сучасний автомобіль не можна уявити без навісного допоміжного обладнання, починаючи від підсилювача рульового управління і закінчуючи кондиціонером. Але яку ціну ми платимо (ми маємо на увазі кінські сили) за присутність під капотом додаткового обладнання? Скільки ж забирає потужності у двигуна навісне обладнання двигуна?

Двигуна внутрішнього згоряння є унікальну конструкцію ряду елементів, які працюючи в суворій послідовності, витягають з палива енергію . Тобто, основна функція мотора полягає в зворотно-поступальних рухах поршнів, який починають обертати колінчастий вал, що передає крутний момент на коробку передач. Але крім цього двигун також виконує ряд інших важливих речей для повноцінного функціонування автомобіля.

Все двигуна внутрішнього згоряння, як правило, використовують приводні ремені і приводні ролики, які передають обертаючий момент на допоміжне навісне обладнання, забезпечуючи їх взаємозв'язок з частотою роботи силового агрегату. Але для руху приводних ременів необхідна потужність, яка, по суті, забирається у двигуна. У підсумку через передачу частини крутного моменту на допоміжне обладнання будь-який двигун передає на колеса автомобіля набагато менше кінських сил, ніж спочатку було вироблено в камері згоряння при запаленні палива.

Першим важливим компонентом, який використовує ремінний привід, є водяна помпа (водяний насос). Цей насос необхідний для циркуляції антифризу в системі охолодження двигуна.

Нагадаємо, що антифриз, циркулюючи через двигун, забирає надлишкове тепло у силового агрегату, що дозволяє мотору не перегріватися. Але як регулювати швидкість потоку антифризу в системі охолодження в міру збільшення оборотів двигуна?

Все дуже просто. Конструктори, з'єднавши водяний насос ремінним приводом зі шківом коленвала, забезпечили насосу взаємозв'язок з оборотами силового агрегату. Тобто, чим більше оборотів двигуна (що означає зростання температури двигуна через збільшення циклів згоряння палива), тим швидше починає працювати водяна помпа, збільшуючи циркуляцію охолоджуючої рідини. В результаті навіть на високих оборотах двигун не перегрівається.

На жаль, для того щоб обертати шків водяної помпи за допомогою приводного ременя необхідно невелику кількість енергії, яке природно береться від вироблюваної потужності двигуна.

Також за допомогою ременя і крутного моменту двигуна забезпечується роботи генератора, який забезпечує зарядку акумуляторної батареї, що дозволяє підтримувати в робочому стані багато функцій автомобіля.

Генератор, також як і водяна помпа, для своєї роботи використовує шків, який обертається за рахунок руху ременя.

Шків обертає генератор, який за допомогою магнітного поля виробляє електроенергію, що передається в акумулятор.

В результаті зворотно-поступальні рух компонентів двигуна, що виробляють енергію, по суті, є джерелом обертання генератора. Так що генератор також трохи забирає потужності у силового агрегату.

Дивіться також: Коли міняти приводні ремені

Кондиціонування повітря в салоні машини безпосередньо не пов'язане з частотою обертання двигуна. Але для роботи кондиціонера також необхідна енергія, яка потрібна для повноцінного функціонування компресора кондиціонера.

Природно енергія також береться від двигуна за допомогою ремінного приводу, який обертає елементи компресора кондиціонера. При обертанні елементів компресора фреон, заправлений в кондиціонер, починає циркулювати по системі, охолоджуючи повітря в салоні.

Цей компонент вимагає для своєї роботи чимало енергії і здатний відібрати у двигуна пристойну кількість потужності. Справа в тому, чим більше температура на вулиці в літній час, тим більше потужності необхідно компресора кондиціонера, щоб охолодити повітря в салоні. Природно це призводить до зайвого навантаження на силовий агрегат. Ось чому при включеному кондиціонері у багатьох автомобілів істотно пропадає потужність.

Водень в автомобілях: Небезпеки і складності використання

Також за допомогою приводного ременя працює система рульового управління оснащеного гідропідсилювачем. Справа в тому, що гідропідсилювач рульового управління, як правило, оснащений насосом, що приводить в рух гідравлічну рідину в системі, яка полегшує обертання рульового колеса.

По суті, рідина гідропідсилювача і насос допомагають нам обертати рульове колесо за допомогою гідравлічної системи. Але для роботи насоса гідропідсилювача необхідне джерело живлення. Як і водяна помпа, генератор і компресор кондиціонера, насос гідропідсилювача працює за рахунок обертання шківа ремінним приводом. В результаті гідравлічний насос, отримуючи крутний момент, створює в рульовому управлінні певний тиск, полегшує процес обертання рульового колеса.

Так скільки ж енергії втрачається двигуном, який передає частину своєї потужності на різне допоміжне обладнання?

Як правило, в автомобілях використовуються різні системи конструкції двигунів і навісного обладнання. У підсумку різні моделі автомобілів втрачають різний рівень потужності двигуна. На щастя завдяки різним дослідженням автомобільних організацій і інженерним компаніям є більш точна інформація про те, скільки ж насправді втрачають потужності автомобілі через роботу різного навісного устаткування.

Згідно з дослідженнями в середньому автомобільний кондиціонер забирає у двигуна приблизно 4 к.с. (Дослідження Британської лабораторією поновлюваних джерел енергії).

Генератор змінного струму в автомобілі в середньому забирає близько 10 к.с., коли двигун знаходиться під повним навантаженням (дослідження компанії ZENA, DC).

Підсилювач рульового управління в середньому забирає у двигуна 2-4 к.с. в залежності від швидкості і амплітуди обертання рульового колеса.

Розрахувати скільки ж забирає потужності у двигуна водяна помпа набагато важче, оскільки потужність роботи водяного насоса безпосередньо залежить від оборотів двигуна.

Але автомобільному експерту Девісу Крейгу, все-таки вдалося розрахувати втрати двигуна від роботи водяної помпи.

Так згідно з його розрахунками при 1000 об / хвилину двигуна водяний насос забирає всього 0,13 к.с. або 0,1 кВт. При обертанні двигуна в 2000 об / хвилину водяний насос забирає приблизно 1,1 к.с. або 0,8 кВт. При обертанні мотора в 4000 об / хвилину втрати двигуна складають приблизно 8,6 к.с. або 6,4 кВт.

У підсумку, склавши всі втрати через навісного допоміжного обладнання двигуна, можна обчислити, що в середньому кожен автомобіль оснащений двигуном внутрішнього згоряння втрачає приблизно 16-27 к.с.

Природно втрата потужності також залежить від величини навантаження, що надається на той чи інший компонент.

Але це знову ж приблизне значення, оскільки все це вираховується окремо для кожного компонента, в разі якби кожен компонент харчувався окремим ремінним приводом. Але у всіх автомобілях, як правило, використовується один або два ремінних приводу, які живлять все навісне обладнання. В результаті природно втрати потужності двигуна, швидше за все трохи нижче, ніж зазначено вище.

Також давайте не забувати, що крім ремінного приводу і допоміжного обладнання втрата потужності, що виробляється двигуном, відбувається і в інших компонентах автомобіля, таких як коробка передач, приводу, мости і т.п. Це відбувається через тертя обертових компонентів автомобіля, а також за рахунок їх нагрівання.

Так що, як правило, до коліс доходить зовсім не та потужність, яка насправді виробляється двигуном.

Так що, як бачите, допоміжне обладнання, розташоване в підкапотному просторі, забирає чимало енергії у двигуна. Але, тим не менше, навісне обладнання відіграє дуже важливе значення для будь-якого автомобіля. Так, звичайно, багатьом може не сподобатися, що спочатку виробляється двигуном потужність в результаті не доходить до коліс машини, але відмовитися від навісного додаткового оснащення силового агрегату неможливо.

Дивіться також: Скільки існує видів гібридних автомобілів?

Хоча в майбутньому, швидше за все, більшість додаткового устаткування отримає електричне живлення від потужних акумуляторних батарей, що дозволить автовиробником істотно збільшити потужність своїх автомобілів без істотної модернізації двигунів внутрішнього згоряння.

Найдивовижніше, що такі автомобілі вже почали з'являтися на авторинку. Наприклад недавно інженери Мерседес представили нову технологію для шестициліндрових двигунів, у яких допоміжне обладнання харчується від 48 В акумуляторної батареї. Це дозволяє звільнити двигун від зайвого навантаження, яке надає на нього навісне обладнання.

Так що, швидше за все, вже в найближчому майбутньому на авторинку буде з'являтися все більше автомобілів без приводних ременів, які живлять навісне обладнання двигунів.