Несмотря на постоянные попытки заменить его на какую-нибудь экзотику вроде газовой турбины или электромотора, абсолютное большинство современных автомобилей по-прежнему имеют поршневой двигатель внутреннего сгорания. Не потеряться новичку в безбрежном море их разновидностей поможет эта статья.
Главная характеристика любого поршневого двигателя — количество цилиндров. Современные автомобили имеют обычно от 4 до 8. 2-, 3-, 10- и 16-цилиндровые моторы встречаются, но очень редко.
Расположены цилиндры могут быть по разному.
Если все они выстроены в один ряд — то такой двигатель называется рядным. Их обычно делают максимум четырёхцилиндровыми, так как уже 6-цилиндровый рядный двигатель оказывается непомерно длинен. Рядные же «восьмёрки» ставились только на старые американские и самые дорогие европейские автомобили, главным образом — довоенные.
У V-образного (в старых книгах часто использовалась графика — У-образного) мотора цилиндры расположены в два ряда с общим коленчатым валом, что делает его примерно вдвое короче однорядного с тем же их числом. Важная характеристика такого двигателя — угол развала цилиндров. Обычно он составляет 90 или 60 градусов, но встречаются и экзотические варианты.
Если же угол развала составляет 180°, то в таком случае двигатель называют оппозитным. Сегодня такие моторы для массовых автомобилей выпускает только японская фирма «Субару». Хотя на самом деле у них немало преимуществ, например очень низкий центр тяжести.
Прочие типы двигателей широкого распространения на автомобилях не получили.
Описывая двигатель, обычно в первую очередь упоминают количество и расположение его цилиндров. Например, у всех «Жигулей» двигатель — рядный четырёхцилиндровый, а у «Запорожца» был тоже 4-цилиндровый, но уже V-образный. Автомобили бизнес-класса часто имеют рядные или V-образные 6-цилиндровые двигатели, а в бизнес-классе могут встречаться и моторы V8. Однако, например, в США автомобилей с V-образными «восьмёрками» очень много, а раньше было ещё больше, едва ли не половина автопарка. Спорткар Dodge Viper имел V-образную «десятку», а малышка-«Ока» — рядный двухцилиндровый моторчик.
Следующая важная характеристика — рабочий объём двигателя. Это — общий объём всех его цилиндров. От него в первую очередь зависит мощность мотора. В наше время большинство автомобильных двигателей имеют рабочий объём не менее 1 литра, но и не более 4-5. Основная же масса автомобилей снабжается моторами в 1,4-2,4 литра. Чем больше рабочий объём, тем большую мощность можно потенциально «снять» с двигателя, но тем больше и расход топлива, которое нужно для того, чтобы этот объём заполнить.
Такая характеристика двигателя, как материал, из которого он изготовлен, интересна обычно лишь конструкторам и ремонтникам. Простому автомобилисту важно знать, что двигатели с чугунным блоком цилиндров (например, «Жигули») при перегреве практически не страдают, в отличие от моторов, у которых («Москвич», «Волга») блок алюминиевый с запрессованными в него чугунными вкладышами — гильзами, который при сильно перегреве может необратимо покоробить. Кроме того, алюминий стоит существенно дороже чугуна. Зато алюминиевый мотор легче, а мощность его обычно немного больше при прочих равных. Современные алюминиевые моторы (Audi, BMW) не имеют гильз. Вместо чего стенки цилиндров покрыты специальным износостойким напылением. Раньше российские владельцы таких автомобилей жаловались на очень быстрый износ при использовании нашего бензина, но с тех пор в технологию изготовления блоков цилиндров были внесены необходимые изменения, и никаких проблем владельцам на современных моделях они обычно не доставляют. К перегреву такие двигатели менее чувствительны, чем гильзованные, но всё же и не столь безразличны, как чугунные. Иногда можно встретить двигатели с блоком цилиндров из магниевого сплава, — они лёгкие, прочные, но дорогие, поэтому применяются редко. Правда, как ни странно, магниевый блок цилиндров был у «Запорожца».
Больше всего «на слуху» такая характеристика двигателя, как мощность. Вообще говоря, измеряться она должна в киловаттах (кВт), но в автомобильной среде до сих пор принято мерять её в лошадиных силах (л.с.). На самом деле, мощность не то чтобы совсем не важна, но играет существенно меньшую роль, чем обычно думают.
А вот такой показатель, как крутящий момент, показывающий создаваемое мотором тяговое усилие, наверное может претендовать на пальму первенства среди недооцененных новичками характеристик двигателя. А ведь именно он во многом определяет разгонную динамику автомобиля, а также — его «эластичность», то есть, возможность для водителя реже переключать передачи.
Максимальное число оборотов коленчатого вала напрямую определяет максимальную скорость автомобиля: быстрее, чем коленчатый вал, колёса вращаться не будут (естественно. С учётом передаточного числа трансмиссии).
Расход топлива — одна из наиболее сложных характеристики. Различают различные варианты расхода (на трассе, в городе, в смешанном цикле, на максимальной скорости, и так далее) — и её куда больше способов его измерения. В Европе (и у нас тоже) принято измерять расход литрами на 100 км пробега. В Америке же это делают наоборот: расход топлива там отображают количеством миль, которые автомобиль пройдёт на 1 галлоне топлива.
Не менее важен и тип топлива. В России большинство автомобилей имеют двигатели, в которых в качестве топлива используется бензин, поэтому «по умолчанию» будем говорить именно о них. Топливо должно соответствовать конструкции двигателя, а именно — его степени сжатия (тому числу раз, во сколько сжимается безвоздушная смесь перед воспламенением при каждом цикле работы двигателя) и особенностям конструкции систем впуска и выпуска (например, в автомобилях, имеющих на выпуске «катализатор», нельзя использовать этилированный бензин). Большинство автомобилей в наше время работают на бензине марки АИ-92 или АИ-95.
Наконец, важной характеристикой двигателя, как и любого механизма, является его ресурс, то есть, пробег в километрах, после которого ему могут потребоваться определённые операции по обслуживанию или ремонту. Различают ресурс до технического обслуживания, ресурс отдельных деталей и систем, а также общий моторесурс до капитального ремонта. Обычно в литературе приводят в качестве моторесурса двигателя цифру так называемого 90%-го ресурса. Это — пробег, в течение которого потребовали капитального ремонта 10% из общего числа выпущенных моторов данной модели. Владельцу нового современного автомобиля об этой цифре задумываться вряд ли стоит.