Автомобильные компании рекламируют мощность двигателя при разных оборотах.
Car 1: 80 PS при 6000 об/мин
Car 2: 85 PS при 6500 об/мин
Что означает мощность при разных оборотах? Означает ли это, что автомобиль 1 имеет лучшую мощность, чем автомобиль 2, потому что он работает на низких оборотах?
Или обороты не влияют на сравнение мощности?
Что означает мощность на разных оборотах? Означает ли это, что автомобиль 1 имеет лучшую мощность, чем автомобиль 2, потому что он находится на более низких оборотах?
Это зависит.
Или обороты не влияют на сравнение мощности?
tl;dr: Обороты пика мощности влияют на удобство использования двигателя для различных применений.
Число “пиковой мощности” - это всего лишь одна точка на полосе мощности двигателя. В идеале нужно знать всю кривую (и как на нее влияют температура окружающего воздуха, высота над уровнем моря, влажность, фазы луны и т.д.):
На этом рисунке мы видим кривые мощности и крутящего момента для двух двигателей (где крутящий момент - сплошной, а лошадиная сила - пунктирная). Помните, что крутящий момент - это двигатель, работающий на осях и, следовательно, на колесах и шинах. Это то, что ускоряет автомобиль вперед.
Если вы знаете крутящий момент двигателя на определенных оборотах, вы можете вычислить лошадиные силы на этих оборотах:
horsepower = (torque * rpm) / 5252
Вышеприведенное уравнение характерно для сумасшедших старых имперских единиц. Вставьте соответствующие коэффициенты преобразования, если вы хотите вывести метрические единицы вместо них.
Очень случайно, вы можете представить лошадиную силу (или “мощь”, если вы агностик единицы) как “ту, которая сохраняет скорость, несмотря на сопротивление”. Обычно мы ожидаем, что высокомощный автомобиль будет иметь более высокую максимальную скорость (при условии, что он имеет передачу на достичь этой скорости).
Глядя на приведенное выше уравнение, вы также можете видеть, что в этих единицах кривые мощности и крутящего момента всегда пересекаются при 5252 об/мин (т.е. скалярные значения равны, даже если они совершенно разные единицы).
Так что?
Все вышеперечисленное помогает вам понять, что производитель говорит вам чуть лучше. Чего не хватает, так это “чего вы хотите от автомобиля?”
Возвращаясь к графику, вы видите, что синяя линия имеет пик крутящего момента примерно на 2500 об/мин, и что она не падает до 4000 об/мин. Это означает, что с остановки автомобиль будет чувствовать, что он отъезжает сильно, сразу же. Однако, по мере того, как обороты станут намного выше, двигатель будет казаться, что он уже не дышит, разгоняясь намного медленнее на 6000 об/мин, чем на 1000 об/мин. Качественно, это то, что мы ожидаем от двигателя большого объема с нормальным всасыванием.
Красная линия имеет пик крутящего момента около 5500. Она будет чувствовать себя вялой с остановки и, кажется, просыпается по мере увеличения оборотов. От 5500 до 7500, красный двигатель будет разгоняться значительно быстрее, чем двигатель с твердым покрытием. Это примерно то, что мы ожидали бы от двигателя меньшего размера (а принудительный впрыск только увеличит этот пик на поздних оборотах).
Вопрос к клиенту: **Что вам больше нравится?
Качественное резюме:
Ранний пик крутящего момента в сплошной линии - это весело с самого начала, но вам нужно будет сдвинуться с места раньше (торговля механическим преимуществом, чтобы вернуться к пику крутящего момента). Надеюсь, что у вас будет достаточно передач, чтобы достичь максимальной скорости. Этот профиль часто предпочитают в уличном автомобиле.
Более поздние вершины пунктирной линии вялые от стоячего старта, но становятся все более захватывающими по мере увеличения оборотов. Вам не нужно будет сдвигаться с места, чтобы оставаться на пике мощности, сохраняя механическое преимущество для большего числа оборотов. Этот профиль часто предпочитают в гоночном автомобиле.
Полное раскрытие: я владел низкобюджетными, высококлассными и (high-end + турбо) автомобилями, и я предпочитаю последнюю комбинацию. Я не был заинтересован в том, чтобы стоять на старте с красного света в течение многих лет.
Я выбираю “гибкий” двигатель, в приведенном выше графике, потому что в диапазоне 1000-2500 об/мин он имеет до 30% больше мощности, а в диапазоне 2500-4500 об/мин он имеет до 15% больше мощности. Почему я предпочитаю это? Потому что 99% времени я буду в этом диапазоне оборотов, двигатель будет производить больше лошадиных сил без большого шума и суеты, с большей долговечностью двигателя - двигатель будет производить больше мощности при более низких оборотах, следовательно, меньше износа двигателя, и, наконец, есть более мгновенное ускорение, когда мне нужно разогнаться без необходимости каждый раз менять передачу, что мне пришлось бы делать в пиковом двигателе. Хотя и не часто заявляется, но двигатель с удвоенным крутящим моментом при определенных оборотах имеет удвоенную мощность при тех же оборотах. Вопрос в том, предпочитаете ли вы иметь HP, когда двигатель находится на кричащих высоких оборотах или вы предпочитаете иметь его, когда двигатель работает на более умеренных оборотах. Проблема в том, что многие люди смотрят на пиковую цифру HP и думают, что это определит, насколько сильным будет двигатель на оборотах, на которых большинство людей ездит (то есть в диапазоне от 1500 до 4000 об/мин), и часто будут разочарованы. Те, кто утверждает, что пиковый двигатель (с более высоким пиком HP) лучше, часто будут теми, кто не возражает против сокращения срока службы двигателя, повышения уровня шума. Мой 10-летний сын, считает, что автомобили со сломанными глушителями - “самые спортивные” и самые крутые. Я думаю, что выбор двигателя выше часто будет определяться тем, к какой категории относится первый, эти категории являются “крутостью” по сравнению с категорией “чувствительность”.
Вам не нужно беспокоиться о оборотах, только о том, что двигатель способен вывести из строя. Двигатель 2 имеет большую мощность, но вместе с разницей в передаче и всем остальным, тот факт, что он делает больше оборотов, не значит много. Может быть, просто двигатель выдает примерно ту же силу, что и автомобиль 1 (крутящий момент), но поворачивает немного быстрее, поэтому он имеет немного больше мощности. Мощность на самом деле не такая “сильная”, это крутящий момент. Мощность - это, по сути, крутящий момент, умноженный на скорость вращения двигателя. Но помимо технических характеристик, обороты, при которых производится максимальная лошадиная сила, не имеют большого значения. Есть более важные вещи, такие как форма кривой крутящего момента и т.д., о которых они не говорят.
Число оборотов не влияет на сравнение мощности.
Основываясь исключительно на том, что вы сказали, Car 2 будет иметь двигатель лучше, независимо от того, каковы были рейтинги оборотов. Это может быть 85 PS при 3000 об/мин и все равно было бы лучше (и, вероятно, намного больше крутящего момента!).
Вот для чего нужна передача.
Если автомобиль 2 имеет передаточное число 6500/6000 раз = 13/12 передаточного числа автомобиля 1, это обеспечит эквивалентную мощность и силу на колесах.
Некоторые люди говорят, что вы должны искать крутящий момент двигателя. На самом деле, вы должны искать мощность, потому что крутящий момент умножается на передаточное число, но мощность остается постоянной. Так что, если вы знаете мощность и скорость колес, вы будете знать крутящий момент на колесах. Вы не знаете крутящего момента на двигателе, если только не знаете передаточное число.
Люди, которые говорят, что вы должны искать крутящий момент двигателя, имеют что-то право, однако: если переключение неудобно (например, из-за вождения механической коробки передач) и вы заботитесь об экономии топлива, полезно, чтобы максимальная мощность оборотов двигателя была как можно ближе к крейсерским оборотам. Также будет небольшая задержка переключения, хотя современные автоматические коробки передач и CVT делают эту задержку короткой. Обратите внимание, что поиск крутящего момента логически приведет к появлению турбонаддувных двигателей и особенно турбодизелей, у которых есть свои специфические проблемы. Я бы без колебаний выбрал современный высокооборотный VVT без прямого впрыска бензинового двигателя с естественным впрыском вместо турбодизеля с прямым впрыском крутящего момента, если бы мне пришлось платить за обслуживание автомобиля в конце его срока службы.
Мое предложение? Получите более мощный автомобиль, если оба имеют автоматическую коробку передач. Если нет, то следует серьезно подумать об автоматических коробках передач, потому что автоматическое переключение делает всю мощность двигателя очень удобно доступной, просто нажав на пол акселератора. С очень небольшой задержкой, конечно.
Конечно, все это предполагает, что автомобили имеют эквивалентный вес. Если автомобиль 1 легче, он может на самом деле разгоняться быстрее.
Таким образом, вместо того, чтобы смотреть на мощность, вы можете смотреть на ускорение. Стандартное время - 0-100 км/ч, но я считаю, что что-то вроде 50-120 км/ч было бы более уместно в реальных условиях эксплуатации.
Решающим фактором мощности двигателей является BMEP. Тормоз означает эффективное давление. Размеры компонентов двигателя, таких как выброс коленчатого вала, диаметр отверстия цилиндра и ход, определяют BMEP. Дальнейшее рассмотрение будет касаться объёмного эффекта, времени зажигания и количества цилиндров. Двигатель может быть рассчитан на экономичность или мощность или просто иметь габаритные размеры для установки под капотом или трансмиссией в сборе. Таким образом, мощность будет варьироваться в зависимости от того, на что рассчитан двигатель - малолитражный автомобиль эконом-класса или мускульный автомобиль. Наиболее общепринятой мерой мощности двигателя является килограмм ватт. Большее количество килограммов ватт не всегда означает лучший двигатель, это зависит от конструкции. Одна лошадиная сила равна 0,746 кВт. 1 PS немного меньше, чем 1 лошадиная сила. PS - это немецкое измерение, которое вместе с мощностью лошади, выпавшей из общего употребления, но продолжающей появляться. Производители моторов всегда будут использовать описания своей продукции, которые будут наиболее соблазнительны для их целевой аудитории, чтобы максимизировать продажи.