user4829
Вчера 21:36
Чем двигатели легковых автомобилей отличаются от двигателей грузовиков и спортивных автомобилей?
Рассмотрим три автомобиля. Все три автомобиля оснащены разными двигателями, но все двигатели имеют объём 3 литра. Двигатели V6. Двигатель первого автомобиля рассчитан на экономию топлива. Двигатель второго автомобиля рассчитан на буксировку тяжёлых грузов. И, наконец, двигатель последнего автомобиля рассчитан на работу на гоночной трассе. Чем отличаются двигатели этих трёх автомобилей, что делает их подходящими для соответствующих целей, без использования турбокомпрессоров и нагнетателей, без изменения рабочего объёма? Давайте пока забудем и об остальном (трансмиссии, шасси, пружинах и т. д.)
Мой второй вопрос: как изменяется крутящий момент при низких, средних и высоких оборотах в этих трех различных областях применения - 1. большой расход бензина, 2. высокая тяговая способность, 3. высокая скорость вращения.
Мой третий вопрос: каковы преимущества и недостатки V-образной конфигурации по сравнению с линейной, при условии одинакового смещения?
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/9367/how-are-the-engines-of-street-cars-different-from-trucks-and-performance-cars
Первое заблуждение, с которым вам нужно разобраться, заключается в том, что описанные вами транспортные средства специально сконструированы для максимального выполнения различных функций. Другими словами, при их рассмотрении необходимо учитывать трансмиссию, задние дифференциалы и шины. Вы не можете рассматривать их по отдельности и надеяться получить какой-то «настоящий» ответ.
Тем не менее теоретически вы можете использовать один и тот же базовый двигатель для каждой из ваших моделей и при этом выполнять одну и ту же задачу. Это возможно благодаря передаточным числам как в трансмиссии, так и в заднем дифференциале (или в раздаточной коробке, если она есть).
Самые большие различия между этими тремя двигателями заключаются в распределительном валу (валах) и настройке. В этом посте недостаточно места, чтобы подробно рассмотреть различия, в которых я не являюсь экспертом, поэтому я не могу дать вам «лаконичный» ответ о необходимых различиях. Во-вторых, у вас будут различия во впускном и выпускном коллекторах. Разные впускные каналы будут по-разному распределять крутящий момент (в сочетании с профилем распределительного вала). То же самое касается и выпускного коллектора. В высокопроизводительных двигателях используются выпускные коллекторы, которые облегчают отвод выхлопных газов, благодаря чему двигатель может работать на более высоких оборотах.
1.) Двигатель, который используется для обеспечения хорошего расхода бензина, будет иметь кривую крутящего момента, которая быстро достигнет максимума при среднем крутящем моменте и будет поддерживать этот крутящий момент в течение длительного диапазона (скажем, от 2000-5000 об / мин). 2.) Двигатель, который используется для буксировки, рано достигает максимального крутящего момента, а затем быстро гаснет. Вот почему дизельные двигатели используются в грузовых автомобилях. У них очень низкий крутящий момент и они работают ниже 2000 оборотов в минуту. Крутящий момент - это то, что считается необходимым для приведения транспортного средства в движение. 3.) Двигатель, который используется на трассе, рассчитан на более высокие обороты, когда вы не так беспокоитесь о низком крутящем моменте, но он достигнет максимума к верхней границе диапазона оборотов. Это производит больше лошадиных сил -
hp = (rpm * torque)/5252 is the equation- а лошадиная сила - это то, что поддерживает нас в движении, когда мы начинаем двигаться.Основное отличие V-образного двигателя от рядного заключается в том, что V-образный двигатель может выполнять свою работу в меньшем пространстве (моторном отсеке), чем рядный двигатель, потому что он физически короче. Если говорить о максимальном увеличении, то можно обратить внимание на конфигурацию W16, которая используется в суперкарах. Она очень дорогая в производстве, но может уместиться примерно в том же пространстве, что и V8. Та же идея: больше цилиндров в том же объёме. Рядный двигатель обычно имеет больший крутящий момент, в то время как V-образный двигатель, как правило, может вращаться быстрее. В старых рядных двигателях возникала проблема с распределением топлива, из-за чего крайние цилиндры обычно работали на обедненной смеси из-за их удалённости от карбюратора. С появлением электронного впрыска топлива эта проблема была практически решена (что привело к возрождению двигателей I5 и I6).
Это лишь общие соображения по поводу заданных вами вопросов, поскольку то, о чём вы спрашиваете, гораздо сложнее, особенно если речь идёт о самом транспортном средстве. Хотя вы не упомянули трансмиссию, передаточное число, шины, массу и многое другое, это очень важно для понимания того, как должно вести себя транспортное средство и для чего оно предназначено.