К чему приведет увеличение объема двигателя

В чем преимущества мотора с большим объемом?

Для многих непонятно, зачем в автомобиле требуется двигатель большого объема, особенно, если учесть, что некоторые транспортные средства европейских и японских марок могут выдавать до 300 лошадиных сил при 2-3 литрах объема двигателя, тогда как американские модели при таком же объеме выдают намного меньше мощности.

Однако сравнивать американские двигатели с европейскими или японскими некорректно. Причина этого кроется в том, что двигатели имеют различные конструкции и имеют очень существенные отличия. Чтобы разобраться в особенностях американского двигателестроения, необходимо немного углубиться в историю.

С 50-х годов в США активно строились большие автомобили с мощными двигателями , которые для своего времени были практически совершенными. При этом машины в Америке с родными двигателями строили в огромных количествах.

Автомобильная промышленность в Японии от американской отличалась очень сильно. В 50-70х годах в стране только зарождалось автомобилестроение, что по сути актуально и для европейских стран, где авто не выпускали в широком разнообразии.

Естественно, американские автомобилисты были патриотами во всем, в США бытовало мнение, что действительно хорошее транспортное средство могло быть сделано только в Америке, и больше нигде. При этом, лучшими считались именно большие американские авто. Чем автомобиль был больше, тем он был лучше. В итоге широкое распространение в Штатах получили автомобили, вес которых почти достигал 3х тонн, что вынуждало автопроизводителей оснащать свои детища максимально мощными моторами.

В такой ситуации американцы пошли по самому простому пути – для увеличения мощности транспортных средств они просто увеличивали объем двигателя. Отсюда на рынке появились машины с двигателями объемом в 7 и 8 литров, способные выдавать до 400 л. с. Эти двигатели позволяли разгонять тяжелые и широкие американские автомобили до 100 километров в час всего за 9 секунд. Но это в итоге привело к тому, что автомобили стали потреблять очень много топлива – до 40 литров бензина. Но топлива было много, оно было доступным и подобный расход никого не смущал.

В Европе подобный подход к автомобилестроению в принципе не мог появиться. Тому есть две основные причины. Во-первых, после Второй Мировой войны практически все европейские страны испытывали экономические трудности, европейцам приходилось восстанавливать страны, а не строить крайне прожорливые автомобили. Во-вторых, европейцы традиционно отличаются прижимистостью и экономностью, из-за чего они не могли позволить себе содержать подобных американским монстров.

Итогом стало распространение производства по всей Европе небольших автомобилей с маленькими моторчиками, которые уже позднее стали модернизировать без существенного увеличения объема.

В 70х годах произошел известный топливный кризис, в результате которого даже американцы задумались о том, как им тратить меньше бензина на машины. Параллельно с этим в Штатах набирало силу движение зеленых, борющихся за сохранение окружающей среды, которым очень не нравились легенды американского автопрома – прожорливые и неэкологичные. Все это в итоге привело к снижению мощности двигателей, но сохранению их объема. К примеру, Бьюик Ривера в 1974 году сохранил объем двигателя в 7,5 литров, однако его мощность была снижена до 245 л. с.

Урезание мощности двигателей в итоге привело к самым разным последствиям, в том числе, и к положительным. В первую очередь большие моторы с низкими параметрами мощности характеризовались очень высоким крутящим моментом на малых оборотах, благодаря чему машины получили очень высокую динамику разгона.

Кроме того, из-за низкооборотистости двигателей, машины во время движения создавали минимальный шум при постоянных показателях скорости. Склонные к комфорту и удобству во всем американцы «на ура» восприняли это.

Читайте также:  Isuzu fargo какой двигатель

В итоге, американские производители автомобилей сохранили традицию производства двигателей с большим объемом. Сегодня знаменитый во всем мире «Гранд Чероки» имеет мотор объемом 5,2 литра при мощности всего 220 л. с. Однако у него есть важные достоинства – великолепный крутящий момент.

И напротив, BMW обладает большей мощностью и меньшим объемом мотора, но его пик крутящего момента выше, чем у «Чероки». Вот эта особенность касается практически всех автомобилей японского и европейского производства.

Другими словами: чем больше мощность при меньшем объеме двигателя, тем быстрее вращается мотор.

То есть, чтобы любой авто японского производства с 200 л.с. и двумя литрами мотора мог разогнаться также, как американский «Чероки», его двигатель должен работать на 8000 оборотов. При этом «Чероки» достигает великолепного разгона всего при 3000 оборотов.

Подводя итог, можно отметить самое важное:

  • На скорость разгона транспортного средства непосредственное влияние оказывает не его максимальная мощность, а крутящий момент. Чем ниже находится пик крутящего момента по оборотам мотора, тем быстрее авто разгонится. Это основное достоинство американских машин с большими двигателями.
  • Мощность двигателя в первую очередь определяет максимальную скорость, а не динамику набора скорости.
  • Американские двигатели характеризуются низкой мощностью, однако они обладают большим крутящим моментом на низких оборотах, что крайне положительно сказывается на их долговечности.

Проще говоря, двигатель в машинах из США крутится медленно, но позволяет автомобилю максимально быстро разгоняться. В этом и состоит основное отличие штатовских авто от европейских и японских.

Всероссийский интернет-магазин запчастей и тюнинга СпецТюнингУАЗ

Более 10 000 запчастей и тысячи довольных постоянных клиентов

8 800 350-70-56 (бесплатный звонок по России)

Источник

Увеличение объема двигателя. Значение R/S

Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять моментные (в большей степени) и мощностные характеристики мотора. Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 ( и его производных – ВАЗ 2111, 2112).

Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра.

Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней.

На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего спортивного распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата.

Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов большего диаметра. Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль.

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

Читайте также:  Схемы релейно контактного управления асинхронным двигателем

Мы рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ-2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75.

Эффект большого R/S:

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.

Эффект малого R/S:

ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:

1) Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.

2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении «кованных» поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршней.

3) Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80 м/с., при шатуне 129 мм. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения.

Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121 мм — он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1.7, что вполне удовлетворительно. Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна.

Читайте также:  Какой двигатель подойдет на делику

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

Источник

Больше цилиндров в вашем двигателе, — больше плюсов

Тенденция к снижению трения и механическим потерям в двигателях (преимущественно при конструировании современного автомобиля малого класса), привела к созданию новых 2-х и 3-х цилиндровых двигателей. И абсолютная противоположность, в автомобилестроении брендовых бизнескаров, появились мощные 8-и и 12-и цилиндровые двигатели.

Рассмотрев многоцилиндровые двигатели, где среднее эффективное давление будет разделено на все цилиндры, и ни один поршень не будет перегружен, поэтому на коленвал будет распределена сбалансированная равномерная нагрузка. Кроме того, охлаждение в двигателе с большим количеством цилиндров, будет распределятся более равномерно по всей площади двигателя.

Меньшие по размеру поршни

Вы можете увеличить мощность за счет увеличения объема, или увеличения количества цилиндров. Но большее количество цилиндров, даст вам более высокое соотношение мощности к весу, по сравнению с увеличением диаметра, чтобы оно соответствовало выходной мощности. Следовательно, вы можете достичь более высоких оборотов, увеличив количество цилиндров.

Достоинства и недостатки многоцилиндровых двигателей

Следующие основные факторы необходимо учитывать при сравнении двигателей, с одинаковым кубическим объёмом, и различным количеством цилиндров.

1) Чем короче ход поршня, тем выше частота вращения коленчатого вала.

2) Когда объем цилиндра становится меньше, то и поршень становится легче и меньше, по отношению к размеру цилиндра, соответственно приводит к более высокую скорость поршня.

3) Для той же мощности цилиндра двигателя и максимальной скорости поршня, многоцилиндровый двигатель развивает больше мощности.

4) Чем меньше размер цилиндра, тем выше его отношение поверхности к объему и, следовательно, выше — коэффициент сжатия с улучшением теплового КПД двигателя.

5) Для определенного общего объема цилиндров, реакция ускорения увеличивается с количеством цилиндров, из-за более легких поршневых компонентов.

Гладкая работа многоцилиндровых двигателей возможна только тогда, когда каждая камера сгорания производит такое же давление, как и другие в том же двигателе.

Каждый впускной клапан должен быть настроен так же, как и другие, чтобы обеспечить равное количество заряда топлива, для впрыска в каждую камеру сгорания.

Когда все эти требования удовлетворяются, давление в камерах сгорания является равным.

Поэтому эти, практически идеальные требования, должны всегда выполнятся в производственных условиях, что приводит к увеличению стоимости производства.

+ Небольшие клапаны и поршни облегчают охлаждение

+ Более частые и меньшие пульсации, от детонации, упрощают глушение

+ Двигатель намного компактнее

+ Может работать с гораздо большей скоростью

+ Мощность, потребляемая при преодолении вращательного и возвратно-поступательного сопротивления, также увеличивается

+ Частота импульсов мощности увеличивается, из-за чего выходная мощность становится более последовательной и равномерной

+ Повышенная степень сжатия, благодаря уменьшенному объёму цилиндра

+ Меньший вес рабочих узлов, уменьшает инерционную нагрузку, благодаря чему повышается ресурс двигателя.

— Распределение топливной смеси становится более сложным

— Стоимость замены компонентов становится пропорционально выше.

И так, какие же итоги можно подвести, к выше сказанному, — Двигатели с увеличенным количеством цилиндров – предпочтительнее, так как с увеличением числа цилиндров автомобили стали намного легче, появились улучшенная динамика и комфорт в управлении, а так же уменьшилась вибрация.

Уважаемые гости — переходите на мой канал, кликнув — Pit Stop , ставьте лайки и не забывайте подписываться (это Вас ни к чему не обяжет, а Вы будете чаще встречать мои статьи в ленте Дзен), впереди ещё много нового и интересного!

Источник

Adblock
detector