Сучасний двигун: потужність або крутний момент?

Наша сеть партнеров Banwar

Вже понад століття двигуни внутрішнього згоряння використовуються практично у всіх областях транспорту. Вони є "серцем" автомобіля, трактора, тепловоза, корабля, літака і за останні тридцять років стали являти собою своєрідний сплав останніх досягнень науки і техніки. Для нас вже звичними стали такі характеристики двигуна , як потужність двигуна і його крутний момент, вони є необхідним критерієм оцінки силових можливостей двигуна. Але на скільки правильно Ви можете оцінити потенціал двигуна, маючи перед очима лише скупі цифри з технічними даними автомобіля?

Щоб зрозуміти що таке крутний момент і потужність двигуна, згадаємо пристрій паровоза: тиск пара діє на поршень, який, в свою чергу, тисне на шатун, останній провертає колесо, створюючи крутний момент. Обертання колеса під дією крутного моменту викликає поява пари сил. Одна з них - сила тертя між рейкою і колесом - як би відштовхується від рейки тому, а друга - та сама шукана нами Силя тяги через вісь колеса передається на деталі рами паровоза. На прикладі паровоза помітно, що чим більше тиск пари, що діє на поршень, а через нього - на шатун, тим більша сила тяги буде штовхати його вперед. Очевидно, змінюючи тиск пара, діаметр колеса і положення точки кріплення шатуна щодо центру колеса, можна змінювати силу і швидкість паровоза. Те ж саме відбувається в автомобілі.

Різниця в тому, що всі перетворення сил здійснюються безпосередньо в самому двигуні. На виході з нього ми маємо просто обертається вал, тобто, замість сили, що штовхає паровоз вперед, тут ми отримуємо круговий рух вала з певним зусиллям - обертовим моментом. А потужність, що розвивається двигуном, - це його здатність обертатися якомога швидше, одночасно створюючи при цьому на валу крутний момент. Потім вступає в дію силова передача автомобіля ( трансмісія ), Яка цей крутний момент змінює так, як нам потрібно, і підводить до ведучих коліс. І тільки в контакті між колесом і дорожнім покриттям крутний момент знову "випрямляється" і стає тягової силою.

Очевидно, що тягову силу переважно мати найбільшу. Це забезпечить потрібну інтенсивність розгону, здатність долати підйоми і перевозити більше людей і вантажу.

У технічній характеристиці автомобіля є такі параметри, як число обертів двигуна при максимальній потужності і максимальному моменті, що крутить і величина цієї потужності і моменту. Як правило, вони вимірюються відповідно в оборотах в хвилину (хв -¹), кіловатах (кВт) і ньютонометров (Нм). Необхідно вміти правильно розуміти зовнішню швидкісну характеристику двигуна.

Це графічне зображення залежності потужності та крутного моменту від оборотів колінчастого вала . Найбільш показовою є форма кривої крутного моменту, а не його величина. Чим раніше досягається максимум і чим більше полого крива падає у міру збільшення оборотів (тобто мотор має незмінну тягу), тим правильніше спроектований і працює двигун . Однак отримати двигун, що володіє достатнім запасом потужності, високими оборотами та ще й стабільним крутящімп моментом в широкому діапазоні оборотів, непросто. Саме на це спрямовані застосування наддуву різних систем, електронного регулювання уприскування палива, змінні фази газорозподілу, настройка випускної системи і ряд інших заходів.

Давайте розглянемо приклад. Вам належить подолати підйом, а збільшити швидкість руху (розігнати автомобіль перед підйомом) не можна через дорожньої обстановки. Для збереження темпу руху буде потрібно збільшити силу тяги. Тут часто виникає ситуація, яка виглядає так, додавання газу не дає приросту сили тяги. Це викликає зниження швидкості, а значить, і оборотів двигуна, що супроводжується подальшим зменшенням сили тяги на ведучих колесах.

Так що ж робити? Як підтримати більшу тягову силу при малій швидкості руху, якщо двигун "не тягне", тобто, не забезпечує достатній крутний момент? Вступає в дію трансмісія. Коробка змінить передавальне число так, щоб сила тяги і швидкість руху знаходилися в оптимальному співвідношенні. Але це додаткові незручності в управлінні автомобілем. Напрошується висновок: було б краще, якби двигун сам пристосовувався до роботи в таких ситуаціях. Наприклад, ви в'їжджаєте на підйом. Сила опору руху автомобіля зростає, швидкість падає, але силу тяги можна додати, просто сильніше натиснувши на педаль газу. Автомобільні конструктора для оцінки цього параметра використовують термін "еластичність двигуна".

Це співвідношення між числами оборотів максимальної потужності і оборотів максимального крутного моменту (об / хв Pmax / об / хв Mmax). Воно повинно бути таким, щоб по відношенню до оборотів максимальної потужності обороти максимального крутного моменту були якомога нижче. Це дозволить знижувати і збільшувати швидкість тільки за рахунок роботи педаллю газу, не вдаючись до перемикання передач, а також їхати на підвищених передачах з малою швидкістю. Практично оцінити еластичність мотора можна шляхом перевірки здатності автомобіля розганятися від 60 до 100 км / год на четвертій передачі. Чим менше часу займе цей розгін, то еластичнішою двигун.

На підтвердження вищевикладеного, звернемося до результатів тестів автомобілів Audi, BMW і Mercedes, проведених в Європі і опублікованих російським видавництвом німецького журналу Auto Motor und Sport в листопадовому номері за 2005 рік. Головним чином, розглянемо характеристики Audi і BMW. З наведеної таблиці видно, що двигун Audi, набагато меншого обсягу і майже такої ж потужності, практично не поступається баварцеві в розгоні з місця, але зате в замірах на еластичність і економічність кладе конкурента на обидві лопатки. Чому це відбувається? Тому що коефіцієнт еластичності мотора Audi 2,39 (4300/1800) проти 1,66 (5800/3500) у BMW, а оскільки вага автомобілів приблизно рівний, жеребець з Мюнхена дозволяє дати завидну фору своєму співвітчизнику. Причому ці вражаючі результати досягаються на паливі АІ-95.

Підсумок такий: з двох двигунів однакового обсягу і потужності, кращий той, у якого вище еластичність. За інших рівних умов такий мотор буде менше зношуватися, працювати з меншим шумом і менше витрачати паливо, а також спростить маніпуляції важелем коробки передач. Під всі ці умови потрапляють сучасні бензинові та дизельні двигуни з наддувом. Експлуатуючи автомобіль з таким мотором, Ви отримаєте масу приємних вражень!

www.wkr-chiptuning.com