Итак, попытаюсь детально и методично раскрыть тему "что важнее крут. момент или мощность", на примере радикально двух вариантов моторов предложенных Девидом в самом начале темы, а именно:
Вар.№1:
максимальный крутящий момент 600 Нм и максимальная мощность 300 л.с.
Вар.№2:
максимальный крутящий момент 300 Нм и максимальная мощность 600 л.с.
Эти два радикальных варианта лучше всего подходят для анализа, так как все остальные варианты, реально возможные в жизни, будут находиться между ними.
Начать нужно конечно с формулы зависимости мощности от момента и оборотов.
P=M*n/9550, где:
P - мощность, кВт
M - крутящий момент, Н*м
n - частота вращения вала двигателя, об/мин
9550 - коэф., который учитывает все переводы кВт=Вт, Н*м=кг*м, число Пи и т.д.
(1 кВт = 1,36 л.с.)
Исходя из вышеприведенной формулы, делаем следующие выводы:
1. В первом варианте, когда максимальный крутящий момент 600 Нм и максимальная мощность 300 л.с. вышеуказанный крутящий момент равный 600Нм достигается при оборотах двигателя не более чем 3513 и дальше момент начинает сильно валиться. К примеру, уже на 7000 оборотах пиковое значение крутящего момента будет не более 300 Нм и это при условии, что кривая мощности является абсолютно ровной и не валится при повышении оборотов, что в реальной ситуации не возможно.
Таким образом, при первом варианте пик крутящего момента в 600 Нм достигается не позже 3513 оборотов и уже к 7000 оборотам он (крутящий момент) он падает как минимум до 300 Нм и дальше с ростом оборотов продолжает валиться.
2. Рассматриваем вариант №2 при котором пиковые значения = максимальный крутящий момент - 300 Нм и максимальная мощность 600 л.с. Опять таки обращаемся к вышеуказанной формуле и путем несложных математических расчетов приходим к выводу что мощность в 600 л.с. (при условии максимального крутящего момента не более 300 Нм) достигается не ранее чем на 14050 оборотов собственно при 300 Нм крутящего момента.
Так как у нас нет достоверной и фактической информации касательно формы кривых момента и мощности, вышеуказанные расчеты/информация дают нам возможность попытаться смоделировать кривую момента и мощности для обоих вариантов, исходя из «ограничений» для каждого варианта, которые мы рассчитали выше, используя формулу.
Вот примерно так (+/-), я думаю, будут выглядеть эти кривые:

Двигаемся дальше:
Вряд ли, кто-то станет спорить, что для наиболее эффективного разгона, авто должен набирать скорость с максимально возможным для него ускорением.
Если не углубляться в теорию и говорить простым языком то крутящий момент (Нм) и есть собственно главным показателем ускорения.
Из приведенных выше утверждений на первый взгляд кажется, что машина с большим крутящим моментом и меньшей мощностью должна выиграть у машины с обратными показателями, НО есть нюансы )))))
Главный нюанс заключается в том, что в любом автомобиле крутящий момент передается на колеса не на прямую, а через КПП - главная пара и каждая передача имеет свои передаточные числа. Ввиду этого ускорение при одном и том же моменте на одних и тех же оборотах двигателя будет на каждой более высокой передаче меньше на коэффициент разницы между передаточными числами предыдущей/низшей и следующей/высшей передачи – другими словами передаточное число низшей передачи деленное на передаточное число высшей передачи.
Конечно, есть еще нюансы, влияющие на ускорение, в частности сопротивление встречного потока и т.п., но мы сейчас не будем уделять им внимание ввиду того, что сравниваем два одинаковых по всем параметрам авто, за исключение мотора.
Чтобы стало яснее, давайте возьмем, при сравнении двух вариантов стоковую 5МКПП от Ево 8. Напоминаю передаточные числа КПП:
ГП – 4,529; 1-ая передача – 2,928; 2-ая передача – 1,950; 3-я передача – 1,407; 4-я передача – 1,031; 5-ая передача – 0,720.
Таким образом, ускорение на одних и тех же оборотах мотора на 1-ой передаче будет выше в 1,5 раза, чем на тех же оборотах на второй 2-ой передаче, а на 2-ой передаче ускорение при тех же оборотах мотора будет выше в 1,38 раза, чем на 3-ей передаче, на третьей в 1,36 раза выше чем на 4-ой и на 4-ой в 1,43 раза выше, чем на 5-ой соответственно.
При каждом переключении вверх очевидно, что обороты двигателя падают на определенную величину в соответствии с передаточным числом следующей передачи. К примеру, при переключении на 5300 оборотах двигателя с 3-ей передачи (скорость при сток колесах Ево 8-9 в районе 100 км/час) на 4-ую передачу обороты упадут примерно на 1300-1400 оборотов (в зависимости адекватности/скорости переключения передачи) и составят на начале 4-ой передачи примерно 3800-3900.
Теперь, для того чтобы сравнить динамику двух авто с разными моторами нам нужно понять на каких оборотах и при какой скорости будет оптимальное переключение передач в обоих вариантах, а после сравнить ускорение двух авто на одинаковых скоростях.
Самым правильным (с точки зрения максимально быстрого разгона авто) будет такое переключение на высшую передачу, при котором величина ускорения в конце предыдущей/низшей передачи была бы равна величине ускорения в начале следующей/высшей передачи. Если в начале следующей/высшей передачи ускорение выше чем в конце предыдущей/низшей передачи, значит вы перекрутили мотор, если ниже значит не докрутили.
Основываясь на характерах кривой момента на графиках приведенных выше можно просто рассчитать/подобрать оптимальные обороты двигателя, при которых нужно переключаться на следующую передачу.
Для вычисления оптимальных оборотов для переключения на следующую передачу нужно рассчитывать (сравнивать) ускорение в конце предыдущей/низшей передачи с ускорением на оборотах после переключения на следующую/высшую передачу.
Ускорение я предлагаю рассчитывать на выходе из коробки передач и рассчитывать его не в метрах в секунду, а в «выдуманных условных единицах». Это обосновано тем, что для вычисления ускорения, так как это положено, нам нужно было бы учитывать в формуле размерность колес и многие другие моменты, которые, чтобы не усложнять расчеты, мы можем позволить себе упустить в виду того, что мы сравниваем две абсолютно одинаковые машины за исключением характеристики двигателя и нас интересуют не абсолютные цифры а лишь относительная разница в ускорении на разных оборотах и разных передачах.
Таким образом, ускорение на выходе из КПП = крутящий момент, на соответствующих оборотах двигателя, умножить на передаточное число соответствующей передачи.
Теперь давайте определим на каких оборотах нужно переключаться для оптимального разгона при первом варианте – 600 Нм и 300 л.с.
Для этого опытным путем, просто подставляя цифры момента на разных оборотах двигателя на низшей и высшей передаче, а так же основываясь на характере кривой момента при первом варианте (300 л.с. и 600Нм), мы можем вычислить оптимальное, с точки зрения динамики, переключение, на каждой передаче, что собственно и отражено в таблице ниже для каждой передачи отдельно:
Переключение на передаче ускорение (усл.единицы) Крут. Момент (Нм) Обороты Скорость(км/час) передат. число
с 1-ой 1039 355 5500 49 2,928
на 2-ю 1034 530 3700 49 1,95
Переключение на передаче ускорение (усл.единицы) Крут. Момент (Нм) Обороты Скорость (км/час) передат. число
со 2-ой 731 375 5300 71 1,95
на 3-ю 732 520 3850 72 1,407
Переключение на передаче ускорение (усл.единицы) Крут. Момент (Нм) Обороты Скорость(км/час) передат. Число
с 3-ей 528 375 5300 99 1,407
на 4-ю 526 510 3900 100 1,031
Переключение на передаче ускорение (усл.единицы) Крут. Момент (Нм) Обороты Скорость(км/час) передат. Число
с 4-ой 381 370 5300 135 1,031
на 5-ю 382 530 3750 137 0,72
Теперь давайте рассчитаем тоже самое, для второго варианта мотора - 300 Нм и 600 л.с.:
Переключение на передаче ускорение (усл.единицы) Крут. Момент (Нм) Обороты Скорость(км/час) передат. Число
с 1-ой 556 190 18700 168 2,928
на 2-ю 546 280 12500 169 1,95
Переключение на передаче ускорение (усл.единицы) Крут. Момент (Нм) Обороты Скорость(км/час) передат. Число
со 2-ой 410 210 18000 243 1,95
на 3-ю 422 300 13000 243 1,407
Переключение на передаче ускорение (усл.единицы) Крут. Момент (Нм) Обороты Скорость(км/час) передат. Число
с 3-ей 295 210 18000 336 1,407
на 4-ю 299 290 13200 336 1,031
*выщитывать оптимальные обороты переключения с 4-ой на 5-ую передачу в нашем случае не имеет смысла.
Сейчас уже можно провести сравнение ускорения двух авто с разными вариантами моторов на скоростях, к примеру 80, 100, 150 и 200 км/час:
80 км/час
передача перед. число обороты двигателя Крут. момент (Нм) ускорение (усл.единицы)
вар.№1 3-я 1,407 4300 460 647
вар.№2 1-ая 2,928 9000 160 468
100 км/час
передача перед. число обороты двигателя Крут. момент (Нм) ускорение (усл.единицы)
вар.№1 3-я 1,407 5350 370 521
вар.№2 1-ая 2,928 11200 240 703
150 км/час
передача перед. число обороты двигателя Крут. момент (Нм) ускорение (усл.единицы)
вар.№1 5-я 0,72 4100 490 353
вар.№2 1-ая 2,928 16700 235 688
200 км/час
передача перед. число обороты двигателя Крут. момент (Нм) ускорение (усл.единицы)
вар.№1 5-я 0,72 5500 360 259
вар.№2 2-ая 1,95 14800 290 566
ВЫВОД: из таблицы мы видим, что вариант №1 выигрывает в ускорении у варианта №2 только на скоростях до 90 км/час. Далее вариант №2 начинает уверенно вырываться вперед.
К примеру, на 100 км/час ускорение на варианте №2 выше, чем ускорение у варианта №1 на 35%. На скорости 150 км/час ускорение на варианте №2 выше, чем ускорение у варианта №1 почти что в два раза, а на скорости 200 км/час вариант №2 ускоряется быстрее варианта №1 уже в 2,2 раза !!!
Исходя из вышеприведенных расчетов, очевидно что вариант №1 значительно проиграет варианту №2 на квотере, и еще значительнее при заезде на 1-ну милю.
П.С.: надеюсь что время потратил не зря и кому-то это нужно . . .