почему у атмосферных моторов нет будущего :: Autonews
adv.rbc.ru
Читайте также
Наддув без вариантов: почему у атмосферных моторов нет будущего
Летом организаторы международного конкурса «Двигатель года» (International Engine of the Year) назвали лучшие моторы 2016 года. Эксперты оценивали силовые агрегаты по нескольким параметрам: экологичность, динамические характеристики и расход топлива. При этом в тройке лидеров не оказалось ни одного атмосферного агрегата. По результатам голосования победу одержал 3,9-литровый битурбо V8, который устанавливают на Ferrari 488 GTB. На втором месте оказалась гибридная силовая установка BMW i8, в составе которой тоже есть наддувный бензиновый мотор объемом 1,5 литра. Третьим стал шестицилиндровый турбированный двигатель Porsche, которым комплектуют спорткары 911. Повальный переход на турбированные моторы в мировом автопроме происходит отнюдь не для обеспечения высоких показателей мощности.
С атмосферных двигателей можно снять практически такую же удельную мощность, что и с турбированных. Самым высокопроизводительным безнаддувным мотором на текущий момент остается 4,5-литровый V8 от Ferrari 458 Speciale A, который выдает 605 лошадиных сил. Таким образом, удельная отдача агрегата составляет 134 л.с. с одного литра объема. Для сравнения, с 4,0-литрового V6 TFSI с двумя турбинами (Audi RS6) инженеры сняли 605 л.с. – 151 л.с. с одного литра объема.
В автомобильных двигателях без наддува литровая мощность выше 100 л.с. обеспечивается, в первую очередь, за счет повышения его предельных оборотов (быстроходности), пояснил директор Центра «Энергоустановки» ФГУП «НАМИ» Алексей Теренченко. В качестве примера кандидат технически наук вспомнил мотор мотоцикла Honda CBR400F (145 л.с./1 л), максимальная мощность которого достигается на 12 300 оборотах в минуту.
Влияние на литровую мощность оказывают и другие факторы: степень сжатия, смесеобразование, сгорание. Например, в 1997 г. Alfa Romeo начала устанавливать на седаны 156 двигатели линейки Twin Spark, в которых было по две свечи на цилиндр. Моторы выдавали рекордную для европейского автопрома по тем временам удельную мощность. «Четверка» объемом 1,75 л обеспечивала 144 л.с., а 2,0-литровый мотор – 165 лошадиных сил. У японских брендов двигатели были еще производительнее. Например, в начале 1990-х Honda разработала DOHC i-VTEC объемом 1,6 л, который выдавал 160 лошадиных сил. При этом максимальная мощность достигалась практически на мотоциклетных оборотах – коленвал Honda Civic раскручивался до 8 тыс. оборотов в минуту. Позже на Honda S2000 появилась бензиновая «четверка» объемом 2,0 л с высокой степенью сжатия, которая выдавала 250 л.
Представитель НАМИ, в свою очередь, пояснил, что все эти факторы, повышающие отдачу мотора, имеют второстепенное значение. «Быстроходность двигателя ограничивает процесс газообмена, для улучшения которого стремятся увеличить число цилиндров, уменьшить отношение хода поршня к диаметру цилиндра, увеличить количество клапанов на цилиндр, повысить пропускную способность выпускной и особенно впускной системы», — уточнил Теренченко.
Автопроизводители и дальше продолжили бы совершенствовать атмосферные моторы, если бы не жесткие экологические нормы, ограничивающие уровень выбросов СО2 в атмосферу. Одним из самых популярных способов для выполнения требований, помимо сокращения веса автомобилей, является уменьшение рабочего объема двигателей. «При уменьшении рабочего объема пропорционально снижается его мощность и, соответственно, ухудшаются ездовые качества автомобиля.
Чтобы избежать этого, крутящий момент и мощность двигателя восстанавливают до уровня двигателя большего литража за счет применения турбонаддува», — объяснил кандидат технических наук, добавив, что в обычном режиме такой мотор работает, как малообъемный «атмосферник».
adv.rbc.ru
При этом повышение предельных оборотов мотора также позволяет восстановить мощность, однако крутящий момент в этом случае будет низким. Именно по этой причине форсирование двигателя за счет применения турбонаддува более эффективно, чем повышение быстроходности силового агрегата.
При этом, пояснил представитель НАМИ, нет прямой зависимости между форсировкой двигателя при помощи турбины и его надежностью – все зависит от условий эксплуатации. У атмосферных двигателей обратная ситуация: долговечность мотора во многом связана с его литровой мощностью. «С увеличением оборотов и, соответственно, литровой мощности, растут инерционные нагрузки, трение и износ основных деталей, поэтому надежность снижается», — рассказал Алексей Теренченко.
Например, срок службы атмосферного двигателя Формулы-1 равен 1 тыс. км, в то время как на массовых автомобилях эта цифра в среднем составляет 150 тыс. километров. НАМИ также работает над повышением удельной мощности двигателей. По прогнозам разработчиков, реально добиться цифр порядка 125-135 л.с. на 1 л объема за счет применения разных комбинаций новых и традиционных технологий. В том числе, регулируемого клапанного привода, регулируемой степени сжатия, непосредственного впрыска топлива в цилиндры, турбонаддува, гибридизации и электрификации силового агрегата. В моторе будущего флагмана проекта «Кортеж» также предусмотрен целый ряд технических инноваций, но едва ли он будет атмосферным.
Статьи Двигатели
Самые мощные автомобили мира, шокирующие рекорды
У автопроизводителей останавливаться на достигнутом не принято.
Какие бы машины они не разработали, всегда есть, куда двигаться дальше.
Легковые рекорды
На сегодняшний день самым мощным легковым автомобилем в мире назван Dagger GT компании TranStar Racing LLC. Только представьте: мощность его двигателя превышает 2000 лошадиных сил (2028 л. с.). Но это еще не все! Суперкар попал в книгу рекордов Гиннеса как авто, способное набрать разгон до 100 км/ч за 1.7 секунды.
Максимальная скорость Dagger GT составляет 483 км/ч, правда ехать с ней он может не более 6 минут. И даже не потому, что стираются колеса, а потому, что за это время автомобиль израсходует весь топливный запас. Расход горючего невероятно высокий — 20 л. в минуту. Ездит рекордсмен не на чистом бензине, а на его смеси с метанолом и этанолом.
Совсем скоро Dagger GT придется уступить первую ступеньку пьедестала. В 2017 году анонсирован выход Arash AF10 Hybrid, с двигателем мощность 2108 лошадиных сил. Правда, по остальным характеристикам пальму первенства он не получит: его максимальная скорость будет 323 км/ч, а разгон до сотни он сможет набрать за 2.
9 секунды.
Но производители Dagger GT не сдаются и обещают в ближайшие годы выпустить авто с двигателем в 3000 лошадиных сил.
Такие машины стоят очень дорого, вряд ли когда-нибудь попадут в прокат авто, да и у знакомых в гараже их не встретишь. Остается любоваться этими монстрами со стороны. Хотя, может оно и к лучшему, ведь у легковых авто сверхвысокая мощность — залог повышенной опасности.
Грузовые рекорды
Рекорд мощности у грузовиков почти в два раза выше, чем у легковых авто. Чемпионом считается американский карьерный самосвал Caterpillar 797F — огромная машина, мощностью 4000 лошадиных сил. Но, как и все гигантские авто, развивать высокую скорость она не способна, ее предел — 67.6 км/ч. Объем двигателя — 106 л., а топливного бака — более 6000 л.
Можно причислить к числу рекордсменов и карьерный грузовик БелАЗ-75710. Машина оборудована не одним, а двумя дизельными двигателями, суммарная мощность которых составляет 4600 лошадиных сил. Есть у самосвала и еще один рекорд — самая большая в мире грузоподъемность 450 тонн).
Расход топлива у гиганта достигает 1300 л на 100 км. Он способен развивать скорость до 64 км/ч.
Смотрите также
- Правила перевозки детей в автомобиле 2023
- ТОП 5 лучших автомобилей для женщин
- 10 лучших автомобилей 2016 года
- Что посмотреть в Петербурге за 1 день на автомобиле?
Вернуться к списку новостей
Разница между лошадиными силами и объемом двигателя
К Бараза Дж. М.
Основное различие между лошадиными силами и куб.
см заключается в их определении; лошадиные силы — это измерение мощности двигателя, а куб. см — это измерение объема или размера двигателя. Какими бы разными ни казались эти два слова, они имеют существенную связь друг с другом и также могут быть преобразованы в другое.
л.с. и объем двигателя — два очень разных понятия, которые, кстати, не исключают друг друга. Оба измеримы, но для количественной оценки одного из них требуется немного больше собственных инструментов, чем другого. Давайте сломаем это.
Объем двигателя
Начнем с более легкого; двигатель куб.см. CC означает кубические сантиметры и является единицей объема. Число, предшествующее этой единице, представляет собой общий объем, охватываемый всеми цилиндрами двигателя. Я предполагаю, что вы знаете, что такое цилиндр. Вот как рассчитать объем двигателя:
Получить объем одного цилиндра. Это простой расчет начальной школы; площадь основания умножить на высоту.
Площадь основания — это просто площадь круга, потому что цилиндры круглые. Итак, произведение пи на квадрат радиуса цилиндра дает площадь основания, затем умножьте это на высоту цилиндра, которую мы называем ходом. Получив это, умножьте эту цифру на количество цилиндров.
Конечным результатом является мощность двигателя в любых единицах измерения, с которыми вы работали; Американцы иногда ссылаются на кубические дюймы, а не на кубические сантиметры. Чтобы получить объем в литрах, просто разделите полученную цифру на 1000.
Расчет
Практический пример: У меня есть BMW E34 525i. Я знаю, что номенклатура уже указывает на его мощность двигателя, но давайте сделаем вид, что мы этого не видели. Я хочу знать объем двигателя этой машины. В технических характеристиках указан диаметр цилиндра 84 мм (8,4 см) и ход поршня 75 мм (7,5 см). Какой у него объем двигателя?
Начнем с площади одного цилиндра; pi (3.14), умноженное на квадрат радиуса. Радиус цилиндра равен половине диаметра отверстия, поэтому он равен 4,2 см.
Но у моей машины шесть цилиндров, поэтому мне нужно умножить объем на цилиндр на количество цилиндров, чтобы получить рабочий объем двигателя. 415,42 умножить на шесть, что равно 249.2.5. Объем двигателя моей машины составляет 2493 см3, что обычно округляется до 2500 см3. Именно это означает цифра 25 в названии 525i. Чтобы выразить эту цифру в литрах, разделите цифру на 1000, чтобы получить 2,5. У меня мотор 2,5 литра.
Я сказал, что это проще, потому что для измерения объема двигателя не нужны никакие специальные инструменты, достаточно линейки. Линейка, ручка и бумага — это все, что вам нужно для измерения объема двигателя (также называемого рабочим объемом). Лошадиная сила — это совсем другой котелок с рыбой.
Мощность в л.
с.
Мощность двигателя обычно выражается в лошадиных силах, но иногда и в других единицах, например в киловаттах. Вот какую работу может выполнить двигатель. Пожалуйста, обрати внимание; дело не в том, насколько тяжелый груз он может тянуть, а в крутящем моменте. Это то, сколько работы или как быстро он может применить этот крутящий момент.
Лучший способ выразить это так. Есть мужчина. Этот человек может поднять 90-килограммовый мешок, максимум. В 91 кг он вообще не может сдвинуть этот мешок. Так, максимальный крутящий момент, который он развивает, равен 90кгм. Далее следуют два последующих сценария, оба из которых объясняют, что такое сила.
После того, как он поднял этот мешок, сила показывает, насколько быстро он может бежать, неся этот мешок. Некоторые люди могут быстро бегать с этим 90-килограммовым мешком, несмотря на то, что не могут поднять 91 кг. Некоторые люди будут бежать медленнее с этим 90-килограммовым мешком, но это также не позволит им поднять 91 кг.
Причины этого слишком технические, чтобы вдаваться в них, но они являются причиной того, почему автомобильным инженерам хорошо платят, а также почему двигатели стоят так много денег.
Второй сценарий немного похож в том, что наш человек может поднять мешок весом 90 кг на метр над землей (крутящий момент). Давайте, для примера, предположим, что он поднимает 90-килограммовые мешки с земли и загружает их на конвейерную ленту высотой ровно метр. Мощность — это количество 90-килограммовых мешков в секунду или в минуту, которое он может загрузить на конвейерную ленту. Опять же, некоторые люди могут очень быстро загрузить эти мешки, несмотря на то, что они не могут поднять 91 кг. Другие будут грузить мешки медленнее, но это не позволит им поднять 91кг тоже. Итак, в двух словах, мощность — это скорость выполнения работы. Но что такое крутящий момент?
Крутящий момент
Крутящий момент — это способность выполнять работу. В приведенном выше примере приложенный крутящий момент составляет 90 кг, что соответствует способности перемещать 90 кг на расстояние в один метр.
Звучит просто, нет? Так и есть, пока вам не придется ломать голову над тем, как применяется крутящий момент. Вот тут-то и возникает проблема трансмиссий (также известных как коробки передач), но опять же, мы пока не будем спускаться в эту кроличью нору.
Знатоки бокса знают, что правый хук Майка Тайсона весил 60 кг. Если он пробьёт этот правый хук на расстояние одного метра, можем ли мы тогда сказать, что у него крутящий момент 60 кг/м? Это означает, что в его правой руке достаточно крутящего момента, чтобы сразиться с Landcruiser VX с дизельным двигателем V8 с двойным турбонаддувом (63,7 кгм). Зачем тогда покупать V8, если можно заставить Майка Тайсона толкать тебя одной рукой?
Многие из нас, в том числе и я, могут поднять 90-килограммовый мешок на один метр в высоту, прежде чем вспотеть, трицепсы начинают вибрировать с низкой частотой, на шее начинают выступать вены, а наши подруги просят нас прекратить ерунду, прежде чем мы ее выкинем. наши спины и должны посетить физиотерапевта.
Значит ли это, что у меня больше крутящего момента, чем у вызывающего кому Майка Тайсона «Кулака праведности»? Значит ли это, что у меня такой же крутящий момент, как у 67-местного турбированного автобуса Isuzu (98 кгм)?
Хотя я слишком упростил понятие крутящего момента, в реальном мире крутящий момент применяется вращательным образом, поэтому крутящий момент на самом деле представляет собой скручивающую силу, а не линейный толчок.
Связь между крутящим моментом и числом оборотов в минуту
В идеале существует определенный диапазон в пределах диапазона числа оборотов, который мы называем «диапазоном крутящего момента», где может быть приложен максимальный крутящий момент до того, как крутящий момент упадет с ростом числа оборотов в минуту. выше. Аналогия здесь проста; мешок можно поднять на метр над землей. Существует предел того, насколько быстро вы можете выполнять подъем, прежде чем вы либо сдадитесь, либо вам придется уменьшить нагрузку, чтобы двигаться быстрее.
Вот почему у автомобилей есть трансмиссии. Они помогают двигателю оставаться в пределах диапазона крутящего момента, оптимального диапазона оборотов, увеличивая при этом скорость.
Разница между мощностью в л.с. и куб. см
Мощность в л.с. и куб. см двигателя — это два очень разных понятия, которые не исключают друг друга. Оба измеримы, но для количественной оценки одного из них требуется немного больше собственных инструментов, чем другого. Давайте сломаем это.
Что такое мощность?
Лошадиная сила — единица измерения мощности автомобильного двигателя. Чем выше мощность в лошадиных силах или л.с., тем выше мощность, подаваемая на колеса; таким образом, тем выше скорость автомобиля.
Измеряется в Brake-Horse-Power или BHP, Pferdestärke или PS, немецкий перевод HP.
Он измеряется в фут-фунт-сила-в-секунду или FPS в британской системе, в то время как в метрической системе он обычно измеряется в киловаттах или кВт.
Мощность в л.с. бывает двух типов: мощность трения и указанная мощность в л.с. Указанная мощность определяется как исходная мощность, используемая автомобильным двигателем. Знание лошадиных сил транспортного средства разумно необходимо для понимания скорости и производительности его двигателя. Таким образом, он также известен как мощность двигателя.
Что такое CC?
Кубические сантиметры или кубические сантиметры используются для определения размера автомобильного двигателя. Это также означает, насколько большой и тяжелый двигатель. Таким образом, это помогает нам понять насосную мощность двигателя.
1000 см3 = 1 литр.
Это означает, что 1000-кубовый двигатель эквивалентен 1-литровому двигателю. CC двигателя автомобиля — это общий объем всех цилиндров в этом двигателе. Таким образом, он измеряет рабочий объем цилиндров двигателя.
Более высокий CC может быть достигнут за счет увеличения размера и прочности двигателя транспортного средства, создания большего рабочего объема. Следующая формула позволяет рассчитать кубические сантиметры: 0,7854 х диаметр цилиндра х диаметр цилиндра х ход поршня х количество цилиндров. Однако есть и другие, гораздо более сложные формулы.
Кроме того, водоизмещение автомобиля можно рассчитать в кубических дюймах, подставив измерения в дюймах – 8,1 см = 3,189″ & 7,76 см = 3,055″, что дает 0,7854 x 3,189″ x 3,189″ x 3,055″ x 4 = 97,6 куб. дюймов.
Важно отметить, что объем автомобилей обычно находится в диапазоне от 50 до 1500 куб.
см.
Разница между лошадиными силами и см3
Определение мощности и куб. см
Объем двигателя дает информацию о размере двигателя. Он указывает, насколько большой и тяжелый двигатель, и объясняет его динамические характеристики в зависимости от материалов, встроенных в движущиеся части. Можно сказать, что он представляет собой насосную мощность двигателя. Мощность дает информацию о мощности транспортного средства (работа, выполняемая двигателем). Обычно он представляет собой пиковую мощность и связан с максимальной скоростью, которую может развить транспортное средство.
Расчет мощности и CC
Рабочий объем измеряется (рассчитывается) как общий объем камер.
Объем получается из диаметра цилиндров (отверстия), расстояния, которое проходит поршень (ход поршня), а также количества цилиндров двигателя. Мощность определяется путем умножения крутящего момента (измеренного динамометром) на частоту вращения двигателя (измеренного тахометром) и деления на 5252 (радиан в секунду).
Факторы, влияющие на мощность и куб. см
Мощность в лошадиных силах зависит от конструкции и настройки двигателей, объема и размера, типа используемого топлива, количества клапанов, фаз газораспределения, способа замены воздуха (естественный, с турбонаддувом, с наддувом), способа подачи топлива и т. д. . Кубические сантиметры будут зависеть от конструкции двигателя, отверстия (диаметра) и количества камер.
Связь между лошадиными силами и CC
Хотя нет прямой связи между лошадиными силами и CC, мы можем сказать, что 1Ks = 14-17CC.