График динамометра строит две кривые в зависимости от оборотов двигателя: крутящий момент и лошадиную силу. Обычно их обсуждают так, будто это конкурирующие показатели. На самом деле это одно и то же измерение, рассмотренное с двух сторон, и одна формула связывает их. В этой записи используется вымышленный двигатель, чтобы числа можно было проверить; это пример, а не данные о каком-либо автомобиле из игры.
Что измеряет каждая линия
Крутящий момент — это сила скручивания. Один фунт-фут (lb-ft) — это толчок в один фунт на конце рычага длиной в один фут. Он показывает, насколько сильно вращается коленвал в данный момент, но ничего о том, насколько быстро.
Лошадиная сила — это скорость совершения работы. Одна лошадиная сила определена как 550 фут-фунтов в секунду, или 33,000 фут-фунтов в минуту. Один оборот коленвала при заданном крутящем моменте совершает работу 2π × крутящий момент в фут-фунтах, поэтому при заданных оборотах двигателя:
hp = крутящий момент (lb-ft) × rpm × 2π ÷ 33,000 = крутящий момент × rpm ÷ 5,252
5,252 — это 33,000 ÷ 2π, то есть 5,252.1. Лошадиная сила равна крутящему моменту, умноженному на скорость, поэтому она может быть не больше, чем позволяют оба показателя.
Пример двигателя
Возьмите шесть замеров крутящего момента вымышленного двигателя и переведите каждый в лошадиные силы по формуле:
| Обороты двигателя | Крутящий момент | Лошадиная сила |
|---|---|---|
| 2,000 rpm | 220 lb-ft | 83.8 hp |
| 3,000 rpm | 260 lb-ft | 148.5 hp |
| 4,000 rpm | 290 lb-ft | 220.9 hp |
| 5,000 rpm | 300 lb-ft | 285.6 hp |
| 6,000 rpm | 280 lb-ft | 319.9 hp |
| 7,000 rpm | 240 lb-ft | 319.9 hp |
Почему линии пересекаются на 5,252 rpm
Если подставить 5,252 rpm в формулу, получается hp = крутящий момент × 5,252 ÷ 5,252, то есть лошадиная сила равна крутящему моменту. Ниже 5,252 rpm число лошадиных сил меньше числа крутящего момента. Выше него лошадиных сил больше. Это не зависит от двигателя: любой график динамометра, на котором обе величины в lb-ft и hp отложены по одной оси, имеет линии, сходящиеся на 5,252 rpm. Если линии пересекаются в другом месте, шкалы различаются или данные неверны.
В примере крутящий момент на 5,252 rpm составляет около 295 lb-ft при интерполяции между 300 на 5,000 и 280 на 6,000, поэтому лошадиная сила там тоже около 295. Точка пересечения линий — это проверка, а не особенность двигателя.
Почему пики приходятся на разные обороты
Крутящий момент достигает пика на 5,000 rpm и составляет 300 lb-ft. После этого крутящий момент падает, но обороты всё ещё растут, и произведение продолжает расти, пока падение крутящего момента не перевесит рост скорости. С 5,000 до 6,000 rpm крутящий момент падает на 20 lb-ft (6.7%), а rpm растут на 20%, поэтому лошадиная сила поднимается с 285.6 до 319.9. С 6,000 до 7,000 rpm крутящий момент падает на 14.3%, а rpm растут на 16.7%, что почти компенсирует друг друга, и два значения лошадиной силы равны 319.9. Пик лежит между ними. В общем случае пик лошадиной силы никогда не бывает ниже пика крутящего момента: на пике крутящего момента он перестаёт расти, а обороты — нет, поэтому произведение всё ещё растёт. На рисунке 1 показаны обе кривые.
Что важно для разгона
Сила на колёсах равна крутящему моменту двигателя, умноженному на общее передаточное число, делённому на радиус шины. Крутящий момент на коленвале двигателя — не вся картина, потому что передачи его умножают. Запись о передаточных числах показывает арифметику.
Сравним два способа ехать с одинаковой скоростью по дороге на условном двигателе. В первом двигатель вращается на 3,000 rpm и выдаёт 260 lb-ft. Во втором передача вдвое короче, и двигатель вращается на 6,000 rpm и выдаёт 280 lb-ft. Крутящий момент на колёсах равен крутящему моменту двигателя, умноженному на передаточное число, поэтому второй случай даёт 280 × 2 = 560 единиц против 260 × 1 = 260. Это в 2.15 раза больше, и 319.9 ÷ 148.5 тоже равно 2.15. При заданной скорости по дороге сила, доступная для разгона, пропорциональна лошадиной силе, потому что передачи позволяют обменять обороты на крутящий момент.
Крутящий момент показывает, насколько сильно двигатель толкает на данной скорости. Лошадиная сила показывает, какой толчок вы можете получить, когда передача выбрана так, чтобы двигатель работал на этой скорости. Для разгона важнее лошадиная сила на всём используемом диапазоне оборотов, чем одно пиковое значение.
Чтение графика без введения в заблуждение
- Проверьте шкалы. Если крутящий момент и лошадиная сила на одной оси, линии обязаны пересекаться на 5,252 rpm. Если оси разные, линии могут пересекаться где угодно, так что точка пересечения ничего не говорит.
- Смотрите на форму, а не только на пик. Ровная кривая лошадиной силы от 6,000 до 7,000 rpm, как в примере, даёт широкий диапазон, на котором переключение передачи почти ничего не теряет.
- Знайте, где проводилось измерение. Мощность на колёсах ниже, чем на коленвале, потому что коробка передач и карданный вал забирают свою долю. Сравнивайте графики, измеренные одинаково.
- Помните о пределе сцепления. Крутящий момент полезен, только если шины могут его передать на дорогу. Запись о стартовых оборотах посвящена старту, где пределом является сцепление, а не двигатель.
Когда переключать передачу на такой кривой — отдельный вопрос с собственным ответом, и он не совпадает ни с оборотами пика крутящего момента, ни с оборотами пика лошадиной силы.
Использование в игре
Pink Slip Kings позволяет сравнивать лошадиную силу и крутящий момент на динамометре после улучшения, а также менять передаточные числа, главную передачу, наддув и стартовые обороты. Чтение обеих кривых показывает, что изменило улучшение, до заезда на четверть мили; запись о тайм-слипе запись объясняет, что проверить после этого.
Pink Slip Kings: Drag Racing позволяет улучшать двигатель, трансмиссию, шины и подвеску и сравнивать лошадиную силу и крутящий момент на динамометре, а результат показывают телеметрия и протоколы времени заездов. Игра работает офлайн, без рекламы и без покупок в приложении; игровые деньги и автомобили внутри игры нельзя купить или обменять на реальные деньги. Игра сейчас находится в закрытом тестировании.