509сказали спасибоДопустим мы имеем некий автомобиль массой m, движущийся прямолинейно со скоростью v. Нужно разогнать автомобиль до скорости 2v. Сделаем это за время 2t и t и сравним результаты.
Для разгона за время нужно автомобилю сообщить ускорение a1. Формула ускорения a = v/t (скорость/время), Возьмем начальную скорость за точку отсчета для удобства, соответственно наша конечная скорость относительно данной точки будет 2v-v=v.
Подставляем в формулы: a1-v/2 t= 0.5*(v/t)
Для разгона за время t нужно приложить ускорение a2=v/t (аналогично с точкой отсчета)
Получаем вывод a1 = 0.5*a2, сделаем красиво: a2=2*a1. Т.е., для разгона за вдвое меньшее время нужно сообщить вдвое большее ускорение. Это у кого-нибудь вызывает сомнения?
Далее необходимо посчитать силу (F), необходимую для получения данного ускорения. Известная формула F=ma.
Для первого случая считаем, F1=m*a1. Для второго соответственно F2=m*a2, выразим через а1: F2=m*a1*2, а поскольку m*a1=F1 подставляем F2=2*F1
Соответственно чтобы придать вдвое большее ускорение к машине нужно приложить вдвое бОльшую силу.
Следовательно чтобы разогнаться вдвое быстрее нужно приложить силу вдвое больше.
Крутящий момент прямо пропорционален силе, расписывать не хочу, из этого вполне можно сделать вывод, что чтобы разогнаться быстрее крутящий момент тоже должен быть больше.
Мощность двигателя на обороты*крутящий момент.
Как можно увеличить максимальную мощность двигателя исходя из данной формулы?
1) Можно увеличить максимальные обороты оставив крутящий момент без изменений. В данном случае, поскольку выше мы выяснили, что ускорение (следовательно динамика) прямо пропорционально моменту, то динамика машины останется прежней. Однако, поскольку скорость движения прямо пропорциональна скорости вращения колес, которая в свою очередь прямо пропорциональна оборотам двигателя (на той же передаче), а максимальные обороты выросли, максимальная скорость как на каждой передаче, так и в целом пропорционально увеличится. Максималка стала выше, передачи - длиннее.
2)Также для увеличения мощности можно поднять крутящий момент оставив диапазон оборотов без изменений. В этом случае получаем лучшую динамику, но прежнюю максималку.
От чего зависит крутящий момент? Он зависит от того, сколько топливо-воздушной смеси сгорает в цилиндре за один такт, т.е. от циклового наполнения.
Если поднимать мощность по первому пути, то нужно разобраться почему ограничены обороты.
1. - это внутренние потери за счет инертных масс: при больших оборотах, следовательно больших скоростях поступательных движений деталей ШПГ их масса увеличивается в десятки раз и оказывает гораздо большее сопротивление вращению, чем на низких оборотах. С эти борются снижением веса деталей ШПГ и ГРМ.
2. - ухудшение наполнения на высоких оборотах. Решают увеличением фаз, увеличением перекрытия клапанов, обеспечивая возможность работы газодинамического наддува, а также подбором геометрии впуска и выпуска для создания эффекта резонанса на нужных оборотах.
Как правило это приводит к некоторому ухудшению характеристик на низах.
Как результат - максималка выше, момент сдвигается к более высоким оборотам, но остается почти без изменений. Динамика немного улучшается за счет увеличения полки момента.
Гоняться на таком моторе хорошо, но ездить по городу некомфортно.
Если нужно увеличить мощность за счет момента, то нужно улучшить наполнение цилиндров во всем рабочем диапазоне.
Есть два простых и понятных способа это сделать. 1й - увеличение объема: в больший объем засасывается больше ТВС, газы давят на бОльшую площадь поршня, в общем все хорошо. Второй вариант - дунуть в мотор, тут думаю все понятно: сжали воздух, и в том же объеме его помещается больше.
Однако объем - это не только момент, но и ресурс, т.к. в таких моторах детали нагружены меньше. Как правило японческие малолитражные надутые движки с объемали 1.0-1.5 очень часто неремонтопригодны и по своей сути одноразовы, а поскольку большая нагруженность требует большей прочности материалов и точности изготовления - они еще и дороже.
Обобщая сказанное, если мы видим малообъемный атмосферник, с нереальным количеством кобыл - это говорит скорее всего о том, что разгоняется он не сильно резвее своих меньших братьев, но позволяет развивать бОльшую скорость, что в городе нафиг не надо.
Соответственно если видим объемный мотор с нехерактерной для этого объема невысокой мощностью - это еще не значит, что он овощ, все зависит от массы автомобиля.
На мой взгляд правильный мотор - это сочетание объема (не менее 2л) с современными технологиями вроде наддува, фазовращателей и т.п., ибо как правило имеют достаточно равномерную и широкую характеристику крутящего момента и широкий диапазон оборотов.
Как-то так. Устал писать.
- - - Добавлено - - -
Похоже на надутый мотор с маленькой турбинкой: вначале небольшая (маленькая турбина раздувается довольно быстро) яма, далее широкая полка момента и резкий спад - турбина сдулась, ибо маленькая.Сообщение от Danilov Alexander
Поиск
