Какие обороты двигателя: На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

Содержание

На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

Постоянная езда на повышенных оборотах двигателя неизменно приводит к повышенной нагрузке на автомобиль и быстрому выходу из строя силового агрегата. Чтобы избежать подобного необходимо стараться держать небольшие обороты, что позволит продлить срок службы двигателя, обеспечив при этом наилучшие показатели топливной экономичности. Поговорим поподробнее о том, какие же следует держать обороты двигателя для увеличения ресурса мотора.

На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

Опасность езды на высоких оборотах

Общеизвестно, что высокие обороты, в особенности около красной зоны тахометра будут крайне опасными для двигателя. В подобном случае отмечается износ силового агрегата, моторное масло плохо смазывает подвижные элементы, появляется износ мотора и его перегрев, при этом смазка быстро теряет свои свойства, что еще больше усугубляет состояние двигателя.

Какие следует держать обороты мотора, чтобы предотвратить повышенную нагрузку на двигатель

При этом нужно помнить, что несколько раз в месяц всё же полезно раскручивать двигатель до таких высоких оборотов и давать ему, что называется жару. То есть, на трассе прохватывать на высокой скорости 5-10 километров, что позволит убрать весь нагар и закоксовку внутри двигателя. Нужно лишь обязательно помнить о безопасности во время таких профилактических поездок на высоких оборотах.

Поездки с низкими оборотами

Часто автовладельцы совершают распространенную ошибку, они стараются держать обороты двигателя на отметке в 2000 в минуту, что, по их мнению, позволяет существенно снизить нагрузку на мотор. Действительно, расход топлива в подобном случае уменьшается, однако, как ни странно, нагрузка на силовой агрегат лишь увеличивается.

Дело в том, что на таких низких оборотах отмечается неправильное формирование топливной смеси, а на цилиндрах и в поршнях появляются многочисленные отложения, которые не сгорают полностью и загрязняют двигатель. На низких оборотах мотора могут отмечаться проблемы с циркуляцией масла, что объясняется особенностью вращения коленвала и низким давлением от масляного насоса. Поэтому, если вы хотите продлить срок службы двигателя вашего автомобиля, всё же постоянно передвигаться на низких оборотах не стоит.

На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

При частой эксплуатации автомобиля на минимальных оборотах существенно увеличивается нагрузка на трансмиссию, так как автовладельцу приходится постоянно переключать передачи, соответственно существенно уменьшается её эксплуатационный ресурс. Поэтому водителю не рекомендуется постоянно держать обороты на бензиновых автомобилях у отметки в 2000 в минуту. В подобном случае буквально к пробегу в 100 тысяч километров потребуется выполнять уже капитальный ремонт мотора.

Каковы оптимальные обороты двигателя

В каждом конкретном случае оптимальные обороты двигателя будут различаться, в зависимости от мощности силового агрегата, наличия или отсутствия турбины, типа топлива и так далее. Например, дизельные моторы являются низкооборотистыми, максимум тяги у них отмечается в диапазоне 2000-2500 оборотов. Тогда как небольшой по своему объему турбированный бензиновый мотор выдаст свою наивысшую мощность на показателях 3000-3500 оборотов в минуту.

Большинство экспертов и автомастеров рекомендуют оптимальные обороты двигателя на уровне 2500-3000 оборотов в минуту. В этом случае отмечается существенное уменьшение нагрузки на двигатель, сокращается расход топлива, автомобиль двигается в так называемом крейсерском режиме, что в особенности на трассе сокращает нагрузку, продлевая срок службы силового агрегата. Также необходимо при использовании автомобиля на трассе активировать высшую передачу, что позволяет улучшить показатели расхода топлива, одновременно при этом обеспечивается качественная смазка двигателя и его оптимальное охлаждение.

В каждом конкретном случае показатель оптимальных оборотов двигателя будет различаться, в зависимости от его мощности, рабочего объема, типа топлива и так далее. Автовладельцу на бензиновых авто следует стараться держать мотор в диапазоне 2,500-3,500 оборотов коленвала в минуту, что позволяет несколько снизить нагрузку на двигатель. Кстати, современные коробки автомат имеют продвинутую логику управления, они оптимальным образом переключают передачи, поддерживая обороты мотора таким образом, чтобы минимизировать нагрузку на силовой агрегат.

Какие обороты двигателя убьют его быстрее всего — Российская газета

Вопрос о том, какие обороты двигателя предпочтительнее поддерживать для увеличения его ресурса — один из достаточно часто обсуждаемых и соответственно — спорных. Водители подчас высказывают диаметрально противоположные мнения, а истина, как водится, находится где-то посередине.

Разберем сначала вопрос о регулярной езде на высоких оборотах, когда стрелку тахометра то и дело загоняют к его красной зоне.

Сторонники такого подхода аргументируют данную манеру езды тем, что дают таким образом мотору «прочихаться». В результате, если есть проблема «плавающих» оборотов на холостом ходу, то она может уйти, свечи очищаются от нагара, становится проще запускать двигатель в мороз и даже снижается расход топлива.

Многое из сказанного действительно верно. Мы добавим к этим аргументам еще и то, что длительная, около часа, езда на высоких оборотах помогает избавиться от конденсированной влаги в картере двигателя, которая, как известно, смешивается с моторным маслом и ухудшает смазочные свойства последнего. После часовой «прожарки» — езде на высоких оборотах — влага выпаривается из лубриканта и смазочные процессы заметно улучшаются.

Теперь вопрос — в каких режимах следует гонять мотор на высоких оборотах, чтобы не спровоцировать технические проблемы. Во-первых, точно не следует делать это на запаркованной машине и во время остановок. Как минимум «лечебного» эффекта не произойдет, поскольку нагрузка на элементы мотора и трансмиссии по факту будет не велика. Вместо этого нужно дождаться теплой и сухой погоды, выехать на шоссе, разогнать автомобиль примерно до 100 км/ч, включить пониженную передачу (например, третью) и поддерживать обороты чуть выше 5000 в минуту от получаса до часа.

Как часто следует производить такую прожарку? Эксперты рекомендуют делать это примерно каждые 5 тыс. километров пробега, особенно если автомобиль и его расходники (прежде всего свечи) уже не новые и пробег составил больше 30 000 км.

А вот выполнять «прожарку» на регулярной основе (например, каждую неделю) не рекомендуется. Дело в том, при постоянной езде на высоких оборотах серьезно возрастают нагрузки на двигатель, коробку передач, шасси и прочие элементы автомобиля. В частности, у мотора почти наверняка увеличится расход масла на угар. А если в радиатор залит не новый или не очень качественный антифриз, а соты радиатора забиты, то двигатель может и вовсе закипеть. Более того, увеличение температурного режима из-за работы на высоких оборотах в ряде случаев (например, когда имеются неполадки в системе охлаждения) может даже спровоцировать пожар.

В то же время существуют и такие водители, которые ездят исключительно на низких оборотах, считая, что таким образом они берегут мотор и добиваются максимальной экономии топлива. Речь идет о манере езды «внатяг», когда автомобиль двигается на более высокой передаче, чем требует дорожная ситуация.

К сожалению, такая практика не менее вредна для силового агрегата, чем его постоянная раскрута до отсечки. В таком случае в двигателе нередко возникают ощутимые вибрации — следствие детонации, которая разрушает подшипники и валы двигателя, элементы коробки передач и сцепления. Повышенному износу подвергаются также поршни, вкладыши коленвала, растягивается цепь ГРМ, а в камерах сгорания стремительно образуется нагар.

Кроме того, у двигателя, работающего на малых оборотах, существенно снижается давление в системе смазки, что грозит протиранием антифрикционного слоя на вкладышах коленвала и на поршнях. Если вовремя не остановиться в своей «экономии», поршни со временем начнут буквально болтаться в цилиндрах, что приблизит капитальный ремонт двигателя.

Кроме того, практикуя езду на пониженных оборотах, вы тем самым способствуете недозарядке аккумулятора. Страдает также и механическая коробка передач, где смазка шестерен происходит разбрызгиванием. В трансмиссии наступает масляное голодание, что ведет к повреждениям подшипники валов. И, наконец, регулярная езда на низких оборотах приводит к тому, что двигатель закоксовывается — забивается отложениями и в итоге теряет в тяге.

Отсюда вывод: выбирайте «золотую середину» и старайтесь поддерживать средние обороты двигателя, что для большинства автомобилей — в районе 2,5 — 4 тыс. оборотов в минуту и при этом время от времени практикуйте «прожарку»: выжигайте нагар в камерах сгорания, катализаторе и на свечах, выезжая на трассу и повышая обороты как минимум на полчаса-час примерно до 5 тыс. Такая практика продлит жизнь силовому агрегату, системе выпуска и трансмиссии.

Оптимальные обороты двигателя

           Автовладельцы часто задумываются о том, на каких оборотах лучше ездить? Многим известно, что от индивидуального стиля езды напрямую зависит ресурс двигателя и других узлов автомобиля. По этому, мы рассмотрим, какие обороты мотора нужно держать в разных дорожных условиях во время эксплуатации автомобиля.
           Грамотная эксплуатация и постоянное поддержание оптимальных оборотов двигателя позволяет добиться увеличения моторесурса. Существуют режимы работы, когда мотор изнашивается меньше всего. Отметим, что данная тема является предметом обсуждений и споров многих водителей. Если конкретнее, их можно разделить на три основные группы:

— те, кто эксплуатирует двигатель на низких оборотах, постоянно ездят «внатяг».
— вторая группа — водители, которые раскручивают мотор до средних и выше оборотов;
— и автовладельцы, которые постоянно раскручивают мотор выше средних и высоких оборотов двигателя, часто загоняя стрелку тахометра в красную зону.

Эксплуатация на низких оборотах

 

           Езда на «низах» — при таком режиме водитель не поднимает обороты коленвала выше 2500 об/мин. на бензиновых двигателях и держит 1,1-1,2 тыс. об/мин. на дизельном. Такая манера езды навязывается еще с автошколы, инструкторы утверждают, что ездить необходимо на низких оборотах, так как в данном режиме двигатель нагружен меньше и достигается наибольшая экономия топлива. Что касается самого мотора и его ресурса, слишком «щадящая» эксплуатация срока службы ему не добавляет, а наоборот уменьшает.

Допустим, когда автомобиль движется со скоростью 60-км/ч на 4-й передаче по ровному асфальту, обороты около 2 тыс. В таком режиме минимальный расход топлива и мотор почти не слышно. При этом в такой езде можно выделить два главных минуса:
без понижения передачи практически не возможно резко ускориться, особенно на двигателях без турбины
после изменения дороги, например, на подъемах, водитель не переключается на пониженную передачу, а просто сильнее нажимает на педаль газа.
В первом случае мотор, находится вне «полки» крутящего момента, что не позволяет быстро разогнать машину при такой необходимости. В результате, подобная манера езды влияет на общую безопасность движения.
Второй случай напрямую влияет на двигатель. Движение на низких оборотах под нагрузкой с сильно нажатой педалью газа приводит к детонации мотора, которая в буквальном смысле слова разбивает двигатель изнутри.
          Расход топлива в данном режиме резко увеличивается, так как более сильное нажатие на педаль газа на повышенной передаче под нагрузкой вызывает обогащение топливно-воздушной смеси.
При езде «внатяг», даже при отсутствии детонации, повышается износ двигателя из-за того что на низких оборотах нагруженные трущиеся детали мотора смазываются недостаточно. Причиной является маслонасос, его производительность и создаваемое им давления моторного масла в смазочной системе зависит от оборотов двигателя. Другими словами, чем больше оборотов, тем выше давление масла, а при большой нагрузке на мотор с учетом низкого числа оборотов существует большой риск сильного износа вкладышей.
           Еще одним минусом езды на низких оборотах является усиленное коксование двигателя. При повышении оборотов растет нагрузка на двигатель и температура в цилиндрах существенно повышается. В итоге, часть нагара попросту выгорает, чего не происходит при эксплуатации на «низах».

Высокие обороты двигателя

            Исходя из выше перечисленного можно сделать вывод что мотор нужно раскручивать посильнее, так как машина будет откликаться на педаль газа и легко ускоряться, двигатель будет лучше очищаться а расход топлива не так уж сильно увеличится. Это не совсем так. Дело в том, что постоянная езда на высоких оборотах также имеет свои минусы.
Высокими считаются обороты, которые превышают показатель около 70% от общего числа доступных для бензинового двигателя. С дизельными немного по-другому, так как агрегаты данного типа менее оборотистые, но имеют более высокий крутящий момент. Обороты которые находятся за « полкой» крутящего момента дизеля считаются высокими.

Как высокие обороты влияют на ресурс двигателя? Сильное повышение оборотов двигателя влечет за собой увеличенную нагрузку на все его детали и систему смазки а также увеличивается и показатель температуры. В результате повышается износ мотора и возрастает риск перегрева двигателя.
          Также нужно обратить внимание, что на режимах высоких оборотов требования к качеству моторного масла повышаются. Смазочный материал должен обеспечивать надежную защиту, то есть соответствовать заявленным характеристикам по вязкости, стабильности масляной пленки и т.д.

Оптимальные обороты для двигателя

           Оптимальными оборотами двигателя можно считать средние и немного выше средних. Например, если на тахометре «зеленая» зона предполагает 6000 об/мин, тогда наиболее рационально держать от 2500 до 4500 об/мин

Оптимальными режимами работы для большинства моторов является показатель от 30 до 70 % от максимального числа оборотов. При таких условиях мотору наносится минимальный ущерб.
           Также, периодически желательно раскручивать хорошо прогретый и исправный мотор с качественным маслом на 80-90% при движении по ровной дороге. В таком режиме будет достаточно проехать 10-15 км. Отметим, что данное действие не нужно повторять часто.
Опытные автолюбители рекомендуют раскручивать двигатель почти до максимума один раз в 4-5 тыс. пробега. Это необходимо по разным причинам, например, чтобы стенки цилиндров изнашивались более равномерно, так как при постоянной езде только на средних оборотах может образоваться так называемая ступенька.

Поделитесь с коллегами:

Крутить или не крутить? — журнал За рулем

КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ

/«ЧАЙНИКУ» НА ЗАМЕТКУ

КРУТИТЬ ИЛИ НЕ КРУТИТЬ?

РЕСУРС ДВИГАТЕЛЯ ЗАВИСИТ НЕ ТОЛЬКО ОТ МАРКИ АВТОМОБИЛЯ, НО И ОТ ПРИЕМОВ ВОЖДЕНИЯ

ТЕКСТ / АНАТОЛИЙ СУХОВ

С «КЛИНЫШКОМ»

Не перевелись в автошколах инструкторы, которые учат ездить «внатяг», на минимальных оборотах — дескать, так меньше износится двигатель. Кое-кто из них даже подгибает педаль или подкладывает под нее деревянный упор — тогда при всем желании полностью газ не откроешь. Так и ездит потом иной водитель — с «клинышком», пугаясь, едва стрелка тахометра переваливает отметку 2000. Оправдывают такой стиль экономией топлива, заботой о двигателе.

Что касается экономии топлива, это верно лишь отчасти. На низких оборотах двигатель не тянет, поэтому при обгоне или на мало-мальски заметном подъеме приверженец такого стиля езды вынужден «топтать» педаль газа, дополнительно обогащая смесь и сжигая сэкономленное топливо.

Так, может быть, выигрываем в ресурсе? На первый взгляд, ответ очевиден: меньше обороты двигателя — ниже относительные скорости перемещения деталей, соответственно уменьшается и износ. Но не все так просто. Наиболее ответственные подшипники скольжения (распределительного вала, коренных и шатунных шеек коленчатого вала) рассчитаны на работу в режиме гидродинамической смазки. Масло под давлением подается в зазор между валом и вкладышем и воспринимает возникающие нагрузки, не допуская непосредственного соприкосновения деталей — те просто «всплывают» на так называемом масляном клине. Коэффициент трения при гидродинамической смазке крайне мал — всего 0,002–0,01 (у смазанных поверхностей при граничном трении он в десятки раз выше), поэтому в таком режиме вкладыши выдерживают сотни тысяч километров. Но давление масла зависит от оборотов двигателя: масляный насос приводится от коленчатого вала. Если нагрузка на двигатель велика, а обороты — низкие, масляный клин может продавливаться до металла, и вкладыш начнет разбиваться, причем износ быстро прогрессирует по мере роста зазоров: создать «клин» все сложнее, подачи масла не хватает.

К тому же при езде на низких оборотах возникают ударные нагрузки в двигателе и трансмиссии. Инерция вращающихся деталей уже недостаточна, чтобы сгладить возникающие колебания. То же происходит и при троганье. Вспомним автошколу: стоит резко отпустить сцепление при малом газе, как машина начинает прыгать. Иногда это кончается поломкой сцепления: не выдерживают упругие пластины крепления ведомого диска к кожуху, лопаются, выскакивают из окон пружины. Лучше уж немного потерять на износе, но избежать досрочной поломки.

Итак, чем больше требуем от мотора (резкое ускорение, подъем, груженый автомобиль), тем выше должны быть обороты. И наоборот, при спокойной езде, когда двигатель нагружен слабо, нет смысла загонять стрелку тахометра в конец шкалы.

ЗОЛОТАЯ СЕРЕДИНА

Ускоренный износ вкладышей — не единственное зло от увлечения низкими оборотами. При коротких поездках на таких режимах в двигателе накапливаются низкотемпературные отложения, в первую очередь в системе смазки. Стоит «прохватить» по шоссе — и горячее масло под напором хорошенько промоет систему, заодно выгорит лишний нагар в камерах сгорания и канавках поршня. Иногда так удается восстановить понизившуюся из-за залегания колец компрессию в цилиндрах.

Разбирая «жигулевский» мотор, многие обращали внимание на стертые выемки на торце клапанов — следы рычагов. Эти отметины означают: клапаны не вращались, а работали все время в одном положении. Между тем вращение клапана продлевает срок его службы, только возможно это при оборотах свыше 4000–4500 об/мин. Немногие выводят мотор на эти режимы, вот и появляется выемка на клапанах. А дальше она сама станет препятствовать их вращению.

Но долгая работа вблизи красной зоны двигателю тоже не на пользу. Системы охлаждения и смазки работают на пределе, без запаса. Малейший дефект первой — забитый пухом спереди или герметиком изнутри радиатор, неисправный термостат — и стрелка указателя температуры окажется в красной зоне. Плохое масло или забитые грязью смазочные каналы могут вызвать задиры на деталях или даже «прихват» вкладышей или поршней, поломку распредвала. Поэтому «гонщикам» не стоит упускать из виду манометр и указатель температуры. Исправный же двигатель, заправленный хорошим маслом, без проблем переносит максимальные обороты. Конечно, в таком режиме его ресурс снижается, но отнюдь не катастрофически — лишь бы запчасти не оказались «левыми»! 

Между этими двумя крайностями и лежит золотая середина. В зависимости от конкретных условий оптимальный режим — 1/3–3/4 оборотов максимальной мощности. В режиме обкатки тоже недопустимы слишком низкие обороты, а верхнюю границу стоит опустить до 2/3 «максималки». Но главный принцип остается незыблемым — чем выше нагрузка, тем выше должны быть обороты.

ХОЛОДНЫЙ ПУСК

Пуск на морозе мотору не на пользу. Сконденсировавшийся на холодных стенках цилиндра бензин не сгорает, а разжижает и смывает с них масляную пленку. Поэтому большие обороты непрогретому двигателю вредны, а на малых старые карбюраторные двигатели не тянут. Впрысковые моторы позволяют ехать сразу же, но лучше подождать минутку, пока масло хоть немного разбежится по системе, поступит ко всем узлам.

Масляное голодание может наступить сразу же после пуска, если масло не успеет вернуться в поддон и насос хлебнет воздуха. Поэтому, если загорелась лампочка недостаточного давления масла, сразу же выключите двигатель на 30–40 секунд — пусть оно стечет. Причиной может стать как слишком густое масло, так и его недостаточный уровень или забитый маслоприемник (ЗР, 2002, № 4, с. 188).

ТЕПЛОВОЙ УДАР

Эта опасность подстерегает водителя, который всегда спешит: выиграв какие-то секунды в сумасшедшей гонке, он подлетает к тротуару, выключает зажигание и… в тот же момент температура двигателя начинает расти. Секунду назад тепловой баланс работавшего на высоких оборотах мотора поддерживался за счет интенсивной циркуляции охлаждающей жидкости и обдува радиатора. Но вот перекачивающий ее насос остановился, а поршни, клапаны, головка цилиндров еще сильно нагреты. Иногда жидкость даже успевает закипеть, а пар отводит тепло в сотни раз хуже. После нескольких таких перегревов может деформироваться головка цилиндров, прогореть ее прокладка — ремонт не копеечный.

Выход один — после активной езды дайте мотору остыть на холостых оборотах хотя бы 15–20 секунд. Особенно это важно на двигателях с турбонаддувом. Замена вышедшей из строя турбины обойдется куда дороже сэкономленного времени.

ЧЕМ БОЛЬШЕ ТРЕБУЕМ ОТ МОТОРА (РЕЗКОЕ УСКОРЕНИЕ, ПОДЪЕМ, ГРУЖЕНЫЙ АВТОМОБИЛЬ), ТЕМ ВЫШЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОБОРОТЫ

ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ — 1/3 — 3/4 ОБОРОТОВ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

БОЛЬШИЕ ОБОРОТЫ НЕПРОГРЕТОМУ ДВИГАТЕЛЮ ВРЕДНЫ

ПОСЛЕ АКТИВНОЙ ЕЗДЫ ДАЙТЕ МОТОРУ ОСТЫТЬ НА ХОЛОСТЫХ ОБОРОТАХ

На каких оборотах двигателя лучше ездить

Практически каждому водителю хорошо известно, что от индивидуального стиля езды напрямую зависит ресурс двигателя и других узлов автомобиля. По этой причине многие автовладельцы, особенно начинающие, часто задумываются о том, на каких оборотах лучше ездить. Далее мы рассмотрим, какие обороты мотора нужно держать с учетом разных дорожных условий во время эксплуатации транспортного средства.

Содержание статьи

Ресурс двигателя и обороты при езде

Начнем с того, что грамотная эксплуатация и постоянное поддержание оптимальных оборотов двигателя позволяет добиться увеличения моторесурса. Другими словами, существуют  режимы работы, когда мотор изнашивается меньше всего. Как уже было сказано, срок службы ДВС зависит от стиля вождения, то есть сам водитель может условно «регулировать» данный параметр. Отметим, что данная тема является предметом обсуждений и споров. Если конкретнее, водители делятся на три основные группы:

  • к первым относятся те, кто эксплуатирует двигатель на низких оборотах, постоянно передвигаясь «внатяг».
  • ко вторым следует отнести таких водителей, которые только периодически раскручивают свой мотор до оборотов выше средних;
  • третьей группой считаются автовладельцы, которые постоянно поддерживают силовой агрегат в режиме выше средних и высоких оборотов двигателя, часто загоняя стрелку тахометра в красную зону.

Езда на низких оборотах

Давайте разбираться подробнее. Начнем с езды на «низах». Такой режим означает, что водитель не поднимает обороты коленвала выше 2.5 тыс. об/мин. на бензиновых двигателях и держит около 1100-1200 об/мин. на дизеле. Такая манера езды навязывается многим еще со времен автошколы. Инструкторы авторитетно утверждают, что ездить необходимо на самых низких оборотах, так как в данном режиме достигается наибольшая экономия топлива, двигатель нагружен меньше всего и т.д.

Отметим, что на курсах вождения советуют не крутить агрегат, так как одной из главных задач является максимальная безопасность. Вполне логично, что низкие обороты в этом случае неразрывно связаны с ездой на малых скоростях. Логика в этом есть, так как медленное и размеренное движение позволяет быстрее научиться ездить без рывков при переключении передач на автомобилях с МКПП, приучает начинающего водителя двигаться в спокойном и плавном режиме, обеспечивает более уверенный контроль над автомобилем и т.д.

Очевидно, что после получения водительского удостоверения такая манера езды далее активно практикуется и на собственном авто, перерастая в привычку. Водители данного типа начинают нервничать, когда в салоне начинает прослушиваться звук раскрученного мотора. Им кажется, что повышение шума означает значительное увеличение нагрузки на ДВС.

Что касается самого двигателя и его ресурса, слишком «щадящая» эксплуатация срока службы ему не добавляет. Более того, все происходит с точностью до наоборот. Представим ситуацию, когда машина движется со скоростью 60-км/ч на 4-й передаче по ровному асфальту, обороты, допустим, на отметке около 2 тыс. В таком режиме двигателя почти не слышно даже на бюджетных авто, топливо расходуется минимально. При этом главных минусов в такой езде два:

  • практически полностью отсутствует возможность резко ускориться без переключения на пониженную передачу, особенно на «атмосферниках».
  • после изменения рельефа дороги, например, на подъемах, водитель не переключается на пониженную передачу. Вместо переключения он просто сильнее нажимает на педаль газа.

В первом случае мотор, зачастую, находится вне «полки» крутящего момента, что не позволяет быстро разогнать машину при такой необходимости. В результате, подобная манера езды влияет на общую безопасность движения. Второй пункт напрямую сказывается на двигателе. Прежде всего, движение на низких оборотах под нагрузкой с сильно нажатой педалью газа приводит к детонации мотора. Указанная детонация в буквальном смысле слова разбивает силовой агрегат изнутри.

Что касается расхода, экономия практически полностью отсутствует, так как более сильное нажатие на педаль газа на повышенной передаче под нагрузкой вызывает обогащение топливно-воздушной смеси. В результате расход горючего увеличивается.

Также езда «внатяг» повышает износ двигателя даже в случае отсутствия детонации. Дело в том, что на низких оборотах нагруженные трущиеся детали мотора смазываются недостаточно.  Причиной является зависимость производительности маслонасоса и создаваемого им давления моторного масла в смазочной системе от все тех же оборотов двигателя. Другими словами, подшипники скольжения рассчитаны на работу в условиях гидродинамической смазки. Такой режим предполагает подачу масла под давлением в зазоры между вкладышами и валом. Так создается нужная масляная пленка, которая препятствует износу сопряженных элементов.  Эффективность гидродинамической смазки имеет прямую зависимость от оборотов двигателя, то есть чем больше оборотов, тем выше давление масла.  Получается, при большой нагрузке на двигатель с учетом низкого числа оборотов существует большой риск сильного износа и поломки вкладышей.

Еще одним аргументом против езды на низких оборотах является усиленное коксование двигателя. Простыми словами, с набором оборотов растет нагрузка на ДВС и температура в цилиндрах существенно повышается. В результате часть нагара попросту выгорает, чего не происходит при постоянной эксплуатации на «низах».

Высокие обороты двигателя

Ну что, скажете вы, ответ очевиден. Мотор нужно раскручивать посильнее, так как машина будет уверенно откликаться на педаль газа, легко идти на обгон, двигатель очистится, расход топлива не так уж сильно возрастет и т.д. Это так, но только отчасти. Дело в том, что постоянная езда на высоких оборотах также имеет свои минусы.

Высокими оборотами можно считать такие, которые превышают приблизительный показатель около 70% от общего числа доступных для бензинового двигателя. С дизелем ситуация немного другая, так как агрегаты данного типа изначально менее оборотистые, но имеют более высокий крутящий момент. Получается, высокими оборотами для моторов данного типа можно считать те, которые находятся за « полкой» крутящего момента дизеля.

Теперь о ресурсе двигателя при таком стиле езды. Сильное раскручивание двигателя означает, что нагрузка на все его детали и систему смазки значительно возрастает. Также увеличивается и показатель температуры, дополнительно нагружая систему охлаждения. В результате повышается износ мотора и возрастает риск перегрева двигателя.

Также следует учитывать, что на режимах высоких оборотов требования к качеству моторного масла повышаются. Смазочный материал должен обеспечивать надежную защиту, то есть соответствовать заявленным характеристикам по вязкости, стабильности масляной пленки и т.д.

Игнорирование данного утверждения приводит к тому, что каналы системы смазки при постоянной езде на высоких оборотах могут забиться. Особенно часто это происходит при использовании дешевой полусинтетики или минерального масла. Дело в том, что многие водители меняют масло не раньше, а строго по регламенту или даже позже этого срока. В результате происходит разрушение вкладышей, нарушая работу коленвала, распредвала и других нагруженных элементов.

Какие обороты считаются оптимальными для мотора

Для сохранения ресурса двигателя лучше всего ездить на таких оборотах, которые условно можно считать средними и немного выше средних. Например, если на тахометре «зеленая» зона предполагает 6 тыс. об/мин, тогда наиболее рационально держать от 2.5 до 4.5 тыс.

В случае с атмосферными ДВС конструкторы стараются уместить полку крутящего момента именно в этом диапазоне. Современные турбированные агрегаты обеспечивают уверенную тягу на более низких оборотах мотора (полка момента более широкая), но двигатель все равно лучше немного раскручивать.

Специалисты утверждают, что оптимальными режимами работы для большинства моторов является показатель от 30 до 70 % от максимального числа оборотов при езде. При таких условиях силовому агрегату наносится минимальный ущерб.

Напоследок добавим, что периодически желательно раскручивать хорошо прогретый и исправный мотор с качественным маслом на 80-90% при движении по ровной дороге. В таком режиме будет достаточно проехать 10-15 км. Отметим, что данное действие не нужно повторять часто.

Опытные автолюбители рекомендуют раскручивать двигатель почти до максимума один раз в 4-5 тыс. пройденных километров. Это необходимо по разным причинам, например, чтобы стенки цилиндров изнашивались более равномерно, так как при постоянной езде только на средних оборотах может образоваться так называемая ступенька.

Читайте также

Какие обороты двигателя нужно держать при езде?

Эксплуатация13 сентября 2017

Режим эксплуатации двигателя – один из главных факторов, влияющих на скорость износа его деталей. Хорошо, когда автомобиль оборудован автоматической коробкой либо вариатором, самостоятельно выбирающим момент перехода на высшую или низшую передачу. На машинах с «механикой» переключением занимается водитель, который «раскручивает» мотор по своему разумению и не всегда правильно. Поэтому автолюбителям без опыта стоит изучить, на каких оборотах лучше ездить, чтобы максимально продлить ресурс силового агрегата.

Движение на малых оборотах с ранним переключением

Зачастую инструктора автошкол и старые водители рекомендуют новичкам ездить «в натяг» – переходить на высшую передачу при достижении 1500–2000 об/мин коленчатого вала. Первые дают советы из соображений безопасности, вторые – по привычке, ведь раньше на машинах стояли низкооборотные моторы. Сейчас подобный режим годится разве что для дизеля, чей максимальный крутящий момент находится в более широком диапазоне оборотов, чем у бензинового двигателя.

Не все автомобили оборудованы тахометрами, поэтому малоопытным водителям при данном стиле езды стоит ориентироваться по скорости движения. Режим с ранним переключением выглядит так: 1-я передача – движение с места, переход на II – 10 км/ч, на III – 30 км/ч, IV – 40 км/ч, V – 50 км/ч.

Подобный алгоритм переключения – признак очень спокойного стиля вождения, дающий несомненное преимущество в безопасности. Минус – в повышении скорости износа деталей силового агрегата и вот почему:

  1. Масляный насос достигает номинальной производительности начиная с 2500 об/мин. Нагрузка при 1500–1800 оборотах вызывает масляное голодание, особенно страдают шатунные подшипники скольжения (вкладыши) и компрессионные поршневые кольца.
  2. Условия сжигания топливовоздушной смеси далеки от благоприятных. В камерах, на тарелках клапанов и днищах поршней усиленно откладывается нагар. В процессе работы эта сажа раскаляется и воспламеняет топливо без искры на свече зажигания (эффект детонации).
  3. Если нужно резко увеличить обороты двигателя при езде с самых «низов», вы нажимаете на акселератор, но разгон остается вялым, пока мотор не достигнет своего крутящего момента. Но как только это происходит, вы включаете высшую передачу и частота вращения коленвала снова падает. Нагрузка большая, смазки недостаточно, помпа слабо перекачивает антифриз, отсюда возникает перегрев.
  4. Вопреки распространенному мнению, экономия бензина в данном режиме отсутствует. При нажатии на педаль газа топливная смесь обогащается, но сгорает не полностью, значит, расходуется впустую.

Владельцам авто, оснащенных бортовым компьютером, легко убедиться в неэкономичности движения «в натяг». Достаточно включить на дисплее показ мгновенного расхода горючего.

Подобная манера езды усиленно изнашивает силовой агрегат, когда автомобиль эксплуатируется в тяжелых условиях – по грунтовым и проселочным дорогам, с полной загрузкой либо прицепом. Не стоит расслабляться и владельцам авто с мощными моторами объемом 3 л и более, способными резко ускоряться с «низов». Ведь для интенсивного смазывания трущихся деталей двигателя нужно держать минимум 2000 об/мин коленчатого вала.

Чем вредна высокая частота вращения коленвала?

Манера езды «тапку в пол» подразумевает постоянное раскручивание коленчатого вала до 5–8 тыс. оборотов за минуту и позднее переключение скоростей, когда от шума двигателя буквально звенит в ушах. Чем чреват данный стиль вождения, кроме создания аварийных ситуаций на дороге:

  • все узлы и агрегаты автомобиля, а не только мотор, испытывают максимальные нагрузки в течение срока эксплуатации, что снижает общий ресурс на 15–20%;
  • из-за интенсивного нагрева двигателя малейший сбой охлаждающей системы ведет к капитальному ремонту вследствие перегрева;
  • трубы выхлопного тракта прогорают значительно быстрее, а вместе с ними – дорогостоящий катализатор;
  • ускоренно изнашиваются элементы трансмиссии;
  • поскольку частота вращения коленвала превышает нормальные обороты чуть ли не вдвое, расход горючего тоже увеличивается в 2 раза.

Эксплуатация автомобиля «на разрыв» имеет дополнительный негативный эффект, связанный с качеством дорожного покрытия. Движение на большой скорости по неровным дорогам буквально убивает элементы подвески, причем в кратчайшие сроки. Достаточно влететь колесом в глубокую выбоину – и передняя стойка согнется либо треснет.

Общее техническое состояние автомобиля, в том числе его двигателя, системы охдаждения, трансмиссии и многое другое, всегда можно проверить с помощью персонального ODB-II автосканера. Одним из лучших представителей данного рода устройств является сканер корейской сборки Scan Tool Pro Black Edition.

Помимо точной диагностики всех узлов и агрегатов автомобиля, автосканер способен в режиме реального времени отображать обороты, давление масла, показания со всех датчиков и т.д. Сканер совместим с большинством автомобилей имеющих ODB-II разъём и довольно прост в эксплуатации. Информацию о состоянии вашего авто всегда можно вывести на любое устройство под управлением iOS, android или windows.

Как правильно ездить?

Если вы не автогонщик и не приверженец езды «внатяжку», которому трудно переучиться и поменять стиль вождения, то для сбережения силового агрегата и автомобиля в целом старайтесь удерживать рабочие обороты двигателя в диапазоне 2000–4500 об/мин. Какие бонусы вы получите:

  1. Пробег до капитального ремонта мотора увеличится (полный ресурс зависит от марки авто и мощности мотора).
  2. Благодаря сгоранию топливовоздушной смеси в оптимальном режиме вы сможете экономить горючее.
  3. Быстрый разгон доступен в любой момент, стоит лишь нажать на педаль акселератора. Если оборотов недостаточно, с ходу переключайтесь на низшую передачу. Те же действия повторяйте при движении в гору.
  4. Система охлаждения будет функционировать в рабочем режиме и убережет силовой агрегат от перегрева.
  5. Соответственно, дольше прослужат элементы подвески и трансмиссии.

Рекомендация. На большинстве современных автомобилей, оснащенных высокооборотными бензиновыми моторами, лучше переключать передачи при достижении порога 3000 ± 200 об/мин. Это касается и перехода с высшей на низшую скорость.

Как говорилось выше, приборные панели авто не всегда имеют тахометры. Для водителей с малым стажем вождения это является проблемой, поскольку частота вращения коленвала неизвестна, а ориентироваться по звуку новичок не умеет. Есть 2 вариант решения вопроса: купить и установить на торпедо электронный тахометр либо пользоваться таблицей, где указаны оптимальные обороты двигателя по отношению к скорости движения на разных передачах.

Позиция 5-ступенчатой коробки передач 1 2 3 4 5
Оптимальная частота вращения коленвала, об/мин 3200–4000 3500–4000 не менее 3000 > 2700 > 2500
Приблизительная скорость автомобиля, км/ч 0–20 20–40 40–70 70–90 более 90

Примечание. Учитывая, что у различных марок и модификаций машин разное соответствие скорости движения и числа оборотов, в таблице приведены усредненные показатели.

Несколько слов о езде накатом с горы либо после разгона. В любой системе топливоподачи предусмотрен режим принудительного холостого хода, активирующийся в определенных условиях: автомобиль движется накатом, включена одна из передач, а обороты коленвала не опускаются ниже 1700 об/мин. Когда режим активирован, подача бензина в цилиндры блокируется. Так что вы спокойно можете тормозить двигателем на высшей скорости, не боясь напрасно израсходовать горючее.

Холостые обороты двигателя: понятие и особенности

Холостой ход — это эксплуатация устройства без какой-либо нагрузки. У автомобиля холостыми оборотами двигателя называется его работа при полностью выжатом сцеплении. В это время крутящий момент не передается от коленчатого вала мотору и колесам. Они в этом случае полностью разобщены.

Нормальные обороты холостого хода составляют 800-1000 ед. При их уменьшении мотор глохнет, при повышенном числе начинается перерасход топлива. Какие обороты должны быть у вашего автомобиля, указано в инструкции по эксплуатации.

От чего зависят обороты холостого хода?

Обороты холостого хода можно отрегулировать самостоятельно или с привлечением специалиста. Для этой цели в автомобиле имеется несколько специальных агрегатов и узлов. К ним относится:

  • топливная система;
  • разного рода датчики;
  • дроссельная заслонка;
  • клапан холостого хода;
  • педаль акселератора.

В состав топливной системы входит инжектор или карбюратор. Это агрегаты, в которых топливная жидкость смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. В систему включен, и топливный насос с регулятором давления смеси. Работа системы питания двигателя топливом контролируется многочисленными датчиками.

На количество оборотов большое влияние оказывает и положение дроссельной заслонки. Она регулирует подачу в двигатель воздуха. Увеличить или уменьшить обороты можно нажатием на педаль акселератора.

Двигатель автомобиля может работать не очень стабильно на холостых оборотах по нескольким причинам:

  • загрязнение некоторых узлов;
  • неполадки в системе зажигания.

Загрязнение может осуществляться отработанным маслом, примесями, которые проходят сквозь фильтры, сажей и водой. В системе зажигания могут быть окислившиеся или плохо затянутые провода.

Как изменить обороты?

Внимательные автовладельцы всегда тщательно следят за автомобилем и его состоянием. Это дает существенную экономию на ремонте и расходе топлива, снижает риск поломок и аварий. Как снизить обороты двигателя на холостом ходу? Как уже отмечалось, это можно сделать самостоятельно или с привлечением специалиста. Для работы нужно приготовить:

  • штатный набор инструментов;
  • новые или б/у хомуты;
  • прокладки новые.

Холодный мотор после его включения обычно некоторое время работает на повышенных оборотах. После прогрева они падают до нормы холостого хода, которая равняется 800-1000 об/мин. Точное их количество указано в каждом руководстве по эксплуатации автомобиля. Если же они не приходят в норму, нужно найти и устранить неисправность.

Если на автомобиле установлен двигатель карбюраторного типа, то неисправности могут быть такими:

  • разрегулированный карбюратор;
  • подсос воздуха в соединениях шлангов;
  • неисправности проводки и клапана, регулирующего холостой ход;
  • неправильная работа системы зажигания;
  • грязный воздушный фильтр.

Регулировка делается довольно просто. На старой машине нужно:

  • снять карбюратор и прочистить его;
  • проверить работоспособность резиновых шлангов и прокладок;
  • заменить изношенные хомуты.

Грязный карбюратор часто бывает причиной увеличения холостых оборотов. Поэтому его нужно тщательно промыть после чистки. Если нет собственного опыта в этом деле, лучше пригласить специалиста. Шланги можно проверить на работающем двигателе путем их пережимания.

При проведении процедуры следует внимательно прислушиваться к работе двигателя. Изменение количества оборотов является указателем того, что вы нашли нужный шланг. Порванные прокладки и неплотные хомуты позволяют воздуху проникать в мотор. Обороты от этого увеличиваются.

В инжекторном двигателе невозможно механическим способом отрегулировать количество оборотов. Они зависят от прошивки бортового компьютера. Для их изменения нужно перепрошивать систему управления холостым ходом. Сделать это может только специалист. Но не следует слишком занижать обороты, так как это приведет к преждевременному износу генератора.

Перед началом эксплуатации нужно проверить правильность выставления зазоров в газораспределительном механизме, чистоту воздушного фильтра, исправность свечей, работу заслонки обогащения рабочей смеси. Далее готовится отвертка с прибором регулировки холостых оборотов. Использовать ее нужно только в том случае, если остальные принятые меры не привели к ожидаемому результату.

Работа выполняется в несколько этапов:

  • Выключается зажигание, концы проводов прибора подсоединяются в соответствии с технологической картой, приложенной к нему. После этого двигатель запускается и винтом регулировки количества смеси устанавливается частота вращения по прибору 800 об/мин.
  • Следующая операция связана с винтом качества. Его регулировкой добиваются содержания СО₂ в выхлопных газах не более 3%.
  • Опытные автомобилисты регулируют холостые обороты по слуху. Они поочередно вращают винты количества и качества, добиваясь ровного рокота двигателя на всех режимах его работы.

На двигателях, оснащенных инжектором, иногда приходится регулировать холостые обороты заменой датчика холостого хода. Поменять его довольно просто, имея в руках фигурную отвертку. Последовательность операций:

  • в ближайшем магазине по продаже автозапчастей нужно приобрести новый датчик;
  • открыть капот и отсоединить минусовую клемму аккумулятора;
  • найти старый датчик и отсоединить от него колодку с проводами;
  • отверткой открутить крепежные винты (2 шт.) и демонтировать устройство;
  • заменить уплотнительное кольцо и поставить новый датчик на место;
  • завернуть винты крепления и подключить колодку с проводами.

Новый датчик должен сразу же после запуска двигателя начать свою работу по регулированию оборотов холостого хода. Внутри этого приборчика находится электродвигатель и игла, регулирующая поступление воздуха в двигатель. От количества воздуха зависит показатель оборотов двигателя. При необходимости можно начинать движение даже на холодном моторе.

Заключение по теме

Двигатель — это сердце автомобиля. У него могут случаться перебои в работе. О проблемах будут свидетельствовать его обороты. Если они «плавают» — это сигнал к действиям по устранению причин неполадки. Если при работе на холостых оборотах на тахометре значится менее 800 или более 1200 ед. — это непорядок.

При отсутствии тахометра «плавание» можно услышать. Рокот включенного мотора становится то реже, то чаще. Подобные ситуации могут возникать и при других режимах работы автомобиля. Чаще всего это происходит с инжекторными двигателями.

Обороты мотора меняются в зависимости от количества, попавшего в цилиндры воздуха. Причиной может стать выход из строя электронных регуляторов и датчиков, а также шлангов и резиновых прокладок.

Нужно постоянно держать их в чистоте. Хомуты должны быть всегда плотно затянуты, прокладки — без трещин. Заменить вышедшие из строя детали можно собственными силами. Без особых проблем обновляются шланги, прокладки, регуляторы холостого хода (фото № 3). А лучше всего чаще обращаться в сервисные службы по ремонту автомобилей. Квалифицированные специалисты вовремя заметят неполадки и устранят их. Удачных вам дорог!

Обороты двигателя — обзор

Четырехтактный двигатель

Современный среднеоборотный двигатель почти всегда представляет собой четырехтактный цилиндрический поршневой двигатель со значительными отличиями от низкооборотных двухтактных двигателей с поперечной головкой. Термин «цилиндрический поршневой двигатель» происходит от названия юбки или ствола поршня, как его обычно называют. Ствол действует как крестовина двухтактного двигателя, поглощая и передавая тягу на поршень. Таким образом, между коленчатым валом и поршнем находится только цельный шатун.Это способствует уменьшению высоты двигателя и, соответственно, более короткому ходу. Большинство четырехтактных двигателей имеют более квадратную форму, чем двухтактные, хотя в последнее время в стремлении к более высокой выходной мощности стал более распространенным более длинный ход.

Существенная разница между двумя типами заключается в смазке. В средне- и высокоскоростных двигателях используется общая система смазки картером и гильзами цилиндров, и отдельная система смазки не требуется для смазки верхнего цилиндра, как в низкооборотном двигателе.

За последнее десятилетие были достигнуты значительные успехи в повышении надежности и долговечности среднеоборотных двигателей как на стадии проектирования, так и за счет поддержки в процессе эксплуатации передовых систем мониторинга и диагностики. Прежние слабые места в более ранних поколениях среднеоборотных двигателей были устранены в новых моделях, в которых использовались расчеты методом конечных элементов при проектировании высоконагруженных компонентов. Теперь конструкторы доказывают достоинства новых поколений длинноходных среднеоборотных двигателей с более высокой удельной мощностью, позволяющими меньшее количество цилиндров удовлетворить заданную потребность в мощности и способствовать компактности, надежности, сокращению затрат на техническое обслуживание и упрощению обслуживания.Также отмечается прогресс в экономии топлива и смазочного масла, наряду с улучшенной способностью сжигать тяжелое топливо от пирса к пирсу и большей гибкостью рабочих характеристик во всем диапазоне нагрузок.

Блоки цилиндров с полным охлаждением по внутреннему диаметру и камеры сгорания, образованные гильзой, головкой и поршнем, сочетают в себе хорошую прочность и жесткость с хорошим контролем температуры, которые являются важными факторами при сжигании низкокачественного жидкого топлива. Низкий уровень шума и вибрации, достигаемый современными среднеоборотными двигателями, может быть дополнительно снижен за счет использования упругих систем крепления — технологии, которая значительно продвинулась в последние годы.

Ограничения IMO Tier II на выбросы NOx в выхлопных газах обычно могут быть комфортно соблюдены среднеоборотными двигателями с использованием первичных мер, влияющих на процесс сгорания (в некоторых случаях утверждается, без ущерба для удельного расхода топлива). Например, технология сгорания Wärtsilä с низким уровнем выбросов NOx включает высокое давление впрыска топлива (до 2000 бар) для сокращения продолжительности впрыска, высокую степень сжатия (16: 1), максимальное давление в цилиндре до 210 бар и ход поршня. Отношение диаметра ствола> 1.2: 1. Обеспокоенность по поводу выбросов дыма, особенно со стороны операторов круизных судов в экологически уязвимых районах, потребовала от разработчиков двигателей особых мер, направленных на этот рынок, в частности, системы впрыска топлива Common Rail (CR) с электронным управлением.

Проекты CR в настоящее время доминируют в производственных программах по всему сектору на благо операторов судов и окружающей среды. Значительные преимущества обеспечивает эксплуатационная гибкость двигателя, экономичность и экологичность благодаря системе, в которой создание давления топлива и впрыск топлива не взаимосвязаны.

В отличие от традиционной системы, давление впрыска в конфигурации CR не зависит от частоты вращения двигателя, а полное давление всегда доступно при всех нагрузках, вплоть до холостого хода. Таким образом обеспечивается высокоэффективное и чистое сгорание во всем рабочем диапазоне двигателя, что дает экономические и экологические преимущества. Оптимальное давление впрыска и время впрыска могут быть выбраны для данного рабочего режима — независимо от частоты вращения двигателя — и схемы пилотного впрыска и последующего впрыска могут использоваться для удовлетворения различных требований: например, невидимый выхлоп при самых низких нагрузках и сокращение выбросов NOx при средних нагрузках, без подрывая экономию топлива.

Концепция топливных систем CR с электронным управлением была оценена в течение многих лет до ее внедрения в программы по двигателям. Однако реальные решения требовали разработки быстрых и надежных железнодорожных клапанов и электронного управления. Достижения в области материалов и технологий производства также позволили создать системы, способные работать с тяжелым топливом и давлением от 1500 бар и выше.

Успешное применение схем CR в автомобильном дизельном топливе в силовых агрегатах легковых и грузовых автомобилей в значительной степени было обусловлено более строгими правилами выбросов, которые требовали гибких систем впрыска топлива, предлагающих изменение скорости впрыска, свободную регулировку давления впрыска, регулируемое начало впрыска и предварительную установку. — и постинъекционные паттерны.Текущие и будущие ограничения выбросов при судоходстве стимулировали переход на судовые двигатели. Все более строгие нормы по NOx и дыму в выхлопных газах трудно соблюдать без интеллектуальных средств управления и гибкой системы впрыска, если эффективность двигателя должна оставаться прежней. Работа с частичной нагрузкой ставит особую задачу в удовлетворении требований по невидимости дыма без технологии CR.

Простота осмотра и капитального ремонта — важное соображение в эпоху низкого уровня укомплектованности персоналом и более быстрых ремонтов в порту — решена за счет уменьшения общего количества компонентов (в некоторых случаях на 40% меньше, чем в двигателях предыдущего поколения). комплексными и модульными сборками с использованием многофункциональных компонентов.Упрощенные (часто вставные или зажимные) соединения и быстродействующие уплотнения также упрощают процедуры технического обслуживания. Каналы для смазочного масла, охлаждающей воды, топлива и воздуха могут быть встроены в блок двигателя или другие отливки компонентов, оставляя минимальные видимые внешние трубопроводы. Компактные и более доступные установки достигаются за счет интеграции вспомогательного вспомогательного оборудования (такого как насосы, фильтры, охладители и термостаты) в двигатель. Снижение производственных затрат также достигается за счет усовершенствования конструкции и более широкого использования гибких производственных систем для производства компонентов.

Концепция блока цилиндров — это особенность современных четырехтактных конструкций, позволяющая снимать головку, поршень, гильзу и шатун вместе в виде полного узла для ремонта, капитального ремонта или замены отремонтированным блоком на борту или на берегу. Этот модульный подход принят большинством крупных производителей.

По мере того, как привлекательность двухтопливных двигателей возросла, модульный подход был сделан еще дальше: двигатели были разработаны для перехода с жидкого топлива на двухтопливную работу путем замены и добавления небольшого количества компонентов.В 2017 году компания MAN Energy Solutions переоборудовала дизельный двигатель MAN 8L48 / 60B на фидерном контейнеровозе Wes Amelie постройки 2011 года в многотопливный двигатель 8L51 / 60DF и одновременно установила систему газового топлива на СПГ.

До модернизации MAN 8L48 / 60B имел мощность 9000 кВт при 500 об / мин, работающую на мазуте. После преобразования установленная мощность составляет 7800 кВт при 514 об / мин. Потеря мощности была ожидаемой и считалась приемлемой, потому что судно ранее большую часть времени работало с малой нагрузкой.

Конверсия включала замену гильз цилиндров и области водяной рубашки, поршня, поршневых колец и головок цилиндров. Это произошло из-за увеличения диаметра цилиндра с 48 до 51 см. Кроме того, все компоненты впрыска были заменены или добавлены заново. Пилотная масляная система, необходимая для использования газа, была новым дополнением. Чтобы реализовать новые тайминги двигателя 51 / 60DF, были установлены новые кулачки, а также новые компоненты турбокомпрессора. Управление двухтопливным двигателем 51 / 60DF является более сложным по сравнению с двигателем, работающим на тяжелом топливе, что означает, что датчики двигателя были либо переделаны, либо потребовалось переоборудование.

В новых типах двигателей от разных поставщиков больше внимания уделяется возможности модернизации, а компоненты упрощаются. Это должно сделать будущие преобразования намного менее масштабными.

Компактность и уменьшенный вес остаются ключевыми достоинствами среднеоборотного двигателя, предлагая конструкторам судов возможность увеличить грузоподъемность и снизить стоимость данного проекта нового строительства, а также возможность достичь наиболее эффективной скорости гребного винта с помощью понижающей передачи. .Производители среднеоборотных двигателей могут предложить самые разные решения — от одномоторных установок для небольших грузовых судов до многомоторных / двухвинтовых установок для самых мощных пассажирских судов, основанных на механической (редукторной) или электрической трансмиссии. Конфигурации с несколькими двигателями обеспечивают доступность оборудования и операционную гибкость, позволяя количеству первичных двигателей, задействованных в любое время, соответствовать графику обслуживания. Удобный прямой привод генераторов и другого вспомогательного оборудования в машинном отделении (например,гидравлических силовых агрегатов) также упрощается за счет коробки отбора мощности.

Углеродно-режущее кольцо теперь является общей характеристикой среднеоборотных двигателей, предназначенных для устранения явления полировки цилиндров, вызванного углеродными отложениями, и, следовательно, для значительного снижения износа гильзы. Это также способствует более чистой площади поршневых колец, низкому и очень стабильному расходу смазочного масла и уменьшению прорыва.

Углеродистое режущее кольцо, также называемое антиполированным или огнестойким кольцом, содержит вставку гильзы, которая находится между точкой поворота верхнего поршневого кольца и верхней частью гильзы цилиндра.Он имеет немного меньший диаметр, чем отверстие гильзы, это уменьшение компенсируется уменьшенным диаметром верхней контактной площадки поршня. Основное действие кольца — предотвращение накопления нагара по краям днища поршня, что приводит к полировке и износу гильзы с соответствующим повышением расхода смазочного масла.

Вторичная функция — это внезапное сжимающее воздействие на кольцевой ремень, поскольку поршень и угольное режущее кольцо мгновенно соприкасаются. Смазочное масло, следовательно, вытесняется из зоны горения, снова помогая снизить расход: фактически, настолько эффективно, что Bergen Diesel счел необходимым изменить конструкцию кольцевого уплотнения, чтобы обеспечить требуемый расход масла.Норвежский конструктор двигателей сообщает, что расход смазочного масла снижен более чем наполовину, а нерастворимые отложения в масле резко уменьшены, что значительно продлевает срок службы масляного фильтра. Углеродистые режущие кольца можно дооснастить, чтобы обеспечить их преимущества для двигателей, находящихся в эксплуатации. Удаление перед извлечением поршня просто выполняется с помощью специального инструмента.

Конструкторы теперь также отдают предпочтение расположению «горячего ящика» для системы впрыска топлива, чтобы обеспечить более чистые линии двигателя и улучшить рабочую среду в машинном отделении благодаря пониженным температурам; Кроме того, внутри коробки сохраняется любая утечка топлива из компонентов системы впрыска.

Что означает число оборотов в минуту в автомобилях? | News

CARS.COM — об / мин обозначает число оборотов в минуту, и используется как мера того, насколько быстро любая машина работает в данный момент. В автомобилях число оборотов в минуту измеряет, сколько раз коленчатый вал двигателя совершает один полный оборот в минуту, и вместе с этим, сколько раз каждый поршень поднимается и опускается в своем цилиндре.

По теме: что означает «GT» в автомобилях?

Обороты двигателя автомобиля увеличиваются при нажатии на педаль акселератора, как и мощность — по крайней мере, до определенного предела.Двигатель не обязательно развивает максимальную мощность на самых высоких оборотах. В технических характеристиках двигателя обычно указывается пиковая мощность в лошадиных силах, за которой следуют обороты, при которых она происходит, например, 252 л.с. при 5600 об / мин. Крутящий момент, мера мгновенной крутящей силы двигателя, обычно достигается при более низких оборотах и ​​может проявляться как диапазон в двигателях с турбонаддувом или наддувом, например, 273 фунт-фут при 1600–4500 об / мин.

Многие автомобили имеют тахометр для индикации оборотов двигателя, обычно измеряемых тысячами.Вверху диапазона тахометра находится зона, называемая красной линией, обычно она выделяется буквально красной линией. Увеличение оборотов двигателя за пределами красной черты может привести к повреждению. Это действительно проблема только для автомобилей, оснащенных механической коробкой передач; автомобили с автоматической коробкой передач запрограммированы на переключение до того, как частота вращения двигателя достигнет этой точки. Это тоже будет зависеть от того, насколько сильно вы нажимаете на педаль акселератора.

При нормальном вождении автоматическая коробка передач будет переключаться при любых оборотах двигателя, обеспечивающих наилучшее сочетание эффективности и плавности, что делает тахометр ненужным (даже если на него приятно смотреть).Водители с механической коробкой передач должны овладеть этим навыком, и тахометр может в этом помочь. В более новых автомобилях с механической коробкой передач ограничитель оборотов не позволяет двигателю выйти за красную черту, что исключает потенциальные повреждения, но водитель сам должен оправиться от порой резкого прерывания и переключиться на более высокую передачу.

Общие сведения об оборотах двигателя

Обороты двигателя — одно из самых основных измерений функциональности любого автомобильного двигателя.Он используется для определения того, как и где двигатель вырабатывает мощность, а также является ключевым аспектом эффективного вождения и диагностики потенциальных проблем. Почти в каждом легковом или грузовом автомобиле есть тахометр на приборной панели, который измеряет и отображает число оборотов в минуту, показывая, насколько важен этот аспект работы вашего автомобиля.

Что означает об / мин ?

Обороты двигателя — это сокращение от числа оборотов в минуту или скорости, с которой сам двигатель фактически вращается внутри.Вот почему вы также услышите число оборотов в минуту, называемое скоростью двигателя. Что именно крутится внутри вашего мотора? Ответ — коленчатый вал, который вращается за счет движения поршней, перемещающихся вверх и вниз в цилиндрах, когда свечи зажигания загораются и взрывают топливо, которое подается в двигатель. Поршни соединены шатунами с коленчатым валом.

Почему об / мин важно?

С первого взгляда число оборотов двигателя может многое рассказать о том, что происходит внутри двигателя.У каждого двигателя есть так называемый диапазон мощности, который отражает количество лошадиных сил и крутящий момент, которые он производит, в зависимости от того, насколько быстро вращается коленчатый вал. Как правило, чем выше частота вращения, тем больше вырабатывается мощности в диапазоне частот вращения двигателя. Некоторые двигатели вырабатывают большую часть крутящего момента на очень низких оборотах, а затем падают при повышении, например, дизельные двигатели или большие двигатели V8 в легковых автомобилях. Другие должны вращаться очень быстро, чтобы получить пиковую мощность. Это типично для бензиновых двигателей меньшего размера.Когда дело доходит до выработки электроэнергии, не путайте красную линию в верхней части тахометра с оптимальной точкой. Фактически, это предел, при котором можно безопасно разогнать двигатель, а не показатель того, где можно найти наибольшую мощность.

Это помогает узнать, при каких оборотах ваш двигатель производит наибольшую мощность, чтобы вы могли воспользоваться преимуществами этой области диапазона мощности во время движения, чтобы улучшить производительность и помочь узнать, когда переключить (в автомобиле с ручным управлением), чтобы воспользоваться преимуществами его дизайн. Если вы предпочитаете сосредоточиться на эффективности, вы обнаружите, что чем ниже частота вращения двигателя, тем меньше он потребляет топлива.Это не означает, что вы должны постоянно тащить двигатель на высокой передаче, но это означает, что нужно осторожно нажимать педаль газа, чтобы избежать резких скачков оборотов двигателя и потребления дополнительного газа, когда подойдет более постепенное ускорение.

Ознакомьтесь со всеми деталями двигателя , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации об оборотах двигателя и тахометрах поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Что такое крутящий момент двигателя? Его характеристики и формула-CarBikeTech

Крутящий момент, проще говоря, это «крутящая сила или сила поворота ».Это тенденция силы вращать объект вокруг оси. С точки зрения автомобилестроения, это мера вращательного усилия, прилагаемого поршнем к коленчатому валу двигателя.

Крутящий момент = сила x расстояние. В системе SI для измерения крутящего момента используется Ньютон-метр и (Нм). Другие единицы: килограмм-метр, (кг-м) в метрических единицах и фут-фунт-сила, футов (фут-фунт) в британских единицах измерения.

Каждый двигатель спроектирован и построен для определенной цели. Следовательно, его производительность варьируется в зависимости от его применения.Выходной крутящий момент автомобильного двигателя в основном зависит от его отношения хода к диаметру цилиндра, степени сжатия, давления сгорания и скорости в об / мин. Большинство двигателей «под квадратным сечением», длина хода которых на больше, чем диаметр внутреннего отверстия , имеют тенденцию развивать большое значение « нижнего крутящего момента ». Величина крутящего момента, которую может проявить двигатель, зависит от оборотов двигателя.

Различные конструкции / конфигурации двигателей развивают разные характеристики крутящего момента, такие как пиковая кривая / плоская кривая .Большинство автомобильных двигателей развивают полезный крутящий момент в узком диапазоне всего диапазона скоростей двигателя. В бензиновых двигателях он обычно начинается при 1000-1200 об / мин и достигает пика в диапазоне 2500–4000 об / мин. В то время как в дизельном двигателе он начинается на отметке , 1500-1700 об / мин, и достигает пика при 2000-3000 об / мин. Bugatti Veyron — один из автомобилей с самыми высокими показателями крутящего момента.

Если вам известна мощность двигателя в лошадиных силах, то вы можете использовать следующую формулу —

Крутящий момент = 5252 x л.с. / об / мин

Почему важен крутящий момент двигателя?

Крутящий момент и мощность в лошадиных силах — это двойные выходы двигателя.Они связаны и пропорциональны друг другу по скорости. «Диапазон крутящего момента » на кривой двигателя представляет его тяговую способность , которая определяет «управляемость » и «ускорение ». Крутящий момент больше всего необходим при движении автомобиля с места и / или при подъеме на склон. Точно так же, чем тяжелее транспортное средство, либо транспортное средство с полной номинальной нагрузкой требует большего крутящего момента, чтобы тянуть его и заставить двигаться. В обычном двигателе мощность определяет максимальную скорость автомобиля (передаточные числа), тогда как крутящий момент управляет его ускорением / подбором.Скорость ускорения также зависит от веса транспортного средства и «нагрузки», которую несет транспортное средство.

Крутящий момент двигателя с плоской кривой и пиковой кривой:

Большинство бензиновых двигателей обычно вырабатывают значительно высокий крутящий момент « на нижнем конце крутящего момента ». Однако обычно они демонстрируют крутящий момент « пиковая кривая » в форме «пика» холма. В конструкции « пик-кривая » максимальный крутящий момент приходится на середину диапазона оборотов двигателя (около 2500–3000 об / мин). После этого он начинает быстро гаснуть, а мощность продолжает расти.Максимальное значение HP достигает позже при более высоких оборотах двигателя, а затем гаснет на красной линии.

Пиковый крутящий момент в сравнении с крутящим моментом при плоской кривой

Большинство современных дизельных двигателей обеспечивают крутящий момент « при плоской кривой ». В конструкции с «плоской кривой» двигатель развивает максимальный крутящий момент при « от нижнего до среднего значения » частоты вращения двигателя, т. Е. Прибл. 1500 об / мин и далее. Его значение остается почти таким же или «плоским» в большей части диапазона оборотов двигателя (2500–4000 об / мин). Это помогает улучшить ускорение и уменьшает количество переключений передач во время вождения.

Что такое крутящий момент на нижнем пределе?

Часто производители используют этот термин для описания крутящего момента двигателя. « Low-End-Torque » — это крутящий момент, который двигатель производит в нижнем диапазоне оборотов двигателя, то есть между 1000-2000 об / мин и . Этот диапазон оборотов очень важен при движении автомобиля из неподвижного состояния или при движении в условиях низкой скорости, например, в транспортном потоке. Если двигатель генерирует больший крутящий момент на нижнем конце диапазона оборотов, это означает, что двигатель имеет более высокий « нижний крутящий момент » или лучшую тяговую способность на низких скоростях .Это также означает, что двигатель может быстро выводить транспортное средство из состояния покоя, тянуть более тяжелые грузы или относительно легко подниматься по склону, в зависимости от обстоятельств, без резких оборотов.

Крутящий момент и КПД двигателя:

Крутящий момент двигателя достигает своего максимального значения на скорости, где он наиболее эффективен. Другими словами, КПД двигателя максимален на скорости, на которой он обеспечивает максимальный крутящий момент. Если вы поднимете двигатель выше этой скорости, его крутящий момент начнет уменьшаться из-за повышенного трения движущихся частей двигателя.Таким образом, даже если вы увеличите обороты двигателя до максимальной скорости вращения, крутящий момент больше не увеличится.

Крутящий момент двигателя умножается на шестерни. Чем ниже выбранная передача (т. Е. 1 -я передача с повышенным передаточным числом), тяговая способность двигателя выше. Таким образом, тяговые качества автомобиля максимальны на первой передаче. Однако, если вы увеличите обороты двигателя на передаче 1 , через некоторое время он достигнет своего предела; тем самым побуждая водителя переключиться на следующую передачу.Напротив, если вы переключаете передачу до того, как крутящий момент двигателя достигнет своего «пикового» значения, автомобиль может потерять ускорение. Это потому, что колеса не получают достаточной силы для вращения. Таким образом, вынуждая водителя переключиться обратно на предыдущую / более низкую передачу.

Крутящий момент двигателя и движение:

Наилучшая топливная экономичность может быть достигнута путем переключения передач в пределах «диапазона мощности» транспортного средства и переключения передач как можно ближе к значению пикового крутящего момента . Кроме того, чтобы повысить эффективность, выберите правильную передачу / с, соответствующую скорости автомобиля / оборотам двигателя, как рекомендовано производителем автомобиля.

1. Сценарий шоссе:

Самая верхняя доступная передача (например, 5-я или 6-я или так далее) + самая низкая частота вращения двигателя = наилучшая топливная экономичность

2. При подъеме на склон / уклон:

Низкая передача (т.е. 1-я передача) + высокие обороты двигателя = наименьшая топливная экономичность, но большая тяговая способность.

Когда ваш автомобиль разгоняется до 60 км / ч, например, по шоссе, вам не нужны высокие обороты двигателя, чтобы он продолжал двигаться. Это означает, что при движении по автомагистралям / автомагистралям используйте самую верхнюю передачу и поддерживайте обороты двигателя ниже 2500, чтобы получить максимальную эффективность.Точно так же при подъеме по склону вам нужно использовать более низкую передачу (т.е. 1-ю передачу) и более высокие обороты двигателя, чтобы тянуть автомобиль (и груз, если таковой имеется) против силы тяжести. Однако это повлияет на топливную экономичность.

Мощность крутящий момент Расход топлива

Эти значения упоминаются в каждом руководстве по эксплуатации. Сказав это, всегда запускать двигатель на «максимальной мощности / скорости» или увеличивать обороты двигателя до зоны « Red Line » нет необходимости, если вы не участвуете в гонке, поскольку это приведет только к сжиганию дополнительного топлива .

Помните, что такое дополнительное количество топлива, сожженное или сэкономленное, будет иметь большое значение в конце пути — будь оно коротким или длинным… !!!

Подробнее: Что такое мощность в лошадиных силах?

О компании CarBikeTech

CarBikeTech — технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Power vs.Крутящий момент — x-engineer.org

В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как рассчитывается мощность двигателя и что такое крутящий момент и кривая мощности . Кроме того, мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).

К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как крутящее усилие , приложенное к объекту. Крутящий момент (вектор) — это произведение между силой (вектором) и расстоянием (скаляр). Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между силой и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки на колесном болте

Представьте, что вы хотите затянуть / ослабить болты колеса.Нажатие или вытягивание рукоятки гаечного ключа, соединенного с гайкой или болтом, создает крутящий момент (усилие поворота), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Крутящий момент Т [Нм] является произведением силы F [Н] и длины плеча рычага a [м] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {T = F \ cdot a} \]

Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, либо длину плеча рычага, либо и то, и другое.

Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если рычаг гаечного ключа имеет значение 0.25 м и приложенная сила 100 Н (что приблизительно эквивалентно толкающей силе 10 кг )

\ [T = 100 \ cdot 0,25 = 25 \ text {Нм} \]

Тот же крутящий момент можно было бы получить, если бы плечо рычага было 1 м и усилие всего 25 Н .

Тот же принцип применяется к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, прикладываемой к шейке шатуна через шатун.

Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом вале на каждой шейке шатуна каждый раз, когда поршень находится в рабочем ходе.Плечо рычага и в данном случае является радиусом (смещением) кривошипа .

Величина силы F зависит от давления сгорания внутри цилиндра. Чем выше давление в цилиндре, тем выше сила на коленчатом валу, тем выше выходной крутящий момент. 2} {4} = \ frac {\ pi \ cdot 0.2 \]

Во-вторых, мы рассчитаем силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в Н, (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па (Паскаль).

\ [F = p \ cdot A_p = 120000 \ cdot 0,0056745 = 680.94021 \ text {N} \]

Предполагая, что вся сила в поршне передается на шатун, крутящий момент рассчитывается как:

\ [T = F \ cdot a = 680.94021 \ cdot 0.062 = 42.218293 \ text {Нм} \]

Стандартная единица измерения крутящего момента — Н · м (Ньютон-метр).В частности, в США единицей измерения крутящего момента двигателя является фунт-сила · фут (фут-фунт). Преобразование между Н · м и фунт-сила · фут :

\ [\ begin {split}
1 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} & = 1.355818 \ text {N} \ cdot \ text {m} \\
1 \ text {N} \ cdot \ text {m} & = 0.7375621 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft}
\ end {split} \]

Для нашего конкретного примера крутящий момент в британских единицах (США):

\ [T = 42.218293 \ cdot 0.7375621 = 31.138615 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} \]

Крутящий момент T [Н] также может быть выражен как функция среднее эффективное давление двигателя.

\ [T = \ frac {p_ {me} V_d} {2 \ pi n_r} \]

где:
p me [Па] — среднее эффективное давление
V d [m 3 ] — рабочий объем двигателя
n r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )

Определение мощности

В физике мощность — это работа, выполненная во времени, или, другими словами, — это скорость выполнения работы .В системах вращения мощность P [Вт] является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад / с] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {P = T \ cdot \ omega} \]

Стандартная единица измерения мощности — Вт, (ватт) и скорости вращения — рад / с, (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств предоставляют мощность двигателя в л.с., (мощность торможения) и скорость вращения в об / мин, (оборотов в минуту).Поэтому мы будем использовать формулы преобразования как для скорости вращения, так и для мощности.

Чтобы преобразовать об / мин в рад / с , мы используем:

\ [\ omega \ text {[rad / s]} = N \ text {[rpm]} \ cdot \ frac {\ pi} { 30} \]

Чтобы преобразовать рад / с в об / мин , мы используем:

\ [N \ text {[rpm]} = \ omega \ text {[rad / s]} \ cdot \ frac {30 } {\ pi} \]

Мощность двигателя также может быть измерена в кВт вместо Вт для более компактного значения.Чтобы преобразовать кВт в л.с. и обратно, мы используем:

\ [\ begin {split}
P \ text {[bhp]} & = 1.36 \ cdot P \ text {[кВт]} \\
P \ text {[кВт]} & = \ frac {P \ text {[bhp]}} {1.36}
\ end {split} \]

В некоторых случаях вы можете найти л.с., (мощность в лошадиных силах) вместо л.с. как единица измерения мощности.

Имея скорость вращения, измеренную в об / мин , и крутящий момент в Нм , формула для расчета мощности следующая:

\ [\ begin {split}
P \ text {[кВт]} & = \ frac {\ pi \ cdot N \ text {[об / мин]} \ cdot T \ text {[Нм]}} {30 \ cdot 1000} \\
P \ text {[HP]} & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000}
\ end {split} \]

Пример . Рассчитайте мощность двигателя как в кВт, , так и в л.с. , если крутящий момент двигателя составляет 150 Нм, и частота вращения двигателя составляет 2800 об / мин .

\ [\ begin {split}
P & = \ frac {\ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 44 \ text {kW} \\
P & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 59,8 \ text {HP}
\ end {split} \]

Динамометр двигателя

Скорость двигателя измеряется с помощью датчика на коленчатом валу (маховике).В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленчатом валу с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий эксплуатации коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя с помощью датчика не является надежным методом. Также довольно высока стоимость датчика крутящего момента. Следовательно, крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне скорости и нагрузки с помощью динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блоке управления двигателем.

Изображение: Схема динамометра двигателя

Динамометр — это в основном тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Самый используемый и лучший тип динамометра — это электрический динамометр . Фактически это электрическая машина , которая может работать как генератор или двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель может быть переведен в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при отключенном двигателе (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для раскрутки двигателя. Таким образом можно измерить трение двигателя и потери крутящего момента насоса.

В электрическом динамометре ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор закреплен через плечо рычага на датчике веса . Чтобы уравновесить ротор, статор будет прижиматься к датчику нагрузки. Крутящий момент T рассчитывается путем умножения силы F , измеренной в датчике нагрузки, на длину плеча a рычага.

\ [T = F \ cdot a \]

Параметры двигателя: тормозной момент, тормозная мощность (л.с.) или удельный расход топлива при торможении (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», потому что для их измерения используется динамометр (тормоз). .

В результате динамометрического испытания двигателя получается карт крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенных оборотах двигателя и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карты крутящего момента для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

138 900 3 110304 11030 900 900
Двигатель
крутящий момент
[Нм]
Положение педали акселератора [%]
5 10 20 30 40 50 60 100
Двигатель
скорость
[об / мин] 900
45 90 107 109 110 111 114 116
1300 60 105 132 133 133 141
1800 35 89 133 141 1 42 144 145 149
2300 19 70 133 147 148 150 151 151 151 55 133 153 159 161 163 165
3300 0 41 126 165 126 165 126 165 171
3800 0 33 116 150 160 167 170 175
175
155 169 176 180 184
4800 9030 4 0 18 106 155 174 179 185 190
5300 0 12 181 187
5800 0 4 84 136 161 170 175 183 900 72 120 145 153 159 171

Пример карты мощности для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

110
мощность Двигатель
[
] Л.с.]
Положение педали акселератора [%]
5 10 20 9 0304 30 40 50 60 100
Двигатель
скорость
[об / мин]
800 12 13 13 13 13
1300 11 19 24 25 25 1800 9 23 34 36 36 37 37 38
2300 6 48303 44 49 49 51
2800 1 22 53 61
0 18 63 81 87 90 92 95
4300 0 16 67 113
4800 0 12 72 106 119 122 126 130 53304
72 111 126 132 137 141
5800 0 90 304 3 69 112 133 140 145 151
6300 0 0 65 153

Электронный блок управления (ЕСМ) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущих оборотов двигателя и нагрузки. В ECM нагрузка выражается как давление во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и время впрыска или масса топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки на основе температуры и давления всасываемого воздуха.

График данных крутящего момента и мощности, функции частоты вращения и нагрузки двигателя дает следующие поверхности:

Изображение: Поверхность крутящего момента двигателя SI

Изображение: Поверхность мощности двигателя SI

Для Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.

Изображение: кривые крутящего момента двигателя SI

Изображение: кривые мощности двигателя SI

Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Как вы видели, крутящий момент и мощность внутреннего сгорания двигатель зависит как от частоты вращения двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривых (кривые) при полной нагрузке и (положение педали акселератора 100%). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке подчеркивают максимальный крутящий момент и распределение мощности во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

Форма приведенных выше кривых крутящего момента и мощности не соответствует реальному двигателю, их цель — объяснить основные параметры. Тем не менее, формы аналогичны реальным характеристикам искрового зажигания (бензин), левого впрыска, атмосферного двигателя.

Частота вращения двигателя N e [об / мин] характеризуется четырьмя основными моментами:

N min — минимальная стабильная частота вращения двигателя при полной нагрузке
N Tmax — частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N Pmax — частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности; также называется номинальной частотой вращения двигателя
N max — максимальная стабильная частота вращения двигателя

При минимальной частоте вращения двигатель должен работать плавно, без колебаний или остановок.Двигатель также должен позволять работать на максимальной скорости без каких-либо повреждений конструкции.

Крутящий момент двигателя при полной нагрузке Кривая T e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T 0 — крутящий момент двигателя при минимальных оборотах двигателя
T max — максимальный двигатель крутящий момент (максимальный крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T P — крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T M — крутящий момент двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

В зависимости от типа всасываемого воздуха (атмосферный или с турбонаддувом) максимальный крутящий момент может быть точечным или линейным.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Мощность двигателя при полной нагрузке Кривая P e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:

P 0 — мощность двигателя при минимальных оборотах
P max — максимальная мощность двигателя мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P T — мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P M — мощность двигателя при максимальной частоте вращения

Область между минимальными оборотами двигателя Н мин и максимальная частота вращения двигателя Н Tmax называется зоной нижнего конца крутящего момента .Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше возможности запуска / ускорения транспортного средства. Когда двигатель работает в этой области при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и остановке двигателя . По этой причине эта область также называется областью нестабильного крутящего момента .

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших характеристик переключение передач (вверх) следует выполнять на максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач после переключения на выбранной передаче частота вращения двигателя снижается до максимального крутящего момента, что обеспечивает оптимальное ускорение. Переключение передач на максимальной мощности двигателя позволит удерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N max называется зоной верхнего предела крутящего момента .Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что означает более высокую максимальную скорость автомобиля и лучшее ускорение на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N max , если сопротивление транспортного средства увеличивается, частота вращения двигателя падает, а выходной крутящий момент увеличивается, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента .

Ниже вы можете найти несколько примеров кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с компрессионным зажиганием) и типа воздухозаборника (атмосферный или с турбонаддувом).

Крутящий момент и мощность двигателя Honda 2.0 при полной нагрузке

9030 9030 2
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Honda 2.0 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник

7

Выбор фаз газораспределения регулируемый
T макс. [Нм] 190
N Tmax [об / мин] 4500 макс. Л.с.] 155
Н Pmax [об / мин] 6000
Н макс. [об / мин] 6800

Saab 2.Крутящий момент и мощность двигателя 0T при полной нагрузке

9035 [об / мин] 9035 P
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Saab 2.0T SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник с турбонаддувом Выбор фаз газораспределения фиксированный
T макс. [Нм] 265
N Tmax [об / мин] 2500
175
N Pmax [об / мин] 5500
N 9035 4 макс. [об / мин] 6300

Audi 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя TFSI при полной нагрузке

9 0303 N макс. [об / мин]
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Audi 2.0 TFSI SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1994
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник турбина Выбор фаз газораспределения фиксированный
T макс. [Нм] 280
N Tmax [об / мин] 1800 — 5000 макс. Л.с.] 200
Н Pmax [об / мин] 5100 — 6000
6500

Toyota 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя D-4D при полной нагрузке

Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Toyota 2.0 CI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо дизель (CI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник с турбонаддувом с турбонаддувом Выбор фаз газораспределения фиксированный
T макс. [Нм] 300
N Tmax [об / мин] 2000 — 2800 макс. [Л.с.] 126
Н Pmax [об / мин] 3600
N макс. [об / мин] 5200

Mercedes-Benz 1.8 Крутящий момент и мощность двигателя Kompressor при полной нагрузке

синхронизация 90 307
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Mercedes Benz 1.8 Kompressor SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1796
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник с наддувом
фиксированная
T макс. [Нм] 230
N Tmax [об / мин] 2800 — 4600 макс. ] 156
N Pmax [об / мин] 5200
N макс. [об / мин] 6250

BMW 3.0 Крутящий момент и мощность двигателя TwinTurbo при полной нагрузке

макс. [Л.с.]
Архитектура цилиндров 6-рядный

Изображение: Двигатель BMW 3.0 TwinTurbo SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 2979
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник с двумя наддувными двигателями Выбор фаз газораспределения регулируемый
T макс. [Нм] 400
N Tmax [об / мин]

1300 — 5000 306
Н Pmax [об / мин] 5800
N макс. [об / мин] 7000

Mazda 2.6 крутящий момент и мощность роторного двигателя при полной нагрузке

макс.
Архитектура цилиндров 2 Ванкель

Изображение: Двигатель Mazda 2.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1308 (2616)
Впрыск топлива порт клапана
Впуск воздуха атмосферный
фиксированный
T макс. [Нм] 211
N Tmax [об / мин] 5500
231
Н Pmax [об / мин] 8200
N макс. [об / мин] 9500

Porsche 3.6 крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

9030 Регулируемый клапан2
Архитектура цилиндров 6 плоских

Изображение: Двигатель Porsche 3.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 3600
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник атмосферное время
T макс. [Нм] 405
Н Tmax [об / мин] 5500
P
P макс.
Н Pmax [об / мин] 7600
N макс. [об / мин] 8400

Ключевые утверждения, которые следует учитывать в отношении мощности и крутящего момента двигателя:

крутящий момент

  • крутящий момент является составляющей мощности
  • крутящий момент может быть увеличен путем увеличения среднего эффективного давление двигателя или за счет снижения потерь крутящего момента (трение, накачивание)
  • с более низким максимальным крутящим моментом, распределенным в диапазоне скоростей двигателя, с точки зрения тяги лучше, чем с более высокой точкой максимального крутящего момента
  • с низким конечным крутящим моментом очень важен для пусковых возможностей автомобилей
  • высокий крутящий момент полезен в условиях бездорожья, когда автомобиль эксплуатируется на больших уклонах дороги, но на низкой скорости

Мощность

  • Мощность двигателя зависит как от крутящего момента, так и от скорости
  • мощность может быть увеличена за счет увеличения крутящего момента или частоты вращения двигателя
  • высокая мощность важна для высоких скоростей автомобиля eds, чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость транспортного средства.
  • Распределение мощности двигателя при полной нагрузке в диапазоне оборотов двигателя влияет на способность автомобиля к ускорению на высоких скоростях.
  • для наилучших характеристик ускорения, транспортное средство должно работать в диапазоне мощности, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью

По любым вопросам или наблюдениям относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Как обороты двигателя влияют на экономию топлива? — Журнал молодых ученых

Как обороты двигателя влияют на экономию топлива?
Джек Манро

[1]

Аннотация

В этой статье обсуждается влияние оборотов двигателя в минуту на экономию топлива, а также анализируются соответствующие данные, собранные контролируемым и надежным образом. Автомобиль будет последовательно ездить по контролируемой уличной трассе, переключая передачи на разных оборотах двигателя для каждого испытания, а затем экономия топлива будет рассчитываться с помощью блока управления двигателем.Вопрос исследования заключается в следующем. Как влияет изменение числа оборотов при переключении передач на экономию топлива безнаддувного автомобиля?

Цель

Для четких выводов на основе анализа данных о влиянии расхода топлива при переключении передач при разных оборотах двигателя.

Введение

Каждый распорядок дня связан с автомобилем. От повседневной рутины до долгой поездки — автомобиль является неотъемлемой частью нашего образа жизни.Однако сегодня мы сталкиваемся с проблемой довольно высоких цен на бензин, ограничивающих доступность нашего любимого вида транспорта. Многие современные автомобили сегодня также поставляются с небольшим двигателем, поэтому они упорно работают, чтобы обеспечить достаточную мощность. Чтобы облегчить этот процесс, многим новым автомобилям требуется бензин с октановым числом 98, который также является самым дорогим широко доступным топливом. Необходимость получить самое дорогое топливо может привести к другим проблемам, например, к тому, что у автомобилей закончится топливо в пути.Если это произойдет, им придется обратиться за помощью к профессионалу на сайте towingless.com.

Хотя сейчас большинство автомобилей покупается с автоматической коробкой передач, большинство из них будет иметь возможность переключать передачи на своих условиях, и механическая коробка передач вынуждает вас это делать. Для этого эксперимента я буду использовать свою заводскую спецификацию Toyota GT86 GTS 2014 года, которая оснащена двухлитровым горизонтальным четырехцилиндровым двигателем с впрыском топлива и шестиступенчатой ​​механической коробкой передач. Я буду собирать данные, двигаясь по заданному курсу несколько раз и переключая передачи со скоростью 2500, 3000 и 3500 об / мин соответственно.Бортовой блок управления двигателем, обеспечивая точность и контроль, будет измерять расход топлива.

Модель 86 потребляет 7,8 л топлива на 100 км [2] после усреднения расхода топлива в городе и за городом. Поскольку тестовая трасса имеет много пересечений и относительно низкое ограничение скорости 60 км / ч, я ожидаю более высокий показатель экономии, чем заявленный заводом Toyota.

Часто бывают случаи, когда переключение передач на слишком низких оборотах двигателя может привести к очень медленной работе.Dyno Graph отображает мощность и крутящий момент автомобиля в зависимости от числа оборотов в минуту при полностью открытой дроссельной заслонке. Ниже мой динамометрический график для стандартной Toyota 86. Красная линия представляет мощность в киловаттах, а серая линия представляет крутящий момент в килограмм-метрах. Очевидно, наблюдается очень линейное увеличение мощности от холостого хода до 3000 об / мин, где она затем немного сглаживается, пока снова не набирает обороты до 4000 об / мин. Крутящий момент также постоянно увеличивается до 3500 об / мин, после чего он явно падает. Это способствует моему прогнозу, что переключение передач на 3000 об / мин окажется наиболее эффективным, поскольку двигатель способен обеспечить гораздо большую производительность, и, следовательно, ему не придется так усердно работать при ускорении.

[3]

Гипотеза

Я предсказываю, что переключение на средний диапазон при 3000 об / мин окажется наиболее эффективным, поскольку я считаю, что это идеальный баланс между низкой рабочей нагрузкой двигателя и довольно низкими оборотами.

Материалы
  • Дорожный бензиновый автомобиль с механической коробкой передач
  • Установить маршрут с зонами переменной скорости
  • ЭБУ расчета топлива, или способность измерять количество топлива, потребляемого автомобилем
  • Постоянное вождение
Метод

Найдите заданный маршрут с различными зонами скорости и местами для необходимого ускорения.

Начать поездку по одометру автомобиля и начать движение по маршруту с соблюдением всех правил дорожного движения. Меняйте каждую передачу на 2500 об / мин. По завершении маршрута запишите расход топлива на дисплее одометра.

Повторите тест для переключения передач при 3000 об / мин и 3500 об / мин.

Результаты
Пробная 2500об / мин 3000 об / мин 3500 ОБ / МИН
1 9,3 л / 100 км 9.9 л / 100 км 10,2 л / 100 км
2 9,4 л / 100 км 9,8 л / 100 км 10,3 л / 100 км
3 9,2 л / 100 км 10,0 л / 100 км 10,1 л / 100 км
Среднее значение 9,3 л / 100 км 9,9 л / 100 км 10,2 л / 100 км

Обсуждение

Как видно из таблицы результатов выше, переключение передач при 2500 об / мин является наиболее эффективным из этих трех тестов.Средние значения также подтверждают устойчивость этой тенденции. Экономия в среднем 0,5 литра на каждые 100 км равняется примерно 0,70 доллара США. В течение 10 000 км в год это дает экономию в 70 долларов. Однако во время тестов я заметил, что переключение передач на 3000 об / мин обеспечивает значительно лучшую производительность. Ясно, что переключение передач на скорости 3500 потребляет больше топлива, чем оба других теста, без заметного увеличения производительности по сравнению с тестами на 3000 об / мин. Это наблюдение напрямую связано с диаграммой мощности, рассмотренной ранее.Высокая производительность может быть достигнута при 3000 об / мин, где 3500 об / мин не дает ощутимых преимуществ.

Моя гипотеза оказалась неверной, поскольку результаты показывают, что скорость вращения двигателя 2500 об / мин более эффективна для переключения передач, чем 3000 об / мин. Хотя двигатель производит гораздо больше мощности, очевидно, что он потребляет большее количество бензина.

Эксперимент в целом прошел успешно, были собраны полезные данные из реального мира. Результаты надежны, и их сбор не заставил себя долго ждать. Возможно, результаты могут отличаться в других условиях вождения.На трассе также было нулевое движение, что означало, что испытания были максимально точными по расходу топлива. Риск был низким, и результаты были получены без перебоев или несчастных случаев. Если вы получили травму из-за неисправности этой части автомобиля, вам следует обратиться к юристу, который сможет получить вам компенсацию за боль и страдания, вызванные автомобильной аварией.

Заключение

В этом отчете обсуждается и анализируется влияние числа оборотов двигателя на расход топлива, а также оценивается оптимальная частота вращения двигателя для переключения передач.На моей Toyota GT86 2014 года я смог использовать блок управления двигателем, чтобы определить расход топлива на заданном курсе. Курс включал остановки, ускорение и крейсерскую скорость, и после многих испытаний стало очевидно, что переключение передач на скорости 2500 об / мин было наиболее эффективным для моего автомобиля. Эти знания об экономии топлива становятся все более ценными по мере роста цен на бензин, и все больше и больше автомобилей требуют топлива премиум-класса.

Библиография

[1] Cryostasis 2007 My Car под лицензией CC BY-SA 2.0

[2] CarsGuide. 2020. Обзор Toyota 86 GTS 2014 года. https://www.carsguide.com.au/car-reviews/2014-toyota-86-gts-auto-review-30532#:~:text=Claimed%20fuel%20consuming%20is%207.8,good%20stuff%20 % 2D% 2098RON% 20premium% 20неэтилированный

[3] FT86Club. 2020. Объявлен диапазон мощности двигателя Boxer BRZ / FR-S Dyno Powerband. https://www.ft86club.com/forums/showthread.php?t=3583

Об авторе

Джек Манро — ученик 10 класса лютеранского колледжа Доброго пастыря.Джек интересуется автомобильной промышленностью и поэтому любит экспериментировать в этой области. Он участвует в гонках и работает на картах, что дает ему практический и эффективный настрой для научных исследований в области автомобилестроения.

Как увеличить обороты двигателя

Все дело в оборотах, детка. Практически в каждом существующем гоночном классе, ограничивающем максимальное смещение, стремление развить больше оборотов, чем правит в течение дня следующий парень. В классах, где сумматоры мощности запрещены, довольно легко понять, почему это так.После того, как производитель двигателей выжал из головки блока цилиндров все до последнего кубометра в минуту и ​​вышел на плато выходного крутящего момента, единственный способ увеличить мощность — это увеличить количество оборотов в минуту. Для доказательства вам не нужно искать дальше, чем двигатель NHRA Pro Stock со скоростью 11000 об / мин или мельница с частотой вращения 9500 об / мин в NASCAR Sprint Cup. Самый яркий пример важности оборотов — в Формуле 1. Вскоре после того, как санкционирующий орган сократил максимальный рабочий объем до 2,4 литра в 2006 году, двигатели начали раскручиваться до 20 000 оборотов в минуту. Следовательно, теперь в F1 есть ограничение как на рабочий объем, так и на максимальные обороты.Какими бы впечатляющими ни были эти высокие обороты, использование пневматических клапанных пружин в двигателях F1 затрудняет их использование для 99,9 процентов хотродеров. В некоторых отношениях с механическими пружинами намного сложнее повернуть вдвое меньше оборотов в минуту. Чтобы узнать о тонкостях создания клапанного механизма сверхвысоких оборотов, мы связались с одними из лучших в отрасли. В нашу группу экспертов входят Джадсон Массингилл из Школы автомобильных машинистов, Дарин Морган из Reher-Morrison, Фил Эллиот из T&D Machine и COMP Cams.Следуйте инструкциям, пока мы покажем вам, как улучшить работу вашего тахометра.

Valvetrain Advances

Джадсон Массингилл: Технология клапанов постепенно прогрессировала на протяжении многих лет, устраняя одно слабое звено за другим. В конце 80-х у нас была технология рампы, встроенная в выступы кулачков, которая позволила бы обеспечить сегодняшние обороты двигателей, но у нас не было клапанных пружин, чтобы управлять ими. Затем, к началу 90-х, пружины клапанов были значительно улучшены, но подъемники начали ломаться из-за всего дополнительного давления пружины.Обычно в первую очередь выходили из строя оси роликовых колес или опоры оси. Чтобы решить эту проблему, на вторичном рынке появились настоящие гоночные подъемники, которые вернули предел оборотов в минуту на пружины. В то время клапанная пружина и подъемная техника подходили для вращения двигателей, но гонщики, будучи гонщиками, всегда пытались выжать пару сотен дополнительных оборотов в минуту из своего двигателя. Если бы такая компания, как COMP Cams, проверила клапанный механизм на скорости 9000 об / мин на Spintron, конечно же, гонщики раскрутили бы свои моторы до 9 200 об / мин.На этом этапе слабым звеном стали коромысла. Рокеры того времени на шпильках просто не могли выдерживать нагрузки пружин и обороты, которых требовали гоночные двигатели. И снова рынок запчастей отреагировал разработкой коромысел на валу. Коромысла с опорой на валу появились задолго до этого времени, но в них не было особой необходимости, потому что у нас не было пружин и подъемников, чтобы воспользоваться ими. Когда проблема с коромыслом была решена, это вернуло ограничение оборотов на клапанные пружины.Как видите, ни один компонент не отвечает за то, что позволило современным гоночным двигателям развивать больше оборотов, чем можно было представить всего 5–10 лет назад. Это гобелен из элементов, которые должны были собраться вместе, чтобы это произошло.

Дарин Морган: Технология клапанов за последние 10 лет прошла долгий путь, но, как и все остальное в процессе разработки, вы не можете указать на что-то одно, что отвечает за поступательный прогресс. Это была комбинация множества небольших достижений и неудач, которые привели нас к тому состоянию, в котором мы сейчас находимся.20-25 лет назад мы использовали кулачки стандартного диаметра, которые имели большой резонанс. Даже если бы у нас были лучшие в мире пружины, мы не могли бы вращать более 9500 оборотов в минуту. Как только производители двигателей увеличили размер сердечника до 55 мм, технологии клапанной пружины не было. Между 1999 и 2003 годами начали происходить большие изменения. К тому времени у нас были еще более крупные 60-миллиметровые сердечники кулачков, а также клапанная пружина и технология наклона выступов кулачка, позволяющая вращать много оборотов в минуту. Раньше мы жестоко обращались с клапанным механизмом, что было неправильным способом.Теперь мы усовершенствуем клапанный механизм, чтобы он располагался над носовой частью кулачка. Трудно предсказать, что произойдет в будущем, но текущая тенденция заключается в переходе на более крупные кулачки и использование подъемников с более крупными колесами для улучшения управления клапанным механизмом на более высоких оборотах. На уровне Pro Stock мы начинаем терять контроль при 10 800 об / мин. Для двигателей в диапазоне от 350 до 380 cи потолок составляет 11 000 об / мин. В Reher-Morrison мы только что построили малый блок 363ci, который развивает 1040 л.с. при 10100 об / мин без наддува. Всего пять лет назад такие числа были бы неслыханными.Важно помнить, что каждый двигатель — это собственное животное. Вы не можете взять клапанный механизм от одного двигателя и вставить его в другой и ожидать, что он будет работать идеально.

Коромысла вала

Judson Massingill: По мере увеличения числа оборотов и давления в пружине клапана шпильки на опоре коромысла изгибаются и в конечном итоге ломаются. Установка коромысел на вал вместо шпильки значительно увеличивает жесткость, и поэтому коромысла, устанавливаемые на вал, необходимы в двигателях с высокой скоростью вращения.Тем не менее, жесткость — это всего лишь часть уравнения. Коромысла на валу также значительно упрощают получение правильной геометрии клапанного механизма. С помощью системы коромысел, закрепленной на шпильках, вы можете отрегулировать геометрию только с помощью толкателей разной длины. С другой стороны, у коромысел, установленных на валу, центральная линия точки поворота коромысел может быть идеально расположена по отношению к кончику клапана, поскольку коромысла установлены на стойке. Все, что вам нужно сделать, это после этого измерить толкатели правильной длины.Именно эта комбинация улучшенной геометрии и жесткости с коромыслами на валу позволяет вращать больше оборотов.

Фил Эллиот: Стабильность клапанного механизма — это то, что нужно всем, и коромысла на валу — отличный способ добиться этого. Много лет назад люди покрывали крышки клапанов оргстеклом и записывали движение клапанного механизма с помощью высокоскоростной камеры. Их пугало то, как много вещей двигалось даже с поясами с заклепками. Это подтвердило то, что гонщики знали все это время, а именно, что рокеры на шипах не обеспечивали достаточной устойчивости гоночных моторов.Представление о том, что вам нужно переходить на коромысло на валу при определенных оборотах, немного вводит в заблуждение. Напряжение, передаваемое на коромысло, является продуктом как давления пружины, так и числа оборотов в минуту. На самом деле давление пружины — это то, что пытается вырвать шпильку из головы. К счастью, производителям гоночных двигателей не приходится иметь дело со всеми конструктивными параметрами, которые должны быть у производителей оригинального оборудования. В гонках нам не нужно беспокоиться о том, поместятся ли крышки клапанов под компрессор кондиционера. Мы просто строим новую клапанную крышку, которая будет соответствовать головке блока цилиндров и коромыслам.

Lofting

Darin Morgan: На уровнях Pro Stock и Comp Eliminator увеличение мощности, которое мы наблюдаем сегодня, напрямую связано с кривой высот, встроенной в кулачок. Сделайте это правильно, и это как если бы у вас был распределительный вал с переменной продолжительностью. При 8000 об / мин кривая высотности вступает в игру. Как правило, плавная кривая по верхнему краю дает дополнительный подъем лепестка на 0,008 дюйма при 8000 об / мин. Эта цифра увеличивается с увеличением числа оборотов, поэтому на 10 000 об / мин вы получаете дополнительные 10-15 градусов продолжительности.Однако гораздо легче сказать, чем сделать. Вам нужна максимальная скорость клапана, которую вы можете получить, но вы должны сбалансировать ее с надлежащей скоростью ускорения клапана, чтобы поддерживать контроль над клапанным механизмом. Скорость пружин и вес витков, фиксаторов и замков должны быть оптимизированы. Благодаря кулачкам с увеличенным базовым кругом мы можем получить подъем лепестка до 0,600 дюйма. Это позволяет нам использовать коромысла с более низким передаточным числом, поэтому начальное ускорение клапана не такое быстрое, что помогает стабилизировать клапанный механизм.

Valvesprings

Judson Massingill: Привести в действие клапанные пружины несложно, если у вас ограниченный подъем клапана. Однако за последние 10-15 лет технология головки блока цилиндров значительно улучшилась, поэтому сейчас мы используем клапаны гораздо чаще, чем когда-либо прежде. Это увеличивает нагрузку на клапанные пружины. Какое-то время основное внимание уделялось металлургии, толщине проволоки и сплаву пружин, но несколько лет назад производители осознали, что загрязнения в пружинной проволоке вызывают их поломку.В результате в наши дни использование чистой проволоки в пружинах является главным приоритетом. Более того, за последние четыре-пять лет мы узнали, что вам больше не нужны пружины огромного диаметра. Не так давно у нас были пружины двойного и тройного действия с диаметром 1600 дюймов. Произошло то, что пружины стали такими большими и тяжелыми, что вам потребовались более высокие жесткости пружины, чтобы контролировать вес пружины. В наши дни производители двигателей используют более качественный и чистый металл, поэтому они используют пружины меньшего диаметра.Пружины меньшего размера также позволяют использовать фиксаторы меньшего размера, что еще больше снижает массу клапанного механизма. Прекрасным примером этого является пружина клапана улья. Уменьшая диаметр верхней части пружины, она также снижает массу. Наш драг-кар Camaro ’99 оснащен двигателем LS, который вращает 9600 об / мин. Пружины выпускных клапанов имеют размер всего 1,550 дюйма, но их открытое давление составляет 1000 фунтов.

COMP Cams: В последние годы в области клапанных пружин был достигнут значительный прогресс. Одна из новейших тенденций заключается в том, что сейчас мы разрабатываем пружины для конкретных применений.Раньше мы пытались найти пружину, которая, как мы думали, подойдет для конкретной комбинации двигателей. Сейчас во многих случаях мы создадим конструкцию с чистого листа, чтобы пружина идеально соответствовала остальной части системы. Самым большим преимуществом новых пружин является уменьшение массы. Я также скажу, что мы только начали поверхностно разбираться в дизайне пружин и материалах. Металлургия, конструкция пружины и общий размер пружины — все это влияет на характеристики пружины.

Fighting Flex

Джадсон Массингилл: Вы можете потратить все виды времени и денег на разработку лучшего кулачка в мире, но если вы не сможете заставить клапан правильно следовать профилю лепестка, вся эта научно-исследовательская работа будет бесполезной. .Любой изгиб клапанного механизма означает, что клапаны не делают то, что от них требует кулачок. Цель состоит в том, чтобы получить чрезвычайно жесткие части, особенно это касается толкателей. Вплоть до начала 90-х производители двигателей считали, что пока толкатель не гнется, все будет в порядке. Теперь мы узнали, что даже если толкатель не изгибается, он все равно может сильно изгибаться. Чтобы бороться с этим, в наши дни стали использовать толкатели гигантского диаметра. В гоночных классах, где это разрешено, также распространено использование блока с меньшей высотой колоды.Это позволяет использовать более короткие толкатели, что снижает как изгиб, так и массу толкателя. Фактически, GM Performance Parts продает мелкоблочные блоки Chevy с низкой декой, у которых есть дека высотой 8,325 дюйма, а не стандартная дека высотой 9,025 дюйма.

Spintron Testing

Darin Morgan: Spintron — отличный инструмент, который помогает имитировать динамику клапанного механизма, но он ни в коем случае не дает окончательного ответа на все вопросы. Интересно, что кривая высот, которая отлично смотрится на Spintron, не обязательно коррелирует с хорошими цифрами на динамометрическом стенде и номерами дорожек.Это потому, что Spintron не может имитировать пульсации коленчатого вала, которые передаются на кулачковый ремень и клапанный механизм. Это еще один пример того, почему ничто не заменит тестирование в реальном мире. Только после динамометрического тестирования вы можете приступить к точной настройке кривой по сечениям.

Кулачки с большим коромыслом

Джадсон Массингилл: Распределительные валы с большим диаметром шейки определенно уменьшают прогиб кулачка, но одно из самых больших преимуществ больших цапф намного проще для понимания.Когда вы вставляете кулачок в блок, величина подъема, которую вы можете вложить в выступы, ограничивается размером отверстий кулачка. Если вы сделаете лепестки слишком большими, кулачок физически не войдет в блок. Вот где в игру вступают большие журнальные камеры. Многие блоки вторичного рынка доступны с отверстиями для кулачков большего диаметра. Это позволяет установить кулачок с более крупными и агрессивными лепестками. Для достижения любой заданной величины подъема клапана обычно требуется максимально возможный подъем лепестка с наименьшим возможным соотношением коромысел, чтобы помочь стабилизировать клапанный механизм.Причина, по которой команды NASCAR Sprint Cup используют рокеры 2,4: 1, заключается в том, что они должны использовать кулачки с плоским толкателем, которые не могут ускорять подъемники так же быстро, как двигатель роликового подъемника. Поскольку они не могут работать с таким количеством лепестков, как им хотелось бы, им приходится компенсировать это рокерами с более высоким передаточным числом. Если вы участвуете в гонках в классе, который позволяет это, использование более крупного кулачка с большим кулачком и меньшим передаточным числом коромысла — лучший способ добиться высокого подъема клапана. Для 50-миллиметрового кулачка предел составляет около 0,440 дюйма, а для 60-миллиметрового кулачка вы можете получить около 0.Лепестковый подъемник 590 дюймов.

COMP Cams: Диаметр цилиндра распределительного вала играет большую роль в общей жесткости клапанного механизма. В приложениях с высокими оборотами лучше всего выбирать цапфы самого большого диаметра, которые вы можете получить для конкретного двигателя. Базовая окружность кулачка определяется диаметром шейки и подъемом кулачка. Когда вы начинаете со стандартного журнала, будь то маленький или большой блок, переход к большему журналу увеличит диаметр вашего ствола и размер базового круга. Теперь доступны блоки с приподнятыми кулачками.Кроме того, я бы посоветовал никому не позволять ходу или стержням диктовать размер вашего базового круга. При разработке small-block 400 есть причина, по которой Chevrolet внесла изменения в шатун, чтобы очистить кулачок, вместо того, чтобы использовать меньший кулачок базовой окружности. Это было бы дешевле, чем проектирование нового шатуна, но больше всегда лучше с учетом размера базовой окружности.

Резонанс

Дарин Морган: Каждый компонент в клапанном агрегате имеет собственную резонансную частоту, поэтому вы должны разработать двигатель, чтобы избежать этих точек.Иногда единственный способ сделать это — методом проб и ошибок. Один из примеров, который приходит на ум, — это конкретная клапанная пружина, которую мы использовали в одном из наших двигателей для ящиков, который отлично работал в транспортных средствах. Однако, когда те же самые моторы использовались в лодках, пружины начали ломаться. Мы обнаружили, что пружины имеют естественный резонанс при 7400 оборотах в минуту, и, если удерживать их достаточно долго, они будут возбуждены и в конечном итоге сломаются. Это не было проблемой в приложении с сопротивлением, но стало проблемой для лодочных моторов, которые работали с устойчивыми оборотами двигателя.Неблагоприятные эффекты резонанса также являются причиной того, почему так важно использовать максимально жесткие толкатели. Когда толкатель изгибается, он накапливает энергию, а затем высвобождает ее позже по кривой подъемной силы, вызывая резонанс. Уменьшение веса не так важно на стороне толкателя коромысла, как на стороне клапана, поэтому теперь мы используем большие толкатели диаметром 9/16 и 3/4 дюйма на гоночных двигателях с высокой частотой вращения.

Где уменьшить вес

Кулачки COMP: Уменьшение массы или веса более важно на стороне клапана коромысла, чем на стороне толкателя.От коромысла до подъемника увеличивать жесткость будет более выгодно, чем каждый раз уменьшать массу. При выборе атлета или штанги цель не в том, чтобы ориентироваться на самые легкие части веса. Главный приоритет — повышение жесткости и уменьшение гибкости. Что касается толкателей, я бы рекомендовал использовать толкатели самого большого диаметра и с самыми толстыми стенками, которые вы можете разместить в двигателе. На клапанной стороне коромысла вес гораздо важнее. Здесь очень важно, чтобы замки, фиксаторы и пружины были как можно более легкими, чтобы уменьшить инерцию.

Уменьшение массы

Judson Massingill: После того, как клапан ускоряется до максимального подъема, он останавливается, а затем полностью меняет направление при закрытии. Это затрудняет стабилизацию клапанного механизма и удержание его от плавания, поскольку он постоянно борется с этой инерцией. Вот почему так важно уменьшить массу клапанного механизма. Детали двигателей из титана существуют с 80-х годов, но теперь они более доступны. Чтобы сократить до последнего грамма, современные гоночные двигатели оснащены титановыми клапанами, фиксаторами и замками.Инженеры буквально повсюду ищут способы уменьшить массу. Недостаточно было просто сделать клапан из титана. Производители клапанов начали уменьшать диаметр штока, в некоторых случаях до 7 мм, а теперь они также выдавливают штоки. Это может показаться чрезмерным, но мотор не знает, какой у него кулачок. Все, что он знает, — это движение клапана, а уменьшение массы и инерции имеет решающее значение для достижения стабильности клапанного механизма. Для сравнения: несколько лет назад Ричард Чайлдресс Рэйсинг построил двигатель для своих автомобилей NASCAR Sprint Cup.У него был кулачок, который стоил на 8-10 л.с. больше, чем раньше, но двигатель продержался всего 300 миль, прежде чем сломался клапанный механизм. Просто убрав три грамма с клапанной стороны коромысел, двигатели продержались все 500 миль гоночной дистанции.

Фил Эллиот: Каждый раз, когда коромысло движется, оно должно запускаться, останавливаться, а затем менять направление. Естественно, в T&D мы всегда стараемся максимально уменьшить массу, чтобы уменьшить инерцию. Когда вы убираете массу, легче контролировать работу клапанного механизма.Помимо тесного сотрудничества с гоночными командами, мы проводим обширные стресс-тесты, чтобы увидеть, насколько нам удастся избежать неприятностей. Мы подвергаем наши рокеры испытаниям на излом, которые изгибают рокеры до тех пор, пока они не сломаются. Точно так же мы помещаем наши детали в спринтроны и действительно пытаемся их разрушить. Нам нравится использовать аналогию: если 2×6 слишком велико, то вместо этого мы используем 2×4. Но даже в этом случае нельзя заходить слишком далеко и жертвовать долговечностью. Лучше указывать светлее, но детали не могут быть слишком светлыми.

Маленькие хитрости

Джадсон Массингилл: Часто это комбинация множества маленьких уловок, которые помогают увеличить потенциал оборотов двигателя.Например, более длинные клапаны позволяют использовать более высокие клапанные пружины. Точно так же в наши дни в гоночных двигателях часто используются толкатели с чашеобразной формы. Вместо того, чтобы иметь чашеобразную часть в коромыслах, в толкателях чашеобразной формы шаровая часть находится на коромысле, а конец толкателя имеет чашеобразную форму. Это позволяет работать с гораздо более высокими передаточными числами коромысел и давлением пружин до того, как все встанет. Гонщики на кольцевой трассе были первыми, кто экспериментировал с чашевидными толкателями, а теперь они также используют тяговые двигатели.Интересно, что некоторые заводские двигатели FE Ford и Chrysler использовали толкатели чашеобразной формы. Еще один трюк, который мы узнали от ребят из NASCAR, — это встраивание алюминиевых трубок с масляными форсунками в крышки клапанов, которые направляют масло непосредственно на клапанные пружины. Это помогает сохранять их прохладными и увеличивает срок службы. Еще одним преимуществом такой конструкции является то, что она позволяет пропускать меньше масла в верхнюю часть двигателя. Пока мы говорим о пружинах, стоит упомянуть, что мы больше не настраиваем их, как раньше.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *