Крива на мощността (работен диапазон)

Кривата на мощността, която често се разглежда заедно със сродното понятие работен диапазон, описва как отдадената от двигателя мощност се променя с покачването и спадането на оборотите на коляновия вал. Никой двигател не отдава постоянно количество мощност; вместо това въртящият му момент и мощността се менят непрекъснато в обхвата на оборотите, а нанасянето на тези стойности спрямо оборотите дава характерните криви, които инженерите и любителите изучават, за да разберат характера на двигателя. Кривата на мощността съществува, защото ефективността на горенето, преминаването на въздуха и механичните загуби се изменят с оборотите, така че двигателят никога не е еднакво ефективен в целия обхват между празния ход и червената зона.

Четенето на кривите разкрива две различни, но свързани величини. Въртящият момент, тоест усукващото усилие, което двигателят създава, обикновено нараства до пик някъде в средния диапазон и след това спада, тъй като при много високи обороти двигателят все по-трудно поема въздух. Мощността, която е въртящ момент, умножен по оборотите, продължава да расте дори след пика на въртящия момент, защото нарастващите обороти повече от компенсират спадащия момент, докато и тя достигне максимум и след това падне. Разстоянието между точката на пика на въртящия момент и тази на пика на мощността очертава най-полезната част от обхвата на оборотите, а самите точки са онова, което производителите посочват в техническите данни.

Работният диапазон е обхватът от обороти, в който двигателят дърпа силно и реагира охотно. Неговата широчина е изключително важна за поведението на автомобила на пътя. Широкият, равен работен диапазон означава, че значителен въртящ момент е наличен в широк обхват от обороти, което прави двигателя гъвкав и опрощаващ: автомобилът ускорява лесно без постоянна смяна на предавките и се чувства спокоен в ежедневното каране. Тесният или върхов работен диапазон концентрира силното дърпане в малък обхват, така че водачът трябва да поддържа двигателя в този прозорец и често да превключва, за да остане в него. Такива двигатели могат да изглеждат вълнуващи, щом влязат в диапазона си, но са вяли под този праг.

Формата на кривата не е предопределена от природата, а зависи силно от конструкцията и технологиите. Турбокомпресорът прочуто разширява и засилва диапазона, като нагнетява повече въздух, макар по-старите турбодвигатели да страдаха от рязка стъпка в отдаването при настъпване на налягането — явлението турбо забавяне. Системите за променливи фази на газоразпределението и за променлив ход на клапаните преоформят кривата, като оптимизират работата на клапаните и при ниски, и при високи обороти, придавайки на двигателя добро дърпане в ниските обороти и силна мощност във високите. Дългоходовата геометрия на двигателя, настройката на всмукването и изпускането и принудителното пълнене също оставят своя отпечатък върху кривата.

За водача практическото значение е постоянно. Оборотомерът на практика е жива карта на кривата на мощността, която показва къде в момента се намира двигателят спрямо силния си диапазон. Знанието къде е пикът на въртящия момент помага за уверено изпреварване, а разбирането къде е пикът на мощността подсказва кога да се превключи за най-бързо ускорение. Добре премереният работен диапазон, разумно съчетан с предавателните отношения на скоростната кутия, е голяма част от това, което отличава двигателя, който само впечатлява с цифри на хартия, от двигателя, който е истинско удоволствие за каране.