КАЖДЫЙ ВЫБИРАЕТ Себе
КАЖДЫЙ ВЫБИРАЕТ Себе
КЛУБ Автовладельцев
КАЖДЫЙ ВЫБИРАЕТ Себе
При оценке свойств автомобиля принято указывать такую его характеристику, как "упругость" при разгоне. Либо гласить
о "приспособляемости" мотора, что частично то же самое.
Почти всегда, как мог увидеть читатель, предпочтение отдается более "эластичной" машине, так как управление ею доставляет меньше морок: пореже приходится переключать передачи. И все таки...
как высока должна быть приспособляемость мотора, чтоб последний не разочаровал нас кое-чем другим - к примеру, сниженной мощностью? Слово медику технических наук Вячеславу ПЕТРОВУ.
Понятно, что вращающий момент добивается наибольшего значения Мемакс при некоем числе оборотов, после этого начинает понижаться, в то время как мощность мотора Ne вырастает. При наивысшем же значении Neмакс вращающий момент имеет величину MeN, несколько наименьшую, чем Meмакс. Такие зависимости мощности и вращающего момента мотора при стопроцентно открытом дросселе от числа оборотов именуются наружными высокоскоростными чертами мотора. (Наружные - в том смысле, что эти кривые указывают границу способностей мотора - на большее он не способен!)
По коэффициенту приспособляемости Км= =Мемакс/МeN судят о том, как движок адаптируется к изменению наружной нагрузки (другими словами сил сопротивления). При больших значениях Км в спектре оборотов меж пиками вращающего момента и мощности повышение либо уменьшение нагрузки слабо оказывает влияние на скорость движения. Обычно эту идея иллюстрируют наружными высокоскоростными чертами 2-ух движков с разными Км, на которые наложена суммарная кривая момента сопротивления воздуха и утрат на качение шин автомобиля.
При всем этом рассматривают движение на данной (к примеру, на высшей) передаче в коробки, что позволяет к шкале частоты вращения n коленчатого вала мотора "агрессивно привязать" шкалу скорости V автомобиля (рис. 1). Заметьте: при нагрузке, соответственной кривой Мс1, оба автомобиля (отличающиеся только движками) движутся с одной скоростью V4: в обоих случаях момент сопротивления уравнивается вращающим моментом - Ме1 и Ме2.
Но представте, что сопротивление возросло, к примеру из-за подъема дороги, - сейчас его указывает кривая Мс2. Движки отреагируют на это по-разному - более осязаемо свалится скорость (до V2) машины с движком, у которого наименьший коэффициент приспособляемости. Предстоящее увеличение нагрузки (кривая Мс3) позволит машине с движком 2 двигаться на этой передаче, но со скоростью, сниженной до V1. Машине с движком 1 такая нагрузка "не по силам" - тут пригодится включить пониженную передачу.
Конкретно на базе этой теории (в неких отношениях неоспоримой) большая часть из нас отдавало предпочтение движкам с высочайшим коэффициентом приспособляемости: АЗЛК-2138 (Км =1,23); АЗЛК-2140 (Км = 1,20); ГАЗ-21 (Км = 1,29); GAZ 24 (Км = 1,26); ГАЗ-13 (Км =1,32); ЗИЛ-111 (Км = 1,32).
Но в 1970 году к нам внезапно ворвался VAZ 2101, сделанный на базе ФИАТ-124, с движком, у которого Км = 1,09. В то же время не достаточно кто из его хозяев мог посетовать на недостаточную резвость нового автомобиля. В чем все-таки здесь дело?
Величина Км определяется сначала фазами газораспределения, различное соотношение которых можно найти как "быстроходное" и "тихоходное". В первом случае обеспечивается наибольшее заполнение цилиндров горючей консистенцией при высочайшем числе оборотов коленчатого вала мотора, а отсюда и высочайшая мощность. Наибольший вращающий момент в данном случае достигается тоже при более высочайшем числе оборотов, а его значение ненамного больше момента, соответственного наибольшей мощности. Отсюда низкий коэффициент приспособляемости.
При "тихоходных" фазах газораспределения наибольшее заполнение цилиндров горючей консистенцией происходит при относительно малом числе оборотов коленвала, соответственно тут и максимум вращающего момента. Но наибольшая мощность такового мотора и вращающий момент при этой мощности снижены, чем и разъясняется высочайший коэффициент приспособляемости.
Произнесенное просто подтверждается данными на рис. 2. Тут на основании обработки материалов по 44 карбюраторным движкам создателем построена среднестатистическая зависимость литровой мощности мотора Neл (в "кВт/л") от коэффициента приспособляемости Км. Были отобраны движки, развивающие наивысшую мощность при одном и том же числе оборотов 5600 об/мин, с приблизительно схожей (в границах 9,0..9,3) степенью сжатия e. Оказалось, что с уменьшением Км с 1,35 до 1,05 наибольшая литровая мощность мотора растет на 47%.
Приведем пример. Компания "Бюик" выпускает два мотора: 1-ый - "Скайларт LD2" с быстроходной регулировкой фаз газораспределения (Км = 1,05; Neл = 49,6 кВт/л; e = 9,5) и 2-ой - "Ле Себр LG3" с тихоходной регулировкой фаз (Км = 1,26; Neл = 32,4 кВт/л; e = 8,5); оба с электрическим впрыском горючего.
На рис. 3 приведены наружные скоростные свойства вращающего момента обоих движков, отнесенного к литру рабочего объема. При этом вращающий момент мотора 2, с целью "приведения" обоих движков к схожей степени сжатия 9,5, нами даже увеличен на 10%. И что все-таки? Со своим прекрасным коэффициентом приспособляемости 1,26 движок 2 в сопоставлении с движком 1 производит жалкое воспоминание! При одном и том же рабочем объеме 1 л, степени сжатия 9,5 и числе оборотов 5200 за минуту его наибольшая мощность на 39% ниже. Более того, наибольший вращающий момент мотора 2, невзирая на наилучшую приспособляемость, оказался существенно - на 16% - ниже, чем у мотора 1.
Сейчас на уровне мыслей "примерим" оба эти мотора к автомобилю "Moskvich 2141", который до сего времени настолько мучительно "отыскивает" для себя подходящий мотор. Приняв за базу литровые свойства, выставленные на рис. 3, условимся, что рабочий объем наших гипотетичных движков равен 1,8 л. Умножим литровый вращающий момент на 1,8 - и получим действенный вращающий момент.
На рис. 4 приведена приобретенная расчетом тяговая черта автомобиля "Москвич" с обоими рассматриваемыми движками - другими словами кривые конфигурации тяговой силы Fт на ведущих колесах автомобиля зависимо от скорости движения V на разных передачах. На эти кривые (подобно тому, как это описано в ЗР, 1997, № 7, 8) нанесена кривая Fв+к сопротивления воздуха и качению шин.
Если передаточные числа коробки в обоих случаях схожи, то автомобиль с движком 1 на всех передачах имеет существенно более высшую силу тяги. Закрашенная область меж надлежащими кривыми для каждой передачи указывает "потерянную тягу" при установке мотора 2. Несколько более высочайшая сила тяги мотора 2 в области малых скоростей автомобиля (даже на прямой передаче - ниже 70 км/ч) навряд ли соблазнит и самого беспритязательного из нас!
Казалось бы, вывод ясен? Не спешите. Вспомните, что передаточные числа коробки в обоих случаях мы договорились сохранить одними и теми же. Но это не совершенно правомерно, в особенности для самой высокоскоростной, IV передачи. И вот почему. Если движок 2 при избранном нами передаточном числе на IV передаче развивает свою наивысшую мощность при наибольшей скорости автомобиля (на рис. 4 это около 164 км/ч) и эти характеристики отлично согласованы, то движок 1 мы как будто загнали в "прокрустово ложе"... избранной нами для него IV передачи! Хотя в широком спектре скоростей он и обеспечивает более высочайшие тяговые силы, наибольшей мощности добивается при тех же 5200 об/мин, наибольшей же скорости (около 182 км/ч) соответствуют 5850 об/мин. Это усугубляет экономичность, увеличивает нагрузку на Ремонт и эксплуатация мотора, понижает срок его службы, появляется дополнительный шум и т. д. Чтоб и этот движок развивал наивысшую мощность при наибольшей скорости автомобиля, передаточное число коробки на IV передаче необходимо уменьшить. (При всем этом могут потребоваться конфигурации и в передаточных числах других передач, что делает эту задачку довольно сложной). Подобные мы рассматривали в прошлом номере.
Сила тяги ведущих колес с верно подобранным (уменьшенным) передаточным числом IV передачи показана прерывающейся кривой 1. Сейчас автомобиль способен достигать 188 км/ч, оставаясь довольно экономным, но... уже при скорости меньше 110 км/ч его тяговые силы ниже, чем с "тихоходным" движком 2. В данном случае найдется много автомобилистов, которые предпочтут конкретно "тихоходный" вариант, позволяющий двигаться на высшей передаче с минимумом переключений на пониженные. В особенности приятно это в критериях городского движения.
Тот, кого не стращает необходимость нередко переключать передачи в обмен на более "калоритные" характеристики мощности и скорости, предпочтет движок 1 с низким коэффициентом приспособляемости. По расчетам создателя, "Москвич" с таким движком мог бы разгоняться до скорости 100км/ч за 11,5 с заместо 15,5 с с движком 2.
Динамические характеристики автомобиля нередко оценивают так именуемой эластичностью - временем разгона на высшей передаче в определенном спектре скорости. К примеру, на четвертой - от скорости 60 км/ч до 100 км/ч. В данном случае преимущество имеет "тихоходный" вариант. Упругость машины с движком 1 составляет 16,2 с, а с движком 2 - 13,0 с. Естественно, 2-ое больше подходит "ленивому" водителю, не желающему повсевременно "работать" рычагом коробки.
Другими словами, любая из этих "идеологий" находит собственных сторонников. А можно ли соединить в одной машине настолько противоречивые свойства? Оказывается, можно. В текущее время на многих автомобилях появились движки с регулируемыми фазами газораспределения, позволяющими получить и высшую наивысшую мощность при завышенных числах оборотов, и высочайший вращающий момент при низких числах оборотов (см. ЗР, 1996, № 3). А более подробный разговор об этом отложим на будущее.
Рис. 1. Так адаптируются к изменению нагрузки движки с разными коэффициентами приспособляемости.
Рис. 2. Зависимость литровой мощности карбюраторного мотора от коэффициента приспособляемости.
Рис. 3. Наружные скоростные свойства вращающего момента движков с разным коэффициентом приспособляемости, отнесенного к 1 л рабочего объема.
Рис. 4. Воздействие коэффициента приспособляемости мотора на тяговые характеристики автомобиля.
КЛУБ Автовладельцев
КАЖДЫЙ ВЫБИРАЕТ Себе
При оценке свойств автомобиля принято указывать такую его характеристику, как "упругость" при разгоне. Либо гласить
о "приспособляемости" мотора, что частично то же самое.
Почти всегда, как мог увидеть читатель, предпочтение отдается более "эластичной" машине, так как управление ею доставляет меньше морок: пореже приходится переключать передачи. И все таки...
как высока должна быть приспособляемость мотора, чтоб последний не разочаровал нас кое-чем другим - к примеру, сниженной мощностью? Слово медику технических наук Вячеславу ПЕТРОВУ.
Понятно, что вращающий момент добивается наибольшего значения Мемакс при некоем числе оборотов, после этого начинает понижаться, в то время как мощность мотора Ne вырастает. При наивысшем же значении Neмакс вращающий момент имеет величину MeN, несколько наименьшую, чем Meмакс. Такие зависимости мощности и вращающего момента мотора при стопроцентно открытом дросселе от числа оборотов именуются наружными высокоскоростными чертами мотора. (Наружные - в том смысле, что эти кривые указывают границу способностей мотора - на большее он не способен!)
По коэффициенту приспособляемости Км= =Мемакс/МeN судят о том, как движок адаптируется к изменению наружной нагрузки (другими словами сил сопротивления). При больших значениях Км в спектре оборотов меж пиками вращающего момента и мощности повышение либо уменьшение нагрузки слабо оказывает влияние на скорость движения. Обычно эту идея иллюстрируют наружными высокоскоростными чертами 2-ух движков с разными Км, на которые наложена суммарная кривая момента сопротивления воздуха и утрат на качение шин автомобиля.
При всем этом рассматривают движение на данной (к примеру, на высшей) передаче в коробки, что позволяет к шкале частоты вращения n коленчатого вала мотора "агрессивно привязать" шкалу скорости V автомобиля (рис. 1). Заметьте: при нагрузке, соответственной кривой Мс1, оба автомобиля (отличающиеся только движками) движутся с одной скоростью V4: в обоих случаях момент сопротивления уравнивается вращающим моментом - Ме1 и Ме2.
Но представте, что сопротивление возросло, к примеру из-за подъема дороги, - сейчас его указывает кривая Мс2. Движки отреагируют на это по-разному - более осязаемо свалится скорость (до V2) машины с движком, у которого наименьший коэффициент приспособляемости. Предстоящее увеличение нагрузки (кривая Мс3) позволит машине с движком 2 двигаться на этой передаче, но со скоростью, сниженной до V1. Машине с движком 1 такая нагрузка "не по силам" - тут пригодится включить пониженную передачу.
Конкретно на базе этой теории (в неких отношениях неоспоримой) большая часть из нас отдавало предпочтение движкам с высочайшим коэффициентом приспособляемости: АЗЛК-2138 (Км =1,23); АЗЛК-2140 (Км = 1,20); ГАЗ-21 (Км = 1,29); GAZ 24 (Км = 1,26); ГАЗ-13 (Км =1,32); ЗИЛ-111 (Км = 1,32).
Но в 1970 году к нам внезапно ворвался VAZ 2101, сделанный на базе ФИАТ-124, с движком, у которого Км = 1,09. В то же время не достаточно кто из его хозяев мог посетовать на недостаточную резвость нового автомобиля. В чем все-таки здесь дело?
Величина Км определяется сначала фазами газораспределения, различное соотношение которых можно найти как "быстроходное" и "тихоходное". В первом случае обеспечивается наибольшее заполнение цилиндров горючей консистенцией при высочайшем числе оборотов коленчатого вала мотора, а отсюда и высочайшая мощность. Наибольший вращающий момент в данном случае достигается тоже при более высочайшем числе оборотов, а его значение ненамного больше момента, соответственного наибольшей мощности. Отсюда низкий коэффициент приспособляемости.
При "тихоходных" фазах газораспределения наибольшее заполнение цилиндров горючей консистенцией происходит при относительно малом числе оборотов коленвала, соответственно тут и максимум вращающего момента. Но наибольшая мощность такового мотора и вращающий момент при этой мощности снижены, чем и разъясняется высочайший коэффициент приспособляемости.
Произнесенное просто подтверждается данными на рис. 2. Тут на основании обработки материалов по 44 карбюраторным движкам создателем построена среднестатистическая зависимость литровой мощности мотора Neл (в "кВт/л") от коэффициента приспособляемости Км. Были отобраны движки, развивающие наивысшую мощность при одном и том же числе оборотов 5600 об/мин, с приблизительно схожей (в границах 9,0..9,3) степенью сжатия e. Оказалось, что с уменьшением Км с 1,35 до 1,05 наибольшая литровая мощность мотора растет на 47%.
Приведем пример. Компания "Бюик" выпускает два мотора: 1-ый - "Скайларт LD2" с быстроходной регулировкой фаз газораспределения (Км = 1,05; Neл = 49,6 кВт/л; e = 9,5) и 2-ой - "Ле Себр LG3" с тихоходной регулировкой фаз (Км = 1,26; Neл = 32,4 кВт/л; e = 8,5); оба с электрическим впрыском горючего.
На рис. 3 приведены наружные скоростные свойства вращающего момента обоих движков, отнесенного к литру рабочего объема. При этом вращающий момент мотора 2, с целью "приведения" обоих движков к схожей степени сжатия 9,5, нами даже увеличен на 10%. И что все-таки? Со своим прекрасным коэффициентом приспособляемости 1,26 движок 2 в сопоставлении с движком 1 производит жалкое воспоминание! При одном и том же рабочем объеме 1 л, степени сжатия 9,5 и числе оборотов 5200 за минуту его наибольшая мощность на 39% ниже. Более того, наибольший вращающий момент мотора 2, невзирая на наилучшую приспособляемость, оказался существенно - на 16% - ниже, чем у мотора 1.
Сейчас на уровне мыслей "примерим" оба эти мотора к автомобилю "Moskvich 2141", который до сего времени настолько мучительно "отыскивает" для себя подходящий мотор. Приняв за базу литровые свойства, выставленные на рис. 3, условимся, что рабочий объем наших гипотетичных движков равен 1,8 л. Умножим литровый вращающий момент на 1,8 - и получим действенный вращающий момент.
На рис. 4 приведена приобретенная расчетом тяговая черта автомобиля "Москвич" с обоими рассматриваемыми движками - другими словами кривые конфигурации тяговой силы Fт на ведущих колесах автомобиля зависимо от скорости движения V на разных передачах. На эти кривые (подобно тому, как это описано в ЗР, 1997, № 7, 8) нанесена кривая Fв+к сопротивления воздуха и качению шин.
Если передаточные числа коробки в обоих случаях схожи, то автомобиль с движком 1 на всех передачах имеет существенно более высшую силу тяги. Закрашенная область меж надлежащими кривыми для каждой передачи указывает "потерянную тягу" при установке мотора 2. Несколько более высочайшая сила тяги мотора 2 в области малых скоростей автомобиля (даже на прямой передаче - ниже 70 км/ч) навряд ли соблазнит и самого беспритязательного из нас!
Казалось бы, вывод ясен? Не спешите. Вспомните, что передаточные числа коробки в обоих случаях мы договорились сохранить одними и теми же. Но это не совершенно правомерно, в особенности для самой высокоскоростной, IV передачи. И вот почему. Если движок 2 при избранном нами передаточном числе на IV передаче развивает свою наивысшую мощность при наибольшей скорости автомобиля (на рис. 4 это около 164 км/ч) и эти характеристики отлично согласованы, то движок 1 мы как будто загнали в "прокрустово ложе"... избранной нами для него IV передачи! Хотя в широком спектре скоростей он и обеспечивает более высочайшие тяговые силы, наибольшей мощности добивается при тех же 5200 об/мин, наибольшей же скорости (около 182 км/ч) соответствуют 5850 об/мин. Это усугубляет экономичность, увеличивает нагрузку на Ремонт и эксплуатация мотора, понижает срок его службы, появляется дополнительный шум и т. д. Чтоб и этот движок развивал наивысшую мощность при наибольшей скорости автомобиля, передаточное число коробки на IV передаче необходимо уменьшить. (При всем этом могут потребоваться конфигурации и в передаточных числах других передач, что делает эту задачку довольно сложной). Подобные мы рассматривали в прошлом номере.
Сила тяги ведущих колес с верно подобранным (уменьшенным) передаточным числом IV передачи показана прерывающейся кривой 1. Сейчас автомобиль способен достигать 188 км/ч, оставаясь довольно экономным, но... уже при скорости меньше 110 км/ч его тяговые силы ниже, чем с "тихоходным" движком 2. В данном случае найдется много автомобилистов, которые предпочтут конкретно "тихоходный" вариант, позволяющий двигаться на высшей передаче с минимумом переключений на пониженные. В особенности приятно это в критериях городского движения.
Тот, кого не стращает необходимость нередко переключать передачи в обмен на более "калоритные" характеристики мощности и скорости, предпочтет движок 1 с низким коэффициентом приспособляемости. По расчетам создателя, "Москвич" с таким движком мог бы разгоняться до скорости 100км/ч за 11,5 с заместо 15,5 с с движком 2.
Динамические характеристики автомобиля нередко оценивают так именуемой эластичностью - временем разгона на высшей передаче в определенном спектре скорости. К примеру, на четвертой - от скорости 60 км/ч до 100 км/ч. В данном случае преимущество имеет "тихоходный" вариант. Упругость машины с движком 1 составляет 16,2 с, а с движком 2 - 13,0 с. Естественно, 2-ое больше подходит "ленивому" водителю, не желающему повсевременно "работать" рычагом коробки.
Другими словами, любая из этих "идеологий" находит собственных сторонников. А можно ли соединить в одной машине настолько противоречивые свойства? Оказывается, можно. В текущее время на многих автомобилях появились движки с регулируемыми фазами газораспределения, позволяющими получить и высшую наивысшую мощность при завышенных числах оборотов, и высочайший вращающий момент при низких числах оборотов (см. ЗР, 1996, № 3). А более подробный разговор об этом отложим на будущее.
Рис. 1. Так адаптируются к изменению нагрузки движки с разными коэффициентами приспособляемости.
Рис. 2. Зависимость литровой мощности карбюраторного мотора от коэффициента приспособляемости.
Рис. 3. Наружные скоростные свойства вращающего момента движков с разным коэффициентом приспособляемости, отнесенного к 1 л рабочего объема.
Рис. 4. Воздействие коэффициента приспособляемости мотора на тяговые характеристики автомобиля.