Видео:Урок 4 - объем, мощность, крутящий момент, расход топлива двигателя, малолитражки, крупнолитражки.Скачать
Длинноходные и короткоходные моторы – в чем разница, и какие лучше?
Признайтесь, что вы часто видели в тест-драйвах фразы про «типично короткоходный характер мотора» и не вполне понимали, о чем идет речь. Сегодня мы наконец расскажем, что такое коротко- и длинноходные моторы, в чем разница подходов к проектированию двигателей, и почему сейчас можно уверенно сказать, что «длинноходники» все-таки победили.
Средняя скорость, и какой она бывает
Д ля понимания вопроса придется вспомнить немного о конструкции ДВС и принципах его работы. Вы наверняка знаете, что в основе любой конструкции двигателя внутреннего сгорания лежит воздействие расширяющихся газов на поршень. Поршни могут быть любой формы и размеров, но у любого поршня есть такой параметр, как средняя скорость, и от нее зависит очень и очень многое.
Средняя скорость поршня – это величина, которую можно определить по формуле Vp = Sn/30, где S – ход поршня, м; n – частота вращения, мин-1. И именно она определяет степень возможного форсирования двигателя по оборотам, ускорения элементов шатунно-поршневой группы во время работы, а также его механический КПД.
От средней скорости поршня зависят нагрузки на стенку поршня, на поршневой палец, шатун и коленвал. Причем зависимость эта квадратичная: с увеличением скорости (Vp) в два раза нагрузки увеличиваются в четыре раза, а если в три – то в девять раз.
Эксперименты инженеров-мотористов уже очень давно доказали, что классическая конструкция шатунно-поршневой группы выдерживает максимальную скорость порядка 17-23 м/с. И чем выше эта величина, тем скорее изнашивается мотор. Увеличить скорость поршня практически невозможно – самые облегченные гоночные двигатели Формулы-1 имели скорость порядка 23-25 м/с, и это безумно много. Этого удалось достичь только потому, что «формульные» моторы рассчитаны на очень короткую эксплуатацию – от них не требуется «ходить» по 100 000 км.
От теории – к практике. Как известно, мощность мотора – это производная от крутящего момента, помноженного на обороты (об этом я писал большую статью с таблицами и графиками). То есть, если мы хотим получить больше мощности, то надо увеличивать обороты. А так как скорость поршня ограничена, то у нас не остается другого выбора, кроме как уменьшить его ход. Чем меньше расстояние нужно пройти поршню за один оборот, тем меньше может быть его скорость.
Короткоходные, длинноходные и «квадратные» моторы
Казалось бы, выше мы только что озвучили два прекрасных аргумента для максимального уменьшения хода поршня. К тому же, чем меньше ход поршня, тем больше диаметр цилиндра при том же объеме, и тем более крупные клапаны можно поставить. Улучшается газообмен, а значит, и работа мотора в целом… Но, как оказалось, безмерно уменьшать ход тоже нельзя.
Чем меньше ход, тем больше должен быть диаметр цилиндра, если мы хотим сохранить объем. А вот форма камеры сгорания с ростом диаметра цилиндра ухудшается, соотношение объема камеры и площади неизбежно растет, увеличивается коэффициент остаточных газов, возрастают тепловые потери, ухудшается сгорание топлива… КПД падает, склонность к детонации повышается, ухудшаются экономичность и экологичность.
При уменьшении хода поршня снижается, к тому же, и диаметр кривошипа коленчатого вала, а значит, уменьшается крутящий момент мотора. Ухудшаются и массогабаритные параметры двигателей – они становятся куда крупнее в горизонтальном сечении. К тому же для сохранения рабочего объема приходится увеличивать число цилиндров, а это уже ведет к резкому повышению сложности конструкции. В общем, нужен был компромисс.
Основные задачи проектирования моторов решили к 60-м годам прошлого века, тогда же нащупали пределы прочности конструкции по средней скорости поршня. Стало ясно, что оптимальные параметры мощности, общего КПД и габаритов у атмосферного мотора получаются в том случае, если диаметр цилиндра равен ходу поршня или чуть меньше.
На фото: двигатель Nissan Qashqai
Если они совпадают, то такие моторы еще называют «квадратными». Моторы, у которых диаметр цилиндра все-таки больше хода поршня, называют короткоходными, а те, у которых он меньше, – длинноходными.
Внимательный читатель скажет: стоп, а откуда вообще взялись короткоходные моторы, если эксперименты доказали, что эффективнее всего «квадратные» или чуть-чуть длинноходные?! Все просто: короткоходники получили распространение в автоспорте. Там расход топлива и приемистость на низких оборотах не сильно «делали погоду», и можно было пожертвовать КПД ради достижения большей мощности на высоких оборотах при сохранении малого рабочего объема.
Для получения лучшей топливной экономичности, тяги и чистоты выхлопа, наоборот, ход поршня увеличивали, жертвуя оборотами и максимальной мощностью. Длинноходные моторы применяли там, где были нужны тяга и экономичность.
Тем временем, к 80-м годам среднюю скорость поршня в серийных моторах довели до предела в 18 м/с, дальше ее увеличивать не получалось. Такая ситуация сохранилась до 90-х, когда требования к массогабаритным и экономическим характеристикам моторов резко возросли.
Длинноходный прогресс
90-е годы – это в первую очередь массовое внедрение новых экологических норм, резкое повышение массы кузова автомобилей из-за новых требований по пассивной безопасности, а заодно и возросшие требования к габаритам и экономичности силовых агрегатов. Машины становились просторнее изнутри и безопаснее во всех смыслах.
Читайте также: Подвесные моторы в белоруссии
А двигателям приходилось поспевать за прогрессом. Массовый переход на многоклапанные головки блоков цилиндров повысил мощность и сделал моторы чище. Средний рабочий объем мотора постарались уменьшить и тем самым выиграть в расходе топлива и габаритах. Прогресс в области конструирования поршневой группы позволил уменьшить высоту поршня и увеличить длину шатуна, сделав больше механический КПД мотора.
Следовательно, стало возможно перейти к более длинноходным конструкциям, которые при том же рабочем объеме были компактнее, имели больший крутящий момент и к тому же стали экономичнее. Облегчение поршневой группы позволило снизить нагрузки на нее при высоких оборотах, а массовое внедрение турбонаддува и регулируемого впуска – еще и выиграть в максимальной мощности и тяге. Умеренно длинноходные моторы от этого только выиграли.
В 2000-е в стане двигателей объемом от 2 литров наметился перелом в переходе от «квадратов» к длинноходным конструкциям. И вот вам несколько примеров. При рабочем объеме 2 литра моторы VW серии ЕА888 (стоят на множестве моделей концерна от Skoda Octavia до Audi A5) имеют ход поршня 92,8 мм при диаметре цилиндра 82,5, а 2-литровые моторы Renault серии F4R (более всего известный по Duster) – 93 мм и 82,7 соответственно. Моторы Toyota объемом 1,8 л серии 1ZZ (Corolla, Avensis и др.) – еще более длинноходные, их размерность 91,5х79.
На фото: двигатель Volkswagen Golf GTI
Рабочие обороты таких двигателей заметно уменьшились, особенно у турбонаддувных, снизились и обороты максимальной мощности. А значит и снижение механического КПД уже не столь важно, зато преимущества налицо. По габаритам моторы лишь немного больше «классических» 1,6 из недавнего прошлого, а по тяге и расходу топлива намного превосходят однообъемных предшественников.
В современных моторах пытаются сочетать высокую эффективность работы длинноходных моторов и повышенный механический КПД короткоходных. Так, в ультрасовременном (но тем не менее уже снимаемом с производства) моторе BMW серии N20В20 (стоят на 1-й, 3-й, 5-й сериях, X1 и X3) применяется несимметричная поршневая группа, в которой ось коленчатого вала и ось поршневых пальцев смещены относительно оси цилиндров. Тут используются регулируемый маслонасос, плазменное напыление цилиндров, бездроссельный впуск и прочие технические «фокусы» для снижения механических потерь и сопротивления впуска. Размерность этого длинноходного мотора 90,1х84, и никто не скажет, что у него плохие характеристики хоть в чем-то, кроме надежности.
Дизели
Дизельные моторы, которые в силу особенностей рабочего цикла обычно являются длинноходными и низкооборотными, выиграли вдвойне. Внедрение турбонаддува резко подняло крутящий момент и позволило снизить степень сжатия, а прогресс топливной аппаратуры и поршневой группы – еще и увеличить рабочие обороты.
На фото: двигатель Volkswagen Golf TDI
В итоге дизели превзошли по литровой мощности атмосферные бензиновые моторы, а по крутящему моменту – бензиновые моторы с наддувом. Так, двигатели серии N57 (3-я, 5-я, 7-я серии, X3, X5 и др.) от BMW при диаметре цилиндра 84 мм и ходе поршня 90 мм имеют рабочий объем 2,993 литра, мощность до 381 л. с. и 740 Нм крутящего момента. Средняя скорость поршня при этом – 13,2 метра в секунду.
Оборотная сторона
Конечно же, беспроигрышных лотерей не бывает, и чудесной высокой отдачи добились ценой надежности – тут нет никакого секрета. Старый принцип актуален и поныне: у «сильно длинноходных» моторов высокая средняя скорость поршня увеличивает нагрузку на стенки цилиндра.
Конечно же, материалы становятся лучше, но при сравнении двигателей одной серии с разными параметрами хода поршня и диаметра цилиндра заметно, что длинноходные модели более склонны к износу поршневых колец и задирам цилиндров. И ресурс поршневой у них оказывается существенно ниже, чем у более «квадратных» собратьев.
А вот при сравнении разных моторов все далеко не так однозначно. На моторах с алюминиевым блоком и алюсиловым покрытием стараются снизить нагрузку на стенку цилиндра в том числе и снижением хода поршня, но, как правило, все равно ресурс получается меньше, чем у моторов с чугунными гильзами или блоком.
Мотор Renault-Nissan серии M4R (Qashqai, Fluence и др.), который пришел на смену уже упомянутому чугунному F4R, имеет ход поршня 90,1 мм при диаметре цилиндра 84 – он все еще длинноходный, но ход поршня значительно сократился. Габариты при этом не увеличиваются за счет более тонкостенной конструкции блока цилиндров.
На фото: двигатель Renault Latitude
Современные двигатели не нуждаются в высоких оборотах для достижения высокой мощности, а экономичность и экологичность становятся все важнее. Пусть даже в реальной эксплуатации заявленные характеристики и не подтверждаются… К тому же, можно путем усложнения конструкции обойти множество ограничений, которые десятки лет заставляли делать выбор между мощностью и экономичностью моторов.
Читайте также: Мотор дворника задний прадо 120
Короткоходные «крутильные» моторы просто вымирают, им нет места в новом мире. Даже в Формуле-1 отказались от экстремальных конструкций с рабочими оборотами за 19 тысяч и соотношением диаметра цилиндра и хода поршня больше 2,4 к 1. Конечно, для фанатов и гоночных серий выпуск подобной техники сохранится, но в практическом плане смысла в ней уже нет. Победа длинноходных конструкций, за редким исключением, фактически состоялась.
Одним из немногих «оплотов короткоходности» до недавнего времени оставались атмосферные V6 и V8 от Mercedes-Benz. Так, моторы серии М272 (E-Klasse W211, M-Class W164 и др.) – откровенно короткоходные во всех вариантах исполнения. Например, у 3-литровой версии соотношение хода к диаметру будет 82,1 к 88. Как и их предки в лице М104, так и их наследники вплоть до М276, они были олицетворением успешных короткоходных моторов. Компания не стремилась к излишней компактности моторов, места было достаточно, а момента у двигателей объемом 3-3,5 литра и так хватало с запасом. Городить длинноходную конструкцию не было смысла.
Но новое поколение двигателей AMG серий М133/М176 с наддувом стали длинноходными – 83х92 мм, как и перспективная рядная шестерка 3,0 с наддувом серии М256 – 83х92,4 мм.
На фото: двигатель Mercedes-AMG CLA 45 4MATIC
Из «могикан» остаются разве что моторы GM, их блок V8 6,2 Vortec/L86/LT1 все еще не стремится к компактности, имея размерность 103,25х92 мм, и даже компрессорная версия LT4 сохраняет ту же размерность блока. Но это, скорее всего, тоже ненадолго.
Конец спорам
Даунсайз, наддув, непосредственный впрыск, гладкая моментная характеристика, высокий крутящий момент, регулируемый ГРМ и продвинутые трансмиссии сотворили маленькое чудо. Споры «длинноходный или короткоходный» уже более не актуальны.
Моторы вдруг прибавили в литровой мощности до границ, ранее считавшихся возможными только для специально подготовленных гоночных моторов. Увидев цифры в 120-150 л. с. с литра объема, мы уже не удивляемся, и даже 200 л. с. на литр кажутся вполне реальными, а «смешной» паспортный расход топлива для мощной и тяжелой машины кажется вполне реальным. Дизельные двигатели из «гадких утят» превратились в прекрасных лебедей с литровой мощностью даже большей, чем у бензиновых двигателей.
Во многом все это, плюс уменьшение габаритов и веса моторов, стало возможным благодаря длинноходной конструкции. Окончательно оформившийся тренд вряд ли переломится, особенно с учетом прогнозируемого вытеснения ДВС электромоторами и разнообразными «удлинителями дистанции».
Видео:Как снизить РАСХОД и УВЕЛИЧИТЬ МОЩНОСТЬ за пару минут!? / Проверка лайфхакаСкачать
Эксплуатация автомобиля
Видео:Скрытая причина плохой тяги автомобиля.Скачать
Низы и верхи что это такое.
Когда говорят что тачка сильна на низах и на верхах что именно имеется ввиду, обороты двигателя или скорость и какие значения считаются низами какие верхами?
ну даешь)). прям в хоббби превратил полемику с Анатолом
А мож просто он — это ОНА. Тогда многое проясняется (К здешним девушкам прошу это не относить. Я имел в виду типаж — аля Дана Борисова, Ксюша Собчак и т. п.)
Оч смешно да прямо обхахочешся, сами мои темы раскручиваете а потом удивляетесь, если бы ответили коротко и ясно тема бы давно была исчерпана. Вопрос был задан со всей серьезностью.
А мало езжу потому что больше в гараже ремонтирую, нравилось это мне и сейчас тож. А вопросы какое масло лить какие запчасти я уж лучше на специализированном форуме спрошу, а то тут кроме флуда ниче толком нет, да и не ломается у меня тачка, надежная она.
Повторюсь ответте по существу!
А чё ж тогда её ремонтируешь-то сутками напролёт в гараже, аж ездить часто не получается, если она надёжная и не ломается.
— извлечь из под толстого слоя льда (два раза)
— сделать попытку заменить двигатель на дизельный
— заполированы царапины на пластике
— произведена замена резины (вручную)
— организована собственная авторазборка
— налажена дилерская сеть по закупке з/ч напрямую со складов
— защита докторской по отпугивания насекомых от авто
— реанимирован аккумулятор — в домашних условиях
. облепленный мухами. хорош у меня и так губа треснула
Не исчезай с сайта надолго!
Лично у меня двиг 2.0 инжектор, я не кручу никогда выше 3000 просто нету таких ситуаций, обычно на 2500 оборотов включаю следующую передачу, машина большая да на низах сильна, а вот на трассе не особо резко разгоняется, это жаль, нельзя как то перенастроить чтобы верхи были посильнее?
Отсечка это когда педаль в пол и типа уже мозги ограничивают обороты чтоб ыне сгорел двиг? А вобще назве доведение двигла до таких оборотов не вредно особенно на старых машинах? Я понимаю что БМВ просто не дадут желаемого результата если не крутить, но к примеру опель на низах достаточно силен.
Достигается при: 5500 об. в мин
Мощность: 120 л.с.
Крутящий момент, Нм/об. в мин.: 171 / 2500
Время разгона до 100 км/ч: 11сек
Читайте также: Лодочные моторы хонда в сургуте
О чем это говорит, что я должен чтобы резко разгоняться до 100 км не включать пятую сразу после 2500 оборотов (
70км/ч), а идти на четвертой до 100, а мотор от этого не крякнет, а то всетаки не новый.
К примеру еду 90 по трассе передомной машина тащится, 88 если хочу его обогнать, тачка у меня не очень резвая и чтобы быстрее я врубаю пониженную передачу — 4ю и лупану это нормальная практика (если при этом двиг не будет сильно орать и обороты будут в пределах разумного? Так то я в принцапе попробовал на четвертой до 90км/ч оч бодро разгоняется..
Но еще одно но у меня раньше когда только машину купил ездил аш на второй по городу 50км/ч при оборотах гдето
3000 и у меня литр масла за месяц уходил гдето. Компресиию не мерял, но потом перестал крутить выше 2500 и масло больше не ест разве что чуть чуть еле заметно за пол года доливал один раз. Думаю двиг еще не просит капиталки, но не буду ли я приближать срок капиталки еще быстрее если буду крутить его до 4000-5000 пускай даже редко?
По первому — речь о том, что когда ты ускоряешь машину — самое эффективное ускорение на твоём моторе при 5500 оборотах будет. Если меньше — ускорение не такое динамичное, если больше — динамичнее оно всёравно уже не будет (так что нет смысла). Это в общем. (Здесь ещё с вопросом о КПП это пересекается — даже при максимуме оборотов машина же на первой скорости не разгонится до 200 км./ч. Но это другая тема.)
По второму — даже «холостые» обороты приближают мотор к «капиталке». Время от времени погонять машину на высоких оборотах — наоборот полезно (долгл объяснять — что это даёт).
Литр масла в месяц — это много. Если бы ты по треку гонял днями напролёт на 5-ти — 6-ти тысячах, то другое дело.
Я попробовал на четвертой с 50-90 обороты были ниже 3200 гдето, что мне может на третей до 90 разгноятся чтобы динамика была лучше или на третей ведь придаточное число коробки болтше будет я не пойму сейчас поищу данные по коробке. надеюсь кто нить пояснит
Нашел
1я передача — 3,89
2я передача — 2,08
3я передача — 1,34
4я передача — 1,00
5я передача — 0,82
Задняя передача — 3,51
Т.е. как я понял для разгона какрас и нужна четвертая пятая только даже овердрайв дает т.е. на нее нужно переключаться после разгона чтобы экономия бенза так сказать, а если идеш на обгон то лучше на четвертой?
Я уже для повседневной жизни нашел оптимальный вариант, сейчас именно чтобы резко разогнаться ищу. Если бы не разобрался так бы и ездил, раньше я даже на четвертую не включал так на третей до 70ти потом на пятую и до 90 и не особо бодро было. А сейчас на четвертую стараюсь сразу после 50 перейти и до 90 там обороты даже до 3500 не поднимаются так что 4я это норм передача для разгона и обгона в моей машине.
1. Еще вопрос у меня про минимальные обороты парой втыкаю четвертую для экономии бенза по городу это гдето 55-60км/ч еду но когда скорость падает до 50км/ч то двиг как то надрывается и обороты гдето в районе 1300 это опасно вобще поднимать с таких оборотов на четвертой?
2. Еще парой в городе на третей идеш скорость сбрасывается до 30км/ч обороты тоже гдето 1200, приходиться сцеплением на половину выжмать чтобы не заглохнуть, е таком случае оно стирается больше:? Может лучше на вторую тыкнуться, просто напрягает это тыкание я не люблю на второй больше 40 ехать потому при 40 обороты уже больше 2500 и двиг начинает сильно орать, а при переключениях передач со второй на третюю динамика разгона не особо и часто призодиться делать в городском режиме. Передачи первая и вторая втыкаются тоже не оч мягко втыкаются — походу сцепление простися под замену .
Подскажите как лучше поступать для большей сохранности машины,
1) Еще как вредно, ведь нагрузки усиливаются, а смазки наоборот меньше, т.к. масляный насос качает на таких оборотах слабо. В результате возможны задиры на рабочих поверхностях, «залегание» колец, облом юбок поршней и коленвал пополам.
2) конечно стирается, на всех передачах кроме первой и задней крайне не рекомендую уравнивать скорость движения и вращения маховика сцеплением. (не играть сцеплением на скорости, а вовремя переходить на нужную передачу в соответствии со скоростью движения и оборотами.)
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🔍 Видео
Как вы убиваете Мотор, ездой на низких оборотах!Скачать
Мощность или Крутящий момент, что Важнее!? Бензин или ДизельСкачать
Чем опасна езда на низких оборотах для двигателя и АКПП?Скачать
Какие обороты плохо влияют на двигатель? Высокие или Низкие?Скачать
ДЕТОНАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ: почему возникает, как распознать и не допустить?Скачать
Крутящий момент. Что это такое и зависит ли от мощности?Скачать
Машина не разгоняется и не тянет? 5 основных причинСкачать
Не тянет, не разгоняется, не едет, плохо набирает обороты Ваз. Несколько причинСкачать
Прибавка мощности АВТО за счёт смещения меток ГРМ.Скачать
ПОСЛЕ ЭТОГО двигатель больше не будет тупить при разгоне!Скачать
Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словамиСкачать
Распредвалы ЗМЗ 406/405/409: максимальная мощность или низовой момент?Скачать
Не тянет, не разгоняется, не едет, троит, плохо набирает обороты ВазСкачать
Крутящий момент и лошадиные силы | Science Garage На РусскомСкачать
Как нужно «жарить» на машине, чтобы спасти мотор от отложений?Скачать
Наддув ДВС. Как работает турбонаддув?Скачать
Пропала тяга, появился прохлеб, увеличелся расход топлива? Нашел причину! ВАЗ 2112, ВАЗ 2110Скачать
