Максимальные обороты дизельного двигателя

Оптимальные обороты для езды на авто с дизельным мотором

Многие автомобилисты, имевшие длительный опыт езды на машинах с бензиновым двигателем, задаются вопросом, на каких оборотах лучше эксплуатировать дизельный мотор. Конечно, многое зависит от модели двигателя и особенностей его эксплуатации, но некие общие принципы всё же прослеживаются.

Обороты в бензиновых и дизельных агрегатах

Помимо некоторых конструктивных отличий, дизельные моторы отличаются от бензиновых более высокой компрессией и лучшим КПД. При этом крутящий момент у дизеля на низких оборотах выше, чем у бензинового агрегата, тогда как удельная мощность — ниже.

На практике эта разница означает, что дизельный мотор имеет лучшую тягу и потому лучше справляется с перевозкой тяжелых грузов. А вот там, где нужна высокая скорость передвижения, вперед выходит бензиновый мотор, развивающий больше мощности на высоких оборотах.
Таким образом, дизельный мотор проявляет свои лучшие качества именно на низких оборотах, а потом его удельная тяга наоборот снижается. По этой причине долгое время такими двигателями комплектовались почти исключительно те виды техники, для которых высокая скорость передвижения была малозначительным параметром или не требовалась вовсе.

Однако технический прогресс не стоит на месте. Постепенно дизельные моторы сократили отставание от своих бензиновых собратьев в вопросах мощности на высоких оборотах. И тем не менее даже сегодня максимальные обороты дизелей существенно ниже, чем у бензиновых установок. Так, самые современные дизельные агрегаты Cummins имеют максимальное ограничение по числу оборотов на уровне 4,5-4,8 тыс. об/мин. В это же время бензиновые моторы самых обычных легковушек сегодня без проблем способны выдавать порядка 7 тыс. оборотов.

Оптимальные обороты для дизеля

В плане эксплуатации одним из ключевых отличий бензинового мотора от дизельного является распределение удельной мощности на разных оборотах. У бензиновых агрегатов эта зависимость линейна, что позволяет создавать моторы с достаточно высоким пределом оборотов. Здесь принцип простой — чем выше обороты, тем выше мощность. По сути, у бензиновых моторов единственным реальным ограничением мощности, а значит и числа оборотов, является используемый для создания двигателя материал. Инженерам приходится ограничивать обороты бензиновых моторов только потому, что более высокие значения не выдержит сама сталь, из которой сделан мотор.

В свою очередь распределение мощности у дизельных моторов происходит не линейно, а по параболе. Пик наступает достаточно рано — на тех значениях оборотов коленвала, которые для бензинового мотора считаются средними или даже низкими. А далее рост оборотов не только не добавляет двигателю мощности, а наоборот снижает ее. По этой причине высокооборотистые дизельные моторы никто не выпускает.

Все эти особенности и определяют стиль езды на автомобиле с дизельным агрегатом. Точные значения числа оборотов, которые нужно использовать для дизельных моторов, мы говорить не будем, поскольку для каждой модели двигателя, а также в зависимости от условий его эксплуатации, наличия/отсутствия турбины и других факторов этот показатель будет индивидуальным. Где-то оптимальными являются обороты на уровне 1500-1800, а где-то лучше держать 2000-2300.

В любом случае нужно придерживаться тех значений, которые рекомендует производитель двигателя. Эти значения должны быть указаны в руководстве пользователя, а часто и прямо отмечены на тахометре в виде «зеленой зоны».

В целом же можно с уверенностью говорить о том, что для дизеля оптимальным будет то значение, которое для бензиновых моторов считается ездой внатяг (та ситуация, когда повышенную передачу включили слишком рано). Повышать же обороты сверх оптимальных значений не только бессмысленно, но даже вредно. Прибавка мощности от этого всё равно не последует (будет ее снижение),зато повысится расход топлива и масла, а также начнется более интенсивный износ цилиндро-поршневой группы.

Обороты двигателя: максимальное количество и возможные неисправности

Обороты дизельного двигателя — это один из частых вопросов владельцев дизельных автомобилей. Ответ один — все зависит от параметра силового агрегата, его мощности и крутящего момента, которые в совокупности определяют предел максимальных оборотов дизельных двигателей. Для того чтобы широко открыть эту тему, приведем некоторые сведения об особенностях дизельных двигателей и их оборотах.

Первая причина невысоких оборотов у дизелей, это увеличенная масса поршня и шатуна по сравнению с бензиновыми. Далее, это особенности воспламенения дизельного топлива. Неполнота сгорания дизельной смеси не позволяет двигателю развивать высокие обороты.

Смесь попросту не успевает догореть в цилиндрах и силовой агрегат не успевает выполнить свой полный рабочий цикл. По этой причине при запредельных оборотах нарушается рабочий такт и снижается удельная мощность дизельного двигателя на литр объема.

Кстати, именно из-за этого для спортивных дизельных авто производят специальное дизельное топливо, которое имеет способность быстро воспламеняться и полностью сгорать.

Следующий фактор, снижающий способность к оборотам у дизеля, это так называемый степень сжатия, возникающая при запредельных оборотах. Сжатие требует дополнительных усилий и начинает красть часть мощности движка, часть энергии двигателя попросту начинает уходить на вращение самого себя. Оба вышеописанных факторов усиливаются с повышением оборотов, в результате чего способность к максимумам у дизелей обычно ограничена.

По этим причинам ускорять дизель до максимума не рекомендуется, так как после преодоления так называемых моментных оборотов тяга увеличиваться дальше не будет. Стремление увеличить обороты могут привести только к изнашиванию цилиндро — поршневой группы и к перерасходу топлива и моторного масла.

Мощность попросту снижается после 3800-4000 об/мин. По вышеописанным причинам владельцам дизельных авто необходимо разумно корректировать стиль езды.

Турбодизельные агрегаты которыми снабжаются тяжелые КАМазы, имеют норму по оборотам —1800 об/мин. Что касается дизельных малолитражек, используемых на легковушках, у них запас максимума где-то диапазоне в 2200-2500 об/мин.

Приведем небольшую таблицу (представим, что мы имеем дело с 6 ступенчатой передачей):

  • 3 передача — от 30 км/ч до 50
  • 4 передача — от 50 км/ч до 70
  • 5 передача — от 70 км/ч до 100
  • 6 передача — от 100 км/ч

Заметим, что на 6-той передаче при скорости 100 км/ч, обороты становятся 2000 об/мин, за пределами которого увеличение не имеет смысла, так как у дизелей оптимальный крутящий момент в пределах 1500-1900.

Общая стратегия такова, если двигатель работает без напряга, то можно немного сбавить обороты. Схема переключения передач: первая передача — все обороты, начиная от второй — 1500 об/мин. после третьей передачи — 1700 оборотов, а на пятой — 1900. При нарушении правил переключения передач, вы подвергаете силовой агрегат излишней встряске и вибрациям, а при низких оборотах масло недостаточно смазывает дальние шестерни.

По вышеуказанным фактам следует, что дизельному мотору нет необходимости прибавлять оборотов для достижения высокого крутящего момента. Именно эта особенность дизелей и делает их незаменимыми для использования в грузовом транспорте, для которых высокая скорость движения не принципиальна.

Для сравнения можно привести в пример бензиновые двигатели. Они гораздо мощнее дизельных, им для достижения высоких скоростей необходима высокая мощность на максимумах оборотов. Бензиновый мотор увеличивает мощность не сразу, достигая пика на растущих оборотах. С дизелем дела обстоят по-другому, они набирают максимум мощности намного раньше, но уже на средних оборотах тяга дизельного мотора слабеет.

Холостые обороты дизельных двигателей могут давать разные значения, которые зависят от вязкости масла или нагрузки на генератор. Высокие обороты лучше всего измерять на холостом ходу выжимая полный газ. Согласно инструкциям, они могут быть 4900-5000.

Многие водители, ради экспериментов пытаются регулировать тросик на АКПП, которую без острой необходимости лучше не трогать, так как можно расстроить систему передач. Экспериментируя с холостыми оборотами следует помнить, что сниженные обороты отрицательно действуют на дизель в целом особенно на турбине.

Продолжим тему про холостые обороты дизеля. Существует поверье, что дизельный двигатель не любит старты, поэтому его лучше не глушить часто. Если следовать этому совету, существует риск порчи колец, они просто начинают стираются. Происходит это от злоупотребления холостым ходом при оборотах ниже 2000. Такое часто происходит на севере, где водители большегрузных дизельных авто сутками не глушат двигатели.

Будет полезно  Радар детектор whistler 268ru отзывы

Проблемы связанных с этим в основном две. Первое, это закоксовывание форсунок. Проблема решается нагрузкой при рабочих оборотах что очищает форсунки. Вторая проблема, которая связана с закоксовыванием колец, решается также. Нужно накручивать обороты с поддержанием масляного давления, а при морозах заслонять радиатор картонкой.

Вообще, при хорошем давлении масла и бесперебойной работы системы охлаждения, дизель способен долгое время выдерживать холостые обороты, только нельзя забывать про хорошую перегазовку с повышением оборотов как приводилось выше.

Но нельзя в этом переусердствовать, вы, конечно же, устраните отложения повышением оборотов, но кольца все же будут постепенно стираться, так-как давление масла падает при холостых. Гипотетически, если бы давление масла не падала, дизель мог бы работать вечно пожирая всю имеющуюся солярку.

Если большегрузные дизельные двигатели, с трудом выдерживают снижение нагрузки на 20 процентов ниже расчетной в течение длительного времени, то для легких автомобильных дизельных агрегатов норма совсем другая.

Для дизельных легковушек, последствие длительной работы на холостых оборотах не настолько катастрофичен как для грузовых. Для легковых дизельных транспортных средств существует иной риск. Максимально допустимые обороты могут привести к самовоспламенению в виде детонации, что чревато разрушением поршневой группы.

В процессе модернизации, дизельные установки по оборотам все более приближаются к бензиновым. однако, все же будут всегда уступать бензиновым. Мощный дизель можно разогнать вплоть до максимальных 4500-4800 тыс. об/мин, а 7 тыс. об/мин для бензиновых установок от седанов является чем-то обычным.

Производители дизельных агрегатов, постоянно совершенствуют характеристики двигателей. Увеличивается мощность, улучшается крутящий момент, совершенствуются способы экономии дизтоплива. Отметим модернизацию системы подачи топлива в цилиндры. Это так называемый предварительный впрыск топлива, он снижает ударный момент и улучшается сгорание топливно-воздушной смеси. Все эти нововведения в совокупности помогают дизелю работать менее жестко.

Можно также отметить доработку механизма распределения газа, приводящая к увеличению количества клапанов. Все же, настоящей революцией было добавление к дизельному двигателю турбины. Эти небольшие отклонение от основной темы, имела цель напомнить автовладельцам, что год за годом дизельные агрегаты эволюционируют. Непрестанно улучшаются характеристики оборотов, постепенно уравнивающие мощность к крутящему моменту.

Отдельного слова заслуживает Японский вклад в дизельные технологии. Владельцы джипов на дизельных агрегатах последних моделей, обратили внимание на наличие кнопки «Включение режима прогрева». По инструкции, кнопку следует активировать при зимних морозах. Ее функция в том, что она поднимает обороты холостого хода до 1300-1400.

Обороты держатся только в холостом режиме, если прибавить газу включив сцепление, обороты автоматически обретут штатное значение в 800-900. Иными словами, японский конструктив предлагает повышение оборотов на холостом ходу исключительно для прогрева двигателя.

Механическое регулирование числа оборотов дизельного двигателя

Применение

Приемистость автомобиля с дизельным двигателем можно назвать удовлетворительной, когда двигатель постоянно реагирует на команды водителя через педаль акселератора. Кроме этого, при движении двигатель не должен стремиться к остановке. Двигатель должен при изменении положения педали акселератора плавно разгоняться или замедляться без перебоев. На ровной дороге и удерживании педали акселератора в ладанном положении скорость автомобиля должна также оставаться постоянной. Когда педаль отпускается, двигатель должен тормозить автомобиль. На дизельном двигателе для обеспечения выполнения всех этих требований имеется регулятор числа оборотов (на ТНВД).

Рис. Регулятор числа оборотов двигателя

Регулятор включает в себя механический (центробежный) регулятор и рычаг. Имеется чувствительное устройство управления, которое определяет положение втулки управления, определяя таким образом ход педали и, соответственно количество впрыскиваемого топлива. Есть возможность адаптации реакции регулятора к изменениям установочной точки путем изменения конструкции рычага.

Функции регулятора числа оборотов дизельного двигателя

1. Подача при запуске; 2. Подача при полной нагрузке; 3. Управление крутящим моментом (положительный); 4. Регулировка оборотов при полной нагрузке; 5. Холостой ход; 6. Ход втулки управления; 7. Обороты двигателя; а — регулятор минимальных и максимальных оборотов; Ь — регулятор регулируемых оборотов.

Основной задачей всех регуляторов является ограничение максимальных оборотов двигателя. В зависимости от типа регулятор также реагирует на поддержание постоянными определенных оборотов двигателя, таких как обороты холостого хода или минимальных и максимальны) оборотов двигателя в определенном диапазоне оборотов или полном диапазоне оборотов между оборотами холостого хода и максимальными оборотами. Различные типы регуляторов являются прямым результатом различных обозначений регуляторов:

  • регулирование низких оборотов холостого хода: низкие обороты холостого хода управляются регулятором ТНВД
  • регулирование минимальных оборотов: когда педаль акселератора нажимается полностью, максимальные обороты при полной нагрузке не должны возрастать более чем до повышенных оборотов холостого хода (максимальных оборотов), когда нагрузка убирается. При этом регулятор реагирует путем перемещения втулки управления обратно в направлении положения остановки двигателя, а подача топлива к двигателю уменьшается
  • регулирование промежуточных оборотов: регуляторы изменяемых оборотов включают регулирование промежуточных оборотов. В определенных пределах эти регуляторы могут также поддерживать обороты двигателя между холостыми и максимальными на постоянном уровень. Это означает, что в зависимости от нагрузки, обороты двигателя изменяются в рабочем диапазоне только между nв (заданные обороты на кривой полной нагрузки и nт (.без нагрузки на двигателе).

Другие функции управления выполняются регулятором в дополнение к его регулирующим возможностям:

  • сброс или блокировка дополнительного топлива, требуемого для запуска двигателя.
  • изменение подачи пои полной нагрузке в зависимости от оборотов двигателя (управление крутящим моментом).

В некоторых случаях для реализации этих дополнительных возможностей необходима установка дополнительных модулей.

Точность регулирования оборотов двигателя

Параметр, используемый в качестве меры для точности регулятора при управлении оборотами двигателя при снятии нагрузки с двигателя является так называемым коэффициентом снижения оборотов (коэффициент Р) или же просто снижением оборотов. Это увеличение оборотов, выраженное в процентах, которое имеет место, когда нагрузка дизельного двигателя убирается при неизменном положении рычага управления (педали акселератора). В области управляемых оборотов увеличение оборотов двигателя не должно превышать определенное значение. Оно определяется повышенными оборотами холостого хода. Это обороты двигателя, которые имеют место когда дизельный двигатель, начиная со своих максимальных оборотов при полной нагрузке, полностью освобождается от всей нагрузки. Увеличение оборотов пропорционально изменению нагрузки и увеличивается пропорционально ей.

б = (nl0 — nvo)/nv0
где б — коэффициент Р (коэффициент снижения оборотов);
nl0- повышенные обороты холостого хода (максимальные обороты);
nv0 — максимальные обороты при полной нагрузке.

Требуемое снижение оборотов зависит от области применения двигателя. К примеру, для двигателя используемого для привода электрического генератора требуется небольшой коэффициент снижения оборотов, так как изменения нагрузки вызывают небольшие изменения числа оборотов. С другой стороны, для автомобильных применений желательны большие коэффициенты снижения оборотов, т.к они приводят к более стабильному управлению в случае лишь небольших изменений нагрузки разгон или торможение; и к лучшей приемистости Низкое значение коэффициента приведет к жесткой, резкой работе при изменениях нагрузки.

Регулятор изменяемых оборотов

Регулятор изменяемых оборотов управляет всеми оборотами двигателя в диапазоне между режимом запуска и максимальными оборотами. Этот регулятор управляет оборотами холостого хода и максимальными оборотами при полной нагрузке, а также оборотами в промежуточной области. При этом педалью акселератора могут быть выбраны любые обороты двигателя, и они в зависимости от коэффициента снижения оборотов, будут поддерживаться практически постоянными. Это необходимо, к примеру, когда на автомобиль устанавливаются дополнительные агрегаты (лебедки, насосы, краны и т.д.). Регулятор изменяемых оборотов часто устанавливается на грузовых и сельскохозяйственных автомобилях.

Рис. Кривые характеристик регулятора изменяемых оборотов:
A. Положение запуска для втулки управления; S. Двигатель запускается с пусковой подачей топлива; S-L пусковая подача топлива уменьшается до количества топлива режима холостого хода; L. Обороты холостого хода; nум. следующие за запуском двигателя (без нагрузки); L-B. Фаза разгона двигателя после перемещения рычага управления оборотами двигателя из режима холостого хода до требуемой величины оборотов n; В-В’. Втулка управления недолго остается в положении полной нагрузки и вызывает быстрое увеличение оборотов двигателя; В’-С. Втулка управления двигается назад (меньшее количество впрыскиваемого топлива, более высокие обороты двигателя). В соответствии с коэффициентом снижения оборотов автомобиль поддерживает требуемые обороты n в области частичной нагрузки; Е. Обороты двигателя n после снятия нагрузки с двигателя с неизменным положение рычага управления оборотами двигателя; 1. Ход втулки управления; 2. Полная нагрузка; 3. Обороты двигателя.

Конструкция и принцип работы регулятора числа оборотов двигателя

Регулятор приводится в движение приводным валом и содержит в себе корпус грузиков с грузиками (1). Регулятор соединен с валом регулятора, который закреплен в корпусе регулятора и свободно вращается вокруг него. Когда грузики вращаются, они поворачиваются наружу под действием центробежной силы и их радиальное движение преобразуется в осевое движение скользящей втулки. Ход скользящей втулки (2) и усилие, создаваемое ею, влияют на регулирующий рычаг (не показан). Взаимодействие усилий пружины и усилий скользящей втулки определяет положение рычага управления, изменение которого передается на втулку управления, результатом чего будет регулирование количества впрыскиваемого топлива.

Будет полезно  Основные слабые места автомобиля лада калина. частые неисправности и распространенные болезни kalina

Рис. Конструкция регулятора числа оборотов двигателя

Запуск

Когда двигатель остановлен, центробежные грузики и скольгящая втулка находятся в исходном положении. Пусковой рычаг (4) нажат в положении запуска (рис. а) с помощью пусковой пружины (5) и поворачивается относительно своего шарнира М. В то же самое время втулка управления (6) на плунжере распределителя (8) перемешается в свое пусковое положение с помощью стержня с шариком на пусковом рычаге. Это означает, что когда двигатель проворачивается стартером плунжер распределителя должен пройти через полный рабочий ход (аналог максимальной подачи топлива) перед открыванием отверстия отсечки (7) и прекращением подачи. Таким образом, пусковая подача (аналог максимальной подачи) достигается автоматически при проворачивании двигателя стартером.

Регулировочный рычаг удерживается в корпусе насоса так, что он может вращаться. Он может быть перемещен с помощью регулировочного винта подачи топлива.

Подобно этому, пусковой рычаг (4) и натяжной рычага (3) также могут вращаться в регулировочном рычаге. Стержень с шариком, который входит во втулку управления, соединен с нижней стороной пускового рычага, а пусковая пружина — с его верхней частью. Пружина оборотов холостого хода соединена со штифтом крепления (14) на верхнем конце натяжного рычага. К этому штифту подсоединена пружина регулятора (13). Соединение с рычагом управления оборотами двигателя (10) осуществляется через рычаг (11) и вал рычага управления (12).

Для перемещения скользящей втулки против действия мягкой пусковой пружины на расстояние (а) необходимы очень низкие обороты, При этом пусковой рычаг поворачивается вокруг шарнира М (для 4 и 6) и пусковое количество топлива автоматически уменьшается до количества топлива, соответствующего холостому ходу, h — максимальный рабочий ход (запуск).

Управление низкими оборотами холостого хода

На работающем двигателе и отпущенной педали акселератора рычаг управления оборотами двигателя перемещается в положение холостого хода до регулировочного винта (9) оборотов холостого хода (рис. b). Обороты холостого хода подбираются так, чтобы двигатель работал устойчиво и мягко, когда он ненагружен или нагружен слегка. Действительное управление производится с помощью пружины оборотов холостого хода (15) на штифте крепления, который противодействует силе, развиваемой центробежными грузиками.

Этот баланс сил определяет положение скользящей ВТУЛКИ относительно поперечного отверстия плунжера распределителя (7) и, соответственно, его рабочего хода. При оборотах выше холостых пружина сжимается на величину (с) и более не работает (h2 — минимальный рабочий ход/холостой ход). Используя специальную пружину оборотов холостого хода, подсоединенную к корпусу регулятора, можно отрегулировать обороты холостого хода независимо от положения педали акселератора и увеличить или уменьшить их в зависимости от температуры или нагрузки.

Работа под нагрузкой

При работе, в зависимости от требуемых оборотов двигателя или скорости двигателя, рычаг управления оборотами двигателя (2) находится в заданном положении в пределах области своего хода. Это определяется водителем путем изменения положения педали акселератора. При оборотах двигателя, превышающих холостые, пусковая пружина (9) и пружина оборотов холостого хода (5) сжаты полностью и больше не влияют на работу регулятора. Это производится пружиной регулятора (4).

Рис. Работа под нагрузкой:
а) Работа регулятора при увеличении оборотов двигателя; b) Работа при уменьшении оборотов двигателя; 3. Регулировочный винт оборотов холостого хода; 8. Стопор натяжного рычага; 11. Регулировочный винт для повышенных оборотов холостого хода (максимальных оборотов); 14. Плунжер распределителя; h1 — рабочий ход на холостом ходу; h2 — рабочий ход при полной нагрузке; M1 — шарнир для 6 и 7.

Пользуясь педалью акселератора, водитель устанавливает рычаг управления оборотами двигателя в определенное положение, соответствующее желаемой скорости автомобиля. В результате такой регулировки положения рыча, а управления, пружина регулятора растягивается на заданную величину и в результате усилие пружины регулятора превышает центробежную силу грузиков (1) и приводит к повороту пускового рычага (6) и натяжного рычага (7) относительно шарнира М, Благодаря передаточному числу механической трансмиссии, включенной в систему, втулка управления (10) смещается в направлении полной нагрузки. В результате подача топлива увеличивается, а обороты двигателя возрастают. Это приводит к тому, что центробежные грузики создают большее усилие, которое через скользящую втулку (12) противодействует усилию пружины регулятора.

Втулка управления остается в положении полной нагрузки до тех пор, пока имеется баланс сил. Если обороты двигателя продолжают увеличиваться, то грузики расходятся еще больше усилие скользящей втулки преобладает и в результате пусковой и натяжные рычаги поворачиваются вокруг М и прижимают втулку управления в направлении остановки двигателя так, что управляющий кана (отверстие) (13) откроется раньше. Возможно уменьшить подачу топлива до нуля, что обеспечит ограничение оборотов двигателя. Это означает, что при работе и пока двигатель не перегружается, каждое положение рычага управления оборотами двигателя соответствует конкретному диапазону оборотов между полной нагрузкой и нулем. В результате этого в пределах, устанавливаемых коэффициентом снижения оборотов, регулятор поддерживает желаемые обороты.

Если нагрузка увеличивается до такой степени, что даже если втулка управления находится в положении полной нагрузки, а обороты двигателя продолжает падать, то это значит, что увеличение подачи топлива далее невозможно. Двигатель перегружается и водитель должен переключиться на пониженную передачу.

Торможение двигателем

При движении под уклон, двигатель сам приводится в движение автомобилем и обороты двигателя стремятся увеличиться. Это вызывает движение грузиков наружу, так что скользящая втулка давит на натяжной и пусковой рычаги. Оба рычага меняют свое положение и прижимают втулку управления в направлении уменьшения подачи топлива, пока не будет достигнуто уменьшенное значение подачи топлива, которое соответствует новому уровню нагрузки. В крайнем случае значение подачи равно нулю. В основном, для регулятора изменяемых оборотов это поведение применимо для всех положений рычага управления оборотами двигателя, когда нагрузка или обороты двигателя изменяются до такой степени, что втулка управления перемещается в положение полной на грузки или остановки двигателя.

Бензиновый или дизельный: чьи лошади сильнее?

Кто лучше тянет? Кто быстрее разгоняется? Сравниваем бензиновый и дизельные двигатели.

До сих пор встречаются чудаки, свято верящие в то, будто бы 100 лошадиных сил дизеля соответствуют примерно 140 «бензиновым» силам. Дело, как они полагают, в крутящем моменте, который у дизеля гораздо выше.

Грамотно прояснить ситуацию оказалось не так-то просто. Пришлось то и дело консультироваться в самых различных местах — на ВАЗе и УАЗе, ГАЗе и ЯМЗе. В итоге трактат получил всеобщее «одобрям-с», но автору посоветовали заранее спрятаться от потока помидоров, запущенного недовольными апологетами того или иного двигателя. Мол, будет та же реакция, как если бы спартаковский фанат в своих красно-белых тонах забрался на зенитовскую трибуну…

Будет полезно  Промывка топливной системы двигателя своими руками

В общем, разбираемся, чьи силы сильнее. А попутно, чтобы стало веселее, попытаемся ответить на простейший, казалось бы, вопрос:

«Даны два автомобиля, максимально близких по конструкции, — бензиновый и дизельный. Исходные условия: современные моторы одинаковой мощности, идеально подобранные для каждого коробки передач, образцовые водители (почти роботы!), отличное сцепление с дорогой. Какой автомобиль окажется на трассе быстрее?»

Простой вопрос? Оказалось, что не очень…

Лошадиный момент

Для разгона машины нужна энергия. Чем больше энергии можно потратить в единицу времени, тем быстрее машина разгонится. Иными словами, речь идет о мощности. Чем выше мощность, тем быстрее машина: всё, казалось бы, просто. Но…

Но на практике картина другая. Максимальная мощность мотора, как бензинового, так и дизельного, достигается им только при полной подаче топлива — понятно, что это соответствует положению «педаль в пол». А вот основная жизнь автомобиля протекает в режимах частичной подачи топлива, при которых развиваемая мотором мощность явно ниже максимальной.

Напомним, что крутящий момент и мощность — это почти что близнецы-братья, как у Маяковского. Друг без друга они не существуют: ведь мощность — это крутящий момент, помноженный на частоту вращения коленчатого вала. И если на какой-то частоте вращения ДВС способен выдать более высокий крутящий момент, чем его конкурент, то и мощность его в этот момент также должна быть выше. Одно без другого просто немыслимо. Поэтому разговоры о том, что у кого-то при равной мощности момент на тех же оборотах выше, сразу пресекаем: это несерьезно.

Если бы крутящий момент был постоянным во всем диапазоне частот вращения коленвала, то внешняя скоростная характеристика, показывающая зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения, превратилась бы в прямую линию, а мощность была бы прямо пропорциональна показаниям тахометра. Тогда разницы в поведении бензинового и дизельного моторов равной мощности не было бы вообще. Однако именно своеобразность протекания момента по дизельной кривой и породила неодинаковость их поведения.

Дело в том, что в массовом сознании дизельные моторы всегда отличала их способность выдавать относительно высокие значения мощности и крутящего момента на низах. Субъективно это воспринималось так, что в этом диапазоне частот дизель откликался на правую педаль охотнее, чем бензиновый коллега. Даже атмосферные дизели за счет более высокого эффективного давления в цилиндрах могли развить более высокий момент, чем бензиновые. Однако без наддува ширина «полки» крутящего момента была при этом практически такой же, то есть практически отсутствовала. А вот с применением наддува полка сразу появилась, причем в левой части характеристики — «на низах».

На всякий случай напоминаю: момент существует только там, где есть сопротивление — без него он равен нулю. Грубо говоря, мотор бульдозера готов его выдать, но только в том случае, если встретит кучу щебня перед своим отвалом. Поэтому до тех пор, пока дорога гладкая и ровная, бензиновая и дизельная машины будут примерно в равных условиях. Но как только дорога пойдет в гору или, скажем, подует встречный ветер, то машина, у которой в данном диапазоне оборотов есть запас мощности (или момента — это не важно), сможет за его счет выйти вперед.

А если раскрутить бензиновый мотор до более высоких оборотов? Тогда ситуация выровняется. Мало того, поскольку диапазон частот вращения коленвала у «бензинок» заведомо шире, чем у дизелей, то и отыграться за все обиды они могут именно там, «на верхах». Дизель, быстрее достигнув пика мощности, «заткнется» — его ВСХ пойдет на спад, а вот бензиновый мотор будет продолжать раскручиваться дальше, так как пик его мощности достигается при более высоких частотах вращения.

Впрочем, на этом этапе рассуждений мы упираемся в особенности конкретных моторов. Строго говоря, бензиновый двигатель тоже может быть «низовым». И если у двух моторов, низового и верхового, заявленная максимальная мощность одинакова, то поначалу вперед вырвется именно машина с «низовым» мотором. Как справедливо указал один из наиболее грамотных форумчан, при установке на автомобиль движков от «эмочки» и Таврии, мощность которых примерно одинакова, с «эмочным» мотором разгон будет интенсивнее.

У кого шире?

Между прочим, широкая полка момента, которой так любят хвастаться дизелеводы, сегодня уже не является их козырной картой. У бензинового движка с непосредственным впрыском и турбонаддувом она ни в чем не уступает дизельной, а то и превосходит. Более того, как подсказали нам на ЯМЗе, при построениях ВСХ заметно, что по мере снижения частоты вращения турбокомпрессоры «бензинок» держатся дольше, чем их дизельные коллеги. И это объяснимо: дизелю нужно больше воздуха, а потому турбокомпрессоры начинают задыхаться раньше. А с учетом широкого диапазона частот вращения бензиновый мотор вполне может оставить дизель позади.

Пора посмотреть на картинки. Из широкой гаммы вольвовских моторов нам любезно предоставили внешние скоростные характеристики тех, кто имеет воплощение в дизельном и бензиновом вариантах при равных или почти равных заявленных мощностях. Из них видно, что «полка» крутящего момента у бензиновых движков вовсе не уже, а шире, чем у дизельных собратьев по внутреннему сгоранию.

Слева на графиках — ВСХ 190-сильного бензинового мотора B4204T19 (V40 Cross Country, S60). Справа — ВСХ дизельного мотора D4204T5 той же мощности (S60, V 60 Cross Country, S80, XC60, XC70)

Слева показана ВСХ бензинового мотора B4204T36 мощностью 249 л.с. (XC40). Справа — ВСХ дизельного движка D4204T23 в 240 л.с. (Polestar XC60 New, V90 Cross Country, XC90)

Что касается вопроса, какой из автомобилей окажется быстрее в гонках с общего старта и чей разгон динамичнее, то теоретические рассуждения дают только один верный ответ: надо посмотреть на ВСХ их моторов. Решение подсказывает площадь под кривой крутящего момента — математики вспомнят слово «интеграл». Фактически эта площадь и есть мерило динамики машины. Чем характеристика «прямоугольнее», тем лучше. Чем равномернее «размазан» по оборотам крутящий момент, тем проще угодить и экологам, и мотористам. Лучше других выглядят бензиновые моторы с непосредственным впрыском и турбонаддувом, хуже — высокофорсированные безнаддувные «бензинки» с пиком мощности под 8000 об/мин и момента на 6000. Высокофорсированный наддувный дизель будет гораздо ближе к первому варианту, чем ко второму.

Надо отметить, что свою лепту в путаницу вносят «электронные педали газа». На пальцах это выглядит так: вы вдавили педаль в пол, а компьютер начинает советоваться с партией зеленых, оценивая предстоящие выбросы вредностей. Поэтому в любой современной машине всё определяется программным обеспечением и скоростью процессора, который порой может и не поспевать отслеживать меняющиеся условия работы. Можно привести и другой пример по части экологии: современные дизели имеют электронные ограничители времени работы на оборотах максимальной мощности, поскольку в таком режиме дизельный двигатель изрыгает сажу.

Всем, кто имеет свое суждение о превосходствах того или иного двигателя, предлагаю высказаться. Аргументы типа «„Зенит“ — чемпион»» прошу не употреблять: хочется услышать технически обоснованную аргументацию.

А вообще-то…

А, вообще-то, подобные споры скоро прекратятся. Одна компания за другой заявляют о полном прекращении новых разработок дизелей. А потом и ДВС в целом… Впереди эпоха гибридов различных мастей и, конечно же, электромобилей. Впрочем, недавно прозвучала команда вспомнить про метан, так что — посмотрим…

Я никогда не любил дизели. Но мне их жалко.

Источники:

http://avtodvigateli.com/sovety-po-ehkspluatacii/vysokie-oboroty-dvigatelya.html

http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dizel-naya-toplivnaya-apparatura/mehanicheskoe-regulirovanie-chisla-oborotov-dizel-nogo-dvigatelya/

http://www.zr.ru/content/articles/911941-benzinovyj-ili-dizelnyj-kakoj-motor-luchshe/

http://www.zr.ru/content/articles/901036-chto-skryto-za-markirovkoj-avto/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector