Miś z Polski

[STORM]

STORM

Та я как бы знаю ответ.

Просто, мало кто это анализирует, а еще меньше делают выводы и практически применяют их при эксплуатации автомобиля.

Теперь и я знаю Благодаря твоему вопросу с задачкой заинтересовался физикой процесса.

[Kostya]

Sysopaty
Думаю, задача Torpedo была подтвердить или опровергнуть правильность градуирования шкалы тахометра для моего двигателя ЕА288; чтобы не было, как с крышкой мотора в известном китайском ролике, где под шильдиком Шкода «находят» шильдик Фольксваген.
А вообще, после теста 2.0 TSI и 2.0 TDI с DSG 7 (dq500), я много и читал и спрашивал у знающих, выбирая между этими двумя комбинациями; и решил, что с моим стилем езды и условиями эксплуатации связка дизель-робот будет пока самой оптимальной. Возможно, через 3 года что-то изменится кардинально, тогда буду смотреть в другую сторону. Но пока что так: кайфую.

[levsha]

Возможно, через 3 года что-то изменится кардинально, тогда буду смотреть в другую сторону.

В сторону электрических?

[Kostya]

levsha
В сторону электрических (в том числе, переезд в частный дом) или в сторону бенза/гибрида (если наоборот - в город переедем).
Вот, что ещё интересно: в новых брошюрах уже данные расхода по WLTP, что практически тютя в тютю с моими фактическими показателями - у меня 6,2-6,4 по компу.

WLTP.JPG (142 KiB) Просмотров: 1023

NEDC.JPG (101.28 KiB) Просмотров: 1023

[BMB]

STORM

Та я как бы знаю ответ.

Просто, мало кто это анализирует, а еще меньше делают выводы и практически применяют их при эксплуатации автомобиля.

Теперь и я знаю Благодаря твоему вопросу с задачкой заинтересовался физикой процесса.

STORM
Sysopaty

Мне когда-то, не помню где, попалось более простое и наглядное объяснение. Текст я сохранил, но чье авторство уже не помню:

Машину продают лошадиные силы, а гонки выигрывает крутящий момент

Что такое мощность, знают все автомобилисты. И неплохо в этом pазбиpаются. Любой водитель скажет, что 100 л.с. вполне достаточно для компактного хэтчбека и маловато для тяжелого седана. И что 400 л.с. — это очень много для автомобиля любого типа. Но когда речь идет про кутящий момент и про «ньютон-метpы», в которых он измеряется, возникает заминка. Например, 100 Нм — это много или мало? И почему «…очень хорошо, что мотор развивает 200 Hм всего при 1750 об/мин»? Итак, речь пойдет о величине непонятной большинству водителей. Крутящий момент. Что это такое?

Для начала вернемся к «лошадиным силам». То есть к мощности. Этот показатель характеризует силу мотора. Однако запас силы зависит от оборотов. Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5000–6500 об/мин. Но кто ездит в таких режимах? В обычной городской езде тахометр показывает 2000–3000 об/мин. Получается, если двигатель вашего автомобиля развивает порядка 100 л.с. почти на предельном режиме, то, двигаясь в городском потоке на средних оборотах, вы имеете в запасе около 40–50 сил.

Теперь представим, что нужно обогнать грузовик. Сейчас вам потребуются все 100 л.с. мотора. Но их нельзя вот так сразу собрать в единый табун. Только постепенно: сначала двигатель раскрутится до 4000 об/мин — и поголовье под капотом увеличится примерно до 70 л.с. Затем стрелка тахометра доберется до отметки 5000 об/мин — в вашем распоряжении окажутся 90 лошадей. И только когда мотор достигнет пика, скажем в 6000 об/мин, педаль акселератора будет повелевать полноценными, обещанными по паспорту 100 лошадиными силами.

В таких ситуациях и вступает в игру крутящий момент (далее КМ). Это «пастух», который на разгоне «сгоняет» в единую упряжку все лошадиные силы мотора. Чем больше КМ, тем быстрее двигатель набирает обороты. И тем скорее собирается в единый кулак вся мощь мотора. И соответственно, тем лучше ускоряется автомобиль.

Второй важный нюанс — обороты, на которых мотор развивает максимальный КМ. Скажем максимум выдается при 4000 об/мин. До них и нужно раскрутить двигатель, чтобы рассчитывать на приличное ускорение. А разгоняться придется с тех самых 2000–3000 об/мин, которые поддерживаются при нормальной езде. Здесь-то и теряется время, столь драгоценное при том же обгоне.

Другое дело, если максимальный КМ двигатель выдает, скажем, при 2000 об/мин. Тогда нет проблем. Вы просто давите на газ, и машина сразу напористо набирает ход, не теряя времени на раскрутку мотора. Теперь ясно, почему выгодно, чтобы двигатель выдавал много КМ на низких оборотах? И почему «…очень хоpошо, что мотор развивает максимальные 200 Hм всего пpи 1750 об/мин»? В последнем контексте упор делается не столько на КМ как таковой, сколько на завидно малые обороты, при которых он развивается. Такие двигатели называют «тяговитыми».

[Sysopaty]

Не надо представлять лошадей, табуны и погонщиков.

Есть камера сгорания, там сгорает топливо, в результате воздействия на поршни тепловая энергия переходит в кинетическую, вращая коленчатый вал. Это есть работа. Мощность - это количество выполненной работы в единицу времени. Крутящий момент - это произведение силы вращения коленчатого вала и радиуса самого коленчатого вала (по сути длины плеча шипа кол.вала). Скорость вращения - это скорость вращения. Ладно, это угловая скорость, но это больше запутает..

Другое дело, если максимальный КМ двигатель выдает, скажем, при 2000 об/мин. Тогда нет проблем. Вы просто давите на газ, и машина сразу напористо набирает ход, не теряя времени на раскрутку мотора. Теперь ясно, почему выгодно, чтобы двигатель выдавал много КМ на низких оборотах? И почему «…очень хоpошо, что мотор развивает максимальные 200 Hм всего пpи 1750 об/мин»? В последнем контексте упор делается не столько на КМ как таковой, сколько на завидно малые обороты, при которых он развивается. Такие двигатели называют «тяговитыми».

"Тяговитый" - у этого есть точное научное определение. Звучит как "эластичность двигателя". Это число оборотов на максимальной мощности разделить на количество оборотов максимального крутящего момента.
Двигатель называют эластичным, если количество оборотов максимального крутящего момента намного меньше, чем количество оборотов максимальной мощности.

Чем более эластичный двигатель, тем больше плюшек в виде более тихой работы двигателя, пониженного расхода топлива, меньшего износа двигателя и коробки и т.п.

Но гонятся за этим тоже не стоит. Кому-то это надо, кому-то нет. Как Костя правильно пишет, главное - это сфера применения.

[Torpedo]

И всё-таки, почему крутящий момент уменьшается после определённого количества оборотов?

[levsha]

Но гонятся за этим тоже не стоит. Кому-то это надо, кому-то нет. Как Костя правильно пишет, главное - это сфера применения.

Опять же, вспоминая на каком мы форуме, стоит заметить, что с вариатором все еще и немного иначе.

[levsha]

И всё-таки, почему крутящий момент уменьшается после определённого количества оборотов?

Цилиндр не успевает заполниться достаточным количеством воздуха/смеси.

[BMB]

Не надо представлять лошадей, табуны и погонщиков.

Я когда-то (очень давно) специально сохранил этот текст, потому, что он очень наглядно описывает физику процесса без физических терминов. И в этом его соль.

"Тяговитый" - у этого есть точное научное определение. Звучит как "эластичность двигателя".

Текст достаточно старый. И, скорей всего, во время его написания ещё не использовался современный термин "эластичность", а использовался старый - "тяговитость"

[Kostya]

И всё-таки, почему крутящий момент уменьшается после определённого количества оборотов?

Потому что часть этого самого момента расходуется на закачивание необходимой смеси, на создание необходимого давление, преодоление возрастающих сил трения и пр.

[Sysopaty]

И всё-таки, почему крутящий момент уменьшается после определённого количества оборотов?

Крутящий момент - это сила на радиус. Радиус - константа. Если крутящий момент падает, остается только потеря силы. Сила падает по разным причинам. Выше уже написали часть. Но на самом деле их намного больше.
По сути мы решаем/рассматриваем задачу достаточно "дешевой" (потому как ширпотреб) и как следствие "нестабильной физической модели ДВС". И как у каждой физической модели, у этой тоже есть свои пиковые нагрузки, когда вся работа физической модели за вычетом мизерной полезной уходит на удержание стабильной работы и даже стабильности всей физической модели в целом.
Так как "физическая модель ДВС" нестабильна и главное "в первую очередь надо экономить и зарабатывать деньги", то большая часть характеристик этой самой "физической модели" "гражданского бюджетного ширпотреб-рынка" консервируют, изготавливают неизменным. Большая часть характеристик не может одинаково эффективно работать на всех возможных стадия эксплуатации ДВС. "Гражданский бюджетный ширпотреб-рынок" ДВС ориентируется зачастую на взаимоисключающие требования, а не (только лишь) на пиковые нагрузки, которые мы рассматриваем. С одними и теми же зачастую неизменными и постоянными настройками и характеристиками всех компонентов "физической модели ДВС", ДВС должен стабильно работать на холостом ходу, обладать достаточной тягой на оборотах ниже высоких, оптимальной мощностью на высоких оборотах, быть эффективным в изменении оборотов, максимально надежным, стабильным, дешевым, экономичным, экологичным и т.д. и т.п.
Можно пофантазировать на тему автомобиля с "достаточным на все случаи жизни" крутящим моментом и подойти к решению со стороны сферического коня в вакууме. "С достаточным на все случаи жизни крутящим моментом" - это когда физическая модель, вернее физическая система, которая использует физическую модель ДВС упрется в другую непреодолимую физическую планку, например сопротивление воздуха или термическую нестабильность используемых материалов в целом.. . Но это другая история, хотя можно сходу накидать большую часть необходимых требований и видений..

В общем и целом, падение силы вращения это совокупность множества факторов, снижение эффективности системы в целом.

Одни из самых критичных по моему мнению (когда рассматриваем работу двигателя на высоких оборотах, учитывая все вышесказанное мной): работа и настройка подачи и сгорания топлива, работа и настройка фаз газораспределения (это наполнение и что не менее важно "в нашем случае" - очистка цилиндров), работа системы смазки двигателя в обсуждаемых условиях эксплуатации (в том числе характеристики смазочных материалов - вязкость, термостабильность, расход, окисление, наличие примесей, механических и жидких.. и как это все себя поведет при высоких оборотах и высоких температурах..)..
А если рассматривать с чисто физической точки зрения, то на ум сходу приходят две вещи. Так как у нас вращательное движение, то самой большой проблемой здесь будет момент инерции. Чтоб было понятно, момент инерции в динамике вращательного движения можно условно приравнять к массе в динамке поступательного движения. Чем больше вращение, тем больше момент инерции, тем больше нагрузка на все компоненты системы, больше трение, больше паразитных непланируемых второстепенных потерь. А следовательно, второе - если есть трение и оно растет, значит есть растущий переход механической энергии в тепловую.

Это все, если в "двух словах"..

[Sysopaty]

Я когда-то (очень давно) специально сохранил этот текст, потому, что он очень наглядно описывает физику процесса без физических терминов. И в этом его соль.

Та понятно. Просто в тексте неточностей много. У меня, как человека-зануды, "слух режет"..
Например:

Для начала вернемся к «лошадиным силам». То есть к мощности. Этот показатель характеризует силу мотора.

Мощность это мощность, а сила это сила. К слову, мощность это произведение вектора силы на вектор скорости.

Однако запас силы зависит от оборотов.

Наоборот. Количество оборотов - это следствие работы направленной силы.

Чем больше КМ, тем быстрее двигатель набирает обороты.

Наоборот. От оборотов зависит крутящий момент. От крутящего момента и оборотов зависит мощность.

И на фоне этого мягко скажем непрофессионального подхода, уже напрягает эта Агния Барто:

Но их нельзя вот так сразу собрать в единый табун.

и поголовье под капотом увеличится примерно до

Это «пастух», который на разгоне «сгоняет» в единую упряжку все лошадиные силы мотора.

И в целом, гулять так гулять , насчет лошадиных сил.. Это атавизм, рудимент. Мощность вычисляется в ваттах. Мало того, что там есть 5 или больше обозначений "лошадиной силы", у каждого "своя лошадь" , так еще и никто не помнит точное число преобразования. Типа "привыкли...", - "давайте использовать вместо ватта "килограммсиламетрвсекунду".

[levsha]

Sysopaty
Вообще тут в Швейцарии kW и используют, а PS только дополнительно в скобочках в каталогах пишут. В техпаспорте на машину только kW.

[Kostya]

levsha
В Польше так же.