какая передача обеспечивает наибольший крутящий момент

Все о коробке передач и передаче момента на колеса

В этой статье мы поговорим о влиянии коробки передач на динамические характеристики автомобиля.

Что разгоняет автомобиль? Ответ — двигатель. Двигатель обладает характеристикой крутящего момента в зависимости от оборотов.
От чего зависит динамика автомобиля – от крутящего момента на колесах. Как мы уже выяснили из предыдущей статьи, максимальный приведенный крутящий момент с двигателя получается в точке его максимальной мощности.

Рассмотрим график крутящего момента и мощности атмосферного мотора обьемом 2.5л

Как видим из картинки максимальный крутящий момент равняется 242Нм при 5100 об/мин, а максимальная мощность 208 л.с. при 6800 об/мин
Давайте посчитаем средний крутящий момент у этого двигателя в диапозоне 2000-6000 об/мин.

На 2000 об/мин мы имеем 175Нм, на 6000 об/мин 234Нм, как результат в среднем мы получаем 220Нм в диапозоне 2000-6000об/мин у данного двигателя.

Что будет если в коробке передач будет всего 1 передача? Крутящий момент будет всегда прямо пропорционально передаваться на колеса от двигателя через 1 передачу. И если предположить, что у нас главная пара так же 1 к 1, то график крутящего момента на колесах будет в точности повторять график крутящего момента двигателя умноженный на передаточное число той самой 1 передачи.

Недостаток такой схемы в том, что нам придется выбирать: делать эту передачу короткой чтобы более-менее динамично ускоряться, но иметь максимальную скорость, например 70км/ч, или длинной, скажем до 200км/ч, но тогда даже стронуться с места будет достаточно проблематично.

Посчитаем передаточное число, для того чтобы получить 200км/ч при 6000 об/мин на 1 передаче, на колесах размером 225/45 R17. Длинна окружности колес – 1.993м. 200км/ч это 3.33 км/мин или 3333 метра в минуту. 3333/1.993 = 1672.3 об/мин если сделать прямую передачу. Следовательно, чтобы на 6000 об/мин получить 200км/ч нужно поставить понижающий редуктор в 3.587 раза (для простоты округлим до 3.6). То есть уменьшаем обороты в 3.6 раза, во столько же повышаем момент.

Вот так будет выглядеть график крутящего момента НА КОЛЕСАХ в разгоне 0-200 км/ч, для мотора 2.5л показанного выше. Т.е. каждая точка графика умножается на 3.6.

Оговоримся сразу, что мы стартуем с помощью сцепления на 2000 об/мин, поэтому диапазоном, лежащим до 2000 об/мин пренебрегаем. В реальности же средний крутящий момент будет еще меньше, и двигатель вообще может не стронуть автомобиль с места.

Давайте посчитаем средний (интегральный) крутящий момент на колесах в диапазоне 0-200 км/ч. 3,6*220 — примерно 792Нм.

Из-за чего так происходит? Все дело в моментной характеристике ДВС. Даже у мотора мощностью 208 л.с. обьемом 2.5 литра при 2000 об/мин всего 175Нм крутящего момента. Учитываю нашу длинную одноступенчатую прямую КПП, 792Нм на колесах это крайне мало для адекватного ускорения.

Давайте добавим еще 1 ступень, получив двух ступенчатую коробку передач. Допустим первая передача имеет передаточное отношение 2:1 к нашей старой передаче, то есть понижает обороты вдвое, удваивая крутящий момент. Вторая передача останется так же до 200км/ч. Итого первая передача до 100км/ч, понижение оборотов в 7.2 раза, вторая до 200 км/ч понижение в 3.6 раза.

Давайте посчитаем средний (интегральный) крутящий момент на колесах в диапазоне 0-100 км/ч. 220*7.2 = 1584 Нм. Он стал вдвое выше из за передаточных чисел. В диапазоне 100-200 км/ч он так же будет выше, потому что после переключения на вторую (100км/ч), стрелка тахометра упадет на 3000 об/мин, а значит и средний крутящий момент мотора в диапазоне 3000-6000 об/мин будет выше, и составит примерно 225Нм.

Средний крутящий момент в диапазоне 100-200 км/ч составит примерно: 3.6*225Нм = 810 Нм. Значит в среднем по диапазону 0-200км/ч: (1584+810)/2 = 1197Нм. То есть добавив всего 1 передачу мы увеличили средний крутящий момент на 51%: с 792Нм до 1197Нм, следовательно, и время разгона 0-200 км/ч сократилось бы в полтора раза.

А теперь представим, что мы поставим современную 5 ступенчатую КПП,
где:
0-50км/ч – 1-я передача, понижение оборотов в 14.4 раза,
50-100км/ч — вторая, понижение оборотов в 7.2 раза,
100-150км/ч — третья, понижение оборотов в 4.8 раза,
150-200км/ч — четвертая понижение оборотов в 3.6 раза,
200+ км/ч — пятая.
Посмотрим, как изменится график момента на колесах:

Посчитаем средний крутящий момент на колесах по диапазонам:

0-50 км/ч диапазон 2000-6000об/мин – 220Нм*14.4 = 3168Нм
50-100 км/ч диапазон 3000-6000об/мин – 225Нм*7.2 = 1620Нм
100-150 км/ч диапазон 4000-6000об/мин – 230Нм*4.8 = 1104Нм
150-200 км/ч диапазон 4500-6000об/мин – 235Нм *3.6 = 846Нм

Средний крутящий момент в диапазоне 0-200 км/ч: (3168+1620+1104+846)/4 = 1684 Нм.
Следовательно имея 4 передачи в диапозоне 0-200 км/ч дают нам в 2.1 раза крутящего момента больше по сравнению с 1 ступенчатой КПП и на 40% больше по сравнению с 2 ступенчатой.

Но при этом если бы у нас было еще пару передач, то мы могли бы еще «сжать» диапазон каждой и получить дополнительные пару % момента на колесах.

Какой вывод можно сделать:

Чем больше передач, тем выше средние обороты, а следовательно мы находимся ближе к точке максимальной мощности мотора, а следовательно получаем максимальную отдачу от мотора.

А что будет если сделать очень много передач. Бесконечно много. До каких пор мы можем увеличивать средний крутящий момент на колесах? Так придумали вариаторную кп.

Вариатор позволяет держать мотор всегда на пике мощности на высоких оборотах, подбирая при этом максимальные передаточные числа чтобы получить максимальный крутящий момент на колесах, а следовательно ускорение.

Можем ли мы построить график крутящего момента на колесах вариатора – да.

Средний крутящий момент в диапазоне 0-200 км/ч тут составит порядка 1900Нм, что на 15% больше чем у 4-х ступенчатой акпп, и на 10% больше чем у 5- ступенчатой и лишь на 2% больше чем у 10 ступенчатой акпп. Больше получить невозможно.

Что произойдет если поставить маленькие колеса или скажем укоротить ГП? Наши передачи «сожмутся», станут короче, а момент пропорционально вырастит. Если раньше вы ехали 50км/ч на 1-й и 100км/ч на второй, то укоротив на 10% ГП, вы станете ехать 45 и 90 км/ч соотвествественно, но 90-100км/ч вам придется уже ехать на третей. Другими словами вы «виртуально» увеличиваете количество передач, но эффект будет иметь действие, если вы точно знаете, под какой скоростной диапазон подбираете передаточные числа.

Чем больше передач — тем выше средний крутящий момент на колесах. Тем быстрее разгон автомобиля.
Вариаторные коробки передач максимально эффективно реализуют потенциал двигателя на дорогу.
4 передачи в диапазоне 0-200км/ч всего на 15% хуже, если бы их было 10, но при этом втрое лучше чем 1. Поэтому делать более 6-7 разгонных передач практически нет смысла
Укорачивать коробку передач ГП или колесами надо с умом — нужно заранее знать какой скоростной диапазон вы хотите оптимизировать

Источник

О полке крутящего момента и переключении передач на конкретном примере

После рассуждений о переключении передач для обеспечения наилучшего разгона осталась некоторая недосказанность, которую лучше всего пояснить примером. Но сначала – немного теории.

Итак, у нас есть двигатель, который создаёт какой-то крутящий момент (на разных оборотах он разный). За двигателем, как правило, стоит коробка передач, которая преобразует момент, увеличивая его в u раз, где u – передаточное число выбранной передачи. После коробки передач момент ещё увеличивается на передаточное число главной передачи (оно, как правило, на автомобиле неизменно) и делится на радиус колеса, чтобы в итоге получить тяговую силу, которую автомобиль и расходует на преодоление внешних сопротивлений и разгон.

Соответственно, переходя на следующую передачу, мы уменьшаем передаточное число и передаваемый к колёсам момент в q раз, где q – знаменатель ряда передаточных чисел, т.е. отношение передаточных чисел двух соседних передач. На этом всё и построено: необходимо ехать на текущей передаче до тех пор, пока её повышенное передаточное число позволяет нам передавать к колёсам больший момент, а как только передаваемый момент на этой передаче сравнится с моментом на следующей передаче, стоит переключаться.

А теперь на примере конкретного автомобиля – Skoda Octavia 1,4 TSI с двигателем, имеющим вот такую характеристику:

Прочие интересные и необходимые данные:

Найдём наилучший момент для переключения с третьей на четвертую передачу. Знаменатель q составит 1,28/0,97=1,32 (для тех, кто пропустил теорию: во столько раз упадут обороты двигателя после переключения).

1. Машина жмёт уже 78 км/ч, на одометре 4000 об/мин, двигатель развивает 200 Н*м, которые превращаются в 3847Н тяги на колёсах, но полка крутящего момента только что подошла к концу. Переключаемся? Конечно, нет. После переключения мы окажемся в точке с оборотами 4000/1,32=3030 об/мин, где двигатель будет развивать всё те же 200 Н*м, но из-за уменьшившегося в 1,32 раза передаточного числа тяга на колёсах составит всего 2913Н. Проигрыш очевиден, продолжаем гнать на третьей передаче.

2. Машина жмёт уже 88 км/ч, на одометре 4500 об/мин, двигатель развивает 190 Н*м, которые превращаются в 3655Н тяги на колёсах, но крутящий момент продолжает уменьшаться, хотя мощность ещё растёт. Переключаемся? Конечно, нет. После переключения мы окажемся в точке с оборотами 4500/1,32=3410 об/мин, где двигатель будет развивать уже 200 Н*м, но из-за уменьшившегося в 1,32 раза передаточного числа тяга на колёсах составит всего 2913Н. Проигрыш очевиден, продолжаем гнать на третьей передаче.

3. Машина жмёт уже 98 км/ч, на одометре 5000 об/мин, двигатель развивает 177 Н*м, которые превращаются в 3405Н тяги на колёсах, но крутящий момент продолжает уменьшаться, хотя мощность только что достигла своего пика. Переключаемся? Конечно, нет. После переключения мы окажемся в точке с оборотами 5000/1,32=3790 об/мин, где двигатель будет развивать уже 200 Н*м, но из-за уменьшившегося в 1,32 раза передаточного числа тяга на колёсах составит всего 2913Н. Проигрыш очевиден, хотя и стремительно уменьшается, продолжаем гнать на третьей передаче.

4. Машина жмёт уже 108 км/ч, на одометре 5500 об/мин, двигатель развивает 150 Н*м, которые превращаются в 2885Н тяги на колёсах, но крутящий момент продолжает уменьшаться, да и мощность уже падает. Переключаемся? Нет, но момент уже близок. После переключения мы окажемся в точке с оборотами 5500/1,32=4170 об/мин, где двигатель будет развивать уже 197 Н*м, но из-за уменьшившегося в 1,32 раза передаточного числа тяга на колёсах составит всего 2869Н. Проигрыш в тяге уже почти нивелирован скисающим двигателем, пока продолжаем гнать на третьей передаче, но будьте начеку.

5. Вот он, момент истины: машина жмёт 110 км/ч, на одометре 5600 об/мин, двигатель развивает 146 Н*м, которые превращаются в 2808Н тяги на колёсах, но крутящий момент продолжает уменьшаться, да и мощность уже падает. Переключаемся? В самый раз! После переключения мы окажемся в точке с оборотами 5600/1,32=4240 об/мин, где двигатель будет развивать уже 192 Н*м, но из-за уменьшившегося в 1,32 раза передаточного числа тяга на колёсах составит те же самые 2810Н. Обратите внимание, что переключение было произведено как раз в соответствии с рекомендациями предыдущего поста: мощность двигателя на 5600 об/мин и на 4240 об/мин одинакова!

6. А теперь посмотрим на тех упрямцев, что не переключились вместе со мной и продолжают крутить двигатель дальше: Машина жмёт уже 118 км/ч, на одометре 6000 об/мин, двигатель развивает 133 Н*м, которые превращаются в 2558Н тяги на колёсах, подскисший двигатель готов упереться в отсечку. Что же, кроме как переключаться, делать нечего. После переключения мы окажемся в точке с оборотами 6000/1,32=4550 об/мин, где двигатель будет развивать уже 186 Н*м, но из-за уменьшившегося в 1,32 раза передаточного числа тяга на колёсах составит 2709Н. Давно пора было переключиться, чтобы реализовывать большую тягу!

И, напоследок, график тяга–скорость для третьей и четвертой передач:

Очевидно, что для наилучшего разгона нужно реализовывать максимальную тягу, как это и показано на графике. Надеюсь, этим постом я снял если не все, то большинство вопросов, касающихся правильного момента переключения передач.

Источник

Соотношение крутящего момента двигателя и допустимого крутящего момента АКПП. Техническая страничка.

Здравствуйте уважаемые читатели нашего блога. Сегодня — Пятничное. Техническая страничка на тему — соотношение крутящего момента двигателя и допустимого крутящего момента АКПП.
Тема немного занудная. Надеемся, будет интересно для всех кто интересуется техническими аспектами.

Тему подсказал наш подписчик windel

Изначально вопрос звучит так:
Известно, что АКПП рассчитана под определённый крутящий момент. Так же известно, что гидротрансформатор увеличивает крутящий момент до 1,8 — 2.5 раз.
Допустим мотор выдаёт 400Нм, и коробка установлена тоже с максимальным моментом на 400Нм. Но когда машина будет стартовать с места, за счёт увеличенного крутящего момента в гидротрансфоматоре, в коробку пойдёт

800Нм. Учитывается ли это производителем АКПП, и означает ли это что по факту, запас по крутящему моменту у АКПП больше.

Что же, давайте разбираться по порядку.

Для Бензинового мотора Для примера — N52NB30 — характеристика ГТ будет другая. ГТ будет иметь более высокий коэф увеличения. т.к. бенз.мотор в момент старта — имеет более низкую (в отличии от дизеля) характеристику момента.

Общий итог примерно такой.

При проектировании связки мотор-коробка — конструктор учитывает характеристики двигателя и подбирается акпп так, чтобы в предельно высокий момент от двигателя — не превышал (или превышал но недолго) — возможности акпп.
Но при этом помним — в режиме например старта — коробка может работать в режиме предельных нагрузок — если машина стартует интенсивно.

Фух. Всем кто дочитал — респект и уважуха 🙂 Легкой пятницы и хороших выходных!

В качестве PS.
Часто возникает вопрос про «усиление» акпп. На эту тему — можно почитать в ЭТОЙ СТАТЬЕ,

Надеемся, статья была интересной.
Любите Ваши машины.

Капитальный ремонт АКПП BMW, Audi, Land Rover, Jaguar, Volkswagen, Jeep, Cadillac, Infiniti, VOLVO, RENAULT, TOYOTA, MAZDA, PEUGEOT, CITROEN, NISSAN, FORD. Бесплатная диагностика АКПП. Онлайн консультации. Бесплатная эвакуация.
Москва

Источник

Крутящий Момент и Мощность. Кто кого и что важнее? Скандалы, интриги, расследования.

Вы хотите холивара дискуссии? Я хочу. Ведь в споре, как известно, один дурак, другой наглец рождается истина. Ну а я запутался, устал гуглить, сложил крылья и понял, что я — нифига не технарь, а вообще, судя по всему, гуманитарий:-)

Сегодня речь пойдет о Максимальном Крутящем ся Моменте (для краткости будем далее обозначать его МКМ) и Максимальной Мощности (ММ). Чтение Интернетов привело меня к тому, что спор что важнее — вечный и сродни спорам по поводу того какой привод или трансмиссия лучше:-)

Когда я был маленький (13 лет), я мечтал стал уличным гонщиком и рвать всех на папином ВАЗ 2107. Карманных денег на тюнинг не было — значит надо было натачивать мастерство. А как это сделать? Надо же знать в какую сторону идти, когда мне удастся заполучить в свои руки машину без отцовского присмотра (потому что под отцовским присмотром можно было по ушам получить за 4000 об/мин, не то что за участие в драге). Я знал, что у каждого ДВС есть два графика: момента и мощности. Знал я и паспортные обороты (из инструкции по эксплуатации), на которых Призрак Коммунизма теоретически достигает МКМ и ММ. Надо было это дело как-то увязать.

Из нее следовало, две посылки: «Момент же нас практически не интересует. Машину двигает мощность, хотя максимальное ускорение на каждой передаче происходит на максимальном моменте» и «То есть, нам надо стричь верхушки кривой мощности, дабы площадь под кривой была максимальной. Для этого надо крутить в любом случае выше ММ. В вырожденном случае надо переключаться точно на ММ, ежели кривая мощи там рушится вниз мгновенно, то есть на оборотах выше ММ момент равен нулю».

В 15 лет у меня появилась возможность проверить истинность этой статьи и да: рагоняться, переключаясь выше ММ получалось быстрее, чем по каким-либо другим алгоритмам. Вскоре я выработал следующий алгоритм разгона:

Старт — строго с оборотов МКМ, первая передача — почти до лязга пальцев — около 7000-7500 по заводскому тахометру, переключение со второй на третью — 6-7 тыс., на четвертую — строго на оборотах Максимальной Мощности (ММ) — 5600. Получалось достаточно быстро (побыстрее, чем за паспортные 17 секунд). Забавный момент — чем ниже была передача, тем дольше она «крутилась». Первая вообще позволяла весьма весело уходить в редлайн заводского тахометра (ну и дурачек же я был!)

Потом, в 10 классе, я наткнулся в учебнике по Физике за авторством Касьянова на задачку, суть которой была в том, что надо было найти мощность необходимую для разгона автомобиля до определенной скорости за определенное время. «Значит все-таки мощность!», — подумал я и забил на этот вопрос — для себя я уже, казалось, все решил и только усмехался с фразы «Мощность продает машины, а гонки выигрывает — Крутящий момент».

Однако настал момент, когда я вспомнил про Крутящий Момент! Началось всё с того, что Призрак Коммунизма стал не «гонкой» для летних покатушек, а вполне себе повседневным автомобилем, чтобы в университет ездить. И встал вопрос экономии топлива. Согласно каким-то заводским таблицам, максимальная экономичность достигалась на 4-ой передаче при движении 40 км/ч. Однако в жизни всё было не так — в таком режиме машина жрала бензин хоть и не ведрами, но всё-таки довольно сильно. Однако старшие товарищи из «Лада-клуба», сказали мне выкинуть те заводские таблицы и запомнить простую шоферскую истину: меньше всего автомобиль жрет топливо на оборотах МКМ! Проверка на дороге показала истинность этого утверждения. А ведь объясняется всё просто: на МКМ двигатель достигает пика своего КПД — так как у ДВС не только момент и мощность меняется нелинейно, но и КПД.

Потом у меня появились права и я пересел на «Венту». И вот здесь выяснились забавные вещи: Призрак разгонялся резвее при выполнении одного маленького условия — машина должна быть незагруженной. А вот на дополнительную нагрузку «Жигуленок» реагировал намного более болезненно. Вспомнился давнишний «стритрейсерский» спор водителей «БМВ» и «Хонды». «Хонда» налегке могла выехать у БМВ с той же мощностью, но стоило в салон «Хонды» сесть четырем крепким парням, как машина сдыхала, а БМВ такой нагрузки почти не ощущал. МКМ? Вероятнее всего.

В студенческие годы я писал небольшую казуальную флеш-игру похожую на «гоночки» из тетриса. «Фишкой» этой игры был более-менее реалистичный разгон машинок («ВАЗиков»). Но была задачка — как реализовать физическую модель разгона. Мне помог мой декан, дав следующую ссылку: www.gamedev.ru/code/articles/Racing_Simulator

Там была расписана достаточно подробная и правдоподобная физическая модель, из которой мне понадобились лишь мотор и кпп. Рост оборотов в этой модели был привязан к Крутящему Моменту (float additionRPM = torq / Inertia — pow(1.0f — torq, 2) * BackTorque;), а Мощность не учитывалась вообще (бида-бида). При реализации этой модели, разгон машинок получился ну уж слишком неправдоподобным. Однако стоило мне поменять всего лишь одну переменную (заменить Крутящий момент на Мощность) — как машинка повела себя ровно так, как вел бы себя в жизни типичный «Жигуленок».

С игрой, кстати, был связан прикольный глюк, заставивший меня поверить в мистику. В игре был баг связанный с нагревом машины, из-за которого, если машинка стояла, температура двигателя росла весьма опасно и жестоко. Забавно было то, что Призрак Коммунизма в это время тоже стал перегреваться зимой, если машина стояла. Никаких подтеков ОЖ не было. Реальную машину перестало глючить только тогда, когда я нашел и исправил баг в компьютерной игре. Такие дела

Однако однажды сосед дал мне свою BMW 530tds E39. Это был первый дизель в моей жизни и меня поразило то, КАКОЕ ускорение он дарит именно на МКМ. Я понял, что зря смеялся с фразы «Крутящий момент выигрывает гонки» — на так мною любимом автослаломе, за счет МКМ такой БМВ нивелировал свои немалые габариты. С тех пор я стал уважительнее относиться к «тракторам», что закончилось тем, что сейчас я сам езжу на «турботракторе». Однако я не особо загонялся на тему МКМ и ММ — были вопросы в жизни и поважнее.

Однажды я натолкнулся на вопрос в «Ответах@mail.ru» про то что важнее: МКМ или ММ. Забавно было то, что никто из ответчиков не сказал, что Мощность, по сути своей, есть Момент умноженный на обороты. Все в один голос сказали, что от МКМ зависит то, как быстро машина разгонится, а от ММ — какую максималку наберет. Школьные и университетские знания по ДВС говорили, что этот ответ — неверный. Но понять где именно — я не мог.

А затем, на одном из форумов я нарвался на такой комментарий:

CSM 28.05.2012 в 14:21
Опять про городские легенды в комментах школота пишет. Запомните две вещи:
1) Расход топлива двигателем от его объема зависит только когда двигатель работает на холостом ходу. В рабочем режиме расход топлива зависит от совершаемой им работы и его КПД, и ни от чего более. Так что двигатель 5.0 вполне может жрать меньше микролитражного 1.5, и не может, а жрет меньше! В одинаковых условиях эксплуатации. Т.к. его КПД значительно выше. Другое дело, когда из 1.5 литрового можно выжать максимум допустим 50 кВт мощности, а из 5.0 литрового — 200 кВт мощности — вот тогда 5-ти литровый будет жрать ведрами топливо. Но если его искуственно ограничить до 50 кВт (электроникой или водителем, т.е. заставить жать тапку на не более, чем 50 кВт) — расход будет меньше 1.5 литрового движка.

2) Крутящий момент двигателя не влияет ни на какие динамические характеристики авто, это маркетинговая цифра для лохов. В реальности применяется только инженерами для расчетов КПП и дифференциала. Динамические характеристики авто зависят напрямую от момента на колесах, который в свою очередь получается исключительно из запаса мощности двигателя в текущий момент времени. А запас мощности — это разность между максимальной мощностью двигателя и текущей мощностью двигателя. Так что чем больше лошадей, тем больше ускорение и выше скорость, а момент на двигателе на это вообще никак не влияет, разве что впарить лоху очередную машину…

Этот комментарий не только жестоко надругался над легендарной фразой «Мощность продает автомобили, а Крутящий момент — выигрывает гонки», но и разорвал все мои шаблоны. Он звучал правдоподобно, но что-то в нем было не то. У меня сложилось ощущение, что автор — нахватался разных истинных знаний из разных источников и скомпилировал их в неверный вывод. Но звучало это так уверенно, что я усомнился в своих знаниях и отправился в мир Гугла и учебников по физике, параллельно советуясь в личке со многими видными «драйверами».

Итак, что меня смутило в этом комменте. Посылка первая про расход топлива. С одной стороны всё верно: различные виды топлива (будь то дрова или бензин), способны совершать работу, завязанную на теплоту их сгорания. В общем, при равном КПД, чтобы переместить тушку массой М на расстояние S надо будет в любом случае сжечь N определенного топлива и на литраж откровенно пофигу. Но есть две заковыки. Заковыка первая — КПД от литража не зависит, насколько я знаю. Вторая заковыка — пятилитровый мотор будет тупо весить больше полуторалитрового с равным КПД:-) А масса мотора обязательно должна учитываться в массе тушки, которую мы двигаем. Ну и третий момент — при равном ходе педали газа дозировать 200кВт несколько сложнее чем 50кВт.

Что касается второй посылки, то сложилось ощущение что человек на машине нормально не ездил, а только книжки читал:-) МКМ очень хорошо ощущается. На «верховых» моторах именно он дает это ощущение «второго дыхания». А в остальном — пересказ статьи из первой ссылки.

Итак, я выложил здесь различные мнения, свое мнение, свои практические наблюдения. Где я ошибся? Где ошиблись источники информации здесь приведенные?

Комментарии 553

Ну т.к. вопросам моделирования динамики машин (ну это грубо, там нюансов еще гора) я посветил достаточно много своего времени (пару-тройку лет это точно). В общем и целом так:

1. Удельный расход топлива (л/квт*ч) действительно имеет минимум очень близко к точке максимума момента. Вызвано тем, что на пике момента наименьшие потери на газодинамику, плюс частота вращения еще не на столько высока, чтобы потери на трение давали большой вклад в общий баланс потерь. В общем — это все верно.

2. Сам по себе момент величина статическая и без привязки к информации о скорости (частоте вращения и т.д.) не несет информации об энергетической составляющей движения. Ну т.е. если, грубо говоря, в стену сильно упереться, то к определенным точкам этой стены будет приложен существенный момент. Но скорость ноль и мощность тоже ноль, стенка никуда не поехала. а момент-то есть 🙂
Но если все более правильно рассмотреть, то мощность это произведение момента на частоту вращения, а если совсем правильно, то P=M*n*Pi/30, где P мощность в Вт, M — момент в Нм, n — частота вращения в об/мин.

Иными словами имея перед глазами график мощности, всегда однозначно из него пересчитывается в каждой точке график момента и наоборот. Скажу по секрету, что при замере на стенде, сам стенд измеряет именно мощность на колесах и частоту вращения двигателя, а момент просто пересчитывает. График момента на распечатке со стенда — расчетная величина 🙂

Всю динамическую характеристику автомобиля можно построить как по балансу мощности, так и по балансу сил (если брать в расчет только момент, но с привязкой к оборотам, разумеется), разницы никакой нет, но.

Корректнее было бы называть две цифры:
— максимальная мощность мотора
— мощность мотора при максимальном моменте
Правда это слегка разрушит шаблоны маркетологов, но даст гораздо больше представления о реальных возможностях мотора.

Но в реальности объективную эффективность мотора по ускорению автомобиля описывает численный интеграл именно мощности от зоны МКМ до отсечки, а не пиковые значения мощности и момента!
Это очень важное отличие!

Далее. Если мы говорим об удобстве эксплуатации, то есть такая штука как коэффициент приспособляемости мотора, это отношение максимального крутящего момента к крутящему моменту в точке максимальной мощности. Иными словами это крутизна спада момента после пика. Чем круче спад момента с ростом оборотов после максимума, тем коэффициент приспособляемости выше и тем приятнее «ездить на моменте»…

Так вот этот коэффициент говорит об удобстве реальной ежедневной эксплуатации мотора в разы больше информации, чем само значение пикового момента. Коэффициент приспособляемости хоть и косвенно (математически), но на самом деле очень хорошо пропорционален интегралу мощности в зоне от МКМ до ММ, иными словами, еще более правильно с точки зрения содержания информации было бы описывать возможности мотора другими двумя числами:

— максимальная мощность
— коэффициент приспособляемости.

И если сравнить два мотора одинаковой пиковой мощности, то более эффективным в плане динамики обязательно будет тот мотор, у которого выше коэффициент приспособляемости, причем, практически пропорционально этому коэффициенту.

Так вот тут самое интересное, что коэффициент приспособляемости на практике сильно зависит от степени форсировки мотора (литровой мощности), и как правило он максимален у низкофорсированных моторов и минимален у крутильных зажигалок (речь пока об атмосферниках, турбы не в счет).
Так вот топовые кольцевые моторы имеют коэффициент порядка 1.03-1.06, а американские V8, у которых с 6 литров 140 лошадей (грубо :)) имеют коэффициент приспособляемости 1.6 и иногда выше. Кстати, сказать, дизели имеют очень большой коэф.приспособляемости.

Иными словами, если взять мотор цивика 140 л.с. и 6-ти литровый «неэффективный» V8 с такой же мощностью, то общая фактически реализуемая энерговооруженность американца будет раза в полтора выше, а максимальная мощность как бы равна. Так же в сравнении и с дизелем той же мощности.

Собственно, отсюда и пошла фраза, что момент выигрывает гонки, хотя физически она совершенно некорректная :). Верное то, что у мотора с высоким моментом при равной максимальной мощности будет выше интеграл мощности (или коэффициент приспособляемости) и поэтому такой мотор быстрее.

В общем, спорить об этом не нужно 🙂 Учите физику, господа 🙂 Всем хорошего вечера 🙂

Во многом согласен, но по Вашей логике на драге дизеля должны быть самыми быстрыми. Либо что-то не так, либо просто недописали 🙂

Хочу обратиться к Автору за советом. В моем случае автомобиль Альфа Ромео весьма оборотистым двигателем. МКМ на нем достигается на 4500 об/м. Подрыв автомобиля ярко ощущается на любой из 5 передач. Вопрос в следующем, если я буду двигаться на 3-й передаче со скоростью 95 км/ч, то теоретически расход будет меньше, по сравнению с 4-й и тем более 5-й передачами, обороты которых на данной скорости будут значительно меньше. А именно такими (95км/ч) 3 передача — 4500 (МКМ данного двигателя) 4 передача — 3375, 5 передача — 2790. Расходомера у меня не установлено, но по опыту однозначно расход на 10км/ч на 5-й значительно выше чем на 4-й. Отсюда у меня смелое предположение, что 3-я передача с учетом угловых скоростей и стремительно возрастающим сопротивлением воздуха, вероятно, будит еще меньше кушать, но именно в этом скоростном диапазоне (80-95км/ч). Заранее спасибо за ответ.

скажем древний атмосферник v8 5,7 л а-ля Шевроле Каприс, там лошадей то всего 178 (+/-вроде) на почти две тонны веса.
но момент 400 н/м. Только на оборотах наверно макс 3000
Все прекрасно ж едет, ускоряется.

Во первых, хочу высказать уважение за попытку разобраться в вопросе…

По мне, правильно было сказано, что максимальный момент (достигается при лучшей «продувке») достигается при максимальном КПД, а лошади — это грубо говоря, теоретически максимальная скорость. Лошади, как раз лоховской параметр для «менеджеров среднего звена»…
Т.е. после пика, пока момент ещё не успел упасть — мы его падение, условно говоря, на 15% — компенсируем приростом оборотов на 25% и получаем заветные лошадиные силы, только расход в таком случае возрастает в разы…

Момент — это первичная характеристика двигателя, а л.с. — это синтетическая маркетинговая панацея для тех, кто не мог разработать нормальный мотор, но не боялся, рискуя ресурсом, раскрутить его…

Т.е. условно можно представить два мотора:

1) 200Нм 1000-3000Rpm
2) 100Нм 2000-6000Rpm

Максимальная мощность одинаковая, но первый более тяговит, а второй более оборотист, теоретически можно получить одинаковую динамику, если во втором случае увеличим совокупное передаточное число кпп/редуктора в 2 раза.

От запаса момента, как раз, и зависит «потянет» ли загруженная машина или нет…

Крутящий момент, насколько я думал, эта сила с которой двигатель крутит колесо. Т.е. сила прикладываемая для движения автомобиля через рычаг, которым есть колесо. Измеряется она в ньютонах (единицах измерения силы) приложенных к метру квадратному (площадь). А мощность, которая измеряется в Ваттах, это работа проделанная за единицу времени. Соответственно чем сильнее двигатель крутит колеса тем быстрее ускоряется, проделывая при этом работу за определенное время т.е. розвивая мощность. Я почти уверен что много мощности без момента бесполезная вещь, потому что рано или поздно то вы достигните максимальной мощности, но время которое потребуется что-бы ее развить будет бесконечно длинным.

Например некоторые вариаторы при динамичном разгоне держат обороты двигателя именно в приделах максимального крутящего момента. Ну и скажем фольцовский ТиеСаЙ такой интересный в разгоне именно из-за раннего крутящего момента и болки оного длиной в 3500 оборотов.

+1 интересная мысль

имею 2 копейки в спор старых и новых технологий:
— турбодизель 1.4Hdi 70л.с. 170Нм при 1800
— старый кризисный псевдоамериканец 2.3 карб 107л.с. и 170 Нм при 3200
вес авто почти одинаковый — 1160 и 1320 соответственно.
В принципе на прямой передаче при 2-3 тыс. об. на трассе ведут себя одинаково — что однозначно плюс молодому европейцу.
А вот на 1-й передаче несмотря на одинаковый крутящий момент, и к тому достигаемый при гораздо ранних оборотах (документально) молодой абсолютно проигрывает старому, на нем невозможно буксонуть без сцепления даже на грунтовке, а старичку нажал на педаль — и на асфальте буксует. Кроме того, старт: я еще ни разу старичка не задавил, хотя люблю трогаться на минимальных оборотах или даже на холостых, а на молодом чуть ошибся с акселератором — и заглох.

Так что крутящий момент — это круто наверное, но силы инерции иногда думают по-другому 🙂

имею 2 копейки в спор старых и новых технологий:
— турбодизель 1.4Hdi 70л.с. 170Нм при 1800
— старый кризисный псевдоамериканец 2.3 карб 107л.с. и 170 Нм при 3200
вес авто почти одинаковый — 1160 и 1320 соответственно.
В принципе на прямой передаче при 2-3 тыс. об. на трассе ведут себя одинаково — что однозначно плюс молодому европейцу.
А вот на 1-й передаче несмотря на одинаковый крутящий момент, и к тому достигаемый при гораздо ранних оборотах (документально) молодой абсолютно проигрывает старому, на нем невозможно буксонуть без сцепления даже на грунтовке, а старичку нажал на педаль — и на асфальте буксует. Кроме того, старт: я еще ни разу старичка не задавил, хотя люблю трогаться на минимальных оборотах или даже на холостых, а на молодом чуть ошибся с акселератором — и заглох.

Так что крутящий момент — это круто наверное, но силы инерции иногда думают по-другому 🙂

Все напутано до нельзя. Крутящий момент, напрямую связан с инерцией накопленной на коленвале, это одно.
А по части сравнительного теста, а именно про пробуксовку и глушение двигателя при трогания с места, тут два основных фактора. Первый — по разному настроены коробки передач, у первого передаточное число на первой передаче меньше, чем у второго, поэтому и на первом автомобиле и глохнешь при трогании. Второй — скорее всего на новом авто стоит система антипробуксовочная система (система контроля тяги), которая не дает буксовать колесам при старте.

Читать форумы не имеет смысла, пацаны наигрались в NFS.
Расход топлива двигателем от его объема зависит НЕ только когда двигатель работает на холостом ходу.
Режим старт стоп не очень решает.
Ограничить электроникой большой мотор до 50 квт не вопрос, но жрать он будет много.
Мелкий моторчик чаще работает в более нагруженном режиме, нежели большой двигатель.
Мощный двигатель часто работает на расслабоне — в этом режиме низкий КПД.
КПД мотора зависит от оборотов — в этом фишка.
Именно поэтому сейчас ставят наддув на относительно небольшие моторы.

А крутящий момент — как не крути — гонку выигрывает 🙂

Смотря какую гонку

Так говорят крутые гонщеги.
Кстати, обнаружил ошибку в своем тексте:правильнее будет сказать КПД мотора зависит от его нагруженности, а не оборотов.
Накосячил малость.

Что же касается расхода топлива, то по анализу каталожных данных для бензиновой машины гольф-класса конца 90-х — начала 00-х со стандартной 5-КПП и многоточечным впрыском (не непосредственным и без варьируемых фаз газораспределения), то расход на среднефорсированных машинах с объемом 1.5-1.8 наиболее экономичен и, в общем, не различается. 2.0 может быть как чуть более прожорливым, так и с таким же аппетитом. Движки 1.1-1.2 достаточно часто едят чуть БОЛЬШЕ, чем 1.6. При росте объема выше 2 л в 4-цилиндровых движках расход потихоньку растёт (движок тяжелее, больше значения движущихся масс). При повышении мощности с помощью турбонаддува расход растёт не сильно (меньше, чем прри повышении мощности за счёт объема). При увеличении количества цилиндров расход вырастает заметно (предполагаю, из-за увеличения массы и трения в двигателе).
Так что по идее при движении в одинаковом режиме при одинаковых условиях двух идентичных за исключением двигателя машин в одинаковом состоянии будет примерно одинаковым

Спасибо и за второй развернутый коммент. В принципе, достаточно логично

График мощности и крутящего момента и КПП. Возьмём два двигателя с максимумом мощности на 6000 об/мин и максимумом тяги на 3000 об/мин, но у первого тяга будет выражена в узком диапазоне средних оборотов, у второго – практически линейна между 3000 и 5000 об/мин. При условии, что с этими двигателями работают 5-КПП с одинаковыми усредненными передаточными числами, первый двигатель перекручивать не имеет смысла, т.к. после переключения на 3-4 передачи обороты будут выше оборотов МКМ, его скорее имеет смысл недокрутить и переключится в районе 5000 об/мин. Второй же движок есть смысл крутить благодаря сохраняющейся довольно высокой тяге на оборотах выше оборотов МКМ (не проигрываем при переключении).

Явно, первый двигатель при разгоне будет проигрывать второму. Как это компенсировать? Например, можно добавить в КПП еще одну передачу так, чтобы первая и последняя сохранили свое передаточное число, а остальные передаточные числа изменить так, чтобы передачи «сблизились», т.е. после переключения на следующую передачу обороты падали не так сильно. Таким образом двигатель будет работать в основном в зоне оптимальных оборотов. Пример – тягачи с 18 передачами и крайне узким рабочим диапазоном двигателя.

Возьмём следующий случай. Два двигателя одинаковой мощности, но у одного при мощности 200 л.с. на 8000 об/мин момент будет составлять 220 Нм на 5000 оборотах(условная хонда), а у другого при 220 л.с. на 6000 об/мин максимальная тяга будет 300 Нм на 4200 об/мин (условный БМВ). Первый движок при сопоставимой мощности на коленвале менее моментный, значит, для передачи достаточной тяги на колёса главная пара должна иметь более высокое передаточное отношение, т.е. являться по сути редуктором по сравнению с главной парой у БМВ. Для простоты предположим, что колёса обеих машин изначально крутятся с такими же оборотами, что и коленвал. Если (опять же, для простоты) предположить, что после изменения главной пары на хонде колеса стали крутится 6000 оборотов, когда движок крутится 8000, то можно обнаружить следующую картину: мощность «на колесах» БМВ останется прежней, т.е. 220 л.с. на 6000 об/мин и 300 Нм на 4200 об/мин, а у хонды станет составлять 200*8/6=267 л.с. на 6000 об/мин и 220*8/6=293 Нм при 5000*6/8=3750 об/мин. Отсюда становится понятной динамика хонды.

Но и тут не все так просто. Почему же хонда так увядает при лишнем мешке картошки? Да потому, что обороты высокого крутящего момента у неё находятся высоко – внизу движок «не тянет», в отличие от БМВ, обладающей более ровным характером. И даже после пропускания через редуктор тяга внизу остаётся неприлично малой, т.е. хонде с лишним мешком картошки тупо нужно больше времени, чтобы докрутиться до тех оборотов, чтобы можно было конкурировать с БМВ.

Ещё одна закономерность: чем ниже обороты МКМ относительно оборотов ММ, тем более растянутые передаточные числа будут у машины. Так, если мы разделим передаточное число 1й передачи на передаточное число 5-й (высшей), то у хонды значение будет около 3.5-3.8, у БМВ около 4.5, а у дизельного авто с сопоставимой динамикой может быть и 6 (после повышения передаточного числа главной пары по принципу, противоположному описанному на хонде, нормализованное значение оборотов МКМ будет около 2500, а мощность и момент на колёсах понизятся)

Что касается машины redzub’а, то, в связим с вышенаписанным, напрашиваются два вывода: 1) вазовский мотор довольно бодр и выше оборотов МКМ, и 2) передаточные числа в вазовской коробке слегка растянуты для таких значений массы авто, мощности и момента движка и характеристики кривых можности и момента. Уж не знаю какой нюанс тут играет большую роль, скорее всего оба более-менее равноправны. Если на Призраке 4-КПП, то передаточные числа слишком растянуты наверняка (напоминаю, что чем больше ступеней, тем, как правило, ближе друг к другу их передаточные числа).

Технического образования не имею, всё вышенаписанное — плод моих личных сумасшествий и корпения над каталогами, поэтому за возможные неточности, «открытия велосипеда» и тому подобное прошу сильно не пинать

Источник