Рейтинг самых мощных автомобильных двигателей 2021 года

На что влияет объём мотора

Среднее потребление бензина в смешанном цикле (трасса – город), для моторов объёмом 0.8 – 1.0 литр составляет, согласно данных завода изготовителя, в среднем 5 – 6 л. на 100 км езды. Мотор 1.2 -1.6 средний расход составляет 6 – 7 л. . 3 – 5 литров 12 – 18 л.. Это приблизительные данные для новых и современных агрегатов.

Альтернативным решением между получением большой мощности и маленьким потреблением топлива является двигатель с турбонаддувом или механическим нагнетателем. С помощью его можно существенно повысить эффективность движка, в среднем на 30 – 50%, и при этом затраты на горючее увеличатся не существенно. Например, средняя мощь атмосферного (обычного) агрегата объёмом 1.4 литра составляет 75 – 100 лошадиных сил.

Атмосферным называется, потому что он всасывает воздух в камеры сгорания за счёт разряжения, то есть когда поршень движется вниз, он затягивает воздух. А если на него установить турбонаддув его эффективность поднимется до 150 -170 л. с., так как он принудительно надувает воздух в цилиндры и в нём оказывается его в несколько раз больше, чем при атмосферном втягивании, а если в цилиндрах больше воздуха значить можно подать больше горючего. Вот и в чём вся разница.

В последняя время связи с удорожанием бензина популярны силовые гибридные установки, сочетающие в себе двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электромотор. Более подробно читайте принцип работы гибридных автомобилей.

Решать, конечно, Вам какой размер агрегата лучше для Вас, но помните чем больше он, тем больше потребляет горючей смеси, стоит дороже и налоги на него больше.

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.

Английская и американская системы мер

microexcel.ru

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 ).

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.

что это такое, влияние на расход

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.

История

Приблизительно в 1789 году шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт ввел термин «лошадиная сила», чтобы показать, работу скольких лошадей способны заменить его паровые машины. В частности утверждается, что одну из первых машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила в действие водяной насос. Согласно распространенной легенде, при этом пивовар решил сжульничать, выбрав самую сильную лошадь и заставив её работать на пределе сил. Уатт принял и даже превысил полученную пивоваром цифру, и эталоном стала именно мощность построенной машины, несмотря на то что реальная мощность, которую развивает лошадь при нормальной работе в течение продолжительного времени, значительно меньше — по некоторым оценкам, в полтора раза.

В то время в Англии для поднятия из шахт угля, воды и людей использовались бочки объёмом от 140,9 до 190,9 л. Существовала (и существует) единица объема баррель (единица объёма), основанная на массе типовой бочки (англ. barrel) с грузом, которая весила 380 фунтов (1 фунт = 0,4536 кг), то есть 1 баррель = 172,4 кг.

Какой выбрать двигатель: «атурбо»?

Теперь давайте попробуем ответить на вопрос, нужен ли Вам автомобиль с турбированным двигателем? Классические двигатели, не оснащенные турбиной, работают под обычным атмосферным давлением, поэтому их называют «атмосферными». В двигателях, оснащенных турбиной, воздух в камеру сгорания поступает под давлением, которое создается турбиной, такие моторы называют «турбированными».

Современные производители все чаще оснащают двигатели своих автомобилей турбонаддувом. Турбина нагнетает воздух в двигатель под давлением, что повышает мощность и крутящий момент двигателя. При этом расход топлива остается неизменным, а высокий крутящий момент, в отличие от атмосферных моторов, доступен в самом широком диапазоне оборотов.

У «атмосферников» высокий крутящий момент доступен лишь в узком диапазоне оборотов двигателя (около 3000 оборотов):

Существенным недостатком турбированного двигателя является более высокая цена. Новый авто с турбированным двигателем обойдется на 5-10% дороже, чем такой же, но с «атмосферником». Однако этот недостаток компенсируется низким для такой мощности расходом топлива. Мощность турбированного мотора будет такой, как у атмосферника большего объема, а расход наоборот останется низким. В этом заключается одно из главных преимуществ турбомоторов: при низком расходе они выдают высокую мощность.

Вторым серьезным недостатком турбины является ее невысокая надежность. Если при покупке нового авто на гарантии Вы можете быть практически уверены, что турбина отходит не меньше 100 тысяч, то покупая подержанную машину с турбиной будьте готовы к возможному выходу ее из строя в любой момент. В случае такой поломки автомобиль потеряет в тяге, но ехать все-таки сможет, а замена турбины обойдется где-то в 1-2 тысячи долларов в зависимости от марки и модели автомобиля.

Старые турбированне движки обладали таким недостатком, что их нельзя резко глушить после поездки. С таким мотором Вам придется ждать 2-3 минуты на холостом ходу, пока турбина замедлит свое вращение и лишь тогда глушить мотор, иначе рискуете запороть турбину. Современные же турбомоторы оснащаются отдельной системой смазки турбины, что позволяет глушить двигатель сразу после прибытия в пункт назначения, не дожидаясь остановки турбины.

Подведем итоги. Давайте перечислим, какие же плюсы и минусы есть у турбированного двигателя перед классическим атмосферным такого же объема.

Минусы турбомотора:

• дорогой ремонт в случае поломки турбины
• больше цена при покупке нового авто

Другие методы

Существует еще несколько секретов, способствующих увеличению лошадиных сил в машине. К ним относятся:

• снижение силы трения поршня о стенки цилиндра за счет использования специальных присадок;
• установка облегченного маховика;
• замена турбонаддува на более мощный.

Количество лошадиных сил – это один из наиболее важных критериев для владельца или потенциального покупателя.

Для расчета мощности двигателя применяется параметр, именуемый лошадиной силой. Каждый человек, приближенный к автомобильной тематике, знает, что в документах на транспортное средство обязательно указывается данный параметр. Однако далеко не всегда мощность определяют лошадиными силами.

Так, мощность мотора можно измерить в киловаттах в час. Для получения точных расчетов понадобится кое-что знать.

Понадобится следующее:

• транспортное средство;
• станция ТО.

Для четкого понимания процесса измерения мощности двигателя автомобиля ниже приведен последовательный алгоритм шагов, позволяющий максимально быстро понять интересующий процесс. Порядок действий:

1. Для подобного расчета получения данных относительно мощности двигателя пользуются отечественной, либо европейской системой измерения. Обе системы приравнивают одну лошадиную силу к 75 кг х м/с (одна лошадиная сила приравнивается к весу 75 кг, поднятому на высоту 1 м за 1 сек);
2. Аналогичным образом лошадиные силы могут быть переведены в киловатты: 1 лошадиная сила = 0,735,5 кВт (735 Вт);
3. Для того чтобы узнать параметр мощности машины, понадобится произвести перевод указанных цифр соответственно уравнениям, указанным выше. Если мощность автомобиля указана в кВт, то для определения количества лошадиных сил требуется значение, указанное в паспорте автомобиля, разделить на 0,735;
4. Чтобы более просто узнать количество «лошадей» двигателя своего автомобиля, следует отправиться на близлежащую станцию технического обслуживания (СТО), где, как правило, есть специализированная компьютерная установка, предназначенная для определения данного параметра;
5. Если вы ума не приложите, как производится проверка, можно воспользоваться подсказкой специалистов СТО. Авто размещается на специальной платформе установки, после чего педаль газа выжимается до упора. Во время эксплуатации автомобиля в подобных условиях компьютер обработает все параметры авто, а затем выдаст результаты и оценку мощности двигателя, опираясь на пученные данные.

Интересно знать! В 1789 году в Шотландии Джеймс Уатт первым применил понятие «лошадиная сила» для определения мощности двигателя автомобиля. Вот так, пользуясь знаниями, полученными в средней школе на уроках математики, а также потратив немного времени, можно определить важный параметр своего транспортного средства – мощность двигателя.

https://www.youtube.com/watch?v=Bh1GsHbp7mA.

Понятие «лошадиная сила автомобиля» было введено ещё в 18 веке Джеймсом Уаттом. Это параметр, показывающий мощность автомобиля, сравниваемую с силой лошади.

Что в автомобиле означает объём двигателя — 1,2 л, 1,4 л, 1,6 л и т.д.?

Литраж двигателя в значительной степени отражает его мощность и иные рабочие параметры.

И, для начала мы должны определится, что — 1 литр = 1000 куб.см (кубические сантиметры или см3).

Итак, автомобиль с двигателем 1,2л, будет иметь объём:

Аналогично, возьмём автомобиль с объемом двигателя 1,4 л, соответственно объем 1400 куб.см и так далее.

Рабочий объём двигателя, равен сумме рабочих объёмов всех цилиндров двигателя, так что если автомобиль с объемом 1,2 л имеет 4-цилиндровый двигатель, это означает, что объем каждого цилиндра составляет 1200 ÷ 4 = 300 куб. см.

Объем цилиндра – V, определяется по формуле:

где D2 — диаметр цилиндра в квадрате, а h — длина хода цилиндра.

Таким образом, когда вы вычисляете объем каждого цилиндра 4-цилиндрового автомобиля объемом 1200 куб. см, используя вышеприведенную формулу, измерив диаметр и ход, вы в конечном итоге получаете 300 куб. см или чуть больше, но очень близко к 300 см3, так как число π — число не абсолютное.

Теперь, о технической части

В общем, производительность двигателя (мощность, крутящий момент, ускорение и т. д.), в полной мере зависят от того, сколько топлива он может сжечь, когда поршень внутри цилиндра совершает возвратно-поступательные движения; то есть, когда он движется от самой верхней точки цилиндра, называемой верхней мертвой точкой, к самой нижней точке цилиндра, называемой нижней мертвой точкой.

Но, тут есть одна загвоздка!

Вы не можете добавлять бесконечное количество топлива, потому что вам нужен воздух, чтобы в полном объёме сжечь это топливо, а недогоревшее не отправлялось в выхлопную трубу и не детонировало, там.

Из этого следует, что для получения большей производительности, вам нужно сжигать большее количество топлива, а для того, чтобы сжигать больше топлива, необходимо всасывать много воздуха в этот цилиндр.

Самый простой способ, это воплотить, — иметь цилиндр большей вместимости, который будет вмещать больший объём воздуха, и таким образом, сможет сжигать больше топлива, обеспечивая лучшую производительность.

Однако следует помнить, что больший двигатель также означает, что он будет менее экономичным.

Поскольку он должен будет сжигать определенное количество топлива, чтобы продолжать работать, и будет потреблять больше топлива даже на низких скоростях и оборотах двигателя, когда вам действительно не нужны эти характеристики.

И хотя есть и другие способы повышения производительности, увеличение объёма двигателя, — самый простой, и самый примитивный способ, сделать это.

Однако существующие более современные технологии, такие как турбонаддув, или увеличение степени сжатия с использованием прямого впрыска, являются гораздо эффективными методами, поскольку они не оказывают существенного влияния на увеличение расхода топлива.

Таким образом на сегодняшний день, формула – «более мощный двигатель, — это лучший двигатель», на самом деле уже не работает.

Так как, благодаря усовершенствованным технологиям, небольшие двигатели стали более мощными, и в то же время экономичными!

Источник

Сечения цилиндра

При сечении цилиндра плоскостью, проходящей через оба основания цилиндра под углом в 90 градусов, всегда получатся

При сечении цилиндра плоскостью, проходящей через оба основания цилиндра под углом отличным от 90 градусов, получатся фигура,

, но две боковые стороны которого будут являться кривыми линиями.

Если секущая поверхность проходит параллельно основаниям цилиндра, то сечением будет .

Если секущая поверхность проходит через боковую поверхность, но при этом не параллельна основанию цилиндра, то в сечении получается .

Если секущая поверхность проходит через одно основание цилиндра и боковую поверхность, то в сечение будет фигура в виде .

Расчет объема цилиндра двигателя советы, объяснения, формулы

Как известно, объем двигателя автомобиля представляет собой сумму объемов всех его цилиндров. Однако формула, позволяющая рассчитать объем цилиндра, публикуется в различных вариантах, что порой сбивает с толку, особенно неопытных водителей. И все же, независимо от применяемого варианта, принцип расчета во всех случаях остается одним и тем же.

Сколько тепловоздушной смеси способен пропустить за один раз цилиндр двигателя? Сразу стоит отметить, что чем больше, тем выше будет крутящий момент, а также мощность мотора. Что значит «за один раз»? Четырехтактный мотор совершает полный цикл за 2 оборота коленчатого вала, то есть происходят впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Так что 2 оборота или 4 такта считаются за один раз.  

Расчет объема цилиндра

Измеряется данная величина в кубических метрах или сантиметрах либо в литрах. 1000 см3 равняется 1 литру. При указании объема мотора в литрах нужно проводить округление до одной цифры после запятой.

К примеру, если объем двигателя составляет 1486 см3, то при переводе в литры его нужно обозначать как 1,5 литра; если объем равен 2526 см3, то его следует записать как 2,5 литра.

Литраж цилиндров силовых агрегатов автомобилей отличается.

Понятие рабочего объема цилиндра

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

Он наполняется горючей тепловоздушной смесью во время ее впускания при движении поршня из верхней крайней позиции в нижнюю.

Подходя к верхней мертвой позиции, поршень оставляет свободный объем – камеру сгорания, или сжатия. Чтобы рассчитать объем цилиндра полностью, нужно суммировать объем камер и рабочий объем.

Уровень сжатия – это величина, которая определяется как частное полного деления в одном цилиндре и объема камеры сгорания. Этот параметр определяет степень сжатия горючей смеси в цилиндре. От нее зависит мощность двигателя, ведь чем выше уровень сжатия, тем сильнее сгорающая смесь давит на поршень.

Повышение уровня сжатия – дело выгодное, поскольку в этом случае порция топлива может сделать больше полезной работы. Однако если уровень сжатия увеличить чрезмерно, рабочая смесь может самовоспламеняться или сгорать слишком быстро, а топливо детонирует. В результате быстрого сгорания рабочей смеси силовой агрегат работает неустойчиво.

На увеличение мощности мотора влияет увеличение количества оборотов коленчатого вала за одну минуту. Но и здесь есть свои препятствия. Это нехватка времени для попадания горючей смеси внутрь цилиндра, сложность удаления отработанных газов, а также чрезмерное ускорение работы частей и механизмов, ведущее к их быстрому износу.

Для преодоления этих препятствий конструкторы увеличивают количество оборотов коленчатого вала. Для многоцилиндровых силовых агрегатов производят расчет объема цилиндра, после чего эти объемы суммируют, получая литраж мотора. Повышение мощности двигателя является следствием увеличения его литража. А параметр этот определяется классом транспортного средства.

Непостоянный рабочий объем

Обеспечение непостоянного рабочего объема цилиндра является насущной задачей. Для достижения такого эффекта применяется технология автоматической остановки части цилиндров при неполной нагрузке двигателя. Такая система уже используется в некоторых моделях пикапов и внедорожников, экономия топлива при этом составляет в среднем около 20%.

Есть и специальные двигатели, в которых применяется механическая трансформация рабочего хода поршня. Однако они пока еще находятся на стадии разработки. Стоит отметить, что двигатели внутреннего сгорания с непостоянным рабочим объемом цилиндров используются в качестве лабораторного оборудования, позволяя устанавливать «моторным способом» октановое число бензина.

Онлайн-калкулятор

Рассчитать объем цилиндра можно через:

•  радиус основания и высоту, при этом высота равняется ходу поршня;
•  площадь основания и высоту.

Но есть и более сложные калькуляторы, обладающие расширенным набором функций. Они позволяют рассчитывать не только объем мотора, но и степень сжатия. Для вычислений необходимы значения следующих параметров:

• длину шатуна;
• ход поршня;
• недоход поршня;
• диаметр цилиндра;
• объем поршневой камеры;
• толщину и диаметр прокладки;
• объем камеры в ГБЦ;
• количество цилиндров.

Перед тем, как посчитать объем цилиндра или всего двигателя либо вычислить уровень сжатия, следует уточнить и записать все вышеперечисленные параметры. У новичков с этим могут возникнуть сложности, поэтому придется проявить настойчивость.

На какие характеристики влияет литраж?

Основной параметр, от которого будет зависеть мощность авто – объем двигателя. Например, если под капотом будет установлена модификация на 1,5 литра и 120 л.с., то аналог с увеличенным объемом до двух литров, естественно, будет мощнее.

Однако не стоит считать литраж единственным фактором, влияющим на мощность. Характеристики мотора могут существенно измениться при наличии турбины, измененных размеров кривошипно-шатунного механизма и системы смены фаз газораспределения .

На что еще влияет объем двигателя?

• Динамика. Совокупность современных технологий газораспределения и большого объема цилиндров позволяет повысить пиковую скорость авто и сократить время разгона. Эти параметры также могут значительно измениться, если производитель установит в мотор особенные шатуны и коленвал.
• Стоимость автомобиля. Для моделей с мощным мотором потребуется более надежная коробка передач, улучшенная тормозная система, подвеска, и шины. Это необходимо, потому что водитель будет пытаться использовать весь потенциал транспорта, а значит, машина будет быстро ездить. Изготовление и обслуживание такого транспорта будет дороже.
• Расход топлива. Машины с 1,5-литровыми силовыми агрегатами в городском режиме расходуют в среднем 6-7 литров на 100км., а среднелитражные – порядка 9-14 л./100км. «Прожорливость» крупнолитражных моделей стартует от показателя в 15 литров. Однако и эти параметры относительны. Так, для динамичной езды на малолитражке водителю придется часто «крутить» мотор на повышенных оборотах, что обязательно приведет к перерасходу топлива. А если машина оснащена кондиционером, то малолитражка будет не менее прожорливой, чем аналог классом выше.

Подробней о связи расхода и объема двс рассказывается в видео:

Как связаны расход топлива и объем двигателя? Watch this video on YouTube