При выборе нового автомобиля покупатели учитывают несколько параметров. Одним из них является рабочий объем двигателя. Многие ошибочно полагают, что это единственный фактор, определяющий мощность автомобиля. Давайте попробуем разобраться с рабочим объемом двигателя и другими параметрами, которые на него влияют.
Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания
Формула для расчета цилиндров известна из школьной программы — объем равен произведению площади основания на высоту. Эти множители также должны использоваться для расчета водоизмещения автомобиля или мотоцикла. Кубический объем каждого цилиндра двигателя рассчитывается следующим образом
h — длина в мм перемещения поршня в цилиндре от TDC до NMT (верхняя и нижняя мертвая точка)
π — 3,14 константа.
Ή следует формуле: v = (πD²/ 4)h, где вместо радиуса используется диаметр цилиндра D. Например, для расчета объема двигателя УазПатриот с двигателем ЗМЗ40906 получают следующие данные
- Диаметр цилиндра 95,5 мм (R — 47,75 мм).
- Ход поршня — 94 мм.
- Количество цилиндров — 4.
Введя данные в калькулятор, получаем объем 2693 куб. см.
Для сравнения рассчитаем рабочий объем ВАЗ2114 и двигателя ВАЗ-11183. В соответствии с техническими характеристиками:.
- Диаметр цилиндра — 82 мм (радиус = 41 мм).
- Поршневая эмболия — 75,6 мм.
- Количество цилиндров — 4.
Калькулятор дает нам объем 1 596 куб. см. Согласно техническим характеристикам, результаты соответствуют заводским данным.
Как узнать объем двигателя
Для расчета рабочего объема двигателя необходимо рассчитать объем цилиндра, а затем умножить его на количество цилиндров двигателя. Результат следующий.
Vdv = окружность радиуса (диаметр поршня), квадрат высоты перемещения и количества цилиндров.
Как правило, параметры поршня описываются в миллиметрах, а рабочий объем двигателя измеряется в кубических сантиметрах, поэтому полученный результат необходимо дополнительно разделить на 1 000 для преобразования единиц измерения.
Обратите внимание, что общий и рабочий объемы отличаются, так как поршень имеет выпуклость и выемку под клапанами и включает в себя объем камеры сгорания. Поэтому не путайте эти два понятия. Для расчета фактического (полного) объема цилиндра необходимо добавить объем камеры сгорания и объем расширения.
Определение мощности двигателя — это обычный калькулятор, знающий параметры цилиндра и поршня, но рассчитать рабочий объем онлайн гораздо проще и быстрее, особенно если для расчетов требуется знать мощность двигателя. Эти факторы напрямую зависят друг от друга.
Объем двигателя внутреннего сгорания часто называют литрами, поскольку он измеряется как в кубических сантиметрах (более точное значение), так и в литрах (округленное): 1000 см³ эквивалентно одному литру.
Расчет объема ДВС калькулятором
Чтобы рассчитать объем интересующего двигателя, необходимо ввести три цифры в соответствующее поле. Результат автоматически отображается на дисплее. Все три значения можно найти в техническом паспорте автомобиля или в технических характеристиках конкретного компонента. В качестве альтернативы можно использовать штангенциркуль для определения объема поршня.
Так, например, объем 1598 см³ будет равен 1,6 литра в литрах, а 2429 см³ — 2,4 литра.
Поршни с длинным и коротким ходом
Обратите внимание, что двигатели с одинаковым количеством цилиндров и рабочим объемом могут иметь разный диаметр цилиндров и, следовательно, разный ход поршня и производительность. Двигатели с короткоходными поршнями очень прожорливы и менее эффективны, но обеспечивают большую мощность на высоких оборотах. Двигатели дальнего действия используются там, где требуется тяга и экономичность.
Поэтому на вопрос «как определить рабочий объем по лошадиным силам» можно ответить однозначно, но нельзя. В конце концов, хотя лошадиная сила и связана с рабочим объемом двигателя, ее нельзя рассчитать по нему, так как формула этой связи содержит множество различных показателей. Поэтому кубические сантиметры двигателя можно определить только по параметрам поршня.
Если секущая поверхность проходит через боковую поверхность, но при этом не параллельна основанию цилиндра, то в сечении получается эллипс .
Объем цилиндрической полости
Объем полости в форме цилиндра равен объему цилиндра, образованного вытяжкой из этой полости. Это означает, что в зависимости от известных исходных данных цилиндрическая полость может быть рассчитана с помощью математических формул и калькулятора.
На этом изображении показана цилиндрическая полость, образовавшаяся в теле при вытягивании цилиндра из тела. Объем извлеченного цилиндра равен объему образовавшейся полости.
Необходимо отметить важный момент. Несмотря на то, что объемы извлеченных цилиндров и сформированных полостей равны, поверхности этих объектов различны, поскольку сформированные цилиндрические полости не имеют верхней поверхности. Это означает, что общая площадь поверхности сформированной цилиндрической полости только на одну поверхность основания цилиндра меньше, чем общая площадь поверхности извлеченного цилиндра.
Нормальные ролики — это ролики, у которых угол между боковой образующей и основанием ролика составляет 90 градусов.
Неправильные или наклонные вальцы — это вальцы, у которых угол между боковой образующей и основанием вальца отличается на 90 градусов.
Рассмотрим обычный цилиндр.
Цилиндр — это тело, образованное вращением прямоугольника вокруг одной из его сторон. Тело цилиндра окружено двумя окружностями, называемыми основанием цилиндра, и боковыми гранями цилиндра, представляющими собой прямоугольники в развертке.
Цилиндр также можно описать как тело, состоящее из двух равных окружностей, не лежащих в одной плоскости и параллельных друг другу, и отрезка, соединяющего все точки одной окружности с соответствующими точками другой окружности. Эти участки называются цилиндрическими образованиями.
Радиус основания цилиндра равен радиусу цилиндра.
Ось цилиндра — это линия, соединяющая центры базовых поверхностей цилиндра.
Высота цилиндра — это перпендикулярная линия, проходящая от одного основания цилиндра до другого.
Поверхности цилиндра
Внешнюю поверхность цилиндра условно можно разделить на три отдельные поверхности: верхнюю, нижнюю и боковую.
Верхняя и нижняя поверхности цилиндра круглые и равны друг другу.
Стороны цилиндра прямоугольные. Чтобы представить себе это, возьмите внешнюю поверхность цилиндра и создайте вертикальный участок вдоль его конфигурации. Затем поверхность расширяется на один уровень. В результате стороны имеют прямоугольную форму (см. изображение).
Сечения цилиндра
При разрезании цилиндра плоскостью, проходящей через две базовые поверхности цилиндра под углом 90°, всегда получается прямоугольник.
При разрезании цилиндра плоскостью, проходящей через два основания цилиндра под углом, отличным от 90 градусов, получается фигура, похожая на прямоугольник, но две ее стороны изогнуты.
Если вторичка проходит параллельно основанию цилиндра, то сечение круглое.
Если вторичная проходит через стороны, но не параллельно основанию цилиндра, то сечение отсутствует.
Если вторичная поверхность проходит через основание и боковые стороны одного из цилиндров, то поперечное сечение будет полуэллиптическим.
Если секущая поверхность проходит через боковую поверхность, но при этом не параллельна основанию цилиндра, то в сечении получается эллипс .
Нахождение объема цилиндра: формула и задачи
В этом материале мы рассмотрим примеры методов и решений для нахождения объема цилиндра.
Через области основания и высоты
Объем цилиндра (V) равен произведению высоты и площади его основания.
Через радиус и высоту основания
Как известно, основанием цилиндра является круг (равный друг другу), а его площадь вычисляется как: S=π⋅R2; поэтому формула для вычисления объема цилиндра может быть выражена как.
V=π⋅R2⋅H
Примечание: При расчете значение π округляется до 3,14.
Диаметр и высота основания
Как известно, диаметр окружности равен двум ее радиусам: d=2R. Поэтому объем цилиндра можно вычислить следующим образом
Примеры задач
Задача 1Площадь основания цилиндра равна 78,5 см2 , а его высота равна 10 см, найдите объем цилиндра.
Решение: примените первое уравнение, подставив известные значения: v = 78,5 см 2 и 10 см = 785 см3.
Задача 2 Высота цилиндра равна 6 см, а диаметр — 8 см. Найдите объем фигуры.
Решение: используя третье уравнение с учетом диаметра, получаем: V = 3,14⋅(8/2 см)2⋅6 см = 301,44 см3.
Более внимательное изучение этого уравнения показывает, что это уравнение для площади круга, которая в данном случае является площадью основания. Поэтому формула для объема цилиндра может быть записана в терминах площади основания и высоты.
Расчет объёма цилиндра
Итака, давайте рассмотрим методику нахождения (не полного) рабочего объема двигателя. Общая формула уже была объяснена. Это результат умножения объема одного цилиндра на количество цилиндров в конкретном двигателе внутреннего сгорания. Тогда объем цилиндра определяется как умножение R 2 *L*π.
Длина и диаметр поршня указаны в миллиметрах, а объем двигателя — в кубических сантиметрах, поэтому полученный результат делится на 1000.
Следует понимать, что понятие общий объем/рабочий объем не идентичны, так как поршни имеют канавки, изгибы и другие геометрические детали, также необходимо учитывать объем камеры сгорания. Там, где влияние геометрии цилиндра минимально, необходимо учитывать объем КС. Общий объем получается путем сложения объемов рабочей камеры и камеры сгорания.
Поэтому при условии, что известны исходные данные, для определения рабочего объема цилиндра (и, конечно, силового агрегата) можно использовать компьютер. Однако, если эти данные недоступны, можно использовать он-лайн компьютер. Во многих случаях можно определить силовой агрегат, так как это взаимозависимые показатели.
Во многих случаях рабочий объем двигателя указывается в литрах, а не в кубических сантиметрах. Таким образом, 1300 см3 соответствует 1,3 литра. Это означает, что полученное значение необходимо разделить на 1000.
Расчет объёма мотора онлайн калькулятором
Найти сайт, предлагающий такой калькулятор, не проблема. Чтобы рассчитать рабочий объем двигателя, просто введите три цифры в соответствующие поля и нажмите кнопку Calculate (результат также может быть рассчитан автоматически, как только будет введена последняя цифра). Исходные данные можно взять из технического паспорта автомобиля.
Поскольку цены в кубических сантиметрах обычно редко бывают целыми, перевод в литры округляется по общепринятым правилам: 1598 см3 = 1,60 литра, 2,429 см3 = 2,40 литра.
Существуют двигатели, которые имеют одинаковый рабочий объем и одинаковое количество цилиндров, но не одинаковый диаметр — поэтому поршни имеют разный ход, и каждый из них имеет разную мощность. Короткоходные двигатели более вялые и менее эффективные, но производят больше мощности на более высоких оборотах. Напротив, двигатели с большим сроком службы более экономичны и имеют лучшее тяговое усилие на всех скоростях.
Мощность зависит от рабочего объема двигателя, но она не линейна, и в нее входят другие показатели, поэтому рабочий объем двигателя не может быть определен на основе лошадиных сил. Точные расчеты могут быть сделаны только на основе данных поршневой группы.
Увеличение литража двигателя
Есть категории автовладельцев, для которых увеличение мощности двигателя является самоцелью. Такие события с разными названиями (чип-тюнинг, тюнинг двигателя, форсирование двигателя) могут происходить независимо друг от друга.
Силовые агрегаты состоят из цилиндров (обычно кратных четырем), расположенных в общем корпусе (БЦ). Внутри цилиндра поршень движется вверх и вниз, образуя камеру сгорания. Характеристики камеры сгорания определяют рабочий объем двигателя.
Если производитель автомобиля тщательно рассчитал все параметры, как можно повысить эффективность двигателя? Существует несколько способов достижения желаемой цели, выбор которых зависит от ваших амбиций и экономических возможностей.
Самый простой и дешевый вариант — открытие цилиндра, что позволяет увеличить производительность. Однако необходимо установить новый поршень с измененным радиусом.
Более дорогой вариант — установка коленчатого вала с большим радиусом. Это предполагает увеличение диаметра шатуна и замену всей группы поршней. Увеличение хода поршней повышает мощность и увеличивает объем двигателя.
Обратите внимание, что форсирование двигателя в домашних условиях, независимо от выбранного метода, требует использования специального оборудования, а также соответствующего опыта. Обычно принято передавать такую работу специалистам (специализированным тюнинг-ателье), поскольку малейшая ошибка может иметь очень серьезные последствия.
