Крутить или не крутить? — журнал За рулем
КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ
/»ЧАЙНИКУ» НА ЗАМЕТКУ
КРУТИТЬ ИЛИ НЕ КРУТИТЬ?
РЕСУРС ДВИГАТЕЛЯ ЗАВИСИТ НЕ ТОЛЬКО ОТ МАРКИ АВТОМОБИЛЯ, НО И ОТ ПРИЕМОВ ВОЖДЕНИЯ
ТЕКСТ / АНАТОЛИЙ СУХОВ
С «КЛИНЫШКОМ»
Не перевелись в автошколах инструкторы, которые учат ездить «внатяг», на минимальных оборотах — дескать, так меньше износится двигатель. Кое-кто из них даже подгибает педаль или подкладывает под нее деревянный упор — тогда при всем желании полностью газ не откроешь. Так и ездит потом иной водитель — с «клинышком», пугаясь, едва стрелка тахометра переваливает отметку 2000. Оправдывают такой стиль экономией топлива, заботой о двигателе.
Что касается экономии топлива, это верно лишь отчасти. На низких оборотах двигатель не тянет, поэтому при обгоне или на мало-мальски заметном подъеме приверженец такого стиля езды вынужден «топтать» педаль газа, дополнительно обогащая смесь и сжигая сэкономленное топливо.
Так, может быть, выигрываем в ресурсе? На первый взгляд, ответ очевиден: меньше обороты двигателя — ниже относительные скорости перемещения деталей, соответственно уменьшается и износ. Но не все так просто. Наиболее ответственные подшипники скольжения (распределительного вала, коренных и шатунных шеек коленчатого вала) рассчитаны на работу в режиме гидродинамической смазки. Масло под давлением подается в зазор между валом и вкладышем и воспринимает возникающие нагрузки, не допуская непосредственного соприкосновения деталей — те просто «всплывают» на так называемом масляном клине. Коэффициент трения при гидродинамической смазке крайне мал — всего 0,002–0,01 (у смазанных поверхностей при граничном трении он в десятки раз выше), поэтому в таком режиме вкладыши выдерживают сотни тысяч километров. Но давление масла зависит от оборотов двигателя: масляный насос приводится от коленчатого вала. Если нагрузка на двигатель велика, а обороты — низкие, масляный клин может продавливаться до металла, и вкладыш начнет разбиваться, причем износ быстро прогрессирует по мере роста зазоров: создать «клин» все сложнее, подачи масла не хватает.
К тому же при езде на низких оборотах возникают ударные нагрузки в двигателе и трансмиссии. Инерция вращающихся деталей уже недостаточна, чтобы сгладить возникающие колебания. То же происходит и при троганье. Вспомним автошколу: стоит резко отпустить сцепление при малом газе, как машина начинает прыгать. Иногда это кончается поломкой сцепления: не выдерживают упругие пластины крепления ведомого диска к кожуху, лопаются, выскакивают из окон пружины. Лучше уж немного потерять на износе, но избежать досрочной поломки.
Итак, чем больше требуем от мотора (резкое ускорение, подъем, груженый автомобиль), тем выше должны быть обороты. И наоборот, при спокойной езде, когда двигатель нагружен слабо, нет смысла загонять стрелку тахометра в конец шкалы.
ЗОЛОТАЯ СЕРЕДИНА
Ускоренный износ вкладышей — не единственное зло от увлечения низкими оборотами. При коротких поездках на таких режимах в двигателе накапливаются низкотемпературные отложения, в первую очередь в системе смазки. Стоит «прохватить» по шоссе — и горячее масло под напором хорошенько промоет систему, заодно выгорит лишний нагар в камерах сгорания и канавках поршня. Иногда так удается восстановить понизившуюся из-за залегания колец компрессию в цилиндрах.
Разбирая «жигулевский» мотор, многие обращали внимание на стертые выемки на торце клапанов — следы рычагов. Эти отметины означают: клапаны не вращались, а работали все время в одном положении. Между тем вращение клапана продлевает срок его службы, только возможно это при оборотах свыше 4000–4500 об/мин. Немногие выводят мотор на эти режимы, вот и появляется выемка на клапанах. А дальше она сама станет препятствовать их вращению.
Но долгая работа вблизи красной зоны двигателю тоже не на пользу. Системы охлаждения и смазки работают на пределе, без запаса. Малейший дефект первой — забитый пухом спереди или герметиком изнутри радиатор, неисправный термостат — и стрелка указателя температуры окажется в красной зоне. Плохое масло или забитые грязью смазочные каналы могут вызвать задиры на деталях или даже «прихват» вкладышей или поршней, поломку распредвала. Поэтому «гонщикам» не стоит упускать из виду манометр и указатель температуры. Исправный же двигатель, заправленный хорошим маслом, без проблем переносит максимальные обороты. Конечно, в таком режиме его ресурс снижается, но отнюдь не катастрофически — лишь бы запчасти не оказались «левыми»!
Между этими двумя крайностями и лежит золотая середина. В зависимости от конкретных условий оптимальный режим — 1/3–3/4 оборотов максимальной мощности. В режиме обкатки тоже недопустимы слишком низкие обороты, а верхнюю границу стоит опустить до 2/3 «максималки». Но главный принцип остается незыблемым — чем выше нагрузка, тем выше должны быть обороты.
ХОЛОДНЫЙ ПУСК
Пуск на морозе мотору не на пользу. Сконденсировавшийся на холодных стенках цилиндра бензин не сгорает, а разжижает и смывает с них масляную пленку. Поэтому большие обороты непрогретому двигателю вредны, а на малых старые карбюраторные двигатели не тянут. Впрысковые моторы позволяют ехать сразу же, но лучше подождать минутку, пока масло хоть немного разбежится по системе, поступит ко всем узлам.
Масляное голодание может наступить сразу же после пуска, если масло не успеет вернуться в поддон и насос хлебнет воздуха. Поэтому, если загорелась лампочка недостаточного давления масла, сразу же выключите двигатель на 30–40 секунд — пусть оно стечет. Причиной может стать как слишком густое масло, так и его недостаточный уровень или забитый маслоприемник (ЗР, 2002, № 4, с. 188).
ТЕПЛОВОЙ УДАР
Эта опасность подстерегает водителя, который всегда спешит: выиграв какие-то секунды в сумасшедшей гонке, он подлетает к тротуару, выключает зажигание и… в тот же момент температура двигателя начинает расти. Секунду назад тепловой баланс работавшего на высоких оборотах мотора поддерживался за счет интенсивной циркуляции охлаждающей жидкости и обдува радиатора. Но вот перекачивающий ее насос остановился, а поршни, клапаны, головка цилиндров еще сильно нагреты. Иногда жидкость даже успевает закипеть, а пар отводит тепло в сотни раз хуже. После нескольких таких перегревов может деформироваться головка цилиндров, прогореть ее прокладка — ремонт не копеечный.
Выход один — после активной езды дайте мотору остыть на холостых оборотах хотя бы 15–20 секунд. Особенно это важно на двигателях с турбонаддувом. Замена вышедшей из строя турбины обойдется куда дороже сэкономленного времени.
ЧЕМ БОЛЬШЕ ТРЕБУЕМ ОТ МОТОРА (РЕЗКОЕ УСКОРЕНИЕ, ПОДЪЕМ, ГРУЖЕНЫЙ АВТОМОБИЛЬ), ТЕМ ВЫШЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОБОРОТЫ
ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ — 1/3 — 3/4 ОБОРОТОВ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ
БОЛЬШИЕ ОБОРОТЫ НЕПРОГРЕТОМУ ДВИГАТЕЛЮ ВРЕДНЫ
ПОСЛЕ АКТИВНОЙ ЕЗДЫ ДАЙТЕ МОТОРУ ОСТЫТЬ НА ХОЛОСТЫХ ОБОРОТАХ
www.zr.ru
Для тех, кто боится крутить двигатель..
<CENTER>Рев под капотом — это страшно?</CENTER>
На тахометре крассная зона начинается с Х об./мин. Какие обороты можно считать(конечно речь идет о промежутках):
Если не вдаваться в подробности, существует 2 главных источника повреждений двигателя, связанных с числом оборотов:
- Проблемы, связанные с пределами прочности деталей;
- Зависимость давления масла от числа оборотов.
Что касается прочности, то для правильно собранного двигателя она без вреда выдерживает максимально предписанные изготовителем обороты (красная зона тахометра) + ещё 10% — легко. Опасность «перекрутить» двигатель, как правило, существует на ненагруженном двигателе (ну, к примеру, если «запала» педаль газа на нейтралке). При движении со включённой передачей при «перекрутке» возникают «спецэффекты», такие как: отрыв клапанов от кулачков распредвала, «взвешенное» состояние поршневых колец, нарушения в прерывателе — в основном связанные с инерционностью невращательно движущихся деталей. Кроме того, при «перекрутке» резко падает мощность двигателя. Всё это вместе взятое резко снижает интенсивность разгона и заставляет понять, что смысла «крутить» выше просто нет, и побудит к переключению передачи на повышенную. При этом никакого существенного вреда двигатель не получит.
Теперь о давлении масла. Здесь источник «вреда» — малые обороты двигателя, а точнее обороты, при которых ещё закрыт редукционный клапан масляного насоса (этот клапан открывается при достижении расчётного давления масла — примерно 3.5 кГ) Конечно, давление масла зависит, кроме числа оборотов, ещё и от вязкости масла, его температуры и т.д., опустим пока эти параметры. Первый главный момент заключается в том, что при достижении расчётного давления масла «вред» двигателю от числа оборотов — минимален. Второй момент — максимальный ущерб двигателю наносится на холостых оборотах, а также при его пуске и остановке.
С этим приходится мириться изготовителям автомобилей, поскольку полным решением этой проблемы является автономный электрический привод, когда давление масла достигает расчётного раньше того, чем двигатель запущен. Однако это весьма дорого.
Частичным решением является увеличение производительности масляного насоса (обычно — увеличением высоты шестерён).
Однако я отвлёкся.
Давление масла зависит, кроме числа оборотов, ещё и от суммарной площади сечений, через которые масло вытекает (в коренных и шатунных подшипниках, в основном). Эти сечения со временем увеличиваются, и «безвредное число оборотов» смещается «вверх».
Главные выводы:
- «Крутить» не вредно, «перекручивать» не стОит.
- Всегда лучше ездить на несколько более высоких оборотах, чем принято большинством водителей.
- Если при пуске двигателя красная лампа давления масла гаснет не сразу — смените масляный фильтр.
www.audi-club.ru
На каких оборотах двигателя лучше ездить
Практически каждому водителю хорошо известно, что от индивидуального стиля езды напрямую зависит ресурс двигателя и других узлов автомобиля. По этой причине многие автовладельцы, особенно начинающие, часто задумываются о том, на каких оборотах лучше ездить. Далее мы рассмотрим, какие обороты мотора нужно держать с учетом разных дорожных условий во время эксплуатации транспортного средства.
Читайте в этой статье
Ресурс двигателя и обороты при езде
Начнем с того, что грамотная эксплуатация и постоянное поддержание оптимальных оборотов двигателя позволяет добиться увеличения моторесурса. Другими словами, существуют режимы работы, когда мотор изнашивается меньше всего. Как уже было сказано, срок службы ДВС зависит от стиля вождения, то есть сам водитель может условно «регулировать» данный параметр. Отметим, что данная тема является предметом обсуждений и споров. Если конкретнее, водители делятся на три основные группы:
- к первым относятся те, кто эксплуатирует двигатель на низких оборотах, постоянно передвигаясь «внатяг».
- ко вторым следует отнести таких водителей, которые только периодически раскручивают свой мотор до оборотов выше средних;
- третьей группой считаются автовладельцы, которые постоянно поддерживают силовой агрегат в режиме выше средних и высоких оборотов двигателя, часто загоняя стрелку тахометра в красную зону.
Езда на низких оборотах
Отметим, что на курсах вождения советуют не крутить агрегат, так как одной из главных задач является максимальная безопасность. Вполне логично, что низкие обороты в этом случае неразрывно связаны с ездой на малых скоростях. Логика в этом есть, так как медленное и размеренное движение позволяет быстрее научиться ездить без рывков при переключении передач на автомобилях с МКПП, приучает начинающего водителя двигаться в спокойном и плавном режиме, обеспечивает более уверенный контроль над автомобилем и т.д.
Очевидно, что после получения водительского удостоверения такая манера езды далее активно практикуется и на собственном авто, перерастая в привычку. Водители данного типа начинают нервничать, когда в салоне начинает прослушиваться звук раскрученного мотора. Им кажется, что повышение шума означает значительное увеличение нагрузки на ДВС.
Что касается самого двигателя и его ресурса, слишком «щадящая» эксплуатация срока службы ему не добавляет. Более того, все происходит с точностью до наоборот. Представим ситуацию, когда машина движется со скоростью 60-км/ч на 4-й передаче по ровному асфальту, обороты, допустим, на отметке около 2 тыс. В таком режиме двигателя почти не слышно даже на бюджетных авто, топливо расходуется минимально. При этом главных минусов в такой езде два:
- практически полностью отсутствует возможность резко ускориться без переключения на пониженную передачу, особенно на «атмосферниках».
- после изменения рельефа дороги, например, на подъемах, водитель не переключается на пониженную передачу. Вместо переключения он просто сильнее нажимает на педаль газа.
В первом случае мотор, зачастую, находится вне «полки» крутящего момента, что не позволяет быстро разогнать машину при такой необходимости. В результате, подобная манера езды влияет на общую безопасность движения. Второй пункт напрямую сказывается на двигателе. Прежде всего, движение на низких оборотах под нагрузкой с сильно нажатой педалью газа приводит к детонации мотора. Указанная детонация в буквальном смысле слова разбивает силовой агрегат изнутри.
Что касается расхода, экономия практически полностью отсутствует, так как более сильное нажатие на педаль газа на повышенной передаче под нагрузкой вызывает обогащение топливно-воздушной смеси. В результате расход горючего увеличивается.
Также езда «внатяг» повышает износ двигателя даже в случае отсутствия детонации. Дело в том, что на низких оборотах нагруженные трущиеся детали мотора смазываются недостаточно. Причиной является зависимость производительности маслонасоса и создаваемого им давления моторного масла в смазочной системе от все тех же оборотов двигателя. Другими словами, подшипники скольжения рассчитаны на работу в условиях гидродинамической смазки. Такой режим предполагает подачу масла под давлением в зазоры между вкладышами и валом. Так создается нужная масляная пленка, которая препятствует износу сопряженных элементов. Эффективность гидродинамической смазки имеет прямую зависимость от оборотов двигателя, то есть чем больше оборотов, тем выше давление масла. Получается, при большой нагрузке на двигатель с учетом низкого числа оборотов существует большой риск сильного износа и поломки вкладышей.
Еще одним аргументом против езды на низких оборотах является усиленное коксование двигателя. Простыми словами, с набором оборотов растет нагрузка на ДВС и температура в цилиндрах существенно повышается. В результате часть нагара попросту выгорает, чего не происходит при постоянной эксплуатации на «низах».
Высокие обороты двигателя
Ну что, скажете вы, ответ очевиден. Мотор нужно раскручивать посильнее, так как машина будет уверенно откликаться на педаль газа, легко идти на обгон, двигатель очистится, расход топлива не так уж сильно возрастет и т.д. Это так, но только отчасти. Дело в том, что постоянная езда на высоких оборотах также имеет свои минусы.
Высокими оборотами можно считать такие, которые превышают приблизительный показатель около 70% от общего числа доступных для бензинового двигателя. С дизелем ситуация немного другая, так как агрегаты данного типа изначально менее оборотистые, но имеют более высокий крутящий момент. Получается, высокими оборотами для моторов данного типа можно считать те, которые находятся за « полкой» крутящего момента дизеля.
Теперь о ресурсе двигателя при таком стиле езды. Сильное раскручивание двигателя означает, что нагрузка на все его детали и систему смазки значительно возрастает. Также увеличивается и показатель температуры, дополнительно нагружая систему охлаждения. В результате повышается износ мотора и возрастает риск перегрева двигателя. Также следует учитывать, что на режимах высоких оборотов требования к качеству моторного масла повышаются. Смазочный материал должен обеспечивать надежную защиту, то есть соответствовать заявленным характеристикам по вязкости, стабильности масляной пленки и т.д.Игнорирование данного утверждения приводит к тому, что каналы системы смазки при постоянной езде на высоких оборотах могут забиться. Особенно часто это происходит при использовании дешевой полусинтетики или минерального масла. Дело в том, что многие водители меняют масло не раньше, а строго по регламенту или даже позже этого срока. В результате происходит разрушение вкладышей, нарушая работу коленвала, распредвала и других нагруженных элементов.
Какие обороты считаются оптимальными для мотора
Для сохранения ресурса двигателя лучше всего ездить на таких оборотах, которые условно можно считать средними и немного выше средних. Например, если на тахометре «зеленая» зона предполагает 6 тыс. об/мин, тогда наиболее рационально держать от 2.5 до 4.5 тыс.
В случае с атмосферными ДВС конструкторы стараются уместить полку крутящего момента именно в этом диапазоне. Современные турбированные агрегаты обеспечивают уверенную тягу на более низких оборотах мотора (полка момента более широкая), но двигатель все равно лучше немного раскручивать.
Специалисты утверждают, что оптимальными режимами работы для большинства моторов является показатель от 30 до 70 % от максимального числа оборотов при езде. При таких условиях силовому агрегату наносится минимальный ущерб.
Напоследок добавим, что периодически желательно раскручивать хорошо прогретый и исправный мотор с качественным маслом на 80-90% при движении по ровной дороге. В таком режиме будет достаточно проехать 10-15 км. Отметим, что данное действие не нужно повторять часто.
Опытные автолюбители рекомендуют раскручивать двигатель почти до максимума один раз в 4-5 тыс. пройденных километров. Это необходимо по разным причинам, например, чтобы стенки цилиндров изнашивались более равномерно, так как при постоянной езде только на средних оборотах может образоваться так называемая ступенька.
Читайте также
krutimotor.ru
Как движется автомобиль — Энциклопедия журнала «За рулем»
Многие из нас встречали картинку: улица прошлого века, и на мостовой — экипаж без лошадей. Такими примерно были «самобеглые коляски» русских изобретателей Шамшуренкова и Кулибина. Катил «самобеглую» стоявший на педалях человек. Его «механическая энергия » передавалась на ведущие колеса, которые и толкали коляску. Этот же принцип лег в основу другого «самодвижущегося экипажа», появившегося позднее, — автомобиля. Только источником механической энергии у него стал двигатель внутреннего сгорания. Как же его энергия приводит в движение автомобиль?
Где толкающая сила?
Рычаг-помощник
Откуда же она возникает, если автомобиль не толкают как тележку и его не тянет лошадь?
Чтобы ответить на этот вопрос, давайте разберем способ, которым можно тележку передвигать, — при помощи рычага. А чтобы нижний конец его не скользил, — забьем в землю клин.
Первый вариант — толкаем рычагом непосредственно тележку. Она сдвинется и в том случае, когда рычаг воздействует прямо на ось колеса, причем плечо, на которое действует рука, получается вдвое большим. Эту работу можно облегчить — придавить рычаг с такой силой, чтобы, опираясь на дорогу, его нижний конец не проскальзывал. Останется лишь непрерывно переставлять его.
А если прилагать силу к верхней части колеса по касательной к окружности? Тогда полоску, выделенную на рисунке посредине пунктиром, можно рассматривать как такой же рычаг, вес машины прижимает ведущее колесо к дороге — оно не пробуксовывает, значит, нижний конец нашего «рычага» как бы удерживается колышком и ось колеса переместится под действием силы F.
Когда ось продвинется несколько вперед — колесо провернется и «конец рычага» — точка 1 уже не будет соприкасаться с дорогой. Ее место займет точка 2, затем точка 3 и так далее.
Таким образом, колесо можно рассматривать как бы состоящим из бесконечного числа рычагов, непрерывно и последовательно сменяющих один другой. Оно удобнее рычага — ничего не нужно переставлять. Способ перекатывания повозки за обод колеса применяют, когда надо помочь лошади. Подобным образом поступают и артиллеристы, выкатывая вручную орудия на огневые позиции: это легче, ибо усилие на оси получается вдвое большим, чем в том случае, если толкать за станину.
Однако лучше не толкать и не тянуть колесо, а вращать. Так нельзя ли найти такой способ, чтобы не толкать и не тянуть колесо, перехватывая его все время за обод? Можно. Для этого достаточно передавать на колесо через ось вращающее усилие, или, как принято говорить в технике, подвести к нему крутящий момент. Крутящий момент стремится провернуть колесо, но этому препятствует сила трения, возникающая между ним и дорогой. Колесо как бы отталкивается от земли и начинает катиться. Здесь главный помощник — трение, без него движение невозможно. Известно, как беспомощен автомобиль, например, на льду.
Разные дороги и разные силы
Все — «против»
По асфальту тележка катится легко. Но вот колеса попали на мягкий грунт или песок. Толкать ее,стало труднее. B чем дело? Возросла сила, которую в теории автомобиля называют силой сопротивления качению.
А если встретится подъем? Добавляется сила, стремящаяся скатить тележку.
А встречный ветер? Каждый из нас знает, как трудно двигаться, когда он сильный. Но мчащийся автомобиль сам ‘«устраивает» себе искусственный встречный ветер, и тем сильнее, чем больше скорость.
Кроме того, при разгоне тележку приходится толкать намного сильнее, чем при. равномерном движении: нужно преодолевать силы инерции.
Итак, автомобиль равномерно движется по хорошей горизонтальной дороге: нужна умеренная толкающая сила — лишь для того, чтобы преодолевать трение и сопротивление воздуха.
Но ведь сначала надо тронуться с места. А для этого требуется самая большая толкающая сила. Хотим ускорить движение — надо преодолеть инерцию, опять, же необходимо увеличение толкающей силы. Съехали на плохую дорогу или поднимаемся в гору. И здесь толкающая сила должна намного возрасти. Обычно в зависимости от условий движения она меняется в несколько раз. Соответственно должен меняться и подводимый к колесам крутящий момент. Мы видим: чтобы автомобиль мог двигаться по различным дорогам и с разной скоростью, надо иметь возможность увеличивать и уменьшать крутящий момент на его колесах в широких пределах.
Упрямый характер
От двигателя — и колесам
Скорость вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания может изменяться примерно от пятисот, когда он работает на «холостом ходу», до нескольких тысяч оборотов в минуту. Казалось бы, можно двигаться с различной скоростью, даже если мотор непосредственно соединить с колесами: быстрее вращается вал двигателя — и, пожалуйста, с большей скоростью идет машина.
У бензинового «характер» хуже
Но вот дорога пошла в гору, и сразу автомобильный двигатель показывает свой «характер». Он значительно снижает обороты (труднее стало тянуть), но крутящий момент увеличивается недостаточно: на десять процентов, на тридцать, самое большое — на пятьдесят. У дизельных двигателей такая «приспособляемость» еще хуже. Давайте взглянем на график. Он показывает, как меняется величина крутящего момента бензинового автомобильного двигателя. Видно и самое худшее: с какого-то числа оборотов (в этом месте поставлена галочка) крутящий момент непрерывно уменьшается.
Действительно, при снижении числа оборотов с 4500 до 3000 крутящий момент возрос с 7 до 9 кгм. Но если подъем, допустим, потребовал большего, двигатель внутреннего сгорания не может справиться с этой задачей: необходимо увеличение момента, а он начинает уменьшаться, скорость движения резко падает — обороты двигателя идут на убыль… крутящий момент становится еще меньше…
В том же диапазоне чисел оборотов современного тягового электродвигателя крутящий момент увеличивается примерно в четыре раза.
В этом отношении для автомобиля больше подошли бы двигатели паровые или электромоторы, как бы отвечающие золотому правилу механики: при большой нагрузке они сбавляют обороты, а тянут сильнее. Но двигатель плюс котельная установка слишком громоздки для автомобиля, а возить на нем электростанцию просто невозможно. Двигатель же внутреннего сгорания обладает пока многими другими преимуществами. А на его «дурной характер» можно найти управу.
Выход есть!
Можно и быстро и медленно
Силы человека, работавшего на педалях «самобеглой» коляски, хватало на движение по ровной дороге. А на подъеме? Для его преодоления между «двигателем» и ведущими колесами был помещен специальный зубчатый барабан. Он позволял увеличить крутящий момент, подводимый к колесам, за счет скорости их вращения, — а следовательно, и скорости движения коляски. Крутящий момент увеличивался, когда ведущая шестерня соединялась с рядом зубьев барабана, расположенных дальше от оси (наибольшее плечо) и, наоборот, — уменьшался при укорочении плеча.
Так же меняется величина крутящего момента и в шестеренчатой передаче, распространенной в современной технике.
И вперед и назад
Менять величину крутящего момента двигателя может механизм, в котором будет несколько пар зацепленных одна с другой шестерен, — допустим, три — с различными передаточными числами: 1:4; 1:2 и 1:1. Первые два позволяют увеличить крутящий момент (толкающую силу) в четыре или в два раза.
Схема такого механизма — коробки передач — показана на рисунке. В общем корпусе находятся три пары шестерен с разными передаточными числами. Шестерни ведомого вала, через который вращение передается к колесам, могут передвигаться вдоль него, все время вращаясь с ним. Действуя рычагом переключения, водитель может соединить любую пару и двигаться на любой из трех передач. Это первая услуга коробки.
Вторая услуга. На рисунке коробка показана в положении «включена первая передача». Если расцепить и эту пару — вращение от двигателя к колесам передаваться не будет. Такое положение называется нейтральным.
При нейтральном положении двигатель не соединен с колесами, и поэтому его легко пустить, прогреть, не надо выключать при остановке перед светофором и т. п.
Третья услуга. Даже мотоцикл случается подать назад. Автомобилю — это просто необходимо. Надо и развернуться и встать под погрузку, подъехать к прицепу…
В общем, ведущие колеса должны вращаться и назад. А двигатель? Его коленчатый вал вращается только в одну сторону. Значит, коробка должна иметь передачу заднего хода. Между ведущим и ведомым валами в зацепление вводится «лишняя» шестерня или две на общей оси, как показано на рисунке. Она и меняет направление вращения ведомого вала.
Чтобы трогаться плавно
Вот теперь плавно!
Просто соединить шестерни первой передачи не удастся — одна вращается, другая неподвижна. А если включить передачу принудительно — машина «прыгнет» вперед или заглохнет двигатель, да и для зубьев шестерен это небезопасно.
Избавиться от таких неприятностей и плавно тронуться с места позволяет особый механизм — «сцепление», которое располагают между двигателем и коробкой. Оно имеет два положения: сцепление
включено — крутящий момент передается на коробку; сцепление выключено — она отсоединена от двигателя.
Для передачи вращения здесь используется сила трения между маховиком и ведомым диском. Расположенные по окружности пружины прижимают диск к маховику, и он вращается вместе с ним — сцепление включено. В таком положении оно находится при движении автомобиля. Пружины обеспечивают такую силу трения, которая необходима для передачи крутящего момента двигателя, без пробуксовки
между маховиком и ведомым диском.
Когда водитель нажмет ногой на левую педаль (так принято на автомобилях всего мира), диск, преодолевая усилие пружин, отходит от маховика. Мы говорим: сцепление выключено. Передача крутящего
момента от двигателя прекращается, хотя его коленчатый вал и маховик продолжают вращаться.
В таком положении — педаль нажата — водитель включает передачу и, плавно отпуская педаль, постепенно приближает ведомый диск к гладкой поверхности маховика. В это время общая сила давления пружин все увеличивается и сила трения возрастает. Маховик постепенно, плавно увлекает диск, который со все уменьшающимся проскальзыванием начинает вращаться, и… машина плавно трогается. Успех этого процесса зависит от искусства водителя, поначалу частенько он проходит не совсем гладко.
Когда нужно переключить передачу — «перейти», например, при разгоне с первой на вторую или со второй на третью — водитель каждый раз нажимает на педаль сцепления.
wiki.zr.ru