Что такое мощность двигателя, крутящий момент и удельный расход топлива

Ремонт и тюнинг двигателя Газ 66

Поскольку силовая установка унаследовала большинство конструктивных решений у старшего брата, проблемы остались такими же, как у предшественника. Недостатки присущи охлаждающей группе, тем более, если работа мотора проходила на воде. Такое явление сопровождалось коррозией конструктивных элементов и выходом из строя деталей, к которым относятся водяная помпа и термостат. Для решения возникших неполадок патрубки и пустоты мотора промывают, а повреждённые детали меняют.

Переделанный коллектор впуска:

К недостаткам относят повышенный расход топлива. Как вариант решения проблемы, провести тюнинг двигателя ГАЗ 66. К таким мероприятиям относится замена карбюратора на инжектор, который позволит добиться изделию большего показателя мощи и при этом меньше потреблять топлива. Кроме того, карбюратор при повышенной температуре окружающего воздуха кипит и перегревает механизм, инжектор исключает такое поведение.

С целью повысить ресурс установки, владельцы модернизируют агрегат, детали заменяют аналогичными, но берут их у поздних моторов. Дело в том, что качество деталей на модификации ЗМЗ-513 не на высоте, тогда как замена добавляет 30% к ресурсу.

Облегчённый маховик:

Форсировать двигатель можно, установив на него облегченный маховик (10кг, вместо 16,5кг), облегчённое сцепление, облегчённый коленчатый вал. Кроме того, устанавливают патрубок впуска, переделанный под 4-х камерный карбюратор, меняют распределительный вал на изделие с увеличенным подъёмом клапана и др. Такие действия выжимают из мотора до 160 лошадей, однако негативно влияют на ресурс.

Характеристики ДВС

Потребительские качества двигателя (принимая за образец классический поршневой или комбинированный двигатель, отдающий крутящий момент) можно охарактеризовать следующими показателями:

1. Массовые показатели, в кг на литр рабочего объёма (обычно от 30 до 80) — удельная масса, и в кг на 1 л.с. (1 кВт) — удельная мощность. Они важнее для транспортных, особенно для авиационных, двигателей.
2. Удельный расход топлива, г/л.с.*час (г/кВт*ч), или для конкретных видов топлив с разной плотностью и агрегатным состоянием, л/кВт*ч, м3/кВт*ч.
3. Ресурс в часах (моточасах). Некоторые применения ДВС не требуют большого ресурса (пусковые ДВС, двигатели торпед), и потому в их конструкции могут отсутствовать, например, фильтры для масла и воздуха.
4. Экологические характеристики (как самостоятельные, так и в составе транспортного средства), определяющие возможность его эксплуатации.
5. Транспортные характеристики, определяющие кривую крутящего момента в зависимости от числа оборотов. При работе двигателя по винтовой характеристике, обычно без трансмиссии, специальная корректировка транспортной характеристики не требуется, но в автомобилях и тракторах хорошая транспортная характеристика (высокий запас крутящего момента, тихоходная настройка) позволяют уменьшить число передач в трансмиссии и облегчить управление.
6. Шумность двигателя, зачастую определяемая его применением в люксовых моделях автомобилей или подводных лодках. Для снижения шумности часто снижают жёсткость подвески двигателя, усложняют схемы выпуска газов (например, выпуск газов через винт в подвесных моторах), а также капотируют.

Скоростные характеристики

ДВС, отдающие мощность на выходной вал, обычно характеризуются кривыми крутящего момента и мощности в зависимости от частоты вращения вала (от минимально устойчивых оборотов холостого хода до максимально возможных, при которых ДВС может работать без поломок). Дополнительно к двум вышеупомянутым кривым может быть представлена кривая удельного расхода топлива. По результатам анализа таких кривых определяется коэффициент запаса крутящего момента (он же коэффициент приспособляемости), и другие показатели, влияющие на конструкцию трансмиссии.

Внешняя скоростная характеристика 2,7 литрового двигателя Porsche Boxster

В настоящее время для потребителей представляют внешние скоростные характеристики с нетто-мощностью ISO-1585, согласно региональному стандарту измерения мощности ДВС (зависит от температуры, давления, влажности воздуха, применяемого топлива и наличия отбора мощности на установленные агрегаты). Двигатели американских производителей обычно испытывают по другому стандарту (SAE). Внешней характеристику называют потому, что линии мощности и крутящего момента проходят выше частичных скоростных характеристик, и нельзя получить мощность выше манипуляциями с органами подачи топлива.

Однако, в более ранних публикациях имеются скоростные характеристики, базирующиеся на измерении мощности брутто (кривая крутящего момента, соответственно, также поднимается выше).

Кроме полных, в расчётах трансмиссий транспортных средств активно используются частичные скоростные характеристики — эффективные показатели двигателя при промежуточных положениях регулятора подачи топлива (или дроссельной заслонки для бензиновых). Для транспортных средств с винтами на таких характеристиках приводят винтовые при различных положениях винта с регулируемым шагом.

Существуют и другие характеристики, не предназначенные для потребителей, например с кривыми индикаторной мощности, индикаторного расхода топлива и индикаторного крутящего момента (используемые при расчёте ДВС), а также абсолютная скоростная характеристика, показывающая максимально возможную отдачу данного двигателя, которую можно получить при подаче большего количества топлива, чем на номинальном режиме. Для дизелей имеется также линия дымления, работа за которой не допускается.

Работа на абсолютной характеристике практически (кроме пуска ДВС) не производится, поскольку при этом снижается экономичность и экологичность двигателя, сокращается ресурс (особенно для дизельных двигателей, у которых работа за пределом дымления сокращает ресурс до считанных часов).

Основные типы двигателей

Применяемые на автомобилях двигатели подразделяются на типы по различным признакам

У четырехтактных двигателей полный рабочий процесс (цикл) совершается за четыре такта (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск), которые последовательно повторяются при работе двигателей. Рядные двигатели имеют цилиндры, расположенные в один ряд вертикально или под углом 20…40° к вертикали. V-образные двигатели имеют два ряда цилиндров, расположенных под углами 60, 75° и чаще 90е. V-образный двигатель с углом 180° между рядами цилиндров называется оппозитным. Двух-, трех-, четырех- и пятицилиндровые двигатели выполняются обычно рядными, а шести-, восьми- и многоцилиндровые — V-образными. В двигателях с жидкостным охлаждением в качестве охлаждающего вещества используют антифризы (низкозамерзающие жидкости), температура замерзания которых -40 °С и ниже. В двигателях с воздушным охлаждением охлаждающим веществом является воздух. Большинство двигателей имеет жидкостное охлаждение, так как оно наиболее эффективное.

Тюнинг

Тюнинг (от англ. tuning) – внесение изменений в агрегат с целью тонкой настройки или снятия большей мощности. Двигатели серии JZ любимы автовладельцами не только за надежность и мощность, но и благодаря хорошей адаптированности к тюнингу. Существуют способы, как снимать больше мощности и с 2.5-литрового, и с 3-литрового двигателя

Но важно понимать: для тюнинга лучше подходит более объемистый вариант двигателя

Связано это с простым правилом: чем меньше форсируется двигатель на литр объема, тем лучше. Т.е. 1JZ получит при тюнинге большую нагрузку. И, хотя даже в стоковом варианте его поршневая группа позволяет «снимать» до 500 лошадиных сил, желательно все же тюнинговать старшую версию, хотя она и дороже.

При форсаже у 1 JZ имеется ряд существенных проблем:

• перегрев двигателя при повышении мощности, связанный с конструктивными особенностями (проходимость тосольных каналов, ограниченность «мощности» радиатора);
• перегрев масла.

Тюнеры, пытающиеся разогнать этот мотор, нередко сталкиваются с перегревом 6 цилиндра двигателя. Поэтому в качестве платформы для тюнинга лучше выбирать что-то из линейки 2JZ. Он способен выдержать до 1000 «лошадок» без модификации поршневой группы, масляный и тосольный насосы двигателя тоже справляются с такой нагрузкой.

Основные направления тюнинга:

Турбины.

Установка (или улучшение уже имеющегося в двигателе) turbo кита – первое, чем озадачиваются владельцы JZ, решившие форсировать сердце автомобиля. Специалисты рекомендуют турбины HKS GT-SS, Garrett GT2860RS или GT35R (однотурбовая модификация) и BNR34 N1.

Желателен также интеркулер и система холодного впуска: чем ниже температура воздуха на входе, тем лучше.

Топливная система.

В погоне за мощностью часто меняют топливные форсунки, что логично: стоковые могут не справиться с возросшим объемом прокачиваемой через двигатель топливной смеси. Для «разгона» до 500 л.с., например, следует брать форсунки на 620сс – с небольшим запасом.

Вместе с форсунками меняют иногда и топливную рейку двигателя, ставят шланги большего сечения, производительные насосы (например, два Walbro на 255 л/час, работающих параллельно).

Система охлаждения

В разогнанном двигателе тосол придется специально охлаждать, для чего понадобится более производительный, чем в стоке, радиатор. Специалисты рекомендуют продукцию марки Koyo, показывающую производительность минимум на 30% выше «родного» радиатора. Понадобится также и хороший маслорадиатор.

Для простоты в продаже имеются радиатор-киты для масляных и тосольных магистралей. Охлаждение касается и КПП, особенно если она автоматическая: для работы на повышенных нагрузках ее следует оснастить радиаторами или специальными электровентиляторами. А МКПП нужны масляные радиаторы и внешние маслонасосы.

Система выпуска.

Тюнеры ставят выхлоп большого диаметра (85 мм), используют японские системы с приемной трубой до турбин и резонатором до катализатора.

Впускной коллектор.

Ставятся фильтры нулевого сопротивления от надежных производителей.

Электроника.

Для работы на большой мощности потребуется новый бортовой компьютер, обеспечивающий согласованность систем.

Совокупная стоимость всех работ может составить до нескольких десятков тысяч долларов

Важно понимать, что на запчастях для тюнинга экономить нельзя, это чревато выходом из строя мотора

Следует помнить: тюнинг двигателя ведет за собой соответствующие изменения в коробке передач, ходовой части, подвеске, тормозах, чтобы они соответствовали новой «прыти» авто.

Возможен ли тюнинг двигателей СМД

По мнению специалистов, силовые агрегаты, предназначенные для сельскохозяйственной техники, не подвергаются усовершенствованиям с целью улучшить мощностные характеристики. Это объясняется тем, что их конструкция и методы изготовления рассчитаны на выполнение конкретных работ в определенных условиях. Любое вмешательство в регулировки, настройки и конструкцию СМД приведет к нарушению сбалансированной работы двигателя и транспортного средства в целом.

Создана широкая линейка моделей СМД, отличающихся мощностными характеристиками. Различные машины спецтехники комплектуются наиболее подходящим мотором из имеющегося широкого диапазона.

При желании преобразить внешний вид транспортного средства допускается применять светодиодный тюнинг.

523 серия двигателей

Разработанный Заволжским Моторным Заводом двигатель ЗМЗ модели 523 стал одним из серийно выпускаемых после развала Советского Союза.

В основном его использовали в машинах гражданского и промышленного типа, для малогабаритных грузоперевозок и в некоторых типах промышленной техники.

Также его часто можно встретить в автобусах марки ПАЗ, которые до сих пор широко используются для перевозок пассажиров на небольшие расстояния.

Данный двигатель ЗМЗ 523 является улучшенной моделью 511 серии. Главным отличием считается увеличение объема в цилиндрах. Такое улучшение стало доступным благодаря установке коленчатого вала, имеющего увеличенный ход поршня, равняющийся 8 мм.

Благодаря некоторым конструкционным изменениям данный механизм стал более дешевым по сравнению со своими предшественниками. Кроме того, ЗМЗ 523 имеет минимум требований к своему использованию, легок в производстве и просто обслуживается, что позволяет избежать частых поездок в автомастерскую.

К основным минусам относятся:

1. высокий расход топлива, сравнительно малая мощность;
2. небольшой крутящий момент.

Такие характеристики в наше время считаются неудовлетворительными, а также имеют высокий показатель загрязнения окружающей среды, что не позволяет данному оборудованию соответствовать хотя бы минимальным нормам экологических стандартов, общепринятых во всем мире. Поэтому от данного мотора уже давно отказались и его можно приобрести исключительно в б/у виде.

Объем двигателя

Рабочий объем ДВС определяет его мощность. Этот параметр измеряется в см3, но чаще в литрах. Он определяется путем суммирования внутреннего объема всех цилиндров силового агрегата. За основу в вычислениях берется поперечное сечение цилиндра и умножается на длину хода по нему поршня. В результате получается рабочий объем. Параметр также определяет во многих странах мира сумму сборов. Соответственно чем больше объем, тем мощнее двигатель, а значит, его владелец заплатит больший взнос. Перспективным направлением разработок современности являются ДВС с изменяемым объемом. Это технология, когда при определенных условиях цилиндры отключаются.

Список моделей авто в которых устанавливался

Впервые двигатель ВАЗ 21126 появился на Ладе Приоре в кузове седан 2170 и хэтчбек 2172 в 2007 — 2008 годах. Позже вышла Приора универсал и купе. После обкатки двигателя ВАЗ 21126 на Приоре его установили на Калины, Самары и Гранты.

Неисправности

Двигателю 2103 свойственны такие же неисправности, как и для других классических моторов ВАЗ. Чаще всего встречаются:

Встречаются и другие неисправности при эксплуатации двигателей ВАЗ 2103. В общем случае диагностику неисправностей мотора лучше проводить в условиях специализированного СТО.

Модификации мотора

Двигатель выпускается в различных вариациях, предназначенных для работы с определенной спецтехникой.

Основные модели:

Базовая модель двигателя и модификации ставятся на трактора и прочую технику, по согласованию с производителем. Всего существует более 11 вариаций мотора, отличающиеся, в основном, дополнительным оборудованием. Можно поставить:

• два гидронасоса;
• модернизированную муфту блока сцепления;
• глушитель;
• пневмокомпрессор;
• предпусковой электрофакельный подогреватель;
• увеличенный теплообменник системы охлаждения моторного масла, и т.д.

Модификации двигателя А-41СИ1, 02 и 03 отличаются друг от друга расположением цилиндров: последний получил рядную компоновку, благодаря чему номинальная развиваемая двигателем мощность выросла до 100 сил, а запас момента – до 20%, по сравнению с собратьями. На популярные трактора серии ДТ-75, согласно каталогу завода, ставятся моторы А 41И, СИ, С.

Описание двигателя

Агрегат относится к дизельным четырёх цилиндровым моторам, блок цилиндров установки усиленный, выполнен из чугуна, объём двигателя Д240 составляет 4.75 литров. Силовая установка атмосферная, отличается повышенной надёжностью и простотой конструкции. Ремонтируется мотор легко, процедура возможна даже в полевых условиях.

Поскольку силовая установка дизельная, подача топлива, это впрыск, мотор обеспечен нужной тягой и достаточной мощностью. К тому же двигатель Д240 крутящий момент составляет 28 кгс*м, чего хватает для выполнения большинства поставленных задач. Процесс запуска силовой установки Д240 происходит при помощи электрического стартера, модификация Д240Л оборудована пусковым двигателем, что помогает облегчить запуск главного агрегата в холодное время года.

Конструктивным решением было применение на силовом агрегате рабочей камеры нераздельного типа. Кроме того, впрыск топлива двойной, с образованием паров рабочей жидкости по объёму и распределением горючего в виде плёнки по цилиндру и поршню. Благодаря решению, удаётся получить эффект, используя ресурс мотора и реализовать потенциал. Таким образом, динамические характеристики агрегата выше, что делает возможным справляться мотору с большим количеством поставленных целей.

Рабочую камеру, с целью улучшения смесеобразования, конструкторы выполнили в виде шара, это образовывает внутри камеры вихревые потоки и использует выделяемое тепло с эффектом. Силовая установка вырабатывает 80 лошадиных сил при 2200 мин-1 оборотах коленчатого вала. Такие показатели гарантируют тягу в диапазоне оборотов.

Избегать температурных деформаций блоку цилиндров силового агрегата помогает высокопрочный серый чугун. Материал сделал мотор тяжелым, масса двигателя Д240 составляет 430кг, это себя оправдало, поскольку у мотора нет болезней, присущих аналогичным механизмам.

Силовой агрегат Д240:

Конструкция

Все модификаций двигателя, устанавливаемого на ВАЗ 2114 имеют вылитый из чугуна блок и инжекторную систему впрыска топлива. Несмотря на конструктивные решения, применяемые для улучшения динамических и экологических показателей, устройство двигателя ВАЗ 2114 сохранило простоту и умеренную цену обслуживания.

Эксплуатация и ресурсность

Замену масла стоит производить через каждые 9-11 тыс. км. Независимо от модификации, для замены масла потребуется 3.2 литра. Рекомендуемая вязкость: 5W-30, 10W-40, 5W-40, 15W-40.

Согласно заводу изготовителю, ресурс моторов составляет 150 тыс. км. (200 тыс. км для Приора мотора). Практика показала, что при должном обслуживании мотор способен преодолеть до 250 тыс. км.

Несоблюдение нормативов проведения ТО и неправильный тюнинг двигателя ВАЗ 2114 значительно уменьшают его ресурс.

Особенности и недостатки

1.5і л:

• после обрыва ремня ГРМ клапана остаются невредимыми;
• требуется регулярное регулирование зазоров клапанов;
• износ узлов системы охлаждения;
• сопливит масло из-под клапанной крышки;
• течь масла из-под датчика-распределителя зажигания и бензонасоса;
• плохое крепление выпускного коллектора (решается заменой стальных гаек на латунные);
• ненадёжность ранних систем впрыска.

1.6і л:

• Обрыв ремня ГРМ не деформирует клапана;
• потребность в периодической регулировки клапанов;
• повышенная шумность и вибронагруженность.

16V 1.6і л (124):

• Благодаря лункам на поршнях, даже с умеренными спортивными валами при обрыве ремня ГРМ не загибает клапана;
• каждые 15 тыс. км нужно подтягивать ремень ГРМ.

16V 1.6і л (126):

обрыв ремня ГРМ приводит к загибанию клапанов (решить проблему можно, установив безвтыковые поршни.

Популярные неисправности

Ввиду неидеального качества исполнения агрегата и большого количества некачественных запчастей, мотор и навесное оборудование требуют к себе повышенного внимания.

Основные проблемы и возможные причины:

1. Нестабильная работа на холостом ходу ВАЗ 2114, двигатель глохнет после запуска. Причина – Закоксование регулятора холостого хода (РХХ), «моросит» датчик положения дроссельной заслонки, вакуумник, недостоверные сигналы датчика массового расхода воздуха;
2. Ухудшился запуск, двигатель троит – причиной могут быть: неправильная регулировка клапанов, отсутствие компрессии в одном из цилиндров (возможно, прогорел клапан), износ клапанных пружин, подсос воздуха (проверить места соединения шлангов и патрубков, идущих после ДМРВ и на вакуумник, шланг клапана продувки абсорбера, плотность прилегания форсунок к ГБЦ), неисправность модуля зажигания, свечи не подают искру, неработоспособность высоковольтных проводов, неправильные фазы газораспределения (возможно, на несколько зубьев проскочил ремень ГРМ);
3. Пропала приёмистость и не тянет двигатель ВАЗ 2114. Поломка возможна из-за неисправности модуля зажигания (симптомы проявляются на прогретом моторе), забитый катализатор, бензонасос не создаёт нужного давления, загрязненный воздушный фильтр, подсос воздуха, нагар на свечах зажигания, отсутствие компрессии;
4. Посторонние стуки, шумность и вибрации двигателя ВАЗ 2114. Поломка может появиться, потому что зазоры клапанов нуждаются в регулировке, проседание клапанных пружин, проседание седел, износ коренных подшипников коленвала или шатунных подшипников (возможно, что стучат сами поршни), гидрокомпенсаторы, износ крепления двигателя (подушки);
5. Не показывает температуру двигателя ВАЗ 2114. Возникает вследствие неисправности датчика температуры ОЖ (за показания на приборке отвечает датчик, вкрученный в ГБЦ), обрыв цепи, окисление контактов, неисправность в показателе на приборной панели;
6. Двигатель греется. Поломка термостата (жидкость циркулирует только в рубашке охлаждения ДВС). Покупая термостат, смотрите в инструкции, на какую рабочую температуру двигателя он рассчитан (для рассматриваемых двигателей это 95-103 градуса); повреждение крыльчатки водяной помпы, неисправность датчика включения вентилятора или же сам вентилятор не работает.

Показатели двигателей

Показателями двигателя называют величины, характеризующие его работу. Помимо конструктивных параметров, они зависят от особенностей и настроек систем питания и зажигания, степени износа деталей и пр.

Давление в конце такта сжатия (компрессия) является показателем технического состояния (изношенности) цилиндро-поршневой группы и клапанов.

Крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяет силу тяги на колесах: чем он больше, тем лучше динамика разгона автомобиля. Равен произведению силы на плечо (рис. 3) и измеряется в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).

Крутящий момент увеличивается с ростом:
рабочего объема . Поэтому двигатели, которым необходим значительный крутящий момент, обладают большим объемом;
давления горящих газов в цилиндрах, которое ограничено детонацией (взрывное горение бензо-воздушной смеси, сопровождаемое характерным звонким звуком. Ошибочно называется «стуком поршневых пальцев») или ростом нагрузок в дизелях.

Максимальный крутящий момент двигатель развивает при определенных оборотах (см. ниже), они вместе с его величиной указываются в технической документации.

Мощность двигателя — величина, показывающая, какую работу он совершает в единицу времени, измеряется в кВт (ранее в лошадиных силах). Одна лошадиная сила (л.с.) приблизительно равняется 0,74 кВт. Мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость коленвала (число оборотов в минуту, умноженное на определенный коэффициент).

Двигатели большей мощности производители получают увеличением:
рабочего объема, что, в свою очередь, приводит к росту габаритов двигателя и ограничению допустимых максимальных оборотов из-за значительных сил инерции увеличившихся деталей;
оборотов коленчатого вала, число которых ограничено инерционными силами и увеличением износа деталей. Высокооборотный двигатель одинаковой мощности (при прочих равных условиях — конструкции двигателя, технологии изготовления, применяемых материалах и т.д.) с низкооборотным обладает меньшим сроком службы, так как в среднем для одного и того же пробега его коленчатый вал будет совершать больше оборотов;
давления в цилиндре путем повышения степени сжатия либо наддувом воздуха посредством турбо- или механических нагнетателей. Для применения наддува степень сжатия вынужденно уменьшают для предотвращения детонации (у бензиновых двигателей) и снижения жесткости работы (повышенные нагрузки в цилиндро-поршневой группе дизеля, сопровождаемые чрезмерным шумом) (у дизелей). Наддув позволяет, например, сохранить мощность при меньшем рабочем объеме.

Номинальная мощность — гарантируемая производителем мощность при полной подаче топлива на определенных оборотах. Именно она, а не максимальная мощность, указывается в технической документации на двигатель.

Удельный расход топлива — это количество топлива, расходуемого двигателем на 1 кВт развиваемой мощности за один час. Является показателем совершенства конструкции двигателя: чем расход ниже, тем более эффективно используется энергия сгорающего в цилиндрах топлива.