Elastyczność w praktyce

Większość nabywców samochodów osobowych za ważne parametry uznaje moc maksymalną rozwijaną przez jednostkę napędową oraz czas rozpędzania do 100 km/h.

Idealną byłaby sytuacja, w której wartość momentu w zależności od prędkości obrotowej silnika byłaby wartością stałą. Charakter pracy silnika spalinowego powoduje, że moment obrotowy rośnie wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wału korbowego, osiąga swe maksimum i od pewnego poziomu zaczyna się zmniejszać, gdy jeszcze rośnie moc silnika. Zmiany wartości momentu spowodowane są m.in. inną dawką paliwa dostarczanego do jednostki napędowej oraz sprawnością procesu spalania zachodzącego w cylindrach. W praktyce ważna jest wartość momentu maksymalnego oraz zakres prędkości obrotowych, w którym ten moment występuje.

Konstruktorzy silników spalinowych znają i wykorzystują narzędzia do kształtowania krzywej momentu obrotowego. Najpopularniejsze z nich to: odpowiednia konstrukcja układów dolotowych i układów rozrządu, stosowanie doładowania i wtrysku paliwa oraz poprawa przebiegu procesu spalania mieszanki w cylindrze. Jednak pomimo prawie 100 lat prac konstrukcyjnych i doświadczeń nie udało się uzyskać takiego przebiegu krzywej momentu obrotowego, aby przy stałej mocy silnika nie była potrzebna skrzynia biegów. Wtedy silnik byłby zawsze zdolny do wytworzenia siły napędowej na kołach wystarczającej do pokonania oporów jazdy.

Elastyczność silnika informuje o zdolności przystosowania się do zmiennych obciążeń i prędkości obrotowych. Przenosząc to na jazdę, im elastyczniejszy silnik, tym rzadziej trzeba sięgać do lewarka zmiany biegów, aby wykonać redukcję. Po zwiększeniu dawki paliwa przez kierowcę, auto sprawnie przyspiesza dysponując odpowiednim zapasem momentu obrotowego w szczególności na biegach najwyższych. W samochodach osobowych miarą własności dynamicznych jest czas rozpędzania pojazdu na biegu poprzedzającym bieg bezpośredni i na biegu bezpośrednim. Na biegu czwartym mierzy się czas rozpędzania od prędkości 60 do 100 km/h, zaś na biegu najwyższym od 80 do 120 km/h. Jest to istotna wielkość, ponieważ określa mobilność samochodu w warunkach szosowych. Krótsze czasy sprawiają, że samochód szybciej wyprzedza wolniejsze pojazdy, przez co skraca się okres, w którym kierowca i pasażerowie są narażeni na zagrożenia wynikające z wykonywania tego niebezpiecznego manewru.

W praktyce zdarza się tak, że samochody o porównywalnych masach własnych, napędzane silnikami o mniejszej mocy maksymalnej uzyskują krótsze czasy wyprzedzania niż ich "mocniejsi" koledzy. Samochody takie mają bardzo dobrze dobrane przełożenia w układzie napędowym uwzględniające elastyczność momentu obrotowego. Najlepsze charakterystyki momentu obrotowego uzyskują doładowane silniki z zapłonem samoczynnym oraz doładowane mechanicznie silniki z zapłonem iskrowym. Natomiast silnik wysokoprężny osiąga wyższe wartości maksymalnego momentu obrotowego w stosunku do silnika benzynowego o podobnej pojemności skokowej.

Przykłady takie ilustruje zamieszczona tabela, w której najlepszy czas rozpędzania na V. biegu uzyskała Toyota Corolla z silnikiem 2,0 D-4D, jako lżejsza wyprzedziła Hondę Accord 2,2 CTDi  oraz Audi A 4 i BMW 325 dysponujące silnikami o mocy większej o 74 KM. Oczywiście Audi i BMW osiągają lepsze przyspieszenie i wyższą prędkość maksymalną, lecz elastyczność na V. biegu mają nieco gorszą. Na uwagę zasługuje Skoda Fabia z silnikiem 1,4 TDi, która mając niską masę własną, elastycznością może konkurować z benzyniakami o znacznie większej pojemności. Trwające ponad 23 sekundy wyprzedzanie Fiatem Pandą zmusza kierowcę do wytężonej uwagi i zagwarantowania długiego, wolnego odcinka drogi koniecznego do bezpiecznego wyprzedzenia wolniejszego pojazdu.