Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей - часть 634

 

На  рисунке 4-7  представлена  внешняя  скоростная  характеристика 

бензинового двигателя. Внешней называется зависимость мощности и крутящего 

момента  двигателя  от  частоты  вращения  при  полностью  открытой  дроссельной 

заслонке. На графике использованы следующие обозначения:  

N

max

 - максимальная мощность двигателя; 

N

N 

 - номинальная мощность двигателя;  

М

N

 - крутящий момент двигателя при номинальной мощности;  

М

тах

 - максимальный крутящий момент; 

n

N

 и n

M

 - частоты вращения вала двигателя, соответствующие N

N

 и М

M

. 

 

 

 

 

 

Рис. 4-7. 

Рис. 4-8. 

 

 

Видно,  что  крутящий  момент  достигает  максимального  значения  М

max

  при 

некоем  числе  оборотов  n

M

,  после  чего  начинает  снижаться,  в  то  время  как 

мощность  двигателя  N

e

  растет.  При  максимальном  же  значении  N

max

  (который 

достигается  при  числе  оборотов  n

N

)  крутящий  момент  имеет  величину  M

eN

, 

несколько меньшую, чем M

max

. Значение M

eN 

на рисунке 4-7 не показано. 

Диапазон частот вращения двигателя n

M

 - n

N

 является оптимальным с точки 

зрения реализации энергии двигателя. Слева диапазон ограничен максимальным 

крутящим  моментом,  справа - максимальной  мощностью.  Однако  при  трогании, 

разгоне  и  при  движении  автомобиля  с  малой  скоростью  двигатель  работает  на 

частотах  вращения,  лежащих  слева  от  указанного  диапазона.  Чтобы  преодолеть 

силы сопротивления движения, например при трогании автомобиля, трансмиссия 

преобразует  высокую  (относительно  скорости  вращения  колес)  скорость 

 

172

вращения / низкий  крутящий  момент  двигателя    в  низкую  скорость  вращения / 

высокий  крутящий  момент  на  ведущих  колесах.  При  движении  с  высокой 

скоростью,  для  поддержания  движения,  не  требуется  высокого  крутящего 

момента,  поэтому  в  трансмиссии  предусмотрена  «прямая»,  а  иногда  и 

«повышающая»  передачи.  Иными  словами,  трансмиссия  позволяет  максимально 

эффективно  использовать  энергию  двигателя  во  всем  диапазоне  его  рабочих 

частот вращения.

 

На рис. 4-9 показана тяговая характеристика автомобиля – зависимость 

силы тяги на ведущих колесах (F

A

) от скорости движения для 1-й, 2-й, 3-й и 

4-й передач. Практически на рис. 4-9 показаны графики крутящего момента 

на каждой передаче, так как сила тяги на колесе связана с крутящим 

моментом на колесе (M

K

) следующим соотношением: 

r

M

F

K

A

=

 

где r – радиус колеса. Видно, что график усредненной силы тяги 

(усредненного крутящего момента) на рис. 4-9 напоминает график 

крутящего момента двигателя постоянной мощности на рис. 4-10. Это 

достигается подбором необходимого количества передач в МКПП и 

оптимальных передаточных чисел этих передач для конкретной 

комплектации автомобиля.   

 

 

 

 

Рис. 4-9. 

 

Рис. 4-10. 

 

173

14.03. 

 Силы сопротивления движению. 

 

Назначение  трансмиссии – создать  тяговое  усилие,  необходимое  для 

преодоления  сопротивления  движению,  обеспечив  передачу  мощности  от 

двигателя  к  ведущим  колесам  автомобиля  с  минимальными  потерями.  В  общем 

случае, трансмиссия должна удовлетворять следующим требованиям: 

•  обеспечение перехода от неподвижного состояния к подвижному; 
•  преобразование крутящего момента и скорости вращения; 
•  обеспечение прямого и обратного направлений движения; 
•  торможение автомобиля; 
•  удержание автомобиля на подъеме или спуске; 
•  гарантирование  того,  что  эксплуатационные  режимы  соответствуют 

минимальному  расходу  топлива  и  эмиссии  вредных  веществ  в 

отработавших газах. 

Основными  из  перечисленных  функций  являются  преобразование 

крутящего  момента  и  скорости  вращения  в  зависимости  от  условий  движения. 

Иными  словами,  можно  сказать,  что  при  трогании  с  места  и  во  время  движения 

мощность, передаваемая трансмиссией на ведущие колеса, будет расходоваться 

на преодоление сил сопротивления движению. В общем случае, таких сил четыре 

(рис. 4-11). 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 4-11. 

 

F

Ro

 – сила сопротивления качению 

 
F

L

 – аэродинамическое сопротивление 

 
F

St

 – сила сопротивления подъему 

 
F

A

 – сила сопротивления разгону (на 

рисунке не показана) 
 
F

W 

= F

Ro

 + F

L

 + F

St

 + F

A

 – общая сила 

сопротивления движению. 

Известно, что работа силы F на дистанции S равна: 

A

 

= F*S. 

 

Мощность равна работе силы за определенное время: 

P

 

= A\t. 

 

Подставляя значение работы (A

 

= F*S), получаем: 

P

 

= F*S\t. 

 

Соотношение S\t есть скорость V, поэтому: 

P

 

= F*V. 

 

 

 

174

В нашем случае F

 

= F

W

, поэтому: 

P

 

= F

W

*V. 

 

 

Мы получили мощность сил сопротивления движению, которая 

возрастает  с  «ухудшением»  внешних  условий  (смена 

асфальтового  покрытия  на  грунтовое,  увеличение  угла 

наклона  дорожного  покрытия,  усиление  встречного  ветра  и 

т.д.), а  также  с  ростом  скорости  автомобиля.  Стоит  отметить, 

что  изменение  внешних  условий  и  скорости  автомобиля 

происходит 

постоянно, 

в 

каждый 

момент 

движения 

автомобиля. Поэтому задача трансмиссии – в каждый момент 

времени создавать на ведущих колесах мощность, равную или 

большую мощности сил сопротивления. 

 

 

При  равенстве  указанных  мощностей  автомобиль  сможет  тронуться  с 

места  (начало  движение)  и  поддерживать  равномерное  движение.  Подвод  к 

ведущим  колесам  большей  мощности  обеспечит  ускорение  автомобиля  при 

разгоне, а также преодоление подъемов. Подвод к ведущим колесам избыточной 

мощности приведет к пробуксовке колес. 

 

Задача создания в каждый момент времени на ведущих колесах мощности, 

равной  или  большей  мощности  сил  сопротивления,  наиболее  эффективно 

решается  при  использовании  в  трансмиссии  автоматических  КПП  (собственно 

АКПП или вариаторов), где мощность передается от двигателя к КПП постоянно, 

без разрыва потока мощности. В механических КПП, при переключении передач, 

потом мощности кратковременно прерывается и часть мощности теряется. Кроме 

того,  водитель  сам  выбирает  необходимую  передачу  в  КПП  (или  режим  в 

раздаточной  коробке),  что  также  не  всегда  полностью  соответствует  текущим 

условиям движения – мощность используется неэффективно. 

 

Задачу  более  эффективного  использования  мощности  в  МКПП  можно 

решить,  увеличив  количество  передач  в  МКПП,  а  также  подобрав  оптимальные 

передаточные  числа  этих  передач  под  конкретный  автомобиль.  Кроме  того, 

различные  фирмы-производителя  предлагают  конструкции  МКПП,  где  поток 

мощности  (по  аналогии  с  АКПП),  не  прерывается  при  переключениях.  Также 

предлагаются  МКПП  с  электронным  управлением  выбора  передач – так 

называемые роботизированные МКПП. 

 

175