Меню

Один двигатель с разной мощностью

Мощность двигателя — как работает и что это такое,на что влияет

Изобретенный более 100 лет назад поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), на сегодняшний день все еще является самым распространенным в автомобилестроении. При выборе модели двигателя своего будущего автомобиля покупатель может предварительно ознакомиться с его основными характеристиками. В этой статье мы подробно расскажем об основных показателях двигателей внутреннего сгорания, что они собой представляют и как влияют на работу.

Важнейшими характеристиками двигателя являются его мощность, крутящий момент и обороты, при которых эта мощность и крутящий момент достигаются.

Обороты двигателя

Под широкоупотребимым термином «обороты двигателя» имеется в виду количество оборотов коленчатого вала в единицу времени (в минуту).

И мощность, и крутящий момент — величины не постоянные, они имеют сложную зависимость от оборотов двигателя. Эта зависимость для каждого двигателя выражается графиками, подобными нижеследующему:

Производители двигателей борются за то, чтобы максимальный крутящий момент двигатель развивал в как можно более широком диапазоне оборотов («полка крутящего момента была шире»), а максимальная мощность достигалась при оборотах, максимально приближенных к этой полке.

Мощность двигателя

Чем выше мощность, тем большую скорость развивает авто

Мощность — это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения.

Мощность двигателя последнее время все чаще указывают в кВт, а ранее традиционно указывали в лошадиных силах.

Как видно на приведенном выше графике, максимальная мощность и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах коленвала. Максимальная мощность у бензиновых двигателей обычно достигается при 5-6 тыс. оборотов в минуту, у дизельных — при 3-4 тыс. оборотов в минуту.

График мощности для дизельного двигателя:

Крутящий момент

Крутящий момент характеризует способность ускоряться и преодолевать препятствия

Крутящий момент (момент силы) — это произведение силы на плечо рычага. В случае кривошипно-шатунного механизма, данной силой является сила, передаваемая через шатун, а рычагом — кривошип коленчатого вала. Единица измерения — Ньютон-метр.

Иными словами, крутящий момент характеризует силу, с которой будет вращаться коленвал, и насколько успешно он будет преодолевать сопротивление вращению.

На практике высокий крутящий момент двигателя будет особенно заметен при разгонах и при передвижении по бездорожью: на скорости машина легче ускоряется, а вне дорог — двигатель выдерживает нагрузки и не глохнет.

Виды мощности

Для определения характеристик двигателя применяют такие понятия мощности как:

  • индикаторная;
  • эффективная;
  • литровая.

Индикаторной называют мощность, с которой газы давят на поршень. То есть, не учитываются никакие другие факторы, а только давление газов в момент их сгорания. Эффективная мощность, эта та сила, которая передается коленчатому валу и трансмиссии. Индикаторная будет пропорциональной литражу двигателя и среднему давлению газов на поршень.

Эффективная мощность двигателя будет всегда ниже индикаторной.

Также есть параметр, называемый литровой мощность двигателя. Это соотношение объема двигателя к его максимальной мощности. Для бензиновых моторов литровая мощность составляет в среднем 30-45 кВт/л, а у дизельных – 10-15 кВт/л.

Как узнать мощность двигателя автомобиля

Можно посмотреть в документах на машину, но иногда требуется узнать мощность автомобиля, который подвергался тюнингу или давно находится в эксплуатации. В таких случаях не обойтись без динамометрического стенда. Его можно найти в специализированных организациях и на станциях техобслуживания. Колеса автомобиля помещаются между барабанами, создающими сопротивление вращению. Далее имитируется движение с разной нагрузкой. Компьютер сам определит мощность двигателя. Для более точного результата может понадобиться несколько попыток.

Читайте также:  Калькулятор расчета сечения провода по потребляемой мощности калькулятор

Роль мощности и крутящего момента двигателя

Для обеспечения лучших динамических показателей двигателя, производители стараются наделить силовой агрегат максимальным крутящим моментом, который будет достигаться в более широком значении оборотов двигателя.

Чтобы правильно оценить роль этих двух понятий, стоит обратить внимание на следующие факты:

  • Взаимосвязь мощности и крутящего момента можно выразить в формуле: P = 2П*M*n, где Р – это мощность, M – показатель крутящего момента, а n – количество оборотов коленвала в единицу времени.
  • Крутящий момент более конкретный показатель характеристики двигателя. Низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
  • Мощность двигателя будет возрастать с повышением оборотов: чем выше, тем больше мощность, но до определенных пределов.
  • Крутящий момент увеличивается с повышением количества оборотов, но при достижении максимального значения показатели крутящего момента снижаются.
  • При равных показателях мощности и крутящего момента более эффективным будет двигатель с меньшим расходом топлива.

Вопрос — ответ

1. Автомобиль в глубокой колее сел на брюхо: ведущие колеса вертятся, не касаясь земли. Водитель упрямо газует. Какую полезную мощность может при этом выдать двигатель?

Б — в зависимости от оборотов;

Г — в зависимости от включенной передачи.

Правильный ответ: В. Автомобиль не движется, мотор не совершает полезной работы. Значит, и полезная мощность равна нулю.

2. Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?

Б — обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес;

В — в зависимости от сил сцепления с покрытием;

Г — прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес.

Правильный ответ: В. При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются — они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием.

3. На что влияет мощность мотора?

А — на динамику разгона;

Б — на максимальную скорость;

В — на эластичность;

Г — на все перечисленные параметры.

Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры.

Источник



Как мы переплачиваем за мощность двигателя и можно ли перехитрить автопроизводителя

За счет чего наращивают мощность автомобиля?

Те, кто привык перед покупкой автомобиля изучать каталоги с техническими характеристиками, часто удивляются: объем двигателей одинаковый, диаметр цилиндров, ход поршня тоже, на обоих стоит турбонаддув… А мощность при этом указана разная, причем разница может достигать 20-30%. В чем секрет?

А секрет в программе управления. У каждого современного мотора есть электронный блок управления, который заставляет мотор работать по определенному алгоритму. Регулируется зажигание, объем подаваемого топлива, степень открытия дроссельной заслонки для подачи большего или меньшего количества воздуха… Изменение этих параметров существенно влияет на выдаваемую мощность и крутящий момент.

Читайте также:  Комбинированными дорожными машинами мощностью от 210 до 270 л с

Но сильнее всего влияет давление турбонаддува. Условно говоря, чем больше турбина или механический нагнетатель (в чем разница между ними, мы недавно писали) подает воздуха в цилиндры, тем больше там можно будет сжечь топлива. А значит, получить заветную прибавку в «лошадках».

Изменение давления наддува способно буквально творить чудеса, и это обстоятельство вовсю используют автопроизводители. Согласитесь, выгодно. Изменил программу в блоке управления и получил из одного двигателя два, а может быть, даже три. Затраты на разработку моторов снижаются, а покупатель получает выбор и стимул покупать дороже.

Тут есть свои нюансы (о них — ниже), но, по большому счету, затраты производителя на наддувный мотор мощностью 180 сил почти не отличаются от затрат на 200-сильный. Тем не менее второй можно продавать на 10-20% дороже. Потому что товар – это не двигатель, товар – это мощность. Таковы законы потребительского рынка.

Чип-тюнинг — альтернатива?

Если производители меняют программу управления и повышают мощность, может быть, можно сделать это самостоятельно? Конечно, при условии, что вы имеете задатки программиста и немного — радиоэлектронщика. Крупные (и не очень крупные) компании, занимающиеся тюнингом автомобилей, создают собственные версии прошивок электронных блоков управления и могут поднять мощность безо всяких доработок двигателя. Достаточно «залить» в блок новую программу.

О тонкостях этого процесса мы расскажем далее, а пока представляем вашему вниманию сравнительную таблицу, позволяющую оценить разницу в переплате.

Доплата у за более мощную версию

Доплата за чип-тюнинг, в среднем

1.8 TFSI, 120 и 170 л. с.

BMW 3 Series F30

2.0 Turbo, 184 и 245 л. с.

Land Rover Freelander II

2.2 TD4/SD4, 150/190 л. с.

Mercedes-Benz E-class W 212

2.0 CGI, 184 и 211 л. с.

Volkswagen Golf VII

1.4 TSI, 122 и 140 л. с.

Здесь, конечно, стоит оговориться, что рассчитать точный размер переплаты за определенный двигатель бывает трудно. Не всегда можно найти разные моторы с одинаковыми коробками передач и комплектациями. Однако общий вывод таков, что с финансовой точки зрения выгоднее покупать менее мощный автомобиль, а затем перепрошивать блок управления.

Как на это смотрят производители?

Разумеется, негативно. Чип-тюнеры отнимают их хлеб, «торгуя» мощностью по более низким ценам. Поэтому при каждом техобслуживании или гарантийном случае официальные дилеры диагностируют электронный блок управления. Если обнаружится, что прошивка «неродная», то о гарантии можно забыть.

Этот способ защиты собственных интересов — не единственный. Помимо гарантийного заслона, производители всячески защищают сам блок от вмешательства. Если на дешевых автомобилях (например на Renault Logan) достаточно просто подключиться к диагностическому разъему и залить новую прошивку, то, скажем, на Volvo XC70 нужно высверливать разъем и вставлять дополнительный пин. Где-то нужно снимать блок и припаивать к плате отдельный разъем. В общем, какие бы ни придумывали препятствия, хакеры находят способы их преодоления.

Что делать, чтобы не слететь с гарантии?

Чтобы не давать дилерам повода для снятия с себя гарантийных обязательств, а заодно обойти хитроумную защиту производителей, умельцы придумали тюнинг-боксы. Это специальный модуль, который устанавливается на электропроводку на «выходе» из блока и легко демонтируется перед прохождением планового ТО. Программа остается «родной».

Читайте также:  Какая мощность двигателя корабля

Тюнинг-боксы для турбодизельных двигателей стоят от 8 000 рублей, для бензиновых турбомоторов дороже: от 22 000 рублей. Любопытно, что установкой подобного оборудования, к слову, занимаются даже сами дилерские центры.

Есть еще один способ (относительно недорогой) сделать автомобиль более динамичным— установка так называемого корректора электронной педали газа. Напомним читателю, что на современных машинах нет жесткой связи между педалью и дросселем. Заслонку открывает электропривод, и ради экологических показателей открытие происходит с небольшой задержкой, которую корректор убирает, делая отклик на нажатие педали более острым. Подобные устройства часто ставят в дополнение к чип-тюнингу или тюнинг-боксам. Стоят такие модули от 10 000 рублей.

Только ли прошивкой отличаются автомобили разной мощности?

Отличаются, но всегда по-разному. Всем, кто раздумывает над перепрошивкой мотора с целью увеличить отдачу, мы рекомендуем изучить оригинальные каталоги запчастей. Найдите там более мощный и менее мощный моторы и сравните каталожные номера деталей двигателя. Чем меньше отличий, тем больше шансов, что перепрошивка пройдет совершенно безболезненно. Приведем пару примеров.

На BMW 3 series F30 отличий по номерам у версий 320i и 328i практически нет. Блок цилиндров, радиатор, турбина, шатуны, коленвал — все это совершенно идентичное. Отличаются автомобили электроусилителем и тормозами: у 328-го они вентилируемые. Поэтому перепрошивку можно проводить без опаски «попасть» на внеплановый ремонт.

Несколько другая история с Land Rover Freelander II. Блоки цилиндров у 150 и 190-сильного мотора абсолютно идентичные. А вот турбонагнетатели разные. На менее мощной версии стоит компрессор Bauer Parts T915741, а на более мощной — Schlotter Turboloader 17204730. Очевидно, первый рассчитан на более низкое давление, чем второй. Перепрошивать Freelander можно, но при этом надо понимать, что есть шанс угробить нагнетатель раньше отведенного ему срока.

Мощность и надежность

Есть мнение, что чип-тюнинг вреден и опасен для двигателя. Такое утверждение правдиво лишь отчасти. Ресурс мотора действительно сокращается тем быстрее, чем больше нагрузки на него давать. Увеличение давления на впуске и степени сжатия ускоряет износ трущихся деталей. Вот только касается это не только кустарно «чипованных» двигателей, но и тех, что выпускает производитель.

Потому что в инжиниринговых центрах концернов, как и в тюнинг-ателье, сидят программисты, которые разрабатывают алгоритмы работы мотора. И повышение его мощности в заводских условиях — тот же чип-тюнинг по своей сути.

Так все-таки перепрошивать или переплачивать?

Как мы уже объясняли выше, все зависит от массы обстоятельств. Если вы ничего не понимаете в автомобилях, не умеете ориентироваться в каталогах запчастей, да к тому же не используете автомобиль на пределе его возможностей, то не забивайте себе голову чип-тюнингом и оставьте всё, как есть.

Ну а если вы хотите максимум отдачи за минимум денег, то есть повод задуматься. Главное — не идите в первую попавшуюся мастерскую, а выбирайте крупные тюнинг-ателье, имеющие связи с западными поставщиками прошивок и длительный опыт работы. Потому что любая экономия хороша в разумных пределах.

Источник