Одной из важнейших характеристик любого бензинового или дизельного двигателя является его рабочий объем. С момента появления первых ДВС эта характеристика мотора выступает первостепенным показателем, по которому выделяется тот или иной силовой агрегат. По этой причине понятие «объем двигателя» постоянно употребляется применительно к различным силовым установкам. На многих авто указание объема мотора вынесено в виде специального шильдика рядом с обозначением самой модели. Например, BMW 740 означает, что это седьмая серия в модельном ряду с объемом двигателя 4.0 литра.
От рабочего объёма атмосферного или турбированного двигателя сильно зависит мощностная характеристика, максимальная скорость движения ТС и т.д. Более того, деление автомобилей по классам, формирование налогообложения и определение размера уплаты различных сборов также происходит с учетом типа двигателей и объемов, которые устанавливаются производителем на разные модели/виды транспортных и других средств.
Рекомендуем также прочитать статью о том, какой моторесурс имеет современный дизельный двигатель по сравнению с бензиновым. Из этой статьи вы узнаете о главных факторах и особенностях, которые влияют на срок службы до первого капитального ремонта агрегатов на бензине и дизтопливе.
Следует отметить, что многие потребители не всегда хорошо ознакомлены с тем, что же такое объем двигателя на самом деле. Далее мы намерены поговорить о том, из чего насчитывается рабочий объем ДВС, как узнать объем двигателя и т.д.
Что такое объем мотора
Тепловой двигатель внутреннего сгорания представляет собой внушительный комплекс из различных механизмов, систем и дополнительного навесного оборудования, образуя сложное инженерное решение. Общий принцип работы ДВС предполагает подачу топлива и воздуха в специальную закрытую камеру, где происходит возгорание полученной топливно-воздушной смеси.
В результате сгорания топлива высвобождается энергия, которая толкает поршень, размещенный в цилиндре двигателя. Поршень движется, КШМ преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное, что позволяет крутить коленчатый вал. Далее крутящий момент двигателя передается на трансмиссию и затем на ведущие колеса автомобиля.
Указанный процесс постоянно повторяется после запуска двигателя, то есть мотор все время работает при условии того, что осуществляется подача компонентов и происходит эффективное сгорание топливной смеси в рабочей камере. Указанная камера называется камерой сгорания. Объем камеры сгорания (он же рабочий объем) — произведение площади сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня от НМТ в ВМТ (верхняя и нижняя мертвая точка хода поршня). Физический объем камеры сгорания является рабочим объемом двигателя на бензиновых и дизельных автомобилях, мотоциклах и других видах наземного, воздушного или водного транспорта, сельхозтехники, а также других механизмов и приспособлений с использованием ДВС.
Обратите внимание, если двигатель имеет несколько цилиндров, тогда объем камеры сгорания в каждом из них обязательно суммируется с остальными. Другими словами, рабочий объем многоцилиндрового двигателя является суммой объема камер сгорания всех цилиндров такого мотора. Суммарный объем всех цилиндров двигателя обычно выражается в литрах. Рабочий объем камеры сгорания указывается в сантиметрах кубических.
Давайте рассмотрим данное утверждение на примере широко распространенного четырехцилиндрового 2.0-литрового ДВС. Мы не будем приводить точных цифр, а просто представим, что каждая из камер сгорания имеет в рабочем объеме 498 кубических сантиметров. Так как мотор имеет 4 цилиндра, нам необходимо сложить объемы всех цилиндров. В результате получаем 1992 см³. Если говорить о ДВС, то для определения объема общепринятым стандартом стало округление до целых чисел, причем происходит это в большую сторону. Таким образом, мотор с общей суммой объемов всех камер сгорания, которая фактически равна 1992 см³, является двигателем с рабочим объемом 2 литра, то есть двухлитровым.
Кратко о компрессии
Если со степенью сжатия все понятно, то перейдем к термину компрессия. Под этим понятием понимается максимальный уровень давления, который возникает в камере сгорания в момент перед сгоранием топлива. Если степень сжатия это условная величина, то компрессия является абсолютной величиной и измеряется в атмосферах, килограммах на кубический сантиметр (кг/см 2 ).
Компрессия — это давление в цилиндре, степень сжатия — безразмерный параметр, описывающий геометрические характеристики цилиндра.
Между этими двумя понятиями есть тесная связь, но на компрессию влияет не только уровень сжатия, но также герметичность компрессионных колец и клапанов, температура двигателя, температура горения топлива и многое другое. Более подробно о компрессии можно почитать в отдельной статье на нашем сайте.
Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя
В модельном ряду каждого производителя присутствуют продукты, которые отличаются по классам, массе, габаритным размерам и другим характеристикам. Что касается легковых авто, во время тотального доминирования атмосферных бензиновых двигателей существовало условное деление на:
- субкомпактные и компактные микролитражные и малолитражные автомобили с рабочим объемом до 1.2 литра;
- авто малого класса с двигателями от 1.2 до 1.8 литра;
- средний класс с объемом от 1.8 до 3.5 литров.
- мощные гражданские и спортивные версии автомобилей с моторами от 3.5 литров и более;
- версии высшего класса, кторые могут иметь различный объем ДВС.
Давайте взглянем, на что влияет объем двигателя. Установка того или иного мотора на конкретную модель напрямую зависит от того, какие характеристики должна демонстрировать машина (разгонная динамика, крутящий момент, максимальная скорость и т.д.). От объема двигателя показатель мощности имеет зависимость по причине того, что чем больше топлива сгорит в камере сгорания за цикл, тем больше энергии высвобождается и передается на поршень. Другими словами, чем больше камеры сгорания, тем больше топливно-воздушной смеси туда можно подать и вместить. Динамика разгона и «максималка» также зависят от мощности двигателя. Чем мощнее мотор, тем большую скорость сможет развить автомобиль. Также следует учитывать, что увеличение объема камер автоматически означает больший расход топлива.
Нужно добавить, что от объема двигателя сильно зависит и цена автомобиля. Например, для производства мощного двигателя V12 с объемом 5.5 л. требуются намного большие затраты сравнительно с изготовлением трехцилиндрового мотора с объемом 0.8 л. Параллельно с этим следует учитывать, что установка под капот мощного силового агрегата повлечет необходимость серьезной доработки трансмиссии, системы охлаждения, впуска, выпуска, тормозной системы и т.д.
Исходя из вышесказанного, небольшие бюджетные городские малолитражки зачастую оснащены ДВС с самым маленьким объемом, так как подобные двигатели просты в изготовлении, обеспечивают приемлемую динамику и отличаются небольшим расходом топлива. При этом цена на такие серийные авто остается приемлемой.
Негативные моменты слишком объемистого силового агрегата
Много положительных особенностей использования объемного двигателя было сказано выше. Но есть и определенные минусы от покупки автомобиля с таким силовым агрегатом. Конечно, их сложно сопоставить с преимуществами, ведь их количество на порядок меньше, но не указать их в публикации было бы не слишком честно. Основные недостатки использования автомобиля с объемным двигателем следующие:
- заметно высокий расход топлива — часто он превышает 15-17 литров в городском режиме;
- определенный расход масла — на 1000 километров выгорает порядка 0.7-1 литра смазки;
- высокие требования к фильтрам, а также к смазочной и охлаждающей жидкости;
- достаточно дорогостоящее обслуживание и очень дорогой ремонт при необходимости.
Несмотря на высокую стоимость ремонта, такие работы этому двигателю фактически никогда не нужны. Но если вы уже отъездили порядка 500 тысяч километров на таком агрегате, пора задумываться о смене машины, ведь иначе вскоре вас может ждать дорогостоящее обслуживание с заменой запчастей двигателя. Бывают, конечно, и чрезмерно большие объемы, когда конструкция машины просто не справляется с задачами двигателя, как на следующем видео:
Почему современные обозначения моделей не привязаны к объему мотора
После активного внедрения на рынок турбомоторов в виде турбодизельных и турбобензиновых двигателей ситуация несколько изменилась, причем как в начальном и среднем классе, так и в премиальном сегменте. Начнем стого, что ориентиоваться по «шильдикам» на авто стало сложнее. Изначально у мнгоих автопроизводителей сложилось так, что буквенно-цифровой индекс четко соотвествовал модели и объему двигателя. Например, BMW 535 (5-я серия с объемом 3.5).
Сегодня мощная модель с атмосферным двигателем объемом 5.0 литров после установки турбины получает объем 4.4 литра, при этом все равно обозначается как и предыдущая. Данную ситуацию хорошо иллюстрирует факт, когда цифровое обозначение популярной модели Mercedes-Benz потеряло привязку к объему двигателя. Речь идет о 63-м AMG. Под капотом модели уже давно ставится не атмосферный агрегат с объемом 6,2 литра, а двигатель битурбо с рабочим объемом 5.5 литра. При этом машина все равно называется Мерседес 63 AMG.
Добавим, что сегодня можно встретить высокофорсированный двигатель с рабочим объемом всего 1л. (например, моторы линейки Ecoboost на моделях Ford), который может устанавливаться на среднеразмерный седан или хэтчбек класса «С»/«D». Дело в том, что установка турбонаддува позволила обеспечить такие характеристики, когда КПД, мощность и крутящий момент двигателя стало возможным существенно увеличить без необходимости увеличения физического объема камеры сгорания.
Другими словами, атмосферный 1.6 имеет мощность 115 л.с, в то время как 1.0-литровый Ecoboost выдает целых 125 л.с. Параллельно с этим крутящий момент турбомоторов выше и доступен с самых «низов», тогда как атмосферные двигатели нужно крутить до средних оборотов для получения приемлемой динамики.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое форсированный двигатель. Из этой статьи вы узнаете о том, какими способами можно повысить мощность атмосферного или турбированного ДВС.
Советы начинающему автолюбителю
Как уже упоминалось в статье, с самого начала вы должны решить, какие цели вы будете преследовать, покупая автомобиль. Если вы покупаете машину только для поездок по городской местности (с работы домой и тому подобное), то вам хватит малолитражного двигателя. Сейчас разберемся, почему. Все дело в том, что среднелитражные и крупнолитражные двигатели очень хорошо подходят для поездок на 100 и больше километров. Вы почувствуете экономию, если каждый день будете выкатывать данное расстояние. Но, согласитесь, мало кто из нас будет ездить на такие далекие расстояния повседневно. Таким образом, в качестве экономии оптимальным вариантом для вас станет автомобиль с объемом в 1,2 – 1,7 л. Если же вы твердо решили, что будете осваивать дальние территории, то вам придется по вкусу автомобиль со среднелитражным двигателем объемом примерно в 2,4 – 2,8 л. Такие машины способны проделать большую работу и разместить большее количество пассажиров (это, например, джип или микроавтобус). Удачно вам выбрать первый автомобиль и успехов на дорогах!
Увеличение рабочего объема двигателя
Физическое увеличение объема камеры сгорания является одним из способов форсирования мотора в целях повышения мощности. Начнем с того, что сильно увеличить объем не получается, так как блок цилиндров двигателя обычно рассчитан на расточку самих цилиндров строго до определенных пределов. Такие пределы предполагают 3 капитальных ремонта, во время которых изношенные цилиндры растачиваются для возвращения им правильной формы перед установкой ремонтных поршней, поршневых колец и других элементов увеличенного размера.
Поршни и другие детали двигателя, которые доступны в продаже, также встречаются исключительно в трех ремонтных размерах. По этой причине во время глубокого тюнинга двигателя автомобиля лучше сразу менять мотор, то есть устанавливать другой двигатель с изначально большим рабочим объемом, который потом можно дополнительно расточить во второй или последний ремонтный размер.
Степень сжатия и октановое число бензина
Известно, что каждому бензиновому двигателю соответствует определенное октановое число топлива.
Октановое число бензина определяет его детонационную стойкость.
Чем выше степень сжатия и компрессия, тем большим октановым числом должно обладать топливо. Например, низкооктановое топливо вызовет детонацию в двигателе с высоким уровнем сжатия, т.к. воспламенится раньше времени. Если же компрессия и сжатие невысокое, а используется высокооктановое топливо, то двигатель не сможет достичь полной мощности, т.к. топливо с большим октановым числом обычно горит с меньшей температурой и медленнее. Из-за скорости горения ниже расчетной может получиться так, что на фазе выпуска через клапан вместо отработанных газов будет выпущена еще горящая смесь. Следовательно, детали двигателя будут перегреваться, особенно клапаны и возможен их прогар.
Рассмотрим двигатели с разной степенью сжатия и рекомендуемым октановым числом топлива:
| Степень сжатия | Октановое число |
| 5,5 – 7 | 66 – 62 |
| 7 – 7,5 | 72 – 76 |
| 7,5 – 8,5 | 76 – 85 |
| 10 | 92 |
| 10,5 – 12,5 | 95 |
| 12 – 14,5 | 98 |
Как видно, степень сжатия является важным параметром двигателя. От нее во многом зависит мощность двигателя. Со степенью сжатия также напрямую связано октановое число топлива и другие параметры. Каждому автолюбителю имеет смысл разбираться в этом понятии и иметь представление о его значении.
Устройство автомобиля для чайников
- История создания первых авто
- Строение автомобиля для чайников Назначение автомобиля
- Общее устройство автомобиля
- Устройство двигателя автомобиля Работа двигателя Цикл работы двигателя
- Рабочий объем цилиндров
- Рабочий цикл четырехтактного двигателя
Опрос
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.
- Во-первых, разница в расходе будет не такой значительной;
- во-вторых, под капотом автомобиля постоянно будет запас мощности, который позволит водителю более уверенно выходить на обгон;
- к тому же, включение кондиционера или системы климат-контроля, практически не отражается на динамике авто.
