Крутний момент та потужність пояснюються AUTODROME PARIS
ДВИГУНИ: МОМЕНТ І МОЩНОСТЬ
Прототип Pregunta Lamborghini (Женева 1998): алхімія між потужністю V12 понад 500 к.с. і кардинально нова естетика
У автомобілях максимальна потужність зазвичай використовується як основний критерій продуктивності двигуна. Однак це не обов'язково найкращий підхід. Інженер-двигун спочатку врахує крутний момент двигуна та доступний діапазон обертів. Справді, влада є важливим фактором, але це лише в результаті крутний момент і частота обертання двигуна.
У фізиці потужність двигуна при заданій швидкості обертання просто визначається як добуток крутного моменту та об/хв (*).
Потужність (Вт) = Крутний момент (метр Ньютон) x Дієта (радіан/секунда)
або, з поточними одиницями виміру: Потужність (кінських сил) = Крутний момент (мкг) x Частота обертання двигуна (об/хв)/736
Таким чином, для двигуна, що забезпечує постійний крутний момент на всіх обертах, потужність зростає із числом оборотів в хвилину, щоб природним чином досягти свого максимуму при повному оберті.
З метою збільшення потужності максимум, Тому інженери можуть працювати над тим чи іншим із двох факторів: або крутним моментом, або максимальною швидкістю - або, звичайно, обома одночасно.
На великих туристичних та спортивних автомобілях, які в минулому часто походили від гоночних моделей (а іноді навіть були розроблені для виступу на змаганнях), надовго отримували більше потужності, збільшуючи максимальна швидкість, збільшення якого легше досягти для даної архітектури двигуна, ніж збільшення крутного моменту.
З іншого боку, обороти, щоб мати повну потужність, не є головним недоліком гоночного автомобіля. Багато виробників, пройшовши найкоротший шлях, пристосували свої спортивні моделі до трохи "цивілізованих" гоночних двигунів, потужність яких досягалася високими оборотами (як правило, Ferrari V12 вже працював зі швидкістю 7000 об/хв наприкінці 50-х).
В останні роки тенденція частково змінилася, і відділи досліджень і розробок виробників працюють головним чином на максимальний крутний момент, а також на зниженні дієта до якої доступна пара. Давайте вивчимо ці два підходи.
1 - Шукайте потужність, збільшуючи швидкість
Вибір збільшити дієту обертання підходить, якщо шукати головним чином Максимальна швидкість. Зазвичай це досягається на повному газі та на останній передачі. Оскільки опір повітря зростає зі швидкістю автомобіля, потужність, доступна при максимальних об/хв, ефективно сприяє високій максимальній швидкості.
Недоліком цього підходу є те, що крива потужності називається "різкою", тобто при середніх і низьких оборотах (скажімо, 2000-4000 об/хв) мало потужності. Результатом цього є відносно "порожнистий" двигун на середніх та низьких обертах.
Тому здатність прискорення та з випадків транспортного засобу обмежений, тому що лише частка максимальної потужності доступна на низьких оборотах. Підводячи підсумок, двигун, який має невеликий крутний момент (або максимальний крутний момент якого доступний лише при високих обертах), повинен працювати швидко, щоб забезпечити потужність.
Ці двигуни, які забезпечують свою потужність лише на високих обертах, більше підходять для змагань, ніж для швидкого Grand Touring: посилене гоночне зчеплення переносить великі оберти, і гонщик, прагнучи чистої продуктивності, готовий змінити передачу. Частота залишається у високих оборотах, тобто в зоні високої потужності.
Але на дорозі чи автомагістралі, навіть у місті, не цінують того, що потрібно сильно «тягнути» обороти, щоб отримати приємний рівень розгону. З іншого боку, надійність двигуна, що часто працює на дуже високих обертах, є неодмінно менш доброю, ніж у двигуна, що використовується на помірних обертах.
2 - Шукайте потужність, збільшуючи крутний момент
Насправді у цьому підході поєднуються два фактори: чисте значення максимального крутного моменту, звичайно, але і швидкість, з якою цей максимальний крутний момент доставляється: чим нижча ця швидкість, тим більша потужність буде доступною без необхідності забирати вежі. Насправді мова навіть йде про розгляд кривої крутного моменту відповідно до швидкості.
Двигун, розроблений з метою забезпечення висока пара від них низькі або середні дієти отже, може забезпечити високу потужність майже у всьому діапазоні використання, завдяки формулі розрахунку: потужність = крутний момент, помножений на швидкість.
Дійсно, коли максимальний крутний момент досягається при низьких обертах, навіть якщо після цього його значення трохи зменшується, збільшення обертів призводить до відповідного збільшення результуючої потужності. На діаграмі нижче показані криві крутного моменту двох атмосферних двигунів V12: що Pagani Zonda F (7,3 літра ємності циліндра) та Ferrari Enzo (6 літрів).
Його спостереження дозволяє зробити кілька спостережень: максимальний крутний момент Zonda F становить 780 Нм, на 20% вище, ніж у Ferrari Enzo (650 мН). Крім того, понад 85% крутного моменту, або 650 мН (стільки ж, скільки Enzo у своєму максимумі), вже доступний з 2500 об/хв. Нарешті, при швидкості, з якою ви включаєте зчеплення для запуску (від 2000 до 4000 об/хв), Zonda забезпечує приблизно на 35% більше крутного моменту, ніж Enzo.
Тому Pagani виграв, отримавши двигун AMG V12 з цими характеристиками, дві переваги: з одного боку, надзвичайно високий крутний момент двигуна, а з іншого боку, крива крутного моменту, що пропонує потужність на низьких та середніх обертах.
Наведені нижче криві потужності відображають результат і краще пояснюють різницю між двома конструкціями: Ferrari продовжив свій традиційний підхід "різких" двигунів, потужність яких досягається на дуже високих оборотах (7800 об/хв на Enzo). З іншого боку, Pagani, завдяки крутному моменту, доступному з дуже низьких обертів, забезпечує більшу потужність, ніж Enzo, майже у всьому робочому діапазоні, до 6000 об/хв.
Наприклад, ми бачимо, що з 2500 об/хв Zonda розвиває 270 кінських сил проти 170 для Enzo, тобто на 100 кінських сил більше. Потужність при 3000 об/хв становить 350 кінських сил для Pagani проти 215 для Enzo, або 135 кінських сил (або на 60%) більше для Zonda. Однак понад 7000 об/хв (швидкість, яка використовується більше на трасі, ніж на дорозі), Ferrari користується перевагою.
Щоб запропонувати не тільки потужність на дуже високих оборотах, але і максимальну потужність на всіх оборотах, Pagani зміг мати важливий актив - двигун об'ємом 7 літрів, потім 7,3 літра, що поставляється AMG-Mercedes. Це дозволило йому розвивати новий підхід до автомобілів Grand Touring.
(*) Швидкість обертання двигуна в обертах на хвилину (об/хв) може бути перетворена в радіани/секунду за такою формулою: 1 оберт = 360 ° та 360 ° = 2 π радіан (приблизно π = 3,14159)
AUTODROME PARIS - Automobiles d'Art
Нельдо Леві: +33 (0) 6 86 69 98 27 - Мішель Леві: +33 (0) 6 30 09 64 91