Не многие вопросы способны спровоцировать столь оживленные дискуссии, как взаимосвязь крутящего момента и мощности двигателя. Популярные объяснения поведения автомобилей с полным приводом нередко содержат утверждения о том, что автоматика направляет крутящий момент на колесо, потерявшее сцепление, чтобы извлечь машину из сложной ситуации. Именно подобные высказывания вызывают критику у тех, кто не пропускал занятия по физике в школе. Однако, судя по всему, их становится все меньше.
Чтобы понять причину разногласий, необходимо усвоить один ключевой принцип. Его впервые высказал французский ученый Блез Паскаль в XVII веке: следует полагаться только на то, что оказывает сопротивление! В контексте рассматриваемой темы это можно переформулировать так: отсутствие сопротивления означает отсутствие импульса. Именно этот тезис позволяет разобраться во всех дискуссиях, связанных с этой темой.
Мощность определяется как объем работы, выполненной за определенное время. Другими словами, это показатель скорости выполнения работы. Так, трактор способен скосить больше травы за секунду, чем газонокосилка. Основным способом измерения мощности является ватт (Вт), который отражает работу в один джоуль (Дж), совершенную в течение одной секунды. Также используется лошадиная сила – внесистемная единица, эквивалентная 0,736 кВт. К примеру, двигатель мощностью 183 кВт обладает производительностью в 249 л.с.
Крутящий момент – это физическая величина, которую также можно представить как произведение силы на плечо и измерять в ньютон-метрах (Н·м). Суть этого понятия довольно проста: если приложить к колесу с радиусом 0,5 метра момент в 2000 Н·м, то потребуется сила примерно в 4000 Н (или около 400 кгс) для создания такого же эффекта. Таким образом, увеличение крутящего момента позволяет двигателю более эффективно тянуть автомобиль.
Эти два ключевых параметра взаимосвязаны напрямую: мощность представляет собой произведение крутящего момента на частоту вращения коленчатого вала (или, проще говоря, на угловую скорость.
Вернемся к обсуждению передачи усилия: автомобиль застрял где-то на бездорожье и его ведущее колесо отчаянно крутится на месте, разбрасывая грязь. Умная автоматика, как утверждают рекламщики, тут же перебросит на это колесо крутящий момент и тогда… И ничего при этом не произойдет! Потому что невозможно перебросить момент туда, где нет сопротивления. Мотор может крутиться на максимальных оборотах, но крутящий момент на колесах, а также на маховике двигателя, будет равен нулю! Как и мощность, кстати говоря, как бы ни странно это звучало.
Как же найти выход из этой ситуации? Существует лишь один путь – обеспечить создание сопротивления для двигателя и колёс! За эту функцию отвечают все системы, предназначенные для улучшения внедорожных качеств автомобиля. На полноприводных автомобиляхВ качестве альтернативы можно зафиксировать межколесные и межосевые дифференциалы. Если хотя бы одно из колес имеет сцепление с дорогой, то именно на нем возникнет крутящий момент. Этот метод, который использовался в автомобилях Москвич-408 и «Волга» 21 модели для преодоления сложных участков дороги, – подтянуть ручной тормоз! Благодаря колодкам стояночного механизма на буксующем колесе возникает вращающий момент, пусть даже он бесполезен для самого этого колеса. Но дифференциал тут же передаст его другому колесу, которое пытается зацепиться за поверхность.
Что касается автоматизированных систем управления, то они способны перестраивать некоторые механические соединения, применять электромагнитные устройства, фиксировать дифференциалы и прочее. Однако передача крутящего момента им абсолютно недоступна.