джерело

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 терміни, як ПОТУЖНІСТЬ і обертовий момент і 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? Сподіваюся, Ви не станете цілком покладатися на запевнення продавця автосалону, що мотор придбаного Вами авто досить потужний і повністю Вас задовольнить? Для того, щоб потім не пошкодувати про невигідно придбання прошу ознайомитися з нижчевикладених.

З давніх часів для будівництва, переміщення вантажів, а так само транспортування людей людство використало всілякі механізми і пристрої. З винаходом більш ніж 10 тис. Років тому ЙОГО Величності КОЛЕСА, теорія механіки зазнала серйозні зміни. Спочатку, роль колеса зводилася тільки до банального зменшення опору (сили тертя) і перекладу сили тертя в кочення. Звичайно, котити кругле набагато приємніше, ніж тягнути квадратне! Але якісна зміна способу застосування колеса сталося набагато пізніше завдяки появі іншого геніального винаходу - ДВИГУНА! Батьком парового локомотива, частіше називають Джорджа Стівенсона, який побудував в 1829 році свій знаменитий паровоз "Ракета". Але ще в 1808 році англієць Річард Тревітік демонструє одне з найбільш революційних винаходів в історії перший паровоз. Але до нашої загальної радості Тревитик спочатку побудував паровий автомобіль для вуличного руху, а потім вже тільки прийшов до думки o паровозі. Таким чином, автомобіль є в деякому роді прабатьком паровоза. На жаль доля першовідкривача Річард Тревитика, як втім, багатьох інженерів, але не комерсантів склалася сумно. Він розорився, довго жив на чужині, і помер у злиднях. Але не будемо про сумне ...

Наше завдання - зрозуміти, що таке крутний момент і потужність двигуна, і вона значно спроститься, якщо згадати пристрій паровоза. Крім пасивного перетворювача тертя з одного виду в інший, колесо стало виконувати ще одну задачу - створювати рушійну (тягову) силу, тобто, відштовхуючись від дороги, приводити в рух екіпаж. Тиск пара діє на поршень, той, в свою чергу, тисне на шатун, останній провертає колесо, створюючи обертовий 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 СИЛА 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 - крутний момент. 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 крутного моменту 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 обертовий момент? Вступає в дію трансмісія. Ви вручну, або автоматична коробка передач самостійно, змініть 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.

Отже, підіб'ємо підсумок!
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!

Удачі на дорогах!

WKR Russland, Технічний відділ.

FAQ | FAQ: Двигун і паливна апаратура