Моторен блог; ускорение

от Пол Балзер на 25 юни 2009 г.

КАТЕГОРИИ

Въпрос, който често се обсъжда, възниква, когато способността за ускорение на два автомобила (в идеалния случай превозни средства, придобити от двама души) се сравнява на масата на редовните ...

Моят нов дизел има 130 к.с., вашият бензин има само 130 к.с. Дизел HP отчита много повече от бензин HP! Без значение колко конски сили има вашата кола, тя се нуждае от въртящ момент, а дизелът има много повече, можете да кажете! Моят е по-бърз.

Кръглите маси са трудно място за технически дискусии, но въпреки това е разрешен опит да се допринесе нещо ...

В двигателя с вътрешно горене количеството подадено гориво отделя енергия, която кара буталото да се отдалечи от горната мъртва точка. Свръхналягането в горивната камера в резултат на експлозията, умножено по площта на буталото, води до сила върху свързващия прът, която генерира въртящ момент върху коляновия вал през лостовото рамо на коляновия вал. Няколко цилиндъра носят няколко припокриващи се въртящи момента.

Когато съединителят е затворен, въртящият момент се прехвърля към трансмисията, където се преобразува. Преобразувано, тъй като двигателят с вътрешно горене обикновено има твърде малък въртящ момент, за да стартира превозно средство. Въртящият момент се увеличава от скоростната кутия (1-ва предавка с предавателно отношение, напр. 1: 3 увеличава въртящия момент три пъти). Това обаче е само половината от историята, тъй като мощността преди и след скоростната кутия е еднаква (минус загубата на мощност), така че принципът

се прилага. Преобразувано в обичайни обикновени размери на таблицата, се прилага следното:

След това изходният вал на трансмисията отива към диференциала, при който въртящият момент и скоростта се преобразуват отново. В крайна сметка въртящият момент пристига до колелото по значително увеличен начин, където отново се превръща в сила над радиуса (радиуса на гумата) на гумата. Дърпащата сила! Скоростта дава скоростта, която може да се движи по радиуса на гумата.

Сега, разбира се, има смисъл, че A8 не може да направи твърде много с тяговата сила на Smart, защото A8 е много по-тежък. Поради това е препоръчително да сравните две превозни средства директно, за да свържете тяговото усилие с масата на превозното средство и да го изразите като процент. Тогава сравнението на превозните средства е лесно възможно. Проф. Джанте забелязва това още през 1936 г.

И така, достатъчно теория. Сега два примера.

Audi S4 (B5) с 2.7L BiTurbo двигател

Номинална мощност 195kW
Номинален въртящ момент 400Nm

Данните, необходими за изчисляване на тяговото усилие, са взети от брошура на Audi (преводи, обща маса) и Технически вестник за двигатели (MTZ), брой 1998-02 (крива на въртящия момент на двигателя).

Преводи Audi S4 B5 2.7T Quattro

Въртящ момент Audi S4 B5 2.7T Quattro

Изчисляването на силата на изтегляне и скоростта при определена скорост на двигателя се основава на следните уравнения. Радиусът на гумата се нарича още динамичен радиус на гумата rdyn. Числата в уравненията са за преобразуване на единици.

Ако тяговата сила F (нормализирана към масата на превозното средство) се нанесе спрямо скоростта v, се получават следните резултати за 6-те предавки:

Теглителна сила Audi S4 B5 2.7T Quattro

Забележка за това:

На първо място, трябва да се каже, че диаграмата на силата на опън трябва да се тълкува като статична диаграма. Тяговата сила се приравнява на способността за изкачване, която може да бъде преодоляна с превозното средство. Ако по този начин се изчислява ускорението, трябва да се вземе предвид и инерцията на задвижващия механизъм. 6-цилиндровият двигател има повече инерция от 4-цилиндровия, а Quattro има повече от предно задвижване. Това намалява силата на теглене, налична за ускорение. Масовите моменти на инерция не са ми известни, така че не мога да ги включа в изчислението.

Какво означава 100% сцепление?

Много лесно. 100% от масата на превозното средство може да се изтегли на пътя. Ако земята и гумите позволяват, автомобилът ускорява със 100% тягово усилие с точно 1g, т.е.ускорението поради гравитацията 9,81m/s². Хубаво!
Както можете да видите от диаграмата, теглителната сила на Audi S4 B5 2.7T достига до над 120%. Т.е. ако гумите не залепнат, вероятно ще има дим на всичките 4 колела, когато B5 S4 започне. За съжаление, особено при по-ниските предавки, инерцията на задвижващия механизъм играе основна роля, така че тяговото усилие в 1-ва и 2-ра предавка значително намалява. Тъй като количествата (масови моменти на инерция и т.н.) не са известни, не може да се извърши изчисление. Проф. Мицке посочва намаление с около 32% на 1-ва предавка.

Audi S4 (B6) с атмосферен двигател 4.2L

Номинална мощност 253kW
Номинален въртящ момент 410Nm

Данните, необходими за изчисляване на тяговото усилие, са взети от брошура на Audi (преводи, обща маса) и Automobiltechnische Zeitschrift (ATZ) издание 2003-01 (двигател с крива на въртящия момент).

Изчислението се извършва аналогично със следните стойности:

Съотношение на предавките Audi S4 B6 4.2 Quattro:

Въртящ момент Audi S4 B6 4.2 Quattro:

Тогава силата на опън се получава от:

Издърпваща сила Audi S4 B6 4.2 Quattro

Както се вижда, няма еднородно плато с въртящ момент, както е обичайно за турбо двигателите. Обхватът на използваемата скорост е по-голям за това.

Няколко бележки

Можете да кажете, че дискусията за „по-доброто“ ускорение не може да бъде изразена в няколко субективни впечатления. Също така мнението на масата на съседите, който „наскоро караше 3.0L дизел и имаше най-лошото ускорение“, не казва нищо.

Субективността обикновено е голям проблем, когато се опитвате да сравните тези неща!

Очакванията на водача сами по себе си се отразяват в субективното възприятие. Ако тогава сте само пътник, промяната в ускорението е много по-голяма, отколкото ако шофирате сами.

Като пример трябва да се отбележи трамвайът, в който често е досадно, когато водачът направи груба промяна в ускорението (дръпване) и вие сами не сте били подготвени за това. Турбо двигателят има характерна крива на въртящия момент, която се увеличава относително рязко. След това това рязко покачване се превръща в потреп, който действа върху пътниците. Логично е това да се възприема като силно ускорение.

В заключение остава да се каже: само експериментът ви прави мъдри!