Эта проблема является одной из главных тем «хулиганства» на автомобильных форумах. Оппоненты готовы оторвать десятки аргументов. Но все просто: мощность — это крутящий момент! Как Теперь мы объясним.
Когда я был ребенком, многие пожилые люди собирали упаковку после «турбо», а мощность и максимальная скорость автомобиля были почти обязательными. Чем больше числа, тем больше уважение к данной модели автомобиля. Кажется, что это все еще сегодня — несколько дополнительных лошадиных сил часто становится решающим аргументом «для» или «против» каждой машины.
Но здесь голоса дизельного дзена уже говорил, что только количество крутящего момента, и подозрительная динамика более слабых бензиновых двигателей с турбинами или некоторыми системами VVT приказывает водителям сомневаться в верности принципа «сильнее, более быстрее» и в Налоги, которые в некоторых методах зависит от мощности — все уже слышали достаточно.
Так что же такое мощность и как она связана с динамикой?
Максимальная мощность двигателя приводится в характеристиках паспорта и на «турбо» вставках. Но что это дает для машины? Как с этим связан крутящий момент? Мы постараемся объяснить эту важную истину самым простым способом.
Напомним, крутящий момент — это продукт прочности через плечо рычага. И в случае двигателя это сила, с которой вращается коленчатый вал двигателя. Обычно он измеряется в ньютоне на метр или килограммы прочности на метр.
График внешней характеристики двигателя
Фактически, крутящий момент возникает, каким -то образом замедляет коленчатый вал — используя гидравлический тормоз, генератор или заставляя автомобиль тянуть. Вот как он измеряется — путем торможения самой машиной или колесами гидравлическим тормозом. Максимальный крутящий момент, который разрабатывает двигатель с полностью газовой педалей, обычно дается для двигателя, с помощью которого водитель просто регулирует, сколько крутящего момента может дать двигатель. Это еще предстоит понять как те же изменения крутящего момента. Крутящий момент зависит от скорости двигателя, и в начале он низкий, затем растет до точки, а затем падает. Почему?
Пики и спады на графике
В реальной жизни полный крутящий момент редко необходим, только в тех случаях, когда мы приведем педаль газа на пол, и мы надеемся, что двигатель «вытащится», в остальное время он меньше максимума на этой скорости. Но мы уже знаем, что крутящий момент меняется не только с педалью дроссельной заслонки (механическая или электронная), но и с оборотами. Процессы, происходящие в камере сжигания двигателя, различаются на разных скоростях двигателя. Дополнительные системы, такие как верхний, переменные фазы синхронизации и другие, изменяют камеру сгорания, количество топлива и времени зажигания еще больше, и в результате качество и мощность производительности вождения зависит от скорости двигателя. Даже если нет электронной регулировки, количество воздуха, которое попадает в цилиндр, количество другого выхлопного газа и оптимальный угол зажигания все еще изменяется со скоростью. При самых низких революциях в цилиндре слишком много остатков газа, или детонация слишком вероятно, поэтому крутящий момент с низким уровнем скорости, как правило, намного ниже максимума. На средней скорости двигатель «оживает» — благодаря большему количеству воздушных импульсов в впускном коллекторе вы получаете больше воздуха, меньше остаточных газов, и, следовательно, крутящий момент увеличивается. Если у автомобиля есть турбина или нагнетатель, они начинают работать на полной скорости. Но при более высоких оборотах механические потери в поршневых кольцах, потери трения и инерция в ремне ГРМ, нагревание масла в подшипниках и т. Д. И качество производительности не улучшается и даже начинает падать. В результате крутящий момент начинает падать на более высокие обороты из -за растущих потерь. И турбонаддув, в какой -то момент турбоэффективность перестает быть достаточным, и крутящий момент также начинает падать. Теперь посмотрим на график типичного атмосферного (т.е. без наддува) двигателя 1990-х годов, где есть кривые не только крутящего момента, но и мощности.
С другой стороны, у турбированного двигателя с аналогичным рабочим объемом, крутящий момент в средней зоне оборотов ограничен электроникой, часто на пределе выносливости цилиндро-поршневой группы, да и график мощности тоже очень «ровный». Вы можете ясно видеть, насколько больше его мощность в начале и середине графика.
Внимательно следите за кривой мощности. Он быстро увеличивается там, где крутящий момент высок, и почти никогда не увеличивается там, где крутящий момент низкий. Объяснение этому очень простое: мощность — это количество работы, которую двигатель может выполнить за секунду. Для двигателя внутреннего сгорания мощность в киловаттах в каждой точке графика можно получить, умножив крутящий момент двигателя в ньютонах на обороты в минуту и разделив на 9549, примерно следующим образом:
Поэтому мощность двигателя на любых оборотах зависит только от крутящего момента на этих оборотах, а максимальная мощность получается в тот момент, когда крутящий момент уже уменьшается, а произведение мощности на обороты еще увеличивается. А для увеличения максимальной мощности можно просто увеличить крутящий момент на более высоких оборотах или не допустить его столь же быстрого снижения. Посмотрите на типичную схему форсированного двигателя Honda — точно так же поступили и японцы.
Надеюсь, достаточно ясна точка зрения тех, кто говорит, что «мощность не важна — важен только момент»? Опять же: мощность как таковая напрямую зависит от крутящего момента и сама по себе является математической, расчетной величиной, которую нельзя измерить отдельно от крутящего момента. Крутящий момент, по сути, отражает мощность, которая будет доступна при «частичных» оборотах двигателя, просто при нажатии на педаль газа при обгоне. И чем больше крутящий момент, тем лучше! Ведь мощность на этих оборотах тоже будет выше. Чем больше мощность, тем больше энергии можно вложить в машину, тем лучше динамика разгона. Максимальная мощность оказывает большое влияние на максимальную скорость автомобиля. При правильно рассчитанном передаточном числе главной передачи и коробки передач получается, что максимальная скорость достигается при равенстве подводимой мощности мощности двигателя. А мощность всех потерь зависит именно от скорости движения, в первую очередь от сопротивления воздуха и сопротивления качению колес, и в какой-то момент будет равна мощности двигателя, поэтому эта скорость будет максимальной. Конечно, бывают просчеты, когда двигатель либо не в состоянии развивать обороты с максимальной эффективностью, либо уже «упирается» в ограничитель, но это случается не так уж и часто.
Дизельный момент
Теперь отвечу на типичный, но простой вопрос: «Почему у дизельных двигателей традиционно высокий крутящий момент, но малый рабочий объем по сравнению с бензиновыми двигателями? Это потому, что дизельные двигатели имеют ограниченную рабочую скорость. Из-за высокой степени сжатия дизельных двигателей» и более медленного горения топлива, дизели хуже на высоких оборотах, но им не грозит детонация и турбина может быть более эффективной и доработанной из-за более низкой температуры выхлопных газов, поэтому может подаваться много воздуха и топлива и крутящий момент на низких оборотах будет очень высоким.И иногда они будут даже не так далеки от турбированного бензинового двигателя по мощности,но крутящий момент будет не просто большим,а колоссальным.Для сравнения вот спецификация двух трехлитровых двигатели от современной BMW 5 серии, где вы увидите, что дизели эффективны на более низких оборотах.Дизель можно сделать мощнее бензинового двигателя, но тогда все равно высокий крутящий момент будет на четверть больше, а значит новая коробка передач и новые карданные валы выдерживают эту мощность. А сам двигатель должен быть еще мощнее и тяжелее. Его тоже можно «открутить», но тогда работа топливной системы будет сложнее, а также нельзя допускать дымления и неполного сгорания топлива.
Так как же правильно разгоняться?
Важно знать, как работает коробка передач. Для максимального ускорения переключайте передачу так, чтобы число оборотов в минуту было равно пиковому крутящему моменту или превышало его, но чтобы было место для увеличения числа оборотов – ускорение выше числа оборотов в минуту будет медленнее. Пиковое ускорение идеально подходит для гражданских автомобилей. Однако обычно электроника современных двигателей не позволяет двигателю «разогнаться» намного выше пиковой мощности — это так называемый отрезать. Можно попробовать визуально представить. Взгляните на график внешней кривой скорости. При разгоне двигатель должен максимально работать в зоне, где его мощность максимальна, то есть на высоких оборотах вблизи точки максимальной мощности. А при переключении передач он должен входить в зону с максимально возможной силой. Ниже приведены диаграммы мощности и крутящего момента известной климатической Honda Accord Type R и турбированного Saab 9-3. На графиках мы назначили диапазоны оборотов, в которых будет работать двигатель, если мы включим вторую или третью передачу на скорости около 50 км/ч. Чем больше площадь фигуры под кривой мощности, тем эффективнее разгон.
