Что обозначает объем двигателя?

Объем двигателя легкового автомобиля

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.

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.

Резюме

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.

Что такое геометрические параметры двигателя: объем и степень сжатия

Многим водителям известны такие понятия, как степень сжатия двигателя, компрессия и объем, но даже опытные автовладельцы порой смутно понимают значение геометрических показателей мотора и на что они влияют. Зачастую их просто путают между собой. В статье рассмотрим каждый показатель в отдельности и попробуем внести ясность.

Объем двигателя

Прежде чем говорить о компрессии и степени сжатия, разберемся с понятием объема. У цилиндра существует 3 вида объемов:

В полный объем входит рабочий объем и объем камеры сгорания. Каждый мотор имеет определенное количество цилиндров. Чтобы узнать общий объем двигателя, нужно сложить параметры каждого цилиндра.

Объемы цилиндра двигателя

Для расчета рабочего объема одного цилиндра, нужно умножить площадь сечения цилиндра на длину рабочего хода поршня. Длина хода поршня определятся расстоянием от нижней мертвой точки (НМТ) до верхней мертвой точки (ВМТ), т.е. от максимально нижнего до максимально верхнего положения поршня.

По формуле это выглядит так: Vраб. = πr 2 h, где π = 3,14, r – радиус, h – длина рабочего хода поршня.

Например, если объем одного цилиндра составил 499 кубических сантиметров, а цилиндров четыре, то нужно умножить 499 на 4 и получим 1996 кубических сантиметров. Далее, округляем до 2000 и делим на 1000, чтобы получить значение в литрах. Таким образом, рабочий объем двигателя составит 2 литра.

Объем двигателя – это параметр ДВС, который определяет его мощность.

В большинстве стран стоимость автомобильного налога зависит от рабочего объема двигателя. Чем он больше, тем дороже обходится налог. Например, объем мотора японского автомобиля “Kei Car” всего 0,66 кубических сантиметров. Владельцы этих машин вообще не платят дорожный налог.

Рабочий объем любого двигателя измеряется в кубических сантиметрах или литрах. Исходя из объема, автомобили делятся на категории:

• микролитражные (не больше 1,1 литра);
• малолитражные (от 1,2 до 1,7 литра);
• среднелитражные (от 1,8 до 3,5 литра);
• крупнолитражные (от 3,6 и больше).

Чем больше объем, тем больше топливно-воздушной смеси помещается в каждой камере сгорания. Этот показатель напрямую влияет на расход топлива, но вместе с тем увеличивается мощность автомобиля.

Что такое степень сжатия

Движение поршня происходит в результате давления газов, которые образуются при сгорании топливно-воздушной смеси. Перед воспламенением смесь сжимается поршнем в цилиндре. Оставшийся объем в цилиндре после полного сжатия топлива (объем над поршнем в ВМТ) называется камерой сгорания.

Степень сжатия — это отношение объема камеры сгорания к полному объему цилиндра. Она рассчитывается по формуле: ξ = (Vр + Vс) : Vс, где Vр – это рабочий объем, Vс – объем камеры сгорания.

Степень сжатия

Например, полный объем цилиндра равен 500 кубических сантиметров, а объем камеры сгорания 50 кубических сантиметров. Сжатие в 10 раз. Значит, степень сжатия будет равна 10:1.

Степень сжатия является соотношением и относительной величиной.

Процесс сжатия в дизельных двигателях

Как правило, в дизельных двигателях степень сжатия значительно выше. Если в бензиновых двигателях она в среднем составляет 10:1 – 12:1, то у дизелей значение может достигать от 15:1 до 22:1. Рабочий процесс в дизельном моторе происходит следующим образом: вначале в цилиндр попадает чистый воздух, который за счет большой степени сжатия разогревается до 700-900°С. Дизтопливо впрыскивается под высоким давлением в камеру сгорания при подходе поршня к ВМТ. А так как воздух уже сильно разогрет, после смешивания с ним происходит воспламенение топлива. Возгорание под давлением (без необходимости применения сложной системы зажигания) является главным преимуществом дизельного двигателя. Но, с другой стороны, повышаются требования к герметичности. Также необходим насос высокого давления, который является одним из слабых мест такого типа силовых агрегатов.

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.

На что влияет степень сжатия двигателя

Она оказывает влияние на количество работы, производимой двигателем. Чем выше степень сжатия, тем больше энергии выделяется при сжигании топливно-воздушной смеси. Соответственно, это отражается на мощности силового агрегата. В конце прошлого века автопроизводители добивались увеличения мощности именно путем повышения степени сжатия.

Производительность двигателя и степень сжатия

Этот метод имеет определенные ограничения. Дело в том, что нельзя сжимать смесь до бесконечности. Есть определенный предел и если этот предел превысить, то происходит самопроизвольное воспламенение смеси (детонация). Но это правило относится только к бензиновым двигателям.

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:

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.

На что влияет фактор объема двигателя в характере поездки авто?

Многие любители автомобильного транспорта предпочитают покупать машины с объемом двигателя более высоким. Часто они не могут объяснить, с чем связана такая тяга к объему. У каждого автомобилиста есть знакомые, которые покупают только те японские седаны, объем силового агрегата которых не менее 3 литров. При этом такие покупатели могут жертвовать годом выпуска машины, покупать достаточно старые автомобили, а главным для них является именно объем. Нужно разобраться, на что именно влияет объем двигателя в характере машины.

Нужно выделить два варианта серьезного влияния данного аспекта из технических характеристик машины. Самым важным аспектом влияния оказывается безопасность и сохранение самого агрегата при резвой эксплуатации. То есть, двигатель защищен от многих вариантов неполадок. А также такие агрегаты предоставляют комфорт и запас. Разберемся с этими аспектами подробнее.

Безопасность эксплуатации мощного и объемистого силового агрегата

Все понятна нынешняя тенденция к уменьшению рабочего объема двигателей. Чем больше силовой агрегат имеет кубиков в своем объеме, тем больше бензина придется тратить на обеспечение его работы. Но расход топлива – это не самая большая расходная часть владельца автомобиля. Ведь важно, чтобы двигатель не потребовал ремонта, и в этом действительно может помочь большой объем.

Когда двигатель имеет мало рабочего объема, для достижения определенного разгона или скорости ему приходится достаточно интенсивно работать. При большом объема работа агрегата всегда остается мягкой и размеренной, детали не перегружаются, не происходит слишком заметный износ двигателя. Более подробно эти факторы выглядят следующим образом:

• объемистый силовой агрегат редко работает на максимуме своих возможностей – только при спортивном разгоне;
• эксплуатация поршневой системы происходит мягко, набор оборотов достаточно медленный;
• наличие большого запаса мощности позволяет двигателю не надрываться на высоких трассовых скоростях;
• при правильной настройке коробки передач агрегат потребляет не так много топлива;
• правильная эксплуатация двигателя приводит к тому, что силовая установка может отъездить без капремонта более 1 миллиона километров.

Вот такие особенности сегодня есть у больших двигателей с хорошим потенциалом. Они предоставляют не только высокую надежность эксплуатации, но и являются залогом безопасной поездки для водителя, обеспечивая высокую мощность и запас хода под правой ногой водителя. Также такие агрегаты не требуют регулярных ремонтов.

Конечно, чем более мощный и объемистый двигатель стоит под капотом вашего автомобиля, тем более тщательного ухода он требует за собой. Потому нужно обязательно покупать качественное масло, выполнять его своевременную замену. На этом эксплуатационные затраты на такой двигатель заканчиваются. Останется лишь следить за качеством топлива и вовремя менять смазочный материал.

Характеристики практических плюсов объемистого двигателя

Есть и более понятные практичные преимущества от использования мощных силовых агрегатов с большим объемом. Они работают достаточно плавно, но помогают быстро набирать скорость, а также держать высокую скорость на трассе без особого нажатия на педаль газа. Такие двигатели помогают водителю всегда обладать запасом для разгона.

Такие характеристики крайне важны при обгоне, для выполнения правильных маневров на оживленной трассе, а также при наличии нестандартных дорожных ситуаций. Зимой на скользкой дороге мощный автомобиль гораздо лучше малообъемного. Стоит заметить такие эксплуатационные преимущества силового агрегата с большим рабочим объемом:

• возможность вытянуть автомобиль из любой ситуации;
• легкий выход из любых заносов и прочих неприятностей;
• возможность буксирования прицепов, других автомобилей;
• отсутствие проблем с турбинами (которых зачастую просто нет);
• нормальное восприятие любого бензина.

Эти преимущества действительно важны для любого водителя. Но в наше время мощность уже не означает большой объем силового агрегата. Инженеры научились выдавливать до 170 лошадиных сил с одного литра рабочего объема двигателя, но это явно идет не на пользу долговечности эксплуатации автомобиля. Двигатели становятся одноразовыми и явно не выполняют своих задач так, как это необходимо.

Потому при наличии возможности лучше покупать силовой агрегат с достаточно большим объемом, обходя стороной современные 1.2-литровые двигатели, которые производители стали устанавливать даже на тяжелые кроссоверы. Конечно, количество лошадок в таких установках позволяет эксплуатировать их нормально, но не так долго, как хотелось бы покупателю.

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:

Подводим итоги

Несмотря на наличие определенных недостатков, мощные и объемистые двигатели всегда остаются популярными среди потенциальных покупателей. Есть определенный ряд автомобилистов, которые не желают ездить на 1-литровых двигателях, а хотят получать полную свободу передвижения. Именно для таких покупателей в модельной линейке современных производителей есть такие автомобили.

Нужно заметить, что выбор машины сегодня уже не связан с объемом двигателя. На факторы поведения авто на дороге влияет множество технических особенностей. Какие двигатели вы предпочитаете, и на каких авто хотели бы ездить в ближайшем будущем?