Любой двигатель характеризуется следующими конструктивно заданными параметрами, фактически неизменными в ходе эксплуатации автомобиля.
Количество камеры сгорания — углубления полости и объём цилиндра в головке над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке — крайнем положении на громаднейшем удалении от коленвала.
Рабочий количество цилиндра — пространство, которое освобождает поршень при перемещении от верхней до нижней мертвой точки.
Последняя есть крайним положением поршня на мельчайшем удалении от коленвала.
Полный количество цилиндра — равен сумме объёма камеры и рабочего объёма сгорания.
Рабочий количество двигателя (литраж) складывается из рабочих количеств всех цилиндров.
Степень сжатия — отношение полного количества цилиндра к количеству камеры сгорания. Данный параметр показывает, во какое количество раз значительно уменьшается полный количество при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Для бензиновых двигателей определяет октановое число используемого горючего.
— Показатели двигателей
Показателями двигателя именуют величины, характеризующие его работу. Кроме конструктивных параметров, они зависят от особенностей и зажигания систем и настроек питания, степени износа подробностей и пр.
Давление в конце такта сжатия (компрессия) есть показателем состояния(изношенности) цилиндро-клапанов и поршневой группы.
Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).
Крутящий момент возрастает с ростом:
* рабочего количества . Исходя из этого двигатели, которым нужен большой крутящий момент, владеют громадным количеством;
* давления горящих газов в цилиндрах, которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно именуется стуком поршневых пальцев) либо ростом нагрузок в дизелях.
Большой крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в техдокументации.
Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) примерно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в 60 секунд, умноженное на определенный коэффициент).
Двигатели большей мощности производители приобретают повышением:
* рабочего количества, что, со своей стороны, ведет к ограничению габаритов и росту двигателя допустимых больших оборотов из-за больших сил инерции увеличившихся подробностей;
* оборотов коленчатого вала, число которых ограничено увеличением износа и инерционными силами подробностей. Высокооборотный двигатель однообразной мощности (при других равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, используемых материалах и т.д.) с низкооборотным владеет меньшим сроком работы, поскольку в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет выполнять больше оборотов;
* давления в цилиндре методом увеличения степени сжатия или наддувом воздуха при помощи турбо- либо механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и понижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув разрешает, к примеру, сохранить мощность при меньшем рабочем количестве.
Номинальная мощность — обеспечиваемая производителем мощность при полной подаче горючего на определенных оборотах. Именно она, а не большая мощность, указывается в техдокументации на двигатель.
Удельный расход горючего — это количество горючего, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. есть показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более действенно употребляется энергия сгорающего в цилиндрах горючего.
— Характеристики двигателей
При одних и тех же конструктивных параметрах у различных двигателей такие показатели, как мощность, крутящий удельный расход и момент горючего, смогут различаться. Это связано с этими изюминками, как количество клапанов на цилиндр, фазы газораспределения и т. п. Исходя из этого для оценки работы двигателя на различных оборотах применяют характеристики — зависимость его показателей от режимов работы. Характеристики определяются умелым методом на особых стендах, поскольку теоретически они рассчитываются только примерно.
В большинстве случаев, в техдокументации к автомобилю приводятся внешние скоростные характеристики двигателя (рис. 4), определяющие зависимость мощности, крутящего удельного расхода и момента горючего от числа оборотов коленвала при полной подаче горючего. Они дают представление о больших показателях двигателя.
Показатели двигателя (упрощенно) изменяются по следующим обстоятельствам. С повышением числа оборотов коленвала растет крутящий момент за счет того, что в цилиндры поступает больше топлива. Приблизительно на средних оборотах он достигает собственного максимума, а после этого начинает понижаться. Это происходит по причине того, что с повышением скорости вращения коленвала начинают играться значительную роль инерционные силы, силы трения, аэродинамическое сопротивление впускных трубопроводов, ухудшающее наполнение цилиндров свежим зарядом горючее-воздушной смеси, и т. п.
Стремительный рост крутящего момента двигателя показывает на хорошую динамику разгона автомобиля благодаря интенсивному повышению силы тяги на колесах. Чем продолжительнее величина момента находится в районе собственного максимума и не понижается, тем лучше. Таковой двигатель более приспособлен к трансформации дорожных условий и реже нужно будет переключать передачи.
Мощность растет вместе с крутящим моментом а также, в то время, когда он начинает понижаться, увеличиваетсяблагодаря увеличению оборотов. После достижения максимума мощность начинает понижаться по той же причине, по которой значительно уменьшается крутящий момент. Обороты немного выше большой мощности ограничивают регулирующими устройствами, поскольку в этом режиме большая часть горючего расходуется не на совершение нужной работы, а на трения сил и преодоление инерции в двигателе.
Большая мощность определяет большую скорость автомобиля. В этом режиме автомобиль не разгоняется и двигатель трудится лишь на преодоление сил сопротивления перемещению — сопротивления воздуха, сопротивления качению и т. п.
Величина удельного расхода горючего кроме этого изменяется в зависимости от оборотов коленвала, что видно на чёрте (см. рис. 4). Удельный расход горючего обязан пребывать как возможно продолжительнее вблизи минимума; это показывает на хорошую экономичность двигателя.
Минимальный удельный расход, в большинстве случаев, достигается чуть ниже средних оборотов, на которых по большей части и эксплуатируется автомобиль при перемещении в городе.
Пунктирной линией на графике продемонстрированы более оптимальные характеристики двигателя.
