Какой двигатель мощнее?

[nlothik.livejournal.com]

Вышел у меня тут спор с товарищем -- какой двигатель мощнее, при всех прочих равных?

Вот имеем, допустим, два двигателя внутреннего сгорания, нетурбированных, без всяких выкрутасов и прочее. Обыкновенные старорежимные двигатели, с одинаковой компрессией, одинаковым типом ГРМ и прочими техническими характеристиками.

Рабочий обьём, допустим, тоже одинаковый -- пусть 4 литра у обоих. Только один -- рядная четвёрка (I4), а другой -- V6. Количество цилиндров и их расположение -- единственное отличие между двигателями.

Как будет различаться общая мощность моторов и крутящий момент? Если судить по моему автомобильному опыту, четырёхцилиндровые двигатели обычно более оборотистые. В таком случае получается, что и объём одного цилиндра больше, и частота работы у него выше -- пока в четвёрке уже отработают все 4 цилиндра и вал сделает один оборот -- V6 отработает только на 2/3. Получается тогда, что при прочих равных 4-цилиндровый двигатель и мощнее и крутящий момент (особенно -- пиковый) у него выше.

А товарищ спорит со мной, говорит, что я неправ -- мол, из-за более оптимальных рабочих углов и более короткого хода поршня усилие передаётся лучше, и усилие в шестёрке передаётся не от одного цилиндра, а от нескольких, так что сумма получается одинаковая, и вообще, чем больше цилиндров -- тем лучше.

Ни я ни он не являемся специалистами-двигателистами, поэтому ищу ответ на этот вопрос.

Пойдём также дальше (опционально) -- а если сравнивать рядную четвёрку (I4) и рядную шестёрку (I6)?

UPDATE:

Гугление параметров существующих двигателей выявляет, что я, скорее, прав.

Вот Маздовский V6 движок серии KL, 2.5 литра объёмом. Пик мощности -- 123 киловатта, крутящий момент -- 221 ньютон-метр.

http://www.tsentraal.ee/mx6/engine/SAE920677.htm

А вот двигатель Дженерал Моторз серии Ecotec LCV, тоже 2.5 литра, но уже I4. И пиковая мощность у него -- 151 киловатт (почти на 30 киловатт выше!), а крутящий момент -- 259 ньютон-метров!

http://gmauthority.com/blog/gm/gm-engines/lcv/

Оба двигателя 4-клапанные (на цилиндр) DOHC.

Comments

[uncle-ghost.livejournal.com]

Зачем субаре оппозитный двигатель?

[s325ix.livejournal.com]

Так исторически сложилось, корни из авиации, так опозитник удобнее компановочно

[cyrill-v.livejournal.com]

Про литровую мощность вообще хоть кто-то в курсе? А про внешнюю характеристику двигателя?

[s325ix.livejournal.com]

При равных параметрах, а именно рабочем объеме, степени сжатия, отношении диаметр/ход поршня, фазах газораспределения, настройках впускного и выпускного коллектора, а так же системе управления мощность и моментная характеристика будут одинаковы.

Оба двигателя несбалансированные, что потребует балансировки противовесами коленчатого вала и/или балансирными валами. на практике V6 редко балансируют балансирными валами, а вот рядную четверку довольно часто, особенно объемом 2 и более литра.

Опять же если это не длиноходный двигатель, например для использования на водном транспорте, где не нужна высокооборотистость, то рядная четверка это диаметр цилиндра 109 мм, ход 109 мм, а V6 будет 95 мм при ходе 95 мм. Ну как бы для легкового автомобиля рядная четверка не есть хорошо, ибо при диапазоне оборотов 600-6000 об/мин использовать диаметр цилиндра больше 94 мм не есть правильно. Растет масса поршней, шатунов, растет диаметр шеек коленвала итд. Это и вынуждает использовать 6-8 цилиндровые моторы, так как в итоге они получаются легче.

Что до несбалансированности, то сейчас научились использовать балансирные валы и с ними особой разницы между 2 - 3 - 4 - 5 - 6 цилиндровыми моторами в уровне вибраций нет.

[jmyshanya.livejournal.com]

так вы определитесь, "моментная характеристика будут одинаковы", или "Растет масса поршней, шатунов, растет диаметр шеек коленвала итд." (что приводит к снижению мощности)?

[s325ix.livejournal.com]

Это с какой стати рост массы двигателя приведет к изменению его моментной характеристики и мощности?

Не путайте инерционные потери при разгоне, статичными характеристиками момента и мощности.

[iiitatub.livejournal.com]

4 цилиндровый будет мощнее конечно, у него меньше механических потерь на трение при прочих равных условиях. Легче коленвал, распредвал, меньше трущихся поверхностей, меньше мощность масляного насоса итд итп. Диаметр цилиндров больше, соответственно газообмен лучше. тут можно много говорить. Но тогда встает вопрос, зачем нужны двигатели с большим кол -вом цилиндров?)) Есть такой предмет : динамика двс, там описаны эти все проблемы. Двигатель должен быть уравновешен по крутящему моменту и по силам инерции 1 и 2 порядка, отсюда и вечная борьба с этими проблемами.

[s325ix.livejournal.com]

Сентенцию, что масса растет пропорционально кубу линейного размера не слышали?
Это на счет легче колен вал, как раз наоборот 4-х цилиндровый мотор объемом 4,0 л будет тяжелее, чем V6? опять же тот же колен вал на V6 короче и с меньшим радиусом кривошипа.

Газообмен зависит от фаз газораспределения, и диаметра клапанов, если эти параметры одинаковы (клапана относительно диаметра цилиндра) то газообмен будет одинаковым.

Как раз из за того, что высоко оборотистый больше объёмный R4 мотор будет очень тяжелым и делают 6-8 цилиндровые моторы.

А вот например в легкомоторной авиации из за того, что нет нужды крутить мотор выше 3000 об/мин замечательно живут 4-х цилиндровые опозитники с диаметром цилиндра 160 мм и рабочем объеме под 3,5 л.

[sasha-severny.livejournal.com]

Шестицилиндровый мошнее четырехцилиндрового, а двухтактный мощнее четырехтактного. Се ля ви.

[dedhuilo.livejournal.com]

V-8 экономичней будет и мощи хватает.

[ruslan-na-forde.livejournal.com]

duratec 2.5 st200 имел 205 лошадей в конце 90-х )))

А вопрос поставлен глупо - потому что задавшись целью получения максимальной мощности - это будет шестерка, потому как поршня меньше, значит легче, значит и крутиться будет легче и больше.

Но никого только максимальная мощность в реальной жизни не интересует

[shamaner.livejournal.com]

мерседесовский четырехклапанный DOHC V6 M272 E25 тоже 150 kW выдает, даже при немного меньших оборотах:
150 kW / 204 PS bei 6100

[shamaner.livejournal.com]

и 6-ти цилиндровый 2,5 л БМВ на 160 кВт в копилку
http://www.bmwheaven.com/database/engine.php?type=N52#/7

[nlothik.livejournal.com]

Ого. Как говорится, "зачёт".

Я думал сначала, он турбированный. Посмотрел -- нет, таки не турбированный.

Спасибо за ссылку.

[s325ix.livejournal.com]

Ну вообще BMW S54 выдает 343 лс (252 кВт) без всяких турбин при рабочем объеме 3,2 л.

Там тоже рядная шестерка.

https://en.wikipedia.org/wiki/BMW_M54#S54B32

[nlothik.livejournal.com]

Выяснилось, что ему подавай только высокооктановый бензин. Видимо, там намного выше компрессия. Отсюда такие цифры.

[shamaner.livejournal.com]

там же ниже список машин на которых он стоит - обыкновенные бэхи, обыкновенный бензин, на 80-м возможно и не поедет, ну так на 80-м и девятка не едет.

[Виталий (from livejournal.com)]

R4 4х литровый? Если только тракторный дизель. 4ки обычно больше 2.5 литра не делают.
А мощнее будет тот у которого наполняемость цилиндров больше при прочих равных.
На самом деле все проще. Как правило... 1.4 - 2.5 литра это четверки.
2.5 - 3.5 шестерки и т.д. Изначально спор ниачем. Причем 6ки V образные как правило, из компоновочных соображений. Ибо в один кузов надо запихать и R4 и 6 ку. Рядная просто в длину не влезет.
Ауди в 80х годах изварщалась с R5. Радиатор сбоку и хрен спереди подлезишь. Рядная 6ка уже не лезла, а V образники они тогда делать не могли, они появились в середине 90х.
Или VW с их VR6. V6 не лез по ширине, а R6 по длине.

[satansclaws.livejournal.com]

Ниссановские 2-литровые V6, митцевские 1.6-литровые V6 смотрят на ваш коммент с недоумением

Тойотовские и ниссановские 2-литровые I6 его тоже не одобряют

[satansclaws.livejournal.com]

а, да, еще чутка добавить:
у форда/вольвы есть I6, вставляемая поперек + у GM была такая (ставилась на шэви эпики)

[satansclaws.livejournal.com]

Вы сами и утверждаете об идентичности технических характерстик и тут же сами задаете движкам неравные условия.

Для начала:
1) Мощность равна произведению момента на обороты. Таким образом, если у одного двигателя отсечка выше на пару тысяч, чем у второго - то при сравнимых моментах, у первого максимальная мощность будет заметно выше, чем у второго

2) При равных оборотах суммарный объем топливовоздушной смеси сожженный в цилиндрах, будет равным. У I4 воспламенения будут реже, но каждое будет более объемным, чем у V6

3) Момент пропорционален объему (точнее, количеству сожженного топлива). Если двигатель с длинным ходом поршня - значит у него площадь поршня меньше (что будет давать меньшую силу на шатун от давления газов). Т.е. увеличение рычага приводит к уменьшению силы, прикладываемой к этому рычагу.


А теперь начинаются различия между двигателями:
1) Как я уже упоминал выше - отсечка (максимальные обороты).

2) Сатурация и очищение цилиндров - если у одного двигателя впуск (чуть более важно) и выпуск (чуть менее важно) спроектирован лучше, чем у второго - будет лучшее наполнение -> будет сжигаться больше топлива -> будет больше момент -> будет больше мощща.
Вот тут ломается большинство копий: изменяемые фазы (vtec kickin in, yo!), резонансные эффекты наполнения и очищения цилиндров, etc. Опять же, 90% времени люди ездят очень далеко от зоны максимальной мощности - потому автопроизводители настраивают резонансные эффекты на более приближенные к реальности обороты. Эффекты плохого смесеобразования (гомогенности смеси) проявляются на низких оборотах и на оборотах максимальной мощности уже не существенны (но, как и с резонансными эффектами, инженеры могут жертвовать мощностью на верхах ради удобства эксплуатации в обыденной жизни).

ЗЫ забыл главное же!
3) Степень сжатия. Вот тут реально можно выжать немного больше мощщи при абсолютно равных прочих. Выше степень сжатия - эффективнее работа двигателя. Но и выше требования к детонационной стойкости топлива.

[norilsk-p.livejournal.com]

Вообще то как бывшый владелец мазды Кседос (Mazda Xedos ) могу со всей ответственностью заявить двигатель там 153 квт или 200 лошадей.
Вы не те движки сравниваете.
Посмотрите KL-ZE
Количество цилиндров, тип ГБЦ: V6, DOHC, 24 Valve
Объем двигателя, см3: 2496
Мощность двигателя, л.с / при оборотах-мин (bhp/rpm): 200/6500
Диаметр/Ход поршня, мм: 84.5/74.2
Крутящий момент, н-м/об.мин: 223.4/5500
Степень сжатия (Compression Ratio): 10.00

[koldoblin.livejournal.com]

Чтобы энергию произвести, её нужно потратить. Чтобы больше потратить при том же объёме, нужно повысить давление. Как повысить давление? Турбо - больше воздуха, суперчарж - больше смеси. Но главное - это разница объёмов во время цикла. Количество цилиндров не играет никакой роли. хоть один. Это просто плавность хода. Выше давление - выше износ. Производители ищут золотую середину.
Один и тот же движок регулируется по разному и в тайоте он будет надёжным, а у хонды выдаст больше мощности.

[Джейси Дентон (from livejournal.com)]

Мощность ДВС - это произведение крутящего момента и оборотов. Не зная, при каких максимальных оборотах будет какой момент, предугадать, какой двигатель окажется мощнее, - невозможно. Можно и трехцилиндровый двигатель сделать таким, что он окажется мощнее v6.

[bliqya.livejournal.com]

Ответ на Ваш вопрос не в механике и не в газодинамике, но в термодинамике, а именно в КПД (коэффициент полезного действия) преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя. Самым эффективным будет одноцилиндровый.