Что такое крутящий момент двигателя автомобиля

Содержание

   Взаимосвязь оборотов и крутящего момента

Именно этот критерий позволяет оценить потенциал любого силового агрегата внутреннего сгорания. Вот по этой причине многие автолюбители задаются вопросом, как увеличить этот самый момент. Он напрямую связан со скоростью вращения вала, а дальше с помощью трансмиссии передается на ведущие колеса. Они развивают необходимую скорость, благодаря чему автомобиль может двигаться быстрее.

Узнать, какие обороты выдает Ваше авто, можно еще в техническом паспорте к нему. Многих интересуют предельные скорости, которые он способен выдать. Однако на практике сталкиваемся с таким фактом: до определенного скоростного показателя машина разгоняется уверенно и быстро, а затем двигатель словно «тяжелеет», мощность снижается, затем каждый новый набранный километр дается с большим трудом. То есть, свою максимальную мощь силовой агрегат отдавал при определенном количестве оборотов.

На этом этапе и подключается в работу крутящий момент, который измеряют ньютон-метрах, или сокращенно Нм. Чем больше будет такой показатель, тем быстрее движок сможет собирать необходимую мощность в лошадиных силах. Также тем быстрее он сможет набирать обороты, которые можно почувствовать, нажимая на педаль акселератора. Здесь можно обнаружить ответ на вопрос: почему авто, которое должно показывать высокие обороты, не отличается резвостью и динамикой, какая может прослеживаться зависимость?

Что значит крутящий момент двигателя

Существует ошибочное мнение, что чем больше мощностной показатель силовой установки, тем она лучше. Помимо максимальной мощности существует немаловажный показатель – крутящий момент. Многие автомобилисты задаются вопросом, что означает крутящий момент двигателя?

означает крутящий момент

Показатель является силой, передаваемой на шейку коленчатого вала силовой установки. В моторах автомобилей и самоходной техники сила передаётся от вспышки, возникающей в камере сгорания. После воспламенения рабочей смеси поршень движется вниз. Усилие от поршневого элемента передается на шейку.

СПРАВКА: Измеряют показатель в Ньютон метрах (Н.м). Для того чтобы вычислить крутящий момент двигателя используется формула – Кр.м = L*F. F – Сила, применяющаяся к коленвалу силовой установки. L – Размер плеча, исчисляется в метрах.

Введение

Что же может заинтересовать потребителей, желающих изучить технические характеристики машины? Как правило, автолюбителей интересует сперва мощность, затем наверняка расход топлива, а также максимальная скорость, развиваемая бывшим владельцем на этом авто. Такое понятие, как крутящий момент, затрагивается не так часто, как можно было бы.

Почему крутящий момент важен?

Крутящий момент, в особенности при разработке систем с двигателями, которые обеспечивают правильную величину крутящего момента, невероятно важен в широком диапазоне различных применений.

Допустим, вы строите робота. Если вы хотите построить более крупного робота или робота, способного поднимать тяжелые предметы, вам понадобятся более мощные двигатели, способные создавать больший крутящий момент, чтобы заставить робота двигаться.

Для летательных аппаратов крутящий момент, создаваемый двигателями, напрямую определяет максимальную подъемную силу, которую могут создавать пропеллеры.

Рисунок 3  Создание подъемной силы крутящим моментом.Рисунок 3 – Создание подъемной силы крутящим моментом.

Если вы строите автомобиль и хотите, чтобы он ускорялся быстрее, вам потребуется от двигателей больший крутящий момент – в автомобиле сила, движущая его вперед, равна (примерно) крутящему моменту двигателя, деленному на радиус колес.

Электромобили, такие как Tesla Model S, известны своим быстрым ускорением, потому что их электродвигатели генерируют огромную величину крутящего момента. Этот крутящий момент непосредственно передается в большую силу, применяемую колесами к поверхности дороги. Как учат основы физики, воздействие на объект большей силы заставит его ускоряться быстрее.

Природа мифа о важности мощности

Миф о важности мощности зародился в эпоху наклеек с автомобилями «Турбо». На обороте или же под картинкой располагались сведения о производителе авто, модели и мощности двигателя в лошадиных силах. Ни один обзор не обходится без указания мощности двигателя. А крутящий момент остаётся в тени.

Но на самом деле от него эта самая мощность и зависит! Ведь согласно школьному курсу физики мощность показывает, сколько операций способен выполнить мотор за отрезок времени. А крутящий момент входит в формулу ее определения. Параметр умножают на количество оборотов двигателя за минуту и делят на странное число 9549.

Что такое крутящий момент

Практически все современные автопроизводители в процессе создания и последующей маркировки своих моторов используют объем камер сгорания, либо мощность силового агрегата. Как показывает практика, эти параметры уже достаточно давно устарели. Если привести пример 50-летней давности, когда тяга атмосферных моторов напрямую зависела от расточки блока цилиндров, то теперь все поменялось и на первый план выходят полностью новые технологии. При этом, если брать в сравнение равные по объему силовые агрегаты прошлого и настоящего, то конечная мощность выросла почти в два раза. За примером ходить далеко не нужно. Взять можно в сравнение обычный 2,0-литровый мотор BMW или Volvo, которые при рядном расположении цилиндров способны выдавать до 400 лошадиных сил. Иными словами, современные 4-цилиндровые агрегаты с турбокомпрессором по своей мощности и тяге существенно превосходят прожорливые V8, используемые порядка 15 лет назад. Добиться такого эффекта производителям удалось за счет установки ступенчатого наддува, а также более сложной системы впрыска топлива.

Что означает термин «крутящий момент двигателя» (КМ)

Однажды всем известный ещё по школе изобретатель из Шотландии Джеймс Уатт увидел работу лошади, которая трудилась в шахте и с помощью специальной машины поднимала из неё уголь. Он предложил ввести определение «лошадиная сила». Случилось это ещё в далёком XVIII веке. Проведя некоторые вычисления, изобретатель пришёл к выводу, что лошадь может в течение шестидесяти секунд доставлять на тридцатиметровую высоту сто пятьдесят килограммов угля.

Момент силы обозначается Н·м (Ньютон-метр). Эта единица измерения включена в Международную систему единиц «СИ». А вот лошадиные силы оказались вне этой системы, но ими начали обозначать мощность. Лошадиная сила равняется 735,5 Вт (кстати, термин «Ватт» также изобрёл гениальный шотландец). Позднее, этим термином стали обозначать мощность автомобильного двигателя.

Так что же кроется за термином «КМ мотора»? В отличие от мощности, эта тяговая характеристика весьма смутно характеризует нам реальные возможности машины.

Первоначально определимся с понятиями. Под крутящим моментом, если объяснять простыми словами, понимается показатель работы мотора, а мощность определяет выполнение данной работы.

Чтобы открыть для себя всю полноту понятия КМ, следует понимать, что момент силовой установки и момент автомобильных колёс совершенно различны между собой.

КМ мотора − величина, которая равна усилию, передаваемому плечу (Н·м). Иначе говоря, это сила, которую через поршень и шатун оказывают отработанные газы на плечо кривошипного механизма коленчатого вала. Эта величина отображает только потенциал двигателя, а движение машины происходит за счёт КМ на колёсах.

Чтобы понять и оценить истинные возможности машины в тяговом и динамическом плане, основываясь на КМ двигателя, предстоит проделать довольно сложные расчёты КМ на автомобильные колёса. Придётся заглянуть в паспорт автомобиля и найти величину оборотов мотора, передаточное число коробки переключения передач и главной передачи, размер колёс в диаметре и многое другое. В то же время заявленная мощность автомобильного двигателя не нуждается в проведении отдельных вычислений и явно показывает все тяговые и динамические возможности авто, а стало быть − КМ на колёсах.

Мощность и крутящий момент ДВС

Крутящий момент и мощность бензинового и дизельного двигателя

Для большинства рядовых автолюбителей понятие о показателе максимальной мощности и крутящего момента сводится к тому, что чем больше мощность, тем больше окажется и крутящего момента, а также более мощный двигатель всегда лучше. При этом чёткое понимание указанных характеристик мотора у многих отсутствует.

Смятение в этот лагерь также внесло растущее число «дизелистов», среди которых намного больше внимания уделяется именно кутящему моменту, а не мощности дизельного мотора. Также следует упомянуть и о турбомоторах, которые могут разгонять автомобиль намного быстрее, хотя мощность самого ДВС с наддувом заметно уступает атмосферным аналогам с намного более внушительным количеством «лошадей» под капотом. Получается, мощнее, но не всегда динамичнее и быстрее? Давайте разбираться, почему так происходит и чем «моментная» характеристика отличается от «мощностной».

Простым языком о крутящем моменте

Если внимательно изучить основные характеристики двигателя авто, то можно столкнуться со следующими понятиями:

  • уровень мощности мотора машины, который измеряется в лошадиных силах;
  • крутящий момент мотора машины (измеряется в ньютонометрах);
  • число оборотов, которые мотор машины делает в течение одной минуты.

Подавляющее большинство людей, которые видят значение в 100 или же в 200 л.с. считают, что это хорошо. И, по большому счету, это действительно так. 100 л.с. или же лошадиных сил являются очень хорошими показателями для городских кроссоверов, которые отличаются компактными размерами, или же для мощных хэтчбеков.

Однако такие характеристики как крутящий момент, число оборотов, которые мотор делает в течение одной минуты, являются не менее важными характеристиками мотора. Потому как уровень мощности в 200 л.с. может быть достигнут, только когда мотор автотранспортного средства работает на пределе. От крутящего момента и будет зависеть быстрота разгона транспортного средства.

Допустим, что вы едете на своей машине по автомобильной трассе на большой скорости, включив четвертую или же пятую передачу. Если вдруг дорога станет подниматься, то уровень мощности мотора вашего транспортного средства может просто оказаться недостаточно.

По этой причине вам придется переходить на низкие передачи, уровень мощности мотора, соответственно, от этого будет увеличиваться. Крутящий же момент обеспечивает увеличение уровня мощности мотора автотранспортного средства, помогая активизировать все его силы на то, чтобы преодолеть препятствие.

Самым большим крутящим моментом на текущий момент времени обладают двигатели, которые работают на бензине. У них он составляет от трех с половиной тысяч оборотов в течение одной минуты, до шести тысяч оборотов в течение одной минуты.

Это будет зависеть главным образом от конкретной марки транспортного средства. Что касается двигателей дизельного типа, то у них максимальный крутящий момент в подавляющем большинстве случаев наблюдается на трех-четырех тысячах оборотов в течение одной минуты.

Соответственно, у них гораздо лучше динамика разгона. Тем не менее, в плане максимального уровня мощности они очень сильного проигрывают двигателям, которые работают на бензине.

Ну и для того, чтобы читателям было совсем понятно, что представляет собой крутящий момент, расскажем о единицах, в которых он измеряется. Это метры и ньютоны. Это та сила, с которой мощность поступает от поршня на маховик через коленвал. И уже от него на трансмиссию (коробку передач). От скорости движения поршня будет непосредственным образом зависеть скорость движения маховика.

Исходя из всего вышеизложенного, можно сделать вывод, что крутящий момент машины образуется мощностью мотора.

Хотя существуют и такие автотранспортные средства, мотор которых вырабатывает тягу даже при низких оборотах. К таким в частности, можно отнести различного рода трактора, самосвалы, а также внедорожники.

От чего зависит крутящий момент мотора автотранспортного средства

Само собой разумеется, что самые мощные моторы транспортных средств обладают достаточно крупными размерами. Соответственно, если ваше транспортное средство – это малолитражка или же компактный хэтчбек, то у вас не получится ни резко разогнаться, ни «стартануть» с места.

С другой стороны, тут все зависит от того, умеете ли вы правильно переключать передачи и использовать мотор своего транспортного средства на полную мощность.

Исходя из этого, на малолитражках двигатель используется только лишь на половину своей максимальной мощности. В то время как мощные транспортные средства способны разгоняться практически с места. При этом отсутствует необходимость в быстром переключении передач.

Еще одним важным параметром, который оказывает самое непосредственное влияние на крутящий момент мотора автотранспортного средства, является его эластичность. Этот параметр показывает соотношение числа оборотов, которое делает мотор в течение одной минуты, и уровня мощности.

Даже на низкой передаче авто может ехать с достаточно высокой скоростью при двигателе, работающем на полную мощность. Это является особенно актуальным при езде по городским улицам, потому как там водителям приходится постоянно притормаживать, разгоняться, а потом снова притормаживать.

При езде по автомобильной трассе это тоже очень выгодно, потому как можно разогнать двигатель транспортного средства до необходимого количества оборотов всего одним нажатием на педаль.

Крутящий момент двигателя

Стоит понимать, что мощность мотора – это энергия, которая вырабатывается двигателем. И именно эта энергия преобразуется в крутящий момент на выходном (коленчатом) валу двигателя, далее момент изменяется в трансмиссии (при помощи нужных передаточных чисел шестерен) и после передается на привода, или ведущие мосты и после на колеса.

ТО есть если утрировать – крутящий момент, это реально то, что толкает машину механически, а мощность – это то, что производит этот момент.

Тронуться и поехать, вы сможете даже на маломощном двигателе (причем для этого нам не нужно много мощности), здесь работают передаточные числа, которые точно подобраны в трансмиссии вашего авто.

крутящий момент

НО мы же не хотим ездить со скоростью 20 – 40 км/ч, нам нужно ускорение, быстрое передвижение. А для этого просто необходим достаточный крутящий момент при всех диапазонах скоростей. Это достигается – достаточной мощностью двигателя и подбором шестерен в трансмиссии и приводах, мостах (если есть).

Если вывести определение:

Крутящий момент – это сила, которая умножена на плечо ее приложения, которую может предоставить мотор машине для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Измерения производят в ньютонах, а рычаг измеряется в метрах.

Если разобрать, просто «на пальцах формулу», то 1 Н·м – это сила с которой 0,1 кг, давят на конец рычага (это поршень) длиной в 1 метр. Как становится понятно, в двигателе роль рычага выполняет кривошип коленчатого вала, через который и производится крутящий момент. Понятно, что кривошип, длинной не 1 метр, но момент вычисляется из приложенных характеристик.

рычаг

Именно от этого показателя и зависит время достижения силовым агрегатом максимальной мощности, а значит и динамики разгона авто.

Если образно утрировать — то момент, собирает все лошадиные силы в «кулак» который и раскручивает мотор, и чем больше этот кулак, тем быстрее раскручивается мотор и ускоряется автомобиль.

Мощность и крутящий момент – от чего зависит, что важнее, как они связаны?

Связь между мощностью и крутящим моментом в математическом виде такая:

Общая формула мощности:

Работа через силу и расстояние:

Опустим преобразования оборотов в расстояние и совмещение формул(тригонометрия повергнет нас в уныние). Упрощённо принимаем расстояние за обороты и коэффициент. И получаем связь с крутящим моментом:

надо отметить, что здесь мощность теоретическая, без потерь и на идеальном двигателе. Но всё несколько не так.

Графики характеристик – определяем зависимость от оборотов двигателя

Чтобы найти истину, для начала нужно обратиться к графикам. Толкования могут быть ложными, но факты не лгут, данные в виде линии расскажут заинтересованным почти всё. Возьмём совмещённые графики зависимости крутящего момента от оборотов и затрачиваемой мощности на данных оборотах и попробуем понять, что же они нам пытаются донести.

Это график сравнения двигателя работающего на бензине и природном газе. Почему линии не совпадают – это тема другой статьи (а также хороший пример для понимания того, почему всё же газ так интересен двигателестроителям).

На горизонтальной оси графика показаны обороты двигателя. На вертикальной оси – величины крутящего момента в Н*м и мощности в лошадиных силах, т.е. показана их зависимость от оборотов. Иногда применяют в подобных графиках дополнительную ось со значениями справа, это делают в тех случаях, если шаги сеток осей отличаются. Здесь же шаги совпадают, поэтому значения одинаковы, а единицы измерения разные.

График предполагает равномерное нажатие на педаль газа на всём диапазоне оборотов. Рассматриваем график поэтапно, как математики, от одного характера линии до другого. Первым делом рассматриваем мощность двигателя.

  • График начинается практически с 1000 оборотов в минуту – это говорит нам, что холостой ход двигателя здесь не отображён.
  • От 1100—1150 оборотов в минуту до 2250 об/мин мощность возрастает неравномерно.
  • От 2250 до 2750 об/мин мощность возрастает резко – здесь начинает срабатывать конструкторская задумка, двигатель выходит на свой нормальный рабочий режим.
  • От 2750 до 5700 об/мин мощность растёт плавно практически до своей максимальной точки. Т.е. продолжая давить на газ, мы раскручиваем двигатель до его максимальной мощности.
  • От 5700 до 6750 об/мин идёт практически ровная площадка – т.е. сколько не дави на газ – приращения мощности уже нет, двигатель начинает работать сам на себя. Идёт его внутренняя деформация, работа уходит в тепло.
  • От 6750 оборотов фактически двигатель начинает сам себя тормозить. Это связано с фазами газораспределения и прочими факторами. Двигатель стреляет, углы опережения зажигания временами становятся недействительными, возможны сбои из-за инерционных явлений как в железе, так и в гидравлике: зависания клапанов и прочее. Но тут часто срабатывает отсечка, заложенная в ЭБУ (электронный блок управления двигателем).

А теперь рассматриваем крутящий момент (КМ) поэтапно, с опорой на предыдущий список:

  1. Крутящий момент двигателя имеет определённую ненулевую величину, по другому быть не может, иначе как бы коленвал вращался. Тут на КМ очень влияют такие факторы, как параметры фаз газораспределения, наличие катализатора, настроенность впускного и выпускного коллектора.
  2. Нарастание КМ на этом этапе практически нет. Такое явление нежелательно и маловероятно, потому как это явно указывает на провалы в ускорении движения автомобиля. От этого стараются избавиться разными способами. Заметьте, что величина этого показателя может даже падать на этом участке. А это значит автомобиль будет как бы приседать, задыхаться при прохождении этого диапазона оборотов, вплоть до остановки двигателя, если он при этом нагружен. Потому и глохнет часто мощный двигатель при трогании с места у начинающих водителей.
  3. Самый интересный участок графика. Тут начинают работать разные расчётные значения, двигатель входит в промежуток наилучших способностей, область благоприятных оборотов. Поэтому идёт резкое нарастание КМ.
  4. Этот этап интересен тем, что приращение угла открытия дроссельной заслонки вызывает приращение мощности, но вызывает малое изменение крутящего момента. Хотя момент и не повышается непрерывно, как мощность на валу, но всё-таки проходит точку где вырабатывается максимальный крутящий момент
    автомобиля, и плавно немного снижается к точке максимальной мощности двигателя.
  5. и 6 этап – всё, показатель падает, т.к. начинают расти внутренние потери в двигателе.

Исходя из характера участков на графике можно сделать предположение, что, скорее всего, данные в нем использовались теоретические. Т.е., вероятно, это несколько вольная зарисовка от руки реальных данных.

Взглянем теперь на этот график:

А вот тут уже более реально выглядят линии, хотя все участки из предыдущего анализа найдутся и здесь. Ну и пример дополнительной оси справа здесь присутствует.

Какие интересные моменты видны на этих графиках?

  1. Обороты
    двигателя, на которых максимальный крутящий момент и максимальная мощность, производимая им, не совпадают.
  2. Крутящий момент на определённом промежутке меняется слабее, чем мощность, и характеры изменений разные.
  3. Существует участок, где возрастание крутящего момента в процентах происходит быстрее, чем возрастание мощности, т.е. равномерное изменение положения педали газа вызывает равномерное изменение мощности, но не равномерное изменение крутящего момента.

А теперь перейдём от рассмотрения графиков к определениям основных понятий.

Крутящий момент — это сила, которая производится на конце рычага, относительно оси вращения этого рычага. Иначе говоря, величина крутящего момента показывает сколько килограмм, закреплённых на конце, способен удержать рычаг. Если грубо: крутящий момент 100 Н*м означает, что если на конец рычага длинной 1 метр, находящийся параллельно к земле повесить груз массой 10 кг, рычаг не будет вращаться ни вверх ни вниз. Груз создаёт вращающий момент, а рычаг с его же помощью сопротивляется. Они друг друга уравновешивают.

В автомобилях эти показатели означают всё то же самое, но уже применительно к двигателю: 145 Нм двигателя – образно говоря, навесив на рычаг, закреплённому на валу двигателя, длинной 1 метр, груз массой 14,5кг мы его остановим.

Остановим – это громко сказано, т.к. мы говорим о моментальной характеристике, но вообще не учитываем ни мощность, ни обороты, ни инерционные моменты связанные с этим.

Но как так? Почему автомобиль тянет тонны груза? Десятки тонн? Ну автомобиль не всегда развивает такую тягу, ему достаточно преодолевать силу комплексную силу трения всей ходовой. Подшипников, шестерён, резины. Ну и немного иметь способность тянуть вертикально вверх, скажем для 40 тонного прицепа, 5-10 тонн. И тут вспомним Архимеда с его рычагами. Если мы укорачиваем рычаг например в 10 раз, то и груз надо повесить больше в 10 раз. Если рычаг будет длиной 1 см, то и груз будет уже для 100 Нм нужен 1000 кг. Коробка передач в автомобиле, редуктор – это тоже рычаги. Они уменьшают путь/обороты двигателя, увеличивая момент силы, приложенной к краю колёс. Т.е. коробка перемены передач — это рычаг с изменяемой длиной плеч. Она изменяет обороты на колесе изменяя при этом и момент силы.

На практике крутящий момент показывает как быстро вал двигателя автомобиля способен набрать обороты. А значит, как быстро способны, через редуктор, колёса набрать обороты, следовательно, какое придать ускорение автомобилю. Крутящий момент двигателя влияет на разгон автомобиля и позволяет делать более «длинные» КПП без ущерба для динамичности автомобиля. Ограничение сверху на крутящий момент – это сила сцепления колёс с асфальтом.

Чем чреваты неравномерности этого показателя, если смотреть по графикам? Неравномерности чреваты или провалами в ускорениях автомобиля, или, при отсутствии специальных средств типа антипробуксовки, потерей контакта между колесом и дорогой. Равномерность крутящего момента вне зависимости от мощности, ну или его достаточная пологость облегчает скоростное управление автомобиля. Такое свойство называется эластичностью двигателя.

Можно ли увеличить момент

От чего зависит величина крутящего момента? Вот тут очень широкий вопрос. Среди возможных факторов, влияющий на величину этого показателя:

  • тип двигателя – с заслонкой или без (бензиновый двигатель, дизель – разные обороты на которых максимален крутящий момент). Да и вообще двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель (синхронные/асинхронные – также отличаются моменты на всём диапазоне оборотов. Тут, в зависимости от типа двигателя может ещё влиять тип управления: частотный или векторный);
  • вид топлива: строго говоря крутящий момент создаётся только при рабочем ходе поршня в цилиндре. Природный газ, например, сгорает дольше, что увеличивает время приложения силы от поршня через шатун к коленвалу, хоть и даёт меньше энергии, поэтому на нём легче добиться хорошего момента на пониженных оборотах по отношению к бензину;
  • углы опережения зажигания;
  • фазы газораспределения;
  • угол начала и конца приложения силы к коленвалу;
  • способы форсировки и повышения литровой мощности;
  • повышение КПД с помощью различных технологий из областей материаловедения и конструктивных особенностей распределения потребителей мощности как в двигателе, так и в автомобиле.

Можно перечислять долго, а если перечислять – то хотелось бы и пояснять – но это не есть задача этой статьи, хотя один момент мы упомянем.

Зависимость мощности и крутящего момента двигателя

Типовая характеристика зависимостей

Крутящий момент по мере увеличения оборотов двигателя постепенно возрастает, при оборотах около 2800 немного стабилизируется, достигая своего максимума приблизительно 178 н*метр при 4500 об/мин. Мощность двигателя по мере увеличения оборотов продолжает возрастать, что согласуется с приведенной выше формулой. Однако после достижения величины оборотов 5400 об/мин, крутящий момент снижается с большей скоростью, чем растут обороты, и мощность уменьшается.

Это соответствует физической интерпретации процессов в двигателе. На малых оборотах в двигатель поступает мало топлива и воздуха, мощность невысокая. По мере увеличения оборотов сгорает больше топлива, вырабатывается больше энергии. При дальнейшем увеличении количества оборотов двигателя мощность начинает снижаться по причинам:

  • увеличение потерь на процессы трения;
  • кислородное голодание;
  • инерционные и другие механические потери;
  • тепловые потери.

Конструкторы ДВС стремятся расширить диапазон стабильного участка характеристики зависимости крутящего момента. В качестве одного из широко распространенных конструктивных решений применяются системы интеллектуального турбонаддува. Они позволяют избежать ситуации кислородного голодания на различных оборотах.

Зависимости крутящего момента

Крутящий момент относительно стабилен при оборотах двигателя от 2500 до 5500 об/мин. Водители могут смело начинать процесс обгона даже на малых оборотах.

Высокооборотные двигатели имеют стабильный момент до 6500 – 7500 об/мин. Это позволяет развить максимальную мощность на оборотах около 7500 об/мин, как приведено на рисунке 3.

Максимальная мощность на максимальных оборотах

Если вы подходите к покупке автомобиля серьезно, желательно покопаться в справочниках, на форумах, ознакомиться с дилерской информацией, погуглить, и найти зависимости крутящего момента и мощности. Тогда вы с научной точки зрения будете судить о ходовых параметрах автомобиля.

Выбирая автомобиль для эксплуатации в городских условиях, целесообразно приобрести дизельный авто, если вы любитель погонять с ветерком на автобанах, подойдет высокооборотный бензиновый двигатель.

Тёмная лошадка – крутящий момент

Максимальная скорость и расход топлива – основные критерии выбора автомобиля пользователями. Но при этом забывают важнейшую тяговую составляющую транспортного средства. Это и есть тот самый крутящий момент. Но не путайте его с аналогичной характеристикой на колёсах. В нашем случае речь идёт о силе, с которой на сам мотор давят сгоревшие газы топлива.

Крутящий момент зависит от ряда факторов. Самое важное значение имеет рабочий объём мотора в кубических сантиметрах. Чем больше эта характеристика, тем больше сила давления на поршень.

Не стоит умалять и радиус кривошипа коленчатого вала. Эта деталь равномерно распределяет нагрузку по всей плоскости. К сожалению, жёсткие стандарты двигателей лишили конструкторов вариативности радиуса.

Мощность двигателя автомашины

Прямо пропорционально к крутящему моменту рабочее давление. Чем с большей силой газы воздействуют на поршень, тем лучше для владельца транспортного средства.

Какие факторы влияют на крутящий момент двигателя

Когда речь идет о максимальном значении крутящего момента двигателя, существует три разных, но взаимосвязанных ограничивающих фактора.

Механические свойства материалов

Во-первых, это механические свойства материалов. Хорошим примером такого подхода к проектированию являются разные серводвигатели.

Более дешевые сервоприводы с более низким крутящим моментом используют пластиковые шестерни, обычно сделанные из нейлона. Производство пластиковых шестеренок недорогое, что делает сервоприводы с нейлоновыми шестеренками более дешевыми в производстве, и, следовательно, их можно дешевле купить. Нейлоновые шестерни также более легкие, по сравнению с металлическими, что является важным фактором для робототехники и летательных аппаратов. Однако если на эти нейлоновые шестерни будет приложен слишком большой крутящий момент, они сломаются.

Сервоприводы с более высоким крутящим моментом содержат металлические шестерни, поэтому они могут выдавать более высокий крутящий момент без поломок.

Материалы, используемые в конструкции двигателя, играют огромную роль в определении того, какой крутящий момент двигатель будет способен создать.

Рисунок 4  Двигатели изготавливаются из различных материалов, но, как правило, те, что изготовлены из металла, имеют более высокий крутящий момент, чем те, что изготовлены из нейловна или другого пластика.Рисунок 4 – Двигатели изготавливаются из различных материалов, но, как правило, те, что изготовлены из металла, имеют более высокий крутящий момент, чем те, что изготовлены из нейлона или другого пластика.

Максимальное напряжение двигателя

Вторым фактором, влияющим на максимальный крутящий момент двигателя, является максимальное напряжение, на которое рассчитан двигатель. Если вы посмотрите на страницу характеристик любого сервопривода, вы найдете разные значения крутящего момента для разных напряжений. Более высокие напряжения дают двигателю большую мощность для обеспечения более высокого крутящего момента. Тем не менее, двигатель и его схема управления могут принимать ограниченное напряжение из-за возможности перегрева и сгорания. Максимальное напряжение, которое двигатель может принять без сбоев, влияет на величину его максимального крутящего момента.

Рисунок 5  Максимальное напряжение двигателя указывается в техническом характеристиках, представленных производителями. Связь между рабочим напряжением и крутящим моментом.Рисунок 5 – Максимальное напряжение двигателя указывается в технических характеристиках, представленных производителями. Связь между рабочим напряжением и крутящим моментом.

Тепловыделение двигателя

Это подводит нас к последнему фактору, ограничивающему максимальный крутящий момент двигателя. Поскольку двигатели работают, они генерируют ненужное тепло. Чем тяжелее работает двигатель, тем больше тепла он выделяет.

Для большинства двигателей, используемых в любительских проектах, от двигателей постоянного тока до сервоприводов и шаговых двигателей, создаваемое тепло просто излучается в воздух. У них нет активного охлаждения, как, например, в электромобиле. Следовательно, двигатель ограничен тем, какой крутящий момент (а также скорость) он может генерировать без риска сбоя по температуре.

Формула расчета крутящего момента

Сначала посмотрим на формулу расчета мощности:

Р(мощность, кВт) = М(крутящий момент, Нм) х n (число оборотов в минуту) / 9550.

Расчет КМ выглядит следующим образом:

М(крутящий момент, Нм) = Р(мощность, кВт) x 9550 / n (число оборотов в минуту).

Дабы рассчитать нужные величины и не запутаться, достаточно воспользоваться конвертером, который доступен на многих автолюбительских сайтах.

Потребляемая мощность электродвигателя

Ток ротора индуцируется через источник питания, к которому подсоединён электродвигатель, а магнитное поле частично создаётся напряжением. Входную мощность можно вычислить, если нам известны данные источника питания электродвигателя, т.е. напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД.

Потребляемая мощность электродвигателя

В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах. В США мощность на валу измеряется в лошадиных силах (л.с.).

Если вам необходимо перевести лошадиные силы в киловатты, просто умножьте соответствующую величину (в лошадиных силах) на 0,746. Например, 20 л.с. равняется (20 • 0,746) = 14,92 кВт.

И наоборот, киловатты можно перевести в лошадиные силы умножением величины в киловаттах на 1,341. Это значит, что 15 кВт равняется 20,11 л.с.

Что важнее – мощность или крутящий момент?

При сравнении двух основных характеристик двигателя, становятся ясны следующие моменты:

  • Крутящий момент – главная характеристика силового агрегата;
  • Мощность – вторичная характеристика, являющаяся производной крутящего момента;
  • Мощность двигателя прямо зависит от крутящего момента, что можно выразить формулой: Р=M*n, где

219510308797326369Р – мощность, М – крут. момент, n – кол-во оборотов вала в минуту;

  • Мощность двигателя находится в зависимости от его частоты вращения: с ростом числа оборотов растет и его мощность (до определенного предела);
  • При увеличении числа оборотов растет и крутящий момент, но при достижении максимального значения (при определенном показателе частоты вращения), показатель снижается даже при дальнейшем его увеличении.

На основе сравнительной оценки можно сделать выводы:

  • При оценке рабочих характеристик силового агрегата и эксплуатационных свойств автомобиля характеристика крутящего момента более приоритетна, чем мощность;
  • Среди сходных двигателей по рабочим и конструктивным параметрам более предпочтительны те, где выше крутящий момент;
  • Наилучшая динамика разгона транспортного средства и оптимальная тяга двигателя будет в определенном промежутке частоты вращения вала, которую нужно поддерживать при движении.

На что влияет крутящий момент двигателя

Известно, что величина мощности мотора рассчитывается по математическим формулам с участием Мкр. Крутящий момент и мощность двигателя находятся в прямой зависимости друг от друга. Эти два понятия взаимосвязаны и не существуют отдельно.

На практике, во время совершения обгона, на дороге водитель нажимает на педаль газа. Чем выше развивается момент вращения, тем больше возрастает мощность. С ростом мощности машина получает достаточное количество энергии для улучшения показателя динамики при разгоне.

Вывод: Величина Мкр влияет на мощность силового агрегата и скорость разгона транспортного средства.

При правильных расчетах передаточных чисел коробки передач, скорость автомобиля достигает максимальных значений, когда мощность, затрачиваемая на работу ходовой части и мощность, вырабатываемая двигателем, выравниваются между собой.

Факторы, приводящие к потерям мощности, получаемой на колесах:

  1. Напор встречных воздушных потоков при больших скоростях.
  2. Сопротивление качения.
  3. Преодоление сил трения элементов трансмиссии.

Мощность суммарных потерь увеличивается при возрастании скорости движения автомобиля.

Важно: Чтобы правильно оценить рабочие параметры автомобильного двигателя, необходимо узнать величину Мкр. При схожих конструкциях и эксплуатационных характеристиках, лучше отдать предпочтение агрегатам, обладающим наибольшим крутящим моментом. С целью улучшить качество и динамичность разгона, а также повысить тягу авто, рекомендуется поддерживать частоту оборотов в минуту выходного вала в пределах, где Мкр имеет пиковые значения.

При достаточном диапазоне оборотов, чем выше данный параметр, передаваемый на колеса автомобиля, тем легче происходит ускорение и преодолеваются самые трудные отрезки пути.

Крутящий момент — что это?

Вспоминая уроки физики, напрашивается вывод о том, что крутящий момент демонстрировали с помощью папки и груза. В реальном же автомобиле нет никаких ни грузиков, ни папок, там есть целые сложные устройства. Процесс работы, называемый крутящим моментом, в двигателе образуется в результате сгорания смеси топлива, расширяющейся при сгорании и проталкивающей поршень. Сквозь шатун поршень поддавливает на участок коленвала.

Ориентировочно крутящий момент рассчитывается следующим путём: поршень подталкивает шатун с силой порядка двухсот килограмм на плечо в пять сантиметров, в результате чего образуется крутящий момент порядка 10 кг·м или 98 Н·м. Для увеличения крутящего момента увеличивается радиус кривошипа либо изменяются настройки механизма так, дабы сила надавливания поршня была больше. Радиус кривошипа увеличивается до определённого порога. Ввиду этого размер двигателя также нужно увеличивать.

Таблица крутящего момента и мощности

  Марка автомобиля мощность, л.с. при об/мин крутящий момент, Нм приведенный момент, Нм
1 Alfa Romeo 8C Competizione 450 7000 470 470
2 Aston Martin DB9 477 6000 600 514
3 Audi A3 Sedan 2.0 TDI 150 4000 320 183
4 Audi A6 3.0 TDI 204 4500 400 257
5 Audi RS5 Coupe 450 8250 430 507
6 Audi S3 300 6200 380 337
7 Audi S4 333 7000 441 441
8 Audi S8 520 6000 652 559
9 Audi Q7 4.2 TDI 327 3750 760 407
10 Audi R8 4.2 420 7800 430 479
11 Bentley Mulsanne 512 4200 1020 612
12 BMW 330d F30 258 4000 560 320
13 BMW M135i F21 320 5800 450 373
14 BMW M5 F10 560 7000 680 680
15 BMW M550d xDrive F10 381 4400 740 465
16 BMW 750i F01 450 5500 650 511
17 BMW M3 E92 420 8300 400 474
18 BMW X5 M50d E70 381 4400 740 465
19 Bugatti Veyron 16.4 1001 6000 1250 1071
20 Cadillac Escalade 403 5700 565 460
21 Chevrolet Camaro ZL1 580 6000 754 646
22 Chevrolet Corvette Z06 507 6300 637 573
23 Citroën C5 V6 HDi 240 240 3800 450 244
24 Citroën DS5 eHDi 160 160 3750 340 182
25 Dodge Challenger SRT8 392 470 6000 637 546
26 Dodge SRT Viper 650 6150 814 715
27 Ferrari 458 Italia 570 9000 540 694
28 Ferrari 550 Maranello 480 7000 569 569
29 Ferrari F12 Berlinetta 740 8700 690 858
30 Ferrari FF 660 8000 683 781
31 Ford Explorer 2.0L EcoBoost 243 5500 366 288
32 Ford Fiesta ST 182 5700 240 195
33 Ford Focus ST 250 6000 340 291
34 Ford Kuga 1.6 EcoBoost 182 5700 240 195
35 Ford Mondeo 2.2 TDCi 200 3500 420 210
36 Honda Civic Type-R mk8 201 7800 193 215
37 Honda CR-V 190 7000 222 222
38 Honda S2000 240 7800 220 245
39 Hyundai Santa Fe 2.2 CRDi 197 3800 421 229
40 Infiniti G37 Sport 333 7000 365 365
41 Infiniti FX30d 238 3750 550 295
42 Jaguar XF 3.0 V6 D S 275 4000 600 343
43 Jaguar XJ 5.0 SC Supersport 510 6500 625 580
44 Jaguar XKR-S Coupe 550 6500 680 631
45 Jeep Grand Cherokee 3.0 CRD 250 4000 570 326
46 Jeep Grand Cherokee SRT8 465 6000 624 535
47 Kia Optima 2.4 180 6000 231 198
48 Kia Sorento 2.2 CRDi 197 3800 421 229
49 Koenigsegg Agera 940 6900 1100 1084
50 Lamborghini Aventador LP700-4 700 8250 690 813
51 Land Rover Discovery 4 5.0 V8 375 6500 510 474
52 Land Rover Discovery 4 SDV6 245 4000 600 343
53 Lexus LF-A 560 8700 480 597
54 Lexus IS-F 423 6600 505 476
55 Maserati 3200GT 370 6250 491 438
56 Maserati Granturismo S 440 7000 490 490
57 Maybach 57 550 5250 900 675
58 Mazda 6 2.2 SkyActiv-D 175 4500 420 270
59 Mazda CX-9 Touring AWD 277 6250 366 327
60 Mclaren F1 627 7500 651 698
61 Mclaren MP4-12C 600 7000 600 600
62 Mercedes-Benz A 45 AMG 360 6000 450 386
63 Mercedes-Benz C 250 CDI W204 201 4200 500 300
64 Mercedes-Benz CLA 250 211 5500 350 275
65 Mercedes-Benz GL63 AMG 558 5250 759 569
66 Mercedes-Benz S 600 W221 517 5000 830 593
67 Mercedes-Benz S 63 AMG W222 585 5500 900 707
68 Mercedes-Benz SL 65 AMG R231 630 5000 1000 714
69 MINI Cooper SD Countryman 143 4000 305 174
70 MINI JCW 211 6000 280 240
71 Mitsubishi Lancer Evolution X 295 6500 422 392
72 Mitsubishi Outlander 3.0 230 6250 291 260
73 Mitsubishi Pajero 3.2 DI-D 200 3800 441 239
74 Nissan GT-R R35 550 6400 632 578
75 Nissan Patrol 405 5800 560 464
76 Opel Astra OPC 280 5500 400 314
77 Opel Insignia 2.0 CDTI 195 4000 400 229
78 Opel Insignia OPC 325 5250 435 326
79 Peugeot 308 2.0 HDI 140 4000 340 194
80 Peugeot RCZ 200 THP 200 5800 275 228
81 Porsche 911 Carrera S 991 400 7400 440 465
82 Porsche 911 Turbo S 991 560 6750 750 723
83 Porsche Carrera GT 612 8000 590 674
84 Porsche Cayenne S Diesel 382 3750 850 455
85 Porsche Panamera Diesel 300 4000 650 371
86 Range Rover 5.0 Supercharged 510 6500 625 580
87 Range Rover Sport 4.4 TDV8 339 3500 700 350
88 Renault Clio RS 200 7100 215 218
89 Renault Megane dCi 160 160 3750 380 204
90 Rolls-Royce Ghost 570 5250 780 585
91 Rolls-Royce Wraith 635 5600 800 640
92 Skoda Fabia RS 180 6200 250 221
93 Skoda Octavia 2.0 TDI 143 4000 320 183
94 Subaru Impreza WRX STI 300 6200 350 310
95 Subaru Legacy Outback 3.6 250 6000 335 287
96 Toyota GT86 200 7000 205 205
97 Toyota RAV4 180 6000 233 200
98 Volkswagen Golf GTI 230 6200 350 310
99 Volkswagen Touareg 3.0 TDI 204 4750 450 305
100 Volvo S60 T6 304 5600 440 352
101 Volvo XC60 D5 215 4000 420 240

Автор: TRC

Как измеряется крутящий момент?

Для этого достаточно взглянуть на техническую документацию своего авто. Но реальные измерения также доступны: необходимо использовать специальные датчики. Они позволят провести статические и динамические измерения.

Измерение крутящего моментаИзмерение заключается в создании ситуации, где двигатель набирает максимальные обороты, затем тормозится: в процессе создается график, демонстрирующий максимальный момент мотора в момент нажатия на тормоз. Сначала показатель будет небольшим, затем будет наблюдаться рост, достижение пика и падение.

СТО должны оснащаться профессиональными тензометрами: все измерения обрабатывает специальное ПО, а результаты отображаются в виде графиков. Основная сложность в измерении КМ – достичь высокой точности показаний. Устаревшие контактные, светотехнические или индукционные тензометры не обеспечивали должной эффективности, поэтому в настоящий момент используются измерители в виде компактного передатчика, закрепляемого на вал: он передает данные на прибор-приемник, предоставляющий данные, не нуждающиеся в обработке.

Как увеличить крутящий момент

Увеличение рабочего объема. Чтобы повышать КМ используются разные методы: замена установленного коленвала на вал с увеличенным эксцентриситетом (редко встречающаяся запчасть, которую трудно находить) или расточка цилиндров под больший диаметр поршней. Оба способа имеют свои плюсы и минусы. Первый требует много времени на подбор деталей и снижает долговечность двигателя. Второй, увеличение диаметра цилиндров с помощью расточки, более популярен. Это может сделать практически любой автосервис. Там же можно настроить карбюратор для повышения КМ.

Изменение величины наддува. Турбированные двигатели позволяют достичь более высокого показателя КМ благодаря особенностям конструкции – возможности отключить ограничения в блоке управления компрессором, который отвечает за наддув. Манипуляции с блоком позволят повысить объем давления выше максимума, указанного производителем при сборке автомобиля. Способ можно назвать опасным, поскольку у каждого двигателя есть лимитированный запас нагрузок. Кроме того, часто требуются дополнительные усовершенствования: увеличение камеры сгорания, приведение охлаждения в соответствие повышенной мощности. Иногда требуется отрегулировать впускной клапан, иногда – сменить распредвал. Может потребоваться замена чугунного коленвала на стальной, замена поршней.

Изменение газодинамики. Редко используемый вариант, поскольку двигатель – сложная конструкция, созданием которого занимаются профессионалы. Теоретически можно придумать, как убрать ограничения, заложенные конструкторами для увеличения срока эксплуатации двигателя и его деталей. Но на практике, если убрать ограничитель, результат не гарантирован, поскольку поменяются все характеристики: например, динамика вырастет, но шина не будет цепляться за дорогу. Чтобы усовершенствовать двигатель такие образом надо быть не просто автомобильным конструктором, но и математиком, физиком и т.д.

ВАЖНО! Простой способ повысить КМ – использовать масляный фильтр. Он снизит засорение двигателя и продлит срок эксплуатации всех деталей.

Измерьте крутящий момент двигателя сами

Мы рассмотрели, почему так важно оставаться в пределах максимального крутящего момента двигателя. Так что же делать, если вы думаете, что ваш двигатель не соответствует требованиям? Не бойтесь! У нас есть проект, который может показать вам, как измерить крутящий момент серводвигателя (в следующей статье).

Дважды проверьте крутящий момент вашего серводвигателя перед тем, как добавить его в свой проект. Это поможет вам избавиться от разочарований от сборки и от повторного переделывания.

Определение крутящего момента на валуИзмерение крутящего момента на валу

Для измерения крутящего момента на валу автомобильного двигателя применяется множество методик. Это может быть показатель подачи топлива, температуры выхлопных газов и т.д. Такие методы не гарантируют высокой точности.

Распространенный метод повышенной точности – применение тензометрического моста. На вал крепятся тензометры, электрически соединенные по мостовой схеме. Сигнал передается на считывающее устройство.

Безопасное вождение, крутящий момент и тахометр

И теперь переходим к самой сути вопроса. Как связана безопасность вождения с крутящим моментом и, тем более, с тахометром? Очень просто. Безопасность вождения означает возможность совершить маневр, который позволил бы избежать ДТП. А маневров может быть три:

1. Изменение направления движения (действия рулем);

2. Торможение:

  • торможение рабочим тормозом (нажатие на педаль тормоза)
  • торможение двигателем (отпускание педали газа)

3. Ускорение (нажатие на педаль газа)

Руль и тормоз: всегда готовы!

Если сцепление шин с дорогой хорошее, изменить направление движения мы можем всегда, поскольку руль по умолчанию находится в «боевом» состоянии. Повернули руль – повернул и автомобиль. Аналогичная ситуация с торможением: педаль тормоза всегда готова к работе. Нажали – затормозили.

Педаль газа часто дремлет

А с педалью газа дело обстоит куда сложнее. Автомобиль не всегда хорошо реагирует на действия педалью газа, а только в зоне максимального крутящего момента, то есть в зоне средних и высоких показаний тахометра. Совершить маневр ускорения или торможения двигателем мы можем, только в тот удачный и счастливый момент, когда стрелка тахометра показывает не ниже 3000 об/мин.

Получается, руль и педаль тормоза в машине готовы к маневру всегда, а педаль газа – не всегда, а только при показаниях тахометра не ниже 3000 об/мин. И если дорожная ситуация возможно (возможно! Мы ведь не можем заранее знать исход событий на 100%, а можем только прогнозировать) потребует от вас активных действий педалью газа, вам следует заблаговременно повысить обороты двигателя до 3500 об/мин или выше.

Безопасность вождения — максимальный крутящий момент

Уверен, теперь вам понятна связь между тахометром, крутящим моментом двигателя и безопасностью вождения 🙂

Итак, чтобы сохранить безопасность вождения и быть готовым к маневру, нужно повысить обороты двигателя до «желтой», скоростной зоны тахометра. Как это сделать? Очень просто – включить пониженную передачу. Если у вас механическая коробка передач, то, без вариантов, делаете это сами. Если же у вас «автомат», идеально, если вы тоже переключите передачу заранее сами, с помощью режима ручного переключения. Зачем в ручном режиме? Об этом читайте в статье «Безопасное вождение: минусы автомата».

   Практическая ценность Нм двигателя Вашего авто

Понимая, как вырабатывается крутящий момент на валу мотора, можно использовать эти характеристики в ходе эксплуатации, то есть, на практике. Они позволяют изменить фазы газораспределения, отрегулировать электронный впрыск, применять или не применять турбо наддув и т.д. В дальнейшем это дает возможность не менять скорость движения транспортного средства, но сохранять прежнюю силу тяги на ведущих колесах машины. Эти действия можно выполнить без переключения коробки передач — вот об этом идет речь, когда говорят об «эластичности» силового агрегата внутреннего сгорания.

Водитель может замерить этот показатель на своем автомобиле. Для этого ему нужно двигаться на 4‑й передаче на скорости 60 км/час. Теперь он должен попробовать разогнать машину до 100 км за счет нажатия одной лишь педали акселератора. Чем меньше у него это отнимет времени, тем более эластичным можно считать двигатель. В данном случае число оборотов в минуту уже не имеет такого значения, а важно, какую практическую ценность они представляют при разгоне.

Именно такими характеристиками славятся силовые агрегаты, производимые ведущими европейскими автозаводами. У них прекрасная эластичность, которая и обеспечивает ту знаменитую динамику при разгонах, которую давно оценили наши водители. Особенно хорошо проявили себя немецкие автомобили: БМВ, Ауди, Мерседес. Выдаваемый ими крутящий момент дарит наслаждение не только при движении на загородных трассах, но и в условиях забитых городских улиц и пробок, когда оперативный разгон помогает вовремя добраться до места назначения.

На этом будем завершать сегодняшнюю дискуссию. Теперь, я надеюсь, Вы больше знаете о крутящем моменте, который способен вырабатывать бензиновый или дизель-мотор. Заходите почаще на мой блог, чтобы всегда быть в курсе интересных и полезных новостей из области автотематики. На сегодня всем пока, и до новых встреч!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Место для контестной рекламы

Автор:Admin

Крутящий момент

В любом современном двигателе внутреннего сгорания применяется, по сути, тот же принцип, что и описывался ранее. Однако, здесь в качестве силы выступает уже поршень, который в процессе работы проталкивает горючую смесь до того момента, пока не произойдет взрыв смеси воздуха и топлива. Как бы это странно не звучало, но в данном случае поршень как раз и выступает в роли той самой лошади, которая прилагает усилия, чтобы создать движение и передать его на колеса. Как правило, чем быстрее поршни вращаются в двигателе внутреннего сгорания, тем больше число оборотов. И соответственно выше отдача и мощность.

При этом, если взять за основу силу поршня, а после эту величину умножить на длину присутствующего рычага, то в конечном итоге и получается крутящий момент, который и демонстрирует тягу мотора. Этот показатель принято выражать в Ньютон-метрах, где один Н*м соответствует усилию в один ньютон, умноженный на рычаг, длиной в один метр. Учитывая это, можно сделать небольшой промежуточный вывод, что чем больше предусмотренный рычаг, тем больше тяги может выдавать силовой агрегат. Именно поэтому, если у двигателя внутреннего сгорания задан высокий крутящий момент, то и колеса автомобиля за определенную единицу времени смогут раскручиваться заметно быстрее. По этой причине транспортное средство заметно приобретает в динамике.

Немного о понятии «мощность»

А как же можно забыть о таком немаловажном показателе, как мощность. С этим понятием дело обстоит немного иначе, нежели с крутящим моментом. Во множестве источниках и на интернет-ресурсах рядом с характеристикой мощности указывается количество оборотов коленчатого вала, требуемых для достижения указанного параметра. Как правило, количество указываемых оборотов приближается к максимальному значению. В любой другой ситуации двигатель выдаёт лишь часть величины указанного параметра.

Найти этому всему объяснение совершенно несложно. Исходя из формулы расчётов мощности двигателя, исчисляемой в киловаттах, мощность (N) представляет собой произведение среднего крутящего момента двигателя (Mкр) и оборотов коленчатого вала (n, об/мин), и в дальнейшем все разделённое на 9549 (N=Mкр×n/9549). Из приведённой формулы ясно, что на величину мощности влияют и обороты силового агрегата и крутящий момент. Однако, сравнивая эти два значения даже усреднённо, можно сделать вывод, что значение величины крутящего момента гораздо меньше оказывает влияние на мощность, нежели количество оборотов (2900 оборотов против 110 Н·м). Это является ещё одним подтверждением того, что сила мотора не выражается в значении мощности.

Это также легко подтверждается с помощью наглядного примера. Во время езды по трассе с постоянной скоростью сила тяги двигателя расходуется на несколько противодействующих факторов (аэродинамика, потоки воздушных масс, качение колёс), а также на возникающее трение в некоторых узлах. Но если появляется необходимость пойти на обгон, ускориться не всегда удаётся, так как нужно ещё преодолеть и возникшую силу инерции. В таких случаях очень часто говорят о том, что двигателю недостаёт мощности. Однако это утверждение неверно. Сила тяги противостоит всем противодействующим силам, а зависит она именно от крутящего момента. Именно от его величины зависит, сможет ли автомобиль быстро ускориться.

Чтобы добиться более резкого ускорения, можно попросту переключиться на передачу ниже. Но в подобном случае может возникнуть непредвиденная опасность «перекрутить» мотор. Похожая ситуация может случиться и в момент подъёма на гору, где переход на пониженную передачу более вероятен.

Теги

ДвигательКрутящий моментТепловыделениеЭлектродвигатель

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.

Датчик крутящего момента

Аналогичные устройства, измеряющие КМ, в автомобиле могут быть установлены не только на коленвал, но и на рулевое колесо. Он ставится на модели машин с электроусилителем руля и позволяет отслеживать работу системы управление автомобилей. При выходе датчика из строя, усилитель, как правило, отключается.

Мощность, как показатель максимальной силы двигателя

Что даёт мощность автомобилю? Она показывает, какую работу способен совершить автомобиль за единицу времени, т.е. какой груз переместить, например, за час.

Как связаны мощность и крутящий момент автомобиля? Чем больше мощность двигателя тем больше крутящий момент двигателя. Тем быстрее автомобиль может разогнаться, и тем больший груз сможет перевезти.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Но крутящий момент автомобиля можно поднять практически до бесконечности с помощью рычага/редуктора. И 1-ватный моторчик сможет двигать грузовик. Только вот хватит ли времени жизни водителя чтобы проехать 100 км – большой вопрос. Нельзя говорить, что лучше – размер бочки или её масса. Бочка может быть плоская и длинная, а может быть шар. Важна эффективность использования ресурса. Т.е. важно достичь теоретического предела крутящего момента для данной мощности, данных оборотов двигателя.

Надеюсь мы смогли донести неправильность противопоставления связанных величин мощности и крутящего момента и развеять туман над последним понятием.

Нам мощность не надо, момента давайте!

К сожалению, борьбу за момент всячески поддерживают автожурналисты и блоггеры, с гордостью сообщая Ньютон-метры рядом с лошадиными силами. Явно в большинстве своём не понимая вообще, что это такое. Доходит даже до озвучивания принципиального преимущества дизельных двигателей в моменте. Забывая при этом, что у дизелей обычно значительно меньше обороты максимальной мощности и дело всё равно остаётся за коробкой передач.

Простой пример, уточняющий что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами — чтобы уравнять возможности двигателей с моментом, допустим, 300 и 400 Н*м, достаточно бесступенчатой коробке чуть сдвинуть управляющие конусы вариатора — и момент на колёсах станет одинаковым. А именно он и придаёт автомобилю тот самый уверенный разгон. Поэтому не стоит внимательно относиться к заявленным численным величинам крутящего момента двигателя, достаточно знать его мощность.

Вам также будет интересно почитать:

Как правильно разгоняться, используя максимальный крутящий момент

Для этого важно уметь работать с коробкой передач. Для максимального разгона надо переключаться так, чтобы обороты упали примерно на пик крутящего момента либо выше него, но чтобы оставался запас по увеличению оборотов – разгон больше оборотов максимальной мощности будет проходить медленней. Идеальным вариантом на обычных машинах можно назвать разгон «от пика момента до пика мощности». В тоже время, на двигателях современных автомобилей электроника просто не даст «перекрутить» мотор более его пика мощности – произойдёт «отсечка».

Выбор двигателя. Какой лучше — с высоким моментом или повышенной мощностью?

Если подвести итоговую черту под всем вышесказанным, то станет очевидно, что:

  • крутящий момент — ключевой фактор, характеризующий возможности силовой установки;
  • мощность — это производная КМ и, соответственно, вторичная характеристика двигателя;
  • прямую зависимость мощности от момента можно увидеть по выведенной физиками формуле Р (мощность) = М (момент) * n (частота вращения коленвала в минуту).

Таким образом, выбирая между двигателем с большим количеством лошадиных сил, но меньшим крутящим моментом, и двигателем с большим КМ, но меньшей мощностью, приоритетным будет второй вариант. Использовать весь заложенный в автомобиль потенциал позволит только такой мотор.

При этом не следует забывать о взаимосвязи динамических характеристик автомобиля с такими факторами, как отзывчивость педали газа и коробка переключения передач. Лучшим вариантом станет то авто, которое не только оснащено двигателем с высоким крутящим моментом, но и имеет наименьшую длину задержки между нажатием педали газа и реакцией двигателя, а также трансмиссию с короткими соотношениями передач. Наличие этих особенностей компенсирует маломощность силовой установки, заставляя автомобиль разгоняться быстрее, чем машина с двигателем похожей конструкции, но с меньшей силой тяги.

Улучшение разгона авто за счет изменения момента вращения

Чем выше показатель крутящего момента – тем быстрее двигатель набирает мощность. Таким образом, вырастет скорость движения. На практике это означает, что, например, во время разгона крутящий момент позволит быстрее обогнать едущий впереди автомобиль.

Чтобы улучшить разгон автомобиля за счет изменения момента вращения, достаточно повысить показатели последнего. Как это сделать – описано выше.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...