Почему некоторые автомобили могут заехать на холм, используя только сцепление?

Для дизельного двигателя это совершенно нормально. Вы можете завестись, просто выжав сцепление и не нажимая на педаль газа. В двигателе есть регулятор холостого хода, который при необходимости увеличивает подачу топлива, чтобы двигатель работал на холостом ходу.

В бензиновых автомобилях с системой впрыска топлива есть клапан регулировки холостого хода, который выполняет ту же функцию, но на его настройку уходит несколько секунд, поэтому вы не можете использовать его так же, как в дизельных двигателях. Некоторые клапаны открываются сильнее других, чтобы поддерживать холостой ход, особенно в двигателях большого объёма, поэтому некоторые автомобили позволяют двигаться в гору на холостом ходу без нажатия на педаль газа.

В некоторых автомобилях с механической коробкой передач есть функция «предотвращения отката». Возможно, вы столкнулись именно с ней. Вот выдержка из вики:

Говоря простым языком, современная система удержания на подъёме работает с помощью двух датчиков в сочетании с тормозной системой автомобиля. Первый датчик измеряет угол наклона автомобиля вперёд (нос выше задней части), а второй представляет собой механизм отключения. В 1930–1950-х годах в NoRoL в качестве обратного клапана в гидравлической тормозной магистрали использовался шарикоподшипник. Когда автомобиль двигался в гору, шарик откатывался назад и блокировал тормозную магистраль. Когда автомобиль двигался по ровной поверхности или под уклон, шарик откатывался вперёд, освобождая магистраль. При отпускании сцепления тяга слегка смещала шарик, позволяя автомобилю тронуться с места.

Одной из причин может быть система управления двигателем: при медленном увеличении нагрузки она увеличивает мощность двигателя, чтобы поддерживать обороты холостого хода в допустимых пределах. Если увеличить нагрузку слишком быстро, двигатель заглохнет.

Вы продемонстрировали сочетание двух факторов: высокий крутящий момент при низких оборотах двигателя + высокий механический КПД => движение вперёд без необходимости дополнительно нажимать на педаль газа (где «высокий» означает «достаточно высокий, чтобы автомобиль двигался»).

Есть ещё один способ решить ту же проблему, который, скорее всего, не так сильно нагрузит ваше сцепление. Сначала двигайтесь на низкой передаче с небольшой, но постоянной скоростью вверх по склону (педаль сцепления не требуется). Теперь уберите ногу с педали газа: способен ли двигатель поднять машину в гору на холостом ходу? Если нет, вы замедлитесь, и двигатель начнёт глохнуть (в этот момент нужно выжать педаль сцепления, чтобы не перегружать двигатель).

Использование этого метода позволяет немного прояснить ситуацию:

1. На холостом ходу ваш двигатель развивает минимальный эффективный крутящий момент. Этого достаточно, чтобы вращать трансмиссию и, следовательно, колёса, приводя автомобиль в движение.




2. Ваша трансмиссия действует как мультипликативный коэффициент, влияющий на крутящий момент двигателя. На низкой передаче этот коэффициент довольно мал (то есть передаточное число низкое), поэтому за много оборотов двигателя колёса успевают провернуться лишь один раз. Это даёт комбинации двигателя и трансмиссии механическое преимущество, позволяя автомобилю выполнять больше работы при меньшем нажатии на педаль газа (помните, что холостой ход — это всё ещё не нулевое нажатие на педаль газа).

Итак, в качестве примера возьмём мой WRX 2004 года:

1. На низких оборотах турбокомпрессор почти не работает. В результате мощность двигателя фактически такая же, как у базовой модели Impreza того же года (то есть небольшая).




2. Однако у моей первой передачи довольно низкое передаточное число. Это значит, что я могу завести машину с места на небольшом уклоне и заехать в гараж, вообще не нажимая на педаль газа.

В итоге, когда я учил сына водить машину, в первый день я вообще не разрешал ему нажимать на педаль газа. Мы без проблем ехали на третьей передаче.