Зачем вообще нужна полка крутящего момента?
В прошлом посте мы выяснили, что для эффективного разгона нужно держать обороты вокруг максимальной мощности, что зачастую приводит к тому, что двигатель вообще не эксплуатируется на полке крутящего момента. Этот пост призван ответить, чем она так хороша и зачем вообще нужна.
Во-первых, даже если мы хотим разгоняться эффективно, то всё равно, как минимум один раз, на первой передаче, нам всё равно придётся пробежаться по всем диапазону оборотов, прежде чем мы переключимся на вторую. Так что даже в этом случае полка момента не останется незадействованной.
Во-вторых, в реальной жизни редко кто крутит двигатель почти до отсечки, все стараются переключаться пораньше, заботясь о ресурсе мотора, создаваемом им шуме и расходе топлива. Вот в этом случае мы и будем скользить по горизонтали момента, имея на колёсах постоянную тягу, без провалов и подхватов. Постоянная тяга - бесценно, для всего остального есть закись азота. Увы, ускорение при этом всё равно будет понемногу уменьшаться из-за роста аэродинамического сопротивления с ростом скорости.
Третья же причина не эксплуатационная, а сугубо инженерная. Дело в том, что металлы, из которых в основном и изготавливается трансмиссия, имеют такое неприятное свойство, как усталость. Давайте поясню на картинке:
Допустим, у нас есть некий предельный момент (Мпред), который может выдержать конструкция. Любое воздействие статического момента (то есть не меняющегося во времени) меньше этого (Мстат) для конструкции не страшно до тех пор, пока этот момент не начнёт изменяться (колебаться) – и вот тогда наше изделие рано или поздно сломается, несмотря на то, что момент сам по себе был небольшой (Мколеб).
Таким образом, действие постояного момента на трансмиссию – это благо, которое продлевает её ресурс. Двигатель и так передаёт энергию порциями (с одного цилиндра на два оборота коленвала – одна порция, по времени совпадающая с временем горения смеси), кстати, для смягчения этих колебаний от двигателя ставят демпфер в сцеплении, так что колебаний в трансмиссии более, чем достаточно. Поэтому возможность поработать на постоянном моменте благостно сказывается на ресурсе трансмиссии.
Теперь о том, почему бы эту полку не продлить до максимальных оборотов, иначе говоря, о том, зачем же нужен ниспадающий хвостик кривой крутящего момента. Представьте, что вы едете вот на таком режиме на установившейся скорости, например, на высшей передаче:
Установившаяся скорость означает, что тяга, развиваемая двигателем, полностью компенсирует внешние сопротивления. А теперь представьте, что эти сопротивления вдруг увеличились (подул встречный ветер, вы поехали в горку или асфальт стал более шершавым). Ваша скорость начнёт падать, а с ней и обороты двигателя. Что будет происходить с крутящим моментом и тягой на колёсах? Они начнут расти, компенсируя возросшее внешнее сопротивление. Так что ниспадающая на высоких оборотах характеристика крутящего момента позволяет нам компенсировать незначительные увеличения внешних сопротивлений незначительным уменьшением скорости, без переключения передач (а ведь переключение передач – это усталость водителя, износ синхронизаторов и сцепления, да и просто потеря времени!).
Так что такая характеристика двигателя здорово облегчает нам жизнь.
Надеюсь, что основные вопросы по внешней скоростной характеристике двигателя я снял, если остались неясности, обязательно спрашивайте в комментариях, а в следующем посте я собираюсь уже наконец доложить по теме, анонсированной здесь.
