Техніка водіння прискорення та відновлення

Контроль прискорення та пікапів є основними принципами водіння, незалежно від того, чи це їзда на іподромі чи безпечний обгін автомобіля. Незважаючи на все, не завжди легко дізнатись, в яких умовах є гарне прискорення, тому їзда здійснюється інстинктивно та інтуїтивно.

техніка

Визначення

Прискорення транспортного засобу - це здатність транспортного засобу збільшувати свою миттєву швидкість. Як правило, прискорення вимірюється з місця (від 0 до 100 км/год або 1000 з місця), але його також можна оцінити з заданої швидкості. Зазвичай прискорення транспортного засобу виражається в секундах (час для розгону до певної швидкості або час проїзду на певну відстань).

Пікап - це прискорення без зміни передач. Зазвичай його вимірюють від заданої швидкості до вищої (наприклад, від 80 км/год до 110 км/год). Час також виражається в секундах (час переходу від однієї швидкості до іншої).

Трохи фізики.

Двигун, як правило, описується двома характеристиками: крутний момент і потужність. Ці два розміри є залежні один від одного і пов’язані наступним співвідношенням:

де P - потужність (кВт), C - крутний момент (Нм) і ω - швидкість (рад/с)

Прискорення транспортного засобу регулюється Фундаментальний принцип динаміки (сума сил, прикладених до транспортного засобу, дорівнює добутку маси транспортного засобу та прискорення транспортного засобу), інакше відомий як другий закон Ньютона.

Для транспортного засобу застосовуються такі сили:

  • рухова сила: подається двигуном через коробку передач та вали трансмісії
  • аеродинамічний опір: генерується завдяки аеродинамічним характеристикам автомобіля (передня поверхня, коефіцієнт проникнення повітря Cx)
  • сили опору коченню (через деформацію шини та тертя шини на дорозі)
  • внутрішні сили тертя (ефективність передачі, диференціал тощо)
  • у випадку, якщо транспортний засіб знаходиться на схилі, додайте сила тяжіння

Примітка: задля спрощення враховано лише горизонтальні сили (що зумовлюють поздовжнє прискорення). Вертикальними силами та реакціями нехтували.

Інтерпретація

Враховуючи всі сили, що діють на рухомий транспортний засіб, прискорення транспортного засобу регулюється наступними параметрами:

  • Потужність транспортного засобу
  • Маса транспортного засобу
  • Ефективність ланцюга передач
  • Накачування шин
  • Аеродинаміка транспортного засобу
  • Опір коченню шин

Маса транспортного засобу, ефективність трансмісійного ланцюга, накачування шин, аеродинаміка та опір коченню шин - це параметри, на які водій не може втручатися під час подорожі.

Таким чином, на фазі руху потужність двигуна є єдиним фактором, на який може діяти водій. Тому для отримання найбільшої потужності, отже, потенційно необхідно мати високий крутний момент або високу частоту обертання двигуна (використовувати раніше виражену залежність між потужністю і крутним моментом).

Спостерігаючи за графіком, що описує потужність та крутний момент двигуна (наприклад, наведений вище у двигуна Volkswagen 1.5 TSI Evo) як функцію швидкості обертання двигуна, можна побачити, що для отримання максимально можливої ​​потужності необхідно прагнути досягти високих обертів двигуна, а не високого крутного моменту на низьких обертах.

При заданій швидкості доступна потужність залежить від включеного передавального числа: необхідно вибрати найменшу можливу передачу, ту, яка дозволить досягти швидкості обертання двигуна, найближчої до максимальної швидкості. Саме це виправдовує, наприклад, факт переключення на одну або дві передачі понижуючої передачі, щоб перегнати транспортний засіб, щоб скористатися найкращим можливим прискоренням та мінімізувати тривалість обгону.

У наведеному вище прикладі, розглядаючи транспортний засіб, який рухається по автомагістралі зі швидкістю 100 км/год на 7-й передачі і чий водій бажає обігнати вантажівку, розганяючись до 130 км/год, останній може потенційно вибрати 3, 4, 5, 6 або 7-а передача. На цій швидкості, щоб мінімізувати тривалість її обгону, найбільш доречною є 3-я передача з переходом на 4-ю передачу трохи до досягнення 120 км/год.

На транспортному засобі з механічною коробкою передач, тим не менше, може бути доцільним переключення лише на 4-ю передачу, щоб не змінювати передачі під час обгону, що може коштувати від півсекунди до секунди часу переключення з 3-ї на 4-ю передачу.

При множенні передач, як правило, корисно не переходити до перемикача для перемикання передач, а скоріше змінити передачу після досягнення максимальної потужності.

Однак на більш вдосконалених двигунах, де максимальна потужність досягається на дуже високих швидкостях, таких як Honda Civic Type R FN2 (див. Графік нижче), що випускається в продаж у 2007 році (4-циліндровий двигун із атмосферним впливом та непрямим впорскуванням об'ємом 2,0 л, що розвиває потужність. 201 кінських сил при швидкості 7800 об/хв), цікавіше перейти до перемикача перед переходом на наступну вищу передачу.

Обтяжуючі фактори

На додаток до потужності, маса, опір коченню (залежно від тиску в шинах та геометрії шин), а також опір (аеродинамічні характеристики автомобіля) є основними чинниками прискорення.

На низькій швидкості саме на всі шини впливатиме прискорення. На високій швидкості аеродинаміка стає головним фактором.

A недоінфляція глибоко змінює характеристики шини (деформація останньої більша) і може зменшити розгінну здатність автомобіля. Це те саме для a збільшення маси.

Практична справа

Беручи до уваги автомобілі з подібною потужністю або крутним моментом:

  • Audi A4 35 TDI S tronic
  • Audi A4 40 TFSI S tronic
  • Audi A4 40 TDI S tronic

Серед цих 3 моделей A4 35 TDI та A4 40 TFSI мають подібний крутний момент (320 Нм), але дефіцит потужності у A4 35 TDI (150 кінських сил проти 190 кінських сил), тоді як A4 40 TFSI та A4 40 TDI мають однакова потужність (190 к.с.) із значною перевагою з точки зору крутного моменту для дизельної версії (320 Нм проти 400 Нм).

Три двигуни мають однакову масу, відповідно, 1540 кг для версії 35 TDI, 1525 кг для 40 TFSI та 1555 кг для 40 TDI. Всі ці версії також оснащені коробкою передач S tronic (роботизована коробка передач з подвійним зчепленням).

Незважаючи на крутний момент, ідентичний A4 40 TFSI, A4 35 TDI чітко позначає темп з точки зору прискорення. Крім того, при однаковій потужності 40 TFSI і 40 TDI демонструють подібні характеристики, з невеликою перевагою для бензинової версії.

Ця перевага пояснюється тим, що оберти та максимальний діапазон потужності вищі у бензинової версії (190 кінських сил від 5000 до 6000 об/хв), ніж у дизельної версії (190 кінських сил від 3800 до 4200 об/хв).

. і часів?

Якщо крутний момент не є вирішальним фактором, що гарантує найкраще прискорення, він відрізняється від часу. Насправді, оскільки датчики зазвичай оцінюються на високих передачах (4, 5 або 6 передача), частота обертання двигуна на початку прискорення є низькою.

У цій вправі важливо мати високий крутний момент з найнижчих обертів (пам’ятайте формулу, яка пов’язує крутний момент із швидкістю обертання двигуна для виведення потужності). Саме з цієї причини дизельні двигуни, як правило, ефективніші у цій вправі, ніж бензинові двигуни (навіть з турбонаддувом), і що турбобензинові двигуни швидше виконують вправу відновлення, ніж бензиновий двигун із атмосферним паливом, навіть із подібними потужностями.

У процесі відновлення Audi A4 40 TFSI демонструє подібні характеристики для розгону з 80 до 120 км/год на 4-й та 5-й передачах. Ці два двигуни мають подібні крутні моменти при низьких оборотах. З іншого боку, Audi A4 40 TDI, розвиваючи на 25% більше крутного моменту (але таку ж потужність, як A4 40 TFSI), пропонує набагато кращі часи.

На 6-й передачі A4 40 TFSI відрізняється меншим передавальним числом (при 80 км/год швидкість обертання двигуна вища - близько 1500 об/хв - ніж у двох дизельних двигунів - приблизно 1300 об/хв), що дозволяє виробляти більше крутний момент на цій швидкості порівняно з його дизельними колегами і наближається до часів A4 40 TDI.

Висновок

Щоб досягти найкращого можливого прискорення, кінська сила є єдиним фактором, на який може діяти водій. Тому бажано залишатися в зоні, близькій до максимальної швидкості потужності, щоб отримати квінтесенцію вашого автомобіля.

Однак не слід нехтувати іншими параметрами, які також можуть мати значний вплив на експлуатаційні характеристики: маса, аеродинаміка, характеристики шин та їх напірний тиск.

Щодо пікапів, двигуни, що розвивають високий крутний момент з найнижчих обертів, мають найкращі умови. У цій вправі, безперечно, транспортні засоби з дизельними двигунами з турбонаддувом мають переваги завдяки значному крутному моменту, який вони розвивають із найнижчих обертів двигуна.

Фотографії: Mazda/Audi/Renault/Volvo/Guillaume Darding (Honda Civic)
Ілюстрації та графіка: Гійом Дардінг
Дані прискорення: Ауді/Екстраполяція даних прискорення та відновлення: Гійом Дардінг