Для чего нужна коробка передач?
Как становится ясно из написанного выше, двигатель дорожного автомобиля работает по-разному при разных оборотах. На «низах» потребляет мало топлива и плохо тянет, на «верхах» тянет хорошо, но и аппетитом обладает куда большим. Значит, нам нужно управлять оборотами мотора, чтобы получать от него нужную отдачу в зависимости от дорожной ситуации. Как это сделать? Очень просто: переключать передачи. Именно для этого в любой машине есть коробка передач: для регулировки оборотов двигателя, и ни для чего больше!
Сами посудите, в большинстве современных машин, кроме малолитражек, II передача обеспечивает разгон до 90 км/ч. А что такое 90 км/ч? Это средняя скорость движения на скоростных трассах. Да, есть любители погонять по 140-150 км/ч, но их меньше, и с такими скоростями может справиться уже III передача. Однако те же современные коробки делаются пяти-, шести- а то и семиступенчатыми. Вопрос: зачем нужны IV, V и VI передачи, если можно управиться первыми тремя? Как раз для того, чтобы ехать с теми же скоростями, но при более низких оборотах двигателя и с большей экономичностью. А зачем на II передаче разгоняться до 90 км/ч, если можно обойтись экономичной VI передачей? Как раз для работы мотора на высоких обороах и возможности интенсивного ускорения.
Вот и вся наука! Именно поэтому правильно пользоваться тахометром при выборе передачи, а не чем-то еще. Потому что переключаем передачи мы именно для изменения оборотов двигателя, чтобы на любой скорости удерживать обороты двигателя в экономичной зоне и иметь при этом достаточный крутящий момент и тягу.
В следующих статьях я напишу также о том, как правильно переключать передачи, как правильно тормозить на механике и почему опасно движение накатом.
Уменьшение силы трения
Можно также достаточно неплохо повысить количество «коней», если уменьшить силу трения между поршнем и стенками цилиндра. Для этого конечно и существует моторное масло, но как правило его недостаточно, поэтому используют различные добавки. Может вам порекомендовать присадку Suprotec, о которой много ходит слухов, кто-то не уверен в ее работе. Кто-то говорит, что она действительно работает, мы относимся ко второму типу людей и рекомендуем данную присадку. В принципе вы можете нам не доверять и использовать какую-либо другую присадку от другого производителя, это ваш выбор.
С помощью данного способа можно достичь около 7% прибавления, а также при этом улучшить надежность мотора из-за того, что сила трения поршня об стенки цилиндра будет меньше. Также есть слух, что данная присадка уменьшает расход топлива, но мы это не проверяли и подтверждать данный слух не будет.
Мощность или крутящий момент – что важнее?
Для решения этой дилеммы необходимо понять несколько фактов:
- мощность имеет линейную зависимость от частоты оборотов коленвала: быстрее вращение – больше показатель;
- мощность – производная КМ;
- до определенного значения рост КМ зависим от числа оборотов: быстрее вращение – выше КМ. Но преодолев пиковое значение, он снижается.
Отсюда можно прийти к выводу, что крутящий момент – приоритетный параметр, характеризующий возможности мотора. В то же время, нельзя пренебрегать мощностью: это значит, что производители автомобилей должны настроить работу агрегата таким образом, чтобы соблюдался баланс этих величин.
Модернизация распредвала
В большинстве случаев использование распределительных валов с изменённой геометрией кулачков практикуется для повышения мощности двигателя, хотя существуют и прямо противоположные решения.
Всё зависит от того, увеличены или уменьшены размеры кулачков. В первом случае обеспечивается больший ход клапанов, что положительно сказывается на динамике силового агрегата. Однако и здесь имеются свои нюансы: в продаже имеются модернизированные распредвалы, предназначенные для увеличения мощности мотора на низких, средних или высоких оборотах вращения коленвала. Зависит это опять же от того, как сильно увеличена высота подъёма клапанов. Если незначительно – имеем добавку мощности на небольших оборотах, если максимально (но так, чтобы исключить соударение клапана с поршнем) – увеличим тягу мотора на высоких оборотах.
Так что если вы хотите увеличить мощность атмосферного двигателя, минимально изменяя конструкцию силового агрегата – установка спортивного распредвала поможет вам решить эту задачу. Разумеется, после замены этой детали потребуется выполнение процедуры регулировки клапанов.
Крутящий момент и лошадиная сила
Автолюбители нередко дискутируют друг с другом: чей двигатель мощнее. Но иногда и не представляют при этом, из чего складывается данный параметр. Общепринятый термин «лошадиная сила» был введён изобретателем Джеймсом Уаттом в XVIII веке. Он придумал его, наблюдая за лошадью, которая была запряжена в поднимающий уголь из шахты механизм. Он рассчитал, что одна лошадь за минуту может поднять 150 кг угля на высоту 30-ти метров. Одна лошадиная сила эквивалентна 735,5 Ватт, или 1 кВт равен 1,36 л.с.
В первую очередь, мощность любого мотора оценивают в лошадиных силах, и лишь потом вспоминают о крутящем моменте. Но эта тяговая характеристика тоже даёт представление о конкретных тягово-динамических возможностях автомобиля. Крутящий момент является показателем работы силового агрегата, а мощность – основным параметром выполнения этой работы. Эти показатели тесно связаны друг с другом. Чем больше производится двигателем лошадиных сил, тем больше и потенциал крутящего момента. Реализуется этот потенциал в реальных условиях через трансмиссию и полуоси машины. Соединение этих элементов вместе и определяет, как именно мощность может переходить в крутящий момент.
Простейший пример – сравнение трактора с гоночной машиной. У гоночного болида лошадиных сил много, но крутящий момент требуется для увеличения скорости через редуктор. Чтобы такая машина двигалась вперёд, надо совсем немного работы, потому что основная часть мощности используется для развития скорости.
Что касается трактора, то у него может быть мотор с таким же рабочим объёмом, который вырабатывает столько же лошадиных сил. Но мощность в этом случае используется не для развития скорости, а для выработки тяги (См. тяговый класс). Для этого она пропускается через многоступенчатую трансмиссию. Поэтому трактор не развивает высоких скоростей, зато он может буксировать большие грузы, пахать и культивировать землю, и т.д.
В двигателях внутреннего сгорания сила передаётся от газов сгорающего топлива поршню, от поршня – передаётся на кривошипный механизм, и далее на коленчатый вал. А коленвал, через трансмиссию и приводы, раскручивает колёса.
Естественно, крутящий момент двигателя не постоянен. Он сильней, когда на плечо действует бо́льшая сила, и слабей – когда сила слабнет или перестаёт действовать. То есть, когда водитель давит на педаль газа, то сила, воздействующая на плечо, повышается, и, соответственно увеличивается крутящий момент двигателя.
Мощность обеспечивает преодоление всевозможных сил, которые мешают двигаться автомобилю. Это и сила трения в двигателе, трансмиссии и в приводах автомобиля, и аэродинамические силы, и силы качения колёс и т.д. Чем больше мощность, тем большее сопротивление сил машина сможет преодолеть и развить большую скорость. Однако мощность – сила не постоянная, а зависящая от оборотов мотора. На холостом ходу мощность одна, а на максимальных оборотах – совершенно другая. Многими автопроизводителями указывается, при каких оборотах достигается максимально возможная мощность автомобиля.
Необходимо учитывать, что максимальная мощность не развивается сразу. Автомобиль стартует с места практически при минимальных оборотах (немного выше холостого хода), и для того, чтобы отмобилизировать полную мощность, требуется время. Тут и вступает в дело крутящий момент двигателя. Именно от него и будет зависеть, за какой отрезок времени автомашина достигнет своей максимальной мощности – то есть, динамика её разгона.
Зачастую водитель сталкивается с такими ситуациями, когда требуется придать автомобилю значительное ускорение для выполнения необходимого маневра. Прижимая педаль акселератора в пол, он чувствует, что автомобиль ускоряется слабо. Для быстрого ускорения нужен мощный крутящий момент. Именно он и характеризует приёмистость автомобиля.
Основную силу в двигателе внутреннего сгорания вырабатывает камера сгорания, в которой воспламеняется топливно-воздушная смесь. Она приводит в действие кривошипно-шатунный механизм, а через него – коленчатый вал. Рычагом является длина кривошипа, то есть, если длина будет больше, то и крутящий момент тоже увеличится.
Однако увеличивать кривошипный рычаг до бесконечности невозможно. Ведь тогда придётся увеличивать рабочий ход поршня, а вместе с ним и размеры двигателя. При этом уменьшатся и обороты двигателя. Двигатели с большим рычагом кривошипного механизма можно применить только лишь в крупномерных плавательных средствах. А в легковых автомашинах с небольшими размерами коленчатого вала не поэкспериментируешь.
Что лучше: мощность или крутящий момент
Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.
Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.
Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.
Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.
В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.
Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.
Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.
ТОП-8 способов повышения мощности двигателя
- Установка коленвала с увеличенным радиусом кривошипа или расточка цилиндров. Объем двигателя становится больше, увеличиваются крутящий момент и мощность. Минусы: дорого и повышается расход топлива. Требуется внимательнее относиться к обслуживанию авто, так как даже небольшая детонация или гидроудар могут обернуться капитальным ремонтом. На многих современных автомобилях данный способ не применим, потому что стенки цилиндров тонкие.
- Установка модифицированного распределительного вала. Цель — корректировка фазы газораспределения. Метод требует одновременного перехода на другой бензин из-за увеличения риска детонации.
- Заправка бензина с более высоким октановым числом. Простой и быстрый способ. Однако без программной адаптации вырастает нагрузка на компоненты ДВС. Еще один минус — увеличение затрат.
- Установка воздушного фильтра «нулевого» сопротивления. Увеличивает подачу кислородно-воздушной смеси и снижает сопротивление движению топлива на впуске. За счет этого повышается коэффициент сжатия в цилиндре и растет мощность на 1-3%. Прирост небольшой, но способ дешевый.
Установка «прямотока». Цель — уменьшить сопротивление выходу отработавших газов. Двигатель быстрее раскручивается. Из недостатков —изменяется звук, многим не нравится
Обратите внимание на качество прямотока, который ставите. Если он сделан неправильно, эффекта может не быть
- Установка турбины на атмосферные моторы. В результате уровень кислорода в топливной смеси резко вырастает. Повышается сила сжатия и взрыва, а соответственно и мощность. Это один из самых эффективных способов, дающих наибольший прирост на атмосферниках. Однако учитывайте дороговизну и техническую сложность метода. Внимательно выбирайте специалистов, которые возьмутся за работу.
- Установка выхлопных труб с измененным диаметром. Прогнозируемый прирост 3–5% за счет оптимизации движения выхлопных газов. В идеальном варианте требуется тонкая настройка диаметра устанавливаемых труб.
- Установка облегченных шатунов или поршней. Используются детали легкой ковки (МАМИ, Mahle и др.). Цель — уменьшение механических потерь при работе ДВС. Прибавка мощности двигателя минимальная.
Как на самом деле помочь мотору
Нужно в хорошую сухую погоду выехать на свободную прямолинейную многополосную трассу (а лучше магистраль) и ехать при оборотах двигателя выше 5000 в минуту на протяжении хотя бы получаса, а лучше часа. Для этого при скорости порядка 100 км/ч нужно ехать на четвертой передаче (если коробка механическая). На машине с автоматом выберите ручной режим управления и переключитесь на одну или две передачи ниже. Не бойтесь переборщить — электроника не даст вам загнать стрелку тахометра слишком далеко в красную зону. Агрегаты не пострадают.
С вариаторами все то же самое. Переводим селектор коробки в позицию ручного управления виртуальными передачами. Подбором передачи добиваемся работы двигателя на оборотах не ниже 5000 об/мин. И не удивляйтесь большому расходу топлива на этом отрезке пути — все же чистка и продувка мотора того стоит.
Словом, в этом мифе есть изрядная доля правды. Двигателю полезно иногда поработать в предельном режиме. Так надо ездить хотя бы раз за пару тысяч километров пробега. Стритрейсерам и прочим любителям «летать» на запредельных скоростях эти рекомендации ни к чему — вы и так изрядно нагружаете свой двигатель, и моторы у вас изнашиваются по другим причинам. Все эти рекомендации — для водителей, исповедующих спокойный стиль езды, но желающих продлить срок службы двигателя. Оценить увеличение ресурса напрямую невозможно, но вы сами почувствуете пользу от такой процедуры. Конечно, проводить ее надо на уже походившем автомобиле, с пробегом за 30 000 км, но если первая зима настанет раньше, чем вы накатаете такие цифры на одометре, то «прожарка» масла потребуется по фактической погоде.
Семь главных минусов и два плюса турбомоторов рассмотрены тут.
Источник
Крутящий момент двигателя
Стоит понимать, что мощность мотора – это энергия, которая вырабатывается двигателем. И именно эта энергия преобразуется в крутящий момент на выходном (коленчатом) валу двигателя, далее момент изменяется в трансмиссии (при помощи нужных передаточных чисел шестерен) и после передается на привода, или ведущие мосты и после на колеса.
Тронуться и поехать, вы сможете даже на маломощном двигателе (причем для этого нам не нужно много мощности), здесь работают передаточные числа, которые точно подобраны в трансмиссии вашего авто.
НО мы же не хотим ездить со скоростью 20 – 40 км/ч, нам нужно ускорение, быстрое передвижение. А для этого просто необходим достаточный крутящий момент при всех диапазонах скоростей. Это достигается – достаточной мощностью двигателя и подбором шестерен в трансмиссии и приводах, мостах (если есть).
Если вывести определение:
Крутящий момент – это сила, которая умножена на плечо ее приложения, которую может предоставить мотор машине для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Измерения производят в ньютонах, а рычаг измеряется в метрах.
Если разобрать, просто «на пальцах формулу», то 1 Н·м – это сила с которой 0,1 кг, давят на конец рычага (это поршень) длиной в 1 метр. Как становится понятно, в двигателе роль рычага выполняет кривошип коленчатого вала, через который и производится крутящий момент. Понятно, что кривошип, длинной не 1 метр, но момент вычисляется из приложенных характеристик.
Именно от этого показателя и зависит время достижения силовым агрегатом максимальной мощности, а значит и динамики разгона авто.
Если образно утрировать — то момент, собирает все лошадиные силы в «кулак» который и раскручивает мотор, и чем больше этот кулак, тем быстрее раскручивается мотор и ускоряется автомобиль.
Энергетическая ценность солярки и бензина
Дизельное топливо состоит из более тяжелых углеводородов, чем бензин. Меньший КПД бензиновой установки сравнительно с дизелем также заключаются в энергетической составляющей бензина и особенности его сгорания. Полное сгорание равного количества солярки и бензина даст больше тепла именно в первом случае. Тепло в дизельном ДВС более полноценно преобразуется в полезную механическую энергию. Получается, при сжигании одинакового количества топлива за единицу времени именно дизель выполнит больше работы.
Также стоит учитывать особенности впрыска и создание надлежащих условий для полноценного сгорания смеси. В дизель топливо подается отдельно от воздуха, впрыскивается не во впускной коллектор, а напрямую в цилиндр в самом конце такта сжатия. Результатом становится более высокая температура и максимально полноценное сгорание порции рабочей топливно-воздушной смеси.
Крутить или не крутить двигатель до отсечки? Нужно ли это делать
Очень часто мне задают вопрос – «подскажите, пожалуйста, можно ли или нужно ли крутить двигатель до высоких оборотов (некоторые еще называют жарить, «дать просраться» и т.д.)». Понять их можно, сейчас на многих сайтах, да и форумах ходит такое мнение, что если будешь «пенсионерить» (передвигаться с оборотами не выше 2000 – 2500), то двигатель твоего автомобиля будет ходить долго и счастливо (будет чуть ли не вечный)! НО так ли это на самом деле? Давайте разбираться, выскажу свое мнение, как обычно будет и видео версия в конце …
В самом начале хочется отметить, что понятие высокие обороты у всех автомобилей различное, например для бензиновых нормальные будут в пределе 2000 – 4000 об/мин, а вот для дизеля 1500 – 2000 об/мин. Также объемный V-образный мотор, быстрее выйдет на заданную скорость, чем скажем 1-3 литровые рядные бензиновые варианты, которые нужно крутить.
НО суть сейчас не в этом, в городе то особо не погоняешь, да еще добавляют «ложку дегтя» вот такие вот щадящие свой мотор и как они считаю продлевающие ресурс индивидуумы! Плетутся, дай бог 40 – 60 км/ч, с минимальными 2000 оборотов. Действительно ли они продлевают ресурс или все это бред?
Минимальные обороты
Какая-то логика в словах тех, кто так говорит и пишет — есть! Вроде не насилую мотор, езжу спокойно, машина проходит дольше. НО не все так просто.
Еще раз повторю свою верхнюю фразу, для бензинового мотора считается нормальными 2000 – 4000 об/мин. А максимальная мощность зачастую раскрывается уже при 5000 – 5500 об/мин
И поверьте 4000 оборотов вполне достаточно для нормальной работы, то есть вы не насилуете силовой агрегат (ресурс сокращается не так сильно), но и не даете ему обрасти нагаром.
Минусы низких оборотов:
- Давление масла – сейчас практически любой силовой агрегат, даже на холостом ходу создает нужное достаточное давление для нормальной работы. И действительно пока вы не едите его достаточно. НО стоит вам поехать, нагрузка на агрегат уже другая, насос прокачивает масло, но при больших нагрузках и малых оборотах его может быть не достаточно. Что я имею в виду, простой пример – 2000об (вы специально не крутите), машина груженая, да еще лезете в горку. Насос как качал масло, так и качает, но его может быть не достаточно для этой нагрузки, поэтому может идти повышенный износ.
- Нагар – кокос. Любой ДВС — это двигатель внутреннего сгорания, и даже если в него залить самое чистое топливо (самый чистый спирт), то процесс горения вы все равно никуда не денете. А этот процесс сопровождается нагаром! При малых оборотах, эти углеродистые отложения не успевают сгореть и отойти в выхлопную трубу, оседая все больше и больше. НО если раскрутить свой мотор, повышаются обороты и температура в камере сгорания, тогда этот нагар частично вылетает в выхлопную трубу. И внутри камеры сгорания становится намного чище.
Детонация. Как вы думаете, какой процесс, самый разрушительный в моторе? Не гадайте, отвечу за вас – ДЕТОНАЦИЯ. Сейчас я не буду расписывать, что это такое, у меня скоро будет про это статья. Смысл здесь в чем, если камера сгорания зарастает коксом, тогда детонация не заставит себя ждать, и вы наоборот погубите свой ДВС быстрее, чем положено ресурсом
В общем низкие обороты не всегда плохо, но их нужно дозировать, про это чуть ниже.
Высокие обороты, крутить до отсечки
Всегда так делать, тоже не стоит. Прямо на каждом светофоре и при каждой остановке. Все же излишне большая нагрузка при каждой остановке – ТОЖЕ НЕ НУЖНА.
Во-первых, это быстрее изнашивает ваш мотор
Во-вторых, Это негативно влияет на АКПП или механику, банально быстрее изнашивая диск сцепления.
В-третьих, Быстрее разгоняешься, нужно дольше и интенсивнее тормозить, больший износ колодок и дисков
Это все понятно, но как же ездить, получается и не крутить, и не тошнить?
А как тогда ездить?
Ездите нормально. Чередуйте нагрузку – есть очень простой способ.
Передвижение с оборотами в 2000 – 4000, но один или пару раз за поездку нужно крутить до 5000 – 6000, чтобы так сказать дать просраться ДВС, удалить весь кокс из камеры сгорания, из мелких масляных каналов (потому как насос начинает качать больше и интенсивнее). Да и в целом силовой агрегат на это рассчитан.
Подводим простой итог:
- Постоянно тошнить не нужно (2000 об), камера сгорания зарастет коксом
- Постоянно крутить с места и класть стрелку в отсечку, не нужно (большой износ)
- НА не прогретом моторе забываем о высоких оборотах
- Пользуйтесь такой формулой, ездим нормально (2000-4000об), раз или два за поездку раскручиваем больше 5000-6000об
Сейчас видео версия смотрим
НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР
«Питер — АТ»
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453
Как добиться топливной экономичности без вреда для двигателя
Сейчас читают: Кондиционеры и ревитализанты металла для двигателя: стоит ли…
Фев 27, 2020
Проверка качества масла в двигателе: что нужно знать…
Фев 27, 2020
Прежде всего, нужно определить, на какой скорости на каждой передаче обороты двигателя на конкретном ТС падают ниже 1800-2000 об/мин. Как правило, для большинства моторов 1.8-2 тыс. оборотов являются тем «минимумом», когда давление в системе смазки уже достаточное для того, чтобы избежать повышенного износа.
Второе, нужно обязательно учитывать дорожные условия. Например, автомобиль движется со скоростью 60 км/ч на 5 передаче по ровной дороге, однако далее начинается подъем. Водитель может или сильнее нажать на газ, чтобы поддерживать набранную скорость, или же перейти на пониженную передачу.
Так вот, в первом случае нагрузки на двигатель будут очень большими, а также возникает риск детонации. При этом никакой экономии топлива уже нет, так как приходится сильнее нажимать на газ, чтобы поддерживать набранную скорость. Получается, бензин в цилиндрах сгорает интенсивнее, а тяги на повышенной передаче нет, при этом машина с большим трудом преодолевает подъем.
Если изучить основные рекомендации специалистов, касательно того, какие обороты, скорость, передачи и другие факторы влияют на расход топлива и ресурс ДВС, тогда для бензиновых моторов можно выделить следующее:
- крайне нежелательно постоянно ездить на оборотах ниже 2000 тыс.;
- необходимо подбирать передачу в соответствии с дорожными условиями;
- движение на наивысшей передаче должно происходить с оптимальной скоростью;
Что касается дизельных моторов, оптимальная скорость, обороты и выбор передачи будет отличаться от бензиновых аналогов. По этой причине тонкости и особенности экономичной езды на дизельном моторе следует изучать отдельно.
Еще следует отметить, что для экономии топлива очень важно научиться сохранять инерцию. На практике это значит, что без необходимости не следует пользоваться тормозом, уметь применять торможение двигателем, своевременно переключать передачу, проходя повороты с минимальной потерей ранее набранной скорости и т.д
Обратите внимание, такая езда требует понимания всех происходящих процессов, то есть неопытный водитель сначала нуждается в определенной профессиональной подготовке (контраварийное вождение), только после чего можно применять полученные знания на практике!