Теория авто

[Nikonist]

По счет дизельного подхвата - да, дизель в пределах одной передачи динамичнее бензина т.к. у него больше момент, плюс на газ он реагирует быстрее да и при обычной езде в пол педали он действительно резвее бензина. Отсюда складывается впечатление что у дизеля бешеный запас под педалью, а бензин разгоняется через "не хочу". Но стоит нажать на педаль газа полностью и картина меняется - дизель, только что уверенно разгоняющийся на средних оборотах начинает реветь, но ускорение толком не добавляется, а бензин переходит на пониженную передачу и за счет более широкого рабочего диапазона мотора едет как минимум не хуже.
Очень хорошо это объяснено в этом видео -

А еще лучше и доходчиво это объяснил весьма не глупый форумчанин Александр (AXP) на кодьяковском форуме, вот его тема.
Он не поленился и построил много графиков на основе заводских данных по моменту:
1.4 TSI 250 Н*м при 1500 – 3500 об/мин
2.0 TDI 340 Н*м при 1750 – 3000 об/мин
2.0 TSI 320 Н*м при 1400 – 3940 об/мин
В расчете использовались передаточные числа коробок агрегатируемых с этими двигателями и диаметры штатных колес. Эти графики или что-то похожее я даже советовал Юрию Ветрову из Авторевю ( он есть на тиговском форуме) воткнуть в свою статью в которой они тестировали Тигуаны со всеми возможными двигателями. Но поскольку эта статья относилась к рубрике "Гид покупателя" они посчитали это лишним.

Ну да ладно, приведу некоторые из них.
Расчетные моменты на колесах при полностью нажатой педали акселератора:

Давайте разберем например моменты на колесах 1.4 vs 2.0TDI:
Условимся что для максимального разгона используются самые низкие передачи, что всем наверное понятно.
Скорость 20 км/ч - поднимаем перпендикуляр на кривые момента на колесах:
- у дизеля включена 1-я передача, момент на колесах 5750
- у 1.4 тоже 1-я, момент 4200
Скорость 40 км/ч:
- дизель не может ехать на этой скорости на 1-й передаче (он бы уже уперся в ограничитель оборотов), поэтому включена 2-я передача, момент 3600
- 1.4 может крутится до 6000 с хвостиком, поэтому у него на 40 км/ч всё ещё 1-я передача - момент 3500
Скорость 60 км/ч:
- дизель уже не может перекручивать 2-ю передачу - включена 3-я, момент 2400
- 1.4 без проблем выкручивает дальше 2-ю передачу, момент 2200
Скорость 80 км/ч:
- дизель выкручивает в звон 3-ю передачу либо уже едет на 4-й - момент на колесах 1550
- 1.4 все еще на 2-й передаче - момент 1650
Скорость 100 км/ч:
- дизель во всю прет на 4-й - момент 1400
- 1.4 идет на 3-й - момент 1400
Скорость 120 км/ч:
- дизель на 4-й - момент 1200
- 1.4 все еще крутит 3-ю передачу - момент 1200
Скорость 140 км/ч:
- дизель уже на 5-й - момент 1000
- 1.4 ещё на 4-й - момент 950
Скорость 160 км/ч:
- дизель на 5-й - момент 950
- 1.4 всё ещё на 4-й - момент 950

Момент на колесах у 1.4 и 2.0TDI практически всегда одинаковый в силу того, что у 1.4 больше рабочий диапазон по оборотам и он может позволить себе ехать на более низкой передаче для достижения требуемой скорости. Преимущество у дизеля перед 1.4 только в моменте на первой передаче примерно до скорости 35 км/ч (т.е. тяжелый прицеп он реально стронет с места и разгонится до этих 35 км/ч легче и быстрее 1.4), а дальше паритет.

Вот тоже очень интересный график - максимальное расчетное ускорение пустых и загруженных (+600 кг) 1.4TSI vs 2.0TDI vs 2.0TSI:

Как видим разгонные кривые 1.4 и дизеля после 35 км/ч практически идентичны.
Это всё в теории, а на практике реальный разгон тоже практически один в один:
заводские данные 0-100 км/ч 1.4 и 2.0TDI почти одинаковые, измеряют "За рулем" - одинаково, измеряют "Авторевю" - одинаково.

Кроме 0-100 км/ч обратите еще внимание на цифры разгона 0-150, 60-100, 80-120 км/ч. Между 1.4 и 2.0TDI действительно паритет.
Я ни в коей мере не умаляю достоинств дизеля, я просто за объективность.

 

[Nikonist]

Многие почему-то думают, что потребная мощность для движения на определенной скорости пропорциональна этой самой скорости, в лучшем случае что пропорциональна квадрату скорости.
На самом деле необходимая мощность будет пропорциональна кубу!!! скорости. Объясню почему.

Для равномерного прямолинейного движения справедлива формула мощности P=F*v, где F - сила тяги, v - скорость. При равномерном движении (без ускорения и замедления) сила тяги равна силе противодействия (одна из составляющих которой является сила сопротивления воздуха). Сила сопротивления воздуха действительно пропорциональна квадрату скорости, и находится по формуле F = Cx·S·v2·ρ/2, где Cх - коэффициент аэродинамического сопротивления, S - площадь миделя (поперечного сечения авто), ρ - плотность воздуха. Подставив эту формулу в верхнюю получим P=Cx·S·v3·ρ/2, иными словами мощность затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха пропорциональна кубу скорости.

Это все легко проверить например с помощью таблички из предыдущего сообщения.

Рассмотрим бензиновые авто с 2.0TSI, т.к. они все полноприводные и имеют примерно одинаковую массу, а значит и механические потери. Плюс к тому у них одинаковые коробки передач с идентичными передаточными числами и, по признанию автора статьи, на всех были установлены 19-е колеса. В реальности максимальная скорость у них у них будет развиваться на разных оборотах, а у чипованного авто возможно и на другой передаче, но мы этим пренебрежем. Прекрасно видно что мощности двигателей этих авто прямо пропорциональны отношению их максимальных скоростей возведенных в 3-ю степень.
Если бы потребная мощность была пропорциональна квадрату скорости, то авто с мотором в 315 л.с. имело бы максималку в районе 266 км/ч, а никак не 243.

PS Кстати исходя из максимальной скорости можно примерно рассчитать примерную потребную мощность и для других скоростей. Например если допустить, что 2.0 (180) на скорости 202 км/ч развивает все свои 180 сил, то при равномерном движении на скорости 100 км/ч он развивает около 22 л.с., а на 130 км/ч уже 48 л.с. Теперь надеюсь становится понятно почему с увеличением скорости так сильно увеличивается расход топлива?

 

[Hochupolo]

@Nikonist, я так и думал

 

[Admin]

@Nikonist, спасибо, очень интересно.

 

[Nikonist]

Реальные замеры как подтверждение теории выше. Замеры производились на одном участке трассы, но в разное время, при чуть разной нагрузке и наружной температуре, направление и сила ветра неизвестны. Был небольшой уклон вниз, да и в обратную сторону тоже измерения не проводились поэтому сами цифры разгона это так, частный случай. Интересно было построить графики переключений передач и теоритической мощности двигателей. Рисками показаны скорости до которых крутится каждая передача.

Графики мощностей и моментов. Как уже ранее говорил, ЭБУ завышает показания крутящего момента двигателя примерно на 25%, зачем так сделано я не знаю.
Например если подсчитать мощность двигателя по формуле P=M*N*1.36/9549, то получится что бензин выдает 230 л.с. вместо 180, а дизель 190 л.с. вместо 150 что явно сильно преувеличено Поэтому на графики добавил более реальную мощность двигателей (она занижена в 1,25 раза). Мощность/момент/скорость по левой оси, обороты по правой:

PS Для бензина было замерено еще и ускорение, для дизеля, к сожалению, забыли: