Рабочий объем двигателя – это один из важнейших показателей, влияющих на мощностно-динамические характеристики автомобиля. Среди автолюбителей распространено мнение, что чем эта характеристика выше, тем лучше. Однако на деле это не всегда так. Чтобы понять, каким образом литраж влияет на эксплуатационные характеристики авто, и каково должно быть ее оптимальное значение, следует освежить в памяти устройство двигателя внутреннего сгорания .
Предназначение силового агрегата состоит в том, чтобы преобразовать энергию сгорания топлива в механическую. Рабочая смесь поступает внутрь цилиндра, где воспламеняется и расширяется, толкая поршень, который, в свою очередь, посредством шатуна приводит во вращение коленчатый вал.
Чем больше объем цилиндра , тем больше рабочей смеси можно в него подать, и тем большее количество энергии получить. Формула для вычисления объема цилиндра выглядит как произведение площади его поперечного сечения на высоту, когда поршень находится в нижней мертвой точке.
Рабочий объем двигателя (литраж) – это сумма рабочих объемов его цилиндров, или произведение объема одного цилиндра на их количество. Измеряется он в куб. сантиметрах или в литрах.
На что влияет литраж
Как уже было сказано, чем больше объем цилиндра, тем больше топлива в нем можно сжечь за один такт. Соответственно, и энергия его сгорания будет выше. В результате повышается мощность мотора и динамические характеристики автомобиля.
Однако не следует забывать о том, что большие двигатели обладают большим аппетитом. Так, если полуторалитровый бензиновый силовой агрегат в городском цикле расходует в среднем 9-10 литров горючего на 100 км пути, то двухлитровому мотору потребуется 12-13 литров топлива. На трассе разница меньше, примерно 6,5-7 литров против 8-8,5.
Причина в том, что во время работы на холостом ходу больший двигатель также потребляет больше бензина , при этом во время движения он позволяет быстрее разогнать машину до требуемой скорости, т.е. сокращается время работы в неэкономичном режиме.
Формула «больше объем – выше мощность» справедлива для легковых автомобилей. У грузовиков применяется несколько иной подход. Большой объем не обязательно подразумевает «табун лошадей» под капотом, поскольку для этих автомобилей более важной характеристикой является большой крутящий момент во всех диапазонах оборотов коленвала.
Так, у тягача КамАЗ-54115 объем силового агрегата составляет 10,85 л (объем только одного цилиндра сопоставим с рабочим объемом двигателя малолитражки), при этом мощность его составляет всего 240 л.с.
Для сравнения, BMW X5 c трехлитровым дизельным мотором развивает мощность 218 л.с. справедливости ради стоит отметить, что на тяжелые грузовики КамАЗ последнего поколения, ставятся более современные моторы объемом 11,76 л и мощностью до 400 л.с.
Оптимальный литраж
Практически все производители предлагают несколько моторов для одной и той же модели автомобиля, и выбрать оптимальный двигатель не всегда просто. Условно автомобили делятся на несколько классов:
- микролитражные, с объемом мотора не более 1100 куб. см;
- малолитражные, с объемом 1200 – 1700 куб. см;
- среднелитражные, с объемом 1800 – 3500 куб. см;
- крупнолитражные, с объемом более 3500 куб. см.
Существует градация силовых агрегатов по классам автомобилей . Для машин класса В обычно предлагаются моторы от 1,0 до 1,6 л, С-класс оснащается моторами объемом от 1,4 до 2 литров, D-класс – 1,6 – 2,5 л, Е-класс – от 2 литров.
Выбирая подходящий двигатель для себя, будущий автовладелец должен определить, в каких условиях авто будет преимущественно использоваться. Для езды в городских условиях вполне подойдет мотор с меньшим литражом (например, 1,4 л), если он обладает хорошей тягой на низких оборотах. Если же на низах тяга недостаточная, двигатель постоянно придется «крутить», и об обещанных восьми литрах топлива на 100 км пробега по городу можно забыть.
Необходимо учитывать и то, что включенная климатическая установка отнимает значительную часть мощности и увеличивает расход горючего. На автомобиле с маломощным мотором ездить при этом становится неприятно, поскольку водитель постоянно будет вынужден включать низшие передачи.
Если машина преимущественно будет эксплуатироваться в условиях трассы, для нее лучше выбрать двигатель побольше.
- Во-первых, разница в расходе будет не такой значительной;
- во-вторых, под капотом автомобиля постоянно будет запас мощности, который позволит водителю более уверенно выходить на обгон;
- к тому же, включение кондиционера или системы климат-контроля , практически не отражается на динамике авто.
Мотор - это сердце каждого автомобиля. Его основными характеристиками являются мощность, которая измеряется в и объем, измеряемый литрами или кубическими сантиметрами. Бытует мнение, что чем выше последний показатель, тем лучше машина. С этим можно согласиться, но лишь отчасти. Все зависит от того, какая цель от эксплуатации авто преследуется. У мощных агрегатов есть как свои плюсы, так и свои минусы. Небольшие объемы двигателя вполне жизнеспособны и пользуются определенной популярностью среди всех слоев населения.
Классификация авто по объему мотора
Сразу нужно разобраться, как получается эта величина. Каждый «движок» состоит из определенного количества цилиндров. Суммарный показатель их внутреннего размера и определяет эту важнейшую характеристику для детали. Важно, что дизельные и бензиновые авто имеют разную классификацию. Если говорить о последних, то принято выделять: микролитражки (до 1,1 л), малолитражки (от 1,2 до 1,7 л), среднелитражки (от 1,8 до 3,5 л) и крупнолитражки (свыше 3,5 л). Также объемы двигателя зависят от класса авто - чем он выше, тем сильнее мотор. Это напрямую влияет на скорость движения и Очевидно, что более объемистый механизм позволит довольно быстро разогнаться, а малолитражки не предназначены для гонок. Но стоит отдать должное современным моделям, которые также показывают убедительные цифры на спидометре и при небольших «движках».
Как влияет объем на потребление топлива?
Многие сразу ответят, что прямо пропорционально. И будут правы. Известно, что и потребляют больше. Но вот на трассе происходит обратный эффект — они немного экономичней. Эта разница не чувствуется из-за того, что в условиях города все оказывается с точностью до наоборот.
Но не стоит думать, что мощность зависит только от одного этого показателя. Немаловажны и крутящий момент, и коробки передач. Иногда бывает, что слабый мотор, который хорошо тянет на «низах», намного лучше более объемного собрата, но с плохой тягой.
Как зависит цена авто от объема мотора?
Ни для кого не секрет, что более мощные агрегаты дороже. Это происходит из-за того, что объемы двигателя более 2,5 л применяются для машин высокого класса, которые требуют и остальных дорогостоящих механизмов в сборке. Кто-то может сказать, что потратиться придется не только при покупке, но и во время эксплуатации на топливо. Но за комфорт ведь приходить всегда платить?
Еще одно бытует мнение, что большие объемы двигателя обеспечивают ему долгую службу. Это далеко не так. Ведь время работы этой детали зависит не от размера, а от качества ГСМ, применяемых в ходе ее эксплуатации, тщательного ухода и условий, в которых находится авто.
При выборе машины нужно тщательно подумать, который именно объем мотора подойдет оптимально. Не стоит гнаться за престижем и переплачивать за лишние кубические сантиметры. Лучше всего относиться к автомобилю просто как к средству для передвижения.
Двигатель – сердце автомобиля, поэтому при выборе авто покупатели часто обращают внимание на один немаловажный фактор – его объем. Однако мало кто представляет, что же такое рабочий объем двигателя и на что он влияет.
Начнем с определения – рабочий объем двигателя – это сумма всех объемов цилиндров автомобиля, где объем поршня – это произведение площади поршня на его ход, а ходом поршня называется расстояние от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Говоря простым языком, объем цилиндра – это объем камеры сгорания, где и происходит воспламенение и сгорание топлива.
Объём двигателя считают в кубических сантиметрах или литрах. Один литр – это 1000 кубических сантиметров. В зависимости от объема автомобили делятся на микролитражные – до 1,1 литра, малолитражные – 1,2-1,7 литра, среднелитражные – 1,8-3,5 литра и крупно литражные – свыше 3,5 литров. В основном такое разделение применяется для автомобилей с бензиновыми двигателями.
Как работает автомобильный двигатель?
Для начала, чтобы было понятнее, о чем пойдет речь, давайте рассмотрим, как происходит рабочий процесс в автомобильном двигателе, и за счет чего машина может двигаться.
Представьте себе замкнутую камеру, в которой одна стенка является подвижным поршнем. Туда через специальный патрубок поместили смесь топлива (бензина) и воздуха, а затем подожгли ее при помощи специального устройства – свечи зажигания. Смесь вспыхивает и мгновенно сгорает, по сути – взрывается. Раскаленный газ, образовавшийся в результате сгорания, толкает поршень.
С обратной стороны поршень прикреплен к коленчатому валу, через который сила толчка передается на колесную ось, приводящую автомобиль в движение. Чем больше сгорит топлива, тем сильнее будет толчок.
Соответственно, большая камера сгорания обеспечит бОльшую мощность двигателя, чем маленькая. Это, конечно, очень упрощенное объяснение, на практике на мощность влияет множество факторов.
Что такое объем двигателя?
Камера, где сгорает топливно-воздушная смесь, другими словами называется цилиндром двигателя. В современных автомобильных двигателях этих цилиндров (камер цилиндрической формы) обычно несколько – четыре, шесть, восемь или даже двенадцать.
Объем двигателя определяется как суммарный объем всех цилиндров, или же как объем одного цилиндра, умноженный на их количество. Объем одного цилиндра определяется в момент, когда поршень опущен до упора, в самую нижнюю точку. Объем двигателя может быть выражен в кубических сантиметрах или в литрах (литраж автомобиля).
Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя
В модельном ряду каждого производителя присутствуют продукты, которые отличаются по классам, массе, габаритным размерам и другим характеристикам. Что касается легковых авто, во время тотального доминирования атмосферных бензиновых двигателей существовало условное деление на: субкомпактные и компактные микролитражные и малолитражные автомобили с рабочим объемом до 1.2 литра; авто малого класса с двигателями от 1.2 до 1.8 литра; средний класс с объемом от 1.8 до 3.5 литров. мощные гражданские и спортивные версии автомобилей с моторами от 3.5 литров и более; версии высшего класса, кторые могут иметь различный объем ДВС. Давайте взглянем, на что влияет объем двигателя.
Установка того или иного мотора на конкретную модель напрямую зависит от того, какие характеристики должна демонстрировать машина (разгонная динамика, крутящий момент, максимальная скорость и т.д.). От объема двигателя показатель мощности имеет зависимость по причине того, что чем больше топлива сгорит в камере сгорания за цикл, тем больше энергии высвобождается и передается на поршень. Другими словами, чем больше камеры сгорания, тем больше топливно-воздушной смеси туда можно подать и вместить. Динамика разгона и «максималка» также зависят от мощности двигателя. Чем мощнее мотор, тем большую скорость сможет развить автомобиль.
Также следует учитывать, что увеличение объема камер автоматически означает больший расход топлива. Нужно добавить, что от объема двигателя сильно зависит и цена автомобиля. Например, для производства мощного двигателя V12 с объемом 5.5 л. требуются намного большие затраты сравнительно с изготовлением трехцилиндрового мотора с объемом 0.8 л. Параллельно с этим следует учитывать, что установка под капот мощного силового агрегата повлечет необходимость серьезной доработки трансмиссии, системы охлаждения, впуска, выпуска, тормозной системы и т.д. Исходя из вышесказанного, небольшие бюджетные городские малолитражки зачастую оснащены ДВС с самым маленьким объемом, так как подобные двигатели просты в изготовлении, обеспечивают приемлемую динамику и отличаются небольшим расходом топлива. При этом цена на такие серийные авто остается приемлемой.
На что влияет объем двигателя?
- Во-первых, расход бензина. Чем больше объем цилиндра, тем больше топлива надо, чтобы воспламенить его с наибольшей отдачей, соответственно, расход повышается. Однако этот минус оборачивается не менее ощутимым плюсом. Чем больше объем двигателя, тем больше мощность двигателя, так как большее количество бензина выделяет большее количество энергии
- Во-вторых, как уже было отмечено, чем больше объём, тем больше мощность, то есть, автомобиль с двигателем большего объёма будет быстрее разгоняться, сможет перевозить более тяжелые грузы и большее количество пассажиров
Зачастую двигатели большего объема оказываются гораздо более экономичными: не приходится слишком сильно давить на педаль газа, чтобы разогнать машину. Расход топлива не увеличивается, в то время, как малолитражные двигатели под нагрузкой сжигают гораздо больше топлива.
Чем больше объем, тем больше сам двигатель, тем больше машина. Скажем так: большие объемы используются на машинах более высокого класса, потому двигатель и все другие системы дороже в обслуживании. Цена на такой автомобиль заведомо выше.
Для того, чтобы понять, какой именно автомобиль вам более подходит, следует усвоить, что микро- и малолитражные автомобили лучше всего подходят для движения в больших городах с пробками на дорогах. Их расход будет в городском потоке минимален по сравнению с другими авто, но, в свою очередь, такие авто не подходят для дальних путешествий, так как на скорости свыше 100 км/ч им явно не хватает мощности. Много груза они перевозить также не смогут.
Автомобили с объемом от 1,8 до 3 литров отлично подходят как для городского движения, так и для дальних поездок, их мощности хватает для разгона и движения на большой скорости, для перевозки грузов, причем расход бензина у таких автомобилей не так уж и велик.
Автомобили оснащенные двигателями от 3 литров - это либо внедорожники, либо микроавтобусы и минивэны, предназначенные для перевозки большего количества пассажиров или груза.
Увеличение рабочего объема двигателя
Физическое увеличение объема камеры сгорания является одним из способов форсирования мотора в целях повышения мощности. Начнем с того, что сильно увеличить объем не получается, так как блок цилиндров двигателя обычно рассчитан на расточку самих цилиндров строго до определенных пределов. Такие пределы предполагают 3 капитальных ремонта, во время которых изношенные цилиндры растачиваются для возвращения им правильной формы перед установкой ремонтных поршней, поршневых колец и других элементов увеличенного размера. Поршни и другие детали двигателя, которые доступны в продаже, также встречаются исключительно в трех ремонтных размерах. По этой причине во время глубокого тюнинга двигателя автомобиля лучше сразу менять мотор, то есть устанавливать другой двигатель с изначально большим рабочим объемом, который потом можно дополнительно расточить во второй или последний ремонтный размер.
Семейство двигателей Toyota L – это дизельные агрегаты с большим количеством преимуществ в своей простой конструкции. Появились моторы в 1977 году, производство некоторых модификаций продолжается до сегодняшнего дня. Свести характеристики всех моторов в единую таблицу просто невозможно. Корпорация Тойота внедряла сотни переделок и модификаций в процессе производства двигателей, поэтому логичнее будет рассмотреть разные поколения отдельно.
Такая дизельная рядная четверка вполне удовлетворит требования даже самого искушенного автомобилиста. Конструкция довольно простая, система ТНВД не приносит значительных проблем, как в случае с одноклассниками. Но индивидуальных недостатков в моторе хватает.
Первое семейство – двигатель Toyota L
ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!
Данный мотор получил 2.2 л объема и всего 72 л.с. мощности. Никакой электроники, никаких автоматических систем, все крайне просто и понятно. Крутящий момент в 142 Н*м компенсирует малую мощность, но все равно оставляет двигатель одним из самых слабых в своем окружении.
Ставился L первого поколения на Blizzard (1980-1984), Chaser (1980-1984), Crown (1979-1983), Hiace (1982-1989), Hilux (1983-1988) и Mark II (1980-1984).
Агрегат довольно старый, но он стал основой для более современных вариаций дизельного двигателя, о которых мы поговорим более подробно.
Массовая версия 2L – базовые параметры серии
Дизельные двигатели оказались востребованными, и уже в 1980 году назрела необходимость усовершенствовать мотор, что японцы успешно и сделали. Реконструкция затронула головку блока, цилиндры, систему ТНВД и прочие механизмы.
Чтобы понимать особенности мотора 2L, стоит указать его основные характеристики:
| Рабочий объем | 2.4 л |
| Мощность двигателя | 85 л.с. |
| Крутящий момент | 167 Н*м |
| Блок цилиндров | чугунный |
| Головка блока | алюминиевая |
| Количество цилиндров | 4 |
| Количество клапанов | 8 |
| Диаметр цилиндра | 92 мм |
| Ход поршня | 92 мм |
| Тип топлива | дизельное топливо |
| Расход топлива: | |
| - городской цикл | 9 л / 100 км |
| - загородный цикл | 7 л / 100 км |
| Привод системы ГРМ | ремень |
Основной проблемой силового агрегата стала ненадежная головка блока. Просто ужасной проблемой оказался перегрев, который встречался массово на данных моделях агрегатов. Помпа ненадежная, а расширительный бачок установлен слишком низко. Это сочетание факторов убивало многих представителей семейства.
Устанавливали 2L на те самые автомобили, что и первое поколение данного мотора. Как и в первом поколении, у 2L пока еще не было турбины. Этот непорядок был исправлен уже в следующих генерациях.
Модификации не слишком удачного 2L – турбо и электроника
Мир требовал изменений, и в начале 1980-х годов Тойота начала работать над установкой турбины на свои основные дизельные моторы. Мощности в 85 лошадок не хватало ни одному владельцу моторов линейки L. Игра с электроникой и нагнетателями привела к появлению еще нескольких версий данного мотора:
Как видите, борьба велась за каждую лошадиную силу. Сегодня все эти двигатели утратили актуальность. Покупать версии 2L в качестве варианта для свапа также не имеет смысла. Моторы перегреваются, разрушается головка блока, есть ряд проблем с EFI и автоматикой ТНВД в более продвинутых версиях.
3L – передовой дизель с простой конструкцией
Увеличив рабочий объем до 2.8 л, корпорация получила двигатель 3L. Он устанавливался на ограниченное количество моделей – Hiace 1993-2004, а также Hilux 1988-1994. Нет никаких турбин, вариантов электронного впрыска и прочих ненадежных элементов, так что мотор довольно выносливый.
Слабыми местами можно назвать помпу системы охлаждения, а также требовательность к сервису. При обрыве ремня ГРМ придется менять почти всю ГБЦ и тратить немалые деньги на ремонт.
В целом, этот агрегат оказался гораздо надежнее всех предшественников. Его ресурс исчисляется 500-600 тыс. км. После этого можно выполнить капиталку и доездить до 1 миллиона км. Конечно, некоторые мелкие неполадки встречаются, особенно при некачественном сервисе.
5L – старшая модификация семейства
Мотор был разработан в 1997 году и устанавливался на Hiace 1998-2004, Hilux 1997-2004, Regius Ace 1999-2004. Диаметр цилиндра был увеличен до 99.5 мм, ход поршня также добавил до 96 мм. Это позволило увеличить рабочий объем до 3 л. Мощность мотора без турбины составила 97 лошадок, но объем позволил дать неплохой крутящий момент 192 Н*м.
Среди преимуществ можно отметить такие особенности:
- отсутствие турбины и сложной электроники с различными детскими болезнями;
- довольно высокая надежность, отличный ресурс свыше 600 000 км;
- ременной привод ГРМ, достаточно менять ремень 1 раз в 60 000 км;
- простое обслуживание, нет дорогостоящих запчастей и специфических жидкостей;
- простая конструкция, в которой нечему ломаться среди основных узлов.
Проблемы снова вызывала помпа с архаичной конструкцией и вся система охлаждения. Из-за перегрева могли выходить из строя детали ГБЦ, вплоть до разрыва корпуса головки. Но это случалось крайне редко. Масляный насос не самый удачный, но со смазкой у движка значительных проблем не возникало.
5L-E – самая удачна модификация агрегата
Этот мотор для японского рынка ставился на две генерации Toyota Land Cruiser Prado 2002-2009, а также 2009-2013. Конечно, в России популярности он бы не получил из-за его 100 л.с. мощности. На такой машине мы хотим побольше лошадок. Да и крутящий момент в 201 Н*м не радует.
Но в остальном у этого 3-литрового мотора все очень неплохо. Нет турбины, есть ряд электроники для отсутствия постоянных настроек. Все работает надежно и не вызывает особых проблем.
Версия 5L-E оказалась наиболее выносливой среди всех представителей семейства. Именно этот мотор можно рассматривать в качества свапа. Его расход на Prado порядка 10 л на 100 км в смешанном цикле – это просто находка для данного класса.
Выводы о семействе двигателей L от корпорации Toyota
Моторы генерации L растянули свое существование с 1977 до 2013 года. Некоторые модификации силовых агрегатов и до сегодняшнего дня выпускаются в качестве запчастей для уже выпущенных авто. Последние генерации 3L и 5L довольно удачные, в них нет значительных проблем и преждевременного выхода из строя.
Более старые генерации оказались менее надежными, они чаще сталкиваются с детскими болезнями самых разных типов. У всех агрегатов L страдает система охлаждения, только в 5L-E она была изменена и исправлена. Но все двигатели семейства легко доходят до 500 000 км без значительных проблем и ремонтов. Это говорит о высокой надежности и превосходном качестве силовых установок.
- Камера сгорания силового агрегата заполняется топливной смесью (бензин с воздухом). Камера устроена так, что она имеет подвижный элемент (поршень).
- Затем при помощи специального приспособления, которое называется «свеча зажигания», топливная смесь возгорается.
- Высвободившаяся в результате «взрыва» энергия толкает поршень вниз, он в свою очередь передает движение коленвалу, а тот через различные редуктора начинает крутить колеса.
Это самое простое описание работы мотора, на самом деле там огромное количество нюансов, но и оно позволяет ответить на вопрос, как узнать объем бензинового двигателя.
Теперь понятно, что объем любого двигателя это суммарное значение всех камер сгорания мотора. На что влияет этот показатель? В первую очередь на мощность автомобиля. Хотя в современных машинах все чаще применяется турбонаддув, что позволяет изобретателям увеличивать мощность, оставляя объем камеры сгорания неизменным.
Как увеличить объем двигателя
Таким вопросом часто задаются автовладельцы, поставившие перед собой цель во чтобы то ни стало увеличить мощность своего «железного друга».
Как известно мотор машины состоит из нескольких цилиндров, они размещаются в едином блоке (блоке цилиндров). Внутри каждого цилиндра расположен поршень. А вся эта система в совокупности называется камерой сгорания и определяет литраж силовой установки.
Сделать самостоятельный расчет объема мотора довольно просто, для этого существует формула, которая была описана выше.
В итоге как же можно увеличить мощность двигателя самостоятельно? Как правило, есть несколько способов решить эту проблему. Все зависит от того, насколько вы хотите увеличить силовую отдачу двигателя и конечно от размера вашего кошелька:
- Самый простой и дешевый вариант, это обыкновенная расточка блока цилиндров для увеличения камеры сгорания. В таком случае ваши затраты будут связаны только с приобретением новых поршней большего диаметра.
- Более затратный вариант, это замена «родного» коленчатого вала на вал с большим радиусом кривошипа. Ну а так как диаметр шатунов увеличится, то придется менять и всю поршневую группу. После такой процедуры рабочий ход поршней увеличится, а соответственно и литраж силового агрегата станет больше.
Каким способом увеличения мощности авто воспользоваться личное дело каждого. Но стоит помнить, что выполнить форсирование мотора в домашних условиях просто нереально. Для этого нужно специальное оборудование, а самое главное высококлассные специалисты. Так что, если вы все-таки решились на такой шаг, вам прямая дорога в тюнинговое агенство.
