Геометрические параметры двигателя что это

Первым делом мы должны знать, сколько цилиндров будет иметь наш автомобиль, а их может быть от 2 до 16.

Следующий шаг, это как расположены цилиндры. Существует два типа расположения. К первому относится расположение, именуемое рядным, а второе – V-образным.

В V-образном расположении цилиндры располагаются по обе стороны коленчатого вала. Здесь мы будем должны учитывать величину угла развала. При большом угле понижается центр тяжести и облегчается охлаждение и подача масла. Все это снижает динамическую характеристику и увеличивает инертность, а при малом угле снижается инертность, но увеличивается перегрев.

Третье что нам необходимо знать это объем камер сгорания. Он отвечает за характеристики двигателя внутреннего сгорания. Чем больше объем, тем больше мощность.

Теперь о материале двигателя. Двигатели могут быть изготовлены из чугуна, алюминия, а так же магниевых сплавов.

Расчет коэффициента сжатия

Вычислить степень сжатия ДВС можно, если выполнить расчет по формуле ξ = (Vр + Vс)/ Vс; где Vр – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания. Из формулы видно, что степень сжатия можно сделать больше, уменьшив, объем камеры сгорания. Или увеличив, рабочий объем цилиндра, не изменяя камеры сгорания. Vр намного больше чем Vс. Поэтому можно считать, что ξ прямо пропорционален рабочему объему и находится в обратной зависимости от объема камеры сгорания.

Рабочий объем цилиндра можно посчитать, зная диаметр цилиндра – D и ход поршня – S. Формула для его вычисления выглядит так: Vр = (π*D2/4)* S.

Объем камеры сгорания из-за ее сложной формы обычно не вычисляют, а измеряют. Сделать это можно залив в нее жидкость. Определить объем, поместившийся в камеру жидкости, можно при помощи мерной посуды или весов. Для взвешивания удобно использовать воду, так как ее удельный вес 1г на см3. Значит, ее вес в граммах покажет и объем в куб. см.

Геометрия двигателя и обороты. Связь.

Любитель Фордов

Старожил форума

Велик и всемогущ!

Для крутильного мотора уменьшается ход поршня. При расчете автомобильного мотора обороты ограничиваются на максимальном ускорении поршня в 20 м/с. Чем меньше ход поршня, тем меньше его ускорение при одних и тех же оборотах. Но при этом не забываем и про R/S (отношение длины шатуна к ходу поршня). Для крутильного мотора это соотношение должно быть не менее 1.75. Т.е. при одной и той же длине шатуна R/S больше у мотора с меньшим ходом поршня. Что бы поршень мог работать на ускорениях выше 20 м/с, нужно снижать его массу, а значит размер. Для этого увеличивают количество цилиндров при неизменном объеме, т.е. снижают объем одного цилиндра, а значит и размеры поршня.

Масло 5W50 или 10W60 — это для турбированных моторов, там где маслом охлаждается турбина, а так как у нее очень высокая температура, то и масло нужно более высокотемпературное. Для атмо мотора масла 5W30 или 5W40 за глаза. Это не говорит о том жидкое оно или густое. Это скорее определяет температурный диапазон, в котором оно сохраняет вязкость примерно в пределах допуска. При этом они при температуре 70 градусов могут иметь одинаковую вязкость.

О каких маслофорсунках речь, которые прыскают маслом на днище поршня для охлаждения?

Любитель Фордов

Старожил форума

А как считать ускорение? Ведь в ВМТ и НМТ происходит практически мгновенная остановка и обратный разгон. Как время считать здесь? Если можно с примером плиз.

Вряд ли проблема в самой турбе. Масло попадает тока на подшипники, причем нагрузок переменных они не несут, тока обороты высокие, так что большая вязкость тут не нужна. Скорее турбомотор мощностно более нагружен посему и нужна более толстая и стабильная пленка. Кстати в мощных атмомоторах наверняка так же.

о чем и речь. Тока вроде не секрет, что при нагрузке, все тепловые параметры ДАЛЕКО не такие же, чем при круизных режимах. Да и масло даже в круизных режимах не 70, а 90-100, как минимум. И я кстати практически уверен, что вязкость масел 5-30 и 5-50 различается не тока в самом «жарком конце».

Велик и всемогущ!

Нет там мгновенной остановки, иначе поршень бы просто оборвало.
Движение поршня имеют синусоидальный характер. Поэтому считать можно на калькуляторе, как раньше считали, можно используя различный современный софт.
Например Lotus Engine Simulation.

Дело не в нагрузке, а в тепловых зазорах и степени окисления масла. Самая главная ошибка в понимании обозначения класса вязкости по SAE. Я уже выше писал, что стандарт SAE обозначает не вязкость на прогретом моторе, а диапазон рабочих температур.

«Класс SAE сообщает потребителю диапазон температуры окружающей среды, в котором масло обеспечит проворачивание двигателя стартером (первая слева колонка), прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах трения (вторая слева колонка), и надежное смазывание летом при длительной работе в максимальном скоростном и нагрузочном режиме»

Вот тут есть табличка:

В 4 и 5 колонке есть требования к кинематической вязкости при 100°С.

Там можно увидеть, для для масла 5W40 кинетическая вязкость при 100°С должна лежать в диапазоне 12,5. 16,3 мм2/с, а для масла 5W50 16,3. 21,9мм2/с. Т.е. вполне реально, что у обоих будет около 16.3 мм2/с.

Однако нужно понимать, что существует система охлаждения ДВС и в частности масла, и термостаты настроены на какую то температуру. При этом в одном авто может быть рабочей температура ОЖ 105°С, а у другого 87°С. У меня такие данные по БМВ и Линкольну. Соответственно если в оба мотора залить одинаковое масло, то на прогретом моторе их кинетическая вязкость будет весьма значительно разниться.

Поэтому, выбор масла производится исходя из выбранных тепловых зазоров, рабочей температуры ДВС, потери напора в системе смазки, напорно-расходной характеристики масляного насоса и т.п. Поэтому если мотор не строится с нуля, то в эти дебри по началу лучше не лезть. Даже если речь о тюннинге, масло нужно лить именно то, что рекомендовано заводом производителем. Это очень серьезно, и не является вопросом религии.

Основные параметры геометрической проходимости

В понятие геометрической проходимости автомобиля входит 5 основных параметров:

• Дорожный просвет (клиренс). Под данным понятием понимается расстояние между самым близко расположенным к земле элементом автомобиля и самой поверхности земли. Согласно действующим ГОСТ, данное расстояние измеряется от центра автомобиля, но на практике чаще самые низкорасположенные элементы автомобиля находятся в задней части автомобиля, например, резонатор глушителя. Если поставить автомобиль на горизонтальную ровную поверхность и найти его самую нижнюю точку, а после измерить расстояние от нее до земли – это и будет клиренс;
• Угол въезда. Данный параметр также часто называют углом рампы, что звучит более понятно. Он подразумевает под собой угол между горизонтальной поверхностью и линией, проведенной от точки соприкосновения передних колес к нижней точке передней части автомобиля. Угол въезда позволяет определить, на какую поверхность может въехать автомобиль не повредив переднюю часть кузова;
• Угол съезда. Близкий к углу въезда параметр, применимый к задней части кузова. То есть, это угол между горизонтальной линией и линией, проведенной от точки соприкосновения задних колес к нижней части автомобиля. Данный параметр определяет максимальный угол поверхности, на которую может въехать автомобиль при движении задним ходом;

Также можно выделить несколько параметров, относящиеся к геометрической проходимости автомобиля, но не являющиеся ключевыми:

• Максимальный преодолеваемый угол. Под этим понятием рассматривается максимальная крутизна уклона, на который может въехать автомобиль без посторонней помощи. То есть, это максимальный угол поверхности, на которую въезжает автомобиль, относительно горизонта;
• Глубина преодолеваемого брода. Данный параметр определяет максимальную глубину, на которую автомобиль может погрузиться и продолжить движение без вреда для технических компонентов. В первую очередь, ограничение глубины брода зависит от высоты нахождения точки забора воздуха двигателем, которая чаще всего располагается под капотом у легковых автомобилей. У внедорожников точка забора воздуха может находиться на крыше, если они оснащены шноркелем – специальным устройством, поднимающим точку забора воздуха. Обратите внимание: Если вода попадет во впускной тракт вместе с воздухом, это может привести к гидроудару, что выльется в необходимость капитального ремонта двигателя для восстановления его работоспособности.
• Ход подвески. Под данным понятием рассматривается максимальная высота, которую может преодолеть колесо в вертикальном положении от точки максимального сжатия подвески до полной разгрузки, практически во время отрыва от поверхности. Данный параметр не оказывает ключевое влияние на геометрическую проходимость автомобиля, и он редко упоминается при рассмотрении данного параметра.

Нам потребуется особый штангенциркуль и масштабная рейка. Первый необходим для проверки правильности расположения колес относительно друг друга. Также он подходит для сравнения месторасположения контрольных точек на разных сторонах кузова ТС.

Сначала измеряем расстояние между двумя точками с одной стороны. Затем фиксируем положение ножек циркуля при помощи специального крепежа. Далее проводим замеры между аналогичными контрольными точками с другой стороны кузова. Если результаты не совпадают – геометрия нарушена.

По такому же принципу можно проверить наличие деформации кузова при помощи масштабной рейки. Она имеет телескопическую конструкцию и регулируемые по высоте указатели, что дает возможность проводить замеры при наличии между контрольными точками различных препятствий. Также масштабная рейка позволяет рассчитать точное расстояние между контрольными точками на кузове и раме ТС и сравнить их с данными, указанными производителем авто.

Об основных параметрах двигателя внутреннего сгорания. Оппозитный двигатель, разновидности двигателя — W-образный

Большая часть автомобилей имеют поршневой двигатель внутреннего сгорания. Его устройство весьма сложное, даже для профессионала.

При покупке автомобиля в первую очередь смотрят на характеристики двигателя. Эта статья, поможет разобраться Вам в основных параметрах двигателя.

Количество цилиндров. Современные автомобили имеют до 16 цилиндров. Это очень много. Но дело в том, что поршневые двигатели внутреннего сгорания с одинаковой мощностью и объемом, могут существенно отличаться по иным параметрам.

Как расположены цилиндры?

Цилиндры могут располагаться двумя типами: рядным (последовательным) и V-образным (двухрядным).

При большом угле развала существенно уменьшаются динамические характеристики, но при этом повышается инерционность. При малом угле развала снижается инерционность и вес, но это приводит к быстрому перегреву.

Оппозитный двигатель

Есть ещё и радикальный оппозитный двигатель имеющий угол развала в 180 градусов. В таком двигателе все недостатки и преимущества максимальны.

Рассмотрим преимущества такого мотора. Этот двигатель легко встраивается в самый низ моторного отсека, что позволяет снизить центр масс и вследствие чего, повышается устойчивость автомобиля и его управляемость, что не мало важно.

На оппозитные поршневые двигатели внутреннего сгорания вибрационная нагрузка снижена и они полностью сбалансированы. Также они небольшой длины, чем однорядные двигатели. Есть и недостатки — сама ширина моторного отсека автомобиля увеличена. Оппозитный двигатель устанавливается на автомобили марок Porsche, а также Subaru.

Разновидности двигателя – W-образный

На данный момент, W-образный двигатель, который выпускает Фольксваген, включает в себе две поршневые группы от двигателей типа VR, которые находятся под углом 72° и за счёт этого, и получается двигатель с четырьмя рядами цилиндров.

Сейчас делают W-образные двигатели с 16, 12 и 8 цилиндрами.

Двигатель W8 — четырёхрядный по два цилиндра в каждом ряду. В нём есть два балансирных вала, которые вращаются быстрее коленчатого в два раза, они нужны, чтобы уравновесить силы инерции. Этот мотор имеет место быть на автомобиле — VW Passat W8.

Двигатель W12 — четырёхрядный, но уже по три цилиндра в каждом ряду. Он встречается на автомобилях VW Phaeton W12 и Audi A8 W12.

Двигатель W16 — четырёхрядный, по четыре цилиндра в каждом ряду, он стоит только на автомобиле Bugatti Veyron 16.4. Этот двигатель мощностью 1000 л.с. и в нём сильное влияние инерционных моментов отрицательно действующих на шатуны, уменьшили за счёт увеличения угла развала до 90° , и при этом снизили скорость поршня до 17,2 м/с. Правда размеры двигателя от этого увеличились: его длина равна 710, ширина 767 мм.

И наиболее редкий тип двигателя – это рядно-V-образный ( также называемый — VR , смотрите на самом верхнем рисунке справа), который представляет из себя сочетание двух разновидностей. У двигателей VR маленький развал между рядами цилиндров, всего 15 градусов, что и позволило использовать на них одну общую головку.

Объем двигателя. От этого параметра поршневого двигателя внутреннего сгорания зависят практически все остальные характеристики двигателя. В случае увеличения объема двигателя, происходит увеличение мощности, и как следствие увеличивается расход топлива.

Материал двигателя. Двигатели, обычно делаются из трёх видов материала: алюминия или его сплавов, чугуна и других ферросплавов, либо магниевых сплавов. От этих параметров на практике зависит лишь ресурсы и шум двигателя.

Наиболее важные параметры двигателя

Крутящий момент. Он создается двигателем при максимальном тяговом усилие. Единица измерения – ньют-метры (нм). Крутящий момент на прямую влияет на “эластичность двигателя ” (способность к разгону на низких оборотах).

Мощность. Единица измерения – лошадиные силы (л.с.) От неё зависит время разгона и скорость авто.
Максимальные обороты коленчатого вала (об/мин). Указывают на число оборотов которое способен выдерживать двигатель без потери прочности ресурсов. Большое количество оборотов указывает резкость и динамичность в характере автомобиля.

Важны в автомобиле и расходные характеристики

Масло. Его расход измеряется в литра на тысячу километров. Марка масла обозначается xxWxx, где первое число обозначает густоту, второе вязкость. Масла с высокой густотой и вязкостью существенно повышают надёжность и прочность двигателя, а масла с небольшой густотой дают хорошие динамические характеристики.

Топливо. Его расход измеряется в литрах на сто километров. В современных автомобилях можно использовать практически любую марку бензина, но стоит помнить, что низкое октановое число влияет на падение прочности и мощности, а октановое число выше нормы снижает ресурс, но повышает мощность.

Бирка (шильдик) электродвигателя

Осмотрев любой, за редким исключением, электродвигатель можно обнаружить табличку, привинченную на болты, саморезы или же заклепки. Что же написано на данном куске металла? Возьмем шильдик, заменив на нем заводской номер на название сайта.

Кстати, редко бывает, что табличка на электрооборудование находится в таком, почти идеальном состоянии. Часто данные выцветают или замазаны краской, ведь задача стоит для обслуживающего персонала покрасить двигатель, а не покрасить двигатель, оставив табличку нетронутой. Но, нам повезло. Пойдем по-порядку.

Первая строчка — число фаз и тип тока (3

), заводской номер, частота сети, форма исполнения и монтажа, класс изоляции

Вторая строчка — тип электродвигателя, косинус фи, возможные схемы соединения, номинальная частота вращения

Третья строчка — возможные номинальные напряжения, номинальная мощность, IP — степень защиты электродвигателя, масса, режим работы электродвигателя (S1).

Четвертая строчка — номинальные токи в зависимости от схемы включения обмоток, далее какому госту соответствует эд.

Рассмотрим отдельные параметры более подробно.

Мощность электродвигателя: полная, активная и на валу

Формула для расчета мощности трехфазного асинхронного двигателя:

S1 — полная мощность, потребляемая двигателем из сети

P1 — активная мощность, потребляемая электродвигателем из сети (указана на шильдике)

P — активная мощность на валу ЭД.

cosf — косинус фи, коэффициент мощности — угол сдвига фаз между активной (P) и полной мощностью (S).

В формулах выше, значение мощности получится в Вт, значение полной мощности в ВА. Чтобы перевести в киловатты необходимо получившееся значение разделить на тысячу. Значение тока и напряжения соответственно в формуле выше в амперах и вольтах.

I1 и U1 — линейные значения тока и напряжения, их еще называют междуфазными. Не стоит путать с фазными. Линейные — это АВ, ВС, СА (380); фазные — АО, ВО, СО (220). Если выразить формулы мощностей через фазные значения тока и напряжения, то вместо корня из трех вначале будет коэффициент 3. Этот коэффициент определяется наглядно через векторную диаграмму трехфазного напряжения.

Для двигателей постоянного тока формула будет просто произведение напряжения на зажимах двигателя умножить на ток, потребляемые двигателем из сети.

Потребляемая мощность p1 больше мощности на валу ЭД из-за потерь, которые возникают при преобразовании электрической энергии в механическую.

Звезда/Треугольник и 220/380, 380/660

Смотреть все значения по порядку как они идут через дробь. То есть написано на шильде Y/D ( треугольник/звезда), значит и токи, напряжения соответственно будут сначала для Y, а после дроби для звезды. Единственно, нюанс, что при 220/380 — треугольник будет 220, А при 380/660 — треугольник будет 380. То есть говорить, что 380 — это всегда звезда — неверно.

Всегда изучайте табличку на движке перед подключением.

Достоинства при подключении звездой и треугольником абстрактны, так как каждая схема имеет свои области применения:

• Y — меньше рабочий и пусковой ток, больше напряжение, меньше пусковой момент, меньше греется
• D — больше пусковой момент, пусковой ток, но и больше греется.

Бывают двухскоростные двигатели, где сначала запускаются на звезде, А потом переходят на треугольник. В таком случае механизм легче запускается, А потом работает с большей мощностью.

При подключении трехфазного двигателя на 220В, где есть лишь фаза и ноль, можно прибегнуть к схеме с конденсаторами.

Форма исполнения и способ монтажа

IM 1081 — форма исполнения и способ монтажа согласно ГОСТ 2479 и МЭК60034-5. В нашем примере это обозначает “на лапах с двумя подшипниковыми щитами, с одним циллиндрическим концом вала”.

Это название состоит из латинских букв IM и четырех чисел.

Первая цифра от 1 до 9 — конструктивный способ исполнения

Вторая и третья (00. 99) — способ монтажа

Четвертая (0..9) — условное обозначение конца вала.

Коэффициент полезного действия электродвигателя

КПД показывает эффективность преобразования электродвигателем электрической энергии, которую он берет из сети, в механическую энергию вращения механизма.

Если бы не было потерь при передаче энергии, то КПД равнялся бы 100%. Однако, такого не существует. Однако, существуют виды потерь, которые уменьшают величину коэффициента:

• потери от нагрева проводников с током при увеличении нагрузки — электрические потери
• потери на вихревые токи, гистерезис в шихтованных статорах — магнитные потери
• потери на трение подшипников, вентиляцию — механические потери
• плюс различные дополнительные менее важные виды потерь.

Часто, но не всегда, чем выше скорость вращения электродвигателя, тем больше его КПД. Это связано с зависимостью КПД и скольжения ЭД. Существуют классы согласно величины КПД по ГОСТ IEC/TS 60034-31—2015: IE1, IE2, IE3, IE4.

Классы изоляции двигателей по нагревостойкости

Здесь нам на помощь придет ГОСТ 8865-93. Класс изоляции электрических машин характеризует максимальную температуру при номинальных параметрах. То есть в нашем примере при номинальных данных с таблички, температура изоляции не должна превышать 155 градусов.

Приведу данные допустимых температур электродвигателей для разных классов изоляции. Следует учитывать, что материалы могут иметь различные классы.

• Y — 90
• A — 105
• E — 120
• B — 130
• F — 155
• H — 180

Далее идут цифровые классы: 200, 220, 250 — а после них плюс 25 градусов с обозначением класса согласно допустимого значения температуры.

Данные температуры определены опытным путем при работе на номинальных параметрах на протяжении срока эксплуатации до величин, при которых увеличивается тангенс дельта и уменьшается напряжение пробоя.