1,3 litrai, 5,0 l – kas yra variklio darbinis tūris?

Automobilio variklis įprastai apibūdinamas skaičiais – svarbiausia galia, sukimo momentas, degalų sąnaudos, bet visada pažymimas ir darbinis tūris. Bet ką apibūdina tas dydis?

Aišku, vidaus degimo varikliai po truputį išeina iš mados ir asmeninio transporto laukia elektrinė ateitis. Bet burzgiantys automobiliai per naktį tikrai niekur nedings, o ir ateityje bus įdomu prisiminti, kokių įvairių vidaus degimo variklių buvo sukurta. Pavyzdžiui, Volkswagen 3 metus gamino unikalų W8 variklį. Tuo tarpu rotorinių variklių mėgėja Mazda tokią jėgainę montavo ir į autobusus. Lanz Bulldog traktorius turėjo labai keistą variklį, kuris galėjo dirbti ir 0 apsisukimų per minutę greičiu.

Vidaus degimo variklis dažnai apibūdinamas pagal jo darbinį tūrį. Audi R8 turi 5,0 litrų V10 variklį, o štai Lamborghini Aventador SVJ turi 6,5 litrų V12. Tie litrai – tai variklio darbinis tūris, nors jį galima išmatuoti ir kitais mato vienetais – kubiniais coliais ar centimetrais. Štai motorolerio variklis yra visai mažas, todėl jam apibūdinti geriau tinka kubiniai centimetrai – 45 cm3 atrodo aiškiau ir tvarkingiau nei 0,045 l. Automobilių varikliai įprastai matuojami litrais, bet anksčiau amerikiečiai naudojo ir kubinius colius.

Priešingai nei teigia kai kurie apibrėžimai, variklio darbinis tūris nėra visų cilindrų tūrių suma. Ne visas cilindro tūris yra darbinis – dalį užima stūmoklio korpusas. Darbinis tūris yra tik ta cilindro dalis, kuri, vaizdžiai tariant, mato stūmoklio darbinį paviršių. Tai – maksimali erdvė, kurią cilindre gali užimti dujos. Variklio darbinis tūris – visų cilindrų darbinio tūrio suma. Tiesa, į jį įprastai neįtraukiama degimo kamera – nedidelė zona cilindro gale, kurioje uždegamas suslėgtas degalų ir oro mišinys.

Štai patogi diagrama, kurioje variklio darbinis tūris pavaizduotas oranžine spalva:

Atkreipkite dėmesį, kad oranžine spalva nežymima cilindro dalis, kurią užima atsitraukusio stūmoklio korpusas. Ta cilindro dalis, galima sakyti, neatlieka darbo.

Vieno cilindro darbinis tūris gali būti apskaičiuojamas naudojant paprastą formulę, kurią tikriausiai prisimenate iš mokyklinės matematikos – eπr², kur e – stūmoklio eiga (judesio amplitudės ilgis), r – cilindro pjūvio spindulys, o π – na, pi. Tą dydį padauginę iš cilindrų skaičiaus gausime bendrą variklio darbinį tūrį. Kaip matote, variklio darbinis tūris priklauso ne nuo bendro cilindrų ilgio (jo net nėra formulėje), o nuo stūmoklio eigos.

Didesnis darbinis tūris nebūtinai reiškia, kad variklis bus didesnis. Ne vienas gamintojas savo variklio galią didino išgręždamas didesnio skersmens cilindrus tame pačiame bloke. Pavyzdžiui, Lamborghini Countach LP5000 Quattrovalvole turi 5,2 litrų variklį, kuris buvo sukurtas modifikuojant 4,8 litrų variklį iš LP500 S.

Ne visi vidaus degimo varikliai yra stūmokliniai. Pavyzdžiui, rotoriniai varikliai neturi nei stūmoklių, nei cilindrų, bet ir jie yra apibūdinami per darbinį tūrį. Vėlgi, panašiai kaip ir stūmoklinio variklio atveju, rotorinio variklio darbinis tūris yra erdvė, kurią, vaizdžiai tariant, glosto rotoriaus darbiniai paviršiai.

Rotorinio variklio darbinį tūrį įmanoma apskaičiuoti pagal rotoriaus išmatavimus – formulė atrodo taip –  3(3^0,5 sr²(o/r). Čia r – rotoriaus spindulys (atstumas nuo centro iki vienos viršūnės), s – rotoriaus storis, o – ofsetas (ekscentriškumas). Gautą skaičių padauginame iš variklio rotorių skaičiaus ir gausime bendrą variklio darbinį tūrį. Mazda RX-8 rotoriaus spindulys – 105 mm, ofsetas – 15 mm, storis – 80 mm. Sudėję šiuos skaičius į formulę gausite 654,7 cm³, o RX-8 turi du rotorius – štai jums ir 1,3 litrų variklis. Na, apytiksliai – gausite 1309 cm³, o Mazda skaičiuoja 1304 cm³.

Aišku, yra ir daugiau skirtingų vidaus degimo variklių tipų – turboventiliatoriniai, turboveleniniai, t. t. – bet jie neapibrėžiami per darbinį tūrį.