Dovolím si doplnit články na téma krouťák, moment výkon…. Oba články velmi dobře vykládají o co jde. S využitím údajů které autoři uvedli doplním to, podle mne asi nejpodstatnější. To co se běžně neuvádí. Zároveň shrnu závěry předchozích článků.
1. Výkon a kroutící moment uvádí výrobce vždy s příslušnými otáčkami. Jedná se vždy o maximální hodnotu obvykle tedy s „plným plynem“.
2. Uvedené hodnoty se hodí jen na základní porovnání a o tvaru křivek řeknou jen málo. O chování auta na silnici už téměř nic.
3. Posuzovat motor odděleně podle krouťáku a nebo podle výkonu je nesmysl. Obě hodnoty jsou pevně svázány fyzikální vazbou popsanou uvedenými vzorci.
4. O dynamických možnostech auta vypovídá především výkon motoru.
5. Co už tak úplně řečeno nebylo je obsahem následujícího.
Základním parametrem u motoru je kroutící moment. Je to ta veličina která přenesena na kolo vyvozuje hnací sílu a teprve při pohybu vozidla představuje i konkrétní výkon.
Otáčky motoru nelze použít přímo k pohonu kola auta, jsou příliš vysoké. Otáčky se musí snížit pomocí stálého převodu. Ani se stálým převodem motor nedokáže pokrýt celý rozsah požadovaných rychlostí a proto je do cesty přenosu kroutícího momentu zařazena i převodovka.
Celkový převod vznikne prostým vynásobením obou převodů. Čím větší je celkový převodový poměr, tím větší je i kroutící moment na kole a tím i hnací síla, ale menší otáčky a tím i rychlost.
Chování auta je dáno průběhem kroutícího momentu a odstupňováním převodovky. To je pak limitováno výkonem. Jak se tento úkol podařilo optimalizovat konstruktérům má zásadní význam.
Jako konkrétní příklad využívám hodnoty uvedené v předchozím článku, konkrétně pro Felicii 1,6MPI
Rychlosti jsou jen pro ilustraci a jsou odvozeny z údaje, že při rychlosti 120 km/h to točí na pětku 3500 otáček. Pro ilustraci problému to vyhovuje. Jednotky neuvádím, jsou známé.
K tabulce je dále nutné uvést další závislosti.
Pro udržení určité rychlosti na rovině u konkrétního auta je potřebný určitý kroutící moment který vyrovnává ztráty vzniklé celou řadou odporů. Jedná se především o odpor vzduchu. Ten je určen známým koeficientem odporu cx, velikostí čelní plochy auta a především rychlostí. Ta rychlost má vliv zásadní. Vstupuje do výpočtu druhou mocninou. To znamená, že zdvojnásobením rychlosti vzroste brzdící síla 4x.
Další brzdění přináší třecí a odvalovací ztráty v ložiskách, na ozubení kol až po odvalování kola na silnici. I tyto ztráty rostou otáčkami rychleji než lineárně.
A co to tedy znamená?
1. To vše vede k nepříjemnému poznatku, že čím rychleji jedeme, tím na udržení konstantní rychlosti spotřebujeme víc krouťáku (výkonu) a na akceleraci pak už moc nezůstane.
2. Jak je patrné z tabulky, čím vyšší máme zařazenou rychlost, tím menší kroutící moment máme na kole a tím hůř akcelerujeme. Nic nového, že?
3. Pro dosažení maximální akcelerace musíme tedy řadit tak, aby byl kroutící moment při dané rychlosti co největší. V konkrétním případě to znamená:
– Jednička do maximálních otáček. Do omezovače nemá smysl. To je rychlost cca 41 km/h.
– Dvojka začne na momentu zhruba 970 a končí zase v maximálních otáčkách na cca 680 při rychlosti 71 km/h.
– Trojka je na maximu 656 a dál už klesá. Zde už je potřeba řadit trochu dřív. Někde kolem 5250 ot. To je cca 100 km/h. A i moment na čtyřce je za maximem ale výš než na trojce při 5500 ot.
– Čtyřka má smysl tak do 5000 ot při rychlosti 133. Pak už je moment na pětce větší. Jenže jsme na hranici maximální rychlosti a celý kroutící moment stačí akorát tak na udržení rychlosti.
To vše pochopitelně platí pro absolutní rovinu a bezvětří.
Pokračujeme v dalších poznatcích.
4. Často se hodnotí motor podle uvedeného kroutícího momentu. „Prostě 200 Nm je víc jak 100 a tak to sakra víc potáhne vodspoda, že?“ Nějak se zapomíná, že motor se stejným maximálním výkonem a větším krouťákem méně točí. Klasika benzín/nafta. Pak jsou nutné i jiné převody a výsledek na kole je zase stejný.
5. V poslední době jsou v módě nízkoobjemové turbomotory. Ty mají často konstantní kroutící moment od 1500 ot po celý rozsah až po hranici plynulého poklesu do omezovače.
Poněkud postrádám smysl tohoto nastavení. Tedy mimo efektu nakopnutí při plném plynu v nízkých otáčkách.
Při použití výsledku v bodě 3 zjistíme, že i zde musíme točit motor do maximálních otáček a pak teprve řadit. To už ale zase řadíme do poklesu momentu. Ten „brutální zátah“ využijeme jen při akceleraci z nízkých otáček bez řazení.
6. Z předchozího je dále patrné, že s rostoucí rychlostí jsou větší ztráty. Proto logika očekává i nárůst kroutícího momentu při akceleraci v rámci rychlostního stupně. To je u atmosférických motorů běžné.
7. Co je ještě daleko důležitější je znalost křivek momentu a spotřeby motoru při nízkém zatížení. To už neuvádí nikdo. To je technické obchodní tajemství.
8. Efektem optimalizace dnešních motorů a převodovek je fakt, že u běžných cestovních aut se maximálních rychlostí dosahuje na čtvrtý a nebo pátý rychlostní stupeň při pěti či šesti rychlostních převodovkách a při maximální rychlosti není využit maximální výkon. Ten je při nižších otáčkách motoru.
Co dodat. Lze dovodit další efekty. Snaze se meze nekladou.
(6x známkováno, průměr: 4,33 z 5)