Почему после определенных оборотов при той же передаче машина больше не разгоняется?

Величина ускорения, которое вы чувствуете, зависит от мощности, которую может выдать двигатель, и скорости, с которой вы едете.

Сила

Двигатели внутреннего сгорания более эффективны на одних скоростях, чем на других. Чтобы проиллюстрировать, вот случайная кривая мощности и крутящего момента:

Крутящий момент (это свойство, которое вы чувствуете, когда разгоняетесь) достигает пика около 3000 об/мин, а затем начинает падать: двигатель становится менее эффективным при более высоких оборотах.

Скорость

Сопротивление увеличивается с кубом скорости, поэтому оно быстро возрастает при ускорении. Чем быстрее вы едете, тем сложнее становится разгоняться (тем больше вам нужен крутящий момент). В какой-то момент весь крутящий момент двигателя тратится на противодействие сопротивлению (и другим потерям), и его больше нельзя использовать для ускорения.

Велосипеды

На велосипеде, когда вы выбираете низкую передачу и начинаете крутить педали так быстро, как можете, вы достигаете предела оборотов ваших ног: точки, в которой вы не можете крутить педали быстрее, потому что ваши нервы и мышцы не могут расширяться/сокращаться. любой быстрее.

В автомобиле нечто подобное происходит, когда вы разгоняетесь на пониженной передаче. Обычно двигатель имеет ограничитель оборотов для предотвращения повреждений. 4000 об/мин — это очень низкий предел для бензинового двигателя, но у дизелей могут быть ограничения в этом районе.

Сначала пример с велосипедом: сопротивление — это, по сути, ускорение. Если вы это чувствуете, вы ускоряетесь. Вы можете крутить педаль только так быстро, поэтому через некоторое время вы больше не можете увеличивать скорость своих педалей, а значит и скорость велосипеда, это время, когда ваша эффективность упала, и вам нужно переключиться.

Теперь автомобили: аналогичная концепция применима к автомобильным двигателям. Каждый тип двигателя имеет свой диапазон эффективности. Если вы заметили, производители автомобилей указывают пиковый крутящий момент и показатели мощности при определенных оборотах. У некоторых двигателей это 4к об/мин, у некоторых 6,5к об/мин. Это зависит от конструкции двигателя, рабочего объема, типа и т. д.

Кроме того, диапазон эффективности можно регулировать с помощью распределительных валов с различным профилем для разных типов двигателей, обычно он создается специально для нужд автомобиля - если это городской автомобиль, он будет набирать мощность довольно рано и чувствовать себя быстро. пара на более высоких оборотах. С другой стороны, спортивные автомобили будут иметь пиковую мощность, доступную довольно поздно в RPM.

Как только вы выходите из диапазона эффективности, силы, действующие на компоненты двигателя, такие как трение и инерция, увеличиваются, эффективность снижается, и вы чувствуете потерю мощности.

Очень дорого сделать двигатель, который эффективен в большей части диапазона оборотов, но многие компании на самом деле имеют регулируемые фазы газораспределения, такие как V-TEK для Honda, VVTI для Toyota, MIVEC для mitsubishi. Эта функция регулирует профили распредвала на основе предварительно запрограммированной настройки и помогает увеличить диапазон, в котором двигатель наиболее эффективно использует мощность. В качестве альтернативы также доступна постоянная переменная трансмиссия, чтобы всегда держать вас в наиболее эффективном диапазоне.