 см3, то общий объем 4-х цилиндрового двигателя составляет 1100 см3, либо 1.1 литра, что соответствует размеру силовой установке, которая встречался в некоторых комплектациях ВАЗ 2108. Рабочий объем ДВС можно узнать, умножив площадь цилиндра на величину хода поршня, полученную цифру умножаем на количество цилиндров. По такому же принципу можно рассчитать каждый мотор.

Если же вам требуется узнать размер отдельно камеры сгорания, то значит, что вам предстоит углубиться в техническую документацию. Размер камеры сгорания представляет собой объем, между поршнем в верхней мертвой точке и плоскостью ГБЦ. К этому нужно прибавить пространство, занимаемое прокладкой, размер выточек в поршнях, если таковые имеются. Если поршни в ДВС используются выпуклые, то пространство, равное выпуклостям нужно вычесть.

Отталкиваясь от этой информации, можно узнать рабочий объем двигателя.

Классификация двигателей

Одним из основных показателей, по которому классифицируются характеристики машин, является объем двигателя. При этом машины с кардинально различным показателем могут отличаться еще и внешним видом, размерами. К примеру, малолитражные автомобили Ока и Daewoo Matiz отличаются тем, что имеют значительно меньшие габариты даже в сравнении с классическими седанами. Таким легким и небольшим машинам вполне достаточно маленького силового агрегата, чтобы передвигаться по улицам города. Бывают и случаи, когда зависимость между размером силового агрегата и массой отсутствует. Чаще всего такое встречается у спортивных автомобилей, в которых объем двигателя делается большим, а масса маленькой, чтобы машина была максимально динамичной.

Малолитражные силовые агрегаты, как правило, высокооборотистые, из-за чего их приходиться чаще раскручивать оборотов. С большими арегатами наоборот  – они неплохо себя чувствуют и на низких оборотах. Нагляднее всего это заметно при трогании с места – малолитражке для этого нужны более высокие обороты, в то время как объемные двигатели имеют не плохую тягу с самых низов.

Как влияет размер двигателя на динамику

Объем двигателя оказывает значительное влияние на динамические параметры автомобиля. Основными из них являются:

  • Мощность.
  • Эластичность.

Стоит знать, что чем больше размер цилиндра, тем больше топлива сгорит в цилиндрах и тем быстрее и динамичнее будет автомобиль. Как видим, по факту, все характеристики автомобиля зависят от размера «сердца» машины, такое нельзя упускать из виду.

Есть и плохая зависимость – чем больше мотор, тем больше расход топлива, что неприятно для бюджета владельца машины.

Возможность увеличения

Вопрос увеличения рабочего объема мотора волнует многих владельцев, которых не устраивает динамика и мощность их автомобиля. Несомненно, увеличить объем можно, но существенного роста мощности это не даст. В первую очередь, о увеличении задумываются, когда настает время проведения капитального ремонта. Здесь это обуславливается необходимостью выравнивания стенок цилиндра за счет их увеличения в диаметре (выработки). Это выполняется на специальных станках. Если же мотор оснащен гильзами, то здесь увеличение вследствие капитального ремонта может и не произойти, так как гильзы просто заменяются без расточки.

Ограничением как возможностей ремонта, так и увеличения объема является тот факт, что практически любой силовой агрегат рассчитан на два-три капитальных ремонта, после чего он должен пойти в утиль (БЦ). Соответственно, после этого в машину придется ставить новый мотор, и речь пойдет уже не об увеличении размера. При соблюдении всех условий законодательства , увеличение объема возможно за счет установки другой силовой установки.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

Как рассчитать объемный КПД двигателя внутреннего сгорания — x-engineer.org

Для теплового двигателя процесс сгорания зависит от соотношения воздух-топливо внутри цилиндра. Чем больше воздуха мы можем попасть в камеру сгорания, тем больше топлива мы можем сжечь, тем выше выходной крутящий момент и мощность двигателя.

Поскольку воздух имеет массу, он инерционен. Кроме того, впускной коллектор, клапаны и дроссельная заслонка ограничивают поток воздуха в цилиндры.По объему мы измеряем способность двигателя заполнить доступный геометрический объем двигателя воздухом. Его можно рассматривать как соотношение между объемом воздуха, втягиваемого в цилиндр (реальным), и геометрическим объемом цилиндра (теоретическим).

Большинство двигателей внутреннего сгорания, используемых в настоящее время на дорожных транспортных средствах, имеют фиксированный объемный объем (рабочий объем), определяемый геометрией цилиндра и кривошипно-шатунного механизма. Строго говоря, общий объем двигателя V т [m 3 ] вычисляется функцией общего количества цилиндров n c [-] и объема одного цилиндра V цилиндров [m 3 ] .

\ [V_t = n_c \ cdot V_ {cyl} \ tag {1} \]

Общий объем цилиндра — это сумма смещенного (рабочего) объема V d [m 3 ] и зазор V c 3 ] .

\ [V_ {cyl} = V_d + V_c \ tag {2} \]

Объем зазора очень мал по сравнению с объемом вытеснения (например, соотношение 1:12), поэтому им можно пренебречь при расчете объемной эффективности двигатель.

Изображение: Основные параметры геометрии поршня и цилиндра двигателей внутреннего сгорания

где:

IV — впускной клапан
EV — выпускной клапан
ВМТ — верхняя мертвая точка
НМТ — нижняя мертвая точка
B — отверстие цилиндра
S — поршень ход
r — длина шатуна
a — радиус кривошипа (смещение)
x — расстояние между осью кривошипа и осью поршневого пальца
θ — угол поворота кривошипа
Vd — смещенный (стреловидный) объем
Vc — зазорный объем

объемный КПД η v [-] определяется как соотношение между фактическим (измеренным) объемом всасываемого воздуха V a 3 ] , всасываемого в цилиндр / двигатель, и теоретическим объемом двигатель / цилиндр V d [m 3 ] во время впускного цикла двигателя.

\ [\ eta_v = \ frac {V_a} {V_d} \ tag {3} \]

Объемный КПД можно рассматривать также как КПД двигателя внутреннего сгорания по заполнению цилиндров всасываемым воздухом. Чем выше объемный КПД, тем больше объем всасываемого воздуха в двигатель.

В двигателях с непрямым впрыском топлива (в основном, бензиновых) всасываемый воздух смешивается с топливом. Поскольку количество топлива относительно мало (соотношение 1: 14,7) по сравнению с количеством воздуха, мы можем пренебречь массой топлива для расчета объемного КПД.

Фактический объем всасываемого воздуха можно рассчитать как функцию массы воздуха м a [кг] и плотности воздуха ρ a [кг / м 3 ] :

\ [V_a = \ frac {m_a } {\ rho_a} \ tag {4} \]

Замена (4) в (3) дает объемный КПД, равный:

\ [\ eta_v = \ frac {m_a} {\ rho_a \ cdot V_d} \ tag {5 } \]

Обычно на динамометре двигателя массовый расход всасываемого воздуха измеряется [кг / с] вместо [кг] массы воздуха. Следовательно, нам нужно использовать массовый расход воздуха для расчета объемного КПД.

\ [\ dot {m} _a = \ frac {m_a \ cdot N_e} {n_r} \ tag {6} \]

где:

N e [rot / s] — частота вращения двигателя
n r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )

Из уравнения (6) мы можем записать массу всасываемого воздуха как:

\ [m_a = \ frac {\ dot {m} _a \ cdot n_r} {N_e} \ tag {7} \]

Замена (7) в (5) дает объемный КПД, равный:

\ [\ bbox [# FFFF9D] {\ eta_v = \ frac {\ dot {m} _a \ cdot n_r} {\ rho_a \ cdot V_d \ cdot N_e}} \ tag {8} \]

Объемная эффективность является максимальной 1.00 (или 100%). При этом значении двигатель способен всасывать весь теоретический объем воздуха, доступного в двигатель. Есть особые случаи, когда двигатель специально разработан для одной рабочей точки, для которой объемный КПД может быть немного выше 100%.

Если давление всасываемого воздуха p a [Па] и температура T a [K] измеряются во впускном коллекторе, плотность всасываемого воздуха может быть рассчитана как:

\ [\ rho_a = \ frac {p_a} {R_a \ cdot T_a} \ tag {9} \]

где:

ρ a [кг / м 3 ] — плотность всасываемого воздуха
p a [Па] — давление всасываемого воздуха
T a [K] — температура всасываемого воздуха
R a [Дж / кгK] — газовая постоянная для сухого воздуха (равна 286.{-3} \ cdot \ frac {1000} {60}} = 0,70

= 70,91 \ text {%} \]

Объем двигателя был преобразован с л на м 3 , а частота вращения двигателя — с об / мин. От до об / с .

Изображение: Функция объемного КПД давления всасываемого воздуха и частоты вращения двигателя

Объемный КПД двигателя внутреннего сгорания зависит от нескольких факторов, таких как:

  • геометрия впускного коллектора
  • давление всасываемого воздуха
  • всасываемый воздух температура
  • массовый расход всасываемого воздуха (который зависит от частоты вращения двигателя)

Обычно двигатели рассчитаны на максимальный объемный КПД при средних / высоких оборотах двигателя и нагрузке.

Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.

Калькулятор объемного КПД

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Основные геометрические параметры поршня и цилиндра ДВС — x-engineer.org

Чтобы охарактеризовать базовые характеристики двигателя внутреннего сгорания во всем его рабочем диапазоне, мы можем использовать некоторые параметры и геометрические соотношения поршня и сгорания. камера.Рабочие характеристики двигателя связаны как с топливной экономичностью, так и с динамической отдачей (мощность и крутящий момент), на которые напрямую влияют основные параметры двигателя.

Чтобы вспомнить принципы работы двигателя внутреннего сгорания, прочтите статью Как работает двигатель внутреннего сгорания.

Основные геометрические параметры цилиндра, поршня, шатуна и коленчатого вала показаны на изображении ниже.

Изображение: Основные параметры геометрии поршня и цилиндра двигателей внутреннего сгорания

где:

IV — впускной клапан
EV — выпускной клапан
ВМТ — верхняя мертвая точка
НМТ — нижняя мертвая точка
B — отверстие цилиндра
S — поршень ход
r — длина шатуна
a — радиус кривошипа (смещение)
x — расстояние между осью кривошипа и осью поршневого пальца
θ — угол поворота кривошипа
V d — смещенный (стреловидный) объем
V c — зазор

Поршень перемещается внутри цилиндра между ВМТ и НМТ.Для завершения полного цикла сгорания поршень совершает четыре хода, а коленчатый вал делает два полных оборота. Вытесненный объем — это объем, в котором движется поршень, зазорный объем — это объем, оставшийся в цилиндре, когда поршень достигает ВМТ.

В этом руководстве мы рассмотрим, как рассчитать объемный объем двигателя , что такое степень сжатия и какие основные геометрические параметры двигателя.3 \]

Рабочий объем современных двигателей внутреннего сгорания варьируется от 1,0 л до примерно 6,0 л, в среднем около 1,5 — 2 л. Существует четкая тенденция к уменьшению объемной мощности двигателя (уменьшение габаритов) с целью уменьшения объема двигателя. выполнять более строгие стандарты по выбросам топлива.

Базовая геометрия поршневого (возвратно-поступательного) двигателя внутреннего сгорания определяется следующими параметрами:

  • степенью сжатия
  • отношением диаметра цилиндра к ходу поршня
  • отношением длины шатуна к радиусу кривошипа (смещение)

Степень сжатия рассчитывается как отношение между максимальным (общим) объемом цилиндра (когда поршень находится в НМТ) и минимальным (зазором) объемом (когда поршень находится в ВМТ).

В технической литературе греческая буква эпсилон ε используется для обозначения степени сжатия двигателя.

\ [\ varepsilon = \ frac {V_ {max}} {V_ {min}} = \ frac {V_c + V_d} {V_c} \]

Большинство современных бензиновых двигателей с искровым зажиганием имеют степень сжатия от 8 до 11, в то время как двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные) имеют степень сжатия в диапазоне от 12 до 24.

Обычно двигатели внутреннего сгорания с наддувом или турбонаддувом имеют более низкую степень сжатия, чем двигатели без наддува.

Чем выше степень сжатия, тем выше давление сгорания в цилиндре. Максимальное значение степени сжатия зависит в основном от материалов двигателя, технологии и качества топлива.

Поскольку это зависит от геометрии двигателя, степень сжатия является фиксированной. Существуют различные попытки разработать двигатели с переменной степенью сжатия, которые должны иметь более высокий общий КПД.

Отношение диаметра цилиндра к ходу поршня . в большинстве случаев определяется как греческая буква дзета. ζ :

\ [\ zeta = \ frac {B} {S} \]

Для легковых автотранспортных средств диаметр отверстия Отношение хода к ходу обычно от 0.8 к 1.2. Когда диаметр цилиндра равен ходу, B = S , двигатель называется квадратный двигатель . Если ход больше диаметра отверстия, двигатель будет под квадратом . Если длина хода меньше диаметра отверстия, двигатель обозначается над квадратом . В нашем примере отношение диаметра цилиндра к ходу составляет 0,87.

Отношение длины шатуна к радиусу кривошипа обычно определяется как R :

\ [R = \ frac {r} {a} \]

Для малых двигателей R составляет от 3 до 4, для больших двигатель запускается с 5 до 10.

При фиксированном объемном объеме двигателя более длинный ход позволяет использовать меньший диаметр (меньше квадрата). Преимущество заключается в меньшей площади поверхности камеры сгорания и, соответственно, меньших тепловых потерях. Это улучшит тепловой КПД камеры сгорания. Недостатком является то, что чем длиннее ход поршня, тем выше скорость поршня и выше потери на трение, что снижает эффективную мощность двигателя.

Если ход уменьшен, диаметр отверстия должен быть увеличен, и двигатель будет более квадратным.Это приводит к меньшим потерям на трение, но увеличивает потери теплопередачи. Большинство современных автомобильных двигателей имеют почти квадратную форму, некоторые — чуть больше квадратной, а некоторые — чуть меньше квадратной.

В таблице ниже приведены несколько примеров двигателей внутреннего сгорания с указанием их основных геометрических параметров.

9039 3 9 95,5
Производитель Топливо Количество цилиндров Объем двигателя [см 3 ] Диаметр цилиндра [мм] [мм] [мм] ζ [-] ε [-]
Fiat Бензин 2 875 80.5 86 0,94 10: 1
Renault Бензин 3 898 72,2 73,1 0,99 9023 9039 9039 Дизель 1422 79,5 95,5 0,83 19,5: 1
Renault Бензин 4 1149 69 76,8 76,8 9,8: 1
Mazda Бензин 4 1496 74,5 85,8 0,87 14: 1
Дизель 79,5 80,5 0,99 16,5: 1
Renault Дизель 4 1598 80 79,5 1,01 Honda 4 2157 87 90.7 0,96 11,1: 1
Mazda Дизель 4 2184 86 94 0,91 14: 1 2893 89 77,5 1,15 11,5: 1
BMW Дизель 6 2993 84 90 0,93 90 .3925: 1
Ford Бензин 8 4951 92,2 92,7 0,99 11: 1
VW Дизель 0,85 18: 1

По любым вопросам, наблюдениям и запросам, касающимся этой статьи, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Счетчик рабочего объема цилиндров двигателя автомобиля

Рабочий объем цилиндра представляет собой объем, расположенный между крайними положениями движения поршня.

Формула вычисления цилиндра известна из школьной программы — объем равен произведению площади основания и высоты. А чтобы рассчитать объем двигателя автомобиля или мотоцикла, вам тоже нужно использовать эти множители. Рабочий объем любого цилиндра двигателя рассчитывается следующим образом:

при,

h — длина хода поршня, мм в цилиндре от UDС до LDC (верхний и нижний мертвый ЦЕНТРЫ)

r — радиус поршня, мм

n — 3 .14 не номинальное число.

Как найти объем двигателя

Чтобы рассчитать объем двигателя, вам нужно будет вычислить объем одного цилиндра, а затем умножить его на их количество на двигателе. И получается:

V shift = число Pi, умноженное на квадрат радиуса (диаметра поршня), умноженное на высоту хода и умноженное на количество цилиндров.

Так как, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см., поэтому для преобразования единиц результат необходимо разделить еще на 1000.

Обратите внимание, что общий объем и рабочий объем различаются, так как поршень имеет выпуклости и поднутрения под клапаном, а также включает объем сгорания камера. Поэтому не путайте эти два понятия. А чтобы рассчитать реальный (полный) объем цилиндра, нужно просуммировать объем камеры и рабочий объем.

Вы можете определить объем двигателя с помощью стандартного калькулятора, зная параметры цилиндра и поршня, но вычислить наш рабочий объем в см³ в режиме онлайн будет намного проще и быстрее, особенно если вам нужны расчеты для определения мощности двигателя, поскольку эти цифры напрямую зависят друг от друга.

Объем двигателя внутреннего сгорания также очень часто можно назвать рабочим объемом, поскольку он измеряется как в кубических сантиметрах (более точное значение), так и в литрах (округлено), 1000 см³ равняется 1 литру.

Расчет объема двигателя внутреннего сгорания

Для расчета интересующего вас объема двигателя необходимо ввести 3 цифры в соответствующие поля — результат появится автоматически. Все три значения можно найти в паспортных данных автомобиля или в технических характеристиках той или иной детали или определить, насколько поможет поршневой суппорт.

Таким образом, если к примеру у вас выяснилось, что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 литра, а если получилось 2429 см³, то 2,4 литра.

Длинноходовые и короткоходные поршни

Также обратите внимание на то, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочем объеме двигателей могут быть разные диаметры цилиндров, ход поршня и мощность таких моторов также будут разными. . Двигатель с короткоходными поршнями очень прожорлив и имеет невысокий КПД, но на высоких оборотах развивает большую мощность.А длинноходные размещаются там, где нужны тяга и экономичность.

Следовательно, на вопрос «как узнать объем двигателя по лошадиным силам» можно дать твердый ответ — ни в коем случае. В конце концов, хотя мощность в лошадиных силах и связана с объемом двигателя, вычислить ее по ним невозможно, поскольку формула их взаимосвязи по-прежнему включает в себя множество различных показателей. Так что определять кубические сантиметры двигателя можно исключительно по параметрам поршня.

Почему важно проверять объем двигателя

Чаще всего объем двигателя распознается, когда необходимо увеличить степень сжатия, то есть если есть необходимость расточки цилиндров с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а, следовательно, двигатель будет мощнее. Технология изменения объема в большей степени, чтобы увеличить степень сжатия, очень выгодна — ведь порция топливной смеси та же, а полезной работы больше.Но все имеет свои пределы и чрезмерное ее увеличение грозит самовозгоранием, в результате чего возникает детонация, которая не только снижает мощность, но и грозит разрушением мотора.

Двигатели внутреннего сгорания — Wikiversity

Двигатели внутреннего сгорания (или двигатели внутреннего сгорания или ДВС, как их еще называют) используются в повседневной жизни и могут быть найдены в: автомобилях; грузовики; мотоциклы; легкие самолеты; строительная техника и автомобили; железнодорожные локомотивы; стационарные энергосистемы; и лодки и корабли всех размеров.Изучение двигателей превратилось в отрасль машиностроения.

Есть два типа двигателей внутреннего сгорания,

  1. Четырехтактный двигатель и
  2. Двухтактный двигатель


Также двигатели можно классифицировать по циклам, которым они следуют, как указано ниже.

  1. Дизельный двигатель
  2. Бензиновый двигатель

Четырехтактные двигатели, как следует из названия, имеют четыре разных цикла, а именно
a. прием
б.сжатие
c. зажигание / расширение
d. выхлоп

В двухтактном режиме всего два цикла, и каждый из них имеет два цикла, выполняемых одновременно.
а. впуск / выпуск
б. зажигание / сжатие

Несколько определений:

 ВМТ: Верхняя мертвая точка. Это самая верхняя часть поршня в вертикальном двигателе. 
BDC: нижняя мертвая точка. Это самая нижняя часть, до которой поршень может добраться в вертикальном двигателе.

Степень сжатия Двигатель внутреннего сгорания — это, по сути, насос, который сжимает топливно-воздушную смесь (или просто «воздух» в случае двигателей с прямым впрыском), а затем зажигает ее, так что она расширяется назад и производит механическую энергию.Степень сжатия в основном показывает, насколько двигатель сжимает определенный объем всасываемого воздуха. Двигатель со степенью сжатия 12: 1 означает, что на каждые 12 единиц всасываемого объема воздуха поршень сжимает этот воздух до 1 единицы объема. Чем больше воздуха вдавливается в камеру сгорания, тем больше энергии производится на один объем двигателя на такте расширения.

Одним из ограничивающих факторов увеличения степени сжатия является детонация (известная как стук двигателя), когда вместо контролируемого горения воздушно-топливная смесь взрывается, потенциально повреждая двигатель.Кроме того, двигатель с более высокой степенью сжатия имеет тенденцию иметь меньший зазор между поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ) и полностью открытыми клапанами, а работа на высоких оборотах может привести к смещению клапана, что может привести к контакту между клапанами и поршнем.

Коэффициент сжатия = (Рабочий объем + зазорный объем) / зазорный объем

Рабочий объем = Объем поршня, пройденного за один полный ход от ВМТ до НМТ.

Свободный объем = Объем камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ

Бензиновый двигатель Бензиновые двигатели, также известные как двигатели с искровым зажиганием, нуждаются во внешнем источнике энергии для воспламенения топлива как для запуска, так и для работы двигателя.Как следует из обоих названий, в этом двигателе используются свечи зажигания для обеспечения искры зажигания и бензин (бензин) в качестве топлива.


Системы бензинового двигателя

1. Топливная система перекачивает топливо из бензобака в карбюратор. Там он смешивается с воздухом и всасывается в цилиндры двигателя. При электронном впрыске топлива он поступает непосредственно из бака в цилиндры с помощью электронного компьютера.

2. Система зажигания подает искры для воспламенения топливной смеси в цилиндрах.С помощью катушки зажигания и прерывателя контактов он заряжает 12-вольтовую батарею, которая, в свою очередь, выдает импульсы в 20 000 вольт. Они проходят через распределитель к свечам зажигания в цилиндрах, где создают искры. При воспламенении топлива в цилиндрах температура достигает 700 ° C и более.

3. В системе водяного охлаждения, в которой вода циркулирует по каналам в блоке цилиндров, отводя таким образом тепло. Он течет по трубам в радиаторе, которые охлаждаются нагнетаемым вентилятором воздухом.

4. Система смазки также снижает теплоотдачу, но ее функциональная задача — поддерживать покрытие движущихся частей маслом, которое под давлением подается к распределительному валу, коленчатому валу и механизму привода клапана.

5. Карбюратор — сердце бензиновых / бензиновых двигателей. Он точно дозирует топливно-воздушную смесь. Старые карбюраторы делают опережение искры, измеряя разницу давления между внешней и внутренней частями карбюратора. Также измеряется величина подъема дроссельной заслонки.Остатки двигателя, которые могут быть оксидом углерода или несгоревшими углеводородами, показывают, насколько хорошо работает карбюратор.


Классификация бензиновых двигателей

Поршневые двигатели подразделяются на несколько категорий. Некоторые из них:


1. По способу охлаждения,

а. Двигатели с воздушным охлаждением: тепло от двигателя излучается в окружающий воздух. Обычно используются алюминиевые ребра, поскольку они хорошо проводят тепло.Ребра увеличивают общую площадь контакта с окружающим воздухом, обеспечивая максимальный отвод тепла.

г. Двигатели с водяным охлаждением: в этих двигателях охлаждающая жидкость / вода циркулирует через рубашки, расположенные на цилиндре, для отвода тепла.


2. По количеству ходов,

а. Двухтактные двигатели : Завершает термодинамический цикл за два хода поршня (один оборот кривошипа).

г. 4-тактные двигатели : он завершает термодинамический цикл за четыре такта поршня (два оборота кривошипа).


3. В соответствии с расположением цилиндров,

а. Линейное расположение цилиндров: все цилиндры расположены по прямой линии.

г. V-образный двигатель или V-образный двигатель: два цилиндра наклонены друг к другу под углом 90 градусов.


4. В зависимости от расположения клапана, а. Одинарный верхний распредвал (SOHC)

г. Двойной верхний распредвал (DOHC)

Детали бензинового двигателя

Ниже приведены важные части бензинового двигателя: 1. Цилиндры 2. Блок цилиндров 3. Поршень и шатуны 4. Головка блока цилиндров Картер 5. Клапаны 6. Вал коленчатый Маховик 7. Выхлопная система 8. Распредвал Топливная система 9. Система смазки 10. Система зажигания

Работа бензинового двигателя

Обычно автомобили с бензиновым / бензиновым двигателем имеют четырехтактный двигатель, поскольку они более эффективны, чем двухтактный двигатель, и обеспечивают полное сгорание топлива для оптимального использования.Четырехтактный двигатель имеет четыре такта, а именно такты впуска, сжатия, мощности и выпуска.

1. Такт всасывания или впуска — первоначально при запуске двигателя поршень движется вниз по направлению к НМТ цилиндра, что создает низкое давление вверху. Вследствие этого открывается впускной клапан, и смесь, содержащая пары бензина и воздух, всасывается цилиндром. Именно через карбюратор смешивается соотношение бензин / бензин и воздух.

2. Ход сжатия — после этого хода впускной клапан закрывается.Поршень теперь движется к верхней (ВМТ) цилиндра, сжимая топливную смесь до одной десятой ее первоначального объема. Температура и давление внутри цилиндра повышаются из-за сжатия.

3. Рабочий ход — во время этого хода впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. Когда поршень достигает почти верхнего положения (ВМТ), свеча зажигания производит электрическую искру. Горение запускается системой зажигания, которая зажигает искру высокого напряжения через заменяемый на месте воздушный зазор, называемый свечой зажигания.Возникшая искра вызывает взрыв топливовоздушной смеси. Горячие газы расширяются и заставляют поршень двигаться вниз. Поршень соединен со штоком поршня, а шток поршня — с коленчатым валом. Все они движутся друг к другу из-за связи между ними. Коленчатый вал соединен с колесами автомобиля. Когда коленчатый вал движется, колеса вращаются и перемещают автомобиль.

4. Такт выпуска — в этом такте выпускной клапан остается открытым в начале. Поршень вынужден двигаться вверх из-за полученного импульса.Это заставляет газы перемещаться через выпускной клапан в атмосферу. Теперь выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается. После этого четыре такта двигателя повторяются снова и снова.

Приложения: Эти двигатели широко используются в транспортных средствах, переносных электростанциях для подачи энергии для работы насосов и другого оборудования на фермах. Многие небольшие лодки, самолеты, грузовики и автобусы также используют его.

Объем будущего: Постоянно ведутся исследования, чтобы повысить эффективность использования топлива, уменьшить количество загрязняющих веществ и сделать его более легким и компактным.Недавно инженеры Бирмингемского университета создали самый маленький бензиновый двигатель, способный заменить обычные батареи. Двигатель такой миниатюрный, что с ним можно потрогать кончиками пальцев.

Дизельный двигатель

Подобно бензиновому двигателю, дизель — это двигатель внутреннего сгорания, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию, которая вызывает возвратно-поступательное движение внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом двигателя, который обеспечивает движение, необходимое для приведения в движение колес транспортного средства.И в бензиновых, и в дизельных двигателях энергия выпущен в серии небольших взрывов, известных как горение. Топливо вступает в химическую реакцию с кислородом из воздуха, который забирается во время такта впуска двигателя. Зажигание в бензиновых двигателях происходит из-за искр от свечей зажигания, тогда как в дизельных двигателях топливо воспламеняется из-за тепла сжатия. При сжатии воздух нагревается.

Типы дизельных двигателей

Дизельные двигатели могут быть четырехтактными или двухтактными.

Четырехтактный дизельный двигатель

Работа четырехтактного дизельного двигателя следующая:

1. Такт впуска или всасывания начинается, когда поршень втягивает воздух в цилиндр через впускной клапан. Когда поршень достигает дна цилиндра, впускной клапан закрывается, задерживая воздух внутри цилиндра.

2. Такт сжатия начинается, когда поршень перемещается вверх по цилиндру, сжимая захваченный воздух.Давление повышается от 32 до 50 бар, а температура — до 600 градусов Цельсия.

3. Такт впрыска начинается где-то около ВМТ такта сжатия, топливо разбрызгивается в горячий воздух, воспламеняется и горит контролируемым образом из-за тепла сжатия, что приводит к такту мощности. 4. Такт выпуска начинается, когда поршень НМТ, поршень вытесняет все сгоревшие газы через открытый выпускной клапан. В верхней части такта выпуска выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, готовый принять свежий заряд воздуха, который возвращает двигатель в исходную точку.Цикл повторяется снова.

Двухтактный дизель

Дизельный двигатель работает так же, как четырехтактный дизельный двигатель, но уменьшает четыре хода поршня до двухтактных один раз вверх и один раз вниз по цилиндру.

1. Когда поршень находится в верхней части своего цилиндра, он находится на такте сжатия. Цилиндр заполнен сжатым перегретым воздухом. Дизельное топливо впрыскивается и воспламеняется. Поршень движется вниз по цилиндру для своего рабочего хода.Когда поршень приближается к нижней части рабочего хода, выпускные клапаны открываются, и большая часть сгоревших газов устремляется из цилиндра. Теперь, когда поршень продолжает двигаться вниз по цилиндру, он открывает ряд отверстий в стенке цилиндра, через которые вдувается сжатый воздух, выталкивая оставшиеся сгоревшие газы. из баллона и заправьте его свежим воздухом.

2. При движении поршня вверх он блокирует впускные отверстия, задерживая заряд свежего воздуха в цилиндре.Хотя поршень прошел лишь немного больше одного хода, он уже завершил свой рабочий ход, процесс выпуска и впускной цикл. Когда поршень поднимается вверх по цилиндру во время второго хода, он сжимает свежий воздух. Когда он достигнет В верхней части цилиндра происходит впрыск и сгорание, начиная цикл снова. Двухтактный двигатель производит один рабочий ход за каждый полный цикл, в то время как четырехтактный двигатель производит один рабочий ход за каждые четыре такта.

КПД двигателя

КПД двигателя

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Преобразование энергии топлива в полезную работу в двигателе внутреннего сгорания связано с рядом потерь. К ним относятся химические потери энергии в выбросах, потери тепла от двигателя и через выхлопные газы, а также потери при перекачивании газа и трение в двигателе. Соответственно, общий тепловой КПД тормоза двигателя является продуктом сгорания, термодинамики, газообмена и механического КПД.

Потери энергии в двигателе

Сводка убытков

Преобразование энергии топлива в полезную работу в двигателе внутреннего сгорания связано с рядом потерь. Основные потери энергии в двигателе и соответствующие коэффициенты эффективности показаны на Рисунке 1 [3038] . Другие исследования факторов, влияющих на эффективность двигателя, с акцентом на низкотемпературное сгорание, можно найти в литературе [4886] .

Рисунок 1 .Обзор потерь энергии в типичном двигателе внутреннего сгорания

Начиная со сгорания углеводородного топлива и выделения его энергии, небольшое количество топлива не полностью превращается в идеальные продукты сгорания CO 2 и H 2 O. Энергия, остающаяся в несгоревшем топливе и промежуточных продуктах сгорания, равна приходится на полноту сгорания .

Второй закон термодинамики определяет, что только часть энергии, выделяемой в процессе горения, может быть преобразована в полезную работу.Эта доля учитывается с помощью термодинамической эффективности , которая зависит от деталей цикла, используемого для преобразования тепла в работу. Для двигателей внутреннего сгорания верхний предел термодинамической эффективности обычно определяется расчетами циклов Отто и Дизеля. Энергия сгорания, которая не преобразуется в механическую работу, теряется в виде тепла либо за счет выпуска горячих выхлопных газов в окружающую среду, либо за счет передачи тепла через поверхности камеры сгорания. Показатель общей эффективности равен произведению полноты сгорания и термодинамической эффективности и отражает общую работу, произведенную сгоранием топлива.

Из энергии, которая была преобразована в работу, часть этой работы используется для подачи всасываемых газов в двигатель и удаления выхлопных газов. Эти потери при перекачке учитываются при КПД газообмена . Чистая показываемая эффективность . регулирует полную показанную эффективность, чтобы учесть работу, необходимую для перемещения газов в двигатель и из него.

Также необходимо выполнить некоторую работу для преодоления трения между поверхностями скольжения, такими как поршневые кольца и подшипники, и для приведения в действие необходимых вспомогательных устройств, таких как насосы для масла и охлаждающей жидкости.Последний относится к с механическим КПД . Как это ни странно, потери при газообмене и потери на трение иногда объединяются в одну потерю, которая используется для определения механического КПД. Это обсуждается ниже.

Оставшаяся работа, тормозная работа, таким образом, доступна от двигателя для выполнения полезной работы. Эффективность торможения (или тепловая эффективность тормоза) может быть выражена как:

η тормоз = η горение · η термодинамический · η газообмен · η механический (1)

Другой способ выразить эффективность торможения — [3980] :

η тормоз = η замкнутый цикл · η открытый цикл · η механический (2)

где:
η замкнутый цикл — КПД замкнутого цикла, при этом замкнутый цикл является частью 4-тактного цикла, когда впускные и выпускные клапаны закрыты.η закрытый цикл = η сгорание · η термодинамический
η открытый цикл — это КПД открытого цикла, открытый цикл является частью 4-тактного цикла, когда впускные или выпускные клапаны открыты. η открытый цикл = η газообмен

Следует отметить, что это обсуждение эффективности двигателя проводится с точки зрения процесса, используемого для преобразования тепла в работу, т. Е. Оно ограничено определенным типом машины и отражает ограничения машины или термодинамического цикла, используемого для преобразования тепла. работать.Эффективность также можно рассматривать с точки зрения топлива и количества топливной эксергии, которую можно преобразовать в работу. Более поздний подход, обсуждаемый ниже, является более общим и не ограничивается каким-либо конкретным термодинамическим циклом.

Топливо Энергия

В двигателе внутреннего сгорания воздух и топливо смешиваются с образованием горючей смеси, которая воспламеняется и выделяет энергию в виде тепла. Количество выделяемого тепла зависит от ряда факторов. Хотя количество топлива, захваченного в цилиндре, является основным определяющим фактором содержания энергии в захваченной воздушно-топливной смеси и, следовательно, общего количества тепла, которое может быть выделено, ряд вторичных факторов также важны.Эти второстепенные факторы включают детали о составе топлива, такие как тип элементов, содержащихся в топливе, и характер связей, соединяющих элементы вместе.

Для двигателей чистая энергия, выделяемая при сгорании, обычно представлена ​​более низкой теплотворной способностью (LHV) топлива, поскольку предполагается, что вода, полученная при сгорании, остается в парообразном состоянии. На рисунке 2 показана LHV ряда видов топлива, которые могут использоваться в двигателе внутреннего сгорания, в зависимости от их стехиометрического отношения воздух-топливо.Обратите внимание, что для углеводородного топлива LHV очень похожи и значительно выше, чем для топлива, содержащего кислород. Окисленные функциональные группы вносят меньший вклад в чистую энергию при сгорании, но при этом вносят значительный вклад в массу и объем топлива.

Рисунок 2 . Более низкая теплотворная способность (LHV) различных видов топлива по сравнению со стехиометрическим соотношением воздух-топливо

Данные из [391]

После того, как выбор топлива был определен, мощность двигателя определяется содержанием энергии воздушно-топливной смеси, удерживаемой в цилиндре перед сгоранием.Для двигателей, в которых смешивание воздуха и топлива осуществляется до подачи всасываемого заряда в цилиндр, эта энергия связана с количеством смеси воздуха и топлива, которое может быть введено и захвачено в цилиндр. Для двигателей, в которых смешивание воздуха и топлива происходит в цилиндре после IVC, это зависит от количества воздуха, которое может быть введено и захвачено в цилиндр. Можно показать, что [4730] :

Hport = ρmixLHVfλ · AFRstoich + 1H_port = {ρ_mix LHV_f} над {λ AFR_stoich +1} (3)

где:
H порт = содержание энергии на единицу объема цилиндра смеси, образовавшейся перед подачей в цилиндр, МДж / м 3
ρ смесь = плотность смеси, кг / м 3
LHV f = нижняя теплотворная способность топлива, МДж / кг
λ = относительная воздушно-топливная смесь
AFR stoich = стехиометрическая воздушно-топливная смесь

и

HDI = ρairLHVfλ · AFRstoichH_DI = {ρ_air LHV_f} над {λ AFR_stoich} (4)

где:
H DI = содержание энергии на единицу объема цилиндра смеси, образовавшейся в цилиндре после IVC, МДж / м 3
ρ воздух = плотность воздуха, кг / м 3

Следует отметить, что для большинства жидких видов топлива разница между H порт и H DI невелика.Однако для газообразного топлива, такого как метан, основного компонента природного газа, разница может быть более значительной, рис. 3. Кроме того, в некоторых случаях, когда воздух и топливо смешиваются в цилиндре перед IVC, порт H больше отражает энергию, которая может быть захвачена в цилиндре. Эффект повышения давления на впуске с помощью турбонагнетателя или нагнетателя в уравнении (3) и уравнении (4) учитывается с помощью члена плотности.

Рисунок 3 . Энергия сгорания на единицу объема цилиндра смеси метана и воздуха в зависимости от λ

При 0 ° C, 101.325 кПа

На рисунке 4 показаны значения H , порт и H DI для стехиометрических смесей нескольких видов топлива при стандартных условиях в зависимости от их стехиометрического соотношения воздух-топливо и основанные на наиболее распространенных способах их смешивания с всасываемым воздухом [4730] . Несмотря на наличие важных различий, следует отметить, что выходная мощность двигателя, работающего на любом из этих видов топлива, основанная только на плотности энергии смеси, будет очень похожей. Однако следует отметить, что одной плотности энергии смеси недостаточно для определения максимальной мощности двигателя.

Рисунок 4 . Энергия сгорания на единицу объема цилиндра смеси топлива и воздуха при λ = 1 в зависимости от стехиометрического отношения воздух-топливо

При 0 ° C, 101,325 кПа

###

Термодинамический анализ цикла Отто

Термодинамика это раздел физики, имеющий дело с энергией и работа системы. Он родился в 19 веке как ученые. впервые открыли, как строить и эксплуатировать паровые двигатели. Термодинамика имеет дело только с крупномасштабный ответ системы которые мы можем наблюдать и измерять в экспериментах.Как аэродинамики, нас больше всего интересует термодинамика двигательные установки а также высокоскоростные потоки. На этой странице мы рассматриваем термодинамику четырехтактный внутреннее сгорание двигатель. Сегодня большинство самолетов гражданской авиации или частных самолетов с двигателем внутреннего сгорания (IC) , как и двигатель в вашем семейном автомобиле.

Работа двигателя состоит из двух основных частей: механическая операция принадлежащий части двигателя, и термодинамика через который двигатель производит Работа а также власть.На этой странице мы обсуждаем основные термодинамические уравнения, которые позволяют для проектирования и прогнозирования характеристик двигателя.

В двигателе внутреннего сгорания топливо и воздух воспламеняется внутри цилиндра. Горячий выхлоп толкает поршень, который соединен к коленчатый вал производить мощность. Сжигание топлива не является непрерывным процессом, но происходит очень быстро через равные промежутки времени. Между возгоранием детали двигателя двигаться в повторяющейся последовательности, называемой циклом . Двигатель называется четырехтактным, потому что в нем четыре движения, или удары поршня за один цикл.

На рисунке мы показываем сюжет давление против газа объем на протяжении одного цикла. Мы разорвали цикл на шесть пронумерованные этапы на основе механической операции двигателя. Для идеального четырехтактного двигателя впускной ход (1-2) а также ход выпуска (6-1) делаются при постоянном давлении и не способствуют генерации мощности двигателем. В течение ход сжатия (2-3), работа производится на газе поршнем. Если предположить, что тепло не поступает газа во время сжатия, мы знаем связи между изменением объема и изменением давления и температуры из наших решений уравнение энтропии для газа.(гамма — 1)

где p — давление, T — температура, а гамма это соотношение удельные плавки. В течение процесс горения (3-4), объем поддерживается постоянным и выделяется тепло. Изменение температуры составляет дано

T4 = T3 + f * Q / cv

где Q — количество тепла, выделяемое на фунт топлива, которое зависит от топлива, f — соотношение топливо / воздух для сгорания, которое зависит от нескольких факторов. связанные с конструкцией и температурой в камере сгорания, и cv — удельная теплоемкость при постоянном объеме.(1 — гамма)

Между этапом 5 и этапом 6 остаточное тепло переведен к окружающей среде так что температура и давление возвращаются к начальным условиям 1 этап (или 2).

Во время цикла Работа производится на газе поршнем между ступенями 2 и 3. Работа выполняется газ на поршне между ступенями 4 и 5. Разница между работой, проделанной на газ и работа, проделанная с газом, показаны желтым цветом и являются произведенной работой. по циклу. Мы можем рассчитать работу, определив прилегающую площадь по циклу на p-V диаграмме.Но поскольку процессы 2-3 и 4-5 кривые, это сложно. расчет. Мы также можем оценить работу W по разнице тепла в газ. минус тепло, отводимое газом. Зная температуры, это более простой расчет.

W = cv * [(T4 — T3) — (T5 — T2)]

Время работы, умноженное на скорость цикла (циклов в секунду cps ), равно в мощность P производится двигателем.

P = W * cps

На этой странице у нас есть показан идеальный цикл Отто , в котором нет поступления тепла (или уходящий) газ при сжатии и силовых тактах, трения нет потери и мгновенное горение, происходящее при постоянном объеме.В реальности, идеального цикла не происходит, и есть много потерь, связанных с каждый процесс. Эти потери обычно учитываются коэффициентами эффективности. которые умножают и видоизменяют идеальный результат. Для реального цикла форма диаграммы p-V аналогичен идеальному, но площадь (работа) равна всегда меньше идеального значения.



Деятельность:

Экскурсии с гидом

Навигация ..


Руководство для начинающих Домашняя страница

Диаметр цилиндра и ход поршня

Диаметр цилиндра и ход поршня
Гленн

Исследовательский центр

На этой странице мы представляем некоторые технические определения, которые используются описать двигатель внутреннего сгорания.На рисунке показана компьютерная анимация одного цилиндра братьев Райт. Авиадвигатель 1903 года. Небольшой раздел коленчатый вал показан красным, поршень и шток показаны серым, а цилиндр, содержащий поршень, показан синим цветом. Мы сократили цилиндр, чтобы мы могли заметить движение поршня.

Коленчатый вал делает один оборот при движении поршня. сверху цилиндра (внизу слева на рисунке) вниз (вверху справа) и обратно вверх.Поскольку поршень соединен с коленчатым валом, можно отметить движение поршня по углу поворота коленчатого вала.

Нулевые градусы возникают, когда поршень находится в верхней части цилиндра. С тех пор составляют 360 градусов за один оборот, поршень находится внизу при угле поворота коленвала составляет 180 градусов. Расстояние, пройденное поршнем от нуля градусов до 180 градусов называется ходом — S поршня. Это объясняет, почему двигатель Райта и современные автомобильные двигатели называют четырехтактные двигатели.2/4

Этот объем называется объемом рабочей жидкости , потому что Работа выполняется движущимся газом под давлением, равным давлению газа, умноженному на объем перемещаемого газа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *