Крутящий момент двигателя: что это такое

От чего зависит крутящий момент

На КМ будут влиять:

• Объем двигателя.
• Давление в цилиндрах.
• Площадь поршней.
• Радиус кривошипа коленвала.

Основная механика образования КМ заключается в том, что чем больше двигатель по объему, тем сильней он будет нагружать поршень. То есть – будет выше значение КМ. Аналогична взаимосвязь с радиусом кривошипа коленвала, но это вторично: в современных двигателях этот радиус сильно изменить нельзя.

Давление в камере сгорания – не менее важный фактор. От него напрямую зависит сила, давящая на поршень.

Для снижения потерь крутящего момента при тряске машины во время резкого газа можно использовать компенсатор. Это специальный (собранный вручную) демпфер, компенсация которого позволит сохранить вращающий момент и повысить срок эксплуатации деталей.

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.

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.

Примечания

1. ↑
2. Acid Ionization Constants of Alcohols. II. Acidities of Some Substituted Methanols and Related Compounds 1,2 // J. Am. Chem. Soc.
3. SYNTHESIS 1983, No 3,pp 203—205
4. Liebigs Annalen Chemie 1979, pp 1362—1369
5. В. Ф. Крамаренко. Токсикологическая химия. — К.: Выща шк., 1989. — 447 с. — 6 000 экз. — ISBN 5-11-000148-0.

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.

Зависимость крутящего момента и мощности

Понятия мощности двигателя и крутящего момента затрагиваются в различных источниках информации и технической литературе. Да и сами автомобилисты очень часто упоминают о них. Именно эти величины позволяют наглядно представить самые важные параметры легковых и грузовых автомашин

Важность их обусловлена ещё и тем, что они помогают определить, как поведёт себя машина в тех или иных реальных условиях

Например, редуктор непосредственно влияет на то, как функционирует двигатель.

Рассмотрим пр.актический случай.

Для увеличения КМ пикап может функционировать на низких передачах, если возникает необходимость перемещать крупногабаритный груз немалого веса. Но если рядом поставить два пикапа и заставить их передвигаться на одинаковых передачах, то один из них вполне сможет перевезти груз намного тяжелее, поскольку у него могут быть в запасе лишние лошадиные силы. Следовательно, чем больше имеется «лошадок» под капотом автомобиля, тем выше КМ.

Поставим рядом трактор и спортивный болид.

Болид имеет очень много «лошадей», но КМ необходим ему, чтобы посредством редуктора развивать скорость.

Для его движения не требуется прикладывать много работы, поэтому большая часть сил уходит именно на наращивание скорости. Трактор − дело другое. На нём может быть установлен движок такого же объёма, да и «лошадей» он может вырабатывать в таком же количестве, как и болид, но… Его мощность обеспечивается посредством работы редуктора. Он никогда не придёт на финиш раньше болида, но легко дотащит его до финиша. Несмотря на то, что КМ и мощность сильно взаимосвязаны, у них совершенно разные роли.

Lifan (Лифан) X60 – двигатель, коробка, достоинства и недостатки

Мощность или крутящий момент — что важнее?

Если провести сравнительную оценку двух рабочих характеристик двигателя – мощности и крутящего момента, то очевидными становятся следующие факты:

• крутящий момент на коленчатом валу – основной параметр, характеризующий работу силового агрегата;
• мощность двигателя – это вторичная рабочая характеристика мотора, которая, по своей сути, является производной крутящего момента;
• зависимость мощности от крутящего момента выражается отношением: Р = М*n, где Р – мощность, М – крутящий момент, n – количество оборотов коленчатого вала в минуту;
• мощность двигателя линейно зависима от частоты вращения коленчатого вала: чем выше обороты, тем больше мощность мотора (естественно, до определенных пределов);
• крутящий момент также увеличивается при повышении оборотов двигателя, но достигнув своего максимального значения (при определенной частоте вращения коленчатого вала), его показатели снижаются, независимо от дальнейшего увеличения оборотов (график зависимости крутящего момента от частоты вращения двигателя имеет вид перевернутой параболы).

На что влияет крутящий момент двигателя

Если производить аналогию с человеческим организмом, то можно условно определить, что крутящий момент — это аналог силы, а мощность — это аналог выносливости. Именно от мощности двигателя внутреннего сгорания в конечном итоге зависит то, какую максимальную скорость может развить автомобиль, а от крутящего момента — то, как быстро сможет он это сделать. Именно поэтому далеко не все мощные автомобили имеют хорошую динамику разгона, и далеко не все, у которых она находится на высоком уровне, располагают очень мощными моторами.

Опытные автомобилисты отлично знают, что лучше всего выбирать для себя автомобиль с таким двигателем, показатель крутящего момента которого при работе на тех оборотах, на которых он обычно функционирует, является наилучшим. Дело в том, что это позволяет им использовать потенциал мощности ДВС в максимальной степени.

Следует заметить, что производители двигателей внутреннего сгорания всячески стремятся увеличить их крутящие моменты, причем во всем диапазоне работы моторов. Чаще всего пытаются достичь этого (и, кстати говоря, достаточно успешно) с помощью турбонаддува, управляемых фаз газораспределения (это оптимизирует процесс сгорания топливной смеси), повышения степени сжатия, использованием особых конструкций впускного коллектора и целым рядом других способов.

Послевоенная история

Компания не оставляла попыток возрождения и в 1955 году анонсировала автомобиль Type 251 с центральным расположением двигателя. Этим планом не удалось осуществиться. Были предприняты аналогичные попытки в 1960 и 1965 годах тоже не воплощённые в жизнь.

По настоянию тогдашнего председателя Фердинанда Пих , Volkswagen приобрел право на производство автомобилей Bugatti в июне 1998 года. Это было логическим продолжением поглощения политики Volkswagen. До этого были куплены, например, Lamborghini и завод Rolls-Royce по выпуску Bentley в Крю, Великобритания.

Volkswagen тесно сотрудничал с передовыми дизайнерскими компаниями, чтобы вернуть марке «Bugatti» былую славу. Например, двухдверное купе EB 118 на автосалоне в Париже в 1998 году, в следующем году в Женеве показан четырехдверный седан EB 218. Тогда же на IAA во Франкфурте был выставлен 18/3 Chiron.

Как можно определить крутящий момент

Наиболее простой вариант узнать крутящий момент – внимательно просмотреть техническую документацию, в которой должен быть указан этот параметр. В случае отсутствия такой информации измерение крутящего момента выполняется при помощи специальных датчиков.

Датчики крутящего момента

Датчики крутящего момента служат для динамических и статистических его измерений, а также позволяют контролировать частоту скорости вращения и угол поворота. Они подсоединяются непосредственно к тензометрической станции и питаются от генератора, встроенного в эту тензостанцию. Результаты измерений обрабатываются программным обеспечением (энкодер, тахометр, тензометр, торсиограф и множество других), а результаты, как правило, отображаются в виде параметрической зависимости либо графиков и заносятся в журнал.

Главной особенностью датчиков крутящего момента является то, что они с выхода передают готовые данные, которые не требуют дополнительной обработки.

Показатели и маркировка 0w40

Если вы хотите узнать, какая у 0w40 расшифровка, вам нужно понимать его маркировку. В соответствии с мировой классификацией SAE, все смазки подразделяются на:

• зимние. Их маркируют по SAE буквой «w». Автомасла данной категории оптимальны для применения в зимний сезон, хорошо смазывают внутренние части двигателя;
• летние. Маркируются по SAE числом. Оптимальны для применения летом;
• всесезонные. Самый лучший вариант. Их не нужно сливать из двигателя, когда наступила зима/лето, то есть они подходят для любого сезона.

Нужно не забывать, что чем меньше показатель вязкости по SAE, тем жиже смазка. Густые автомасла эффективны в жаркую погоду, жидкие – в морозную. Масло 0w40 имеет «0w» и «40» в маркировке по SAE. Это значит, что оно всесезонное, его можно доливать в мотор как летом, так и зимой. Числа «0» и «40» указывают на низко- и высокотемпературную вязкость. Температурные границы такие:

• зимой – от минус тридцати пяти до минус сорока;
• летом – от плюс тридцати пяти до плюс сорока.

Становится очевидно, что ездить на 0w40 летом возможно, но не слишком рационально. Лучше использовать его зимой.

Главные плюсы смазки 0w40:

• полностью соответствует требованиям большей части автоизготовителей;
• имеет отличные показатели эксплуатации;
• облегчает запуск мотора в морозы;
• экономит топливо, так как является отличной смазкой;
• хорошо защищает ДВС, это дает возможность снизить изнашивание его компонентов;
• очищает силовой агрегат от нагара.

Невзирая на тот факт, что это автомасло располагает высокими показателями эксплуатации, перед его применением желательно посоветоваться со специалистами по ремонту и ТО машин, ознакомиться с техническими документами, прилагающимися к вашему автомобилю.

Момент – не мощность

Асинхронные электродвигатели

Благодаря дешевизне и простоте конструкции электрические машины такого типа получили самое широкое распространение. Их принципиальное отличие – наличие так называемого скольжения. Это разность между частотой вращения магнитного поля неподвижной части электрической машины и скоростью вращение ротора. Напряжение на вращающейся части индуцируется за счет переменного магнитного поля обмоток статора двигателя. Вращение вызывает взаимодействие поля электромагнитов неподвижной части и магнитного поля ротора, возникающего под влиянием наведенных в нем вихревых токов. По особенностям обмоток статора выделяют:

• Однофазные двигатели переменного тока. Двигатели такого типа требуют для пуска наличия внешнего фазосдвигающего элемента. Это может быть пусковой конденсатор или индуктивное устройство. Область применения однофазных двигателей – маломощные приводы.
• Двухфазные электрические машины. Такие двигатели имеют 2 обмотки со смещенными относительно друг друга фазами. Их также используют для бытовых устройств и оборудования, имеющего небольшую мощность.
• Трех- и многофазные электродвигатели. Наиболее распространенный тип асинхронных машин. Электрические двигатели такого типа имеют от 3-х и более обмоток статора, сдвинутых по фазе на определенный угол.

По конструкции ротора асинхронные электрические машины делят на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.

Обмотка ротора электрических машин первого типа представляет собой несколько неизолированных стержней, выполненных из сплавов меди или алюминия, замкнутых с двух сторон кольцами (конструкция “беличья клетка”). Асинхронные двигатели такого типа обладают следующими преимуществами:

• Достаточно простая схема пуска. Такие электрические машины можно подключать непосредственно к электрической сети через аппараты коммутации.
• Допустимость кратковременных перегрузок.
• Возможность изготавливать электрические машины высокой мощности. Двигатель такого типа не содержит скользящих контактов, препятствующих наращиванию мощности.
• Относительно простое ТО и ремонт. Асинхронные электромашины имеют несложную конструкцию.
• Невысокая цена. Двигатели асинхронного типа стоят дешевле синхронных машин и ДПТ.

Электрические машины с короткозамкнутым ротором имеют свои недостатки:

• Предельная скорость вращения составляет не более 3000 об/мин при входе в синхронный режим.
• Технически сложная реализация регулирования частоты вращения.
• Высокие пусковые токи при прямом запуске.

Электродвигатели с фазным ротором частично лишены недостатков, присущих машинам с ротором конструкции “беличья клетка”. Вращающаяся часть электрической машины такого типа имеет обмотки, соединенные в схему “звезда”. Напряжение подводится к обмотке через 3 контактных кольца, закрепленных на роторе и изолированных от него.

Такие электродвигатели обладают следующими достоинствами:

• Возможность ограничивать пусковые токи при помощи резистора, включенного в цепь электромагнитов ротора.
• Больший, чем у электромашин с короткозамкнутым ротором, пусковой момент.
• Возможность регулировки скорости.

Недостатками таких двигателей являются относительно большие габариты и масса, высокая цена, более сложный ремонт и сервисное обслуживание.

Что такое лошадиная сила

Меру мощности “лошадиная сила” ввел известный шотландский инженер Джеймс Ватт (или Уатт), именем которого сейчас измеряют мощность наших бытовых лампочек. Жил он на рубеже веков с 1736 до 1819 года. Согласно исторической справке, на то, чтобы мерить мощность лошадьми его подтолкнули пони, которые в то время активно использовались на шахтах. Он заметил, что одна такая мини-лошадь способна поднять примерно 150 кг груза с глубины 30 м за 1 минуту, 300 кг – 300 м. за 1 минуту, 1500 кг с 3 м за 1 минуту. Если продолжить этот ряд, то можно предположить, что одна лошадь может сдвинуть 15 тонн на 30 см за 1 минуту, ну или 1,5 кг на 3 км за туже минуту, что, на минуточку, равняется 180 км/ч, а это уже тянет на абсурд. Но так далеко Ватт не пошел и в качестве базовых величин были взяты первые расчеты.

В большинстве стран Европы одну лошадиную силу определяют как 75 кгс м/с. Это достаточная сила, чтобы поднять 75 кг. груза на высоту 1 метр за 1 секунду. Но в серьезных кругах такую меру как “лошадиная сила” использую крайне редко из-за её неоднозначности, а вот в автомобильной тематике она получила свое самое распространенное применение.

Во всем мире стандартной мерой мощности является ватт. И 1 л.с. = 736 ватт. Если “на пальцах” то, если мы возьмем одну стандартную лошадь и заставим её вращать некую динамо машину, то она сможет произвести энергии как раз на 736 ватт или 75 кгс м/с. Для простого и быстрого перевода “ваттов” в “лошади” нужно мощность в кВт умножить на 1,36 и вы получите уже мощность в л.с.

“Лошадиные силы” в разных странах обозначаются по разному. В России и на всем постсоветском пространстве мы используем буквосочетание л.ч. В германии – PS (Pferdestarke), во Франции – CV (Cheval-Vapeur), в англоязычных странах, таких как США и Англия HP (HorsePower).

В США и Японии есть два показателя мощности: BHP (Брутто) и HP (Нетто). Первый вариант предполагает отсутствие на двигателе различного дополнительного оборудования, таких как генератор, кондиционер и т.п. Второй вариант – на двигателе есть все, что мы привыкли иметь в автомобиле. Зачастую разница мощности между этими вариантами может доходить до 20%.

Также не следует забывать, что мощность – величина не постоянная, она зависит от оборотов двигателя. Рядом с числом максимальной мощности принято указывать обороты, при которых она достигается. Современные моторы, в своем массе, выдают максимальную мощность при 5000-6000 об/мин. Но часто ли вы ездите на таких оборотах? В городском цикле средние обороты чаще всего держаться в районе 3000 об/мин. При таких низких оборотах мотор будет выдавать около 50% своей потенциальной мощности. И чтобы быстро ускориться нужно держать обороты ближе к отметке 6000, переходя на пониженную передачу.

Что такое крутящий момент двигателя

Несколько по-иному обстоит ситуация с пониманием крутящего момента, но, зная основные законы физики и базовое устройство силового агрегата, можно без труда прояснить это понятие. Крутящий момент двигателя – это качественный показатель, характеризующий силу вращения коленчатого вала. Этот параметр рассчитывается как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (расстояние от центральной оси вращения коленчатого вала до места крепления поршня (шатунной шейки)). Крутящий момент измеряется в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент на коленчатом валу, как следует из вышеприведенной формулы, зависит от силы давления газов на поршень, а также от рабочего объема двигателя и степени сжатия топливной смеси в цилиндрах. Кстати сказать, значительно более высокий крутящий момент дизельных двигателей, по сравнению с аналогичными по объему бензиновыми моторами, объясняется чрезвычайно высокой степенью сжатия смеси дизельного топлива и воздуха в камерах сгорания (бензиновые — примерно 10:1, дизельные – около 20:1).

Высокий крутящий момент двигателя обеспечивает автомобилю отличную динамику разгона уже при низких оборотах вращения коленчатого вала, существенно увеличивает тяговые характеристики силового агрегата – повышает грузоподъемность авто и его проходимость.

Максимальное значение крутящего момента двигатель внутреннего сгорания достигает при определенных оборотах. У бензиновых моторов этот показатель более высокий, чем у «дизелей».

Мощность силы

Bentley Speed 8

Что такое диапазон мощности?

Этот термин обозначает диапазон оборотов крутящего момента двигателя и максимальное число его мощности. В промежутке по достижению этого коэффициента двигатель работает в оптимальном режиме и обеспечивает высокую производительность и экономию топлива.

Электродвигатели имеют достаточно обширный диапазон мощности, поскольку они могут достигать максимальной силы крутящего момента при минимальных оборотах оси, а их максимальная сила даже больше, чем единица, производимая двигателем внутреннего сгорания.

Дизельные двигатели обладают более узким диапазоном мощности. Поскольку их пик крутящего момента меньше, чем в бензиновых двигателях, а максимальная мощность достигается на меньших оборотах. Бензиновые двигатели наделены более широким диапазоном мощности. По этой самой причине они так востребованы и пользуются спросом, как у потребителей, так и у производителей. Кроме того, современные бензиновые двигатели с турбокомпрессором, непосредственным впрыском, изменяемыми фазами газораспределения, а также другими разнообразными техническими решениями обеспечивают крайне широкий диапазон мощности.

Сравнение Kia Sportage с конкурентами

Что влияет на разгон?

На время ускорения влияют следующие факторы:

• Масса – от данного показателя зависит инерция машины. Соответственно, чем меньше вес, тем лучше инерция. Что способствует улучшению динамики;
• Мощность силового агрегата и динамика авто – указанные факторы тесно связаны между собой. От величины крутящего момента мотора зависит скорость набора оборотов;
• Используемая трансмиссия – влияет количество ступеней передач и тип КПП. Увеличение ступеней сопровождается добавлением общей массы, что в незначительной степени, но все же отражается на общем ускорении машины. От применения АКПП или МКПП зависит время переключения между соответствующими ступенями. При этом может наблюдаться различная работа на отдельных ступенях передач;

• Сцепление шин с дорожным полотном – зависит от равномерности распределения массы машины на колеса, а также от качества используемой резины. Применяемые шины отличаются силой трения. Соответственно, чем она выше, тем лучше колеса «цепляются» за асфальт и авто быстрее разгоняется;
• Аэродинамика – показатель сопротивления встречному потоку воздуха, который напрямую зависит от обтекаемости кузова машины;
• Размер колес – больший диаметр колеса увеличивает время, требуемое для осуществления вращения. Что отражается на разгоне машины. Соответственно меньший размер колеса, способствует более быстрому набору скорости;
• Качество топлива – естественный фактор. От того, как хорошо сгорает топливо, зависят многие параметры, обеспечивающие стабильную работу машины;
• Техническое состояние двигателя и трансмиссии – чем больше будет использован ресурс агрегатов, тем хуже осуществляется разгон. Поэтому требуется своевременно проводить техническое обслуживание.

Расход масла

Для исправного автомобиля расход масла не должен превышать 1л/1000 км.

Выбирая моторное масло, нужно правильно расшифровывать его обозначения. В общих случаях, вид масла обозначается так – xxWxx. Первое число обозначает степень густоты масла, второе – его вязкость. Например, к синтетическим маслам можно отнести 0W40, 5W40, к полусинтетическим – 10W40, к минеральным – 15W40, 20W40. Чем больше густота и вязкость масла, тем выше прочность и надежность мотора.

Будьте внимательны, ибо можно с легкостью испортить двигатель, ведь масла 70W90 и 95W100 предназначены только для трансмиссионной системы.

60 указателей, которые могут запутать и насмешить кого угодно

От чего зависит крутящий момент ДВС

Чтобы легче разобраться в этом
вопросе, посмотрим на график внешней скоростной характеристики (ВСХ) одного из
двигателей Jeep Grand Cherokee.

График ВСХ двигателя Jeep
График ВСХ двигателя Jeep Grand Cherokee

На картинке видно, что величина
момента меняется при увеличении скорости оборотов ДВС. После частоты 3500 об/мин
показатель резко падает. Почему так происходит? Суть в наполнении цилиндров
горючей смесью. Объем новой смеси не всегда равен объему камеры сгорания.
Данная характеристика называется коэффициентом
наполнения цилиндров. Величина может быть выше или ниже 1.

Изменение
коэффициента происходит ввиду строения впускного коллектора и настройки фаз газораспределения.
В нашем примере впускные клапаны ДВС открываются на 10° до верхней мертвой точки
и закрываются на 60° после прохождения нижней мертвой точки. Это сделано, чтобы
сбалансировать «полку» момента и получить оптимальные значения для средних
оборотов (частота вращения 2500-3500 в минуту), которые нам и нужны для
повседневной эксплуатации.

Что происходит с нашим
мотором, когда он работает на малых оборотах? В теории при уменьшении скорости
поршня должна улучшится наполняемость цилиндра. На практике при частоте вращения
1600 об/мин значение тягового усилия падает до 260 Ньютон-метров. Причина тому –
слишком позднее закрытие клапана и малая степень сжатия (7.4/1 вместо 9/1). Как
итог – меньшее давление газов в конце такта сгорания, и соответственно, малый
крутящий момент двигателя.

ТОП 5 лучших масел для ВАЗ 2107

Некоторые выводы

• При оценке эксплуатационных параметров автомобиля и непосредственно рабочих характеристик его двигателя, величина крутящего момента обладает большим приоритетом, чем мощность.
• Среди силовых агрегатов, имеющих схожие конструктивные и рабочие параметры, предпочтительнее выглядят те, у которых крутящий момент больше.
• Для обеспечения наилучшей динамики разгона автомобиля и обеспечения оптимальных тяговых свойств двигателя, частоту вращения коленчатого вала нужно поддерживать в том диапазоне значений, при которых крутящий момент достигает своих пиковых показателей.