Почему выходная мощность достигает максимума, а затем падает при увеличении частоты вращения двигателя?

Я недавно смотрел на диапазоны мощности для своего автомобиля (Opel Agila 1.2) 2000 года, так как я хочу тренироваться, когда лучше всего поменять передачу и прочее, потому что у меня нет жизни!

Вот примерный график, который я составил в Excel для сравнения мощности и крутящего момента:

Почему мощность падает примерно после 5500 об / мин?

Почему крутящий момент падает после 4000 об / мин?

Я всегда думал, что более высокая скорость означает больше мощности, так почему же они не продолжают расти дальше этих точек?

Примечание: двигатель без наддува ...

Ваш двигатель был спроектирован таким образом, что он наиболее эффективен в диапазоне от 3500 об / мин до 5000 об / мин. Это означает, что профили газораспределения и распредвала были сделаны таким образом, что ваш двигатель «дышит» лучше между этими скоростями. Вот почему у вас больше крутящего момента в этом регионе. Другое дело, что с увеличением оборотов становится все труднее получать оптимальное количество воздуха и топлива в цилиндр и сжигать его с оптимальной скоростью. Чем быстрее обороты двигателя, тем меньше времени для всасывания, сжатия, сжигания и выдувания. Это, в свою очередь, влияет на время зажигания, что означает, что вы начинаете процесс сжигания раньше, чем вы хотите, так что пламя гаснет непосредственно перед открытием выпускного клапана.

Теперь мощность - это, по сути, только число оборотов в минуту, поэтому нужно просто умножить скорость вашего двигателя на ваш крутящий момент, чтобы получить мощность и понять, почему ваша кривая мощности выглядит так, как она.

Существуют различные причины того, почему двигатель не эффективен за пределами установленного диапазона.

• Законы термодинамики , я не хочу вдаваться в научные подробности, но это просто означает, что вы не можете эффективно передавать тепло и преобразовывать его в энергию за пределами определенной точки, где температура окружающей среды и давление в цилиндре начинают оказывать большее влияние.
• Геометрия цилиндра : каждый цилиндр не имеет схожих параметров, некоторые двигатели заставляют поршни двигаться быстрее, и у них в основном меньше времени для выполнения полного цикла отто (впуск, сжатие, сгорание, выпуск), поэтому двигатели мотоциклов набирают обороты но сравнительно меньше крутящего момента.
• Трение : По истечении определенного момента времени из-за высоких оборотов в минуту крутящий момент двигателя становится большим трением. Это, в основном, величина силы, необходимой для вращения колеса, например, когда трение увеличивается, величина крутящего момента уменьшается.

Короче говоря, представьте, что вы толкаете тележку с места на месте, и ваша скорость движения ног - это число оборотов в минуту, обычно для того, чтобы вывести тележку из строя, вам потребуется максимальная энергия, в это время ваши ноги движутся не очень быстро, но когда С определенной скоростью ваши ноги будут двигаться быстро, но вам не понадобится много энергии, чтобы подтолкнуть тележку и удерживать ее в уклоне, поэтому если мы нанесем на график то, что вы делали, это будет похоже на кривую крутящего момента на двигателе.

Ваш двигатель теряет крутящий момент и мощность на этих оборотах, потому что способ, которым двигатель настроен / разработан. Есть много факторов, чтобы изменить это. (Некоторые) факторы - это воздушный поток, потребление топлива, смесь воздуха с топливом, распределительный вал, пружины клапанов и т. Д. Поэтому, когда ваш двигатель начинает терять эту мощность / крутящий момент, упомянутые факторы играют большую роль в мощности и крутящем моменте, создаваемом вашим двигателем. , Например, ls3 может продолжать развивать крутящий момент до 4400 об / мин, в то время как модернизация шатуна и пружины клапана может помочь ему, например, повысить крутящий момент до 5900 об / мин.

Ну, каждая машина имеет максимальную выходную мощность. После определенного момента двигатель не производит больше мощности. Диапазон оборотов вашего двигателя определяется тем, насколько он мощен, безнаддувным или с наддувом / турбонаддувом и т. Д.

Кроме того, после точки 5500 оборотов в минуту ваш автомобиль, скорее всего, попадает в «красную» секцию вашего счетчика оборотов. Дополнительные обороты после этой точки, вероятно, только для того, чтобы учесть любой потенциальный всплеск оборотов в минуту.

Крутящий момент двигателя определяет, насколько быстро двигатель может вырабатывать мощность, необходимую для ускорения вашего автомобиля. При 1,2 мощностях ваш двигатель будет производить только такой большой крутящий момент, и после определенного момента скорость, с которой ваш автомобиль может разгоняться, будет снижаться, пока вы не сможете двигаться быстрее.

Извините за мое дрянное объяснение, это лучший способ, которым я могу это описать.

Двигатель начинает потреблять больше энергии, чтобы поддерживать высокую скорость вращения поршня и коленчатого вала из-за более высокого трения, связанного с более высокими оборотами.