Меню

среда, 28 марта 2012 г.

Обороты двигателя

Крутить или не крутить – вот в чем вопрос!




У каждого из нас свой характер: кто-то воспринимает жизнь очень активно и так же быстро на неё реагирует, другие относятся к новым обстоятельствам более уравновешенно, исповедуя  философский подход «тише будешь – дальше будешь».

Тип характера сказывается не только на стиле поведения, но и на манере езды. Наверняка многие замечали, что в одних и тех же жизненных ситуациях водители совершенно по-разному управляют машиной, причем ярче всего это проявляется в переключениях и ускорениях. Типичная ситуация: со светофора стартуют две машины близкого литража или даже одной модели. Водитель первого автомобиля переключается как можно раньше, делая это почти незаметно, а вот темпераментный холерик за рулем второго выкручивает мотор, что называется, «до звона».
Самое интересное, что и тот, и другой считают свою манеру езды единственно правильной! Или просто оптимальной - именно так любой из них скажет. Причем аргументы не отличаются - «двигатель берегу, топливо экономлю». Где же истина?

Теория и практика
Cкромный мотор первой в мире дизельной легковушки
Mercedes 260D развивал максимальную мощность
уже на 3000 об/мин
Для начала нужно помнить, что не бывает высоких или низких оборотов вообще - для каждого двигателя существует своя характеристическая кривая мощности и крутящего момента,  от которой и зависят оптимальные обороты. Вот и выходит, что многолитровый турбодизель магистрального грузовика спокойно работает на 1500-1800 об/мин, в то время как высокофорсированный японский мотоциклетный мотор по-настоящему проявляет себя только после 8000-10 000 оборотов!
Нижнеклапанный двигатель "Победы" был тихоходным
и низкооборотным
«Средний» украинский автомобиль имеет двигатель относительно небольшого рабочего объема - как правило, в пределах  1,2-1,6л. Для подобных агрегатов соблюдение оптимального режима имеет большое значение, поскольку движение «не на тех оборотах» приводит к существенному перерасходу топлива и снижению ресурса. Более того, в отдельных случаях неправильный выбор передачи и оборотов может привести к трагическим последствиям! Мало приятного оказаться в «жигуленке», безграмотный водитель которого выйдет на обгон при включенной пятой передаче, хотя стрелка спидометра замерла на цифре «60»...
При езде за городом на машине класса вазовской
"десятки" лучше всего ехать в диапазоне
2000-2500 об/мин
Нужно помнить, что бензиновые двигатели автомобилей малого и среднего классов не любят низких оборотов вследствие малого литража и небольшой массы коленчатого вала и маховика, которые не отличаются значительной инерцией. Именно потому езда «внатяг» на городских малолитражках нежелательна - мотор не только не отдает номинальную мощность, но и гораздо больше изнашивается! Значит, не стоит трогаться с холостых оборотов - такое уместно на «Победе», но отнюдь не на современном автомобиле, даже с поправками на очевидное моральное старение моторов «Самары» или «Ланоса».
"Механические" атмосферные дизеля старых "мерседесов"
отлично работают на низких и средних оборотах.
"Крутить" их нет смысла.
Однако слишком высокие обороты, да еще на протяжении длительного времени, приносят двигателю не меньший вред! Нужно помнить, что серийные моторчики способны проработать в режиме максимальной мощности максимум  несколько минут, а не десятки километров. Частая продолжительная езда на 5000 об/мин снижает ресурс двигателя, хотя многие «шумахеры» мотивируют «перекрутку» тем, что в подобном режиме масляный насос развивает большее давление, генератор лучше заряжает аккумуляторную батарею, а система охлаждения работает более эффективно. Это, в принципе, верно, но... если увлекаться высокими оборотами всерьез и надолго, то рано или поздно движок «умрет». В лучшем случае сильно снизится ресурс, в худшем детали просто выйдут из строя.
Получается, истина, лежит посередине, в пределах «золотого сечения». Ведь для городской езды важнее не максимальная мощность, а крутящий момент, который у подавляющего большинства малолитражных атмосферных моторов достигается в диапазоне 3000-3500 об/мин. 
Иными словами, наиболее комфортная езда достигается, если держать обороты на уровне 2500-3500 и стараться не превышать 4000 об/мин. Если ехать с меньшими оборотами, то мотор хуже тянет, а «перекрутки» снижают ресурс и увеличивают нагрузки на наиболее подверженные износу детали цилиндро-поршневой группы. Впрочем, если в быстром городском потоке возникнет желание не просто ехать, а еще и лидировать в «светофорных гонках», то придется активно «крутить» мотор, но все равно не стоит слишком часто загонять стрелку тахометра до магической цифры «5000»... Конечно, если есть желание проехать до ремонта двигателя больше тысяч, чем указано на шкале тахометра.

Практические советы
Не стоит забывать, что даже при самой активной манере езды следует разгоняться максимально плавно и аккуратно, не допуская резких и  ударных нагрузок на двигатель. А после переключения открывать дроссельную заслонку нужно мягко, без резких рывков - при переходных режимах количество неиспарившегося бензина может достигать 15-20%, что увеличивает скорость изнашивания основных частей мотора в 1,5-2 раза! Ведь переобогащенная смесь смывает масло с зеркала цилиндров, нарушая нормальную смазку трущихся пар.
Начиная с модели ВАЗ-2103 (1972 г.), благодаря тахометру
владельцы "Жигулей" могли точно определять
обороты мотора
Для «среднестатистического» двигателя переключение на высшую передачу нужно производить при 3000-3500 оборотов. Иными словами, вторую нужно включать при 20-25 км/ч, третью- 40-45 км/ч, четвертую - при 60-65 км/ч.
Тахометр BMW M5 специальными секторами наглядно
"подсказывает" водителю, до каких оборотов можно
раскручивать двигатель. По мере прогрева
допустимые обороты увеличиваются.
Для достижения минимального расхода топлива и увеличения моторесурса желательно двигаться равномерно, без интенсивных ускорений. При этом можно смело включать высшую передачу, даже если обороты упадут чуть ниже оптимальных, поскольку так при небольшой нагрузке расход топлива получится наименьшим. Иными словами, нет нужды «пилить» 10-15 минут подряд на третьей передаче со скоростью 55-60 км/ч, можно смело включать четвертую, аккуратно обращаясь при этом с педалью «газа».
А вот если возникнет необходимость быстро и энергично разогнаться - скажем, обогнать медленно движущийся грузовик, то не стоит делать это на высших передачах. В большинстве случаев целесообразно включить третью, а то и вторую, если скорость снизится до 35-40 км/ч, поскольку при нагрузке частота вращения коленвала должна составлять не менее 3000 об/мин.
Следовательно, при равномерной езде переключаться с низшей передачи на высшую можно раньше, чем при интенсивном разгоне. А когда двигатель должен обеспечить динамичное ускорение, обороты в любом случае должны соответствовать зоне максимального крутящего момента.
Опытный автомобилист прекрасно знает «характер» своего четырёхколесного «коня» и при любых условиях двигается в самом выгодном режиме. У такого высококлассного водителя переключения и ускорения происходят незаметно для пассажиров - их вся эта «кухня» касаться не должна! В этом как раз и заключается водительское мастерство и искусство управлять машиной: резкие маневры и рывки уместны на формульном треке, но крайне нежелательны в повседневной жизни - слишком велика разница в целях, ставках и цене ошибки.

Такой разный дизель
Дизельному мотору для достижения максимальной мощности и крутящего момента необходимы гораздо меньшие обороты, чем бензиновому мотору. Объясняется это более высокой степенью сжатия и прочими конструктивными отличиями дизеля от мотора, работающего на бензине.
Именно поэтому дизельные двигатели сначала появились на относительно тихоходном транспорте. Первым легковым дизелем стал Mercedes 260D в 1936 году и его 45-сильный двигатель развивал максимальную мощность уже при 3000 об/мин.
Однако со временем литровая мощность дизельных моторов заметно выросла, вследствие чего двигатели стали более высокооборотными.
Кроме того, для достижения необходимых характеристик мощности и момента при высокой топливной экономичности конструкторы стали применять различные инновационные решения - непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания, находящуюся в днище поршня (а также так называемый пилотный впрыск для более мягкой работы); два распредвала, четыре клапана на цилиндр и систему впрыска топлива common rail, электромагнитные форсунки и турбокомпрессор с поворотными направляющими лопатками турбины. Это постепенно довело удельную мощность дизельных моторов до «бензиновых» показателей.
В связи с этим у многих современных дизелей очень узкий рабочий диапазон – полка максимального крутящего момента лежит в диапазоне 1800-2800 об/мин, а кривая мощности резко падает уже после 4000 об/мин.
Поэтому рабочие режимы дизелей (и стиль езды) разных поколений заметно отличаются. Если старые дизеля «любят» езду внатяг и ранние переключения передач, то для современных турбомоторов предпочтительно строгое соблюдение «рабочего» диапазона, то есть зоны максимального крутящего момента. Раскручивание мотора по «бензиновой» привычке до максимальных оборотов на дизеле не имеет особого смысла и может привести только к лишнему расходу «солярки», а также моторного масла. Ведь многие современные дизеля при постоянной работе на высоких оборотах начинают «подъедать» масло, даже если цилиндро-поршневая группа пребывает в полном порядке.

Высокие обороты – высокий КПД
Конструкторы знают несколько способов увеличения мощности двигателя. Первый вариант – увеличение рабочего объема. Второй – установка нагнетателя воздуха. Обе технологии хорошо отработаны, но увеличивают вес двигателя и его габариты. Однако существует и третий, «элегантный» способ форсировки мотора – увеличение оборотов. Чем больше коленчатый вал совершает оборотов за единицу времени, тем больше происходит рабочих тактов (циклов сгорания), благодаря чему увеличивается количество энергии, полученной в результате сгорания. В итоге растет максимальная мощность.
К подобной технологии прибегают производители двигателей для спортивных автомобилей – в первую очередь, это BMW, Porsche и Honda.
Рабочие обороты двигателей таких моторов достигают 8000-9000 об/мин, из-за чего поршневая группа и блок цилиндров подвергаются воздействию высоких температур и вибраций. Поэтому высокооборотный мотор всегда изготовлен и высокопрочных материалов, а при его разработке используются самые совершенные технологии – кованные поршни, специальное покрытие цилиндров, изменяемые фазы газораспределения и впускной тракт изменяемой длины и т.д.
Разумеется, подобные двигатели можно и нужно «крутить» до оборотов максимальной мощности, но этот пример является исключением из правил. К тому же покупателей «эмок» от BMW и спортивных родстеров Honda S2000 вопросы топливной экономичности и максимального моторесурса не особо волнуют.

Крутильнее не бывает
У Porsche 911 GT3 - самый "крутильный" двигатель
в мире с объемом 3,6л
С начала 90-х годов  Honda активно работала над высокоборотными двигателями. Венцом её творения стал двухлитровый двигатель, развивающий максимальные 9000 об/мин (!). Такой показатель обеспечил невиданную удельную мощность – 120 л.с. на литр рабочего объема, благодаря чему атмосферный двухлитровый агрегат развивал внушительные 240 л.с.
«Немецкий ответ» - двигатель Porsche GT3, который при немалом рабочем объеме в 3,6 л способен «крутиться» до 8400 об/мин. Как и в первом случае, высокообортный двигатель выполнен по атмосферной схеме, то есть на впуске у него нет ни турбины, ни компрессора. Достижение столь высоких рабочих оборотов стало возможным благодаря увеличению диаметра дроссельной заслонки на впуске с 76 до 82 мм и оптимизации расхода воздуха путем усовершенствования головок блока цилиндров.

Автор: Олег Полажинец

Комментариев нет:

Отправить комментарий