Что означает мощность двигателя внутреннего сгорания

Различают номинальную и эксплуатационную мощность

Номинальная мощность — это эффективная приведенная
мощность прошедшего обкатку двигателя, полученная при номинальной
частоте вращения с установленными заводом регулировками, укомплек-
тованного необходимыми агрегатами за исключением вентилятора, воз-
духоочистителя, глушителя шума впуска и выпуска, выпускной трубы
с отключенными генератором, гидронасосом и компрессором.

Эксплуатационная мощность отличается от номинальной
мощности тем, что при ее определении двигатель оборудуется теми аг-
регатами, которые при определении номинальной мощности исключа-
лись. Условия использования генератора, гидронасоса и компрессора
одни и те же.

Виды и программы испытаний двигателей в зависимости от целей
и назначения регламентированы ГОСТ. Так, автомобильные двигате-
ли подвергаются приемным, контрольным, эксплуатационным, научно-
исследовательским и технологическим испытаниям.

Приемным испытаниям подвергается двигатель для решения
вопроса о постановке его на производство.

Контрольные испытания проходят двигатели серийного про-
изводства для проверки соответствия их показателей утвержденной тех-
нической документации, стандартам и санитарно-гигиеническим нормам.

Эксплуатационные испытания имеют целью проверку со-
ответствия данного двигателя условиям и требованиям эксплуатации.

Научно-исследовательские испытания проводятся в
процессе доводочных работ при создании нового или модернизации вы-
пускаемого двигателя.

Технологические испытания проводят в процессе изготов-
ления двигателя и его отдельных деталей.

§ 2. Скоростные характеристики

Скоростная характеристика представляет графическую зависимость
мощностных и экономических показателей двигателя от частоты враще-
ния коленчатого вала. Различают скоростные характеристики: внешние,
с регуляторной ветвью, частичные и холостого хода.

Внешняя скоростная характеристика снимается при
полностью открытой дроссельной заслонке или максимальной подаче
топлива (положение рейки топливного насоса соответствует моменту
включения корректора подачи топлива), при работе двигателя без регу-
лятора. Характеристика позволяет определить наибольшую мощность,
которую может развить двигатель при различных частотах вращения
коленчатого вала, установленных расходах топлива, углах опережения
зажигания или опережения впрыска топлива. Опыты проводят для кар-
бюраторных двигателей, начиная с минимальной частоты вращения ко-
ленчатого вала до 1,1 номинальной частоты вращения, и для дизе-
лей в пределах от минимальной до максимальной частоты враще-
ния вала.

Внешняя скоростная характеристика имеет следующие характер-
ные точки (рис. 200, а, б):

Whom— номинальная мощность, то есть эффективная мощность, га-
рантированная заводом-изготовителем при условиях, приведенных вы-
ше (точки А),кВт;

Neмакс —максимальная эффективная мощность (точки А’),кВт.

Максимальная мощность может быть или равна номинальной (рис.
200, а), либо превышать ее (рис. 200, б);

M_Kn — крутящий момент на режиме максимальной мощности

(точки С’), Н-м;

•Мк.н — крутящий момент, соответствующий номинальной мощности
(точки С), Н-м;

Мкмакс — максимальный крутящий момент (точки Б),Н-м;

Пном —номинальная частота вращения коленчатого вала, установ-
ленная заводом-изготовителем для номинальной мощности, об/мин. При

А/ном = N_е макс Яном = п макс!
272

18 А. М. Гур«внч, Е. М. Сорокин

точки В, В’— расход топлива G_T, г/с, и Е, Е’— удельный расход топ-
лива g_e,г/(кВт-ч) соответственно на номинальной и максимальной мощ-
ности;

§е мин—минимальный удельный расход топлива (точки г),
г/(кВт-ч).

На внешней скоростной характеристике дизеля на мощности N_{e маК}о
штриховой линией обозначено начало работы дизеля с дымлением. При
дальнейшем повышении частоты вращения возможно получение мощнос-
ти более М_еМакс, ио работа дизеля будет сопровождаться сильным
дымлением, вибрацией и повышенной температурой отработавших газов,
что недопустимо из-за большого нагарообразования и теплового пере-
напряжения деталей цилиндро-поршневой группы. По этим соображе-
ниям для дизеля принимаются A/щш^А/еманс- У дизеля более пологое
протекание кривой M_K—f(n)объясняется конструктивными особеннос-
тями топливных насосов. Этот недостаток снижает приспособленность
дизеля к преодолению перегрузок, и для его устранения регуляторы топ-
ливных насосов снабжаются корректорами, увеличивающими подачу
топлива за цикл на режимах перегрузок.

Скоростная характеристика с регуляторной ветвью называется ре-
гуляторной характеристикой.Характеристика определяется при положе-
нии органов управления регулятором скорости, соответствующем полной
подаче топлива при включенном регуляторе (Дизели). Характеристика
снимается при последовательном увеличении нагрузки двигателя, начи-
ная от холостого хода до максимальной мощности, а далее до частоты
вращения, соответствующей режиму максимального крутящего момен-
та. Характеристики позволяют судить о мощностных и экономических
показателях двигателя при работе с регулятором.

Регуляторная характеристика строится в функции мощ-
ности М_к, п,G_T, g_e=f(N_e),частоты вращения N_e, М_и,G_T g_e=/(«) или
крутящего момента N_e, п,G_T, g_e=f(M_K).

Предпочтительно построение регуляторной характеристики в функ-
ции эффективной мощности, так как она более наглядна для суждения
о работе двигателя на основном (регуляторной) режиме.

Кривая регуляторной характеристики (рис. 200, в)имеет две час-
ти: участок ав,на котором работа двигателя управляется регулятором,
и участок вс,на котором регулятор не оказывает воздействия на работу
двигателя: на этом участке при увеличении нагрузки происходит резкое
падение частоты вращения, и подача топлива увеличивается за счет дей-
ствия корректора. Участок авхарактеристики называется регуля-
торной ветвью,а участок вс — безрвгуляторной ветвью.Иногда отчетли-
вой границы между этими участками может не быть, что определяется
особенностями устройства корректора.

По скоростным характеристикам определяют коэффициент запаса
крутящего момента, который характеризует способность двигателя пре-
одолевать кратковременные увеличения внешних сопротивлений трак-
тора (автомобиля) без перехода на низшую передачу.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Индикаторная и эффективная мощности

Индикаторной мощностью N i называют мощность, развиваемую газами внутри цилиндра двигателя. Единицами измерения мощности являются лошадиные силы (л. с.) или киловатты (квт); 1 л. с. = 0,7355 квт.

Для определения индикаторной мощности двигателя необходимо знать среднее индикаторное давление p i т. е. такое условное постоянное по величине давление, которое, действуя на поршень в течение только одного такта сгорание—расширение, могло бы совершить работу, равную работе газов в цилиндре за весь цикл.

Это давление p i можно подсчитать по полезной площади индикаторной диаграммы (на рис. 1 и 2 она заштрихована). Для карбюраторных двигателей величина р i составляет 8—12 кг/см 2 , а для дизельных — 7,5—10,5 кг/см 2 .

Если известно p i, то индикаторную мощность четырехтактного двигателя можно выразить следующей формулой:

где p i — среднее индикаторное давление, кг/см 2 ;
V л — сумма рабочих объемов всех цилиндров (литраж) двигателя дм3 или л;
n — число оборотов коленчатого вала в минуту.

Литраж двигателя определяется по формуле:

где π — постоянное число, равное 3,14;
D — диаметр поршня, дм;
S — ход поршня, дм;
i — число цилиндров двигателя.

Эффективной мощностью N e называют мощность, получаемую на коленчатом валу двигателя. Она меньше индикаторной мощности N i на величину мощности, затрачиваемой на трение в двигателе (трение поршней о стенки цилиндров, шеек коленчатого вала о подшипники и др.) и приведение в действие вспомогательных механизмов (газораспределительного механизма, вентилятора, водяного, масляного и топливного насосов, генератора и др.).

Для определения величины эффективной мощности двигателя можно воспользоваться приведенной выше формулой для индикаторной мощности, заменив в ней среднее индикаторное давление p i средним эффективным давлением р е (р е меньше p i на величину механических потерь в двигателе).

На практике эффективную мощность N е определяют путем испытания двигателя на тормозных стендах (электрических или гидравлических), пользуясь следующей формулой:

где М е — крутящий момент двигателя, кгм, равный произведению окружной силы на маховике на радиус маховика;
n — число оборотов коленчатого вала в минуту.

Эффективная мощность повышается с увеличением крутящего момента и числа оборотов коленчатого вала (до некоторого предела).

Эффективная мощность и крутящий момент тем больше, чем больше:

1. литраж двигателя (т. е. диаметр и число цилиндров, длина хода поршня);
2. наполнение цилиндров, которое повышается при усовершенствовании камер сгорания, уменьшении сопротивления впускной и выпускной систем, снижении подогрева горючей смеси, установке многокамерных карбюраторов и общем улучшении конструкции двигателя;
3. степень сжатия, так как при ее повышении увеличивается скорость горения рабочей смеси, повышается температура и давление газов в начале такта сгорание — расширение, уменьшается количество тепла, уходящего с отработавшими газами и охлаждающей жидкостью.

Предельные значения степени сжатия ограничиваются свойствами применяемого топлива — октановым числом бензина.

Эффективная мощность изменяется с изменением угла опережения зажигания. Наивыгоднейшая величина этого угла зависит от числа оборотов коленчатого вала, нагрузки двигателя, сорта топлива и состава смеси.

Эффективная мощность тем больше, чем меньше потери на трение в двигателе и приведение в действие вспомогательных механизмов двигателя.

Литровой мощностью называют наибольшую эффективную мощность, получаемую с одного литра рабочего объема цилиндров двигателя.

Литровая мощность карбюраторных двигателей современных легковых автомобилей достигает 40—50 л. c. / л.

Одним из способов повышения, эффективной мощности двигателя без существенного увеличения его веса является наддув. Так, Ярославский моторный завод производит V-образные четырехтактные дизельные двигатели с турбонаддувом: 8-цилиндровые ЯМЗ-238Н (300—320 л. с.) и 12-цилиндровые ЯМЗ-240Н (500—520 л. с.).

Статья из книги «Устройство грузового автомобиля». Читайте также другие статьи из

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

145 4 155k

30 0 42k

Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

• обороты двигателя,
• объем мотора,
• крутящий момент,
• эффективное давление в камере сгорания,
• расход топлива,
• производительность форсунок,
• вес машины
• время разгона до 100 км.

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, где

• 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], где:

• 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.

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 (кВт), где:

• 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.

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.

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.

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.

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.

Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?

Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.

Рабочий объем и мощность двигателя

Чем больше рабочий объем двигателя, тем более высокую мощность он способен развить. Рабочий объем двигателя ничем не заменишь — это общеизвестная истина.

Хотя большой рабочий объем означает, как правило, большее потребление топлива, но увеличение рабочего объема — это зачастую самый простой способ повышения мощности двигателя.

Одинаковый объем совсем не означает одинаковые двигатели

Мощность двигателей, в настоящее время характеризуется, как правило, их рабочим объемом, указываемым в литрах. Однако это не означает, что все двигатели объемом 3,8 литров одинаковы. Посмотрите, например, данные, приведенные в таблице.

Двигатель — Рабочий объем:

• 3.8-L V-6 (шестицилиндровый V-образный двигатель объемом 3,8 литра) производства компании Шевроле (Chevrolet) — 229 куб. дюймов
• 3.8-L V-6 (шестицилиндровый V-образный двигатель объемом 3,8 литра, также называемый двигателем 3800 сс) производства компании Бьюик (Buick) — 231 куб. дюйм
• 3.8-L V-6 (шестицилиндровый V-образный двигатель объемом 3,8 литра) производства компании Форд (Ford) — 232 куб. дюйма

Если точно пересчитать 3,8 литра (или 3800 куб. см) в кубические дюймы, то этот объем составит 231,9 куб. дюймов. В процессе округления объема двигателя, рассчитанного в кубических дюймах, а затем его перевода, также с округлением, в кубические сантиметры и литры, для совершенно разных двигателей получается один и тот же результат и, в результате, согласно маркировке они имеют одинаковый объем.

Во избежание путаницы и ошибок при заказе запчастей, при техническом обслуживании необходимо руководствоваться только VIN-номером автомобиля. На всех автомобилях он должен быть виден через лобовое стекло. Начиная с 1980 г. идентификационный код двигателя (цифра или буква) указывается, как правило, в восьмой (если считать слева направо) позиции VIN-номера.

Двигатель 5.0-L V-8 (восьмицилиндровый V-образный двигатель объемом 5 литров) также вызывает путаницу у многих владельцев и автомехаников. Например, в некоторых моделях заднеприводных автомобилей компании General Motors может стоять двигатель 5.0-L V-8 (объемом 305 куб. дюймов) производства компании Шевроле. В тех же моделях может также стоять двигатель 5.0-L V-8 (объемом 307 куб. дюймов) производства компании Олдсмобил (Oldsmobile). Это разные двигатели и запчасти к ним не взаимозаменяемы! Компания Форд также поставляет двигатели 5.0-L V-8 (объемом 302 куб. дюйма). Эти двигатели, в зависимости от года выпуска, отличаются по таким главным характеристикам, как порядок работы цилиндров.

Маломощные, четырехцилиндровые двигатели также могут вызвать путаницу, поскольку многие производители автомобилей устанавливают двигатели, изготовленные как внутри страны, так и на зарубежных предприятиях. Чтобы безошибочно идентифицировать тип двигателя, всегда руководствуйтесь информацией, приведенной в сервисной документации.