Вопрос
BraveNinja
Вчера 20:37
Почему мотоцикл может развивать более высокие обороты, чем автомобиль, хотя они оба движутся с одинаковой скоростью?
По сути, у автомобиля (с двигателем объёмом 2,5 л, разрешённым для эксплуатации на дорогах общего пользования) на тахометре отображается около 7000 оборотов в минуту, а у мотоцикла — около 14 000 оборотов в минуту. Почему есть разница?
Есть ли какая-то связь между объёмом двигателя и весом транспортного средства?
Более того, как они оба могут двигаться с одинаковой скоростью, если их тахометры показывают разное количество оборотов в минуту (учитывая, что они оба едут на максимальной передаче)?
Это как-то связано с передаточными числами?
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/37748/why-can-a-motorcycle-rev-higher-than-a-car-in-spite-of-both-reaching-the-same-s
1
Одним из важных факторов является масса компонентов. Чем меньше и легче компоненты и чем короче ход поршня, тем выше частота вращения. При одинаковой частоте вращения двигатель с большим ходом поршня будет испытывать более высокие нагрузки на компоненты, а значит, они должны быть прочнее, то есть тяжелее, что ещё больше увеличивает нагрузку.
Детали мотоциклетных двигателей, как правило, меньше и легче, чем детали автомобильных двигателей, и хотя это ограничивает их максимальную производительность, позволяет увеличить число оборотов в минуту, что, в свою очередь, увеличивает мощность.
Автомобили весят больше, поэтому им требуется больший крутящий момент при более низких оборотах, а более тяжелый двигатель является меньшей проблемой, поскольку весь автомобиль и так весит немало. Мотоциклы меньше и легче, поэтому получение большей мощности от меньшего двигателя, как правило, имеет больше смысла, чем установка большого тяжелого двигателя (хотя это не мешает людям делать это.)
По сути, это компромисс, и то, что лучше, зависит от области применения.
Большие дизельные двигатели имеют очень большой ход поршня и выдают максимальную мощность на низких оборотах. Поршни судовых дизелей размером с автомобильные, а максимальная мощность достигается при сотнях оборотов в минуту вместо тысяч.
Соотношение оборотов двигателя и скорости на дороге, конечно, в первую очередь зависит от передачи, и даже у двух одинаковых автомобилей скорость может быть разной при одинаковых оборотах.