Крутний момент або кінські сили

Ось наткнувся на цікаву статтю про крутний момент і кінськісили.
Хай пробачить мене автор, скопіював собі. Цікаво почитати. Хтоподужає — Молодець! )
<
Кінські сили вирішують все – такий висновок можна зробити, читаючиінші автомобільні видання, а також рекламні буклети татехпаспорти.
Що визначають ньютон-метри? Що важливіше – «коні» чи «ньютони»? розібратися з визначеннями Згадуємо шкільний підручник фізикиКрутний момент
- це добуток сили на плече важеля, до якого вона прикладена, Мкр =F х L. Сила вимірюється в ньютонах, важіль - в метрах. Крутниймомент, який створює сила в 1 Н, прикладена до кінця важелядовжиною 1 м. Сила, що народжується при згорянні палива, діє напоршень, через який і створює обертаючий момент. Виходить, щоголовна характеристика двигуна - величина моменту, що крутить, наколінчастому валу. Зрозуміло, що момент створюється не завжди, алише в період дії сили – тобто тільки під час робочого ходу.Розберемося тепер із потужністю. Все там же – у шкільному посібникуі про неї сказано дуже ясно. Потужність – це робота, здійснена заодиницю часу. Формула банальна – Р = A/t. Оскільки роботу в двигуніздійснює саме та сила, що створює крутний момент, то потужність, кажучи простими словами, показує, скільки разів на одиницю часудвигун створює крутний момент. Не треба бути семи п'ядей у ​​лобі, щоб зрозуміти – кількість «крутних моментів», тобто потужність, залежить від кількості обертів двигуна. Щоб нам було зовсім просто, фізики-математики напружилися і вивели наочну формулу:P =Mкр*n/9549, де Mкр – крутний момент двигуна (нм), n – оборотиколенвала двигуна (об./мин.). (потужність виходить у кіловатах. Щобперетворити її на «скакунів», множимо результат на 1, 36).
Начебто з піччю все зрозуміло. Спробуємо від неї станцювати. На щовпливає потужність, а на що – момент, що крутить? Почнемо ізпотужності. Потужність двигуна під час руху автомобіля витрачаєтьсяна подолання різних сил опору – це сили тертя у трансмісії такочення коліс, сили аеродинамічного опору тощо. Чим більшапотужність, тим більший опір автомобіль може подолати і більшушвидкість досягти. Повторимося, потужність двигуна - величина непостійна, а залежна, перш за все, від оборотів двигуна. Поряд іззначеннями максимальної потужності завжди вказуються обороти, наяких вона досягається. На інших оборотах потужність інша – нижча.Яка саме – можна дізнатися, глянувши на графік зовнішніх швидкісниххарактеристик того чи іншого двигуна. Важливо інше – при розгонідвигун не розвиває обертів максимальної потужності одночасно (принаймні у нормальних умовах). Машина стартує зазвичай з оборотівтрохи вище холостого ходу. Тому, щоб мобілізувати весь «табун», мотору потрібен час на розкручування. Ось тут і грає вирішальнуроль крутний момент. Саме від нього залежить час досягненнядвигуном максимальної потужності, а значить і жадана динамікарозгону. І виходить, що забуті деякими ньютон-метри означають неменше ніж хвалені кінські сили.
Протистояння «к.С. – Нм»
логічно виливається у протистояння «бензин – дизель». Серійнібензинові двигуни розвивають не найбільший момент, що крутить. Дотого ж максимального значення він досягає лише на середніх оборотах (зазвичай 3000-4000). Проте ці мотори можуть розкручуватися до 7-8тис. Об./хв., що дозволяє їм розвивати досить велику потужність.Адже згідно з наведеною вище формулою, потужність чисельно відоборотів залежить набагато більше, ніж від моменту. З самих«низів», у максимальній потужності програють бензиновим. Протепотужність важлива не тільки максимальна. Як уже було сказано, потужність, яку розвиває двигун на оборотах нижче за граничні, якправило, так само далека від максимальної заявленої. Ключем дорозуміння характеру будь-якого мотора є криві йогохарактеристик:потужності та моменту. Наводимо графіки двох двигунівмарки Mercedes-Benz. Один – об'ємом 1, 8 л, дизельний (зтурбонаддувом). Інший – дволітровий бензиновий. Заявлені потужності– 109 л. Та 136 л.С. Відповідно. Моменти – 250 та 185 Нм. Мипорівняли потужність цих моторів у всьому діапазоні оборотів, а нелише максимальну. І вийшло, що від 1000 до 4000 об/хв. (а цепрактично весь «міський» спектр) дизель потужніший за «бензин»максимум на 34 к.С., а в середньому – на 17. Про перевагу в моментінавіть говорити не варто.
Заради інтересу ми порівняли також характеристики аналогічнихдволітрових моторів Volkswagen:2, 0 TDI (140 л.С. Та 320 Нм) та 2, 0FSI (150 л.С. Та 200 Нм). Результат той самий – виграш умаксимальній потужності обертається програшем до позначки 4 500об./хв. Цікава картина. Вимірювання потужності в кінських силахшироко поширене тільки в автомобільній сфері. Причина –неоднозначне визначення цієї одиниці. Мірити міць моторів попоголів'ю рисаків вперше запропонував Джеймс Уатт (у спеціальнійлітературі для цього використовують його прізвище). Він припустив, що кінь може піднімати 33 000 фунтів вантажу (14 968, 55 кг) зішвидкістю 1 фут (30 см) за хвилину, що дорівнює 745, 7 Вт.Саме цюодиницю досі застосовують у Англії (позначення BHP). В іншихєвропейських країнах кінська сила визначається як 735, 49875 Вт іпозначається pferdestarke - PS (нім.), cheval - ch (фр.) або просто- л.С.
Нарощувати потужність моторів можна по-різному. Найпримітивнішийспосіб – збільшення робочого обсягу – слава богу, своє, схоже, віджив. Тепер у честі більш просунуті методи.
Збільшення максимальної кількості обертів дозволяє піднятипотужність без серйозної зміни моменту, що крутить. Приклад – BMWM5/M6, двигун яких крутиться до 8250 об./хв.
Турбо- та механічний наддув різко підвищують крутний момент мотора.Наприклад, двигун 2, 0 FSI (VW, Audi) видає 150 л. Та 200 Нм. Вінже, але з турбіною (2, 0 TFSI) - 200 к.С., 280 Нм. Потрібних»оборотів. Найвитонченіший спосіб - можливість зміни ступенястиснення. Так, на 1, 6-літровому турбо-двигуні SAAB завдяки рухомійголовці блоку вона варіюється від 8:1 до 14:1. Результат - 308 Нм і225 к.С. Зрозуміти, що означають на практиці « зайві» ньютон-метрита кінські сили, ми вирішили на прикладі двох новітніх VolkswagenPassat зі згаданими дволітровими моторами – турбо-дизелем табензиновим атмосферником. У першого – 140 л.С. Та 320 Нм, у другого– 150 л.С. Та 200 Нм. Для кристальної чистоти експерименту обидвімашини були з шестиступінчастими механічними коробками (різницюпередавальних відносин головної пари в даному випадку вважаємонесуттєвою). На дизельному Passat ми вже їздили, а тому добрезнайомі з його неординарною натурою. На неодружених і малихоборотах мотор не виявляє особливого ентузіазму, але післядосягнення 1750 об./хв. (вже з цієї позначки водієві доступні всі320 Нм моменту) докорінно змінюється. На кривій добре видно, щоамплітуда моменту, що крутить, становить 110 Нм, більше третинимаксимального значення! Цю різницю двигун встигає подолати впроміжку між 1000 і 2000 об/хв. Вже під кінець другої тисячі двигунпотужно кидає Passat вперед. Прискорення не слабшає аж домаксимальних 4500 об./хв., слідує перемикання - і знову достатоктяги до верху. Ще перемикання – все повторюється. Немов невидимийсилач-велетень тягне машину тросом, потім перехоплює руки і тягнезнову - бурхливий розгін йде на кожній передачі, навіть на п'ятій ішостій він залишається вражаючим. Якщо не мішати при перемиканнях іне випадати з діапазону 2000-4000 оборотів (а це не складно завдякивиключно точному приводу перемикання), то дизельний Passat дозволяєпереміщатися в просторі дуже інтенсивно. Спортивно. Єдиниймінус, він же плюс - при розгоні «в підлогу» стрілка тахометра вмить пролітає коротку шкалу. Тільки встигай працювати ручкоюКПП.
Пора пересідати в бензинову машину. Її характер спокійніший. Passatреагує на дії акселератора точно і чуйно. Мотор тягне впевнено зсамого низу і до максимальних обертів, але без підхоплень іприскорень, що хвилюють. Подивіться, різниця між моментом нахолостому ходу та максимальним – всього 50 Нм, так що підхватамвзятися просто ні звідки. Але керуватися такою динамікою зручніше –передачі довгі, з прогнозованою тягою у всьому робочому діапазоні.Поки двигун переганяє стрілку тахометра з лівого нижнього кута вправий нижній, можна трохи перепочити, не треба строчити важелемкоробки. Ага, є 6500 - перемикаємося. Але емоції, емоції відрозгону:Вони існують, але не такі, як у випадку з дизелем. Тут ужене диво-силач тягне машину, а якийсь механічний робот-прискорювач, з постійним, наче тарованим зусиллям. Тепер найсолодше. Машинистоять пліч-о-пліч на одній лінії. Нагадаємо, що у бензиновогоPassat перевага в максимальній потужності на 10 к.С. Алепроявляється воно лише після 4500 оборотів. А у дизеля перевага вмоменті, який проявляється у всьому діапазоні. Ну, любителідрэг-рейсингу, ваші ставки?
Синхронний старт. Перші секунди машини йдуть ніздря в ніздрю. Потімдизель поступається чверть корпусу - двигун швидко викрутився, треба змінювати передачу. Через рідкісніші перемикання бензиновийPassat виходить вперед майже на корпус. З набором швидкості цейвідрив зменшується. За паспортом у вправі «до сотні» дизель програєсвоєму противнику лише 0, 4 секунди. Це різниця в межах погрішностіводія. І максимальна швидкість менша лише трохи – 209 км/год проти213. Але це на заліковій прямій. Там водії кидають зчеплення, вжерозкрутивши двигуни. А в місті, щоб наздогнати дизеля, «бензину»доводиться постійно тримати оберти близько до червоної зони.Згадайте графіки - там, де дизельний двигун вже майже набрав свої140 л. (3500 об./хв.), у бензинового під педаллю поки що тількисотня. Щоб набрати стільки ж, йому потрібно ще 1500 оборотів. Прицьому перший набирає обертів максимальної потужності майжемоментально (ось воно, перевага моменту! ), а другий значно довше. Іна шосе, рухаючись зі швидкістю 120 км/год, «дизелю» дляприскорення не буде потрібно перемикання, а бензиновий Passatпопросить передачу нижче.
Загалом, на практиці все вийшло так, як передбачала теорія.Максимальна потужність двигуна насамперед визначає максимальнушвидкість автомобіля. А момент, що крутить, - швидкість досягненнямотором цієї максимальної потужності. Таким чином, при порівнянніпотужності горезвісний розгін до «сотні» даватиметься більш«моментному» двигуну меншою кров'ю – він вимагає меншої розкруткиперед стартом машини. У «мирних» умовах повсякденного керування цевагомий фактор.Але й потужність вкрай важлива:момент не можерозганяти автомобіль нескінченно – лише до певної швидкості, якаобмежується потужністю. Ось і виходить, що «коні» і «ньютони» тісновзаємопов'язані, і розбивати ними окремо опонента в суперечці промотори – дилетантство. Як би там не було, практичний результатцього протистояння суперечить загальноприйнятому автоаматорськомусвітогляду. Ми однозначно визнаємо переможцем турбо-дизель. Самевін більше підійде водіям, які цінують динаміку та азарт розгону.До того ж на його боці економічність та дешевизна палива. Апеданти, які оцінюють перевагу динаміки за голими цифрами, ілюбителі рівних характеристик знайдуть свою правду в звичному покищо для Росії «бензині». І ще - у нього правильний звук, якщо длякогось це має велике значення. Терезів у свій бік, завдяки більшомумоменту. Тож від солярки росіянам, схоже, все одно не втекти.

У висновку напишемо стару приказку:Купуємо кінські сили, а їздимона моменті.

>