Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое крутящий момент двигателя и как его рассчитать

Что такое крутящий момент двигателя и как его рассчитать?

Среди всех важных параметров двигателя авто наиболее показательным является мощность. Автолюбители часто оперируют «лошадиными силами» и забывают про еще один важный параметр, характеризующий машину – крутящий момент двигателя. Хотя данный показатель считается менее значимым, он определяет, насколько резким будет старт и дальнейшее ускорение авто.

Понятие крутящего момента двигателя

КМ можно представить как показатель силы вращения коленвала. Перед тем, как в нем разобраться, начнем с мощности и количества оборотов, а также разберем, почему все эти параметры взаимосвязаны. Первая характеристика подразумевает работу, которая производится за временную единицу. Под работой подразумевается преобразование энергии сгорания топлива в кинетическую. Вторая характеристика говорит о количестве оборотов вала в минуту. Ну, а крутящий момент можно назвать производной от этих характеристик величиной.

Учитывая принятую систему измерения силы в ньютонах (Н), а длины в метрах (м), крутящий момент измеряется в «Нм», поскольку речь о силе, прикладываемой к поршню и длине плеча коленчатого вала. Чем больше эта величина, тем выше динамика авто, соответственно, тем быстрее оно развивает заявленное количество «лошадок».

От чего зависит величина крутящего момента двигателя?

  • радиус кривошипа коленвала;
  • давление, создаваемое в цилиндре;
  • поршневая площадь;
  • объем.

По большей части, величина будет зависеть от объема ДВС: с его увеличением будет расти сила, которая воздействует на поршень. Конечно, немаловажную роль играет и радиус кривошипа, но учитывая конструктивные особенности современных двигателей, варьирование этой величины возможно только в небольших пределах. Также стоит сказать о зависимости от давления: чем оно больше, тем больше прикладываемая сила.

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.

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 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.

Мощность или крутящий момент – что важнее?

Для решения этой дилеммы необходимо понять несколько фактов:

  • мощность имеет линейную зависимость от частоты оборотов коленвала: быстрее вращение – больше показатель;
  • мощность – производная КМ;
  • до определенного значения рост КМ зависим от числа оборотов: быстрее вращение – выше КМ. Но преодолев пиковое значение, он снижается.

Отсюда можно прийти к выводу, что крутящий момент – приоритетный параметр, характеризующий возможности мотора. В то же время, нельзя пренебрегать мощностью: это значит, что производители автомобилей должны настроить работу агрегата таким образом, чтобы соблюдался баланс этих величин.

Как можно увеличить крутящий момент двигателя?

  1. Смена коленчатого вала. К недостатка метода можно отнести тот факт, что это редкая для многих марок авто деталь: часто ее делают на заказ. Кроме того, это снизит долговечность двигателя.
  2. Расточка цилиндров. Более популярный метод, основанный на увеличении объема цилиндра. Метод доступен в большинстве автосервисных мастерских.
  3. Настройка карбюратора. Зачастую используется в дополнение к расточке.
  4. Увеличение турбонаддува. Доступно в моделях с турбированным двигателем. Тем не менее, снимая ограничения в блоке, который отвечает за управление компрессором – достаточно опасный способ, снижающий запас нагрузок в моторе. Тем, кто на него решается, также приходится прибегать к увеличению камеры сгорания, улучшению охлаждения, регулировке впускного клапана и смене распредвала, коленвала и поршней.
  5. Изменение газодинамики. Еще один метод, который по плечу только профессионалам. К тому же, убирая ограничения можно столкнуться не только с выросшей динамикой, а и с ухудшением сцепления.
  6. Использование масляного фильтра. Простой способ, снижающий засорение двигателя и продлевающий срок эксплуатации его запчастей.

Как видно, мотор – это сложный агрегат. Он уже рассчитан с использованием сложных инженерных формул и технологий, а значит, увеличение характеристики крутящего момента нежелательно. Если желание все же есть, стоит обратить внимание на два первых пункта. Можно, конечно, попытаться устранить заводские дефекты: убрать в камерах сгорания непродуваемые зоны и убрать в стыках заостренные углы, а также, неровности на клапанах. Но придется доверить эти операции специалистам своего дела.

Отдельно стоит сказать о так называемых усилителях КМ: их принцип основан на отборе мощности уменьшением оборотов, что не лучшим способом сказывается на долговечности конструкции. Подобные решения не увеличивают КМ, а позволяют его плавно менять на постоянных оборотах.

Какому двигателю отдать предпочтение?

В настоящий момент к привычным ДВС на дизельном топливе или бензине добавились еще и электродвигатели. Во всех этих конструкциях крутящий момент двигателя может кардинально отличаться.

Бензиновый двигатель

Действие основано на впрыске и формировании воздушно-топливной смеси с последующим возгоранием от искры свечей зажигания. Процесс происходит при температуре в 500 градусов, а коэффициент сжатия находится в районе 10 единиц.

Читать еще:  Время прогрева двигателя в зависимости от температуры воздуха

Дизельный двигатель

Здесь коэффициент сжатия достигает уже 25 единиц, а температура составляет 900 градусов. При таких условиях смесь воспламеняется без необходимости в использовании свечей.

Электродвигатель

Пожалуй, самый простой и прогрессивный вариант, который лучше вообще исключить из списка. Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель работает по другому принципу, кардинально отличающемуся от традиционных ДВС. Здесь пикового КМ в 600 Нм можно достичь на любой скорости. Если же говорить о «лошадях», у Теслы их количество составит 416.

Но пока электрокары не получили повсеместного распространения. И если этот вариант по каким-либо причинам недоступен, рассмотрим особенности бензиновых и дизельных агрегатов. При одинаковых объемах первый способен давать высокую скорость, второй – быстрый разгон.

В заключение

Как уже отмечалось, КМ требует внимания непосредственно при выборе авто. Зная ключевые особенности двигателей, теперь не составит труда определиться с выбором. Что до увеличения значений крутящего момента в имеющейся машине, не стоит забывать о балансе, заложенном производителем, и уж тем более нежелательно прибегать к кардинальным мерам. Увеличение динамики можно рекомендовать только в силовых агрегатах, причем КМ должен располагаться в диапазоне, где он может достигать пиковых значений. Как бы там ни было, планомерное распространение электрокаров вскоре может избавить от мук выбора. А пока, лучше быть осведомленным в технических деталях машины, как минимум, это позволит не теряться среди вопросов коллег-автолюбителей.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля

  1. Главные принципы
  2. Почему значение Нм важнее мощности
  3. В завершение

Доброго дня, дорогие друзья! Думаю, мало кто станет спорить с утверждением, что двигатель – это основной агрегат любого транспортного средства. Согласен, абсолютно все узлы в сложной конструкции автомобиля взаимосвязаны и найдутся не менее важные детали. Но как ни крути, основная роль достается именно мотору, не зря ведь его еще называют «сердцем железного коня». Разнообразные характеристики двигателя, заявленные производителем, призваны донести будущему автовладельцу его параметры при покупке машины.

Большинство из новичков отечественных автострад тут же допускают ошибку. Дело вот в чем, многие автолюбители классифицируют уровень силового агрегата по его объему или количеству лошадиных сил, что в корне неправильно! Они просто игнорируют значение крутящего момента, который отвечает за динамичность всего транспортного средства. Чтобы не встать в один ряд с неопытными коллегами, я постараюсь простым русским языком растолковать вам что такое крутящий момент двигателя автомобиля и какова его роль.

Главные принципы

Чтобы понять, что же это за мгновение, такое крутящееся не нужно быть вундеркиндом, достаточно базовых знаний физики и устройства двигателя. Если на этих уроках вы не присутствовали, конечно же по причине болезни, я объясню! Крутящий момент силового агрегата – это не что иное, как показатель, демонстрирующий силу вращения коленчатого вала. Рассчитывается данное число путем произведения силы, которое измеряется в Ньютонах, направленной на плечо рычага (расстояние между шатунной шейки и центральной оси вращения коленвала). Таким образом, эти два показателя и показывают нам крутящий момент конкретного двигателя, измеряемый в ньютонах на метр (Нм).

Из всего вышесказанного становится очевидным, что на такой показатель, оказывает непосредственное влияние сила давления газов на поршень. Однако не нужно скидывать со счетов объем и степень сжатий топлива в цилиндрах силового агрегата, которые также определяют итоговое число ньютон на метр. Показатель достигает максимального значения при определенных оборотах, то есть при интенсивном давлении на педаль газа. Также стоит заметить, что дизельные двигатели обладают более высоким крутящим моментом, нежели бензиновые агрегаты. Объясняется это высокой степенью сжатия топлива и воздуха в камерах сгорания, которое превышает октановый вариант в два раза.

Конечно, неопытные водители просто не знают, на что влияет показатель такого значения. Но как говорится: «незнание законов не освобождает от ответственности». Поэтому, прежде чем проводить «кастинг» автомобиля, узнайте основные параметры, на которые нужно обращать внимание при покупке «железного коня». Без сомнения, крутящий момент важнейшая характеристика при выборе силового агрегата. Высокое значение Нм позволяет значительно повысить динамику разгона даже при низких оборотах коленвала. К тому же уровень проходимости машины, ее грузоподъемность и тяговые характеристики также изменяются в большую сторону.

Почему значение Нм важнее мощности

Не менее значимым показателем при определении производительности силового агрегата является его мощность. Если отойти от заумных терминов и сказать простыми словами, то эта цифра демонстрирует количество законченных крутящих моментов за определенный промежуток времени. Другими словами, чем выше мощность, тем больше и максимальная скорость автомобиля. В мире данный показатель измеряется в кВт (киловаттах), у нас же привыкли ориентироваться на лошадиные силы. Для сравнения, 1 л. с. равняется 735. кВт.

Все характеристики силового агрегата, заявленные производителем, непременно пересекаются со значением крутящего момента, что еще раз подчеркивает важность параметра. На самом деле, роль мощности немножко преувеличена, она лишь производная для крутящего момента. Для того чтобы убедиться в огромной зависимости первого значения от второго достаточно применить простую формулу P (мощность)=M (крутящий момент) *n (обороты коленвала за одну минуту).

Смотрите, чтобы тронуться с места автомобиль использует лишь часть своей мощности, для достижения оптимальной ее отметки требуется определенное количество времени, многие автокомпании указывают сколько именно в характеристиках двигателя. Так вот, самое главное, насколько быстро машина достигнет порога мощности зависит уже от крутящего момента. Судите сами, какой из показателей важнее, но многие эксперты, да и ваш покорный слуга уверены, что мощность заметно уступает своему конкуренту.

В завершение

Итак, какие можно сделать выводы из всего вышесказанного:

  • Автомобиль с высоким значением Нм, может показать значительно лучшие показатели в разгонной динамике, даже нежели машины с более мощным двигателем.
  • Те же показатели позволяют значительно эффективней ускоряться как с места, так и на скорости.
  • Максимальная скорость транспортного средства – прерогатива исключительно мощности.
Читать еще:  Шаговый двигатель холостого хода принцип работы

Именно поэтому дорогие друзья игнорировать героя сегодняшней публикации ну никак нельзя, в подтверждение моих слов простое и понятное видео. Всего доброго!

Крутящий момент двигателя это…

Каждый, кто хоть раз созерцал информацию о технических характеристиках автомобиля, украдкой, но все же обращали внимание на строку – «Крутящий момент двигателя…». Многие задерживались на ней, пытаясь соизмерить насколько он велик или мал, и как это будет влиять на динамику, словно они сами уже давили на педаль акселератора в представляемом ими авто. Другие просто «проходили» мимо, словно строки этой и не было.
Что же такое крутящий момент двигателя? На что он влияет? Вопросы более риторические, и не требующие ангажирования для большинства, но мы не стремимся пойти на поводу у многих, так как истина не всегда является приоритетной прерогативой для большинства. А раз это так, то все же попробуем разобрать этот частный вопрос – что же такое крутящий момент двигателя?

Определение крутящего момента (момент силы) пока без привязки к двигателю машины

Прежде, чем перейти к комплексному понятию как кутящий момент двигателя попробуем разобраться с частным, а именно с тем, что такое крутящий момент или его синонимы: вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент, момент силы. Здесь в принципе мы не будем забивать голову формулами и умными изречениями из википедий, попробуем справиться сами, объяснив все так, как понимаем и своими словами.
Явление крутящего момента встречается нам ежедневно и повсеместно, просто мы не часто задумываемся об этом и в большинстве случаев знаем о нем уже не понаслышке, разве что формулируем это не в виде нудных изречений, а интуитивно, словно были уже рождены с этими знаниями. Так предположим наши обычные двери, коих мы открываем за день порой не один десяток. Вспомните, где находится ручка у дверей. Да, конечно, на противоположной стороне от петель. И ни у кого из нас не возникает мысли открыть дверь поближе к ним. Мы даже иногда пробовали или пробуем это сделать, но в итоге, все ощущают на себе, насколько все же тяжело манипулировать дверным полотном вблизи петель на которых они весят. Теперь давайте разберемся в сути процесса. Здесь можно провести аналогию с редуктором, когда крутишь много, но легко или пару оборотов, но ой как тяжело. Так и с крутящим моментом. Он велик, когда перемещения незначительны, при этом крутящий момент гораздо меньше, если добавить плечо и поворачивать через него, по большему радиусу, то есть с большим перемещением. Отношения плеча и силы здесь прямо пропорциональны, чем больше плечо, тем легче поворачивать, чем больше сила, тем меньшее надо плечо для поворота.
Итак, вроде все понятно, если нет, то попробуйте прочитать сначала этот абзац и все же вдуматься в суть каждого предложения. Теперь, хоть мы вам и обещали не приводить формул, но удержаться не возможно, мы все же напишем одну, основную …

M=F*L;

…где М – наш крутящий момент; F – сила прикладываемая к концу плеча, L – та самая длина плеча, к которому прикладывается сила.

В принципе, из формулы еще раз видно, что для сохранения значения крутящего момента, в случае изменения одной из величин (сила или плечо), вторая должна возрасти или уменьшится аналогично.

Крутящий момент двигателя создается на коленчатов валу

Итак, с дверьми мы разобрались, но как же наш двигатель. Здесь все аналогично. У двигателя (ДВС) есть коленчатый вал, что не является новостью. Именно на нем и расположен маховик, через который посредством сцепления крутящий момент передается на КПП. Так вот, тот самый крутящий момент на коленчатом валу двигателя является очень важным техническим показателем для любой из машин. Если он слишком мал, то двигателю придется «крутить много» (об/мин), чтобы через редуктор — КПП, обеспечить крутящий момент, который в состоянии будет сдвинуть нашу машину. Опять же при большом крутящем моменте, двигатель будет «крутить мало» (об/мин), чтобы также сдвинуть машину и обеспечить ту же скорость. Развивая нашу мысль можно представить следующее. Если скажем к коленчатому валу двигателя приварить длинный стержень, для того чтобы удержать вал от вращения при работающем ДВС, то есть почувствовать силу крутящего момента. То в этом случае, в зависимости от крутящего момента силового агрегата, стержень на валу у двигателя с маленьким крутящим моментом будет короче, а с большим длинее. Вот в принципе и вся суть вопроса о крутящем моменте двигателя.

Крутящий момент двигателя для бензиновых и дизельных двигателей

Здесь хотелось бы сказать об одном удивительном обстоятельстве. Кроме крутящего момента двигателя важно также и то, насколько он равномерно выдержан относительно частоты вращения коленчатого вала. Так у бензиновых двигателей пик крутящего момента двигателя появляется ближе к 5000-6500 обо/ мин, а вот у дизельных агрегатов он в максимуме уже на 2500-3000 об/мин. Такая особенность позволяет почувствовать намного лучшую приемистость машин с дизельным двигателем. Это очень важно при разгоне с места, а особенно при обгоне на трассе.
Как вы поняли, значение крутящего момента будет различно от частоты вращения коленчатого вала. Так какую же характеристику крутящего момента мы видим в руководствах по эксплуатации, в технических характеристиках на сайтах с машинами? Ведь по сути, она изменяется во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала от 0 до максимального значения.

Какой крутящий момент нам предоставляют автопроизводители в характеристиках на машину?

Здесь все банально как и всегда. Хочешь чем-то блеснуть перед другими, обязательно скажи о лучшем твоем результате. То же самое получается и с предоставленными характеристиками от автопроизводителей. Крутящий момент в технических характеристиках всегда пишется максимальный, пиковый. Больше этого крутящего момента машина просто не сможет выдать. А так как мы в предыдущем абзаце определились с тем, что крутящий момент и частота вращения коленчатого вала величины неразрывные, то максимальный крутящий момент всегда пишут вместе с той частотой, на которой он возникает.

Читать еще:  В чем причина когда пробивает прокладку на двигателе

В каком диапазоне частоты коленчатого вала должен быть максимальный крутящий момент двигателя?

Наиболее правильный будет утверждение о том, что максимальный крутящий момент должен быть в «потребительском» диапазоне частота вращения двигателя. То есть в том, в каком диапазоне вращения коленчатого вала эксплуатируется машина.
Наиболее востребованная частота для нас с вами, это порядка 1000-4000 оборотов. Именно с этой частоты мы стартуем, то есть включаем первую передачу, затем переключаемся на последующие и в итоге едем на последней. Очень редко обыватель использует частоту более 4000 об/мин, разве только в экстремальных случаях или если он «автогонщик».
Из этого делаем вывод о том, что оптимальным будет тот вариант, когда максимальный крутящий момент двигателя находится в том же диапазоне 1000-4000 об/мин. Именно такой вариант и относится к дизельным двигателям, о чем мы уже упоминали выше.

Итак, теперь вы не только будете знать, что собой представляет крутящий момент двигателя, но и сможете кому-то поведать, насколько это важная характеристика. Важность ее, прежде всего, в том, что двигатель работающий «без напряга», то есть с высоким крутящим моментом, может больше служить, от одного капитального ремонта до другого. Ведь он работает, что говорится «не на износ». Также в некоторых случая двигатель с большим объемом и большим крутящим моментом может оказаться более экономичным по топливу, так как меньшее количество оборотов и высокий крутящий момент на коленчатом валу будут более выигрышным вариантом, чем высокие обороты двигателя с меньшим объемом при меньшем крутящем моменте. Часто такую аналогию мы можем наблюдать если сравнивать дизельный и бензиновый двигатель, особенно на низких оборотах. Подробнее о таких особенностях вы можете узнать из статьи «Какой двигатель лучше, бензиновый или дизельный».

Что такое крутящий момент двигателя

Двигатель – основополагающий элемент конструкции автомобиля. Любой силовой агрегат имеет максимальное ограничение мощности, достигаемое при определенном числе оборотов коленвала.

Помимо этого, хорошо всем известного, параметра существует понятие крутящего момента, не менее важного, чем количество лошадиных сил и ступеней КПП.

На что влияет

Автомобили выпускается с конвейера преимущественно с дизельным и бензиновым типами двигателя. Машины, заправленные бензином, с мощностью двигателя, например, 120 л.с., могут уступать в разгоне автомобилю с мотором меньшей силы, но заправленным ДТ.

Это объясняется тем, что дизельное топливо имеет более высокую степень сжатия в камере сгорания (АИ – десять к одному, ДТ – двадцать к одному).

Конечно, это не единственная причина, кроме этого имеют влияние размера колеса, коэффициент полезного действия трансмиссии и ее передаточное число.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что чем выше обороты двигателя, тем быстрее автомобиль набирает скорость, также значительно увеличиваются его проходимость и грузоподъемность.

Где берет свое начало

Посредством нажатия на газовую педаль, скорость движения поршня увеличивается, а соответственно и скорость коленвала, что способствует повышению оборотов и крутящего момента.

Подробнее, этот процесс представляет собой несколько этапов:

  1. Смешанное с воздухом, необходимым для последующего возгорания жидкости, топливо (ДТ или бензин) впрыскивается в цилиндр. Сжимая попавший внутрь объем смеси, поршень поднимается в верхнюю часть цилиндра из нижней.
  2. Сдавленная топливно-воздушная смесь возгорается за счет искры, подаваемой свечой, что способствует нагреванию топлива и воздуха. Поршень начинает опускаться вниз цилиндра, под воздействием расширившейся смеси от нагрева.
  3. Коленчатый вал приводится в движение благодаря перемещению поршня, который толкает шатун. Движение поршня (туда – обратно) равняется одному обороту коленвала вокруг себя.
  4. Именно так выглядит эффект крутящего момента. Чем выше сила давления на поршень газов, степень сжатия топливно-воздушной смеси, рабочий объем двигателя, тем выше крутящий момент автомобиля.

Усилие (усиление), которое развивается двигателем автомобиля называется крутящим моментом, зависящим от рабочего объема двигателя.

Мощность машины зависит от объема ее двигателя.

Мощностью двигателя называют величину, которая характеризует работу двигателя за определенное количество времени. Чем мощность больше, тем соответственно больше скорость.

Сравнивая эти два показателя, можно выделить следующие моменты:

  1. Мощность двигателя это производная крутящего момента.
  2. От частоты вращения коленвала зависит мощность двигателя.
  3. При выборе автомобиля стоит обращать внимание не только на мощность, но и на крутящий момент, который имеет преимущество перед этой величиной.
  4. От максимального значения крутящего момента зависит динамика разгона машины, а также возможность его быстрого преодоления горок.

Как увеличить силу крутящего момента

Поскольку наивысшее значение крутящего момента достигается на разных моторах в различных диапазонах (от 1800 оборотов в минуту до 4000 оборотов в минуту), и не на всех оборотах доступно, у многих автомобилистов возникает необходимость в его увеличении.

Использование турбо или механического надува – наиболее оптимальный вариант в такой ситуации. Сделать это можно различными способами:

  1. Крыльчатка с регулируемым углом атаки;
  2. Повышение степени сжатия;
  3. Увеличение числа клапанов на цилиндре;
  4. Замена распределительных валов;
  5. Установка облегченных шатунов, коленвала, маховика;
  6. Прошивка бортового компьютера автомобиля с целью смены показателей на более высокие;
  7. Снятие катализаторов и установка обманок;
  8. Применение выпускного коллектора и т.д.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector