Что такое рабочий объем двигателя и как его рассчитывают

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.

Естественно, что вытащить такую бочку могли только две лошади за канат, перекинутый через блок. Усилие средней рабочей лошади в течение 8 часов работы составляет 15 % от её веса или 75 кгс при массе лошади в 500 кг. За 8 часов лошадь с таким усилием может пройти 28,8 км со скоростью 3,6 км/ч (1 м/с).

Наблюдая за традиционным источником энергии — лошадью, Уатт пришел к выводу, что бочку массой 180 кг могут вытягивать из шахты две лошади со скоростью 2 мили/ч (3,6 км/ч). В этом случае лошадиная сила в английских мерах принимает вид 1 л. с. = 1/2 барреля · 2 мили/ч = 1 баррель·миля/ч (здесь баррель принят за единицу силы

, а немассы ). То же самое в более мелких единицах составляет 380 фунтов на 88 футов/мин. Округлив расчеты в фунто-футах за минуту, он решил, что лошадиная сила будет равна 33 000 фунто-футов в минуту.

Расчёты Уатта относились к мощности лошади, усреднённой за большое время. Кратковременно лошадь может развивать мощность около 1000 кгс·м/с, что соответствует 9,8 кВт или 33 475 BTU/ч (котловая лошадиная сила). По другим данным — до 15 л. с. в пике.[источник не указан 523 дня

На Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году была принята новая единица измерения мощности — ватт (обозначение: Вт, W), названая в честь Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы.

Плюсы и минусы ДВС с большим и малым объемом

Каждый тип моторов имеет свои достоинства и определенные недостатки, что может существенно повлиять на выбор нового авто.

Достоинства малолитражных двс:

• экономичный расход топлива;
• дешевле стоимость и обслуживание других деталей, например, коробки и ходовой;
• турбированный вариант сочетает в себе высокую производительность при минимальных нагрузках и небольшом рабочем объеме.

Недостатки двигателей с маленьким литражом:

• слабая мощность, из-за чего автомобиль обладает маленькой грузоподъемностью;
• недостаточная динамика;
• низкий ресурс мотора из-за частой езды на повышенных оборотах;
• турбированный вариант очень дорогой в обслуживании.

Достоинства объемных моторов:

• мощность выше, чем у экономичных аналогов;
• увеличенный ресурс (двигатель реже работает на максимальных оборотах, поэтому будет дольше служить);
• отличная динамика (для выполнения обгона реже нужно переключаться на пониженную скорость);
• зимой быстрее прогреваются;
• атмосферные модификации не прихотливы к качеству топлива.

Недостатки объемных силовых агрегатов:

• увеличенный расход топлива;
• обслуживание дороже, чем в случае с экономным аналогом (нужно заливать больше масла и охлаждающей жидкости, устанавливать более качественную коробку, подвеску и тормоза);
• высокие налоги при перерегистрации (покупка на вторичном рынке) и растаможке;

Как видно, объем мотора тесно связан с дополнительными растратами, как в случае с малолитражками, так и с более «прожорливыми» аналогами. В виду этого, подбирая модификацию авто по литражу, каждый автомобилист должен исходить из условий, в которых будет эксплуатироваться машина.

Источник

Характеристики объема двигателя

• микролитражки (не более 1.1 литра);
• малолитражки (от 1.2 до 1.7 литра);
• среднего объема (от 1.8 до 3.5 литра);
• крупно-литражные ( от 3.6 и более литров).

Разделение это довольно условно и касается в основном моторов, работающих на бензине. С дизельными двигателями ситуация немного отличается. Показатель литража силовых установок одна из важнейших деталей автомобиля. Чем больше топливной смеси помещается в камере сгорания, тем больше автомобиль потребляет бензина. Но вместе с расходом топлива увеличивается и мощность авто, потому как большее количество горючего будет производить большее количество высвобождающейся энергии.

К минусам крупно-литражных автомобилей, кроме расхода топлива, можно отнести и его более высокую себестоимость. Так, логично предположить, что для его изготовления потребуется гораздо больше материалов, да и требования к качеству изготавливаемых деталей, соответственно, будут намного выше.

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.

Машина с прицепом из картона

Этот вариант поделки тоже считается очень простым. Тут нужны только самые доступные материалы и немного времени.

В итоге получится интересная поделка, с которой малышу будет интересно играть. Стоит заметить, что по такой схеме можно сделать не только машинку, но и поезд.

Для работы понадобится цветная бумага, гофрированный картон, который можно взять из любой коробки, ножницы, клей, болтик с гайками и веревку с шилом. По этому набору родителю должно быть понятно, что самостоятельно ребенок не может работать над этой поделкой и понадобится присмотр со стороны взрослых.

Для работы понадобится цветная бумага, гофрированный картон

Что касается того, как сделать из бумаги машину, то для начала понадобится картон. На нем следует нарисовать корпус автомобиля и прицепа. 6 одинаковых колес также вырезаются из гофрированного картона.

При этом ребенку, скорее всего, не обойтись без помощи взрослых, так как плотный картон тяжело разрезать.

Схема машины в развернутом виде из бумаги

После того как заготовки будут выполнены, можно оклеить их цветной бумагой либо раскрасить красками. Из цветной бумаги вырезаются окна автомобиля, делаются фары и стоп-сигналы. Не стоит забывать о прицепе: на нем будет 2 колеса, а учитывая, что поделка будет двухсторонней, следует тщательно обрабатывать обе стороны картона. Более того, нужно проследить за тем, чтобы все было одинаковым с каждой стороны.

Далее начинается сложная работа по сборке деталей. Тут без помощи взрослых ребенку не обойтись. Для начала нужно проделать шилом 2 отверстия в нижней части машины и 1 в прицепе. В центре каждого колеса тоже нужно сделать по отверстию.

Теперь все колесики крепятся к кузову и прицепу при помощи болтов с гайками. Тут можно дать ребенку самостоятельно потрудиться и даже предоставить для этого соответствующие инструменты. Малышу будет это не только интересно, но и полезно.

Развернутая схема УАЗа из бумаги

В последнюю очередь автомобиль соединяется с прицепом. Для этого нужно проделать 2 отверстия шилом, а после связать элементы ниткой.

Расчет мощности 3-фазного асинхронного агрегата

Чтобы рассчитать полезную мощность на обмотке статора асинхронного 3-фазного двигателя, следует умножить фазное напряжение на фазный ток и на коэффициент мощности, а полученное значение мощности умножить на три (по количеству фаз):

Pстатора = 3 * Uф * Iф * cosφ.

Расчет мощности эл. двигателя, имеющей активный характер, то есть мощности, которая снимается с вала двигателя, производится так:

Pвыходная = Pстатора – Pпотерь.

В асинхронном двигателе имеют место следующие потери:

• электрические в обмотке статора;
• в стали сердечника статора;
• электрические в обмотке ротора;
• механические;
• добавочные.

Для расчета мощности трехфазного двигателя в обмотке статора, имеющей реактивный характер, необходимо сложить три составляющие данного типа мощности, а именно:

• реактивную мощность, расходуемую на создание потока рассеяния обмотки статора;
• реактивную мощность, расходуемую на создание потока рассеяния обмотки ротора;
• реактивную мощность, расходуемую на создание основного потока.

Реактивная мощность в асинхронном двигателе в основном расходуется на создание переменного электромагнитного поля, но часть мощности расходуется на создание потоков рассеяния. Потоки рассеяния ослабляют основной магнитный поток и снижают эффективность работы асинхронного агрегата.

Примечания

Комментарии

Как узнать объем двигателя. На что он влияет

Автомобильные эксперты подчеркивают, что практически самой важной характеристикой любого двигателя является его объем. С момента разработки двигателей внутреннего сгорания (ДВС) данная характеристика является первостепенным показателем каждого мотора

Поэтому само понятие «объем двигателя» употребляют, говоря о разных силовых агрегатах. На большом количестве автомобилей объем двигателя указывается рядом с моделью специальным шильдиком.

Стоит отметить, что на сегодняшний день не все владельцы автомобилей понимают, что собой представляет объем двигателя. В этой статье мы расскажем: как определить объем двигателя, и на что именно он влияет.

Двигатель внутреннего сгорания является крупным комплексом, который включает в себя ряд механизмов и систем, а также большое количество допоборудования, что в итоге образует сложное произведение инженерии. Принцип работы такого двигателя заключается в подаче топлива и воздуха в закрытую камеру возгорания. В результате сгорания высвобождается энергия, приводящая в движение ряд деталей, которые в итоге заставляют автомобиль двигаться.

Отметим, что после запуска мотора этот процесс постоянно повторяется, то есть при подаче топлива и воздуха мотор постоянно работает. Физический объем камеры сгорания – это рабочий объем ДВС на бензиновых и дизельных авто, а также других видах транспорта, где его используют.

Как измеряется объем двигателя?

При покупке нового автомобиля его объем двигателя будет указан в техпаспорте и других документах. Кроме того почти на всех автомобилях, произведенных после конца 90-х годов объем двигателя указывается специальными знаками возле марки.

Но, несмотря на это, некоторые водители сталкиваются с проблемой определения объема двигателя, при покупке, например старого автомобиля, на котором меняли двигатель.

Чтобы узнать суммарный объем двигателя необходимо провести ряд не очень сложных вычислений. К примеру, если на машине установлен рядный двигатель с четырьмя цилиндрами, а объем 1 цилиндра равняется 499 куб.см., то нужно это число умножить на 4. В итоге мы получаем число, которое определяет объем мотора в литрах, в этом случае это 1996. Это число нужно округлить и поделить на 1000 в итоге мы получаем число 2, то есть этот двигатель имеет объем в 2 литра.

На что влияет объем двигателя.

Многие автолюбители предпочитают покупать автомобили с более высоким объемом двигателя, и при этом они не сильно смотрят на год выпуска машины, так как для них главное объем. Поэтому необходимо разобраться, на что же на самом деле влияет объем двигателя.

Эксперты выделяют два варианта влияния объема двигателя на технические характеристики автомашин. Самым важным вариантом является безопасность и выносливость самого мотора при резвой эксплуатации. То есть двигатели с большим объемом защищены от большинства поломок и обеспечивают комфортную езду и запас.

Конечно, многие скажут, что двигатели с большим объемом требуют больше топлива, но затраты на топливо это не самая большая расходная часть автовладельца. Потому что ремонт агрегата стоит не дешево, и выносливость мотора очень важна.

Когда двигатель с небольшим рабочим объемом, для разгона и достижения определенной скорости ему приходится очень интенсивно работать, что приводит к быстрому износу деталей. А в двигателях с большим объемом агрегат работает мягко и размерено, поэтому детали работают дольше.

Стоит отметить, что мощный двигатель требует более тщательного ухода. Поэтому владельцам таких авто не стоит пропускать ТО и проводить его в профессиональных автосервисах, которые можно найти в каталоге Все СТО.

Как узнать объем двигателя. На что он влияет

Поделиться ссылкой:

• Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
• Click to share on Skype (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в WhatsApp (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)

60 указателей, которые могут запутать и насмешить кого угодно

Классификация автомобилей с учетом объема двигателя

Так как не существует транспорта, который соответствовал бы запросам всех автомобилистов, производители создают моторы с разными характеристиками. Каждый, исходя из своих предпочтений, подбирает определенную модификацию.

По литражу двигателя все автомобили делятся на четыре класса:

Микролитражные – машины с мотором, объем которых не превышает 1,1 литра. Например, среди таких транспортных средств CITROEN C1 и FIAT 500C.

Малолитражные – авто, объем двс которых варьируется от 1,2 до 1,7 л. Такие машины пользуются популярностью среди тех, кому важен минимальный показатель расхода со средней производительностью. Представителями такого класса является DAIHATSU COPEN 2002-2012 и CITROEN BERLINGO VAN.

Среднелитражные – силовой агрегат в таких автомобилях имеет объем от 1,8 до 3,5 л. В этот класс входят такие модели, как BUICK REGAL TOURX и LAND ROVER RANGE ROVER EVOQUE.

Крупнолитражные – в таких авто объем двс будет больше 3,5л. Среди представителей данного класса: ASTON MARTIN VANQUISH VOLANTE 2013, CHEVROLET CAMARO 2018 и BENTLEY CONTINENTAL GT CONVERTABLE.

Данная классификация действует в случае бензиновых агрегатов. Часто в описании характеристик можно встретить несколько иную маркировку:

B – компактные машины с литражом 1,0 – 1,6. Чаще всего это бюджетные варианты, такие как SKODA FABIA.

C – в данную категорию входят модели, сочетающие в себе среднюю цену, неплохую производительность, практичность и презентабельный внешний вид. Моторы в них будут объемом от 1,4 до 2,0 литров. Представителем данного класса является SKODA OCTAVIA 4.

D – чаще всего такими автомобилями пользуются деловые люди и семьи. В машинах мотор будет объемом в 1,6-2,5 литра. Список моделей в этом классе не короче, чем в предыдущем сегменте. Один из таких автомобилей — VOLKSWAGEN PASSAT.

E – транспортные средства бизнес-класса. ДВС в таких моделях чаще всего объемом в 2,0 л. и больше. Примером таких авто является AUDI А6 2019.

Помимо литража в данной классификации учитываются такие параметры, как целевой сегмент (бюджетная модель, средняя стоимость или премиум), габариты кузова, комплектация систем комфорта. Иногда производители комплектуют малолитражными моторами автомобили среднего и высшего классов, поэтому нельзя сказать, что представленные маркировки имеют жесткие границы.

Когда модель автомобиля стоит между сегментами (например, по техническим характеристикам это класс С, а системы комфорта позволяют отнести авто к классу Е), к букве добавляют «+».

Помимо упомянутой классификации существуют и другие маркировки:

• J – внедорожники и кроссоверы;
• M – минивэны и микроавтобусы;
• S – спортивные модели автомобилей.

Моторы таких автомобилей могут иметь разный объем.

Плюсы

Что такое рабочий объем двигателя

Основная характеристика силового агрегата (дизельного, бензинового), установленного на легковой или грузовой автомобиль, − рабочий объем. Параметр обязательно указывают при продаже авто, от его значения зависят важные характеристики транспортного средства:

• мощность;
• скорость разгона;
• объем и масса перевозимого груза.

Справка!

В документации, описаниях, инструкциях значение рабочего объема двигателя указывают в кубических сантиметрах или литрах.

Смесь бензина и воздуха попадает в полость цилиндра, при сгорании двигает поршень, он перемещается вверх-вниз от нижней до верхней точки. Крайние положения обозначают аббревиатурами НМТ, ВМТ — верх и низ соответственно.

Параметры, определяющие рабочий объем:

• Ход поршня (H) — отрезок между крайними верхним и нижним положениями.
• Объем камеры сгорания(Vкс). Это пространство над поршнем, когда он находится в крайнем положении ВМТ.
• Полный объем цилиндра (Vпол) — пространство под поршнем, когда он находится в крайнем положении НМТ.

Рабочий объем одного цилиндра (Vраб) = Vпол – Vкс. Для определения суммарного литража силового агрегата нужно Vраб одного цилиндра умножить на количество цилиндров.

Классификация авто по объему двигателя:

Способ определения рабочего объема двигателя

Для решения этой задачи потребуется выяснить объем одного цилиндра, умножить полученное число на количество цилиндров у ДВС. Для примерного понимания ниже указана формула расчета:

Объем измеряется в кубических сантиметрах, тогда как характеристики — в миллиметрах. Если необходимо сделать преобразование между единицами измерения, просто поделите итоговое число на 1000.

Как узнать объем цилиндра? Для этого нужно сложить значения рабочей величины и величины камеры. Выяснить реальный показатель силового агрегата, можно при помощи калькулятора. Для этого следует знать параметры в см³, поршня и цилиндра.

Зачем нужно проверять характеристику ДВС

Желание узнать это значение, мотивируется чаще всего, стремлением увеличить степень сжатия. Данная процедура, нередко интересует любителей тюнинга автомобилей. Растачивание цилиндров, позволяет увеличить степень сжатия и давления на поршень.

Силовой агрегат выдает большее количество лошадиных сил, при аналогичном количестве потребляемой топливной смеси. Однако в стремлении добиться максимального КПД, мотор нередко не выдерживает нагрузки, выходит из строя, после оглушающего взрыва.

Как выяснить основной параметр агрегата с помощью вин кода

VIN – идентификационный номер, присваиваемый каждому ТС. Это набор уникальных букв и цифр, помогающих узнать характеристики мотора. Понадобится только посмотреть в техпаспорт ТС перед тем, как узнать искомое значение. К примеру, для стандартной четырехцилиндровой установки:

1. В данной формуле D служит для определения диаметра мотора (в мм),
2. Н используется для обозначения хода поршня.

Для того чтобы указать объем двигателя в документации, чаще используют кубические сантиметры. Также показатель указывается в литрах.

Можно ли наклеить самому

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.

Расположение мотора

Здесь возможны всего два варианта: продольное и поперечное расположение двигателя, но эта характеристика для нас с Вами, уважаемые читатели, не имеет вообще никакого значения. Единственное, зачем конструкторы меняют положение двигателя – это чтобы уместить мотор под капотом.

• Продольное расположение мотора применяется на заднеприводных авто и автомобилях с постоянным полным приводом.
• Поперечное – обычно используется на переднеприводных, а также на автомобилях с подключаемым полным приводом, когда задние колеса подключаются с помощью муфты.

Есть мнение, что продольное расположение двигателя позволяет добиться меньшего уровня вибраций, но на современных машинах эта разница очень уж незначительна.

Продажа Лада 2110 в Санкт-Петербурге