Eksploatacja

Optymalne obroty silnika – czyli jakie? Sprawdź, czy wiesz wszystko

Silniki spalinowe stosowane w samochodach osobowych charakteryzują się dość wąskim zakresem użytecznych obrotów. Stąd konieczność zastosowania skrzyni biegów. Pozwala ona efektywnie wykorzystać optymalne obroty silnika, które równoważą wysoki moment obrotowy, jego moc, a także odpowiednie spalanie. Jaki zakres obrotów jest najkorzystniejszy dla silników benzynowych oraz Diesla i czym grozi jazda na niewłaściwych obrotach?
Optymalne obroty silnika

Spis treści:

  1. Czym są obroty silnika?

  2. Dlaczego utrzymanie optymalnych obrotów silnika jest ważne?

  3. Jakie są optymalne obroty silnika benzynowego i Diesla?

  4. Obroty silnika w aucie ze skrzynią automatyczną

  5. Czym grozi jazda na zbyt niskich obrotach?

  6. Konsekwencje jazdy na wysokich obrotach

  7. Obroty silnika a spalanie paliwa

  8. Im wyższe obroty, tym większa moc? Niekoniecznie!

  9. Praktyczne zastosowania różnych obrotów silnika

Zrozumienie zależności pomiędzy obrotami silnika a innymi parametrami jest istotne zwłaszcza w samochodach z manualną skrzynią biegów, w których to kierowca musi samodzielnie dobierać biegi. Jak się okazuje, ta tematyka traktowana jest na nauce jazdy pobieżnie, a cała wiedza bywa nazbyt uproszczona. Popularnym błędem jest zachęcanie do korzystania z możliwie najwyższego biegu, bez wyjaśnienia, jakie może to mieć konsekwencje dla silnika i całego układu przeniesienia napędu. Równie powszechne jest przekonanie, że ecodriving polega na jeździe z bardzo niskimi obrotami oraz na delikatnym operowaniu pedałem gazu. Są to błędne przekonania.

Czym są obroty silnika?

Obrotomierz jest podstawowym elementem wyposażenia współczesnych samochodów osobowych i wielu kierowców nie wyobraża sobie jazdy bez jego wskazań. Nawet wówczas, gdy ma do czynienia z samochodem wyposażonym w automatyczną skrzynię biegów, gdzie elektroniczny sterownik samoczynnie dobiera optymalne obroty silnika. Wskaźnik obrotów pozwala lepiej zapanować nad działaniem silnika i jest cenną wskazówką podczas przyspieszania, wyprzedzania, czy też ekonomicznej jazdy. Czym są jednak obroty silnika i do czego się odnoszą?

Obroty silnika samochodu to nic innego jak prędkość obrotowa wału korbowego. Wartość ta wyrażana jest w obrotach na minutę i w przypadku silnika samochodu osobowego liczona jest w tysiącach obrotów na minutę. Silnik standardowego auta z silnikiem benzynowym pracuje w zakresie ok. 700-7000 obr./min, choć znane są również samochody z silnikami kręcącymi się do 12000 obr./min. Mimo to podczas jazdy rzadko używa się całego zakresu obrotów. Praca silnika najefektywniejsza jest w użytecznym przedziale obrotów, czyli takim, w którym moment obrotowy oraz moc silnika pozwalają na najbardziej ekonomiczną i efektywną jazdę. 

Przeczytaj także: Wymień olej silnikowy po zakupie używanego auta

Dlaczego utrzymanie optymalnych obrotów silnika jest ważne?

Warto bowiem pamiętać, że sama liczba obrotów wału korbowego mówi niewiele. Wskazuje ona jedynie, jak dużo cykli wykonał silnik spalinowy, a zatem ile razy doszło do zapalenia mieszanki paliwowo-powietrznej. Ruch posuwisto-zwrotny tłoków zamieniany jest bowiem poprzez korbowody na ruch obrotowy wału korbowego, który z kolei napędza poprzez skrzynie biegów koła samochodu. 

Liczy się dopiero moment obrotowy, czyli siła wytworzona przez silnik, z jaką obracany jest . To ta wartość wpływa najmocniej na dynamikę samochodu i daje poczucie mocnego przyspieszenia. Moment obrotowy wyrażony jest w niutonometrach (Nm). Moc silnika to natomiast wypadkowa momentu obrotowego oraz obrotów silnika.

Konieczność utrzymania optymalnych obrotów silnika to zasługa charakterystyki silnika spalinowego. W odróżnieniu od silnika elektrycznego maksymalny moment obrotowy nie jest dostępny od zera, a od konkretnych obrotów. Wartość momentu wyrażona jest krzywą i rośnie do punktu maksymalnego momentu, a następnie zaczyna spadać. Dlaczego więc moc silnika dostępna jest przy wyższych obrotach? Odpowiedź jest prosta: mimo malejącego momentu obrotowego wzrastają obroty silnika, a zatem częstotliwość cyklów pracy.

Zakres użytecznych obrotów silnika, czyli takich, w których silnik ochoczo napędza samochód, jest stosunkowo wąski. Odpowiedzią na to jest zastosowanie skrzyni biegów, która pozwala na pracę silnika w tymże zakresie mimo zmiany prędkości auta. Producenci samochodów starają się też zwiększyć elastyczność silnika na różne sposoby, np. dodając turbosprężarkę lub zmienne fazy rozrządu – system kontrolujący czas otwarcia oraz wznios zaworów (np. VTEC).

Jakie są optymalne obroty silnika benzynowego i Diesla?

Wystarczy rzut oka na obrotomierze, aby zauważyć, że optymalne obroty silnika Diesla różnią się od tych w silniku benzynowym. Przedział obrotów, w którym najczęściej pracuje silnik Diesla to 1,5-3 tys. obr./min. Klasyczny silnik benzynowy lepiej radzi sobie natomiast w nieco wyższym rejestrze obrotów, rzędu 2-5 tys. obr./min.Wpływ na zakres obrotów ma też turbosprężarka, która zwiększa moment obrotowy w dolnej partii obrotów i zwiększa elastyczność jednostki. Z tego powodu turbodoładowany samochód może wydawać się bardziej dynamiczny od tego, który na papierze ma tę samą moc silnika oraz moment obrotowy, jednak uzyskiwane przy wyższych parametrach.

Określenie najkorzystniejszego zakresu optymalnych obrotów silnika za pomocą wykresów i krzywych nie jest jednak konieczne. Większość kierowców doskonale wyczuwa, na jakich pracuje on najlepiej. Optymalne obroty silnika benzynowego to ok. 2-3 tys. obrotów i jest to najczęściej używany przedział. Oznacza to, że wyższy bieg wrzucany jest przy ok. 3 tys. obr./min, a redukowany wtedy, gdy spadną one poniżej 2 tys. obr./min. Takie operowanie biegami pozwala na płynną i ekonomiczną jazdę, bez niepotrzebnego hałasu silnika czy drgań. 

Optymalne obroty silnika Diesla są nieco niższe i wynoszą 1,5-2 tys. obr./min. Przedział ten jest nieco węższy, dlatego też w wersjach wysokoprężnych częściej można spotkać sześciobiegową skrzynię biegów niż w benzyniakach.

Dowiedz się więcej: Amortyzatory samochodowe – działanie, awarie, wymiana

Obroty silnika w aucie ze skrzynią automatyczną

Automatyczna skrzynia biegów w dużym stopniu zwalnia kierowcę z obowiązku panowania nad właściwą pracą silnika. Sterownik skrzyni samoczynnie dobierze takie przełożenie, które najlepiej wykorzystuje moment obrotowy oraz zapewnia możliwie najniższe spalanie paliwa. To dlatego automat dość szybko zmienia bieg na wyższy i redukuje o kilka przełożeń dopiero po mocniejszym wciśnięciu pedału gazu, czyli wykonaniu tzw. kickdownu.

Nie oznacza to jednak, że kierowca nie może samodzielnie zapanować nad obrotami silnika. Przede wszystkim większość skrzyń automatycznych pozwala na ręczną zmianę biegów, za pomocą drążka zmiany biegów (plus i minus), łopatek lub przycisków na kierownicy. Oczywiście nadal nad wszystkim panuje układ elektroniczny, który uniemożliwi wrzucenie biegu grożącego uszkodzeniem samochodu. Dodatkowo wiele automatycznych skrzyń biegów ma różne tryby, np. ekonomiczny, sportowy lub zimowy, które utrzymują silnik w innych zakresach obrotów. Warto też wspomnieć o innej powszechnej funkcji. Jest to możliwości zablokowania wyższych biegów. Pozwala to na hamowanie silnikiem w górach.

Czym grozi jazda na zbyt niskich obrotach?

Powodem, dla którego nie warto przesadzać ze zbyt niskimi obrotami silnika, jest nadmierne obciążenie układu korbowo-tłokowego. Może to prowadzić usterek. Jedną z nich może być uszkodzenie panewek, czyli łożysk odpowiedzialnych za swobodny ruch stopy korbowodu na wykorbieniu wału korbowego. Zwiększone obciążenia boczne tłoków towarzyszące jeździe na zbyt niskich obrotach silnika skutkują natomiast uszkodzeniem gładzi cylindrów oraz pierścieni tłokowych. Konsekwencją takiej usterki jest zwiększony pobór oleju i dymienie z wydechu, a także spadek kompresji silnika.

Warto też pamiętać, że jazda z niskimi obrotami może uszkodzić inne elementy układu napędowego, np. koło dwumasowe, sprzęgło czy też samą skrzynię biegów. Zbyt wysokie obciążenia przyspieszają zużycie tych części. Kluczowe jest więc operowanie biegami w taki sposób, aby uniknąć drgań oraz nadmiernego oporu. Wciskanie pedału gazu do oporu i czekanie, aż silnik wkręci się na odpowiednie obroty to prosta droga do awarii. Jeśli chcesz dynamicznie przyspieszyć, pamiętaj o zredukowaniu biegu. 

Konsekwencje jazdy na wysokich obrotach

Negatywne skutki ma również jazda na zbyt wysokich obrotach silnika. Nie jest może tak mocno obciążająca dla układu napędowego, jak jazda ze zbyt niskimi obrotami. Jednak ma inne, równie niekorzystne konsekwencje. Przede wszystkim nie jest ekonomiczna i może drastycznie podwyższyć spalanie. Dodatkowo powoduje przyspieszone zużycie oleju, a w skrajnych przypadkach może doprowadzić do przegrzania silnika lub zerwania filmu olejowego. Z tego względu zaleca się rozgrzać go do temperatury roboczej przed mocniejszym wkręcaniem go na wyższe obroty.

Nie można też zapomnieć, że silnik użytkowany w wysokim zakresie obrotów wykona więcej cykli pracy, co może przełożyć się na zużycie wielu elementów, np. świec zapłonowych czy przewodów. Minusem korzystania z wysokich obrotów jest przy okazji głośny warkot silnika oraz podwyższony poziom drgań, co może przeszkadzać podczas jazdy. 

Znajdź warsztaty wykonujące usługę wymiany przewodów zapłonowych w swojej okolicy:

Wyjątkiem od tej reguły jest silnik Wankla, czyli jednostka z obrotowymi rotorami. Nie dość, że nie generuje drgań i uzyskuje maksymalną moc przy 8,5 tys. obr./min, to dodatkowo ma przyjemny dźwięk. Przykładem takiej konstrukcji jest silnik Renesis montowany w Maździe RX-8 do końca produkcji modelu, czyli do 2012 roku.

Obroty silnika a spalanie paliwa

Jednym z powszechnych mitów jest to, że oszczędna jazda samochodem spalinowym polega na utrzymywaniu jak najniższych obrotów silnika i delikatnym operowaniu gazem. W rzeczywistości zaleca się raczej dynamiczne przyspieszanie, z pedałem gazu wciśniętym nawet do ¾ głębokości. Dodatkowo nie warto zmieniać biegów zbyt wcześnie – powoduje to niepotrzebne obciążenie silnika, sprzęgła i skrzyni. Znacznie lepszym pomysłem na ecodriving jest wrzucenie wysokiego biegu i obniżenie obrotów dopiero po uzyskaniu docelowej prędkości i to pamiętając, by nie przeciążać układu napędowego.

Takie rozwiązanie pozwala uzyskać niskie spalanie, a przy okazji utrzymać silnik w dobrym stanie. Trzeba mieć na uwadze również to, że silnik pracujący tylko w niskim zakresie obrotów jest bardziej narażony na rozwój nagaru oraz zapychanie filtrów cząstek stałych. Większość producentów samochodów z filtrami DPF (są one montowane również w autach benzynowych) zaleca regularną jazdę z podwyższonymi obrotami, aby cząstki sadzy mogły dopalić się w filtrach. Kluczem do oszczędnej jazdy jest więc zarówno utrzymanie optymalnych obrotów silnika, jak i płynna jazda. Warto o to zadbać zwłaszcza w miejskim gąszczu.

Przeczytaj także: Akcesoria dla kierowcy: które warto kupić, a które są zbędne?

Im wyższe obroty, tym większa moc? Niekoniecznie!

Przy okazji rozwiejemy inny mit, związany tym razem z rozwojem maksymalnej mocy silnika. Idzie ona w parze z ruchem silnika tylko do pewnego momentu, w którym wyższe obroty nie równoważą już spadku momentu. Oznacza to, że rozpędzanie silnika do tzw. odcinki nie ma większego sensu i nie powoduje szybszego przyspieszania. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest zmiana biegu po uzyskaniu najwyższej mocy lub jedynie nieznaczne przekroczenie tego momentu. Powyżej pewnych obrotów odczujesz wręcz gwałtowny spadek mocy, sprawiający wrażenie, jakby ktoś nagle wcisnął hamulec.

Trzeba jednak podkreślić, że sposób rozwijania mocy różni się w zależności od typu silnika. Turbodoładowane jednostki wysokoprężne ochoczo rozpędzają samochód już przy bardzo niskich obrotach, co jest zasługą wysokiego momentu obrotowego. Tymczasem wolnossące silniki wysokoobrotowe, charakterystyczne dla motoryzacji japońskiej, wymagają do uzyskania wysokiej mocy utrzymywania nieco wyższych. Skrajnym przykładem jest ponownie silnik Wankla montowany przed laty w sportowych modelach Mazdy, który z pojemności 1,3 l potrafił rozwinąć aż 250 KM.

Praktyczne zastosowania różnych obrotów silnika

O czym warto pamiętać, znając optymalne obroty silnika? Ważną kwestią jest, chociażby to, aby uniknąć skrajnych wartości – zbyt wysokich lub zbyt niskich obrotów. Wiedza ta przydaje się także w momencie dynamicznego przyspieszania lub wyprzedzania. Przed wykonaniem tego manewru warto więc zredukować bieg i podnieść obroty, aby wypadły one w okolicach maksymalnego momentu obrotowego. Dzięki temu samochód łatwo bezproblemowo przyspieszy, skracając czas wykonania manewru do minimum. 

Warto też wiedzieć, jakie są optymalne obroty silnika benzynowego na biegu jałowym. Wynoszą od ok. 650 do 900 obr./min, a odchyły od tej normy mogą wiele powiedzieć o silniku. Nieznaczne podwyższenie obrotów jest normalne tylko tuż po uruchomieniu silnika, gdy dopiero nabiera on temperatury. Jednak jeśli utrzymują się przez cały czas, mogą być objawem usterki układu dolotowego, np. nieszczelności lub awarii przepływomierza. Silnik nie powinien jednak przygasać ani wpadać w drgania spowodowane zbyt niskimi obrotami jałowymi. Niepokojącym objawem jest też falowanie obrotów, dlatego w momencie ich zauważenia wykonaj diagnostykę silnika. Listę zakładów samochodowych, które pomogą Ci rozwiązać problem z silnikiem, znajdziesz na stronie Motointegrator.com, gdzie wygodnie umówisz wizytę.

Artykuły powiązane