Что такое литраж двигателя?

Что такое рабочий объём

Что такое литраж двигателя?

Какое количество топливовоздушной смеси способны пропустить через себя за раз цилиндры двигателя? Чем больше, тем выше (при прочих равных условиях) крутящий момент, а следовательно и мощность; понятно.

Правда, что значит за раз? У 4-тактных моторов полный цикл совершается за 2 оборота коленчатого вала: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Поэтому 2 оборота (4 такта) и считаются за раз.

Так какое все-таки количество…

Литраж

Когда двигатель работает без наддува, количество топливовоздушной смеси, проходящей за раз через его цилиндры, в общем и целом определяется их диаметром и ходом поршней. Объем (любого) цилиндра

где R – радиус цилиндра, S – его высота. На такте впуска поршень идет от верхней мертвой точки к н.м.т. (его ход равен S) и втягивает в цилиндр топливовоздушную смесь, геометрически – в объеме v. И если у мотора k цилиндров, то его рабочий объем

Именно рабочий объем (литраж) [А есть ещ е общий объем – сумма объемов цилиндра и камеры сгорания.], а не просто объем, как небрежно сокращают иные авторы. Ведь когда речь идет о царской водке, выражаться «водка» по меньшей мере неосмотрительно.

Литраж автомобильных двигателей неодинаков.

Скажем, рабочий объем 4-цилиндрового 4-тактного моторчика Mazda Carol 360 (II половина 60-х) равнялся 358 «кубикам»; наверное, самая малолитражная «четверка» в истории автомобилестроения.

А у «восьмерки» Weineck 780 под 13 л; есть разница. Диаметр цилиндров и ход поршней классической горьковской «четверки» M21Д – 92 х 92 мм (как говорят моторостроители, «квадратный»); сосчитайте рабочий объем мотора.

Литровая мощность

Литраж двигателя – его ключевая геометрическая характеристика, которая задает потенциал конструкции. Однако, как всегда в реальной жизни, наличные возможности используются лучше или хуже.

Тут прежде всего сказывается наполнение цилиндров: допустим, при номинальном рабочем объеме 2 л в цилиндры за раз попадает лишь 1,7 л топливовоздушной смеси. Как выражаются спецы, коэффициент наполнения равен 0,85. Нормально для карбюраторного двигателя 40-летней давности.

А если тщательно подобрать фазы газораспределения [О фазах речь пойдет отдельно.] и настроить системы впуска и выпуска на акустический резонанс, то в определенном диапазоне оборотов коэффициент удается довести до 1,3-1,4. Гоночные конструкции с индивидуальными впускными патрубками и прямоточным выпуском.

То есть, в цилиндры за раз поступает даже не 2, а 2,6-2,8 л смеси! Понятно, что во втором случае (при прочих равных) крутящий момент окажется на 53-65% выше, чем в первом. И мощность – при соответствующей частоте вращения вала – тоже.

Если обозреть современные конструкции, то видно, что в расчете на единицу рабочего объема отдача двигателей укладывается в довольно узкую «вилку».

Так, у бескомпрессорных бензиновых моторов (с искровым зажиганием – или Отто) с 4-клапанным газораспределением наибольший крутящий момент равен 95-105 Нм на литр.

Литровый крутящий момент, он редко превышает 110 Нм – даже у самых совершенных конструкций.

У бескомпрессорных дизелей (с воспламенением от сжатия) литровый крутящий момент гораздо ниже [Почему – отдельная тема.] – в пределах 70 Нм.

Так что ориентировочные расчеты несложны: от хорошего 2-литрового дизельного 16-клапанника без наддува можно ожидать до 140 Нм момента.

Рабочие обороты у дизелей редко превышают 4500 мин-1 (тоже особый разговор); отсюда максимальная мощность на уровне  70-75 л.с. при 4250 мин-1. Всего лишь 35-37,5 л.с. на литр; негусто. Таковы двигатели с воспламенением от сжатия.

Или же V-образная 3,6-литровая бензиновая «шестерка» с 4-клапанными головками цилиндров.

При качественном исполнении безо всякого наддува вполне реален наибольший крутящий момент в 380 Нм – даже с 3-компонентными каталитическими нейтрализаторами (выбросы вредных веществ по нормам Euro 4).

Допустим, вам удается удержать момент на достаточно высоком уровне до 7 тыс. оборотов: максимальная мощность – 340 л.с. Литровая мощность почти 94,5 л.с. – превосходный результат.

И опять же – наддув. Все рассуждения построены здесь на том, что мотор работает при нормальном атмосферном давлении на впуске.

А кто сказал? Монтируем нагнетатель – приводной или турбо – и гоним воздух в цилиндры под двойным давлением. Грубо говоря (тут много оговорок), крутящий момент – и мощность – повышается вдвое.

Или втрое – вопрос подбора нагнетателя и настройки всей системы.

Читайте также  Чем покрасить защиту картера двигателя?

Скажем, наибольший крутящий момент того же 2-литрового дизеля поднимается за счет наддува до 380 Нм (и выше – насколько смелости хватит). Тогда и максимальная мощность в 180 л.с. при 4 тыс. оборотов вполне реальна – 90 л.с. на литр рабочего объема! И т.д.

Ну а для бензиновой 3,6-литровой «шестерки» с bi-турбонаддувом положим наибольший крутящий момент в 700 Нм.

Причем под наддувом момент гораздо легче держать до высокой частоты вращения вала; поэтому примем, что рабочие обороты увеличиваются аж до 7750 мин-1 [Нужно держать в уме быстрое нарастание инерционных нагрузок по оборотам!].

Что ж, можете рассчитывать на верные 675 л.с. максимальной мощности – 187,5 л.с.

на литр рабочего объема; хватит? А то и до 1200 Нм недолго раскочегарить… Заманчиво, но наддув (кроме всего прочего) означает резкое повышение тепловой нагрузки – на клапаны, поршни. Прокладка в разъеме блока и головки цилиндров легко прогорает – и степень сжатия придется понизить (во избежание детонации). Что само по себе минус.

Между прочим, двигатели с наддувом выгодны по налоговым соображениям. Так, Golf с 1,4-литровым мотором Twincharger попадает в соответствующую категорию, тогда как по крутящему моменту и мощности 16-клапанник с двойным наддувом не уступает 2,4-литровой «шестерке» Audi. Прямой расчет.

Сколько тактов?

До сих пор речь шла о 4-тактных двигателях: в каждом цилиндре полный цикл за 2 оборота вала. А 2-тактные укладываются в один оборот: выпуск-продувка, сжатие и рабочий ход.

За 2 оборота все цилиндры успевают сработать по 2 раза; значит, геометрический литр рабочего объема у «двухтакта» следует – в сравнении с 4-тактными – считать за 2 (с оговорками). Именно так, однако в практике почему-то не принято.

Разве что в мото GP сейчас на равных допускают мотоциклы с 2-тактными моторами рабочим объемом до 0,5 л – и с 0,99-литровыми 4-тактными. Так сказать, спортивный гандикап.

Между прочим, у роторно-поршневого двигателя Ванкеля каждая из камер (цилиндров у него нет) тоже проходит полный цикл за один оборот вала – как у «двухтактов». И насчет «ванкеля» меры почему-то приняли с самого начала (конец 50-х): рабочий объем считать вдвое против геометрического.

Так что когда налог на вашу «мазду» с роторно-поршневым двигателем начисляют из расчета 2,6 л, поблагодарите теоретиков. И вообще приобретайте ГДР-овский Wartburg с 2-тактным мотором рабочим объемом 1 л (который эквивалентен по меньшей мере 1,6-литровому 4-тактному); теория его прощелкала.

Павел Николаев

ТУРБО #08 (094) 2006

Объем геометрического тела под названием цилиндр Объемы поршневых двигателей: – объем камеры сгорания; Vp – рабочий объем цилиндра; Vo – полный объем цилиндра; ВМТ – верхняя мертвая точка; НМТ – нижняя мертвая точка. Subaru EN07: 16-клапанник рабочим объемом 658 «кубиков» У «восьмерки» LS7 (Chevrolet Corvette Z06) тоже 16 клапанов и на литр рабочего объема приходится лишь 92 Нм крутящего момента. Но литров-то 7 с лишним…

Источник: https://autooboz.info/2006/08/chto-takoe-rabochij-obyom/

Объем двигателя легкового автомобиля

Что такое литраж двигателя?
2223 Просмотров

  • 1 Даем определение
  • 2 Немного теории
  • 3 Резюме

Каждый водитель в течение некоторого времени непременно сталкивается с проблемой выбора нового автомобиля.

Для этого производится анализ большого числа критериев, которые включают в себя богатство комплектации, динамические характеристики и долговечность. Одним из параметров является рабочий объем двигателя, который имеет четкую классификацию и определение.

Сегодня мы расскажем о том, что такое объем ДВС, и узнаем, какие бывают классы авто, определяемые этим показателем.

Даем определение

Объем двигателя измеряется не в литрах, а в кубических сантиметрах. Об этом знают даже те, кто далек от автомобилей и просто слышал об этом от знакомых водителей. Однако для большинства эта цифра не значит ровным счетом ничего, что является довольно печальным фактом.

Тем не менее автопроизводители и эксперты уже давно ввели в обиход специальную классификацию двигателей внутреннего сгорания по объему. Это позволяет, практически не глядя в документацию, выяснить реальный потенциал машины и сделать выводы о том, насколько она стоит своих денег.

О чем же говорит объем двигателя, и на что влияет данная величина? Для ответа на этот вопрос стоит вспомнить о том, как работает современный ДВС, и за счет чего происходит движение его составных частей и механизмов.

Дело в том, что в двигателе имеется несколько цилиндров, в которых располагаются подвижные поршни. В цилиндры под давлением впрыскивается смесь, состоящая из паров бензина и воздуха.

Как только смесь попадает в цилиндры, производится ее поджиг при помощи свечей зажигания, и поршень при расширении горящей смеси перемещается вверх или вниз.

Читайте также  Что такое номинальные обороты двигателя?

Рабочий объем двигателя автомобиля измеряется в кубических сантиметрах, и это не является величиной объема впрыскиваемой смеси. Это суммарный объем камер сгорания.

На что это влияет? По этой цифре можно сделать сразу несколько выводов, которые, возможно, для многих покажутся очевидными.

Во-первых, сразу становится ясно, каков будет примерный расход топлива при одних и тех же оборотах. Это объясняется тем, что за один такт в двигателе с большим объемом будет находиться большее количество литров топлива, которое, тем не менее, будет заменено на новое через строго определенное время.

Во-вторых, таким образом можно судить и о том, какова приблизительная мощность мотора и его классификация.

Действительно, чем большее количество смеси было внедрено в цилиндры за один такт, тем большее количество энергии будет выделено при горении.

В случае с многими атмосферными моторами объем является ключевым фактором, и при аналогичной конструкции вместе с этим показателем растет и суммарная мощность, выражаемая в лошадиных силах.

Немного теории

Объем мотора играет большую роль при проектировании автомобилей. По этой причине инженерами была введена специальная документация, которая характеризует вполне конкретную классификацию моторов по данному показателю и делает акценты на соотношении мощностей и объемов в случае с современными бензиновыми и дизельными ДВС.

Минимальный объем имеют моторы небольшой мотоциклетной техники или машин, обладающих малым весом и габаритами.

Обычно объем в таких случаях не превышает тысячи кубических сантиметров или слегка больше этой единицы.

Это позволяет добиться достаточно низкого расхода топлива при невысокой мощности, которой, тем не менее, вполне хватает для комфортного передвижения по городу и за его пределами.

Дальнейшая классификация моторов предполагает агрегаты, чей объем достигает показателя, не большего, чем две тысячи кубических сантиметров. Такие моторы устанавливаются на абсолютное большинство легковых авто, которые на данный момент поставляются на рынок.

Если еще пару десятилетий назад речь шла лишь об атмосферных агрегатах, то на сегодняшний день широко стали устанавливаться и турбины. Это позволило говорить о более высоких мощностях и технических данных, которыми ранее обладали лишь моторы большего объема.

Наиболее мощные моторы поставляются для спортивных машин и внедорожников, а также для крупногабаритной техники. Такие ДВС наиболее прожорливы и имеют большой вес. Тем не менее они имеют неплохой ресурс и позволяют быстро и комфортно передвигаться на машине, чья масса является достаточно большой.

Объем двигателя — это ключевой показатель, по которому можно судить о данных конкретного автомобиля и его характеристиках. Зная о том, какие характеристики имеет ДВС и какова его классификация, можно с точностью ответить на вопрос, как быстро будет ехать машина, и насколько высок будет расход топлива в различных режимах работы и эксплуатации.

Источник: http://PortalMashin.ru/service/engine/obem-dvigatelya-legkovogo-avtomobilya.html

Что такое рабочий объем?

Что такое литраж двигателя?

Какое количество топливовоздушной смеси способны пропустить через себя за раз цилиндры двигателя? Чем больше, тем выше (при прочих равных условиях) крутящий момент, а следовательно и мощность; понятно.

Правда, что значит за раз? У 4-тактных моторов полный цикл совершается за 2 оборота коленчатого вала: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Поэтому 2 оборота (4 такта) и считаются за раз.

Так какое все-таки количество…

Литраж двигателя

Когда двигатель работает без наддува, количество топливовоздушной смеси, проходящей за раз через его цилиндры, в общем и целом определяется их диаметром и ходом поршней. Объем (любого) цилиндра

Объем геометрического тела под названием цилиндр

где R – радиус цилиндра, S – его высота. На такте впуска поршень идет от верхней мертвой точки к н.м.т. (его ход равен S) и втягивает в цилиндр топливовоздушную смесь, геометрически – в объеме v. И если у мотора k цилиндров, то его рабочий объем

Литраж автомобильных двигателей неодинаков. Скажем, рабочий объем 4-цилиндрового 4-тактного моторчика Mazda Carol 360 (II половина 60-х) равнялся 358 «кубикам»; наверное, самая малолитражная «четверка» в истории автомобилестроения. А у «восьмерки» Weineck 780 под 13 л; есть разница.

Диаметр цилиндров и ход поршней классической горьковской «четверки» M21Д – 92 х 92 мм (как говорят моторостроители, «квадратный»); сосчитайте рабочий объем мотора.Именно рабочий объем (литраж) [А есть ещ е общий объем – сумма объемов цилиндра и камеры сгорания.], а не просто объем, как небрежно сокращают иные авторы.

Ведь когда речь идет о царской водке, выражаться «водка» по меньшей мере неосмотрительно.

Читайте также  Как правильно сделать раскоксовку двигателя?

Литровая мощность двигателя

Литраж двигателя – его ключевая геометрическая характеристика, которая задает потенциал конструкции. Однако, как всегда в реальной жизни, наличные возможности используются лучше или хуже.

Тут прежде всего сказывается наполнение цилиндров: допустим, при номинальном рабочем объеме 2 л в цилиндры за раз попадает лишь 1,7 л топливовоздушной смеси. Как выражаются спецы, коэффициент наполнения равен 0,85. Нормально для карбюраторного двигателя 40-летней давности.

А если тщательно подобрать фазы газораспределения [О фазах речь пойдет отдельно.] и настроить системы впуска и выпуска на акустический резонанс, то в определенном диапазоне оборотов коэффициент удается довести до 1,3-1,4. Гоночные конструкции с индивидуальными впускными патрубками и прямоточным выпуском.

То есть, в цилиндры за раз поступает даже не 2, а 2,6-2,8 л смеси! Понятно, что во втором случае (при прочих равных) крутящий момент окажется на 53-65% выше, чем в первом. И мощность – при соответствующей частоте вращения вала – тоже.

Объемы поршневых двигателей: – объем камеры сгорания; Vp – рабочий объем цилиндра; Vo – полный объем цилиндра; ВМТ – верхняя мертвая точка; НМТ – нижняя мертвая точка.

Если обозреть современные конструкции, то видно, что в расчете на единицу рабочего объема отдача двигателей укладывается в довольно узкую «вилку».

Так, у бескомпрессорных бензиновых моторов (с искровым зажиганием – или Отто) с 4-клапанным газораспределением наибольший крутящий момент равен 95-105 Нм на литр. Литровый крутящий момент, он редко превышает 110 Нм – даже у самых совершенных конструкций.

У бескомпрессорных дизелей (с воспламенением от сжатия) литровый крутящий момент гораздо ниже [Почему – отдельная тема.] – в пределах 70 Нм.

Так что ориентировочные расчеты несложны: от хорошего 2-литрового дизельного 16-клапанника без наддува можно ожидать до 140 Нм момента.

Рабочие обороты у дизелей редко превышают 4500 мин-1 (тоже особый разговор); отсюда максимальная мощность на уровне  70-75 л.с. при 4250 мин-1. Всего лишь 35-37,5 л.с. на литр; негусто. Таковы двигатели с воспламенением от сжатия.

Или же V-образная 3,6-литровая бензиновая «шестерка» с 4-клапанными головками цилиндров.

При качественном исполнении безо всякого наддува вполне реален наибольший крутящий момент в 380 Нм – даже с 3-компонентными каталитическими нейтрализаторами (выбросы вредных веществ по нормам Euro 4).

Допустим, вам удается удержать момент на достаточно высоком уровне до 7 тыс. оборотов: максимальная мощность – 340 л.с. Литровая мощность почти 94,5 л.с. – превосходный результат.

Subaru EN07: 16-клапанник рабочим объемом 658 «кубиков»

И опять же – наддув. Все рассуждения построены здесь на том, что мотор работает при нормальном атмосферном давлении на впуске.

А кто сказал? Монтируем нагнетатель – приводной или турбо – и гоним воздух в цилиндры под двойным давлением. Грубо говоря (тут много оговорок), крутящий момент – и мощность – повышается вдвое.

Или втрое – вопрос подбора нагнетателя и настройки всей системы.

Скажем, наибольший крутящий момент того же 2-литрового дизеля поднимается за счет наддува до 380 Нм (и выше – насколько смелости хватит). Тогда и максимальная мощность в 180 л.с. при 4 тыс. оборотов вполне реальна – 90 л.с. на литр рабочего объема! И т.д.

У «восьмерки» LS7 (Chevrolet Corvette Z06) тоже 16 клапанов и на литр рабочего объема приходится лишь 92 Нм крутящего момента. Но литров-то 7 с лишним…

Ну а для бензиновой 3,6-литровой «шестерки» с bi-турбонаддувом положим наибольший крутящий момент в 700 Нм.

Причем под наддувом момент гораздо легче держать до высокой частоты вращения вала; поэтому примем, что рабочие обороты увеличиваются аж до 7750 мин-1 [Нужно держать в уме быстрое нарастание инерционных нагрузок по оборотам!]. Что ж, можете рассчитывать на верные 675 л.с.

максимальной мощности – 187,5 л.с. на литр рабочего объема; хватит? А то и до 1200 Нм недолго раскочегарить… Заманчиво, но наддув (кроме всего прочего) означает резкое повышение тепловой нагрузки – на клапаны, поршни.

Прокладка в разъеме блока и головки цилиндров легко прогорает – и степень сжатия придется понизить (во избежание детонации). Что само по себе минус.

Между прочим, двигатели с наддувом выгодны по налоговым соображениям. Так, Golf с 1,4-литровым мотором Twincharger попадает в соответствующую категорию, тогда как по крутящему моменту и мощности 16-клапанник с двойным наддувом не уступает 2,4-литровой «шестерке» Audi. Прямой расчет.