На что влияет объем двигателя

9

Моторы с большим объёмом: чем они хороши

В России принято считать: чем больше объём мотора в легковушке, тем эта легковушка круче. Не важно, что блок цилиндров этого мотора сделан из чугуна и весит как мост. На внушительный расход топлива тоже можно закрыть глаза. Равно как и на то, что разработан агрегат, в большинстве случаев, с четверть века назад – и то в идеале. Большой – значит, хороший. С этим утверждением можно поспорить, однако и истины в нём немало. Рассказываем, почему.

Начнём с того, что моторы большого объёма исчезают с рынка не просто так. Это ископаемые монстры – нетехнологичные, тяжёлые и прожорливые. Им не место в современном мире. Мире, в котором экологи ожесточённо бьются с каждым килограммом лишнего веса авто и каждым литром сожжённого топлива. Гранды автопрома давно приняли такие правила игры: на их продукции моторы с рабочим объёмом в пакет молока – давно не отклонение, а норма.

Переживать по этому поводу едва ли стоит. Современные наддувные моторы с непосредственным впрыском и системами регулировки фаз позволяют играючи снимать невероятную мощность с минимального объёма. Большой объём сегодня – признак технологической отсталости и даже бюджетности автомобиля.

Однако торопиться с выводами не стоит. У объёмных атмосферных моторов свои козыри, с которыми принято считаться.

Как мы уже говорили, практически все объёмные атмосферные моторы создавались с расчётом на ресурс. В былые времена производители не пытались искусственно ограничивать срок службы агрегата и применять материалы, рассыпающиеся на глазах. Многие сотни тысяч километров такие движки бегают без каких бы то ни было ремонтов. Секрет в том, что нагрузка на них гораздо ниже – объёмные моторы почти всегда работают на небольшой части от своих реальных возможностей и на малых оборотах.

Чем больше объём двигателя, тем он мощнее. Но также тяжелее и прожорливее. В ходе эволюции атмосферных моторов их создатели научились бороться с последним обстоятельством простым способом – снижением степени сжатия и рабочих оборотов. Выходить на высокие обороты для достижения большого крутящего момента попросту не нужно. А именно большие обороты, напомним, приводят к ускоренному износу ключевых элементов любого двигателя. Шатунно-поршневая группа сохраняется в объёмных атмо куда лучше. Ни о каких турбоямах также говорить не приходится. Максимальный крутящий момент доступен здесь прямо с низов – безо всяких ухищрений. А значит, грузные "старички" способны мощно и без провалов разгонять автомобиль. У них превосходная эластичность и отличных подхват на любых скоростях.

Все об объеме двигателя

Одной из основных характеристик не только непосредственно двигателя внутреннего сгорания, но и транспортного средства в целом является рабочий объем силового агрегата. От него в значительной степени зависит, какую мощность способен развить двигатель, до какой максимальной скорости возможно разогнать автомобиль. Во многих странах именно рабочий объем мотора является тем параметром, по которому определяются размеры различных налогов и сборов, уплачиваемых владельцем транспортного средства. Важность этой характеристики подчеркивается и тем, что ее величина в том или ином виде часто указана в названии модели.

Тем не менее далеко не все автолюбители четко представляют, что подразумевается под рабочим объемом двигателя, что от него зависит и какой литраж мотора лучше для тех или иных условий эксплуатации.

Что именуют рабочим объемом двигателя

Общий принцип функционирования поршневого ДВС можно описать следующим образом. В цилиндры подается смесь топлива и воздуха в определенной пропорции. Там она подвергается сжатию с помощью поршней. В бензиновых моторах смесь поджигается благодаря электрической искре от свечей зажигания, в дизельных происходит ее самовоспламенение из-за резкого разогрева, вызванного сильным сжатием. Сгорание смеси вызывает интенсивное повышение давления и выталкивание поршня. Тот заставляет двигаться шатун, который в свою очередь приводит в движение коленвал. Далее посредством трансмиссии вращение коленчатого вала передается на колеса.

В своем возвратно-поступательном движении поршень ограничен верхней и нижней мертвой точкой. Расстояние между ВМТ и НМТ называется рабочим ходом поршня. Если умножить площадь сечения цилиндра на величину хода поршня, получим рабочий объем цилиндра.

В большинстве случаев силовой агрегат имеет более одного цилиндра, и тогда его рабочий объем определяется как сумма объемов всех цилиндров.

Он, как правило, указывается в литрах, отчего нередко используют выражение «литраж». Величину объема принято округлять в большую сторону с точностью до десятых долей литра. Иногда в качестве единицы измерения используют кубические сантиметры, например, когда речь идет о мотоциклах.

Объем двигателя и классификация легковых транспортных средств

Любой автопроизводитель в своем модельном ряду имеет машины различного класса, размеров, комплектации, рассчитанные на разные условия использования, потребности и финансовые возможности покупателей.

В настоящее время в мире не существует единой классификации транспортных средств на основе объема двигателя. В Советском Союзе существовала система, которая делила автомобильные моторы на 5 классов:

• особо малый с объемом до 1,1 л;
• малый — от 1,1 до 1,8 л;
• средний — от 1,8 до 3,5 л;
• большой — от 3,5 до 5,0 л и выше;
• высший — в этом классе объем двигателя не регламентировался.

Такая классификация была актуальна, когда доминировали атмосферные двигатели, работавшие на бензине. Теперь же эту систему можно считать устаревшей, поскольку она не учитывает особенности дизелей, турбированных агрегатов и других моторов, в которых применены новые технологии.

Иногда используют упрощенную классификацию, по которой моторы делятся на три категории. От 1,5 л до 2,5 л — двигатели среднего объема. Всё, что меньше полутора литров, относится к малолитражкам и микролитражкам, а моторы более двух с половиной литров считаются крупнолитражными. Понятно, что и эта система является весьма условной.

Европейская классификация легковых автомобилей подразделяет их по целевым сегментам рынка и не регламентирует жестко какие-либо технические параметры. Модель относят к тому или иному классу на основе цены, габаритов, комплектации и ряда других факторов. Но сами классы при этом не имеют четких рамок, а значит, разделение также можно считать условным. Классификация выглядит следующим образом:

• A — особо малые / микро / городские автомобили (Mini cars / City cars);
• B — малые / компактные автомобили (Small cars / Supermini);
• C — низший средний / гольф-класс (Medium cars / Compact cars / Small family cars);
• D — средние / семейные автомобили (Larger cars);
• E — высший средний / бизнес-класс (Executive cars);
• F — представительские автомобили (Luxury cars);
• J — внедорожники;
• M — минивэны;
• S — спорткупе / суперкары / кабриолеты / родстеры / гран туризмо.

Если производитель считает, что модель находится на стыке сегментов, то к букве класса может добавить символ «+».

В других странах существуют свои системы классификации, некоторые из них учитывают объем двигателя, некоторые нет.

Литраж и мощность ДВС

Мощность силового агрегата во многом определяется его рабочим объемом. Однако эта зависимость далеко не всегда является пропорциональной. Дело в том, что мощность зависит еще и от среднего эффективного давления в камере сгорания, от потерь энергии, диаметра клапанов и некоторых иных конструктивных особенностей. В частности, она обратно пропорциональна длине рабочего хода поршней, которая в свою очередь определяется соотношением размеров шатуна и шатунных шеек коленвала.

Существуют возможности повышения мощности без увеличения рабочего объема цилиндров и без дополнительного расхода топлива. Наиболее распространенные способы — установка системы турбонаддува или изменяемые фазы газораспределения. Но такие системы значительно увеличивают цену автомобиля, а в случае поломки ремонт также обойдется весьма недешево.

Возможно и обратное действие — автоматическое понижение мощности двигателя, когда он нагружен не полностью. Двигатели, в которых электроника может отключать отдельные цилиндры, уже применяются на некоторых серийных автомобилях, выпускаемых за океаном. Экономия топлива при этом достигает 20%.

Кроме того, созданы опытные образцы ДВС, мощность которых регулируется путем изменения длины рабочего хода поршней.

На что еще влияет рабочий объем

От литража ДВС зависит разгонная динамика автомобиля и максимальная скорость, которую он способен развить. Но тут тоже существует определенная зависимость от параметров кривошипно-шатунного механизма.

И конечно, литраж агрегата сказывается на стоимости машины, причем, очень существенно. И дело не только в увеличении расходов на производство самого двигателя. Для работы с более мощным двигателем нужна и коробка передач посерьезнее. Более динамичный автомобиль требует установки более эффективных и мощных тормозов. Сложнее, мощнее и дороже будут система впрыска, рулевое управление, трансмиссия и подвеска. Шины, очевидно, также будут более дорогими.

Расход топлива в общем случае также определяется размерами цилиндров: чем они больше, тем прожорливее будет автомобиль. Однако и здесь не всё однозначно. При спокойном передвижении по городу малолитражки расходуют примерно 6. 7 л бензина на 100 км. У автомобилей, имеющих двигатель среднего объема, расход составляет 9. 14 л. Крупнолитражные моторы «кушают» 15. 25 литров.

Однако в более напряженной дорожной обстановке на малолитражке часто приходится поддерживать высокие обороты двигателя, газовать, переключаться на пониженные передачи. А если машина нагружена, да еще и включен кондиционер, то расход горючего существенно возрастет. Заметно ухудшится при этом и разгонная динамика.

А вот что касается передвижения по загородным трассам, то на скорости 90. 130 км/час разница в расходе топлива у автомобилей с разным литражом двигателей не так уж велика.

Плюсы и минусы ДВС с большим и малым объемом

Подбирая себе машину для покупки, многие ориентируются на модели с большим объемом двигателя. Для кого-то это вопрос престижа, для кого-то — подсознательный выбор. Но нужен ли вам в действительности такой автомобиль?

Повышенный литраж тесно связан с более высокой мощностью, и это, конечно следует отнести к преимуществам. Мощный двигатель позволяет быстрее разгоняться и увереннее чувствовать себя при обгоне, перестроении и движении на подъеме, а также в различных нестандартных ситуациях. В обычных городских условиях нет необходимости то и дело раскручивать такой мотор до высоких оборотов. Включенный кондиционер и полная загруженность пассажирами не окажет существенного влияния на динамику транспортного средства.

Так как крупнолитражный и среднелитражный агрегат эксплуатируются, как правило, в не слишком напряженном режиме, то и ресурс их оказывается достаточно высоким. Например, многие немецкие автомобили с 5-литровыми и даже 3-литровыми двигателями вполне могут обеспечить пробег в миллион километров и больше без капитального ремонта. А вот моторам малолитражек зачастую приходится трудиться на пределе своих возможностей, а значит, износ даже при заботливом уходе происходит ускоренными темпами.

Кроме того, в холодное время года большой объем позволяет двигателю быстрее прогреваться.

Есть у крупнолитражек и существенные минусы. Главный недостаток моделей, обладающих двигателем большого объема, — высокая цена, которая резко возрастает даже при небольшом увеличении литража.

Но финансовый аспект не ограничивается лишь ценой покупки. Чем больше литраж мотора, тем дороже обойдется обслуживание и ремонт. Возрастет расход антифриза и моторного масла. От рабочего объема агрегата зависят суммы страховых взносов. В зависимости от текущего законодательства сумма транспортного налога также может рассчитываться с учетом литража двигателя.

Повышенный расход горючего также увеличит эксплуатационные расходы крупнолитражного автомобиля. Поэтому, нацелившись на мощного «зверя», прежде всего тщательно оцените свои финансовые возможности.

Проблема выбора

При выборе автомобиля лучше избегать моделей класса A с объемом двигателя около 1 л или меньше. Такая машина плохо разгоняется, она не очень приспособлена для обгона, который в некоторых случаях, может быть даже опасным. Загруженной машине будет явно не хватать мощности. Но если вы собираетесь ездить один, не испытываете тяги к лихачеству, а денег в обрез, то такой вариант вполне приемлем. Расход топлива и эксплуатационные расходы будут небольшими, однако вряд ли стоит рассчитывать на долгую безотказную работу двигателя.

Для многих автолюбителей без повышенных претензий оптимальным выбором будет машина класса B или C, оснащенная движком с литражом 1,3. 1,6 л. Такой мотор уже обладает неплохой мощностью и при этом не разорит владельца чрезмерными расходами на горючее. Такое авто позволит достаточно уверенно чувствовать себя как на городских улицах, так и за городом.

Если позволяют средства, стоит приобрести машину с объемом двигателя от 1,8 до 2,5 л. Такие агрегаты обычно можно встретить в классе D. Разгон со светофора, обгон на трассе или затяжной подъем не будут представлять никакой проблемы. Ненапряженный режим работы обеспечит неплохую долговечность мотора. В целом это оптимальный вариант семейного автомобиля. Правда, расходы на топливо и эксплуатацию будут несколько выше.

Тем, кому требуется приличная мощность, но хочется сэкономить на горючем, следует присмотреться к моделям, оснащенным турбокомпрессором. Турбина способна повысить мощность движка на 40. 50% при том же объеме двигателя и расходе топлива. Правда, турбированный агрегат требует правильной эксплуатации. В противном случае его ресурс может оказаться ограниченным. Этот нюанс нужно учитывать при покупке подержанного авто.

Для использования на бездорожье не обойтись без мощного агрегата с объемом 3,0. 4,5 л. Кроме внедорожников, такие моторы устанавливают на машинах бизнес-класса и представительских. Эти авто по карману далеко не всем, не говоря уже о том, что аппетиты по отношению к топливу у них весьма высоки.

Ну а те, у кого средства не ограничены, на такие мелочи внимания не обращают. Да и вряд ли они станут читать эту статью. Поэтому давать рекомендации относительно покупки транспортного средства с литражом агрегата от 5 л и выше просто нет смысла.

объем двигателя!! ! почему он влияет на что то?

Рабочий объём (рабочий объём двигателя, литраж) — важнейший конструктивный параметр (характеристик) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) , выражаемый в литрах (л) или кубических сантиметрах (см³).

Литраж двигателя в значительной степени определяет его мощность и иные рабочие параметры. Рабочий объём равен сумме рабочих объёмов всех цилиндров двигателя. В свою очередь, рабочий объём цилиндра определяется как произведение площади сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня (от НМТ до ВМТ) . По данному параметру различают длинноходные двигатели с длиной хода поршня превышающей диаметр цилиндра и короткоходные с ходом поршня меньше диаметра цилиндра. По величине рабочего объёма автомобильные двигатели (с искровым зажиганием) делятся на микролитражные (до 1,1 л) , малолитражные (1,2-1,5 л) , среднелитражные (1,6-3,5 л) и крупнолитражные (свыше 3,5 л) . У дизельных двигателей данный параметр отличается в большую сторону из-за меньшей удельной мощности.

Во многих странах налогообложение автомобильных транспортных средств определяется именно литражом, например, в Италии легковые автомобили с рабочим объёмом бензинового двигателя свыше 2000 см³ облагаются повышенным налогом.

Одним из перспективных направлений развития конструкции ДВС является создание моторов с изменяемым рабочим объёмом, что достигается применением системы автоматического (электронного) отключения нескольких цилиндров при режимах частичной нагрузки двигателя. Данная система уже применяется на некоторых новых серийных американских пикапах и внедорожниках и позволяет экономить в среднем 20 % топлива. Существуют также специальные двигатели с устройством непосредственного (механического) изменения рабочего хода поршня, но они пока не вышли из опытно-экспериментальной стадии. Впрочем, ДВС с изменяемым рабочим объёмом достаточно давно применяются в качестве лабораторного оборудования, например, при определении октанового числа бензина «моторным методом».

Что такое рабочий объем двигателя

Михаил Когут

Р абочий объем двигателя — это один из главных технических параметров автомобиля, от которого зависит мощность, динамика и объем потребления топлива.

В среде автовладельцев сложился стереотип, что автомобили с большим объемом двигателя являются лучшим выбором. Но такое утверждение не всегда соответствует действительности.

Крупнолитражные машины отличаются большим потреблением топлива и имеют высокую себестоимость, что в итоге делает автомобиль менее доступным для рядового покупателя. Кроме того, такие авто более дорогие в обслуживании.

Общие положения

Чтобы понять, как рассматриваемый параметр может влиять на характеристики транспортного средства, важно знать устройство ДВС.

Если говорить вкратце, двигатель состоит из следующих элементов:

1. Блока цилиндров.
2. Головки блока.
3. Камеры сгорания.
4. Поршня, который объединен с коленвалом через КШМ.
5. Система подачи и зажигания горючей смеси.
6. Клапана, через которые отводятся продукты горения (отработавшие газы.
7. Картера.

В задачу двигателя входит преобразование одного вида энергии в другой, а именно тепловую энергию (сжигание топливной смеси) в механическую (вращение коленвала). После подготовки горючее под давлением направляется в камеру сгорания и зажигается.

В результате создается давление, достаточное для выталкивания поршня, вращающего коленвал машины.

Особенности расчета

От объема двигателя зависит, сколько горючего можно подать в полость цилиндра. Следовательно, чем больший объем топливной смеси поступает в камеру сгорания, тем на более существенный объем энергии можно рассчитывать.

Формула расчета объема цилиндров имеет следующий вид:

Здесь π равно 3,14 (фиксированная величина), r — радиус цилиндра машины, а h — его высота. Можно проводить расчеты через диаметр, разнице нет.

Кроме того, формула для расчета объема может выражаться, как площадь поперечного сечения, умноженная на высоту в точке, когда поршень расположен в нижней мертвой позиции.

С учетом вышесказанного можно сделать следующий вывод, расчетный объем мотора — это:

• Сумма объемов каждого из цилиндров;
• Произведение объема одного цилиндра на их общее число в двигателе.

Единица измерения — литры или кубические сантиметры. При этом 1000 см 3 равно одному литру.

Если объем мотора показывается в литрах, производитель округляет число до целого. Так, если параметр имеет размер 1598 куб. см, в литрах это 1,6.

На какие характеристики влияет литраж?

Как уже отмечалось, чем выше объем цилиндра, тем больше топливной смеси может в него поступить. Получается, что при сгорании горючего в цилиндре более «емкого» двигателя энергии получается больше.

Результатом является увеличение мощности силового узла и улучшение общих динамических качеств авто.

Но имеется и недостаток. Двигатели с большим рабочим объемом отличаются прожорливостью. Это легко доказать в цифрах.

Среднестатистический мотор на 1,5 литра потребляет в условиях города 9-10 л на «сотню» пути.

Для двигателей объемом 2,0 л и более этот параметр выше — 12-13 л. При движении вне населенных пунктов и по хорошей дороге разница меньше — 6-7 л и 8-9 л соответственно.

Причина повышенного потребления заключается в большем объеме горючего, которое впрыскивается в камеру сгорания в процессе работы.

Благодаря этому, машина разгоняется до нужной скорости быстрее, что уменьшает время работы мотора на неэкономичном режиме.

Привычная зависимость, что с ростом объема увеличивается мощность, характерна для легковых транспортных средств. В случае с грузовым транспортом ситуация выглядит по-другому.

Так, большой литраж не означает, что двигатель имеет запредельное число лошадиных сил. Для таких автомобилей на первом месте стоит момент вращения на всех диапазонах оборота коленчатого вала.

Например, автомобиль КАМАЗ-54115 с мотором на 1085 куб. см имеет один цилиндр с таким же литражом, как у всего двигателя малолитражного авто.

Несмотря на столь высокие показатели, мощность находится на уровне 240 лошадиных сил.

Для сравнения БМВ модели X5 имеет 3-литровый мотор, который выдает 218 «лошадей».

Но хотелось бы отметить, что на современные грузовые авто (тот же КАМАЗ) ставятся силовые агрегаты на 11.76 л мощностью до 400 «лошадок», что больше соответствует реалиям.

Каким должен быть литраж?

Производители знают об изменчивости приоритетов автовладельцев, поэтому выпускают автомобили с различными типами двигателей.

Исходя из этого, все транспортные средства делятся на следующие классы:

• Микролитражные авто. Такие ТС имеют объем двигателя до 1,1 л.
• Малолитражки. Особенность этих машин — установка 1,2-1,7-литровых моторов. В нашей стране это наиболее востребованный вариант.
• Среднелитражные машины. Сюда входят ТС с рабочим объемом 1,8-3,5 л.
• Крупнолитражки — авто с 3,5 л и более.

Рассмотренное выше разделение носит условный характер и касается в большей части бензиновых моторов.

Если на авто установлен дизельный силовой агрегат, ситуация будет иной.

Существует еще один тип градации машин — по классам:

• В-класс — от 1,0 до 1,6 л.
• С-класс — от 1,4 до 2,0 л.
• D-класс — от 1,6 до 2,5 л.
• E-класс — от 2.0 л и больше.

При выборе машины стоит обращать внимание на условия эксплуатации транспортного средства. Если авто необходимо для перемещения движения по городу, лучшим вариантом будет малолитражка. Главное — наличие хорошей тяги на «холостых». При недостатке этого параметра двигатель будет тратить больший объем горючего, поэтому об обещанных 7-8 л можно не мечтать.

Стоит учесть, что при включении климат-системы потребление горючего возрастает и падает динамика авто. Если машина имеет мотор небольшой мощности, придется постоянно переводить ручку КПП на более низкую скорость.

Если авто будет использоваться для продолжительных путешествий, лучше отдать предпочтение ТС с большим рабочим объемом.

Причин здесь несколько:

1. Уменьшается разница в расходе.
2. Включение климат-системы почти не влияет на тягу.
3. Под капотом будет присутствовать достаточный запас мощности, необходимый для быстрого обгона.

Двигатели с изменяемым рабочим объемом

В зависимости от условий работы двигателя, система позволяет в автоматическом режиме отключать или включать в работу определенное количество цилиндров, что влияет на мощность и эффективность работы ДВС.

Такие моторы могут с помощью электроники в режиме реального времени адаптироваться к условиям эксплуатации, что позволяет достигать лучших результатов по экономии топлива (до 20%) и уменьшению выбросов.

Технология пока еще не получила большого распространения, но в целом, она очень перспективна и будет развиваться.

Зная рассмотренные нюансы, проще определиться с подходящим объемом двигателя. Важно ориентироваться не только на цифры, но и на реальные показатели — мощность, расход топлива и динамику.