Однією з найважливіших характеристик будь-якого бензинового або дизельного двигуна є його робочий об’єм. З моменту появи перших ДВС ця характеристика мотора виступає першорядним показником, за яким виділяється той чи інший силовий агрегат. З цієї причини поняття «обсяг двигуна» постійно вживається стосовно до різних силових установок. На багатьох авто вказівку обсягу мотора винесено у вигляді спеціального шильдіка поруч з позначенням самої моделі. Наприклад, BMW 740 означає, що це сьома серія в модельному ряду з об’ємом двигуна 4.0 літра.
Від робочого об’єму атмосферного або турбований двигуна сильно залежить потужності характеристики, максимальна швидкість руху ТЗ і т.д. Більш того, розподіл автомобілів по класах, формування оподаткування і визначення розміру сплати різних зборів також відбувається з урахуванням типу двигунів і обсягів, які встановлюються виробником на різні моделі / види транспортних та інших засобів.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, який моторесурс має сучасний дизельний двигун в порівнянні з бензиновим. З цієї статті ви дізнаєтеся про головні чинники і особливості, які впливають на термін служби до першого капітального ремонту агрегатів на бензині і дизпаливі.
Слід зазначити, що багато споживачів не завжди добре ознайомлені з тим, що ж таке об’єм двигуна насправді. Далі ми маємо намір поговорити про те, з чого налічується робочий об’єм ДВС, як дізнатися об’єм двигуна і т.д.
Що таке обсяг мотора
Тепловий двигун внутрішнього згоряння представляє собою значний комплекс з різних механізмів, систем і додаткового навісного обладнання, утворюючи складне інженерне рішення. Загальний принцип роботи ДВС передбачає подачу палива і повітря в спеціальну закриту камеру, де відбувається займання отриманої паливно-повітряної суміші.
В результаті згорання палива вивільняється енергія, яка штовхає поршень, розміщений в циліндрі двигуна. Поршень рухається, КШМ перетворює зворотно-поступальний рух поршня в обертальний, що дозволяє крутити колінчастий вал. Далі крутний момент двигуна передається на трансмісію і потім на провідні колеса автомобіля.
Зазначений процес постійно повторюється після запуску двигуна, тобто мотор весь час працює за умови того, що здійснюється подача компонентів і відбувається ефективне згорання паливної суміші в робочій камері. Зазначена камера називається камерою згоряння. Обсяг камери згоряння (він же робочий об’єм) — твір площі перерізу циліндра на довжину робочого ходу поршня від НМТ у ВМТ (верхня і нижня мертва точка ходу поршня). Фізичний обсяг камери згоряння є робочим об’ємом двигуна на бензинових і дизельних автомобілях, мотоциклах і інших видах наземного, повітряного або водного транспорту, сільгосптехніки, а також інших механізмів і пристосувань з використанням ДВС.
Зверніть увагу, якщо двигун має декілька циліндрів, тоді обсяг камери згоряння в кожному з них обов’язково додається до іншими. Іншими словами, робочий об’єм багатоциліндрового двигуна є сумою обсягу камер згоряння всіх циліндрів такого мотора. Сумарний обсяг всіх циліндрів двигуна зазвичай виражається в літрах. Робочий об’єм камери згоряння вказується в сантиметрах кубічних.
Давайте розглянемо дане твердження на прикладі широко поширеного чотирициліндрового 2.0-літрового ДВС. Ми не будемо наводити точних цифр, а просто уявимо, що кожна з камер згоряння має в робочому обсязі 498 кубічних сантиметрів. Так як мотор має 4 циліндри, нам необхідно скласти обсяги всіх циліндрів. В результаті отримуємо 1 992 см ?. Якщо говорити про ДВС, то для визначення обсягу загальноприйнятим стандартом стало округлення до цілих чисел, причому відбувається це в більшу сторону. Таким чином, мотор із загальною сумою обсягів усіх камер згоряння, яка фактично дорівнює 1992 см ?, є двигуном з робочим об’ємом 2 літри, тобто дволітровим.
Як діляться автомобілі по класах з урахуванням обсягу двигуна
У модельному ряду кожного виробника присутні продукти, які відрізняються за класами, масі, габаритним розмірам і іншим характеристикам. Що стосується легкових авто, під час тотального домінування атмосферних бензинових двигунів існувало умовний розподіл на:
- субкомпактні і компактні мікролітражні і малолітражні автомобілі з робочим об’ємом до 1.2 літра;
- авто малого класу з двигунами від 1.2 до 1.8 літра;
- середній клас з об’ємом від 1.8 до 3.5 літрів.
- потужні громадянські і спортивні версії автомобілів з моторами від 3.5 літрів і більше;
- версії вищого класу, ктор можуть мати різний обсяг ДВС.
Давайте поглянемо, на що впливає об’єм двигуна. Установка того чи іншого мотора на конкретну модель безпосередньо залежить від того, які характеристики має демонструвати машина (розгінна динаміка, крутний момент, максимальна швидкість і т.д.). Від об’єму двигуна показник потужності має залежність через те, що чим більше палива згорить в камері згоряння за цикл, тим більше енергії вивільняється і передається на поршень. Іншими словами, чим більше камери згоряння, тим більше паливно-повітряної суміші туди можна подати і вмістити. Динаміка розгону і «максималка» також залежать від потужності двигуна. Чим могутніше мотор, тим більшу швидкість зможе розвинути автомобіль. Також слід враховувати, що збільшення обсягу камер автоматично означає більший витрата палива.
Потрібно додати, що від об’єму двигуна сильно залежить і ціна автомобіля. Наприклад, для виробництва потужного двигуна V12 з об’ємом 5.5 л. потрібні набагато більші витрати порівняно з виготовленням трьохциліндрового мотора з об’ємом 0.8 л. Паралельно з цим слід враховувати, що установка під капот потужного силового агрегату спричинить необхідність серйозного доопрацювання трансмісії, системи охолодження, впуску, випуску, гальмівної системи і т.д.
Виходячи з вищесказаного, невеликі бюджетні міські малолітражки найчастіше оснащені ДВС з найменшим обсягом, так як подібні двигуни прості у виготовленні, забезпечують прийнятну динаміку і відрізняються невеликою витратою палива. При цьому ціна на такі серійні авто залишається прийнятною.
Чому сучасні позначення моделей не прив’язані до обсягу двигуна
Після активного впровадження на ринок турбомоторов у вигляді турбодизельних і турбобензиновим двигунів ситуація дещо змінилася, причому як в початковому і середньому класі, так і в преміальному сегменті. Почнемо стого, що оріентіоваться по «шильдикам» на авто стало складніше. Спочатку у мнго автовиробників склалося так, що буквено-цифровий індекс чітко соотвествовать моделі і обсягом двигуна. Наприклад, BMW 535 (5-я серія з об’ємом 3.5).
Сьогодні потужна модель з атмосферним двигуном об’ємом 5.0 літрів після установки турбіни отримує обсяг 4.4 літра, при цьому все одно позначається як і попередня. Дану ситуацію добре ілюструє факт, коли цифрове позначення популярної моделі Mercedes-Benz втратило прив’язку до обсягу двигуна. Йдеться про 63-м AMG. Під капотом моделі вже давно ставиться не атмосферне агрегат з об’ємом 6,2 літра, а двигун битурбо з робочим об’ємом 5.5 літра. При цьому машина все одно називається Мерседес 63 AMG.
Додамо, що сьогодні можна зустріти високофорсованих двигун з робочим об’ємом всього 1 л. (Наприклад, мотори лінійки Ecoboost на моделях Ford), який може встановлюватися на середньорозмірний седан або хетчбек класу «С» / «D». Справа в тому, що установка турбонаддува дозволила забезпечити такі характеристики, коли ККД, потужність і крутний момент двигуна стало можливим істотно збільшити без необхідності збільшення фізичного обсягу камери згоряння.
Іншими словами, атмосферний 1.6 має потужність 115 л.с, в той час як 1.0-літровий Ecoboost видає цілих 125 к.с. Паралельно з цим крутний момент турбомоторов вище і доступний з самих «низів», тоді як атмосферні двигуни потрібно крутити до середніх оборотів для отримання прийнятною динаміки.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке форсований двигун. З цієї статті ви дізнаєтеся про те, якими способами можна підвищити потужність атмосферного або турбированного ДВС.
Збільшення робочого об’єму двигуна
Фізичне збільшення обсягу камери згоряння є одним із способів форсування мотора з метою підвищення потужності. Почнемо з того, що сильно збільшити обсяг не виходить, так як блок циліндрів двигуна зазвичай розрахований на розточення самих циліндрів строго до певних меж. Такі межі припускають 3 капітальні ремонти, під час яких зношені циліндри розточуються для повернення їм правильної форми перед установкою ремонтних поршнів, поршневих кілець і інших елементів збільшеного розміру.
Поршні й інші деталі двигуна, які доступні у продажу, також зустрічаються виключно в трьох ремонтних розмірах. З цієї причини під час глибокого тюнінгу двигуна автомобіля краще відразу міняти мотор, тобто встановлювати інший двигун з самого початку великим робочим об’ємом, який потім можна додатково розточити в другій або останній ремонтний розмір.
Двигун з великим об’ємом: переваги і недоліки
Почнемо з очевидних мінусів. Головними недоліками великого обсягу мотора є ціна автомобіля з таким ДВС і витрата палива. Також слід враховувати і підвищені витрати на його планове обслуговування. В об’ємний двигун необхідно заливати більшу кількість моторного масла, а також охолоджуючої рідини в систему охолодження. У разі необхідності капітального ремонту витрати також будуть збільшені порівняно з малооб’ємними агрегатами.
Ще одним мінусом можна справедливо вважати високі податки на автомобілі з двигуном великого об’єму. Такий автомобіль дорожче розмитнити, знімати і ставити з обліку, страхувати, дорожче обходиться проходження техогляду і т.д. Додамо, що автомобілі з двигуном об’ємом від 3 літрів часто обкладаються додатковим податком, так як вважаються предметом розкоші.
До плюсів слід віднести високу потужність, збільшений ресурс і комфорт під час поїздок. Двигуни з великим робочим об’ємом камери згоряння в звичайних умовах експлуатації не потрібно так часто розкручувати до високих оборотів. У випадку з механічною коробкою передач немає необхідності перемикатися на знижену під час здійснення обгону, руху на підйом і т.д. Якщо на автомобілі стоїть автоматична КПП, тоді електроніка не буде прагнути постійно утримувати високі обороти на низьких передачах для збереження динамічного темпу їзди.
Також необхідно враховувати і той факт, що зазвичай мотори з великим об’ємом швидше і краще прогріваються взимку, що підвищує комфорт експлуатації автомобіля в холодну пору року. Додамо, що потужні атмосферні бензинові ДВС великого обсягу часто виявляються менш вимогливими до якості бензину в порівнянні з малолітражними форсованими версіями з більш високим ступенем стиснення.
Що стосується порівняння потужних атмосферних і турбомоторов, простий атмодвігатель прийнято вважати більш надійним. В середньому, бензиновий турбомотор потужністю близько 200 сил з робочим об’ємом 1.8 або 2.0 літра навіть за умови якісного обслуговування може зажадати уваги на пробігу порядку 180-250 тис. Км. У той же час 3.5-літровий «атмосферник» з схожою потужністю пройде без ремонту близько 350 тис. Км. Також слід зазначити, що порівнювати між собою бензинові і дизельні мотори тільки за обсягом некоректно, тому що дизель спочатку має більш високий ККД і ряд інших відмінних рис.