Периодически мы публикуем материалы наших читателей и партнёров. И сегодня хотим предложить на ваш суд довольно любопытный материал.
Но вначале предыстория. Мы уже неоднократно рассказывали о том, что в Казани проводили замеры мощности некоторых тестируемых автомобилей - Audi Q7, Ford Fiesta, Smart Electric. Производился замёр на колёсном диностенде Cartec LPS 2020 4WD голландского производства. А измерение проводил инженер стенда и настоящий фанат своего дела — Артём Киргизин. Происходил процесс во время практических занятий по проведению замеров мощности и момента двигателя, со студентами Казанского национального исследовательского технического университета имени А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ).
И вот на сайте tuning-lada.ru Артём Киргизин выложил статью, которую написал в качестве методички для студентов КНИТУ-КАИ, кафедры АДиС. Естественно, прикоснуться к полезным знаниям могут все желающие, давайте и мы это сделаем.
Тема: Как Выглядит работа оператора на колесном стенде.
Итак, вначале оператором делаются следующие манипуляции.
Подготовительные работы
Машина загоняется в бокс:
На нее устанавливаются летние колеса. В случае со ступичным стендом, к ступице прикручиваются динамометры:
Автомобиль колесами должен заехать на ролики. Роликов бывает - один, два, четыре (в зависимости от конструкции стенда и типа привода автомобиля (передний, задний, полный):
Навешиваются необходимые датчики помогающие контролировать состояние и параметры ДВС:
Вяжем машину цепями, ремнями, стропами, зубами. Ступичный стенд не требует привязки:
Устанавливаем систему охлаждения и вытяжку:
Примечание, электромобили не требует ни вытяжки, ни охлаждения:
Сделать настройки стенда под особенности данной машины - для корректного расчёта мощности и момента, на выбранной оператором передаче. Автомобили с автоматической коробкой передач создают порой непреодолимый "головняк":
Разные стенды выдают разные параметры и в разной форме. Признанным авторитетом считаются стенды МАХА. И нам они нравится больше всего. Однако есть хорошие стенды и у других производителей. В данной статье обсудим замеры - сделанные на стенде Cartec 2020 4wd, находящемся в Казани, в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. Туполева. В-целом, стенд является немецкой разработкой, но с 2008 года производится в Италии. Поэтому в разных источниках он упоминается с разной родословной. В России таких стендов продано около ста штук - от Питера до Братска.
Итак, пример первый: Nissan Skyline GT-R34.
Заднеприводная тюнинговая версия полноприводного автомобиля. Механическая, 5-ступенчатая КПП. В общей сложности было сделано 5 замеров.
474 л.с - максимальная мощность (момент - 464 Нм). Момент и мощность практически в одной точке... Фиолетовый и синие графики - это букс машины, а значит 474 л.с. - это фальшивка.
Пробуксовку устраняем:
У красного и чёрного графиков по 330 л.с., у коричневого - 354 л.с
Разница ощутимая, в чем причина?
В процессе замера в районе 6000 об/мин, мотор начал простреливаь и прекращал ехать! Оба замера похожи, но мотор НЕ ЕДЕТ. Искать причину можно долго и усердно. Неплохо иметь диагностический сканер для замеряемой машины, он поможет быстро разобраться в проблеме.
Всегда просите график по СКОРОСТИ.
На фото сверху - копия ПЕРВОГО ГРАФИКА, но не по оборотам, а по скорости. Он дает ответ на вопрос: "ЧТО НЕ ТАК ?"
Достигая скорости 185 км/ч - контроллер автомобиля начинал вмешиваться в работу двигателя (ограничение максимальной скорости по японским законам).
Перенастроив замер на пониженную 3-ю передачу, мотор раскрутился до 7700 об/мин и не достиг проблемных 185 км/час.
График по скорости может быть совсем нелишним, для более полной картины сделанных замеров. Всегда просите график по скорости и по оборотам (пригодится). Важно знать, что замер делался на "прямой" передаче (передаточное число шестерни первичного и вторичного валов КПП - приближенно к единице).
Предлагаю разобраться с цифрами, полученными в результате удачного замера нашего Nissan Skyline GT-R34. С правой стороны от графика присутствуют 6 строчек, и в них можно запутаться.
Мощность двигателя (КОРРЕКТИРУЕМАЯ) 354.4 л.с
Мощность двигателя (измеренная) 371.0 л.с.
Колесная мощность (измеренная) 351.6 л.с.
Мощность потерь (измеренная) 19.4 л.с
Крутящий момент (КОРРЕКТИРУЕМЫЙ) 392 Нм
Давление и температура 1017 мБар 18гр (ISO-стандарт корректировки)
В процессе замера сила которая воздействовала на ролики измерена и составила 351,6 л.с. (в максимальном своём значении). По окончании разгона, машина на нейтральной передаче замедлялась и это тоже был процесс замера стендом НЕКОТОРЫХ сил (под названием "потери", "выбег", "потери КПП", "мех. потери" и как угодно их можно назвать). В нашем случае в процессе замедления стенд уловил 19,4 л.с
Это, скажем так, силы - которые могли тормозить и мешать мотору автомобиля разгонять и крутить ролики в момент замера разгона. Не будем вникать в методику замера при разгоне и замедлении, но если замеренные 19,4л.с мешали мотору показать всю свою МОЩУ, то логично, что эти силы мы можем прибавить к измеренным 351,6 л.с
Колесная мощность 351,6 л.с. + мощность потерь 19,4 л.с = 371 л.с (МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ)
Стенд предназначен для определения мощности двигателя. Не колёсную мощность, а именно мощность мотора. На другом стенде показания колесной мощности и мощности потерь могут отличаться, но окончательная величина скорее всего будет такой же! (оговоримся - если стенды исправны и операторы квалифицированы).
Итого, измеренная мощность двигателя на данной версии автомобиля Nissan Skyline GT-R34 равна 371 л.с
Предположим, что наш стенд совместно с автомобилем и прямо с парнями в багажнике - на ковре самолете (или по взмаху волшебной палочки), перенесся в другое географическое место..., например в г. Воркута. Там другое атмосферное давление, другая температура окружающей среды. И тот же стенд, и тот же мотор, в силу разности давления и температуры показывает уже другую мощность. Возможно больше, возможно меньше (по погоде)!!!!! Как же так? - возмущенно скажете ВЫ. Почему разница в показаниях? Стенд заглючил? Врёт?
Весь мир договорился, что есть условия при которых вес воздуха можно считать эталонным. Читаем ссылку . Мощность мотора и вес воздуха - это две связанные верёвки.
В компьютере стенда забиты формулы 5ти основных стандартов:
DIN 70020, EEC 80/1269, ISO1585, SAE J1349 и JIS D1001.
Оператор может выбрать любой. Или не выбирать вовсе! Или выбирать по настроению. А может он как "черный" крупье в казино знает какой выбрать для данного клиента в данную погоду!
Давайте посмотрим на примере нашего Nissan Skyline GT-R34, как влияет выбор стандарта коррекции на РЕЗУЛЬТАТ:
В момент замера мощности нашего "Ниссана", строка температуры и давления показывает 18 гр и 1017 мБа.
Замеренные 371 л.с. после корректировки к нормированным условиям давления и температуры превращаются в
354.4 лс по ISO
354.2 лс по EES
354.2 лс по SAE
366.3 лс по JIS
368.4 лс по DIN
Что декларировать окружающему миру из шести представленных величин - от 354,2 л.с. до 371 л.с. - решать ВАМ.
Мы предпочитаем - стандарт ISO 1585. Именно он и был выбран при замере Skyline GT-R34 (и всех других). 371 л.с. - это сила, которая вращала ролики, и это - не фальшивка. Если к стенду не подключены датчики температуры и давления, то он не пересчитает вам замеренные 371 лс к корректируемым. Но кто мешает вам сделать это самому, вручную.
Пример второй и третий: Ford Fiesta и Lada Vesta
Взглянем на графики Lada Vesta, сделанные на трёх разных передачах (третьей, четвёртой и пятой):
Колесная мощность на пятой передаче - самая маленькая, но потери - максимальные. В среднем диапазоне - мощность выше, чем на 4-й и 3-й передачах. Именно поэтому и момент при данном замере оказался выше. Что касается измеренной мощности, то разница составляет 1-3 лошадиные силы, при таком ощутимом перепаде скорости. И надо учесть, что резина была зимняя фрикционная (многие называют "липучка").
Четвёртая передача в КПП данной модели - более всего приближена к "прямой" передаче, и это определяет - какому замеру стоит доверять.
Однако, не всегда получается замерять мощность на прямой передаче. Например, в силу отсутствия информации о передаточных числах КПП. Или если машина не имеет таковой (скажем, спортивная "Лада Калина" класса "Национальный", на 5-й передаче имеет передаточное число 1,129).
Ford Fiesta оказался автомобилем по которому сложно было найти точные данные о передаточных числах и замер проводился на повышенной передаче. Автомобиль с 6-ступенчатой роботизированной КПП. Замер производили вначале на 5-й передаче, и при достижении 5750 об/мин - "робот" самостоятельно перепрыгивал на 6-ю передачу. У нас, к сожалению, нет инструмента - заставить "мозг" управления ДВС довести обороты на 5-й передаче до максимально возможных... Остается вариант - произвести замеры и на 6-й передаче. На фото внизу: "форд_фиеста1" - это замер на 5-й передаче, "форд_фиеста2" - это замер на 6-й передаче. Скорости разные (!):
Замер на 6-й передаче отдельно:
А вот колёсная мощность повторяет друг друга - несмотря на большую разницу в скорости! В отличии от "ВЕСТЫ" (на которой стояли зимние фрикционные шины), "Фиеста" была "обута" в летнюю резину. Отличаются только силы "ВЫБЕГА":
Шестая передача позволила выйти на БОЛЬШИЕ обороты, на которых есть БОЛЬШЕ мощности. Если бы замер на 5-й передаче позволил дотянуться до 6250 об/мин, то мехпотери скорее всего были бы на 5-6 л.с меньше. Мысленно продлите график черного цвета с 5760 об/мин до 6250 об/мин и сравните разницу мехпотерь. Умозаключаем, что на 5-й передаче мы могли ИЗМЕРИТЬ (130,3 л.с. - 5,6 л.с.) = 124,7 л.с.
И уже замеренные 124.7 лс корректируем по ISO 1585 - получим 118,3 л.с
Производитель заявляет 120 л.с.
Возможно, Ford корректирует по другому стандарту? Не думаю. Но на все есть ответы.
Ребята с сайта autotest.pro, пригнавшие Ford Fiesta для измерений, после посещения стенда, запросили информацию по передаточным числам КПП у производителя машины - Ford Sollers, и получили её.
Передаточное соотношение — автомобили с двигателем 1.5L/1.6L (Ti-VCT) Sigma
Передача | Передаточное число | Главная передача |
Заднего хода | 3,507 | 4,353 |
1-я | 3,917 | 3,895 |
2-я | 2,429 | 3,895 |
3-я | 1,436 | 4,353 |
4-я | 1,021 | 4,353 |
5-я | 0,867 | 3,895 |
6-я | 0,702 | 3,895 |
Оказалось, что 5-я передача - не эталон для замера, а оптимальнее всех приближена к прямой передаче - 4-я.
Проведем параллели между "Вестой" и "Фиестой". "Веста" на повышенной передаче (пятой) "бьёт" на пару сил меньше (в пике оборотов), чем при замере на пониженной передаче (четвёртой). "Фиеста" тоже может на 4-й передаче добрать КОРРЕКТИРУЕМЫЕ 1,5-2 л.с. И тогда можно сказать - БРАВО FORD! Копейка в копейку!!!!!!!
Остаётся произвести замер на 4-й передаче. И его стоило сделать, когда машина стояла на стенде (наше упущение)...
Ford - Молодец! Но и Cartec - молодец! Бытует мнение, что колесный стенд не так точен, как моторный. Не соглашусь.
Пример четвертый (бонусный)
ВАЗ 2111 (мотор стандартный, восьмиклапанный). На стенд заехал - как учебное пособие.
На этом "чемодане" была протестирован эффект от присадки к маслу.
Замер мощности на старом масле. Затем - замена масла.
Замер мощности на новом масле. Сделали обработку цилиндров первым составом.
Замер мощности после пробега - 700км. Делаем обработку цилиндров вторым составом.
Замер мощности после пробега - 400км.
Но, это тема отдельного материала... Нас же интересует СТЕНД.
Предоставляем два замера, сделанные друг за другом. Разница по графикам очевидная: 103 л.с. (графа Мощность двигателя (корр.):
и 78 л.с. (графа Мощность двигателя (корр.):
График колесной мощности, она одинаковая (некоторая разница есть, но это моменты - связанные с реагентом... не обращаем внимание на это):
На втором фото - большая разница мехпотерь. На 4800 об/мин - разница мехпотерь составляет 30 л.с.:
Можно пять раз замерить и получить все разы по 100 сил. Это фокус. Расскажу поподробнее...
Занятие, которое проводилось со студентами, желательно сделать интересным (напомним, что замеры делаются в качестве обучения студентов). Студентам было предложено ответить на вопрос:
- В связи с чем, после посадки в автомобиль трёх студентов - стенд зафиксирует большую мощность?
Мощность, как видите - получилась не просто мощная, а сверхмощная!
26% прибавки - этому может позавидовать любой чип-тюнинг. Студенты вылезают из машины и снова делаем замер... мощность снова - 78 л.с. Студенты (уже другие) садятся в машину, снова замеряем - 100 сил. Фокус интересный. Как вес автомобиля мог повлиять столь сильно на измерения в замере? Ну очевидно - в мехпотерях!!!!! Которые на экране видят студенты.
Это тест на внимательность. После достижения отсечки по оборотам (или правильнее сказать на грани отсечки), мы отпускаем педаль газа и переключаемся КПП на нейтральную передачу. Студенты должны обратить внимание, что оператор не переключился на "нейтраль", и процесс выбега происходит на включенной 4-й передаче.
Второй момент на внимательность: по достижении 45 км/ч (глаза оператора фиксируют скорость по спидометру) - уже происходит переключение на нейтраль. Стоит надеяться, что студенты это увидят и дадут внятный ответ на поставленный вопрос.
Можно побаловаться и посадить в машину не трёх студентов, а полтора студента. Вспомните мультик про полтора землекопа. Один - в багажник (лёжа), второй - в салон. И стенд покажет уже прибавку не 25 сил, а в полтора раза меньше. Замерщику нужно аккуратно переключится с 4-й передачи на 5-ю, и тогда выбег произойдет уже с меньшим торможением двигателя.
Мораль нашего последнего примера в следующем. Очень много современных машин напичканы электроникой, и не каждая КПП-автомат позволит вам переключиться на "нейтраль". Полученная мощность может не соответствовать ожидаемой. Но на все есть ответ.
Артём Киргизин
Фото: autotest.pro, автора, студентов КНИТУ-КАИ
autotest.pro
Существует значительное число механизмов, работающих продолжительно с неизменной или мало меняющейся нагрузкой без регулирования скорости. Примером таких механизмов могут служить насосы, вентиляторы и т. п. Расчет мощности двигателя для подобных случаев весьма прост, если известна мощность, потребляемая механизмом.
Выбрав двигатель на указанную мощность, можно быть уверенным, что он окажется полностью использованным по допустимому превышению температуры. Если в каталога нет двигателя по мощности, полученной по расчету выбирается ближайший больший по мощности.
Однако подавляющее число механизмов, работающих в длительном режиме, имеет меняющийся график нагрузки (рис. 6.4). В подобных случаях решение не может быть однозначным, а находится методом последовательных приближений. Порядок расчета можно рекомендовать следующим:
1. Для известного режима работы механизма (рис.6.4) находится средняя мощность за цикл:
|
| (6.13) |
По найденному значению выбирают двигатель из каталога, ближайший больший по мощности.
Предварительный выбор двигателя может быть также осуществлен на основании статических или опытных данных для аналогичных установок.
2. Исходя из выбранной мощности и параметров двигателя, производят расчет либо механических, либо электромеханических переходных процессов. Особенно важно это в случаях, когда в цикле присутствуют частые пуски, торможения, реверсирования и в приведенном моменте инерции привода существенную роль играет момент инерции двигателя.
3. На основании результатов расчета переходных процессов строят уточненную нагрузочную диаграмму привода.
4. Далее проводят проверку выбранного двигателя по перегрузочной способности. Максимальный момент из нагрузочной диаграммы (пуск) должен быть меньше максимально допустимого момента двигателя (, где- перегрузочная способность выбранного двигателя).
5. Используя уточненную нагрузочную диаграмму, проводят проверку двигателя на нагрев путем определения наибольшего превышения температуры за цикл и сравнения его с допустимым превышениемдля выбранного двигателя. При этом должно быть соблюдено условие.
Проверка двигателя по нагреву таким образом связана с построением кривой , что требует большой затраты времени. На практике пользуются хотя и менее точными, но более простыми методами проверки: метод средних потерь, метод эквивалентного тока, метод эквивалентного момента, метод эквивалентной мощности.
Сущность метода средних потерь заключается в том, что превышение температуры двигателя при неизменной теплоотдаче определяется средними потерями за цикл:
| , | (6.14) |
допустимого значения, т. е.
|
| (6.15) |
Если средние потери за цикл , то двигатель будет перегреваться; и наоборот, при условии, чтодвигатель недоиспользуется по нагреву. В обоих случаях необходимо выбрать другой двигатель, построить новую зависимостьи вновь проверить двигатель методом средних потерь.
В том случае, когда на протяжении цикла теплоотдача двигателя на отдельных интервалах различна, например, в случае изменения угловой скорости самовентилируемого двигателя, средние эквивалентные потери подсчитывают по формуле
| , | (6.16) |
где - коэффициент ухудшения теплоотдачи на интервале, соответствующий значению угловой скорости на этом интервале.
Приближенно зависимость коэффициента ухудшения теплоотдачи от угловой скорости можно считать линейной:
|
| (6.17) |
где - коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном якоре (роторе).
Для защищенных машин с самовентиляцией обычно принимают в случае двигателей постоянного тока ив случае асинхронных двигателей.
Номинальные потери двигателя можно определить по уравнения
| , | (6.18) |
где - соответственно номинальная мощность и КПД двигателя.
В случае возникновения затруднений с определением КПД в зависимости от нагрузки, но при наличии графика тока, потребляемого двигателем, можно воспользоваться для проверки выбранного двигателя методом эквивалентного тока.
studfiles.net
Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что VW Golf TDI c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем Porsche 911 с 320 Нм.
Очевидно, что эти утверждения не соответствуют действительности.
Определения и разъяснения:
Крутящий момент:
Крутящий момент двигателя прилагается к коленчатому валу двигателя или к первичному валу коробки передач. Крутящий момент изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя. Крутящий момент на колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии.
Крутящий момент на колесах:
Это преобразованный трансмиссией крутящий момент двигателя.
Мощность двигателя непосредственно взаимосвязана с крутящим моментом двигателя, а именно, через соотношение P=M*n/9550, где М- крутящий момент двигателя. Единица измерения 1 Н*м, n – частота вращения двигателя в об/мин.
Диаграммы крутящего момента достаточно, чтобы просчитать кривую мощности (и наоборот).
Возьмем два двигателя. У обоих максимальный крутящий момент 200 Нм при 4000 об/мин и мощность 147 л.с. при 6000 об/мин. Несмотря на то, что основные данные этих двух моторов одинаковы, они все же отличаются по динамическим характеристикам. Диапазон крутящего момента и мощности первого двигателя лучше чем у второго. Предположим, что переключение передач происходит при 6500 об/мин и обороты двигателя на следующей, более высокой передаче опускаются до 4300 об/мин. Первый двигатель имеет до точки при 6000 об/мин непрерывно больший крутящий момент и мощность. Таким образом, первый автомобиль будет ускоряться лучше. Это показывает, что основные данные двигателя дают только частичную информацию.
Так что мы теперь знаем о «крутящем моменте» и «мощности двигателя»? На самом деле сравнительно мало. Поскольку трансмиссия и ее передаточное отношение играю существенную роль в движении автомобиля. Старые американские автомобили были оборудованы 2-3 ступенчатыми коробками передач, и несмотря на значительные мощности двигателей, разгонялись они достаточно скромно, т.к. падение оборотов при переключении передач было слишком большим. Как грубое сравнение можно привести Mercedes S-Klasse. Он оборудован 7-ступенчатым автоматом, который позволяет полностью использовать имеющуюся в распоряжении мощность двигателя.
Почему это так?
Все мы знаем, что ускоряется автомобиль лучше в определенной области оборотов двигателя. Оптимально, когда обороты двигателя постоянно находятся в этом диапазоне. Но это возможно лишь на немногих автомобилях оборудованных CVT (безступенчатыми трансмиссиями).
Чем больше передач имеется в распоряжении, тем меньше становится скачок оборотов и тем ближе мы становимся к оптимальному числу оборотов двигателя между переключениями. Усилие на ведущих колесах, это то, что приводит автомобиль в движение. Это сила, приложенная по касательной к окружности колеса. Она несет в себе всю информацию (Крутящий момент, передаточное отношение трансмиссии, размер колес) и направлена противоположно силе сопротивления движению и силе инерции.
Когда нужно переключаться?
Оптимальная точка переключения достигается тогда, когда на следующей высшей передаче имеется большее усилие на ведущих колесах чем на актуальной передаче. Чтобы найти оптимальную точку переключения, необходимо воспользоваться кривой крутящего момента. Диаграмма тягового усилия на ведущих колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии и размера установленных шин. Как только пересекутся кривые отдельных передач, нужно переключиться на следующую передачу, чтобы достичь лучшего ускорения. Если же кривые не пересекаются, тогда следует выкручивать двигатель до ограничителя. Далее отображены диаграммы тягового усилия на ведущих колесах, чтобы можно было прочувствовать теорию в деле.
Влияние передаточного отношения
Турбодизель достигает очень высоких значений крутящего момента при низких оборотах двигателя.
Но это только цифры, по которым можно судить о том, как автомобиль будет ускоряться и по ним нельзя делать окончательные выводы. Почему? Потому что дизелю нужно значительно дольше переключаться, чтобы достичь одинаковую с бензином скорость(т.к. число оборотов дизеля существенно ниже чем у бензинового двигателя). Это приводит к тому, что бензиновый двигатель свой низкий крутящий момент преобразует значительно лучше за счет коротких передач, чем дизель с длинными передачами.
Турбодизель против высокооборотистого атмосферного двигателя.
Несмотря на длинные передаточные отношения дизель как правило имеет лучшую тяговитость при низких оборотах. Наглядно это отображено на диаграмме сравнения BMW М3 3.2 л двигателя и BMW 535d. Несмотря на гигантский крутящий момент дизеля (520Нм), бензиновый двигатель (365Нм) в очень широком диапазоне оборотов двигателя имеет значительно большее тяговое усилие на ведущих колесах. Так что этот бензиновый двигатель (вопреки многим мнениям) может ездить с редкими переключениями, иногда даже ленивее чем 535d (на шестой передаче тяговое усилие на колесах стабильно выше чем у 535d, независимо при каких оборотах и какой скорости). Но можно говорить о том, что большая часть турбированных двигателей имеет лучшую приемистость (на низких оборотах) чем атмосферные двигатели. Так что предпочитаете ли вы двигатели имеющие «подрыв» на низких скоростях, или те, которые выдают тягу плавно, это остается делом вкуса.
Турбодизель против турбобензина
Сравним BMW E90 335i с 306 л.с. и 400 Нм и BMW E90 335d с 286 л.с. и 560 Нм. На низших передачах в среднем диапазоне оборотов тяга на колесах дизеля существенно выше, чем у бензинового двигателя. При высоких оборотах бензин свою мощность отыгрывает. На 6-й передаче бензин имеет стабильно большее усилие на колесах чем дизель.
Диаграмма тягового усилия BMW E90 335i и E90 335d
Дизель или бензин как тягач
Широко распространено мнение, что дизельный двигатель из-за его высокого крутящего момента лучше подходит для буксировки. Тем не менее из-за огромного скачка в развитии бензиновых двигателей это не совсем верно. Современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются турбонагнетателями, которые могут создавать достаточное давление наддува при низких оборотах, и следовательно достигать высокого крутящего момента. Сравним двигатели 1.4 TSI (170 л.с., 240 Нм) и 2.0TDI (170 л.с., 350 Нм) в VW Golf5.
За основу взят 5% уклон, коэффициент лобового сопротивления 0.7, площадь лобового сопротивления 5.87 м2 и общая масса 3250 кг. 1-я передача для лучшего рассмотрения исключена.
Все режимы выше голубой линии возможны с вышеназванными условиями. Все режимы ниже голубой линии ведут к снижению скорости и в конечном счете к переходу на низшую передачу. Можно увидеть, что дизель может использовать первые четыре передачи, TSI – первые пять. Максимально допустимые скорости следующие:
TDI:
68 км/ч на второй передаче (в ограничителе оборотов)
104 км/ч на третьей передаче (вблизи ограничителя оборотов около 4400 об/мин)
TSI:
99 км/ч на второй передаче (вблизи ограничителя оборотов около 7000 об/мин)
106 км/ч на третьей передаче (при около 5500 об/мин)
90 км/ч на четвертой передаче (при около 3500 об/мин)
65 км/ч на пятой передаче (при около 2300 об/мин)
В целом TSI гораздо лучше подходит для движения с прицепом. Единственным недостатком может быть значительный рост расхода топлива у бензина.
Как выглядит диаграмма тягового усилия авто со ступенчатыми коробками передач мы уже знаем.
Для полноты картины следует отметить бесступенчатую трансмиссию Audi «Multitronic».
Рассмотрим кратко, так как эта трансмиссия имеет призрачные шансы на существование. Это безступенчатая трансмиссия с различными профилями вождения. Спортивно настроенный водитель использует голубую линию для максимального ускорения, с высокими оборотами и большим расходом. Средний водитель будет использовать более низкие обороты. А значит тяга на колесах будет не так высока как в спорт режиме. Соответственно автомобиль ускоряется медленнее. CVT, как уже говорилось ранее, превосходное решение. Теоретически она позволяет получить максимальную производительность. На практике все выглядит по другому. Авто с Мультитроником ускоряются хуже, чем авто с МКПП. Потери в трансмиссии слишком велики и перекрывают все преимущества.
А что же насчет двигателей грузовиков и коммерческих автомобилей?
Глядя на кривые мощности и крутящего момента грузовиков можно быстро обнаружить существенные отличия от легковых автомобилей. В то время как на двигателях легковых авто целью является как можно более равномерное и высокое значение крутящего момента, двигателям грузовиков необходим пик крутящего момента. Покажем качественные отличия грузовых и легковых турбодизелей:
Почему так?
Области применения полностью различны. Легковому автомобилю необходимо достичь максимального ускорения и как можно более высокой максимальной скорости. В тоже время необходимо принять во внимание тот факт, что эти двигатели практически постоянно используются в режимах частичной нагрузки. Грузовые же двигатели (в качестве простого примера возьмем двигатели бульдозера или трактора) обычно используются на максимальной нагрузке. Максимальные крутящие момент и мощность ему необходимы при низких оборотах, а также как можно большее нарастание крутящего момента. Почему не падение а именно нарастание крутящего момента станет ясно в следующем абзаце.
Цель этого нарастания величины крутящего момента может быть хорошо объяснена на примере бульдозера. Насыпь земли перед ковшом бульдозера всегда большая, поэтому возникает необходимость увеличить мощность, чтобы продвинуть насыпь дальше. При этой нагрузке частота вращения двигателя падает и вместе с тем падает скорость сдвига. Снижение числа оборотов двигателя благодаря типичной для грузовых транспортных средств кривой крутящего момента ведет к росту крутящего момента и мощности двигателя (смотри график). Таким образом в некоторой степени предотвращается дальнейшее падение оборотов и скорости сдвига – чем сильнее падение числа оборотов, тем больше мощности отдает двигатель. В переносном смысле можно сказать: кривая крутящего момента таких двигателей позволяет независимо от нагрузки относительно сохранять необходимую скорость. Такие моторы имеют «иммунитет» против увеличения нагрузки и становятся ненамного медленнее при ее увеличении. Но все же почему «нарастание крутящего момента» а не «падение»? Теперь нужно смотреть на график в направлении рабочих оборотов. При нагрузке число оборотов падает и происходит РОСТ крутящего момента.
www.auto-diagnostic.by
