Вопрос

Каков безопасный диапазон оборотов двигателя автомобиля?

Я собираюсь в отпуск на своём BMW 116i 2008 года выпуска (122 л. с.). Максимальная частота вращения составляет около 6500 об/мин, но я не знаю точно. При движении по шоссе частота вращения двигателя составляет около 3500 об/мин. Безопасно ли это для двигателя в долгосрочной перспективе?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/57066/whats-the-safe-rpm-range-for-a-car

17 Комментариев

  1. Будучи самым маломощным двигателем BMW, этот двигатель развивает максимальный крутящий момент на 4000 оборотах в минуту при скорости 85 миль в час.



    Оптимальные обороты составляют 3000–4250 об/мин, но, как и в случае с любым другим двигателем, для продления срока службы лучше использовать синтетическое масло и ездить аккуратно.


  1. Обычно с двигателем всё в порядке, если не крутить его на высоких оборотах, пока он холодный. Всегда старайтесь ездить на низких оборотах в течение первых 5–10 минут!



    Кроме того, производитель ограничил число оборотов в безопасном диапазоне, при котором не возникает никаких проблем. Имеется электронный ограничитель оборотов, поэтому вы не сможете превысить допустимое число оборотов.



    Тем не менее каждый оборот приводит к определённому износу. Поэтому с точки зрения долговечности рекомендуется всегда двигаться на максимально высокой передаче, если вы просто едете по прямой. Кроме того, с точки зрения экономии топлива это обычно лучший вариант.



    Исключение составляют случаи, когда вам нужно быстро разогнаться. В таких случаях рекомендуется использовать почти весь диапазон оборотов, потому что мощность = крутящий момент * число оборотов в минуту. Вы почувствуете то, о чём я говорю, если будете разгоняться до предела. По сравнению со сроком службы двигателя такие ускорения не имеют большого значения — по крайней мере, если вы не гонщик.


  1. Давайте начнём с физики.



    Согласно законам физики, сила равна произведению массы на ускорение.



    С другой стороны, ускорение — это отношение скорости к времени.



    Если двигатель вращается быстрее, скорость увеличивается, а время на её изменение сокращается. Это означает, что ускорение является квадратичной функцией скорости вращения.



    Таким образом, сила также является квадратичной функцией скорости вращения.



    Ваш двигатель может выдерживать необходимые нагрузки при 6500 оборотах в минуту.



    (3500 / 6500)^2 = примерно 0,29



    Это означает, что вы испытываете нагрузку, составляющую всего 29 % от мощности двигателя. (На высоких скоростях может происходить дополнительная упругая деформация материала, вызывающая дополнительные нагрузки, поэтому 29 % — это верхний предел.)



    Исходя из этого, я бы сказал, что при 3500 оборотах в минуту ваш двигатель прослужит очень долго и без проблем.


  1. Это нормальный диапазон оборотов для бензинового двигателя. Особенно маломощным двигателям без турбонаддува необходимо работать на более высоких оборотах, чтобы обеспечить достаточную производительность на высоких скоростях. Вам не нужно беспокоиться о безопасности двигателя. Эти современные двигатели проходят тщательные испытания производителем в гораздо более экстремальных условиях, чем те, с которыми вы столкнётесь. Они могут работать в таком режиме каждый день.


  1. @Daniel Это интересно. Я думал, что ограничивающим фактором будет максимальная сила, а не смазка... В любом случае, в руководстве по эксплуатации Toyota Yaris 2011 года с двигателем объёмом 1,33 литра, которое у меня было, говорилось, что проблемы с оборотами могут быть связаны с неисправностью клапанного механизма, а не с поршнями.
  1. На самом деле ограничивающим фактором для любого двигателя является скорость поршня. Если она становится слишком высокой, нарушается смазка поршневых колец и двигатель выходит из строя. 6500 оборотов в минуту — это лишь безопасный предел, установленный производителем.
  1. @Daniel, это зависит от конфигурации двигателя. В наши дни используются турбины с изменяемой геометрией или составные турбины, которые обеспечивают наддув при 1500 об/мин или ниже. Сейчас не 80-е, когда турбины использовались в основном в спорткарах.
  1. Да, есть и другие ограничения. Трудно добиться того, чтобы клапаны двигались достаточно быстро, не увеличивая при этом износ, но в мотоциклах и болидах «Формулы-1» установлены реальные ограничения (обратите внимание, что при коротком ходе поршня его скорость меньше, поэтому двигатели с высокими оборотами всегда имеют короткий ход поршня). Кроме того, другие компоненты (подшипники, шатуны и т. д.) могут выйти из строя, а несбалансированные грузы играют более важную роль при высоких оборотах.
  1. На самом деле это не совсем так. Большинство турбин обеспечивают наддув только на высоких оборотах. Низкие обороты — это в основном преимущество двигателей большого объёма. Число оборотов зависит от передаточного числа и скорости автомобиля на любом двигателе!
  1. @MadMarky, тогда вместо 6-й передачи измените передаточное число главной передачи. Я сделал именно это на своём Land Rover Swb с двигателем V8 и коробкой передач Rangerover (4-ступенчатая), в результате чего получилось передаточное число 22 мили в час на 1000 оборотов. Нужно просто всё это обдумать...
  1. @SolarMike число оборотов двигателя на крейсерской скорости на шоссе сильно различается в зависимости от автомобиля. Бензиновый Fiat Punto 1.4 будет развивать более 4000 оборотов в минуту на скорости 120 км/ч, а турбодизельный Opel Corsa 1.3 — около 2400 оборотов в минуту. Даже мой BMW с двигателем 3.0 будет развивать более 3000 оборотов в минуту, но в основном потому, что в те времена в Z3 не могли установить 6-ступенчатую коробку передач...
  1. @MadMarky один из клиентов пожаловался, что на скорости 96 км/ч на автомагистрали расход топлива составляет 3500 т/м. Он был очень удивлён, когда мы взяли его на тест-драйв и переключились на 5-ю передачу. Проблема была в RTFM...
  1. @MadMarky большинство автомобилей, на которых я ездил, обычно работают на оборотах от 2000 до 2200 в минуту при скорости 120 км/ч, плюс-минус, но у меня не было BMW, и вряд ли будет...
  1. Максимальная частота вращения для меня при скорости 130–140 км/ч (80–86 миль/ч) составляет 3000–3500 об/мин. Бензиновый двигатель мощностью 122 л. с.
  1. @SolarMike, тогда, скорее всего, ты ездишь не на BMW 116i
  1. Это в топ-5 или в топ-6? кажется, что это много — моя машина едет со скоростью 2100 км/ч, примерно 80 миль в час
  1. Добро пожаловать в компанию по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей!
Вы уже ответили на этот вопрос