Что понимается под запасом крутящего момента двигателя
Перейти к содержимому

Что понимается под запасом крутящего момента двигателя

  • автор:

Двигатель постоянной мощности

«Полка момента» как много о ней сказано, а на деле это все фигня.
Момент должен быть выгнутый как кошка в момент опасности, вот тогда от него будет толк.
Этот толк называется «Коэффициент запаса крутящего момента» то есть отношение момента на максимальной мощности к максимальному крутящему моменту. А если момент это полка? То коэффициент равен ОДНОМУ. То есть самый отстойный, запаса по моменту нет. А зачем нам этот самый запас момента? Для того, что бы не переключатся на передачу ниже — мотор вытягивает и на высокой передаче нагрузку. Вот едешь в гору, а мотор начинает скисать, что делает водитель? Правильно, подтыкает пониженную. А если мотор не требует пониженной, а тянет в гору и так, то это и есть коэффициент запаса: с ростом нагрузки на двигатель, падают его обороты, а момент при этом растет.
А мощность то тут причем, да еще и постоянная? И все вспоминают Энцо Феррари с его бредовой фразой «Лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки» . Тут итальянец не прав, то ли он математику прогуливал, то ли физику. Но момент и мощность в двигателе — это по сути одно и тоже. Не верите? смотрите формулу

Ну че? Что ни будь ясно? Или вы как Энцо?
Об этом в следующий раз

Что такое крутящий момент двигателя в автомобиле?

Все детали и механизмы автомобиля выступают его неотъемлемыми элементами и в совокупности или по отдельности играют важную роль в работе транспортного средства. Тем не менее, главной составляющей любого авто остается мотор.

Анализ его технических параметров позволяет автолюбителю определять изменение тяговых возможностей, способность набирать скорость и работать в тяжелых дорожных условиях. Среди показателей, которые помогают охарактеризовать работу двигателя, наибольшее количество вопросов вызывает крутящий момент. Что это за параметр? На что он влияет и как определяется?

Что такое крутящий момент?

Суть крутящего момента проще всего объяснить на примере. Предположим, двигатель вашего авто способен развивать мощность в пределах 100 лошадиных сил. При езде по обычным городским дорогам на средних оборотах используется около 60 л.с., то есть еще 40 «лошадей» остается в запасе.

Если вам нужно обогнать другое транспортное средство, то придется задействовать все 100 л.с. Однако сделать это можно только постепенно – сначала до 70 л.с., потом до 90. Только когда двигатель достигнет пика своих оборотов, из него удается выжать всю сотню «лошадок».

В такой ситуации на помощь приходит крутящий момент, который позволяет на разгоне ускорить набор оборотов мотора. Другими словами, чем выше этот показатель в вашем авто, тем быстрее двигатель набирает обороты и тем лучше увеличивается скорость транспорта.

Исходя из сказанного, можно сделать вывод, что крутящий момент является параметром, который характеризует силу вращения коленвала. Его вычисление осуществляется путем умножения силы, прилагаемой к поршню, на промежуток, который отделяет место поршневого крепления от центральной вращательной оси коленвала.

На что влияет крутящий момент?

Как известно, предельная скорость движения транспортного средства зависит от скорости его разгона. Чем быстрее авто разгоняется, тем быстрее оно сможет достичь пика своих возможностей. В свою очередь, на ускорение оказывает воздействие мощность мотора, которая регулируется количеством оборотов коленвала.

То, с какой скоростью транспорт будет набирать данные обороты, зависит от крутящего момента двигателя. Если говорить простым языком, то характеристика данного параметра позволяет установить, за какое время ваш транспорт сможет разогнаться от нуля до максимальной скорости.

Как рассчитать крутящий момент?

Самый простой способ выяснить крутящий момент вашего автомобиля – заглянуть в технические документы, где этот показатель прописывается в большинстве случаев. Если в бумагах он не указан, то установить данные можно посредством специальных датчиков.

Такие приборы присоединяются к тензометрической станции авто и работают за счет питания от генератора. С их помощью можно не только осуществлять статические и динамические замеры крутящегося момента, но и контролировать частоту вращения коленвала.

Какой крутящий момент лучше?

Оптимальный параметр крутящего момента может варьироваться в зависимости от типа двигателя. У бензинового данный показатель обычно не слишком высокий, при этом его наибольшего значения можно достичь при работе мотора в 3000–5000 оборотов в минуту. В дизельных моторах крутящийся момент намного выше.

Вместе с тем, подобным агрегатам не присущи высокие обороты, а доступ к крутящему моменту возможен почти с холостого хода. В любом случае, показатель напрямую зависит от литража, то есть чем выше мощность двигателя, тем выше крутящий момент.

Как увеличить крутящий момент?

Чтобы получить возможность быстрее разгоняться, некоторые водители стараются увеличить крутящий момент своего авто. Сделать это можно несколькими способами. Наиболее простыми считаются замена стандартного глушителя на прямоточный или установка на моторе фильтра нулевого сопротивления.

Более сложным, но и более эффективным методом можно назвать увеличение рабочего объема мотора с помощью расточки цилиндров. Иногда рабочий объем увеличивают посредством замены стандартного коленвала на механизм с более высокими показателями эксцентриситета, однако этот способ отнимает много сил и требует изготовления соответствующего коленчатого вала под заказ.

Крутящий момент двигателя: на что влияет и почему он так важен

Фото: Shutterstock

Многие уверены, что главной характеристикой двигателя автомобиля является мощность, которая обычно измеряется в лошадиных силах (на самом деле — в ваттах, но применительно к машинам часто используют «лошадей»). Но ведь есть еще такая характеристика как крутящий момент.

  • Что это такое
  • На что влияет
  • Что важнее — момент или мощность
  • Дизель и бензин

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент – это векторная величина, определяемая как произведение радиус-вектора точки приложения силы и вектора силы. В простейшем случае – это произведение прикладываемой силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Единица измерения у крутящего момента – соответствующая: ньютоны на метры (Н∙м).

Звучит сложно, но попытаемся объяснить на простом примере. Представьте себе механическую мясорубку, которую нужно крутить за ручку. Так вот, в ней прикладываемая сила – это та сила, с которой вы крутите ручку. А плечо – это сама ручка. И чем она длиннее, тем выше крутящий момент при тех же ваших усилиях.

10 автомобилей, которые удивили мощностью и динамикой

Железные мускулы. 10 лучших двигателей в истории

Как это всё относится к двигателю автомобиля? Очень просто. В моторе сила давления сгорающей смеси бензина и воздуха передаётся через поршень на кривошипно-шатунный механизм. Сила «берётся» из сгорания топлива, а в качестве рычага выступают детали механизма.

На что влияет крутящий момент

Крутящий момент характеризует «итоговую» тягу двигателя. Он говорит «насколько двигатель сильный», какую силу тяги может создавать. При этом надо понимать, что на колёса крутящий момент доходит уже изменённым, ведь шины связаны с мотором не напрямую, а через трансмиссию, в которой момент изменяется в зависимости от передаточного соотношения.

Крутящий момент — величина не постоянная. Момент изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателями. Поэтому для оценки возможностей двигателя обычно используют график крутящего момента, который иллюстрирует его зависимость от оборотов.

Особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться

Особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться (Фото: Shutterstock)

Чем большее усилие развивает двигатель — тем лучше автомобиль разгоняется. Поэтому максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений.

Но особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться. Решить эту проблему помогает коробка передач: при разгоне мы включаем нужную передачу, поддерживая обороты на оптимальном уровне. И поэтому так важно, чтобы двигатель на как можно большем промежутке оборотов выдавал максимальную тягу.

Крутящий момент и мощность: что важнее

Но что важнее? Крутящий момент или мощность двигателя? Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нужно понять, что такое вообще мощность.

С точки зрения физики мощность получается путём деления совершенной работы на время, за которое работа совершилась. То есть, эта характеристика показывает не «что было сделано», а «что было сделано за определённое время». Например, перенести из пункта А в пункт Б десять ящиков можно за пять минут, а можно за сорок. Выполненная работа будет одинакова. А вот мощность — нет.

Применительно к автомобильному двигателю мощность тоже является такой же «оценочной» характеристикой. При этом, можно сказать, что работой двигателя, по сути, является… крутящий момент. Ведь работа мотора — это крутить коленвал. Следовательно, крутящий момент и мощность — величины взаимосвязанные.

Вернемся к воображаемой мясорубке. Длинная ручка обеспечивает высокий крутящий момент, то есть вы можете прокручивать, например, не обычное мясо, а замороженное. Допустим, за один оборот сквозь мясорубку проходит 10 граммов такого мяса, а если у вас получится делать 100 оборотов в минуту — на выходе получится килограмм фарша. Это и есть ваша мощность.

В автомобилях мощность мотора равняется его крутящему моменту на данных оборотах в минуту, умноженному на число этих оборотов и разделённому на определённый коэффициент. Она показывает «суммарное количество» крутящего момента, то есть, работы, совершённой двигателем за определённое время. Чем больше момент, «сила кручения» — тем больше мощность.

Часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.

Часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность. (Фото: drive2.ru)

Отметим, что как для крутящего момента, так и для мощности существуют графики, демонстрирующие зависимость от числа оборотов. Более того, часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.

Вот и получается, что вопрос о том, что из этих показателей важнее — не совсем корректен. Во-первых, они взаимосвязаны. А, во-вторых, значение имеют не только сами эти показатели, но и обороты.

Крутящий момент в дизельных и бензиновых двигателях

Какой двигатель обладает большим крутящим моментом — бензиновый или дизельный? Как правило, у дизеля крутящий момент заметно выше, чем у аналогичного бензинового мотора. Причём на низких оборотах эта разница наиболее значительна. Дизель развивает хорошую тягу «сразу», чуть ли не с холостых оборотов. А бензиновый должен сперва раскрутиться.

Максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений

Максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений (Фото: Shutterstock)

С другой стороны, у дизельных двигателей в силу особенности конструкции меньше рабочий диапазон оборотов: когда при разгоне бензиновый двигатель продолжает раскручиваться, дизельный уже требует перехода на высшую передачу.

Значит ли это, что дизель со своим большим крутящим моментом подходит только ля грузовиков и внедорожников? Когда-то многие были в этом уверены. Однако современные дизельные двигатели отлично ведут себя на быстрых спортивных автомобилях.

  • Топ-5 автоподстав. Видеопримеры и разбор от экспертов
  • Антидождь для автомобиля — что это за средство и как оно работает
  • Автомагистраль: что это и чем она отличается от других дорог

Разные силы. Что такое «полка» крутящего момента?

Атмосферный и турбированный двигатели при равной мощности отличаются друг от друга по характеристикам. При их сравнении заметна очевидная разница в так называемой планке крутящего момента. Посмотреть на нее можно на графиках распределения тяги в зависимости от оборотов коленвала. Что означают эти показатели и какое практическое значение они имеют для автомобилистов?

Две характеристики

Есть две характеристики, определяющие возможности мотора. Это мощность, выражающаяся в лошадиных силах, и крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах. Вообще, «лошадиные силы» в современных условиях — неинформативная характеристика, зависящая от множества факторов. К примеру, одну и ту же мощность двигатель может выдавать на стенде как при 1500 об./мин. (дизельный агрегат), так и на 20 000 об./мин. (гоночный мотоциклетный оппозитник).

Кроме того, эта единица измерения давно устарела. С помощью хитрых программ управления двигателем количество «лошадиных сил» можно прибавить или уменьшить, чем и пользуются многие производители. Сейчас небольшие 2,0-литровые рядные турбированные моторы BMW или Volvo могут иметь мощность свыше 350 л. с., как 8-цилиндровые атмосферники 20-летней давности, так как оснащены они, помимо ступенчатого наддува, еще и сложной системой впрыска. А вот по тяге и по долговечности они, естественно, проигрывают.

В общем, требуется иная характеристика, которая бы могла адекватно описывать возможности современного мотора. И автопроизводители видят ее в крутящем моменте.

Если силу давления поршней умножить на длину рычага кривошипа, то получится крутящий момент, от которого зависит тяга мотора. Она выражается в ньютон-метрах (1 Нм равен силе в 1 ньютон, умноженной на рычаг в 1 метр). Чем длиннее рычаги, тем больше тяги выдает мотор.

Где начинается и заканчивается «полка» момента?

Если посмотреть на графики, то можно заметить, что у современных впрысковых турбированных моторов кривая момента резко подскакивает вверх и достигает максимума уже при 2000 об./мин. Затем она стабилизируется и с небольшими колебаниями тянется до 4500-5000 об./мин., а потом плавно клонится вниз к «красной зоне». Аналогичный график можно увидеть и для дизельных моторов, за исключением того, что «полка» момента у них заканчивается примерно на 4000 об./мин.

У атмосферных V-образных агрегатов кривая момента, наоборот, взбирается к максимуму по пологой траектории, достигает «полки» на 3500 об./мин. и клонится вниз после 5000 об./мин. Таким образом, продолжительность «полки» момента почти в два раза меньше. Что же это значит?

Длинная «полка» у турбированных впрысковых моторов означает, что на низких оборотах они ездят зажигательнее и динамичнее, чем атмосферники аналогичной мощности. Пик момента достигается, как только водитель коснется педали акселератора, благодаря чему автомобиль стартует эмоциональнее и живее. Водителю не требуется жать на педаль и тратить лишнее топливо для раскрутки мотора.

К примеру, дизельные агрегаты, у которых максимальный момент доступен уже на 1500 об./мин., на городских скоростях опережают бензиновые по тяге, а значит, они дарят лучшую динамику, оставаясь при этом экономичнее.

С помощью крутящего момента определяется также эластичность мотора, то есть его способность обеспечивать одинаковую тягу в большом диапазоне оборотов.

Зона эффективности

Если посмотреть на графики характеристик мотора, то, помимо кривой крутящего момента, можно увидеть другой «горб». Он показывает нарастание мощности, которое у всех бензиновых моторов достигает максимума примерно к 5000 об./мин.

Мощность двигателя выражает его способность сопротивляться ветровым и прочим нагрузкам для достижения высокой максимальной скорости.

Наибольшая эффективность и отдача мотора достигается между двумя этими показателями, а именно между максимумом крутящего момента и максимумом мощности.

Таким образом, атмосферные моторы хорошо тянут в пределах 3500-6000 об./мин. Поэтому для ускорения во время обгонов их необходимо раскручивать и лучше подбирать передачи, чтобы держать мотор в тонусе.

Турбированные двигатели с непосредственным впрыском, а также дизельные агрегаты будут хорошо ехать от 1500 до 4000 об./мин. Они обладают хорошей эластичностью и всегда имеют запас тяги для рывка. В этом их главное преимущество. Этот же диапазон позволяет экономить топливо.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *