Все про об'єм двигуна

В статті:

• Що називають робочим об'ємом двигуна
• Об'єм двигуна та класифікація легкових транспортних засобів
• Літраж та потужність ДВС
• На що впливає робочий обсяг
• Плюси та мінуси ДВС з великим та малим обсягом
• Проблема вибору

Однією з основних характеристик як безпосередньо двигуна внутрішнього згоряння, а й транспортного засобу загалом є робочий обсяг силового агрегату. Від нього значною мірою залежить, яку потужність здатний розвинути двигун, до якої максимальної швидкості можна розігнати автомобіль. У багатьох країнах саме робочий обсяг мотора є тим параметром, яким визначаються розміри різних податків і зборів, сплачуваних власником транспортного засобу. Важливість цієї характеристики підкреслюється і тим, що її величина у тому чи іншому вигляді часто вказана у назві моделі.

Проте далеко не всі автолюбителі чітко уявляють, що мається на увазі під робочим об'ємом двигуна, що від нього залежить і який літраж двигуна краще для тих чи інших умов експлуатації.

Що називають робочим об'ємом двигуна

Загальний принцип функціонування поршневого ДВЗ можна описати в такий спосіб. У циліндри подається суміш палива та повітря у певній пропорції. Там вона піддається стиску за допомогою поршнів. У бензинових моторах суміш підпалюється завдяки електричній іскрі від свічок запалювання, у дизельних відбувається її самозаймання через різке розігрів, викликане сильним стиском. Згоряння суміші викликає інтенсивне підвищення тиску та виштовхування поршня. Той змушує рухатися шатун, який у свою чергу приводить у рух коленвал. Далі за допомогою трансмісії обертання колінчастого валу передається на колеса.

У своєму зворотно-поступальному русі поршень обмежений верхньою та нижньою мертвою точкою. Відстань між ВМТ та НМТ називається робочим ходом поршня. Якщо помножити площу перерізу циліндра на величину ходу поршня, отримаємо робочий об'єм циліндра.

У більшості випадків силовий агрегат має більше одного циліндра, і тоді його робочий об'єм визначається як сума всіх циліндрів.

Він, як правило, вказується в літрах, через що нерідко використовують вираз "літраж". Величину об'єму прийнято округляти у велику сторону з точністю до десятих часток літра. Іноді як одиниця виміру використовують кубічні сантиметри, наприклад, коли йдеться про мотоцикли.

Об'єм двигуна та класифікація легкових транспортних засобів

Будь-який автовиробник у своєму модельному ряду має машини різного класу, розмірів, комплектації, розраховані на різні умови використання, потреби та фінансові можливості покупців.

Нині у світі немає єдиної класифікації транспортних засобів з урахуванням обсягу двигуна. У Радянському Союзі існувала система, яка ділила автомобільні мотори на 5 класів:

• особливо малий об'ємом до 1,1 л;
• малий – від 1,1 до 1,8 л;
• середній - від 1,8 до 3,5 л;
• великий - від 3,5 до 5,0 л і вище;
• вищий - у цьому класі об'єм двигуна не регламентувався.

Така класифікація була актуальною, коли домінували атмосферні двигуни, що працювали на бензині. Тепер цю систему можна вважати застарілою, оскільки вона не враховує особливостей дизелів, турбованих агрегатів та інших моторів, у яких застосовані нові технології.

Іноді використовують спрощену класифікацію, за якою мотори поділяються на три категорії. Від 1,5 л до 2,5 л – двигуни середнього об'єму. Все, що менше півтора літрів, відноситься до малолітражок та мікролітражок, а мотори більше двох з половиною літрів вважаються великолітражними. Зрозуміло, що ця система є досить умовною.

Європейська класифікація легкових автомобілів поділяє їх за цільовими сегментами ринку і не регламентує жорстко будь-які технічні параметри. Модель відносять до того чи іншого класу на основі ціни, габаритів, комплектації та інших факторів. Але самі класи у своїй немає чітких рамок, отже, поділ також вважатимуться умовним.

Класифікація виглядає так:

• A - особливо малі/мікро/міські автомобілі (Mini cars/City cars);
• B - малі / компактні автомобілі (Small cars / Supermini);
• C - нижчий середній / гольф-клас (Medium cars / Compact cars / Small family cars);
• D - середні / сімейні автомобілі (Larger cars);
• E – вищий середній/бізнес-клас (Executive cars);
• F - представницькі автомобілі (Luxury cars);
• J - позашляховики;
• M - мінівени;
• S - спорткупе / суперкари / кабріолети / родстери / гран туризмо.

Якщо виробник вважає, що модель знаходиться на стику сегментів, то до літери класу може додати символ "+".

В інших країнах існують свої системи класифікації, деякі з них враховують обсяг двигуна, деякі ні.

Літраж та потужність ДВС

Потужність силового агрегату багато в чому визначається його робочим об'ємом. Однак ця залежність далеко не завжди є пропорційною. Справа в тому, що потужність залежить ще й від середнього ефективного тиску в камері згоряння, від втрат енергії, діаметра клапанів та інших конструктивних особливостей. Зокрема, вона обернено пропорційна довжині робочого ходу поршнів, яка у свою чергу визначається співвідношенням розмірів шатуна та шатунних шийок коленвала.

Існують можливості підвищення потужності без збільшення робочого об'єму циліндрів та без додаткової витрати палива. Найбільш поширені способи - установка системи турбонаддува або фази газорозподілу, що змінюються. Але такі системи значно збільшують ціну автомобіля, а у разі поломки ремонт також обійдеться дуже недешево.

Можливо і зворотний вплив - автоматичне зниження потужності двигуна, коли він навантажений не повністю. Двигуни, в яких електроніка може відключати окремі циліндри, вже використовуються на деяких серійних автомобілях, що випускаються за океаном. Економія палива при цьому сягає 20%.

Крім того, створені дослідні зразки ДВЗ, потужність яких регулюється шляхом зміни довжини робочого ходу поршнів.

На що впливає робочий обсяг

Від літража ДВС залежить розгінна динаміка автомобіля та максимальна швидкість, яку він здатний розвинути. Але тут також існує певна залежність від властивостей кривошипно-шатунного механізму.

І звичайно, літраж агрегату позначається на вартості машини, причому дуже істотно. І річ не тільки у збільшенні витрат на виробництво самого двигуна. Для роботи з потужнішим двигуном потрібна і коробка передач серйозніша. Більш динамічний автомобіль вимагає встановлення більш ефективних та потужних гальм. Складнішими, потужнішими і дорожчими будуть система впорскування, рульове управління, трансмісія та підвіска. Шини, очевидно, також будуть дорожчими.

Витрата палива в загальному випадку також визначається розмірами циліндрів: чим вони більше, тим ненажерливішим буде автомобіль. Однак і тут не однозначно. При спокійному пересуванні містом малолітражки витрачають приблизно 6...7 л бензину на 100 км. У автомобілів, що мають двигун середнього об'єму, витрата становить 9...14 л. Крупнолітражні мотори "їдять" 15...25 літрів.

Однак у більш напруженій дорожній обстановці малолітражці часто доводиться підтримувати високі обороти двигуна, газувати, перемикатися на знижені передачі. А якщо машина навантажена, та ще й включений кондиціонер, то витрата пального суттєво зросте. Помітно погіршиться при цьому розгінна динаміка.

А ось що стосується пересування заміськими трасами, то на швидкості 90...130 км/год різниця у витраті палива в автомобілів з різним літражем двигунів не така вже й велика.

Плюси та мінуси ДВС з великим та малим обсягом

Підбираючи собі машину для покупки, багато хто орієнтується на моделі з великим об'ємом двигуна. Для когось це питання престижу, для когось підсвідомий вибір. Але чи потрібний вам насправді такий автомобіль?

Підвищений літраж тісно пов'язаний з вищою потужністю, і це, звичайно, слід віднести до переваг. Потужний двигун дозволяє швидше розганятися та впевненіше почуватися при обгоні, перебудові та русі на підйомі, а також у різних нестандартних ситуаціях. У звичайних міських умовах немає необхідності постійно розкручувати такий мотор до високих оборотів. Включений кондиціонер та повна завантаженість пасажирами не вплине на динаміку транспортного засобу.

Оскільки великолітражний і среднелитражный агрегат експлуатуються, зазвичай, у занадто напруженому режимі, те й ресурс їх виявляється досить високим. Наприклад, багато німецьких автомобілів з 5-літровими і навіть 3-літровими двигунами цілком можуть забезпечити пробіг в мільйон кілометрів і більше без капітального ремонту. А ось моторам малолітражок часто доводиться працювати на межі своїх можливостей, а значить, зношування навіть при дбайливому догляді відбувається прискореними темпами.

Крім того, в холодну пору року великий об'єм дозволяє двигуну швидше прогріватись.

Є у великолітражок і суттєві мінуси. Головний недолік моделей, що мають двигун великого об'єму, — висока ціна, яка різко зростає навіть при невеликому збільшенні літражу.

Але фінансовий аспект не обмежується лише ціною покупки. Чим більше літраж мотора, тим дорожче обійдеться обслуговування та ремонт. Зросте витрата антифризу та моторного масла. Від робочого обсягу агрегату залежить суми страхових внесків. Залежно від поточного законодавства, сума транспортного податку також може розраховуватися з урахуванням літража двигуна.

Підвищена витрата пального також збільшить експлуатаційні витрати великолітражного автомобіля. Тому, націлившись на потужного "звіра", насамперед ретельно оцініть свої фінансові можливості.

Проблема вибору

При виборі автомобіля краще уникати моделей класу A об'ємом двигуна близько 1 л або менше. Така машина погано розганяється, вона не дуже пристосована для обгону, який у деяких випадках може бути навіть небезпечним. Завантаженій машині явно не вистачатиме потужності. Але якщо ви збираєтеся їздити один, не відчуваєте тяги до лихацтва, а грошей обмаль, то такий варіант цілком прийнятний. Витрата палива та експлуатаційні витрати будуть невеликими, проте навряд чи варто розраховувати на тривалу безвідмовну роботу двигуна.

Для багатьох автолюбителів без підвищених претензій оптимальним вибором буде машина класу B або C, оснащена двигуном з літражем 1,3...1,6 л. Такий мотор вже має непогану потужність і при цьому не розорить власника надмірними витратами на пальне. Таке авто дозволить досить впевнено почуватися як на міських вулицях, так і за містом.

Якщо дозволяють кошти, варто придбати машину об'ємом двигуна від 1,8 до 2,5 л. Такі агрегати зазвичай можна зустріти в класі D. Розгін зі світлофора, обгін на трасі або затяжний підйом не становитимуть жодної проблеми. Ненапружений режим роботи забезпечить гарну довговічність двигуна. Загалом це оптимальний варіант сімейного автомобіля. Щоправда, витрати на паливо та експлуатацію будуть дещо вищими.

Тим, кому потрібна пристойна потужність, але хочеться заощадити на пальному, слід придивитися до моделей, оснащених турбокомпресором. Турбіна здатна підвищити потужність двигуна на 40...50% при тому ж обсязі двигуна та витраті палива. Щоправда, турбований агрегат потребує правильної експлуатації. Інакше його ресурс може бути обмеженим. Цей нюанс потрібно враховувати при покупці авто.

Для використання на бездоріжжі не обійтися без потужного агрегату об'ємом 3,0... 4,5 л. Крім позашляховиків, такі мотори встановлюють на машинах бізнес-класу та представницьких. Ці авто по кишені далеко не всім, не кажучи вже про те, що апетити по відношенню до палива у них дуже високі.

Ну а ті, хто має кошти не обмежені, на такі дрібниці уваги не звертають. Та й навряд чи вони читатимуть цю статтю. Тому давати рекомендації щодо купівлі транспортного засобу з літражем агрегату від 5 л і вище немає сенсу.