0,5 литра – максимум! Краткая история эволюции автомобильных двигателей
400−500 кубических сантиметров — именно такой рабочий объём одного цилиндра двигателя считается оптимальным. И с точки зрения материалоёмкости мотора, и с точки зрения оптимальности термодинамических процессов. Но к такому решению конструкторы пришли относительно недавно.
Период проб и ошибок
Принято считать, что первый в мире автомобиль с бензиновым двигателем построил немец Карл Бенц в 1885 году. И хотя до него австриец Зигфрид Маркус уже строил самобеглые повозки, оснащённые бензиновым ДВС, но первый аппарат Маркуса был предельно несовершенным, а второй появился позже автомобиля Бенца. Так вот, официально признанный первым автомобиль имел четырёхтактный одноцилиндровый двигатель рабочим объёмом чуть менее одного литра. Реальная мощность этого двигателя составляла 0,9 л.с. при 400 об/мин. И при массе 265 кг эта коляска с мотором разгонялась до 16 км/ч.
Как только автомобили стали походить на что-то приемлемое для осуществления транспортной функции, то сразу выяснилось, что имеющиеся моторы очень слабы для этой самой функции. А увеличивать объём цилиндра можно только до определённого предела, за которым конструкция оказывалась предельно циклопической, совсем разбалансированной с точки зрения термодинамики и малопригодной для практического применения. Тем не менее, до 5 литров таки дошли. А когда освоили технологию литья и производства многоцилиндровых моторов, то появились монстры с рабочим объёмом за 20 литров. Отличались они запредельным расходом топлива, огромной массой и малыми оборотами. Двигатель самого знаменитого гоночного автомобиля нулевых годов XX века, немецкого Blitzen Benz, хоть и развивал 200 л.с., но не раскручивался свыше 1600 об/мин. И предназначался он только для участия в гонках, а именно — для установления рекорда скорости. И он его установил, развив 23 апреля 1911 года скорость 228,1 км/ч.
Ни для каких иных целей, кроме гоночных, использовать этот аппарат и этот двигатель было решительно невозможно.
Читайте также
Вредные привычки за рулемЧто мы делаем не так, управляя автомобилем?
И вот тут началось самое интересное. Нужно было радикально уменьшать размеры мотора, но при этом не терять в мощности и иметь более-менее приемлемый расход топлива. Выход из этой ситуации был известен ещё со времён Исаака Ньютона: мощность — есть произведение крутящего момента на обороты. Вывод — нужно увеличивать обороты. Но массивные поршни и шатуны своей инерционностью этому всячески препятствовали, а далеко не самые скоротечные и крайне неоптимальные термодинамические процессы в 5-литровом цилиндре только подливали масло в этот безвыходный огонь. Следующий вывод — нужно уменьшать рабочий объём цилиндра и увеличивать их количество.
Технологи очень быстро научились делать заготовки для многоцилиндровых блоков цилиндров и длинные коленчатые валы, которые не совсем сразу разваливались от высокого уровня крутильных колебаний.
И уже в 1930-е годы всё более-менее устаканилось. Объём одного цилиндра — не больше литра (а лучше — чуть меньше) при отдаче 10−15 л.с. при 3000−4000 об/мин, и степени сжатия около 6. Можно, конечно увеличивать эту самую степень сжатия, но здесь сдерживающим фактором являлась возможность промышленности по выпуску высокооктановых бензинов. Хочется помощнее мотор — увеличивай количество цилиндров. И это количество дошло аж до 16-ти.
Гоночные моторы, правда, выдавали «на гора» значительно больше мощности при бОльших оборотах. Достигалось это уменьшением инерционности движущихся деталей двигателя: применялись многоклапанные головки блоков цилиндров с расположенными в них распредвалами, вместо тяжёлых чугунных поршней внедрялись алюминиевые и так далее. То есть — довоенные гоночные моторы очень походили на то, что появится на массовых автомобилях только в 1970-х. Но сорока годами раньше все эти нововведения были или очень дороги, или имели крайне малый ресурс. Что для гонок, впрочем, было не особо значимым недостатком.
Обретение стабильности
Но ещё до войны инженеры поняли, что наполнение цилиндров путём засасывания поршнем воздуха и подачи такого количества бензина, которое полностью может сгореть в этом воздухе — путь тупиковый с точки зрения повышения отдачи мотора. И начали применять сначала компрессорный наддув, а потом и турбонаддув. Но опять только для гонок. Ибо получалось как обычно — очень дорого и недолговечно.
На послевоенное время пришёлся очередной виток эволюции двигателей. Можно сказать, что те самые спортивные наработки 20−30-х годов начали проникать в массовое производство на волне внедрения новых технологий конструкционных материалов. Но принципиально мало что изменилось — сдерживающий фактор в виде невозможности повышать отдачу одного цилиндра никуда не делся. Массовые моторы постепенно стали обретать тот облик, который стал привычным к концу XX века. А именно: 20−30 л.с. с одного цилиндра при 5500−6000 об/мин и степени сжатия в районе 10. А сам объём одного цилиндра стремительно «убегал» в рамки 300−500 куб.
см и только изредка выходил за них.
Вы спросите — почему именно такие рамки? Ответ частично уже дан немного выше, а именно — в таком объёме достигается наилучшее и самое оптимальное соотношение массы и размеров деталей мотора и тяговой эффективности вкупе с минимальным расходом топлива. И снова: хочешь больше мощности — увеличивай количество цилиндров. Что и было реализовано, например, в Америке. Где уже в 1960-х никого не интересовал рабочий объём мотора и мощность, а ограничивались лишь «мерянием» количеством цилиндров.
И вот к началу 1990-х годов конструкторская мысль окончательно остановилась, так как дальше развиваться уже было некуда. Оптимальный и продающийся на рынке за приемлемую для всех цену 4-цилиндровый мотор имел объём от полутора до двух литров и отдачу от 90 до 150 л.с. при 6000 об/мин. С редкими исключениями в виде моторов 2.7 л типа ЗМЗ-409 или Toyota 3RZ-FE.
Но если так называемый прогресс не развивается сам, то его нужно подстегнуть, иначе — крах самой идеи капиталистического общества, где постоянный прогресс — главная социальная добродетель после прибыли.
Современная технологическая и конструкторская мысль тяжело вздохнула и достала с дальней полки забытый было турбонаддув. Ведь сам принцип использования «дармовой» энергии выхлопных газов для подачи в цилиндры большего количества воздуха был известен давно. Ну и до кучи начали ещё тщательнее «оптимизировать» все остальные элементы двигателя. Вот так появились «облегчённые» Т-образные поршни, которые были уже не в состоянии «держать» масляную плёнку на стенках цилиндров, прецизионные и нежные форсунки, распыляющие топливо практически на отдельные атомы, малоинерционные турбины с регулируемыми крыльчатками, управляемые термостаты, задирающие рабочую температуру двигателя, безгильзовые «одноразовые» блоки и так далее. Радикально уменьшился рабочий объём и количество цилиндров, вплоть до 2-х у ФИАТа и 3-х у БМВ.
Читайте также
Lada X-Ray: самый массовый кроссовер?До старта производства осталось четыре недели
Всё это хозяйство, как изначально хотели, ещё больше снизило расход топлива, но относительно нормально оно работает только при равномерном и размеренном движении по трассе. Как только появляется рваный «пробочный» режим — всё, туши свет и мирись с запредельным расходом масла, закоксовыванием колец и быстрым умиранием мотора на радость маркетологам и их хозяевам из трансконтинентальных корпораций.
Но самое главное, что дальше «развиваться» уже некуда. Современный ДВС, сжигающий углеводороды, достиг предела совершенства. И как бы ни старались разного рода «зелёные» или другие структуры подтолкнуть «прогресс» дальше, ничего у них не получится. Но это уже совсем другая история, которая может начаться уже очень скоро.
Объём двигателя. Что такое полезные литры?
Одной из первых характеристик для каждого автомобиля производители пишут объём двигателя.
Мы привыкли называть моторы «полуторалитровыми», «двухлитровыми» или «трехлитровыми», имея в виду именно этот показатель. Однако не для всех начинающих автовладельцев понятно, что именно понимается под «объёмом двигателя?»
Из этой статьи вы узнаете:
- Из чего складывается полезный объём двигателя
- Объём и расход топлива
- Объём и крутящий момент двигателя
- Объём и ресурс
Из чего складывается полезный объём двигателя
Двигатель, а точнее, его блок, состоит из нескольких цилиндров. Чаще всего их четыре, реже — шесть или восемь, а в больших внедорожниках и автомобилях премиум-класса может быть и десять и двенадцать. Иногда встречаются двигатели с тремя или пятью цилиндрами.
Сумма объемов этих цилиндров и составляет рабочий объем двигателя. В свою очередь, объем каждого цилиндра (если точнее, то объем камеры сгорания цилиндра) – это объём пространства между крайними положениями поршня (нижней и верхней мертвыми точками).
Расположение цилиндров роли не играет.
Объём цилиндра очень редко когда бывает кратным целому числу, обычно он составляет 0.398л, или 0.579л и т.д. Из-за этого общий объём двигателя так же почти никогда не бывает кратным целому числу, а двигатели привычного объёма 1.6 литра на самом деле являются двигателем с объёмом 1.598 л, двухлитровые – 1.988 л и т.д.
Объём и расход топлива
Камера сгорания – это замкнутое пространство цилиндра, с одной стороны которого – неподвижный блок с клапанами, с другой – подвижный поршень. Через клапана в цилиндр поступает смесь топлива и воздуха и в нужный момент воспламеняется, толкая поршень. Получившаяся в результате сгорания смеси энергия передается с поршня на коленвал и его маховик, дальше посредством трансмиссии – на колеса. ?? так происходит несколько тысяч раз в минуту.
Казалось бы, логично предположить прямую зависимость расхода топлива и мощности двигателя от его объема — чем больше топливо-воздушной смеси можно закачать в цилиндры – тем более мощный двигатель можно получить.
В прошлом веке это приблизительно так и было.
Сегодня – век современных технологий, и не стоит удивляться, что некоторые двухлитровые моторы имеют меньший расход топлива, чем некоторые 1,5-литровые. Безусловно, связь между объемом и расходом с мощностью осталась, но на эту прямую связь теперь оказывают влияние множество других факторов.
Например, при одном и том же объеме четырех цилиндров 16-клапанный двигатель будет мощнее и экономичнее, чем 8-клапанный, благодаря более оптимальному процессу закачки топливо-воздушной смеси и удаления отработавших газов.
В свою очередь, инжекторный двигатель будет заметно мощнее и экономичнее карбюраторного, потому что процессами сгорания топлива в инжекторе управляет электроника.
Так же расход двух двигателей одинакового объёма может сильно отличаться в зависимости от настроек системы впрыска, наличия всевозможных систем, уменьшающих загрязнение выбросов двигателя и наличия ряда других показателей, включая тип трансмиссии и стиль вождения конкретного водителя.
Объём и крутящий момент двигателя
Стоит отметить, что объем двигателя напрямую влияет на один их важнейших параметров – крутящий момент. Да, можно и литровый двигатель раскрутить при помощи турбины, четырех клапанов на цилиндр и современной системы впрыска, сняв с этого мотора трехзначное количество лошадиных сил при 6000-7000 оборотов в минуту. Но двухлитровый дизель на 1500 оборотов будет тянуть гораздо сильнее.
Поэтому малолитражные двигатели вполне уместны на автомобилях гольф-класса, но совершенно неприемлемы в тяжелых седанах бизнес-класса, пикапах или минивэнах.
Объём и ресурс
Есть еще один немаловажный показатель, который напрямую зависит от объема двигателя – это его ресурс. Если взять мотор объемом 1,3 литра мощностью 130 сил и такой же по мощности двухлитровый.
При прочих равных условиях второй прослужит заметно дольше, потому что из 1,3-литрового эти силы приходится «выжимать» всевозможными технологиями в ущерб его ресурсу, в то время, как для двухлитрового это его естественная мощность.
Таким образом, общий мировой тренд к уменьшению объёма двигателей с одновременным повышением их мощности, которого придерживаются практически все автопроизводители, неизбежно ведёт к уменьшению ресурса и снижению общего срока эксплуатации автомобиля, что, разумеется, в конечном итоге сказывается на кошельке покупателей.
Какой объем двигателя автомобиля вам подходит? — Все о покупке подержанных автомобилей
Когда дело доходит до вождения автомобиля, нет ничего более важного, чем объем двигателя или объем двигателя в целом, если вы делаете покупки. Сделайте неверный выбор, и вы, вероятно, будете сожалеть об этом довольно долго. Однако, чтобы выбрать правильный, вам нужно посмотреть, в чем заключаются различия, как они влияют на ваше вождение и что вы должны помнить все время в долгосрочной и краткосрочной перспективе.
Все это кажется слишком сложным, и это во всех
справедливость. Если вы еще не разбираетесь в автомобилях, все всегда может стать беспокойным.
Лучшее, что вы можете сделать для себя, это читать подобные статьи из
авторитетные источники, такие как CarExamer, и узнайте, что к чему.
Давайте разберемся.
Малые двигатели
Первый выбор для многих людей при покупке автомобиля — это поиск автомобилей с меньшим двигателем. Обычно это двигатели объемом 1 литр, 1,2 или 1,4 литра, и все они примерно относятся к одной категории мощности в зависимости от того, какой автомобиль вы покупаете. Обычно они тоже бензиновые (что само по себе может быть преимуществом).
Вообще говоря, это может быть лучшим выбором для вас тоже, в зависимости от того, что вы собираетесь делать с машиной в конце концов. Цель вашего автомобиля всегда находится в центре вашего вождения, так что имейте это в виду. Эти автомобили с меньшим двигателем часто идеально подходят для коротких поездок на работу и продолжительное топливо (при экономичной езде). Обычно они самые дешевые вариант тоже.
Pros
- Идеально подходит для коротких расстояний
- Экономия топлива
Минусы
- Небольшие автомобили
- Меньшая мощность
Средние двигатели
Повышение уровня, вот где автомобили среднего класса
приходите.
При большем объеме двигателя есть несколько вещей, которые вам все же здесь тоже надо помнить. Есть причина, по которой это не всегда люди в первую очередь машины после ал. страховка на них, вероятно, будет немного больше, чем до. В конце концов, с дополнительной силой приходит и дополнительная ответственность.
Плюсы
- Идеален для езды на средних дистанциях
- Экономичный и удобный
Минусы
- Дороже
- Может быть меньше 9002 1
- Удобство
- Мощнее
- Неясность
- Дорого
- Мощность
- Эконом
- Страховка
- Экономичный
- Мощный
- Может быть неудобно
- Потенциально меньшая мощность
- Эконом
- Сочетает в себе все другие преимущества
- Новый
- Дорогой
Большие паровозы
Вы, наверное, уже предвидели это, но в конце
конец шкалы — автомобили с большим двигателем, и это серьезно
расплывчато, если вы не знаете, что ищете. Они могут быть любыми 2 литра
плюс, и это включает в себя все, от ваших представительских или роскошных автомобилей, таких как более крупные
Мерседесы и Ауди до Лендроверов и 4х4, а потом и до конца
в спортивные категории.
Это огромный выбор автомобилей.
Преимущества этих автомобилей говорят сами за себя. Они есть почти всегда будет намного мощнее, чем что-либо еще в списке, но это, конечно, связано с тем, что они самые дорогие в списке. С при этом они, как правило, самые востребованные (и, вероятно, самые приятная поездка). Все зависит от предпочтений и типа автомобиля. идти за. Получить бизнес-автомобиль представительского класса будет лучше для каждый день ездить на работу за 50 миль или ездить на встречи, в то время как Porsche может быть немного быстрее. Вы поняли идею.
Плюсы
Минусы
Турбодвигатель s
Один огромный фактор размера двигателя, который может применяться к любому из
эти категории — технология турбонаддува, и это то, что нам нужно обсудить
о том, прежде чем мы перейдем на следующий уровень автомобильных двигателей. Применение
двигатель с турбонаддувом может полностью изменить правила игры в любой из категорий и может
добавить больше мощности автомобилям без необходимости в более крупных двигателях.
Любой двигатель от 1 до 4 литров может быть с турбонаддувом, и это сразу же добавляет автомобилю больше мощности. Это значит что даже с меньшим автомобилем вам не всегда придется жертвовать скоростью или мощностью (как и с хот-хэтчами). Не забудьте добавить это в свое решение!
Плюсы
Минусы
Электрический
Отказ от бензина и дизеля двигатели, которые охватывают все размеры двигателей, которые мы рассмотрели, есть еще один огромный плюс и грядущий тип двигателя, и это полностью меняет представление о размерах двигателя. Электродвигатели двигают вещи в совершенно противоположном направлении. Сила этих автомобилей исходит от совершенно нового вида топлива, которое представляет собой электричество, работающее от аккумуляторов. (подробнее см. здесь)
Преимущества этих машин говорят сами за себя. Электродвигатель, конечно же, не использует топливо, что является самым большим преимуществом.
Это лучше для окружающей среды и лучше для экономии топлива (после того, как вы преодолеете обычно более высокую цену). Возможно, найти точку зарядки будет немного неудобнее, но постоянно появляются новые инновации, которые делают их все лучше и лучше для вашего автомобиля. Тем не менее, они все еще сложные машины, и, как и все автомобили, у них все еще могут быть проблемы. Запомни.
Плюсы
Минусы
Наконец, прежде чем мы продолжим, давайте посмотрим на еще один переломный момент, очень похожий на турбонаддув. Все не всегда так черно-белое как подбор нужного объема двигателя. Гибридная технология, вероятно, лучшим примером этого, даже если это сложные машины (и могут больше ошибаться).
Когда вы добавите все преимущества электродвигателя к
Преимущества среднего двигателя, как и у большинства гибридов, вы действительно можете получить лучшее
обоих миров.
Обычно они самозаряжаются от электричества,
и тогда более низкий расход топлива защитит вас и там. Это беспроигрышный вариант без
цена тоже намного больше.
Плюсы
Минусы
Что нужно помнить: топливо, комфорт, мощность, предназначение, цена
После всего сказанного и сделанного, остальное зависит от вас. Всегда помните, что вам нужно от машины, прежде чем нагружать двигатель. размер. Помните об экономичности, стоимости, комфорте, мощности и цене. Все эти вещи по-разному отражаются друг на друге, и у всех нас разные потребности.
Приятного вождения!
Краткое руководство по размерам автомобильных двигателей
Вернуться к советам и руководствамСоветы и руководства | 22.04.2021
Объем двигателя — это стандартный поисковый фильтр, когда вы хотите купить автомобиль в Интернете.
И не зря. Точно так же, как при выборе между ручной и автоматической коробкой передач, важно знать, что означают различные варианты, чтобы вы могли найти автомобиль, который подходит именно вам. Вот наше краткое руководство, чтобы вы были в курсе.
Объем двигателя автомобиля измеряется количеством топлива и воздуха, которые могут быть пропущены через его цилиндры. Как правило, чем больше двигатель, тем больше топлива и воздуха он может протолкнуть, тем больше мощности вы получаете.
Этот объем измеряется в кубических сантиметрах (см), но объемы двигателей обычно указываются в литрах, поскольку 1000 см3 соответствует 1 литру. Итак, вы слышите, например, о 1,0-литровых двигателях или 2,0-литровых двигателях. Объем двигателя округляется до ближайшей десятой доли литра, поэтому, например, 1040 куб. см будет описан как 1,0-литровый двигатель.
Автомобиль с большим двигателем, в котором больше места для воздуха и топлива, как правило, будет более мощным, чем автомобиль с маленьким двигателем.
Это, безусловно, верно, если сравнивать две старые машины. Но совсем недавно появление двигателей с турбонаддувом означает, что двигатели меньшего размера могут быть более мощными, чем в прошлом.
Турбокомпрессор — это способ увеличения мощности двигателя того же объема. Он использует выхлопные газы, которые обычно расходуются впустую, чтобы нагнетать больше воздуха в цилиндры.
Таким образом, автомобили теперь могут быть оснащены двигателями меньшего размера с турбонаддувом вместо более крупных и менее экономичных.
Двигатели с турбонаддувом становятся все более популярными, поскольку они обеспечивают большую экономию топлива и более низкий уровень выбросов выхлопных газов. Меньший двигатель также делает автомобиль легче.
Примером может служить двигатель Ford EcoBoost. 1,0-литровый двигатель может обеспечить производительность, аналогичную более старому, более тяжелому 1,6-литровому бензиновому двигателю, сообщает производитель автомобилей [1] .
Как правило, автомобили с большими двигателями дороже в эксплуатации. Получение страховки может быть более дорогим, поскольку они могут быть более желанными для воров, чем более дешевые и менее мощные двигатели.
Однако это не единственный фактор, который может повлиять на стоимость вашей страховки. Ваш возраст, род занятий и ряд других факторов также играют роль.
Большие двигатели также сжигают топливо быстрее. Таким образом, если вам не нужна вся эта мощность, покупка автомобиля с двигателем меньшего размера может сэкономить вам деньги на заправках и будет лучше для окружающей среды.
Какой объем двигателя выбрать?К настоящему моменту вы уже поняли, что это не так просто, как принять объем двигателя за чистую монету.
В конечном итоге все зависит от ваших потребностей, вашего образа жизни и того, как вы обычно используете свой автомобиль. Если вы предпочитаете короткие поездки по городу, вам может понадобиться автомобиль с меньшим двигателем.