Въртящ момент, обороти, коне, предавки - в този ред...

[Alexi]

Чета и виждам, че доста хора бъркат двете понятия (коне и въртящ момент), та ще направя опит да напиша това - онова... Като повечето автомобилни теми, тя по принцип е супер суха и с много физика и математика (които не ги обичам), та затова ще го пиша просто и със примери, барем е по-интересно... Не претендирам да е вярно - пиша неща които съм видял от личен опит и ги свързвам с теорията, където мисля, че звучи логично. Другото уклончиво ще го подминавам

Та така... Чакай да го напиша отначало, че да няма после неразбрали: няма коне. Има само въртящ момент и предавки. Те определят всичко. От тях зависи колко добре колата ускорява.

Добре де, а конете? Как така не важат?

Какво всъщност са конете? Конете са сметка. Конете се получават от въртящия момент и оборотите. Няма да пиша формули - нали без математика... Ама... Най-общо казано, конете са въртящ момент умножен по оборотите.

Какво значи всичко това? Ми много просто - въртящият момент определя колко добре колата се ускорява. А конете - колко дълго в оборотите може да се поддържа това ускорение (въртящ момент). Състезанието се печели не от този, които има само по-страшно ускорение, а от този които може по-дълго да се ускорява... С други думи - въртящият момент е мярка за това колко работа може да извърши двигателя, а конете - колко дълго (в оборотите) може да я върши тази работа... Ще обясня:

Ако мерите въртящия момент в паунд/фут (американската мярка), конете и въртящия момент винаги се пресичат на 5252 оборота. Една формула ще напиша, айде...

конете = (оборотите х въртящия момент) / 5252 (USA мерки)

Демек - всеки двигател (дето може да се завърти до 5252 оборота) прави едни коне и въртящ момент на 5252 - там кривите се пресичат - от там нагоре конете винаги са повече от въртящия момент.

Как влияе това на ускорението? Ами, казахме, че колкото повече въртящ момент на задните гуми - толкова по-добро ускорение. Да, ама типичният въртящ момент започва от примерно 2000 оборота, има пик на 4500 оборота и след това тръгва надолу... Значи, ускорението на всяка предавка ще има такава форма - на 4500 оборота ще е най-силно, а след това ще намалява. Значи колкото по-плоска е кривата на въртящия момент, толкова по-дълго може да се ускорява.

Да вземем два въображаеми двигателя (всъщност числата са взети от истински двигатели) - и двата имат примерно 200 паунда макс. въртящ момент, но единия прави 200 коня макс, а другия 240. Какво значи това? Това значи, че понеже конете са обороти х въртящ момент, втория двигател прави повече въртящ момент във високите. да, ама това не е видно от пиковата стойност на въртящия момент (двата са по 200). Нека да сравним въображаемите двигатели:

RPM	Lb/Ft 1	HP 1	Lb/Ft 2	HP 2
2000	100	38	80	30
3000	150	85	120	68
4000	200	152	150	114
5000	185	176	200	190
6000	175	200	185	211
6500	155	191	175	222
7000	140	186	170	226
7500	-----	-----	167	238

Знаем, че ускорението зависи от въртящия момент на гумите - този с по-високата стойност, които е в състояние да я задържи за по-дълго време - печели. От табличката по-горе се вижда, че ако всичко друго е еквивалентно (тегло, предавки и тн) кола #1 слага повече въртящ момент до 4000 оборота, а кола #2 - след това. Да, но ако само знаем, че и двата двигателя правят 200 паунда въртящ момент, нямаше да знаем, че двигател #2 е по-бърз. Затова като се характеризира един двигател се прилагат и конете - защото те дават по-добра представа за възможностите на една кола.

Какво е практическото приложение на числата във табличката? Първия двигател е на обикновена (неспортна) икономична кола. Той е направен да се кара из града, на ниски обороти и да предлага по-голямата си част от ускорението в средните. Втория двигател е всъщност първия, но след подобрения, направени така, че да диша по-свободно във високите и да се върти с 500 оборота повече. Цялата крива на ускорението е изместена към по-високите обороти. В ниските и средните той не дърпа така добре, както двигател #1, но пък във високите дава повече въртящ момент (и не му умира толкова скоро) и по формулата прави повече коне...

Значи - въртящият момент характеризира двигателя как тегли на ниски и средни, а конете - на високи.

От тази формула се обясняват и някои интересни факти: например камионите имат много въртящ момент и малко коне - типично е 1000 паунда и 300 коня примерно. Защо? Ами, защото двигателят е много голям и технически причини му пречат да бъде завъртян много бързо където би направил и много коне. Ако червената линия е 3500 оборота, колкото и въртящ момент да имаш, конете са малко (коне = въртящ момент х обороти). Обаче ако един такъв двигател може да се завърти до 7000 оборота и да си запази дори 500 паунда.. той би правил 666 коня... Но уви - не става. Или другата крайност- колите от F1 правят само 250 паунда въртящ момент, но поради изключителната си газова ефективност (volumetric efficiency), успяват да ги подържат до 18000 оборота - и правят 856 коня.

Tолкова за въртящия момент и конете. Сега малко за предавките. Те са третата част от формирането на ускорението.

По-горе писах, че този, който сложи повече въртящ момент на асфалта във всеки един момент и го задържи по-дълго - печели. Споменах също, че двигателите имат доста ограничен диапазон на въртящ момент (да кажем от 2000 до 6000 оборота).

Ще подходя опростено тук - има още много неща които влияят, но смисъла ще се загуби ако започна да ги пиша всичките. Затова - да вземем пак нашия двигател #1 (200 паунда/200 коня). Няма да задълбавам, но да отлепиш колата от място и да тръгне ти трябват около 200 паунда. Да, ама нашия двигател прави 200 едва на 4000 оборота... как тогава отлепва колата на 2000, откъдето се тръгва при нормално каране? Та там той прави доста по-малко - около 100. И все пак колата тръгва с 2000 от място. Как се получават? С "умножител на въртящия момент", или по-просто - предавки.

Общото предавателно съотношение (между двигателя и гумите) се определя като умножиш крайното съотношение на задния (или предния ако си с предно) диференциал (примерно 3.25:1) по съотношението на предавката на която си в момента (примерно 1.0 т.е. 1:1 ако си на 4та). Значи ако си на 4000 оборота (200 паунда макс) и си на 4та със заден диференцял 3.25 - правиш (3.25х200) 650 паунда въртящ момент. Защо този въртящ момент обаче не се показва на динамометъра? основната причина е във софтуера на диното - той компенсира замерването. Затова и тези 650 паунда на 4таа няма да се видят, но определено ще се усетят като ускорение на пътя (ако имаш сцепление). Разбира се може да се опиташ и да тръгнеш на 4та със 3.25 заден диференцял и 2000 оборота - ще имаш на разпложение цели 100 паунда въртящ момент - не е невъзможно, но ускорението ще е плачевно

Хайде да погледнем въртящия момент на различни предавки на нашия въображаем двигател #1, закачен за една обикновена 5-степенна трансмисия. За простота нека предположим че крайното предаване е 1:1 - такива няма, но... За демонстрация:

Предавка	Max Lb/Ft при 4000 rpm
1ва - 2.9	580
2ра - 1.9	380
3ра - 1.3	260
4та - 1.0	200
5та - 0.85	170

Както виждате, като се катерите по предавките, въртящия момент става все по-малко и по-малко, което обяснява защо колкото по-висока е предавката толкова по-лошо е ускорението. Разбира се, предполагаме идеален вариант - няма въздушно съпротивление и тн.

Значи, решението е да се сложат максимално къси (с високо числено съотношение) предавки, с цел да се прави много въртящ момент и съответно страшно ускорение? Да, но не забравяй че оборотите не са безкрайни, а и едни къси предавки ще "свършат" много бързо и ще се озовеш на 5та където въртящия момент е непропорционално нисък във сравнение със другите предавки и там следва "заораване" и "падане по лице". Това е много типично за малки двигатели с малко въртящ момент, които са много пъргави на ниските предавки (защото са късички и умножават въртящия момент добре), но в момента, в които отиде на 4та и 5та, изведнаж "спира". Друго нещо, което трябва да се има напредвид е, че всяка смяна на предавка е загуба на време и ако сменяш много често - губиш много време. Затова и няма 7-8 скоростни ръчни предавки - едно, че са сложни за изпълнение, друго, че многото смени ще минимизират положителния ефект от по-късите предавки и ускорението ще страда. Затова и текущите 7-степенните кутии са SMG с мигновени и автоматизирани смени на предавките.

Добре де, ами ако се сложат къси 1-4 и после супер дълга 5 и/или 6та (overdrive е всяка по-малка от 1.0 предавка)? Тогава ускорението е добро във 1-4 и после във 5 и 6 стаа толкова стръмно и въртящия момент е толкова малко (примерна 6та е 0.5), че.. почти няма ускорение. Типичен пример са корветите и вайпърите където 6та е по-бавна от 5та като Vmax. Просто двигателя не може да направи необходимия въртящ момент, за да "избута" колата на скорост до червената линия. В това отношение E39 M5 е настолно четиво - там 5та е 1:1 и 6та е точно така сметната спрямо въртящия момент на двигателя, челното съпротивление и т.н., че Vmax се постига на червената на 6та (около 295км).

От разликата в конете и въртящия момент, идва и различното поведение на бензинови и дизелови автомобили... Дизела поради висока компресия и други параметри има много въртящ момент в ниските и средните, но не може да се върти много бързо, затова и няма коне. Просто на 5000 оборота като ти е червената е трудно да се правят коне (конете = обороти х въртящ момент). А бензиновия пък може да се върти по-бързо и дори да няма много въртящ момент, високите обороти му помагат да даде високи коне. От тук идва, че от място дизела е много силен - много въртящ момент, дълги предавки (за да компенсира за тесния диапазон от обороти), редки смени... Същите тия неща, обаче от 120 нагоре на доускорение му пречат. За да е в оборотите си (т.е. ниски), предавките трябва да са дълги, а щом 1-2 са дълги, 3, 4, 5 са още по-дълги и въртящия момент пада много, докато бензина има повече обороти на разположение, може да си позволи да има по-къси предавки и да сложи повече въртящ момент по тази причина на асфалта.

В един идеален свят колите щяха да отлепват на дизел до края на 1ва и после щяха да минават на бензин

Друга интересна съпоставка са реактивни турбини срещу двигатели с вътрешно горене. Основната разлика е, че двигателите имат много въртящ момент и малък диапазон обороти, а сравнено с турбините, които имат малко въртящ момент, но огромен диапазон обороти и съответно коне (тягата на турбините се мери по друг начин, но за идеята). Да вземем за пример един много мощен автомобил - 800 коня и 800 паунда въртящ момент и 6500 червена линия и един реактивен самолет. С помощта на предавки, на старта една такава кола има няколко хиляди паунда въртящ момент и съответно невероятен старт. Самолетът, да кажеме има 350 паунда въртящ момент, и понеже реактивния двигател си няма предавки - прави 350 паунда по всяко време. И нали ускорението зависи от въртящия момент, на старта колата издухва самолета. добре, ама с качването на скороста, като се катери по предавките, колата има все по-малко и по-малко въртящ момент и ускорява все по-бавно като при 300км примерно слага на 6та (0.5) и на гумите има 400 паунда въртящ момент. В това време турбината на самолета се развива и държи 350 паунда през цялото време - от там и ускорението не е толкова страшно, но е дълго. Самолетът се ускорява както от 100-200, така и между 300-400 и 500-600 (ако не излети и игнорираме челно съпротивление и тн). В един момент, дови и да прави по-малко въртящ момент, турбината настига колата. Това са конете. Прости сметки -турбината прави 75000 оборота х 350 паунда въртящ момент - 4998 коня. Същата работа като дизела и бензина - дизела има по-страшно ускорение, но свършва по-бързо, бензина се ускорява по-бавно, но по-дълго - дай им достатъчно време (растояние) и бензина винаги ще е победител ако всичко друго е равностойно.

Добре, хайде да ги събирам нещата че...

• Въртящ момент характеризира ускорението (като моментно ускорение).
• Конете характеризитат колко дълго може двигателят да прави въртящия момент в оборотите (което е другия параметър за добро ускорение).
• Ако два двигателя имат еднакъв въртящ момент, но единия има по-висока червена линия, той най-вероятно ще има и повече коне.
• Предавките се използват, за да може двигателят да сложи този въртящ момент на гумите при по-голям диапазон от скорости на колата, отколкото би му позволил тесния диапазон на оборотите.
• Повечето обороти (харакетерни за коли с повече коне) дават възможност за по-къси предавки (по-голямо число - нали говорихме за умножители някакви), които пък дава повече въртящ момент в оборотите. От там и се приема, че повечето коне ускоряват по-бързо. Всъщност по-доброто ускорение е резултат от повече въртящ момент получен от по-къси предавки, които пък могат да се използват, защото има повече обороти.

(автор : alx)

[escobar]

Конете са доста показателни.
BMW M3, AUDI RS5, Merc C63 - имат си и коне, и въртящ момент.
Големият двигател е издържлив двигател. За мен Октавия и Пасат 1.2 с турбина са обречени на къс пробег, този двигател се мъчи постоянно. Американците, които са ориентирани изцяло към автомобилния транспорт са напипали формулата за издържливост - големи обеми, големи километри. Лошото е, че петролът е дефицит.

[petermitkov]

Забавен цитат от Волво форума : "Мощността определя с каква скорост можеш да се блъснеш в една стена, а въртящият момент определя колко ще се премести стената"

[viksata]

Забавен цитат от Волво форума : "Мощността определя с каква скорост можеш да се блъснеш в една стена, а въртящият момент определя колко ще се премести стената"

Хахаха
Ще ползвам тази фраза в подписа си.
Ще черпя за авторски права 

[petermitkov]

 

[Alexander]

Много хубава тема! Преди време бях чел един цитат и аз но не помня от къде - "Конските сили продават колата, а въртящият момент печели състезанията!" 

[Pyrhel]

За първи път Карол Шелби го е казал

His company, Shelby American Inc., founded in 1962, currently sells modified Ford vehicles, as well as performance parts.

[Иван Вълков]

Много полезна тема 

[hotblooded]

 Въртящият момент се определя от съотношенито мощност обороти и определя теглителната сила на автомобила. Мощноста служи за преодоляване на аеродинамичното съпротивление, което расте с квадрата на скоростта, а мощността необходима за неговото предоляване нараства с трета степен на скоростта. За най прост пример какво може и какво неможе едното и другото е сравненито между:
а) маневрен дизелов локомотив мощност 650 к.с въртящ момент няколко хиляди нютона по метър - може да потегли със почти 2000 тона закачени за него и Мерцедес Бенц SLR - също 600+ конски сили, но не може да дръпне и 1/3 от товара на дизялка - но на ускорение може да "бие" и рекативен изтребител (на пистата)
б) Портови влекач и ракетен катер - портовия влекач мъкне кораби 100тици пъти по тежки от него, но е едва 200 конски сили... Някои плувци могат да развият (за момент) по-виска скорост от него... Ракетния катер е 2000 к.с но едва се справя с тегленето на съд от неговия си вид.... скорост.... иди го стигай..
Как се проявява на практика:
Потегляне и ускорение - при една и съща мощност и еднакво тегло - автомобила с по висок въртящ момент потегля по лесно, ускорява по бързо... Същото се наблюдава и при автомобили с еднаква мощност, еднакъв максимален въртящ момент, но на единия автомобил въртящият момент в ниските обороти е по-висок - той потегля и ускорява по-добре. Това е валидно при еднакви предавателни числа на силовите предавания на сраняваните автомобили.
Движение - при движение по равен път няма разлики, но при започване на изкачване автомобила чийто двигател има по-голям въртящ момент ще запази скоростта си по дълго време (без да превключва предавка или да подава газ)
Легендата за стената и мощността и въртящия момент най вярно би звучала така:
  Ако имаш достатъчно въртящ момент може да събориш стената без да се засилваш.
Колкото по тежка става една кола - толкова повече въртящ момент е необходим, колкото повече нараства скоростта или аердинамичното съпротивление - толкова повече мощност ти трябва.

[xtremeracer]

Конете са доста показателни.
BMW M3, AUDI RS5, Merc C63 - имат си и коне, и въртящ момент.
Големият двигател е издържлив двигател. За мен Октавия и Пасат 1.2 с турбина са обречени на къс пробег, този двигател се мъчи постоянно. Американците, които са ориентирани изцяло към автомобилния транспорт са напипали формулата за издържливост - големи обеми, големи километри. Лошото е, че петролът е дефицит.

Да  аз за това карах ескорта до 530хил.км,щото малките двигатели не издържат на натоварването(сатва въпрос за 1.3 OHV 60кс.)Ако измина толкова и с Фокус-а,ще си ударя гъ.а в предния капак! PS: Ескорта до последно си работеше,само разхода му се вдигна.Купих го на 240х.км и за разлика от Фокуса е с 200кг по тежък!Каран е винаги на предела на възможностите си!
А сега ми обяснявайте пак   

[hotblooded]

 Издръжливостта на двигателите зависи основно от това какъв ресурс за използване е заложил конструктора, след това от качеството на ГСМ, след това от правилната експлоатация.   Навремето Волво Ф10 им даваха 1,2 млн. км до първи осн. ремонт... На КамАЗ - 150 000 км   Е да - волвата искаха масло Шел, КамАЗ - М10Д... интервалите на смяна - няма какво да си говорим В началото обаче инж.Ганев успяваше да задере основни лагери на Волво-то за 30 000 км. А това че съвременните издържат по-малък пробег - не е вярно. Просто ги бракуваме заради други неща, а и ги купуваме на доста превъртян километраж (поне повечето). В Пежо като работих имахе едно 205-фургон (дЕдото на Partner) на 600 К км - без ремонт на двг. Парнер 1.9 D  имаше навъртяни почти 190 к км за 9 месеца - и си фърчеше без спиране

[xtremeracer]

За това говоря и аз!Колата съм я поддържал лично и не съм имал проблеми!Със консумативите не трябва да се правят компромиси,нали от това зависи надежността на автомобила!Държа много на качествено масло и филтри(ключа към дълъг живот на двигателя)Спортния въздушен филтър тип K&N и др. е абразив за цилиндрите!Кората под двигателя е за скандинавските страни,не и за нашия климат и трафик!Това разбира се е моето лично мнение и не го налагам на никой!

[Чебурашка]

Спортния въздушен филтър тип K&N и др. е абразив за цилиндрите!

Може ли малко повече инфо за вредата на спортния филтър,това при всички двигатели ли износва цилиндрите,ако се почиства редовно пак ли е така 

[Pyrhel]

Имаме тема за спортните филтри, нека не изместваме тази в неправилна посока