Потужність і крутний момент

Ці два поняття, дорогі ентузіастам виступу, також є майже невичерпними джерелами питань, і дискусії між ентузіастами часом затягуються. Тож ми можемо спробувати демістифікувати цю справу та зробити справи дещо простішими.

Не потрібно починати щоразу, намагаючись описати, що таке пара. Знання того, що це добуток сили на довжину (проклятий, ось воно, я це сказав), не має значення. Перш за все, це допомагає зрозуміти, чому нам вдається відкрутити колесо, не потіючи, поки у нас є ключ із досить довгим важелем важеля. Крім того .

Якщо є ще одна важлива річ, яку слід пам’ятати і розуміти, це вже те, що крутний момент і потужність - це дві тісно пов’язані величини. Відносини, які їх об’єднують, прості:

де w - швидкість обертання двигуна. P, C і w тут виражаються в "офіційних" одиницях, а саме в ватах, ньютонах і метрах в секунду.

Якщо ми хочемо виразити ці різні величини у більш відомих одиницях (ch, m.kg і rpm), це співвідношення слід трохи відкоригувати, і тоді ми отримаємо:

P (к.с.) = C (м/кг) w (об/хв)/716

(Примітка: Я вказую, беручи до уваги кількість листів, які мені надходять на тему, що це відношення є "дійсним" лише тоді, коли хочеться знайти еквівалентність між потужністю у конях, режимом об/хв та крутним моментом. в m.kg; 716, що з'являється тут, не має нічого спільного з еквівалентністю між конями та ватами. Для тих, у кого є проблеми з позбавленням від цих одиниць історії, цей невеликий звіт може бути корисним.

Оскільки потужність і крутний момент настільки тісно пов'язані, чому тоді ми схильні протистояти "крутним" двигунам і "потужним" двигунам цілком систематично? ?

Це головним чином через вплив швидкості обертання, w формули. P, безумовно, залежить від C, як ми вже бачили, але також від w. Так звані крутні мотори - це двигуни, які не обов'язково обертаються швидко, але для яких значення крутного моменту компенсує низьку швидкість цього обертання. Так звані потужні двигуни - це ті, для яких крутний момент не обов'язково надзвичайний, але працюють швидко. Таким чином, байкери розрізняють Suzuki DR 600 та Honda 600 CBR, а кваліфікацію крутного моменту відносять до першої, а потужну - до другої. Автомобілісти проведуть однакову різницю між двигуном BMW 330 D та двигуном Honda Integra типу R.

Цей останній приклад до того ж обраний краще, оскільки максимальна потужність двох автомобілів більш-менш однакова (183 к.с. для першої, 190 для другої). Однак ми знаємо, що темперамент цих двох двигунів не має нічого спільного, і їх власники помічають це у використанні, оскільки постійно потрібно підніматись у вежі, щоб отримати квінтесенцію Honda, тоді як ми можемо просто вітати до БМ.

Гаразд, це все добре, але щоб вимкнути годинник, краще мати крутний момент або потужність. ?

Потужність прискорення автомобіля пов'язана з силою, яку здатний передавати його двигун, як говорить основний принцип динаміки: F = ma, де F - сила, m - маса, а l 'прискорення.

Перш за все зазначимо, що маса має значне значення: чим вона вища, тим слабшим є прискорення для тих самих зусиль. Ось чому важливо порівнювати час, отриманий транспортними засобами порівнянної ваги. Але повернімось до наших овець: сила, яку виробляє двигун, передається дією ведучих коліс на землю. Тут ми використовуємо визначення крутного моменту (добутку сили на важелі важеля):

де С - крутний момент, а радіус r колеса - насправді відстань між віссю, яка несе крутний момент, і землею. Тому прискорення дається a = F/m = C/(r.m).

Це дуже приємно, скажете ви мені, але тут ми швидше показуємо, що потужність прискорення пов’язана з парою, оскільки вона згадується у формулі, тоді як про потужність немає згадки.

Звичайно. Але це пара НА КОЛІ.

Зараз крутний момент - це величина, яка змінюється по всьому ланцюгу трансмісії, і крутний момент на колесах відрізняється від крутного моменту двигуна. Це, очевидно, залежить від цього, але відповідно до співвідношення, яке включає швидкості обертання двигуна та коліс. Якщо ми позначаємо відповідно Cm, wm, Cr і wr крутні моменти та швидкості обертання двигуна та ведучих коліс, ми маємо таку "властивість":

Візьмемо рівняння a = C/(rm), отримане вище, подбавши про заміну C на Cr, оскільки тоді ми говорили про крутний момент за кермом: вираз a = Cr/(rm) перетворюється на a = Cm wm/(rmwr).
Ми можемо помітити, що r.wr дорівнює окружній швидкості колеса, тобто швидкості v автомобіля за умови, що немає (занадто багато) ковзання (завжди є трохи, навіть при звичайній їзді, але для отримання більш докладної інформації з цього приводу потрібно буде переглянути сторінки, які я присвятив динаміці транспортного засобу).

Перше «написання» дозволяє нам повторити, що за інших рівних умов (радіус колеса та маса) саме транспортний засіб має найбільший крутний момент. за кермом хто прискорює найсильніший. Друге написання дозволяє ввести поняття влади, оскільки Р за визначенням дорівнює C.w .

P справді, за винятком втрат (не потрібно ускладнювати справу), є константою по всьому ланцюгу передачі. Вище ми бачили, що Cm wm = Cr wr, тепер можна додати: P = Cm wm = Cr wr = константа.

Тому ми писали, що прискорення варте a = P/(mv), і тоді ми можемо зробити висновок: при заданій швидкості v, транспортний засіб, який прискорює найбільше - той, який має найбільше потужність.

Оскільки потужність змінюється залежно від швидкості, очевидно, що для цього є необхідна коробка передач, щоб вибрати звіт, який дозволяє отримати максимальну потужність.

Так, але добре, але. якщо при однаковій швидкості найбільше прискорює автомобіль з найбільшою потужністю, чому дизельні двигуни (в прямому і переносному значенні) палять бензинові двигуни, коли ми дивимось на показники відновлення ?

Просто тому, що ці часи отримують, починаючи з частоти обертання двигуна, яка, як правило, сприятлива для дизелів. Візьмемо приклад двох Лагун з різними двигунами, але однаковою максимальною потужністю:

- 1,6 16 в: 107 к.с. при 5750 об/хв, 15,1 мкг при 3750 об/хв.

- 1,9 dCi: 107 к.с. при 4000 об/хв, 25,5 мкг при 1750 об/хв.

Показники, отримані автомобільним монітором (відновлення швидкості 40 км/год за 4-й час, необхідний для подолання 400 м), сприятливі для дизельної версії, оскільки для бензинової версії вона була приурочена до 19 "4 проти 19" 6, незважаючи на додаткова вага близько 80 кг. Тим не менш, спостерігається посилення не має нічого спільного з тим, що можна очікувати від простого зчитування максимальних значень крутного моменту (практично + 70% для dCi).

Схвалення (ну, все відносно, е-е.) Дизельного двигуна випливає лише з того факту, що його максимальна швидкість руху досить близька до "звичайних" умов руху. Подібним чином, байкери загалом вважають, що одинарні та здвоєні циліндри доставляють більше задоволення у повсякденному житті, оскільки максимальні оберти потужності є "розумними", тоді як повна експлуатація невеликого чотирициліндрового гіперспорту вимагає їзди понад 10000 об/хв. на відкритих дорогах.

Результатом усього цього є те, що поняття крутного моменту та потужності дещо помилково протиставляються. Нам слід скоріше протиставити двигуни з крутним моментом двигунам. просто не крутний момент, незалежно від максимальної потужності.

І для отримання потужності, а отже і потенціалу прискорення, як ми вже бачили, не існує тридцяти шести методів: або ви виходите з крутного моменту, або швидко повертаєтесь. BM 330 D є ілюстрацією першого рішення, інтегралом другого рішення.