Пропала «масса» на автомобиле: что это значит, и как это устранить? – автомобильный журнал

Пропала «масса» на автомобиле: что это значит, и как это устранить?

«Пропала «масса!» – именно это заклинание мы чаще всего слышим при обращении к автоэлектрикам с какими-либо неисправностями в электрооборудовании машины. Что полезно знать о «массе» в автомобиле, и как своими руками поправить дело при ее исчезновении?

Два провода или один?

Д ля подключения полезной нагрузки к источнику электропитания требуются два провода – об этом знает даже школьник (хотя Никола Тесла считал иначе…). Самый очевидный пример, вполне возможно, находящийся сейчас прямо рядом с вами – настольная лампа, включенная в розетку. Примерно так же включались и немногочисленные потребители электроэнергии на первых автомобилях конца XIX – начала XX веков. Схема простая, надежная и вполне жизнеспособная.

Однако как только выпуск автомобилей стал хоть сколько-либо массовым, коммерческая мысль промышленников тут же пошла в направлении экономии и оптимизации, и количество проводов в машине разом сократилось вдвое – в качестве одного из проводов стала использоваться металлическая масса кузова – в просторечии та самая «масса».

002

На донельзя упрощенной, но вполне наглядной вышеприведенной картинке справа изображена современная схема электрооборудования автомобилей – когда «массой» является минусовой провод бортовой сети. Однако так было не всегда… Приблизительно до 50-х годов ХХ века автопроизводители использовали в качестве «массы» как минус, так и плюс.

Стандарты в автопроме тогда еще не устоялись, а с электротехнической точки зрения не было совершенно никакой разницы, пускать по кузову плюс или минус. Однако к середине века наблюдения выявили более заметное коррозионное разрушение кузовов тех автомобилей, в которых «массой» был именно плюс! Выяснилось, что в этом случае интенсивнее развивается электрохимическая коррозия, обусловленная направлением движения электронов в электрической цепи — от плюса к минусу. В итоге от плюсовой «массы» повсеместно отказались в пользу минусовой – тем более что это не требовало ни малейших дополнительных вложений в производство.

Замена плюса на минус

Среди моделей отечественного автопрома плюс на «массе» встречался у Победы, у Москвичей 401-402 и более ранних, у первого выпуска «21-й» Волги (с 1960 года систему электрооборудования ГАЗ-21 поменяли на традиционную для наших дней). Автомобиль в СССР был товаром сверхдлительного использования, передаваясь из поколения в поколение десятилетиями, и после того как стало известно о вредоносном влиянии плюсовой «массы», изрядное количество владельцев старых Москвичей, Побед и Волг взялось самостоятельно переделывать полярность в электросистеме своих авто. Тем более что в литературе для автомобилистов того времени было немало советов и рекомендаций по такому апгрейду.

В принципе, рукастый автолюбитель справлялся с работой по переделке за один день. Помимо банальной смены клемм на аккумуляторе требовалось поменять полярность у амперметра указателя зарядки на приборной панели и немножко поковыряться с паяльником в радиоприемниках моделей А-8, А-9 и А-12, с плюсом на корпусе. Самым сложным была переполюсовка генератора, а вот моторчики печки и дворников и стартер, в которых не было постоянных магнитов, работали при изменении полярности точно так же и в доработках не нуждались.

ГАЗ-М21 Волга (I)

На фото: ГАЗ-М21 Волга (I) ‘1956–1958

Сегодня же, как ни странно, наблюдается обратная эволюция! Владельцы редких и восстановленных ГАЗ-21 первой серии и Побед в борьбе за полную аутентичность возвращают автомобилям изначальную конфигурацию электрооборудования, измененную когда-то прежними хозяевами. Усиливающаяся коррозия их уже не беспокоит, поскольку такие машины обычно не используются «на повседневку», 99% времени стоят с отключенной батареей и выезжают лишь несколько раз в год на автофестивали и ретропробеги.

«Аналог» и «цифра» – «масса» нужна всем!

Сегодня во многих авто применяется управление электрикой и электроникой по цифровой шине данных. Это дает огромную гибкость в управлении многочисленной электроникой, а также экономию меди – последнее, к слову, вторично.

На простейшем примере это выглядит так. В традиционной электросхеме к многочисленным лампочкам задних фонарей идет через весь кузов как минимум 5 плюсовых проводов — стоп-сигнал, два поворотника, габариты и задний ход (минусовым, разумеется, является кузовная «масса»). В цифровой же конфигурации плюсовой провод – всего один, и еще один тонкий – цифровая шина. По ней блок управления, расположенный непосредственно возле задних фонарей, получает команды и раздает «плюс» тем лампам, которым он в данный момент требуется.

004

Однако, несмотря на такое изменение концепции электрооборудования, роль «массы», разумеется, не исчезает – наоборот, она даже заметно возрастает! Ибо цифровые блоки управления гораздо чувствительнее к ухудшению контакта с «массой», нежели грубые и «неумные» лампочки и моторчики исполнительных устройств, которые раньше получали питание по простым «аналоговым» плюсовым проводам.

В поисках «массы»

«Пропала масса!» — едва ли не самая любимая мантра автомобильных электриков, поминаемая ими и по делу, и всуе… Слыша это многократно, многие автовладельцы, помнящие как минимум электротехнику по школьной физике, задумываются – кстати, а почему почти всегда теряется именно минусовая «масса», а не плюс? Ведь, казалось бы, они равнозначно необходимы для подвода тока к потребителю…

Ответ тут прост. В силу того, что общий массовый провод, коим является кузов, открыт атмосферной влаге и склонен к коррозии, элементы и модули электрики электроники автомобиля часто лишаются именно минуса или получают его через повышенное сопротивление ржавого и окислившегося контакта. Контакт в плюсовых проводах тоже порой теряется, но, поскольку в них почти не используется склонная к ржавлению сталь, происходит потеря контакта в разы реже, чем в случае с минусом…

масса автомобиля

В принципе, процедура поиска и восстановления плохого контакта в точках подключения к «массе» несложна и доступна большинству автовладельцев, практикующих самостоятельное обслуживание личного авто. Большинство контактных точек под капотом нетрудно обнаружить вдумчивым разглядыванием. В салоне и багажнике несколько сложнее – немало точек «массы» прячутся под торпедо и обшивками. Но и они конечном счете обнаружимы.

Обычно точки подключения электропроводки к «массе» представляют собой резьбовые шпильки, приваренные к кузову, или резьбовые закладные гайки. Так или иначе, ржавая и окисленная точка «массы» должна быть развинчена гаечным ключом, наконечники проводов, площадка вокруг шпильки, шайбы и гайка зачищены наждачкой, для предупреждения попадания влаги смазаны специальной аэрозольной смазкой для электроконтактов (или, в крайнем случае, консистентными смазками типа Литол-24 или графитки) и собраны в обратном порядке.

масса автомобиля

Особенно стоит отметить важность так называемых «корончатых» шайб, которые по науке именуются «шайбы стопорные с наружными зубьями» (они же иногда бывают интегрированы в кабельные наконечники). Эта мелкая и, на первый взгляд, не заслуживающая внимания ерундовина крайне важна для обеспечения качественного контакта в точках «массы»!

масса автомобиля

Дело в том, что кузов на заводе красится в полностью собранном виде – после окраски на нем уже ничего не сверлят и не варят. Соответственно, все резьбовые шпильки, являющиеся точками контакта с «массой», а также места вокруг них оказываются покрытыми краской, которая не проводит электрический ток. Поэтому под кабельный наконечник, надеваемый на шпильку, подкладывается специальная зубчатая шайба – она точечно нарушает изоляцию краски и обеспечивает суммарную большую площадь контакта без риска разрастания ржавого пятна вокруг шпильки со временем. Отсутствие таких шайб – недопустимо, замена их на обычные плоские или гроверные – тоже. Плюс нужно знать, что они, по-хорошему, одноразовые. Однако часто после кузовного ремонта сборщики эти шайбы забывают или игнорируют.

Бывают и курьезные случаи – к примеру, на продукции АвтоВАЗа лет несколько назад владельцы отмечали массовую (вот уж каламбур) проблему плохого контакта в точках массы из-за применения на заводском конвейере странных корончатых шайб, покрытых плохо проводящим ток черным анодированием.

К слову, применять эти шайбы бездумно и лепить их повсюду не стоит! К примеру, плюсовой контакт стартера в них совершенно не нуждается – там гораздо полезнее будут две обычные плоские шайбы и гровер.

008

Забавно, но порой в поисках «массы» доходят до изрядных крайностей. Отдельная история – так называемая «разминусовка». Сия процедура представляет собой ручное изготовление целого вороха толстенных проводов с клеммами под болт на концах и соединение ими с «массой» и непосредственно с минусовой клеммой аккумулятора под капотом всего того, что уже и так с ними соединено – двигателя, стартера, КПП и прочего.

На самом деле процедура это совершенно безобидная, невредная и даже порой полезная. Изначально она использовалась как метод ремонта и профилактики электрики в немолодых авто, где сложно диагностировать проблемы с «массой». Поэтому вместо замены всей проводки целиком просто пробрасывали качественную дублирующую «массу» везде, где только можно. В результате удавалось устранять трудные «плавающие» проблемы и глюки электрооборудования малой кровью.

Однако впоследствии «разминусовка» превратилась из метода упрощенного ремонта в странноватое «полутюнинговое» мероприятие… Немыслимой толщины провода упаковываются в красивую декоративную изоляцию «а-ля змеиная кожа» и используются фактически для украшения подкапотного пространства. Хотя и с изначальным посылом улучшения стабильности работы двигателя и прочей электроники.

Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы

автомобильный двигатель Лошадиные силы как параметр мощности авто

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566

  • VH – рабочий объем двигателя (л),
  • PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт]

  • Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
  • n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
  • 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

внутреннее устройство двигательной системы машины

Пограничники

Как вы уже поняли, наш выбор пал на модели «пограничной» мощности. Это пять автомобилей с заявленной в России мощностью до 250 л.с., которые выдают в Европе или США заметно больше. За «маломощных» отдувается Citroen C4 с 150‑сильным мотором, с него ­и начинаем.

Несколько минут надрывного рева французского двигателя, и на экране ноутбука высвечиваются показатели — пик пришелся на 155 л.с. Двигатель 1.6 турбо в российской спецификации выдает 150 л.с., в европейской — 165. Судя по всему, французы сохранили оригинальную прошивку мотора. Выходит, покупатель получает чуть больше, чем обещано!

Mazda CX‑9 с двигателем 2.5 турбо в исполнении для России должна выдавать 231 силу, тогда как в США развивает 253 л.с. Взглянув на экран ноутбука, понимаем: тенденция, однако! Японский кроссовер перекрыл российские паспортные данные, но недотянул до заокеанских: 236 л.с.

Третья машина отказалась подтверждать наметившуюся закономерность. Toyota Land Cruiser 200 с дизелем 4.5 при обещанных 249 силах выдал 244. Тут всё по-честному.

Genesis G70 продается в России с «турбочетверкой» 2.0 мощностью 197 или 247 л.с. Но в Штатах с нее сняли больше — 255 «лошадей». Уличить в хитрости люксовый седан нам не удалось: график уперся в пик на 240 силах. Чуть меньше заявленного, всё без обмана.

Последними к тестам приступили два представителя Германии. На Audi A5 и BMW X4 стоят двухлитровые бензиновые «четверки» с наддувом. Официальные параметры у них — как под копирку: 252 л.с. в Европе и 249 л.с. у нас. К какой партии примкнут они? Ни к какой! Если Citroen и Mazda превысили заявленные для России показатели, но уложились в «оригинальные» для Франции и США соответственно, то Audi с BMW оставили позади даже немецкие данные! «Пятерка» выдала 260 «лошадей», а X4 развил максимальную мощность 263 л.с. Щедрый подарок владельцам!

Со счетом 4:2 выигрывают те модели, у которых паспортные данные чуть занижены относительно реальных. Похоже, одни компании действительно пишут новые программы управления двигателем, другие же оставляют оригинальный софт и «рисуют» нужную мощность лишь на бумаге. Судя по результатам, такой подход практикуют европейские бренды. Причем не только применительно к России.

Какой вариант попался вам? Ответ можно получить за один визит на сервис. Цикл замеров обойдется в 3000–4000 рублей, зато может появиться повод для гордости. Ну или для разочарования, причину которого при желании можно сравнительно недорого исправить чип-тюнингом.

Мнение специалиста


Сергей Агупов, технический директор компании AGP Motorsport

Сергей Агупов, технический директор компании AGP Motorsport

При оценке мощностных характеристик стенд первоначально измеряет потери в трансмиссии автомобиля путем холостого выката на максимально прямой передаче (при передаточном отношении трансмиссии, максимально близком к единице). Далее идут рабочие выкаты, непрерывно замеряется крутящий момент при разгоне на той же прямой передаче с 1500–2000 об/мин до отсечки. Затем по диапазону рабочих оборотов производится пересчет мощности и момента из колесных в моторные. Расчет выполняется автоматически электроникой стенда с учетом ранее измеренных стендом потерь в трансмиссии каждого автомобиля. В результате на экране мы видим графические характеристики мощности и момента двигателя.

Часто показатели оказываются чуть ниже реализу­емых в дорожных условиях или на моторном стенде автопроизводителя. Ведь, несмотря на наличие мощного вентилятора обдува радиаторов, на мощностном стенде невозможно создать поток набегающего воздуха, как при высоких скоростях на трассе. Двигатель недополучает воздуха и выдает чуть заниженную мощность. Как правило, погрешность лежит в пределах 5% и более заметна при замерах атмосферных двигателей.



Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:

Ne = Vh * pe * n/120

  • Vh — объём двигателя, см³
  • n — частота вращения, об/мин
  • pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах составляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Нюансы измерения мощности

Теперь стоит разобраться в том, как именно измеряются лошадиные силы в автомобилях, и что берётся за основу этих измерений.

Согласно принятым стандартам, 1 ЛС равняется мощности, которая нужна, чтобы поднять груз весом 75 килограмм на высоту 1 метр за 1 секунду времени. Иногда лошадиные силы переводят в другую единицу измерений. Речь идёт о ваттах. Тут на 1 силу лошади приходится 735,5 Ватт, что равняется 0,735 кВт.

Если в техническом паспорте мощность указывается в кВт, узнать о количестве лошадиных сил для этого конкретного двигателя не составит труда. Нужно взять паспортное значение, и разделить эту цифру на 0,735. Тем самым получается количество лошадиных сил.

Чтобы лучше понять принцип расчётов, можно рассмотреть несколько примеров.

  1. Стандартный городской ситикар Micra от компании Nissan оснащается двигателем объём 1,0 литра с заявленной мощностью 48 кВт. Если разделить это значение на 0,735, мы получаем 65 лошадиных сил.
  2. Современный двигатель TSI от Volkswagen, который устанавливается на модель Golf, имеет рабочий объём 2,0 литра. В техническом паспорте заявлена мощность 155 кВт. Простые математические подсчёты дают понять, что в этом автомобиле 210 лошадиных сил.
  3. Отечественная Нива производства компании АвтоВАЗ по паспорту выдаёт 58 кВт мощности. А это означает, что в лошадиных силах здесь 79. Хотя зачастую, чтобы сделать цифру более внушительной, её округляют до 80 л.с.

При этом часто встречается вопрос относительно того, как можно перевести объём автомобильного двигателя в лошадиные силы. Никак. Сделать это невозможно, поскольку объём и мощность напрямую между собой не связаны.

На мощность влияют такие параметры как крутящий момент и частота вращения движения. Они и определяют во многом лошадиные силы.

В некоторой степени объём двигателя в автомобиле влияет на лошадиные силы, но напрямую не зависит от них. И наоборот. Это зависящая от иных параметров единица измерения, для чего и были разработаны соответствующие методы подсчёта.

Если на авто отсутствует техническая документация, номинально определить, сколько лошадиных сил в этом авто, нельзя, опираясь только на объём мотора. Это не определяющая характеристика. Существует иной вариант, как можно узнать мощность в ЛС. Причём он будет более точным.

Для этих целей проводится определённый тест машины. Её устанавливают на специальный стенд ведущими колёсами. Практически все крупные автосервисы оснащены таким оборудованием. Зафиксировав машину на платформе, запускается двигатель, включается передачи и начинается имитация движения. Постепенно машина набирает максимальную скорость, когда педаль выжата до упора. Считывая информацию с контроллеров на платформе, компьютер подсчитывает, сколько лошадиных сил или киловатт в конкретном автомобиле.

Такое испытание крайне актуальное и более точное, чем подсчёты с помощью деления указанной в документации мощности в киловаттах на 0,735. И тому есть объективное объяснение.

Изначально все двигатели имеют указанную производителем мощность. Но постепенно мотор изнашивается, его ресурс сокращается, детали начинают хуже работать. Это не проявляется в каких-то серьёзных неполадках. Но постепенно реальная мощность падает, и уже не соответствует изначальным характеристикам.

Потому часто, когда проводится капитальный ремонт, либо двигатель подвергается тюнингу, а также просто люди покупают машины на вторичном рынке, им интересно узнать настоящую текущую мощность. Для этого автомобиль отправляют на специальный стенд, который и позволяет получить ответ на их вопрос.

Подводя итог, можно сказать, чему в автомобильном двигателе равна 1 (одна) лошадиная сила. Это значение мощности в кВт, которое делят на 0,735.

Если отталкиваться от научной литературы, то киловатты считаются метрической единицей, позволяющей измерять лошадиные силы. ЛС мощно сравнить с работой, которую выполняют за 1 секунду при поднятии на 1 метра 75 килограммового груза. При этом учитывается и фактор силы тяготения, то есть земное притяжение.

На что влияют

Все автомобилисты знают, что хорошо иметь достаточно мощный двигатель. И чем больше под капотом лошадей, тем лучше. Но что конкретно это означает и как лошадиные силы влияют на транспортное средство, ответить может не каждый автолюбитель.

Можно выделить несколько нюансов воздействия количества лошадиных сил на автотранспортное средство.

Мощность нужна, чтобы автомобиль мог преодолеть определённые сопротивления. Чем выше параметры мощности, тем с более сложными условиями может справиться автомобиль. Ведь машине приходится противостоять силе встречного ветра, трению, качению и пр. Если в машине будет мало лошадок, она попросту не сможет даже выехать в подъём или ехать, когда в лоб дует сильный ветер.

Но когда речь заходит о лошадиных силах, ни в коем случае нельзя забывать о таком параметре как крутящий момент. Про него всегда пишут возле параметров мощности, и крутящий момент обязательно присутствует в технической документации.

Большой табун лошадей

Крутящий момент является результатом воздействия на рычаг, что многие из вас могут помнить ещё со школьных уроков физики. Если говорить применительно к двигателям, то здесь в качестве рычага выступает коленчатый вал. Сила же образуется при сжигании топлива. Она воздействует на поршень, который создаёт тот самый крутящий момент.

А потому можно смело утверждать о том, что момент имеет важное значение, как и сама мощность. Сама мощность, измеряемая в рассматриваемых лошадиных силах, показывает, сколько раз за определённую единицу времени двигатель создаёт крутящий момент. Мощность зависит от амплитуды вращения двигателя, то есть оборотов. А потому напрямую связана с крутящим моментом.

И так часто описание лошадиных сил, с помощью которых производитель пытается показать своё превосходство над конкурентами, без крутящего момента — ничто. Именно момент определяет, насколько динамично сможет разгоняться автомобиль и сумеет ли мотор выдавать максимум своей мощности.

Более приземлённым фактором влияния лошадиных сил является транспортный налог. Он определяется законодательством каждой отдельно взятой страны. И чем больше у автомобиля лошадок под капотом, тем больше владельцу этого автомобиля придётся отдать государству в виде пошлины.

Для расчётов налогов используются специальные формулы. Их можно подсчитать своими силами, но для этого придётся знать текущую ставку и период владения ТС. Для разных регионов существуют свои ставки по транспортным налогам.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Шкала, дающая примерное представление о диапазоне мощности двигателей

Для того, чтобы иметь представление о диапазоне мощности двигателей, ознакомьтесь со следующим рисунком:

Шкала, дающая примерное представление о диапазоне мощности двигателей

  • 0-100 л. с. — малолитражные автомобили;
  • 100-200 л. с. — автомобили с двигателем средней мощности;
  • 200-500 л. с. — спортивные автомобили;
  • 500 л. с. и более — гоночные болиды и суперкары.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Типовые параметры работы двигателей

Существует разделение ДВС на такие типы:

  • Бензиновые – часто используются в гражданском автомобилестроении, наиболее распространенный тип;
  • Дизельные – эти агрегаты отличаются надежностью и экономичностью. При этом несколько уступают бензиновым аналогам в динамике (набор скорости), но выигрывают по показателям проходимости. Широко используются военными, распространены в гражданском автомобилестроении;
  • Газовые – используют в качестве топлива сжиженный, природный, сжатый газ, который закачивается в специальные баллоны;

В список можно включить гибридные газодизельные агрегаты и роторно-поршневые. Последний тип широко использовался авиацией до середины XX века, в современных условиях встречается редко.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Расчет по лошадиным силам

расчет-мощности-авто

Если Вам известно количество лошадиных сил Вашего движка, то можно легко узнать и вычислить мощность двигателя. Для подсчета используется простая формула:

Расшифровывается она так:

  • М(ЛС) — мощность двигателя внутреннего сгорания, выраженная в лошадиных силах.
  • 0,735 — это поправочный коэффициент, на который необходимо умножить количество Ваших «лошадок».

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?

Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид: Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где: Vh — объём двигателя, см³ n — количество оборотов коленчатого вала за минуту Pe — среднее эффективное давление, Мпа

Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?

Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.

Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?

Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где: Mкр – крутящий момент (Нм), n – обороты коленвала (об./мин.), 9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.

Мощность асинхронного двигателя

В технической области науки выделяют три вида мощности:

  • полную (обозначается буквой S);
  • активную (обозначается буквой P);
  • реактивную (обозначается буквой Q).

Полную мощность можно представить в виде вектора, который имеет действительную и мнимую часть (стоит вспомнить раздел математики, связанный с комплексными числами).

Действительная часть представляет собой активную мощность, которая затрачивается на выполнение полезной работы вроде вращения вала, а также на выделение тепла.

Мнимая часть выражена реактивной мощностью, которая принимает участие в создании магнитного потока (обозначается буквой Ф).

Именно магнитный поток лежит в основе принципа работы асинхронного агрегата, синхронного двигателя, машины постоянного тока, а также трансформатора.

Реактивная мощность используется для заряда конденсаторов, создания магнитного поля вокруг дросселей.

Активная мощность рассчитывается как произведение тока с напряжением на коэффициент мощности:

  • P = I * U * cosφ.

Реактивная мощность рассчитывается как произведение тока с напряжением на коэффициент мощности, сдвинутый по фазе на 90°. Иначе можно записать:

  • Q = I * U * sinφ.

Значение полной мощности, если помнить, что ее можно представить в виде вектора, можно рассчитать по теореме Пифагора как корень суммы квадратов активной и реактивной мощности:

Если рассчитать формулу полной мощности в общем виде, то получится, что S – это произведение тока на напряжение:

Коэффициент мощности cosφ – это величина, численно равная отношению активной составляющей к полной мощности. Чтобы найти sinφ, зная cosφ, нужно вычислить значение φ в градусах и найти его синус.

Это стандартный расчет мощности двигателя по току и напряжению.

машина постоянного тока

На что оказывает влияние максимальная мощность

Практически во всех атмосферных бензиновых двигателях максимальная мощность достигается при 3,5 – 5,5 тысячах оборотов, после чего вновь начинается просадка. Если говорить про дизельные моторы, то здесь показатель достигается сразу на низких оборотах и постепенно проваливается с увеличением скорости вращения коленчатого вала. Турбомоторы лишены такого свойства, как понижение мощности, и могут отдавать максимальное КПД в широких диапазонах скорости оборотов двигателя.

Если говорить про то, для чего необходима мощность автомобиля, то здесь становится очевидно, что данная величина требуется для успешного преодоления сопротивления. К нему относятся трение, вес транспортного средства и сопутствующего груза, а также сопротивление воздуха. Иными словами, чем выше максимальная мощность мотора, тем больше противодействующих сил может преодолеть транспортное средство. По этой причине, авто с большим запасом лошадиных сил часто оценивают дороже. Однако, в этой ситуации не все так однозначно, потому что кроме мощности также важен такой показатель, как крутящий момент.

Роль мощности и крутящего момента двигателя

Для обеспечения лучших динамических показателей двигателя, производители стараются наделить силовой агрегат максимальным крутящим моментом, который будет достигаться в более широком значении оборотов двигателя.

Чтобы правильно оценить роль этих двух понятий, стоит обратить внимание на следующие факты:

  • Взаимосвязь мощности и крутящего момента можно выразить в формуле: P = 2П*M*n, где Р – это мощность, M – показатель крутящего момента, а n – количество оборотов коленвала в единицу времени.
  • Крутящий момент более конкретный показатель характеристики двигателя. Низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
  • Мощность двигателя будет возрастать с повышением оборотов: чем выше, тем больше мощность, но до определенных пределов.
  • Крутящий момент увеличивается с повышением количества оборотов, но при достижении максимального значения показатели крутящего момента снижаются.
  • При равных показателях мощности и крутящего момента более эффективным будет двигатель с меньшим расходом топлива.

Факторы, влияющие на мощность двигателя

Мощность двигателя согласно уравнению зависит от среднего индикаторного давления р^ диаметра цилиндра D, хода поршня S, числа оборотов п и тактности т.

Иэ уравнения видно, что с увеличением числа цилиндров iи рабочего объема Vhмощность двигателя повышается. Однако такое повышение мощности связано с увеличением габаритных размеров и массы двигателя. Поэтому необходимо стремиться найти способы увеличения мощности, приходящейся на единицу рабочего объема.

Конструкцию двигателя принято оценивать по литровой мощности.

Уравнение позволяет произвести анализ влияния основных факторов на величину литровой мощности двигателя.

1.Для применяемых в двигателях жидких топлив величинаколеблется в небольших пределах и практически не влияет наШл.

2.Величина — характеризует совершенство процесса в двигателе. Индикаторный к.п.д. определяет теплоиспользование в действительномцикле. Дляувеличениямощностинеобходимо стремиться к тому, чтобы отношение — было по возможности большим.

Индикаторный к.п.д. имеет наибольшее значение при а = = 1,05-5-1,15. Дальнейшее увеличение а приводит к ухудшению процесса сгорания.

Отношение^! имеет максимальное значение при а = 0,85-^-0,9. а Указанныепределыограничиваютдиапазонрегулировкикарбюратора (заштрихованная область).

На рис. 72, б показана зависимость щ и *

в которых, как известно, применяется качественное регулирование. При увеличении коэффициента избытка воздуха а (см. рис. 71) индикаторный к.п.д. возрастает. Наименьшее значение а, при котором происходит полное сгорание топлива, будет всегда больше единицы (ада1,25 ч-1,4). При дальнейшем обогащении смеси процесс сгорания резко ухудшается, появляется дым в отработавших газах и происходит недопустимый перегрев двигателя.Величина а, при котором отношение — имеет максимальное значение (точка а), соответствует предельно допустимому обогащению смеси. Незначительное дальнейшее уменьшение а приводит к резкому ухудшению процесса и сильному дымлению. Вследствие этого количество подаваемого топлива ограничивают так, чтобы предельное значение а соответствовало абсциссе точки Ъ (рис. 72, б).

3.Для получения возможно большей мощности необходимо увеличитькоэффициентнаполнения.

4.Тактность двигателя влияет на наибольшую мощность двигателя. Из уравнения (266) видно, что в случае применения двухтактных двигателей (т = 2) при прочих равных условиях мощность увеличивается в 2 раза по сравнению с четырехтактными (т = 4). В действительности такого увеличения мощности не происходит, так как в двухтактном двигателе процесс газообмена осуществляется при положении поршня вблизи н.м.т. и часть рабочего объема теряется на этот процесс. Кроме того, затрачивается мощность на приведение в действие компрессора. В результате этого при применении двухтактных двигателей литровая мощность по сравнению с четырехтактными при одних и тех же числах оборотов коленчатого вала и литраже возрастает примерно на 40—60%.

5.Чем выше механический к.п.д., тем больше литровая мощность двигателя. Для увеличения механического к.п.д. необходимо уменьшить потери мощности на трение и привод вспомогательных механизмов. Качество обработки сопряженных деталей и сборки двигателя существенно влияет на величину механических потерь. Кроме того, они зависят от сорта масла, применяемого для смазки двигателя, и его температуры, а также температуры охлаждающей воды. При эксплуатации двигателя необходимо строго придерживаться технических условий.

6.При больших числах оборотов двигателя литровая мощностьегоувеличивается.

Число оборотов ограничивают исходя из условий удовлетворительного протекания процесса и износа основных деталей двигателя. Допустимое предельное число оборотов определяют по средней скорости поршня. Для современных двигателей грузовых автомобилей скорость поршня на номинальном режиме vn= 9 ч-4-11 м/сек; для двигателей легковых автомобилей vn= 11-н — 5-15 м/сек.

Число оборотов можно увеличить при сохранении допустимых значений средней скорости поршня, уменьшив ход поршня, т. е. применяякороткоходнуюконструкцию.

Теория короткоходных быстроходных двигателей разработана чл.-корр. АНСССРН. Р. Брилингом. Применение короткоходной конструкции, где^ = 1,0-ь0,80, создаетряд преимуществ,

главными из которых являются: 1) повышение числа оборотов при сохранении в допустимых пределах средней скорости поршня; 2) уменьшение отдачи теплоты в воду и повышение экономичности двигателя при увеличении числа оборотов коленчатого вала; 3) увеличение проходных сечений клапанов; 4) большая жесткость коленчатого вала; 5) большая компактность двигателя; 6) уменьшение массы двигателя.

7. Литровая мощность двигателя зависит от плотности поступающего в цилиндр воздуха. При работе двигателя в высокогорных условиях необходимо учитывать, что чем выше над уровнем моря эксплуатируется двигатель, тем меньше плотность воздуха р0. Если уменьшение р0 не компенсируется наддувом, то мощность двигателя с подъемом на высоту снижается.

Повышение литровой мощности достигается применением наддува (см.§ 60).

Литровая мощность современных автомобильных двигателей без наддува находится в следующих пределах: карбюраторные двигатели NJl= 20-н37 квт/л = 27-5-50 л.с./л и дизели без наддува Ыл = 13 — г — 23квт/л = 17^-30л.с./л.

https://www.kolesa.ru/article/propala-massa-na-avtomobile-chto-eto-znachit-i-kak-eto-ustranit
https://motorchina-online.ru/marki/moshchnost-dvs-eto.html

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

X