График мощность двигатель обороты крутящий момент

Мощность или крутящий момент

Приведу несколько логических доводов в пользу максимальной мощности против крутящего момента.

1 мощность напрямую связана с крутящим моментом и рабочими оборотами, так как является их произведением. Соответственно чем выше максимальная мощность, тем выше соотношение крутящего момента и оборотов двигателя на определенных оборотах.

Соответственно применив соответствующие передаточные числа, в трансмиссии, можно получить больше крутящего момента на КОЛЕСАХ. В сравнении с двигателем имеющим больший крутящий момент на меньших оборотах и меньшую мощность, на этих оборотах вращения коленвала.

Так что заявление Генри форда о том что мощность продает машины, а крутящий момент выигрывает гонки справедливо лишь если крутящий момент мерить с колес, а не с коленвала двигателя. А на колесах, крутящий момент будет выше, если двигатель, при одной и той-же скорости движения, развивает больше мощности.

Рассмотрим пример, когда двигатель с большим крутящим моментом, действительно будет выигрывает гонки

Возьмем два мотора

1 имеет крутящий момент 300 н/м на 3000 об/мин и 200 н/м на 6000 об/мин
2 имеет крутящий момент 200 н/м на 3000 об/мин и 200 или даже 220 н/м на 6000 об/мин (при этом максимальная мощность этого мотора, указанная в технических характеристиках будет выше на 10 %)

Естественно разгон автомобиля с первым двигателем будет значительно интенсивнее, особенно если автомобили имеют одинаковые передаточные числа в КПП и разгон осуществляется в диапазоне 3000-6000 об/мин опять же, потому что суммарно мощность в этом диапазоне у него будет выше. Хотя второй двигатель будет иметь более высокую максимальную мощность по техническим характеристикам, но он будет доходить до нее лишь перед переключением следующей передачи. Но в остальном промежутке оборотов, мощность как произведение момента на обороты, у второго двигателя будет меньше.

Рассмотрим пример когда двигатель с большим крутящим моментом уступает двс с малым моментом

1 имеет все тот же крутящий момент 300 н/м на 3000 об/мин и 200 н/м на 6000, 150 н/м 7500 об/мин
2 имеет крутящий момент всего лишь 100 н/м на 3000 об/мин 220 н/м на 5000 6000 и 7500 об/мин (двигатель обладает очень малым максимальным крутящим моментом 220 н/м но зато он сохраняется до 7500 об/мин. Максимальная мощность на 30-40% выше чем у первого варианта)

Если использовать оба двигателя в том же диапазоне оборотов и с одинаковой трансмиссией, то очевидно, что первый двигатель будет опять показывать лучшую динамику в диапазоне оборотов от 3000 до 6000 об/мин. Если второй двигатель использовать в режиме оборотов с 5000 до 7500 об/миню, применяя соответствующую трансмиссию (кпп со сближенными передачами и более короткую главную пару) автомобиль с таким мотором, будет гораздо быстрей разгоняться, малый момент компенсируется более короткой главной парой и соответственно КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ НА КОЛЕСАХ, на всем протяжении разгона будет выше.

Как итог всего вышесказанного: Не важно, что выше, максимальная мощность или максимальный крутящий момент, важно суммарное количество мощности, вырабатываемое в определенном (боевом) диапазоне работы двигателя.

Визуально параметры более разгонного двигателя, можно определить по графику мощности, посчитав площадь между оборотами переключения передач. Автомобиль будет разгоняться быстрее с тем двигателем, у которого эта площадь больше при прочих равных условиях.

Надеюсь статья будет полезна!
Если есть сомнения давайте обсудим их в комментариях.

Мощность или момент?

В предыдущей статье был поднят вопрос выбора между дизельным и бензиновым двигателем. Теперь настал черед объяснить, что означают две самые громкие характеристики двигателя: мощность и крутящий момент.

Неопытные покупатели скорее всего даже не слышали про термин «крутящий момент», и автопроизводители делают акцент на максимальной мощности мотора, для того что бы продавать свои изделия. Знающие люди активно продвигают правило: «Лошадиные силы продают автомобили, а везет крутящий момент».

Разберемся, кто же прав.

Физика.

Вспомним школьный курс физики. Нет поводов для волнения, в статье будет всего пара коротеньких формул.

Формулы для силы и мощности:

F=m*a, где F — сила, m — масса, а — ускорение.
N=F*V где N — мощность, F — сила, V — скорость.

Проверим формулу на данных реального автомобиля:

• Марка, модель: BMW M5 F10;
• Максимальная мощность двигателя: 560 лс. (412 кВт.);
• Разгон от 0-100 км/ч.: 4,3 c.;
• Снаряженная масса: 1945 кг.

Что бы разогнать автомобиль массой 1945 кг. до 100 км/ч (27,778 м/с ) за 4,3 секунды (ускорение равно 27,778/4,3=6,46 м/с2) нам потребуется мощность: 1945*6,46*27,778=358,9 кВт. или 487,9 лс. Однако это мощность на колесах, тоесть к ней необходимо прибавить около 10% для получения мощности на маховике, что бы учесть потери в трансмиссии и навесном оборудовании. Получаем расчетную мощность 536,7 лс. Из-за непостоянства крутящего момента, а так же времени переключения передач и сопротивления воздуха фактическая максимальная мощность должна быть выше расчетной, но в целом, рассчитанное значение выглядит правдоподобно, отклонение менее 5%.

Для атмосферного автомобиля ваз 2112 мощностью 90 лс. время разгона по расчетам составляет 13,5 секунд, что вполне соответствует роликам на youtube.com.

После долгого анализа формул делаем вывод: ускорение на конкретных оборотах зависит от крутящего момента. Максимальная мощность — обобщенный показатель способности автомобиля ускоряться до конкретной скорости за определенное время или набирать заданную максимальную скорость.

Есть ли польза от формулы на практике?

Предположим, что мы выбираем себе автомобиль. Вариант А: BMW 1M, Двигатель 3 литра, 450 Нм, 340 лс.
Вариант B: BMW M135, двигатель 3 литра, 450 Нм, 326 лс.

Максимальный крутящий момент одинаков, а вот мощность различается. Неискушенный покупатель скажет, что Вариант А должен разгоняться быстрее.

Рис. 1. Графики мощности и момента BMW 1M, BMW M135, BMW 135i. Источник: http://wiki.zr.ru/Мощность_момент

Посмотрим на график мощности и момента этих двигателей с сайта http://www.nauka-avto.ru/

Два верхних графика (почти совпадающих) соответствуют нашим вариантам. Вариант А выигрывает только за счет незначительного увеличения момента (и следовательно мощности) в диапазоне 5250-6750 об/минуту. Конечно при одинаковых коробках передач, массе, резине и тд. вариант А будет разгоняться быстрее, но крутящий момент выше лишь в очень узком диапазоне оборотов и следовательно ощутить эффект можно только поддерживая обороты близко к красной зоне.

Но если максимальная мощность достигается в диапазоне выше 5000 об/мин, то как автомобиль ускоряется до 100 км/ч практически за расчетное время, если в формуле значение мощности постоянно, а у автомобиля оно колеблется в очень больших пределах?

Все дело в том, что при разгоне двигатель работает на низких и средних оборотах очень короткий промежуток времени. Из-за пробуксовки колес, проскальзывания дисков сцепления, или дисков в гидротрансформаторе, использования систем launch control автомобиль может трогаться и с оборотами 3000-4000 об/мин. Конечно, это ведет к уменьшению КПД трансмиссии, но рост мощности за счет оборотов компенсирует снижение КПД.

Получается, что неискушенный покупатель был прав и для стартов со светофора больше подходит автомобиль с большей мощностью, пусть даже она доступна только в малом диапазоне оборотов.

Но фактически Вариант В имеет меньшее время разгона от 0-100 км/ч за счет 8-ми ступенчатой роботизированной коробки передач, против механической 6-ти ступенчатой у BMW 1M. Дополнительные ступени дольше поддерживают двигатель в оптимальном диапазоне оборотов и высокая скорость переключений экономит время. Современная роботизированная коробка передач эквивалентна 10% увеличению мощности по сравнению с механической коробкой передач.

К сожалению в повседневной жизни старты со светофора — бесполезное занятие. Для правильного выбора автомобиля, удовлетворяющего Вашим нуждам необходимо оценить не только значения крутящего момента и максимальной мощности, но и диапазоны в которых эти значения достигаются, а так же тип трансмиссии.

Но не стоит забывать, что отклик на педаль газа и крутящий момент вещи не связанные, вопреки расхожему мнению.

Максимальный крутящий момент измеряется при полной нагрузке — педаль газа «в пол». А отклик на нажатие педали в первую очередь зависит от типа двигателя, наличия турбин или компрессора, оборотов, настроек электронных систем, настроек коробки передач. Например современные блоки управления настроены делать педаль газа более «задумчивой» для экономии топлива и соответствия нормам выбросов, но мощность и момент у таких автомобилей выше. А отклик на педаль газа на спортивном атмосферном двигателе с хорошо настроенным карбюратором, по словам очевидцев, уступает только электрокарам, при этом крутящий момент и мощность у таких моторов в разы ниже, чем у турбированных конкурентов.

P.S. По расчетам получилось, что у BMW M135 время разгона не может превышать 5,3 с . (факт — 5,8), при заявленных 4,7 с., а у BMW 1M разгон не может превышать 5,1 с. при заявленных 4,9 с. Еще более интересная ситуация с Nissan GT-R — для разгона за 2,8 с., указанные в характеристиках, его мощность должна составлять около 700 л.с., но мотор выдает не более 550 л.с. Фактическое время около 3,5-3,8 секунд — совпадает с расчетным.

К расчетным показателям времени или мощности необходимо прибавлять не только 10% для компенсации потерь в трансмисии, но и еще 10% для учета непостоянства момента, времени переключения передач, сцепления с дорогой и сопростивление воздуха. Таким образом максимальная мощность и время разгона 0-100 км/ч не слишком показательны при сравнении различных автомобилей.

Перечень уловок на которые идут автопроизводители, что бы улучшить показатели, оставим для другого раза.

Обороты.

Обратимся снова к графику крутящего момента. Если рассматривать только одну передачу, то ускорение будет выше тогда, когда больше крутящий момент. Для всех «гражданских» моторов (включая атмосферные, турбированные и компрессорные) крутящий момент выше на средних оборотах, так как настройка систем двигателя позволяет смеси сгорать оптимально именно на них.

Но если ускорение максимально на средних оборотах, то зачем раскручивать двигатель до «красной зоны» при разгоне?

Рис. 2. Так зависит крутящий момент (М1….М5) или тяговая сила (Fтяг 1 …Fтяг 5) на ведущей оси от включенной передачи. Источник: http://wiki.zr.ru/Мощность_момент

Коробка передач устроена таким образом, что бы скорость вращения колес изменяющаяся в очень широких пределах, соответствовала скорости вращения коленчатого вала двигателя, который изменяется в более узких пределах. Чем больше максимальная скорость на данной передаче, тем ниже передаваемый крутящий момент. Данная пропорция является линейной. При увеличении скорости вращения колес в такой же пропорции уменьшается крутящий момент за счет изменения передаточных чисел в коробке передач.

На графике хорошо видно, что максимальный момент достигается при использовании низших передач, при этом падение момента (и динамики разгона) с ростом оборотов гораздо меньше падения от смены передачи. Поэтому для максимального разгона необходимо поддерживать максимальные обороты.

Исключение составляет только последняя передача автомобиля. Независимо от количества передач и типа коробки последняя передача проектируется для экономии топлива, а максимальная скорость, зачастую, достигается на предпоследней передаче.

Для тех, кто осилил дам еще одну интересную формулу: мощность автомобиля в лс. равна обороты двигателя умножить на крутящий момент в н/м на данных оборотах и разделить на 7027,22.

Коэффициент 7027,22 включает в себя коэффициенты перевода Вт. в лс., а так же крутящего момента в силу и тд.

График мощность двигатель обороты крутящий момент

Крутящий момент. Лошадиные силы. Мы так часто упоминаем эти слова,но знаем ли мы до конца их смысл? Я почти уверен,что многие толком и не представляют разницы между ними. А для начинающего тюнера это вообще надо знать как 2х2! Так что немного просвятимся в этом вопросе :»Что есть что и как это взаимодействует?»

Какую мощность развивает конь в упряжке? Странно, но средняя лошадь выдает при длительной работе только 0,8 л.с.; во всяком случае, именно такой показатель закладывали (и закладывают) обычно в инженерные и экономические расчеты по гужевому транспорту и пр. Считается также, что мужчина средних лет и обычной физической подготовки развивает (опять же при длительной работе) около 0,1 л.с. Немного, но и человек, и лошадь способны напрячься и несколько секунд выдавать гораздо больше – в разы. Конь вытаскивает телегу, застрявшую в разбитой колее, а моторчик внутреннего сгорания мощностью в 2 (две!) л.с. просто глохнет. Крутящего момента не хватило…

Так что же такое крутящий момент и как он связан с мощностью двигателя? Вспомните среднюю школу: мощность определяется произведением силы на скорость (с какими-то коэффициентами в зависимости от единиц измерения) – для поступательного движения. Допустим, тянете вы груз с усилием в 12 кг и со скоростью 1 м/сек. (3,6 км/ч); тогда ваша мощность – 12 кгм/сек. То есть, 0,16 л.с.[Европейская (парижская) лошадиная сила считается 75 кгм/сек. Англо-американская практика вся запутана футами и фунтами, так что британская лошадиная сила (bhp) равна 1,0139 л.с. по «континентальному» счету.]; неплохо. Космический ракетный двигатель развивает тягу в 100 т при скорости 12 км/сек., значит, его мощность – 16 млн л.с.!

Или же мощность определяется произведением крутящего момента [В свою очередь крутящий момент (он имеет смысл при вращательном движении) равен произведению силы на плечо ее действия. Когда к рычагу плечом в 1 м прилагается усилие в 10 кг (перпендикулярно плечу!), то тем самым создается крутящий момент в 10 кгм. Или в 98 Нм – кому как нравится.] на частоту вращения вала – для вращательного движения. Вот и все, остальное – арифметика. Если на валу мотора при 6000 мин-1 (в просторечии оборотов в минуту) замерен крутящий момент в 10 килограммометров, то его мощность равна 83,775 л.с. Или 61,6 кВт – в других единицах измерения [Один кВт равен 1,36 «континентальной» л.с. – даже в Африке.]. Причем неважно, о каком именно двигателе идет речь – о паровой машине, газовой турбине, поршневом д.в.с. или электромоторе; арифметике без разницы.

Момент силы F на плече R; крутящий момент равен F x R

И что же нам,DSMерам нужно? – мощность двигателя или его крутящий момент? Вот притча: вынесли вы на рынок картошку и хотите сбыть ее по 35 руб. за кг. Вроде как главное для вас – хорошая цена. Продали пару кило – по 35, а больше не берут; дорого. Тут-то и выясняется, что для вас важна не столько цена – за кг, – сколько общая выручка от продажи 2 центнеров картошки.

Так и с моторами: нередко автомобилисты заявляют, что для них главное – момент, тяга, а мощность – дело десятое. Ровно наоборот – как в старом анекдоте: дай нам, Господи, мощность, а крутящий момент мы уж как-нибудь сами…

Пусть микролитражный моторчик развивает 10 л.с. при 6 тыс. оборотов. То есть, крутящий момент на его маховике – 1,2 кгм (11,7 Нм). Вам нужно 100 Нм? Ради Бога: ставим понижающий редуктор (с передаточным числом 8,55), – и вот вам 100 Нм на выходном валу [Забудем пока о (неизбежных) потерях мощности в редукторе.]. Причем мощность – за вычетом потерь – остается, естественно, той же. Хотите 1000 Нм? Пожалуйста, возьмите редуктор с передаточным числом 85,5; вопрос подбора шестеренных пар…

Но! При моменте в 100 Нм на выходном валу редуктора его обороты уже не 6000 мин, а только 700 с небольшим. Золотое правило механики: выигрывая в крутящем моменте (в силе), проигрываем в частоте вращения (в скорости). А 1000 Нм вы получите и вовсе при 70 мин-1; слишком медленно. Так вы хотите и крутящий момент, и обороты! И рыбку съесть, и не поцарапаться. Вам нужно продать по 35 руб. не 2-3 кг картошки, а много. Так и скажите: для меня главное – выручка. Для меня главное – мощность двигателя.

Допустим, катите вы на своём эклипсе по ровной дороге с усовершенствованным покрытием; скорость постоянная – 100 км/ч. Тяга от двигателя в пятнах контакта ведущих колес с ходовой поверхностью в сумме как раз покрывает силы сопротивления воздуха и качения покрышек; для вашего авто (с его аэродинамикой, весом, шинами и давлением в них): положим 54 кг. То есть, крутящий момент на оси (при радиусе качения колес, скажем, 265 мм) равен 140 Нм, обороты колес – около 1000 мин, а расходуемая мощность – 1500 кгм/сек. или 20 л.с. С учетом потерь в трансмиссии – от маховика до пятна контакта – от мотора требуется мощность около 24 л.с.; легко.

А чтобы ехать на две «сотни»? При удвоении скорости, силы сопротивления возрастают примерно вчетверо – по квадрату. Иначе говоря, потребная мощность увеличивается в 8 раз (4 х 2) – по кубу скорости! От двигателя нужны теперь 170-180 л.с. на маховике, поэтому далеко не каждый автомобиль способен набрать скорость в 200 км/ч.

Это – при равномерном движении; а если вы хотите еще и разгоняться (или идти на подъем), необходима свободная мощность. Скажем, те же 22,5 л.с. на скорости 100 км/ч – плюс еще 10 л.с. на ускорение физического тела; II закон Ньютона. Или 50 л.с. – тогда разгон энергичнее.

Как видите, и скорость автомобиля, и динамика его разгона зависят от мощности двигателя; как же ее поднять? Держать крутящий момент до высокой частоты вращения вала. Скажем, довести обороты того же микролитражного моторчика до 12 тыс. – при неизменном моменте в 11,7 Нм. Значит, его мощность увеличивается ровно вдвое – до 20 л.с. В общем, тут такое соотношение:

P = 1/716,2 M x n,
где P – мощность двигателя (л.с.) при n мин-1, M – его крутящий момент (кгм) при тех же оборотах. А 1/716,2 – просто коэффициент размерности.

К сожалению, повышать частоту вращения вала поршневого двигателя очень непросто: силы инерции, нагрузки, трение. Ведь если раскрутить мотор от 6000 до 12000об.мин, то силы инерции, которые нагружают детали конструкции, возрастают вчетверо. Нелинейно – по квадрату оборотов. И когда 2,4-литровые «восьмерки» в Формуле 1 развивают максимальную мощность при 19500 мин, то силы инерции при такой частоте выше, чем при 6 тыс. оборотов, вовсе не в 3,25 раза. А в 3,25 х 3,25 = 10,5 раз! Внутреннее трение нарастает еще быстрее (от 6 до 19,5 тыс. раз в 35); к тому же ухудшается наполнение цилиндров топливовоздушной смесью – и крутящий момент неотвратимо падает. Поэтому у каждого двигателя есть точка перегиба на кривой мощности по частоте вращения вала. У каждого своя, но после точки перегиба мощность по оборотам уже не повышается, а наоборот – падает. Не говоря уже об опасности перекрутить мотор и разрушить его стремительно нарастающими силами инерции.

Есть и другой путь: увеличивать крутящий момент. Тут главный прием – наддув: прокачивайте через ваш мотор вдвое больше воздуха (и соответственно горючего), и крутящий момент повысится, грубо говоря, в 1,5 раза – при тех же оборотах. И всего делов. Правда, нарастают тепловые нагрузки, возникают другие головные боли…но это уже другая история.

Вы нередко видите графики крутящего момента и мощности двигателей по оборотам – так называемая внешняя скоростная (внешняя – потому что при полном «газе», а скоростная – поскольку по скорости вращения вала) характеристика. Так вот, вам достаточно видеть одну из кривых – либо момента, либо мощности; все равно. Другая восстанавливается из первой – и наоборот. Их приводят обе просто для удобства, – чтобы вам не заниматься сложнейшими арифметическими расчетами

(синий график- момент, красный — лошадиные силы. График нашего соклубника Neo )
Скоростная характеристика бензиновой «четвёрки» Eclipse: наибольший крутящий момент при 4800 мин-1, влево он уменьшается. А ниже 1000 оборотов лучше вообще не опускаться.

То есть, связь между крутящим моментом, оборотами вала и мощностью двигателя однозначная – как между длиной основания треугольника, его высотой и площадью. Независимо от того, прямоугольный он, косоугольный и какого цвета.

Скоростная характеристика тягового электромотора,типо как у гибридного Lexus RX400h: наибольший крутящий момент при 0 оборотов!

И забавно, когда фирменный пресс-релиз прокалывается по простейшему правилу, – скажем, на web-сайте новоявленной калифорнийской компании DiMora Motorcar. По проекту ультра-люкс-седана Natalia, максимальная мощность 16-цилиндрового(!) мотора Volcano превышает 1200 л.с. Наибольший крутящий момент – 1220 Нм (900 футо-фунтов); однако тут не сходится. По сведениям от DiMora же, «отсечка» срабатывает на 6500 мин-1; значит, максимальная мощность достигается при 6000-6250. Но тогда наибольший момент ну никак не меньше 1400 Нм, а вернее все 1500. Арифметика: 2 х 2 = 4 и в солнечной Калифорнии.

Эластичность двигателя

Взгляните еще раз на кривую крутящего момента: она дает ключевую характеристику двигателя – его эластичность. Надо сказать, у автомобильных д.в.с. кривая неблагоприятная – то ли дело у газовой турбины, паровой машины, электромотора. Они выдают наибольший крутящий момент при низких оборотах – и даже при полной остановке вала. То есть, как лошадь: замедляют ход, напрягаются – и вытаскивают повозку. А попробуйте остановить вал Эклипсовской «четверки» или 12-цилиндрового двигателя Rolls-Royce – они попросту заглохнут.

График крутящего момента у обычного д.в.с. левее 1000об мин обычно и не рисуют; он не способен работать на оборотах ниже «холостого хода». Тогда как у электромотора кривая поднимается к 0 оборотов – примерно по гиперболе; исключительная эластичность. При увеличении нагрузки (крутой подъем и т.п.) электромотор теряет обороты – и увеличивает крутящий момент; сопротивляется до упора! А д.в.с. при падении частоты вращения (ниже «пиковых» по крутящему моменту) сопротивляется все слабее – и в конце концов останавливается. Две большие разницы, как говорят в Одессе.

Отсюда, кстати, идея «гибридных» бензин-электрических силовых агрегатов: тяговый э–мотор принимает на себя нагрузку именно там, где д.в.с. беспомощен. На самых «низах»; а обычно автомобильный двигатель выдает наибольший крутящий момент где-то при промежуточных частотах вращения вала. Причем у «остро» настроенного мотора пик момента сдвинут к высоким оборотам, а при низких он тянет слабо. Тогда и говорят о выраженном «подхвате»; ничего тут хорошего нет,тем более для стритовой машины.

Так что же все-таки важнее – крутящий момент или мощность? Ответ: разумеется, нужен крутящий момент – в широком диапазоне оборотов! В том числе и при самой высокой частоте вращения вала, – то есть, мощность.
Так что,перед тем,как вы задумаетесь о тюнинге своей машинки — задумайтесь,а что вы от неё хотите?Для каких целей? Ведь большая турбина даст больше мощи нам в итоге на верхах,но при этом диапазон крутящего момента по кривой оборотов сильно пропадает на низах и на средних оборотах.То есть большая турба позже спулится.Это касается и валов- чем больше угол -тем меньше мощи на низко-средних оборотах и больше на верхах. Вроде круто,да? Но вот для стритовой машины это катастрофа.Ведь для любителей погоцать по улочкам требуется более широкий диапазон крутящего момента,а не его огромный показатель в районе 6-9тыс об.Ведь не всякая улица + дорожный поток не позволят раскрутить мотор и не отпускать педаль газа. А отпустишь — потеряешь драгоценное время на новую раскрутку.

Скорость,дорога,ночная трасса,мы не такие как все, мы — другая раса.
Мощь оживает,люди смотрят нам вслед,Mitsubishi Eclipse — идеальный силуэт. (С)Я

Мощность и крутящий момент. Анализируем дино-графики. /Ликбез/

Некоторые «тюнинг-мастерские» иногда сделают что угодно, чтобы показать клиенту желанные цифры. Многим людям достаточно увидеть большие пиковые значения и они будут довольны, не обращая внимание на кривые графиков. Надеюсь, после прочтения этой записи Вы поймете как отличить хорошую мощностную кривую от плохой.

Сразу хотел бы уточнить, что все графики взяты с буржуйских сайтов. Они измеряют крутящий момент фунтами силы на фут, а не метрическими ньютон-метрами. В формулах я старался перевести всё в систему Си.

Соотношения мощности и крутящего момента

1 л.с. = 745.7 Нм в секунду.

Л.с. напрямую связаны с крутящим моментом по времени. В наших условиях можно перевести время в обороты коленвала двигателя.

Таким образом, конечное соотношение будет иметь примерно вот такой вид:

Мощность = (Крут. момент * RPM) / 7120.756, где
Мощность — л.с.
Крутящий момент — Нм
RPM — обороты коленвала, об/мин

Запомните это соотношение. Имейте в виду, что динамометры меряют только крутящий момент, они не меряют мощность. Кривая мощности полностью вычисляется с помощью вышеприведенного соотношения.

Изменения кривой крутящего момента (желтая кривая) очень сильно отражаются на изменении кривой мощности (синяя кривая). И не смотря на то, что кривая момента может быть ровной или даже слегка спадать, мощность двигателя может расти из-за растущих оборотов двигателя. Конечно, такое может продолжаться лишь до тех пор, пока вдоль диапазона оборотов кривая момента не начнет спадать быстрее, чем могут вырасти обороты двигателя, что в результате сказывается на падении мощности в данном диапазоне.

Кривые крутящего момента и мощности тут находятся на одной оси. Обманный трюк дино-стендов — когда кривые момента и мощности находятся на разных осях. Потому что когда эти кривые находятся на одном графике — соотношение между ними гораздо нагляднее.

В целом, есть только два способа повысить мощность — повысить крутящий момент или повысить обороты. Сейчас многие двигатели с небольшим крутящим моментом могут добиться больших значений мощности благодаря способности сохранять уровень момента близкий к пиковому на высоких оборотах двигателя.

Теперь, когда основы вроде как изучили, перейдем к вопросу, почему максимальные значения мощности не всегда всё решают…

Пиковая мощность против Средней мощности

Максимальная мощность: 142 л.с.
Средняя мощность: 117,2 л.с.

Это пример дино-графика стоковой Хонды Integra GS-R. Многие сразу же обращают внимание на значение максимальной мощности, не утруждая себя подсчетами средней мощности. Сильный диапазон мощности определяется «зоной под кривой». Автомобиль, у которого площадь фигуры созданной кривой будет самой большой, окажется самым быстрым в реальной жизни. Многие «серьезные тюнеры» разочаровываются из-за того, что в реальной жизни авто оказывается не таким быстрым, как обещали пиковые значения максимальной мощности по графикам. Но такие люди преимущественно предпочитают мериться письками, демонстрируя распечатки дино-графиков, а не при помощи реальных соревнований. Средняя мощность крутящий момент дают лучшее представление о «зоне под кривой» и насколько хороший у автомобиля диапазон мощности.

Стоковая GS-R: Макс. мощность = 142 л.с. Средняя мощность = 117.2 л.с.
GS-R 1: Макс. мощность = 160 л.с. Средняя мощность = 112.4 л.с.
GS-R 2: Макс. мощность = 152 л.с. Средняя мощность = 125.8 л.с.

Машина, которая выдает «больше всех мощности» на самом деле выдает меньше всех мощности из-за диапазона, который еще меньше, чем у стока. В реальных условиях 160-сильная GS-R с большим трудом могла бы держаться за стоковой GS-R как только выходила бы за пределы своего узенького диапазона высокой мощности.

Максимальная мощность играет небольшую роль в общей картине мощности, которую выдает двигатель, но по какой-то причине — это любимая вещь для определения, у кого гениталии больше) Вот интересно, почему же на дино-графиках не показывают значения средней мощности двигателей, не смотря на то, что это очень просто можно посчитать? Наверно потому что это помешает продаже моднявых тюнячек, которые прибавляют «дофигища мощи», но при этом лишь в очень узеньком диапазоне оборотов…

Дальше рассмотрим графики двух GS-R, которые демонстрируют одинаковую пиковую мощность. Как же определить, какая из них быстрее, без наложения графиков?

Анализируем мощностные кривые

С какой стороны посмотреть на графики? Что делать, если у нас нет базового графика, с которым можно было бы сравнивать?

Двое разных людей достигли планки в 200 л.с. на своих GS-R. В одиночку без сравнения этих графиков между собой будет трудно понять, у кого эти 200 л.с. круче.

Фишка крепкого рабочего диапазона — достичь пика крутящего момента в сравнительно ранней точке и удержать его уровень для получения хороших уровней мощности. Это почти всегда компромисс — получить большую пиковую мощность или достичь максимума момента на низших оборотах.

Таким образом, секрет кроется в кривых крутящего момента, поскольку мы уже знаем, что мощность и крутящий момент имеют прямую пропорцию по оборотам коленвала. Если глянуть отдельно на каждый из двух графиков показанных выше, первый достигает пикового крутящего момента раньше и держит его, пока второй достигает пикового момента гораздо позже.

Попробуем наложить эти два графика один на другой и посмотрим, что получится.

Хотя было сказано, что обе машины выдают 200 л.с., GSR1 будет гораздо быстрее. Заметьте, что пиковый крутящий момент у GSR1 тоже больше.

На высоких оборотах не нужно много крутящего момента чтобы сделать много мощности, поэтому когда рассматриваются двигатели с близкими значениями пиковой мощности, можно быть уверенным, что двигатель с большим крутящим моментом будет иметь лучший рабочий диапазон.

Таким образом стало понятно, что важна не максимальная мощность, а форма кривой момента в определенных диапазонах, которая позволит получить наилучшую производительность.

Надеюсь, теперь Вы понимаете, как анализировать дино-графики и как отличить хороший график от плохого.
Надеюсь, Вам это пригодится 🙂

Как говорится, «Лошадиные силы продают автомобиль, а гонки выигрывает крутящий момент»

Дочитал до конца? Спасибо за внимание, мой друг!
А теперь не жадничай! Подкинь овердрайва! 🙂