Что разгоняет авто: мощность или момент?

В Интернете популярен мем, что машину разгоняет не мощность, а момент. Едва заходит разговор о мощности, ее тут же унижают: мол, она ничего не решает. А на самом деле?

Недопонимание происходит из-за того, что в технических характеристиках к автомобилю указывается максимальная мощность. По науке такая мощность называется номинальной и достигается при высоких оборотах и полном дросселе. А поскольку такой режим в жизни почти не используется, эта самая мощность определяет в основном максимальную скорость автомобиля, которая волнует только пубертатных гонщиков.

Вот пиковый момент – другое дело. Он достигается при средних, а иногда и низких оборотах и косвенно определяет реальный темп разгона, потому что большую часть времени мы и елозим в середине шкалы тахометра. Однако не все так однозначно.

Сразу внесем ясность – мощность и момент связаны жесткой зависимостью:

(Момент, Н*м)=9550*(Мощность, кВт)/(частота вращения, об/мин).

Например, если двигатель Renault Logan развивает 82 л.с. (60,5 кВт) при 5000 об/мин, несложно посчитать, что при этой частоте он выдает 115 Н*м. При этом пиковый момент составляет 134 Н*м при 2800 об/мин. Кстати, соотношение этих двух моментов во многом определяет удобство управления автомобилем в тяжелых условиях. Если пиковый момент существенно превосходит таковой при максимальных оборотах, у двигателя появляется тракторная тяговитость: чем больше его грузишь, тем упорнее он сопротивляется.

Как бы то ни было, характеристики разгона во многом определяются кривой крутящего момента. Она называется внешней скоростной характеристикой, и ее форма может многое рассказать инженерам. Например, если момент растет от низких частот этак до 5000 об/мин, после чего резко скисает – скорее всего, речь о «крученом» моторе, форсированном по частоте: такие любят спортсмены и Honda. Если «горб» крутящего момент достигается, скажем, при 1250 об/мин, а к 2000 об/мин от него не остается и половины – речь о каком-то двигателе-тяжеловесе, призванном таскать прицепы и рыхлить землю. Чудеса современного турбонаддува позволяют создать двигатели с «полками» крутящего момента, когда он остается постоянным в довольно широком диапазоне оборотов. Ездить на таких моторах одно удовольствие: когда ни нажми педаль, следует резвый отклик.

Отсюда складывается впечатление, что все-таки момент рулит, и темп разгона, равно как удобство управления, определяются им и только им. На самом деле не совсем.

Строго говоря, сравнивать двигатели по кривой крутящего момента уместно, если они имеют близкие характеристики и работают в одном диапазоне частот. Скажем, для легковых моторов этот диапазон составляет 800-6000 об/мин. Поэтому, имея два таких агрегата, можно предположить, что в дрег-рейсинге победит тот, у которого крутящий момент больше.

Но по моменту нельзя сравнивать моторы, работающие в разном диапазоне частот. Например, для новой Skoda Octavia предлагаются бензиновые моторы и дизели. Пиковый крутящий момент самого мощного бензинового мотора – 250 Н*м. У дизеля – целых 320 Н*м (+28%). Но при этом бензиновая «Шкода» на секунду быстрее дизельной в разгоне до 100 км/час, и дело даже не в том, что дизель на 10 кг тяжелее. Просто в данном случае крутящий момент уже не является исчерпывающим критерием, а вот тот факт, что бензиновая «Шкода» выдает 180 л.с. против 150 л.с., очень даже значим. Да, бензиновый мотор имеет меньший момент, но более «накручен», и в этом его преимущество.

Как же так? Да очень просто: нам ведь важен не момент на хвостовике двигателя, а момент на колесах – именно он преобразуется в полезное усилие, разгоняющее автомобиль. А между двигателем и колесами есть еще трансмиссия, и в ней крутящий момент увеличивается на порядок: скажем, на маховике мотора имеем 300 Н*м, на колесах – 3500 Н*м.

Так вот, если один мотор развивает гигантский момент, но его рабочая шкала смещена в область низких оборотов (то есть мощность невысока), для реализации преимуществ такого мотора потребуются более длинные передачи в трансмиссии, например, «длинная» главная пара. И момент на колесах, вполне возможно, будет отнюдь не так высок. Если установить на такой мотор «короткую» пару, он попросту не сможет разогнаться до максимальных скоростей – не хватит «кручености» мотора. Такой двигатель напоминает силача с короткими ногами, который может стронуть с места тепловоз, но стометровку бежит на уровне восьмиклассницы.

Скажем, у той же Skoda дизель не разгоняется выше 4000 об/мин, а бензиновый мотор выдает более 6000 об/мин, поэтому для дизеля требуется главная пара с меньшим передаточным числом. В результате итоговый момент на колесах может быть ниже, несмотря на преимущество в моменте двигателя.

Чтобы не углубляться в сложную арифметику, лучше оперировать именно мощностью. Ее прелесть в том, что в трансмиссии она не изменяется (если пренебречь потерями), и, грубо говоря, более мощный мотор при прочих равных всегда обеспечит больший крутящий момент на колесах. Другое дело, что разгон зависит не только от максимальной мощности, но и от ее распределения по шкале оборотов – есть и такая внешняя скоростная характеристика. И тут уже можно говорить веско: из двух моторов лучший разгон обеспечит тот, у которого во всем диапазоне большая мощность.

Уточню еще такой нюанс: чтобы выжать из мотора максимум, нужна правильная трансмиссия с оптимальным набором передаточных чисел. Если это условие выполняется, мощность более показательна, потому что нужный момент на колесах обеспечит трансмиссия.

А почему все-таки люди пользуются моментом? Потому что график мощности от оборотов ненагляден. Скажем, кривая крутящего момента всегда имеет характерную горбинку, и по ней можно многое сказать о характере мотора. Кривая мощности, как правило, напоминает устремленную вверх прямую (или пологую кривую) с крючком на пиковых оборотах и чисто визуально воспринимается плохо. Поэтому для сравнения близких по характеристикам моторов вполне можно мериться крутящими моментами и их характеристиками. Но лишь до тех пор, пока это действительно близкие моторы.

А вообще даже сама постановка вопроса не вполне верная. Что разгоняет, мощность или момент? Обе одновременно, потому что это две стороны одной медали. Иногда удобнее оперировать одной, иногда другой, но разгон обеспечивают обе.

P.S. Очень надеюсь, что не запутал вас )))