| Brok | Дата: Воскресенье, 27.04.2008, 22:55 | Сообщение # 1 |
 Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 181
Статус: Offline
| Допустим, катите вы в легковушке по ровной современной дороге. Скорость у вас постоянная — 100 км/ч. Тяга двигателя в пятнах контакта ведущих колес с ходовой поверхностью в сумме как раз покрывает силы сопротивления воздуха и качения покрышек. Для вашего автомобиля (с его аэродинамикой, весом, шинами и давлением в них) тяга равна, положим, 54 кг, то есть крутящий момент на оси (при радиусе качения колес, допустим, 265 мм) составляет 140 Н·м, обороты колес — около 1000 в минуту, а расходуемая мощность — 1500 кг·м/с, или 20 л.с. С учетом потерь в трансмиссии (от маховика до пятна контакта) от мотора требуется мощность примерно в 22,5 л.с. Легко!
А чтобы ехать на две сотни? При удвоении скорости силы сопротивления возрастают примерно вчетверо — по квадрату. Иначе говоря, потребляемая мощность увеличивается в восемь раз (4х2) — по кубу скорости! От двигателя нужны теперь 170‑180 л.с. на маховике, поэтому далеко не каждый автомобиль способен выдавать 200 км/ч.
При равномерном движении (или если вы хотите разгоняться либо 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 (второй закон Ньютона). А если взять 50 л.с., то разгон еще энергичнее.
Как видите, и скорость автомобиля, и динамика его разгона зависят от мощности двигателя. Как же ее поднять? Ответ прост: держать крутящий момент до высокой частоты вращения вала. Скажем, довести обороты того же микролитражного моторчика до 12 000 в минуту при неизменном моменте в 11,7 Н·м. Значит, мощность увеличивается ровно в два раза — до 20 л.с. В общем, тут такое соотношение: P = 1/716,2 M · n, где P — мощность двигателя (л.с.) при n (об/мин), M — его крутящий момент (кг·м) при тех же оборотах, а 1/716,2 — коэффициент размерности.
К сожалению, повышать частоту вращения вала поршневого двигателя непросто: сами понимаете, мешают силы инерции, нагрузки, трение. Если раскрутить мотор с 6000 до 12 000 об/мин, то силы инерции, которые действуют на детали конструкции, возрастут вчетверо, нелинейно — по квадрату оборотов. И когда 2,4‑литровые «восьмерки» в «Формуле-1» развивают максимальную мощность при 19 500 об/мин, силы инерции выше, чем при 6000 оборотов, вовсе не в 3,25 раза, а в 3,25 х 3,25 — в 10,5 раза! Внутреннее трение нарастает еще быстрее (от 6000 до 19 500 оборотов — в 35 раз!), 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 она своя, но после этой точки мощность по оборотам уже не повышается, а наоборот, снижается. И это не говоря уже об опасности перекрутить мотор и разрушить его стремительно нарастающей силой инерции!
Есть и такой путь — увеличивать крутящий момент. Тут главный прием — наддув: знай прокачивай через моторчик вдвое больше воздуха (и соответственно горючего), и крутящий момент повысится, грубо говоря, в два раза при тех же оборотах. Правда, возрастут тепловые нагрузки, возникнут другие головные боли…
Теперь забудем про редукторы. Вы нередко видите графики крутящего момента и мощности двигателей по оборотам — это так называемая внешняя скоростная характеристика (внешняя — потому что при полном газе, а скоростная — по скорости вращения вала). Так вот, вам достаточно смотреть на одну из кривых — либо момента, либо мощности (все равно). Вторая восстанавливается из первой — и наоборот. Их показывают вместе для удобства, чтобы простому смертному не заниматься сложнейшими расчетами.
Связь между крутящим моментом, оборотами вала и мощностью двигателя однозначная (учит нас Владимир Вольфович Жириновский) — как между длиной основания треугольника, его высотой и площадью независимо от его цвета и того, прямоугольный он или косоугольный. Забавно, когда фирменный пресс-релиз «прокалывается» простейшим образом, скажем так, как на web-сайте новоявленной калифорнийской компании DiMora Motorcar. Дело в том, что в соответствии с проектом седана ультралюкс Natalia максимальная мощность 16‑цилиндрового (!) мотора Volcano превышает 1200 л.с. Наибольший крутящий момент у него — 1220 Н·м (900 футо-фунтов). Однако тут что-то не сцепляется 1. По сведениям от DiMora же, «отсечка» срабатывает на 6500 об/мин — значит, максимальной мощности удается достигнуть при 6000‑6250 об/мин. Но тогда наибольший момент ну никак не меньше 1400 Н·м, а вернее все 1500 Н·м. Арифметика здесь элементарная: дважды два — четыре. И так везде, даже в солнечной Калифорнии. Словом, тут — как в известном анекдоте: мужики, учите матчасть! А то…
Лучшее лекарство - время, лучший доктор скорость!!!
|
| |
| |
