Ile koni pod maską?


Odpowiedź na to dość popularne i zadane w gwarze warsztatowej pytanie, fascynuje prawie każdego kierowcę. Podanie rzetelnej i wiarygodnej odpowiedzi wymaga jednak zastanowienia i pewnej wiedzy.

Najprościej posłużyć się dokumentacją techniczną i odczytać moc z danych udostępnionych przez producenta. Nie wnikając w szczegóły - każdy silnik opisywany jest kilkoma podstawowymi parametrami, również tzw. parametrami eksploatacyjnymi, w tym przede wszystkim maksymalną wartością mocy i momentu obrotowego (także prędkościami obrotowymi, dla których zmierzono wspomniane wartości).

Graficzne przedstawienie przebiegu wymienionych wielkości, zależnie od prędkości obrotowej silnika, przy założeniu, że pomiar wykonano dla maksymalnego dawkowania paliwa, nazywa się charakterystyką zewnętrzną silnika (rys. 1), która podawana jest w dokumentacji jako ilustracja uśrednionych pomiarów dla przyjętej liczby prób.

Wszelkie pomiary, których celem jest wyznaczenie charakterystyki zewnętrznej silnika, powinny być przeprowadzane w określonych warunkach opisanych m.in. przez temperaturę, wilgotność i ciśnienie powietrza atmosferycznego. Zaniedbanie wymienionych w normach wymagań prowadzi do trudności przy porównywaniu wyników badań wykonanych np. w kolejnych dniach badań lub na różnych stanowiskach.

Moc efektywna silnika

Zdecydowanego podkreślenia wymaga stwierdzenie o rozwijaniu przez silnik mocy efektywnej jedynie wtedy, gdy jest on obciążony zewnętrznym momentem oporów (np. oporów ruchu). Brak zewnętrznego momentu obciążającego sprawia, że silnik wytwarza wtedy moc niezbędną jedynie do pokonania oporów własnych, która jest wielokrotnie mniejsza od dopływającej do wyjścia wału korbowego (rys. 2).

 

rys. 1 rys. 2
rys. 3 rys. 4

Podana w dokumentacji moc silnika jest dobrym parametrem porównawczym opisującym jego właściwości eksploatacyjne. Należy jednak pamiętać, że o właściwościach trakcyjnych pojazdu (prędkości maksymalnej, przyspieszeniu) decyduje nie moc silnika, ale moc dostarczana przez cały układ napędowy do kół pojazdu. Na rys. 3 przedstawiono poglądowo podstawową różnicę w przebiegu krzywej mocy na kołach i krzywej mocy silnika. Różnica taka wynika ze sprawności mechanicznej układu przeniesienia napędu, co daje się wyrazić za pomocą rysunku (rys. 4) oraz umieszczonego na nim zapisu, umożliwiającego jednoznaczne wyznaczenie mocy na kołach jako iloczynu sprawności układu napędowego i mocy silnika. Ponieważ sprawność układu napędowego osiąga zróżnicowane wartości zależne od konstrukcji i rodzaju zastosowanych podzespołów, trudno o podanie jednej ăobowiązującejÓ wartości - przeciętnie przyjmuje się zakres 0,6Ö0,9 (wartości należy traktować jako orientacyjne). Nawet bez wykonywania jakichkolwiek obliczeń, można stwierdzić, że moc na kołach będzie zawsze mniejsza od mocy silnika. Wartości tych nie należy traktować zamiennie, a próby swobodnej interpretacji mogą prowadzić do istotnych merytorycznych pomyłek.

Przedstawione wstępnie rozważania powinny w dostateczny sposób uzasadnić tezę o potrzebie porównywania pojazdów nie tylko na podstawie mocy silnika, ale również na podstawie mocy dostarczanej do kół. Duża moc silnika (np. samochodu terenowego) może zostać zużyta na napędzenie podzespołów układu napędowego i w efekcie do kół dopłynie moc porównywalna z tą, jaką dysponuje pojazd słabszy, wyposażony jednak w mniej rozbudowany układ napędowy.

Do pomiaru mocy na kołach są stosowane stanowiska nazywane hamowniami podwoziowymi, opisywanymi wielokrotnie na łamach Auto Moto Serwisu - stąd ilość informacji ograniczamy do niezbędnego minimum. Idea pomiaru sprowadza się do obciążenia kół napędzanych pojazdu momentem równoważącym moment wytwarzany przez układ napędowy i dostarczony do koła samochodu. Pomiar momentu obciążającego i prędkości pojazdu umożliwia wyznaczenie mocy na kołach, a w następstwie - wykonanie pomiarów dla przyjętego zakresu prędkości, wyznaczenie charakterystyki mocy na kołach.

Przykład - Alfa GTA

Na przełomie roku 2003/04 w dodatku motoryzacyjnym do jednej z gazet pojawił się artykuł opisujący jeden z pojazdów koncernu Fiat - Alfa Romeo 147 GTA i kwestionujący rozwijaną przez pojazd moc 250 KM/184 kW. Słuszne wątpliwości producenta, odnoszące się do przedstawionej opinii, skłoniły go do powtórzenia pomiarów dla tego samego egzemplarza pojazdu.

Pomiary wykonano w autoryzowanej stacji obsługi Auto Dukiewicz, wyposażonej w hamownię podwoziową (fot. przy tytule) i powtórzono we wrocławskim serwisie Jetronik, specjalizującym się w profesjonalnym tuningu samochodów.

Pomiary przeprowadzono w dwóch kolejnych dniach, przewożąc samochód z Wrocławia do Warszawy. Wyniki pomiarów potwierdziły wspomniane wcześniej wątpliwości: pojazd wykazywał prawidłowe - zbliżone do podanych w dokumentacji technicznej - wartości parametrów. Serie pomiarów wykonane przez dwa niezależne zespoły mechaników potwierdziły również wysoką powtarzalność wyników. Różnice, które doprowadziły od wykonania badań wynikały z technicznego nieporozumienia opisanego wyżej: zmierzoną wcześniej moc na kołach potraktowano prawdopodobnie jako moc silnika i właśnie tę wartość zamieszczono w artykule. Wnioski nasuwają się same. Istotne wartości zestawiono w tabeli.

Uzupełniający komentarz do tak przedstawionych wyników jest następujący: mniejsze wartości mocy silnika dla pomiarów warszawskich dają się uzasadnić wyższą temperaturą otoczenia oraz większą wilgotnością powietrza (odpowiednio 32,2 i 55,0%). Różnice w zmierzonej mocy strat wynikają z konieczności zamontowania w samochodzie opon letnich - we Wrocławiu pomiary były wykonane zaraz po zamontowaniu opon, w Warszawie opony ăułożyły sięÓ na obręczach po przejechaniu trasy ok. 350 km.

Badanie i ocena właściwości trakcyjnych samochodu są trudne i czasochłonne, wymagają niekiedy wielokrotnego wykonywania serii pomiarów, których celem jest wyeliminowanie, a przynajmniej ograniczenie liczby błędów nazywanych w technice pomiarowej grubymi i przypadkowymi. Błędy w interpretacji wyników mogą, zwłaszcza podczas badań diagnostycznych pojazdu, prowadzić do złego wnioskowania i podjęcia nieuzasadnionych napraw i regulacji. 

 _________________________powrót___________________________