Тысячи автолюбителей вот уже примерно около одного века ломают копья, что же решает: мощность двигателя или крутящий момент? И вопрос на самом деле очень занятный так как за мощность мы платим транспортный налог, а крутящий момент является более ощутимым силовым фактором, который проталкивает наш автомобиль через просторы автомобильных дорог и безорожных направлений.
Особые споры возникают между водителями, которые водят автомобили с атмосферными моторами и турбовыми. А это связано с тем, что все гражданские автомобильные турбовые моторы оснащены агрегатом турбонаддува, который рассчитан на ранний выход на расчетное давление наддува - приславутый буст. И уже на оборотах около 1500...2000 об/мин и полность выжатой педали газа агрегат турбонаддува обеспечивает требуемое значение (0,8...1,3 bar) избыточного давления на входе в цилиндры, которое позволяет развить большее давление в рабочем такте и больший крутящий момент! Правда, и сдувается такой турбокомпрессор очень рано - выше 4000 об/мин и уже расход воздуха через двигатель становится таким, что компрессорная часть не может обеспечить требуемый напор ввиду снижающегося КПД проточной части.
Вернемся к нашему вопросу - так что же решает: мощность или момент? И сразу следует отметить, что двигатели с одинаковой мощностью, например 150 лошадиных сил, на турбовом моторе достигаются с рабочего объема 1,4...1,5 литра, а с атмосферного - 2.0...2,5 литра. А на ранних версиях моторов данную мощность снимали и с 5 литровых образцов (но это совсем другая история).
Откуда берется мощность?
Сразу хочу отметить, что механическая мощность не может быть измерена напрямую. В любом случае будет проводиться одновременное измерение частоты вращения (колеса, диска маховика и т.п.) и крутящего момента, а потом делают перемножение частоты вращения на крутящий момент и получают мощность. Причем для исчисления налога берут максимальную мощность, которая обычно достигается на определенных оборотах близких к максимальным.
Сравним несравнимое!
Эти графики я собрал в экселе, информацию брал с сайтов автопроизводителей. Вот типичная картина, два мотора с одинаковой заявленной мощностью. Но могу ответственно заявить, что ездить на автомобиле с мотором 1,5 л экобуст гораздо удобнее, и чтобы разобраться в этом к нам на помощь придет математика и ее безпристрастный интеграл))).
Кто не знает, что такое интеграл так это - одно из важнейших понятий математического анализа, которое возникает при решении задач о нахождении площади под кривой, пройденного пути при неравномерном движении, массы неоднородного тела, и тому подобных, а также в задаче о восстановлении функции по её производной. Нас интересует площадь под кривой мощности!
Самое интересное, что если интегрировать крутящий момент по оборотам, то получится интегральная мощность двигателя и она существенно отличается от пиковой!
Интегральное сравнение я буду проводить на рабочем диапазоне моторов от 1000 до 6000 об/мин - это основное требование для сравнения. Провести интегрирование очень просто:
1. Зададимся шагом интегрирования, чем меньше шаг, тем выше точность. Я взял шаг интегрирования 500 об/мин.
2. Теперь нужно сложить произведения шага интегрирования и величины крутящего момента на данной частоте вращения.
3. Будут получатся прямоугольники, сумма площадей которых и будет нашей интегральной мощность двигателя!
Итак, результаты!
- Интегральная мощность двигателя Форд 1.5 экобуст - 164 л/с;
- Интегральная мощность двигателя Киа/Хёндэ G4KD - 138 л/с.
При этом оба мотора по паспорту выдают 150 л/с мощности!
В общем результат очевидный и мотор от Форда работает на 19% более производительно, чем Киа/Хёндэ.
Возвращаясь к изначальному вопросу, что важнее крутящий момент или пиковая мощность, можно смело отметить, что решает распределение крутящего момента на всем диапазоне оборотов, чем он более высокий и сохраняет свое максимальное значение на большем диапазоне оборотов - тем мощнее будет ваш мотор. И это очень наглядно показывает интегральная характеристика мотора, которую мы рассмотрели выше.
Разгон до сотни - это интегральная мощность!
Кстати, интегральной характеристикой рассмотренной выше является старый добрый разгон до сотни. Но при этом мы еще добавляем влияние массы автомобиля, передаточных чисел в КПП и т.п.
Данный интегральный показатель очень хорошо демонстрирует, с моей точки зрения, не правильный подход для начисления транспортного налога. Это плюс для владельцев турбовых авто.
Попробуйте таким образом исследовать свой мотор, какая интегральная мощность получится у вас))).
П.с. статья была отредактирована, добавил подробностей. Если интересно, то готов разместить в статье ссылку на калькулятор для самостоятельного расчета интегральной мощности - пишите запрос в комменты.