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
- Как определить объем цилиндра двигателя
- Что в итоге
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.
Объем двигателя и базовая формула для его расчета
Содержание
- Как узнать точный объем мотора
- Общий принцип работы ДВС
- В каких единицах измеряется объем движка и как его посчитать
- Влияет ли объем движка на характер движения автомобиля
- Всегда ли большая кубатура гарантирует увеличение мощности
- Классификация легковых авто по литражу
- Как самому добавить объем мотору
- Плюсы и минусы двигателей с большой кубатурой
- Только ли от кубатуры зависит потребление топлива
- Достоинства ДВС с небольшим литражом
Чем больше объем двигателя, тем больше он получает топливной смеси. Таким образом повышается мощность мотора и увеличивается количество выдаваемых им лошадиных сил, но одновременно растет и расход топлива. Чтобы выбрать транспортное средство, которое будет идеально отвечать запросам водителя, важно знать, как узнать кубатуру силового агрегата, и на что еще влияет этот показатель.
Как узнать точный объем мотора
Точный объем двигателя автомобиля или мотоцикла не всегда совпадает с заявленным автоконцерном. Например, если кубатура силового агрегата 1596 см3, то он будет обозначен, как 1,6 л, а 2438 см3 — 2,4 л. Рассчитать правильное значение можно самостоятельно, для этого требуется только знать параметры движка и формулу, которую мы рассмотрим ниже.
ДВС Форд Мустанг мощностью 558 лошадиных сил.Общий принцип работы ДВС
Чтобы разобраться, что такое рабочий объем двигателя важно понять, как именно работает силовой агрегат. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя несколько цилиндров, внутри которых вверх-вниз перемещаются поршни, сжимая топливную смесь или выводя отработанные газы:
- Когда поршень поднимается к верхней мертвой точке, топливная смесь возгорается.
- Получившийся взрыв отбрасывает поршень обратно, в нижнюю мертвую точку — это движение сообщает крутящий момент коленвалу, и далее на привод автомобиля.
- Деталь по инерции снова поднимается, выталкивая отработку.
- Опускаясь во второй раз, поршень освобождает место для поступления новой топливной смеси. Далее он поднимается, и цикл повторяется снова.
Четырехтактный силовой агрегат совершает несколько тысяч полных циклов в минуту.
В каких единицах измеряется объем движка и как его посчитать
Объем камеры сгорания является рабочим объемом цилиндра. Камерой сгорания называют расстояние от верха цилиндра до конца рабочей камеры, который отмечает нижняя мертвая точка хода поршня. Литраж двигателя это полный рабочий объем агрегата.
Рабочий объем многоцилиндрового двигателя является суммой объемов всех камер сгорания мотора.
Для подсчета объема можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, но и вручную это сделать совсем несложно. Определить рабочий объем цилиндра можно по формуле:
3,14 (число Пи) х D (диаметр цилиндра) х S (ход поршня).
Как узнать объем бензинового двигателя:
- Измерить диаметр цилиндра (при разобранном движке), или воспользоваться документацией на авто: диаметр поршня можно считать равным этому же показателю камеры сгорания.
- Умножить полученное число на 3,14.
- Узнать высоту от верха до конца рабочей камеры, который отмечает нижняя мертвая точка хода поршня и перемножить с найденным выше значением. При подсчете необходимо использовать одинаковые единицы измерения: если диаметр цилиндра указан в сантиметрах, то и величину хода поршня следует перевести в них же.
- Умножить результат на число цилиндров. Если все измерения производились в сантиметрах, вы получите объем двигателя в см3.
Единственный в мире 16-цилиндровый ДВС на Bugatti Veyron (1001 л. с.).Чаще всего на вопрос, «В чем измеряется объем двигателя?», автовладельцы отвечают: «В литрах». Чтобы перевести в них полученный результат, его следует разделить на тысячу (1000 см3 = 1 л).
Влияет ли объем движка на характер движения автомобиля
Главное, на что влияет объем двигателя легкового авто — это мощность и, соответственно, скорость: чем больше «лошадок» под капотом, тем сильнее способно разгоняться транспортное средство.
ДВС с турбонаддувом — исключение из правила: за счет дополнительной подачи воздуха, они способны развивать большую мощность даже при относительно скромной кубатуре.
На что влияет объем двигателя, помимо мощности:
- Срок службы мотора. Например, Рено Дастер имеет мотор 1,5 л мощностью 150 л. с., а Киа Оптима — двухлитровый движок аналогичной мощности. При одинаковом использовании ресурс Киа будет больше, потому что из 1,5-литрового заявленные лошадиные силы придется принудительно выжимать при помощи различных технологий, а для мотора объемом 2 л это естественная мощность.
- Динамика машины. Сильный движок способен быстрее разгоняться.
- Грузоподъемность и проходимость.
Общая тенденция большинства автоконцернов — уменьшение объема ДВС и одновременно увеличение их мощности приводит к уменьшению ресурса мотора и срока службы автомобиля.
Всегда ли большая кубатура гарантирует увеличение мощности
Объем двигателя непосредственно влияет на мощность только у легковых авто. Для КамАЗов и других грузовых машин крутящий момент — более значимый параметр, чем количество «лошадок». Например, литраж КамАЗ-54115 — 10,8 л, но его мощность около 240 л. с., а трехлитровый дизельный движок БМВ Х5 способен выдавать 218 л. с.
Cummins ISX15 на КамАЗ 65228.Самый мощный из КамАЗов — 65228, на нем установлен 600-сильный рядный шестицилиндровый дизельный ДВС Cummins ISX15.
Классификация легковых авто по литражу
Рабочий объем двигателя — основной критерий, по которому классифицируют легковые машины. Для бензиновых моторов принято деление на:
- Микролитражные — до 1,1 л;
- Малолитражные — от 1,2 до 1,7 л;
- Среднелитражные — от 1,8 до 3,5 л;
- Крупнолитражные — больше 3,5 л.
Также существует европейская классификация с буквенными маркировками:
- В — компактные авто от 1,0 до 1,6 л;
- С — машины среднего ценового сегмента от 1,4 до 2,0 л;
- D — большие семейные автомобили от 1,6 до 2,5 л;
- Е — авто бизнес-класса с кубатурой движка от 2 л.
Машины классов J (внедорожники), М (минивены) и S (спорткары) не имеют ограничений по емкости ДВС.
Во многих странах от кубатуры зависит размер транспортного налога. В России за основу для налогообложения берется не литраж мотора, а лошадиные силы, но этот показатель также напрямую связан с объемом ДВС.
Как самому добавить объем мотору
Сделать больше физический объем камеры сгорания можно тремя способами:
- Приобрести поршни большего диаметра и произвести расточку цилиндра под эту величину.
- Установить коленвал с большей высотой хода.
- Объединить оба вышеперечисленных метода.
Расточку невозможно сделать самостоятельно — за этим придется обращаться к специалистам. Чтобы не ошибиться с выбором фирмы, стоит обращать внимание на отзывы ее реальных клиентов.
Определяя новые размеры камеры сгорания, важно помнить, что слишком тонкие стенки цилиндров будут приводить к перегреву мотора, а излишне большая камера — к возникновению детонации.
Перед тем, как решиться на расточку движка, учитывайте, что, по заявлению большинства автопроизводителей, ДВС рассчитаны только на три капитальных ремонта, и после этого уже подлежат утилизации.
Плюсы и минусы двигателей с большой кубатурой
Разобравшись, что означает объем двигателя, посмотрим, чем хороши автомобили с мощными моторами, и какие у них могут быть недостатки.
Плюсы объемных силовых агрегатов:
- Быстрый набор скорости, что особенно удобно во время обгона при движении по трассе.
- Использование системы климат контроля, которая забирает часть мощности, незначительно влияет на динамику машин со значительной кубатурой.
- Нет необходимости приобретать авто с турбированным движком, который, зачастую бывает капризным и очень дорогим в обслуживании.
- Быстрый прогрев даже в очень холодную погоду.
К минусам ДВС большим литражом относятся:
- Повышенный расход топлива, преимущественно по городу. Большие камеры требуют больше горючего, к тому же, во время стояния в пробках емкий мотор на холостом ходу также активно расходует бензин. При движении по трассе ситуация лучше — мощный движок быстрее разгоняет автомобиль до необходимой скорости, сокращая время езды в неэкономичном режиме.
- Высокая цена. Сильные моторы требуют сложной электроники, а также надежной подвески и трансмиссии, что напрямую влияет на стоимость автомобиля.
- Дорогое обслуживание и большие, чем у малолитражек налоги.
Только ли от кубатуры зависит потребление топлива
На экономичность транспортного средства влияет не только объем двигателя, но и система подачи горючего:
- 8-клапанный ДВС будет расходовать больше бензина (или дизтоплива), чем 16-клапанный, за счет того, что у последнего более сбалансирована система подачи горючего и вывода отработки.
- Инжекторные силовые агрегаты менее прожорливы, чем карбюраторные, так как необходимое количество топлива в них отмеряет электроника.
- Вид трансмиссии, настройки впрыска и других систем, и даже манера вождения влияют на расход бензина или дизтоплива.
Конечно, при всем желании расход горючего на ВАЗ-21214 (Нива) не сравнится с экономичностью Оки, но при правильных параметрах мотора и стиле вождения, можно снизить траты.Чем сложнее система впрыска топлива, тем экономичнее, экологичнее (но и дороже) автомобиль.
Достоинства ДВС с небольшим литражом
Машина, которая может похвастаться хорошей тягой на низких оборотах, но имеет небольшой объем ДВС, вполне подойдет для езды по городу. Такие автомобили менее «прожорливы», дешевле в обслуживании и, зачастую, имеют меньшую цену, а модели с трубированными движками способны выдавать мощность, превышающую возможности аналогичной кубатуры при стандартной подаче топлива.
1,5-литровый VTEC Turbo от Honda может выдавать до 177 л. с. (при испытаниях на стенде).Включенный кондиционер «перетягивает» на себя часть мощности мотора, поэтому при движении на машине со слабым движком водителю в таком случае постоянно придется переключаться на более низкие передачи.
Почему 0,5-литровые цилиндры скоро будут доминировать в конструкции автомобильных двигателей – Статья – Автомобиль и водитель
Из номера журнала за февраль 2015 г. 500 кубических сантиметров как идеальный рабочий объем на цилиндр для двигателей внутреннего сгорания. Эти забытые пионеры пришли к выводу, что 500-кубовый цилиндр с длиной хода поршня больше диаметра его цилиндра улучшает процесс сгорания, сводя к минимуму отношение внутренней поверхности двигателя к объему, когда поршень приближается к верхней мертвой точке. Стремясь оптимизировать мощность и эффективность использования топлива при одновременном снижении выбросов, три местных производителя — BMW Group, Mercedes-Benz и Volkswagen Group — быстро присоединились к клубу 500 с форсированными двигателями с непосредственным впрыском и длинным ходом поршня. Fiat Chrysler, Jaguar Land Rover и Volvo также подают заявки на членство. Несомненно, последуют и другие бренды, отчасти потому, что интервалы между двигателями объемом 500 куб. В то время как гибриды и электромобили помогут перейти к увеличению пробега и снижению выбросов, обновленные версии 139 Николауса Оттолетний двигатель — многие с 500-кубовыми цилиндрами — будет продолжать делать тяжелую работу.
На сегодняшний день BMW является самым активным сторонником 500-кубового цилиндра с трех-, четырех- и шестипоршневыми бензиновыми и дизельными двигателями объемом пол-литра, которые либо уже производятся, либо готовятся к внедрению. Новейшее семейство бензиновых двигателей BMW TwinPower Turbo, представленное в 2015 году в Mini Cooper Hardtop, имеет диаметр цилиндра 82 мм (3,23 дюйма) и ход поршня 94,6 мм (3,72 дюйма), а также непосредственный впрыск топлива, переменный впускной и синхронизация выпускного клапана и переменная система подъема впускного клапана. Этот модульный подход обеспечивает 60-процентную унификацию компонентов для трех газовых двигателей и от 30 до 40 процентов для соответствующих двух дизельных двигателей.
Важен не только 500-кубовый рабочий объем, но и размеры, обеспечивающие такой объем. В то время как цилиндр с меньшим диаметром цилиндра, чем ход поршня (так называемая конструкция под квадратом) противоречит классическому подходу к максимальной мощности при стратосферных оборотах [см. «Разные ходы»], для этого есть веские причины. Маленькое отверстие сокращает путь пламени, необходимый для сжигания топливно-воздушной смеси, и уменьшает гашение пламени на периферии канала. С меньшими головками поршней и более компактной камерой сгорания меньше тепла теряется в системе охлаждения. Меньшие диаметры цилиндров компенсируют меньшую общую длину блока ради небольшого увеличения высоты, что удобно для застревания мощных двигателей в узких пределах.
Энтузиасты должны вынести одну трудность — чуть более низкие красные линии. Взамен мы получаем лучший пробег (когда мы можем сопротивляться желанию нажать на газ) и повышенную гибкость, связанную с более широким разбросом между пиками крутящего момента и мощности. Принимая во внимание действующие глобальные законы, требующие более высокой эффективности, мы рады, что у двигателя Otto осталось больше жизни.
Вот два разных подхода к созданию силы. 6,2-литровый двигатель AMG V-8 от Mercedes-Benz — это последний вздох старой модели, но он вряд ли доживет до 2025 года. Его заменит 4,0-литровый двигатель V-8 новой волны с двойным турбонаддувом, распространяющийся по всему модельному ряду AMG.
- Volkswagen Golf R 2016 г. с ручным приводом: горячая рысь, теперь с палкой
- Mercedes-AMG GT S 2016 г. с приводом: AMG Halo уходит на нижний рынок — это был неплохой шаг
- Долгосрочные испытания: BMW 328d xDrive Diesel Sports Wagon
При этом 20 форсированных двигателей на базе малогабаритных длинноходных 500-кубовых цилиндров:
-четыре Fiat Chrysler 3,0-литровый дизель V-6 Jaguar Land Rover 2,0-лейтер Diesel inline-Four | MERCEDES-BENZ 2.0-liter inline-four VOLKSWAGEN GROUP 2.0-liter inline-four VOLVO 2,0-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель |
Двигатель внутреннего сгорания — цикл Отто — Исследовательский центр Гленна
Братья Райт использовали бензиновый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания для приведения в движение своего самолета. В двигателе внутреннего сгорания топливо и воздух воспламеняются внутри цилиндра. Горячий выхлопной газ толкает поршень в цилиндре, который соединен с коленчатым валом для выработки мощности. Сгорание топлива не является непрерывным процессом, а происходит очень быстро через равные промежутки времени. Между зажиганиями части двигателя движутся в повторяющейся последовательности, называемой циклом. Двигатель называется четырехтактным, потому что за один цикл совершается четыре движения (хода) поршня. Конструкция братьев была основана на ранних конструкциях автомобильных двигателей, в которых использовался цикл Отто, разработанный немцем доктором Н. А. Отто в 1876 году.
Конструкция братьев очень проста по сегодняшним меркам, поэтому это хороший двигатель для изучения студентами основ работы двигателя. В работе двигателя есть две основные части: механическая работа частей двигателя и термодинамика, посредством которой двигатель производит работу и мощность. На этой странице мы обсудим основные термодинамические принципы, а на отдельной странице мы представляем термодинамический анализ , который позволяет проектировать и прогнозировать характеристики двигателя.
Термодинамика — это раздел физики, изучающий энергию и работу системы. Он родился в 19 веке, когда ученые впервые открыли, как строить и эксплуатировать паровые двигатели. Термодинамика имеет дело только с крупномасштабной реакцией системы, которую мы можем наблюдать и измерять в экспериментах. Основные идеи термодинамики преподаются на уроках физики в средней школе, поэтому братья Райт знали и использовали эти концепции, особенно при проектировании своих двигателей.
Мы разбили цикл Отто на шесть пронумерованных этапов, основанных на механической работе двигателя. На каждом этапе мы показываем разрез цилиндра, чтобы показать движение поршня и количество объема газа, создаваемого головкой поршня и цилиндром справа от головки поршня. На рисунке показан график зависимости давления от объема газа на протяжении одного цикла. Цикл начинается в левом нижнем углу, при этом этап 1 является началом такта впуска двигателя. Давление близко к атмосферному давлению, а объем газа минимален, а поршень в цилиндре находится далеко справа. Между этапом 1 и этапом 2 поршень перемещается влево, давление остается постоянным, а объем газа увеличивается по мере того, как топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр через впускной клапан (красный). На 2-й ступени такт сжатия двигателя начинается с закрытия впускного клапана. Между стадией 2 и стадией 3 поршень движется обратно вправо, объем газа уменьшается, а давление увеличивается, поскольку поршень совершает над газом работу. 3 стадия – начало сгорания топливно-воздушной смеси. Сгорание происходит очень быстро, и объем остается постоянным. При сгорании выделяется тепло, которое увеличивает как температуру, так и давление в соответствии с уравнением состояния. С четвертой ступени начинается рабочий такт двигателя. Между стадией 4 и стадией 5 поршень перемещается обратно влево, объем увеличивается, а давление падает, поскольку газ совершает работу над поршнем. На этапе 5 выпускной клапан (синий) открывается, и остаточное тепло газа обменивается с окружающей средой. Объем остается постоянным, а давление возвращается к атмосферным условиям.
Во время цикла работа над газом совершается поршнем между 2 и 3 ступенями. Работа совершается газом над поршнем между 4 и 5 ступенями. Разница между работой, совершаемой газом, и работой, совершаемой над газ показан желтым цветом и представляет собой работу, производимую циклом. Работа, умноженная на скорость цикла (количество циклов в секунду), равна мощности вырабатываемой двигателем. Площадь, ограниченная циклом на диаграмме p-V, пропорциональна работе, произведенной циклом. На этой странице мы показали идеальный цикл Отто, в котором тепло не поступает (или не уходит) в газ во время такта сжатия и рабочего такта, отсутствуют потери на трение и происходит мгновенное горение при постоянном объеме. В действительности идеального цикла не бывает, и каждый процесс связан со многими потерями.