КОНКУРСОТВЕТ НА ЗАДАЧУ ИЗ № 6СПАСИБО ВСЕМ, КТО ПРИСЛАЛ ОТВЕТЫ НА ЗАДАЧУ КОНКУРСА. ОДНАКО ОНА ОКАЗАЛАСЬ НАСТОЛЬКО СЛОЖНОЙ, ЧТО НИ ОДНОГО ПРАВИЛЬНОГО РЕШЕНИЯ МЫ НЕ ПОЛУЧИЛИ. ЗАТО ЕСТЬ ПОВОД ПОДРОБНО ПОГОВОРИТЬ О ТАКИХ ВАЖНЫХ ДЛЯ МОТОЦИКЛА ПАРАМЕТРАХ КАК МОЩНОСТЬ И МОМЕНТ, А ПРИЗ ЖДЕТ ПОБЕДИТЕЛЯ СЛЕДУЮЩЕГО КОНКУРСА.«КУДА КРИВАЯ ВЫВЕЗЕТ?»Напомним вкратце преРис. 1 дысторию. Увидев графиТяговый ки мощности и момента момент на колесе одного мотоциклетного двигателя, инженер, отогнув уголок странички, сразу определил, что в рисунке ошибка. Как он это сделал? И где ошибка? Давайте сначала вспомним, что такое мощность и момент двигателя и как они связаны. В этом и кроется разгадка задачи. Крутящий момент – это произведение силы на длину рычага, к которому она приложена. В двигателе внутреннего сгорания роль рычага исполняет кривошип коленвала. Расширяющиеся газы давят на поршень, как нога – на педаль велосипеда. Чем длиннее педаль, тем больше момент (вот почему длинноходные двигатели так хороши на низах), но быстро крутить сподручнее короткую (короткоходный двигатель также выдерживает большие обороты). Ускорение мотоциклу обеспечивает приложенная к ведущему колесу сила тяги, которая должна быть больше силы сопротивления. Последняя включает в себя аэродинамическую составляющую и силу сопротивления качению шин (рис. 1). Чем больше запас тяги, тем больше ускорение – или тем круче горка, в которую сможет въехать мотоцикл. Кроме того, не забудем, что нам важен именно момент на колесе, а не на валу двигателя, который преобразуется и частично теряется в трансмиссии. Мощность связана с моментом через скорость вращения вала, проще говоря, через обороты двигателя. Именно так ее вычисляют при замерах на динамометрическом стенде, где напрямую измеряют именно момент, а уже исходя из него, компьютер строит график мощности. Напомним, что графики мощности и момента – это, как правило, внешРис. 2Тяга на колесе Момент сил сопротивления Запас тяги Сила аэродинамического сопротивления Сила сопротивления качению Скорость Частота вращения коленвала0 0няя скоростная характеристика двигателя, которую получают при полностью открытой дроссельной заслонке. В реальности ее снимают на одной из высших передач и, естественно, не с нуля оборотов – мотор же работает! Загнутый вверх «хвостик» в начале графика как раз и получается при переключении на «передачу для измерений», – это не ошибка, а одно из свидетельств реальности замеров. Чем выше мощность на колесе, тем выше – при прочих равных – максимальная скорость мотоцикла. Но она автоматически не означает лучшего разгона – его определяет запас момента. Кстати, многие считают, что чем ровнее «полка» крутящего момента, тем лучше. На самом деле главное – площадь между кривыми момента тяги и момента сил сопротивления (рис. 1): чем она больше, чем больше «запас дури». Но вернемся к задаче. Из того, что мощность и момент жестко связаны через обороты двигателя, следует, что если мощности двух двигателей на каких-то оборотах совпадают, то должны совпадать и моменты. Далее, если из центра координат (0 об/мин и 0 л.с.) провести касательную к графику мощности, то точка касания укажет на обороты максимального момента (рис. 2). А если эта линия пересекает график мощности в нескольких местах, то это точки равных моментов. Причем все это справедливо не только для двигателя внутренне-Кого-то смутили шкалы на осях ординат: деN скать, при нулевой 65 60 мощности момент равен 60 50 Mкр 35 Нм. На самом деле 55 это просто две системы 40 координат в одной сет50 30 ке – обычный прием 45 20 для того, чтобы графи10 40 ки не расползались как 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Частота вращения коленвала, об/мин тараканы. Читатель Евгений сравнил показатели графиков из задачи с характеристиками своей Honda XR600R и не поленился посчитать мощность, исходя из момента. Однако вывод сделал неверный, поскольку взял лишь одну контрольную точку. И к тому же в условии задачи сказано о беглом взгляде – никаких расчетов. Решение же показано на фото: достаточно наметить на верхней кривой две любые точки равных моментов и, «опустив» их на нижнюю кривую, го сгорания, но для любого – от мо- приложить к ним край листка. Заторчика электробритвы до турборе- тем отогнуть край до оси абсцисс (обороты) и посмотреть на ноль активного двигателя самолета. (пересечение краев). В задаче он Некоторые наши читатели решили, что на графике перепутаны явно не совпадал с 0 об/мин. Как линии мощности и момента. Вовсе это нередко случается, перепутали оцифровку шкалы мощности, надо нет! Более того, даже без подпибыло начинать с 10 л.с. Правильсей ясно, где какой – максимум ный график показан на рис. 2 – мощности всегда дальше максимума момента. теперь можете убедиться сами!Мощность, л.с. 70ВНИМАНИЕ, КОНКУРС!Мы продолжаем конкурс на призы компании BMW, начатый в «Мото» № 5-2010. Ваши ответы на задачи из разных областей техники послужат школой для всех.5. Откуда силы?Листал тут учебник по двигателям мотоциклов – и запутался. С одной стороны, выходит, что стехиометрическая смесь (14,7 кг воздуха на 1 кг бензина) – самая правильная: топливо полностью сгорает, высвобождая максимум энергии. А чуть дальше написано: максимальная мощность двигателя обеспечивается при работе на обогащенной смеси (около 13 кг воздуха на 1 кг бензина). Как это понимать? Как же «мощностная смесь» добавляет мощность?Ответы с пометкой «Задача» присылайте на почтовый или электронный адрес редакции (см. с. 4) до 15 октября 2010 года. Не забудьте указать удобный для вас способ быстрой связи.Крутящий момент, Нмсентябрь 2010 moto.zr.ru63