В Чем Измеряется Крутящий Момент Двигателя



в чем измеряется крутящий момент двигателя

Что такое крутящий момент двигателя — коротко о главном

09.04. | 181119

Многим автолюбителям неоднократно доводилось слышать такое определение, как: крутящий момент двигателя . при этом далеко не каждый может объяснить своими словами, что это значит. Что лучше, высокий показатель крутящего момента или низкий?

В принципе, за незнание, что такое крутящий момент еще никого не лишали прав и не штрафовали, проще говоря, страшного в этом ничего нет, однако мне кажется каждый уважающий себя автомобилист должен иметь понятие о том, что такое крутящий момент двигателя. Несмотря на то, что источников готовых поведать вам об этом более чем достаточно, сегодня хочу все же поговорить о крутящем моменте двигателя и некоторых его моментах.

Довольно часто замечаю, что когда речь заходит о крутящем моменте, люди невольно начинают ассоциировать его с дрифтом, смею вас огорчить —  ничего общего между этими понятиями нет, ну разве что без первого не было бы второго. Итак, давайте разберемся в том, что такое крутящий момент разложив все, как говорится, по полочкам.

То, какой крутящий момент будет у двигателя, зависит от самого двигателя. В каждом паспорте к тому или иному автомобилю пишутся цифры, именуемые предельными скоростями, которые автомобилю удается развить за счет лошадок . Наверное каждому доводилось наблюдать такую странную вещь, когда в паспорте указано скорость 100 км/ч. то автомобиль нормально разгоняется до 70 км/ч. после этого стрелка словно тяжелеет на несколько килограмм и ей все сложнее подниматься вверх. Замечали наверное, что выжимая максимум из своего двигателя он отдавал свою мощь лишь при определенном количестве оборотов. Поэтому, чем больше оборотов он продуцирует, тем больший запас силы у него появляется, следовательно, если максимум автомобиля составляет 5000-6000 об/мин, педаль газа уже не так легко будет вдавливаться в пол, имея хороший запас. Хотя в простых городских условиях, без наличия заторов и пробок не так уж и легко набрать все эти обороты, например, для того чтобы обогнать медленно тянущегося дальнобойщика. В итоге выходит, что чем больше скорости вам надо, тем дольше двигатель собирает все необходимые для этого лошадки .

Именно здесь крутящий момент и подключается в работу. Чем выше у автомобиля будет показатель в ньютон-метрах, тем быстрее он будет набирать обороты, тем резвее мощь всех имеющихся лошадок будут собираться под вашей ступней и педалью газа.

Однако вернемся к нашим баранам , хотя в нашем случае лошадям — не важно. Продолжим о наших 70 км/час. Не задумывались, почему авто имеющее хороший крутящий момент двигателя, так сложно разогнать? Все дело в том, что у каждого силового агрегата есть показатель под названием максимально выдаваемый крутящий момент. В переводе на человеческий язык — необходимо разогнать двигатель до определенного количества оборотов, и только после этого произойдет включение, так сказать второго дыхания и включится максимальный крутящий момент. Затем добавив газку, водитель может заставить весь подкапотный табун лошадей мчать ваш автомобиль стремительнее. Именно поэтому важно, какой крутящий момент у вашего автомобиля чем он будет больше, и чем меньшим будет количество максимальных оборотов при его допустимом максимуме, тем живее и быстрее будет езда на таком транспортном средстве.

Итак, мы вкратце рассмотрели, что такое крутящий момент, теперь предлагаю поговорить о том, от чего он зависит. А зависит крутящий момент от литража или объема двигателя, здесь все вроде понятно — чем литров больше, тем больше будет у автомобиля возможностей  стремительно разогнаться. К примеру, всем наверное известно, что на малолитражках — 1.5 л и ниже, резко ускориться или стартонуть довольно сложно, если и вовсе невозможно.

Кроме мощности двигателя и крутящего момента существует еще одно важное понятие от которого зависят два первых, именуемое эластичностью двигателя. Допустим, если взять два автомобиля с двигателями одинакового объема и мощностью, и устроить им заезд, то к финишу придет первым тот автомобиль, у которого более эластичный двигатель .

Что такое эластичность? Это соотношение максимальной мощности мотора, количества его оборотов и оборотов при максимальном крутящем моменте. Чем ниже будет последней показатель относительно второго, тем эластичнее будет двигатель. Благодаря этому показателю водитель сможет легко работать только одной педалью газа, наращивая или снижая скорость, не переключая при этом передачи. Или такой еще пример, эластичный мотор может ехать на небольшой скорости, на высоких передачах. Максимально эластичный двигатель с хорошим показателем максимального крутящего момента позволит вам получать истинное удовольствие от езды, а ваш стальной любимец станет для вас предметом гордости и объектом вожделения для тех, кто в этом разбирается!

Ну вот, вроде бы все. Надеюсь теперь вам понятно, что такое крутящий момент. Полагаю теперь вам не придется робеть в случае если кто-то заведет разговор о мощности мотора или его лошадистости . Удачи вам, заходите к нам почаще!

Навигация по записям

Будем благодарны, если Вы поделитесь этой статьей в соц. сетях

Что такое крутящий момент?

Среди автомобилистов немало разночтений по коренным вопросам: мощность двигателей и их крутящий момент, рабочий объем и степень сжатия. Чем 4-тактный д.в.с. отличается от 2-тактного, а двигатель Дизеля от Отто? Ради чего регулируют фазы газораспределения? Зачем применяется наддув и почему автомобильному д.в.с. нужна коробка передач? Что такое дифференциал — и т.п. Давайте поговорим – без спешки.

Какую мощность развивает конь в упряжке? Странно, но средняя лошадь выдает при длительной работе только 0,8 л.с. во всяком случае, именно такой показатель закладывали (и закладывают) обычно в инженерные и экономические расчеты по гужевому транспорту и пр. Считается также, что мужчина средних лет и обычной физической подготовки развивает (опять же при длительной работе) около 0,1 л.с. Немного, но и человек, и лошадь способны напрячься и несколько секунд выдавать гораздо больше – в разы. Конь вытаскивает телегу, застрявшую в разбитой колее, а моторчик внутреннего сгорания мощностью в 2 (две!) л.с. просто глохнет. Крутящего момента не хватило…

Золотое правило механики

Так что же такое крутящий момент и как он связан с мощностью двигателя? Вспомните среднюю школу: мощность определяется произведением силы на скорость (с какими-то коэффициентами в зависимости от единиц измерения) – для поступательного движения. Допустим, тянете вы груз с усилием в 12 кг и со скоростью 1 м/сек. (3,6 км/ч) тогда ваша мощность – 12 кгм/сек. То есть, 0,16 л.с.[Европейская (парижская) лошадиная сила считается 75 кгм/сек. Англо-американская практика вся запутана футами и фунтами, так что британская лошадиная сила (bhp) равна 1,0139 л.с. по «континентальному» счету.] неплохо. Космический ракетный двигатель развивает тягу в 100 т при скорости 12 км/сек. значит, его мощность – 16 млн л.с.

Или же мощность определяется произведением крутящего момента [В свою очередь крутящий момент (он имеет смысл при вращательном движении) равен произведению силы на плечо ее действия. Когда к рычагу плечом в 1 м прилагается усилие в 10 кг (перпендикулярно плечу!), то тем самым создается крутящий момент в 10 кгм. Или в 98 Нм – кому как нравится.] на частоту вращения вала – для вращательного движения. Вот и все, остальное – арифметика. Если на валу мотора при 6000 мин-1 (в просторечии оборотов в минуту) замерен крутящий момент в 10 килограммометров, то его мощность равна 83,775 л.с. Или 61,6 кВт – в других единицах измерения [Один кВт равен 1,36 «континентальной» л.с. – даже в Африке.]. Причем неважно, о каком именно двигателе идет речь – о паровой машине, газовой турбине, поршневом д.в.с. или электромоторе арифметике без разницы.

Момент силы F на плече R крутящий момент равен F x R

И что же нашему брату, автомобилистам, нужно – мощность двигателя или его крутящий момент? Вот притча: вынесли вы на рынок картошку и хотите сбыть ее по 35 руб. за кг. Вроде как главное для вас – хорошая цена. Продали пару кило – по 35, а больше не берут дорого. Тут-то и выясняется, что для вас важна не столько цена – за кг, – сколько общая выручка от продажи 2 центнеров картошки.

Так и с моторами: нередко автомобилисты заявляют, что для них главное – момент, тяга, а мощность – дело десятое. Ровно наоборот – как в старом анекдоте: дай нам, Господи, мощность, а крутящий момент мы уж как-нибудь сами…

Пусть микролитражный моторчик развивает 10 л.с. при 6 тыс. оборотов. То есть, крутящий момент на его маховике – 1,2 кгм (11,7 Нм). Вам нужно 100 Нм? Ради Бога: ставим понижающий редуктор (с передаточным числом 8,55), – и вот вам 100 Нм на выходном валу [Забудем пока о (неизбежных) потерях мощности в редукторе.]. Причем мощность – за вычетом потерь – остается, естественно, той же. Хотите 1000 Нм? Пожалуйста, возьмите редуктор с передаточным числом 85,5 вопрос подбора шестеренных пар…

Но! При моменте в 100 Нм на выходном валу редуктора его обороты уже не 6000 мин-1, а только 700 с небольшим. Золотое правило механики: выигрывая в крутящем моменте (в силе), проигрываем в частоте вращения (в скорости). А 1000 Нм вы получите и вовсе при 70 мин-1 слишком медленно. Так вы хотите и крутящий момент, и обороты! И рыбку съесть, и не поцарапаться. Вам нужно продать по 35 руб. не 2-3 кг картошки, а много. Так и скажите: для меня главное – выручка. Для меня главное – мощность двигателя.

Мощность!

Допустим, катите вы в легковушке по ровной дороге с усовершенствованным покрытием скорость постоянная – 100 км/ч. Тяга от двигателя в пятнах контакта ведущих колес с ходовой поверхностью в сумме как раз покрывает силы сопротивления воздуха и качения покрышек для вашего авто (с его аэродинамикой, весом, шинами и давлением в них): положим 54 кг. То есть, крутящий момент на оси (при радиусе качения колес, скажем, 265 мм) равен 140 Нм, обороты колес – около 1000 мин-1, а расходуемая мощность – 1500 кгм/сек. или 20 л.с. С учетом потерь в трансмиссии – от маховика до пятна контакта – от мотора требуется мощность около 22,5 л.с. легко.

А чтобы ехать на две «сотни»? При удвоении скорости, силы сопротивления возрастают примерно вчетверо – по квадрату. Иначе говоря, потребная мощность увеличивается в 8 раз (4 х 2) – по кубу скорости! От двигателя нужны теперь 170-180 л.с. на маховике, поэтому далеко не каждый автомобиль способен набрать скорость в 200 км/ч.

Это – при равномерном движении а если вы хотите еще и разгоняться (или идти на подъем), необходима свободная мощность. Скажем, те же 22,5 л.с. на скорости 100 км/ч – плюс еще 10 л.с. на ускорение физического тела II закон Ньютона. Или 50 л.с. – тогда разгон энергичнее.

Как видите, и скорость автомобиля, и динамика его разгона зависят от мощности двигателя как же ее поднять? Держать крутящий момент до высокой частоты вращения вала. Скажем, довести обороты того же микролитражного моторчика до 12 тыс. – при неизменном моменте в 11,7 Нм. Значит, его мощность увеличивается ровно вдвое – до 20 л.с. В общем, тут такое соотношение:

P = 1/716,2 M x n,

где P – мощность двигателя (л.с.) при n мин-1, M – его крутящий момент (кгм) при тех же оборотах. А 1/716,2 – просто коэффициент размерности.

К сожалению, повышать частоту вращения вала поршневого двигателя очень непросто: силы инерции, нагрузки, трение. Ведь если раскрутить мотор от 6000 до 12000 мин-1, то силы инерции, которые нагружают детали конструкции, возрастают вчетверо. Нелинейно – по квадрату оборотов. И когда 2,4-литровые «восьмерки» в Формуле 1 развивают максимальную мощность при 19500 мин-1, то силы инерции при такой частоте выше, чем при 6 тыс. оборотов, вовсе не в 3,25 раза. А в 3,25 х 3,25 = 10,5 раз! Внутреннее трение нарастает еще быстрее (от 6 до 19,5 тыс. раз в 35) к тому же ухудшается наполнение цилиндров топливовоздушной смесью – и крутящий момент неотвратимо падает. Поэтому у каждого двигателя есть точка перегиба на кривой мощности по частоте вращения вала. У каждого своя, но после точки перегиба мощность по оборотам уже не повышается, а наоборот – падает. Не говоря уже об опасности перекрутить мотор и разрушить его стремительно нарастающими силами инерции.

Есть и другой путь: увеличивать крутящий момент. Тут главный прием – наддув: прокачивайте через ваш моторчик вдвое больше воздуха (и соответственно горючего), и крутящий момент повысится, грубо говоря, в 2 раза – при тех же оборотах. И всего делов. Правда, нарастают тепловые нагрузки, возникают другие головные боли…

Теперь забудем про редукторы вы нередко видите графики крутящего момента и мощности двигателей по оборотам – так называемая внешняя скоростная (внешняя – потому что при полном «газе», а скоростная – поскольку по скорости вращения вала) характеристика. Так вот, вам достаточно видеть одну из кривых – либо момента, либо мощности все равно. Другая восстанавливается из первой – и наоборот. Их приводят обе просто для удобства, – чтобы вам не заниматься сложнейшими арифметическими расчетами.

Скоростная характеристика бензиновой «шестерки» GS450h: наибольший крутящий момент при 4800 мин-1, влево он уменьшается. А ниже 1000 оборотов лучше вообще не опускаться

То есть, связь между крутящим моментом, оборотами вала и мощностью двигателя однозначная – как между длиной основания треугольника, его высотой и площадью. Независимо от того, прямоугольный он, косоугольный и какого цвета.

Скоростная характеристика тягового э-мотора Lexus GS450h: наибольший крутящий момент при 0 оборотов!

И забавно, когда фирменный пресс-релиз прокалывается по простейшему правилу, – скажем, на web-сайте новоявленной калифорнийской компании DiMora Motorcar. По проекту ультра-люкс-седана Natalia, максимальная мощность 16-цилиндрового(!) мотора Volcano превышает 1200 л.с. Наибольший крутящий момент – 1220 Нм (900 футо-фунтов) однако тут не сходится. По сведениям от DiMora же, «отсечка» срабатывает на 6500 мин-1 значит, максимальная мощность достигается при 6000-6250. Но тогда наибольший момент ну никак не меньше 1400 Нм, а вернее все 1500. Арифметика: 2 х 2 = 4 и в солнечной Калифорнии.

Эластичность двигателя

Взгляните еще раз на кривую крутящего момента: она дает ключевую характеристику двигателя – его эластичность. Надо сказать, у автомобильных д.в.с. кривая неблагоприятная – то ли дело у газовой турбины, паровой машины, электромотора. Они выдают наибольший крутящий момент при низких оборотах – и даже при полной остановке вала. То есть, как лошадь: замедляют ход, напрягаются – и вытаскивают повозку. А попробуйте остановить вал ВАЗовской «четверки» или 12-цилиндрового двигателя Rolls-Royce – они попросту заглохнут.

График крутящего момента у обычного д.в.с. левее 1000 мин-1 обычно и не рисуют он не способен работать на оборотах ниже «холостого хода». Тогда как у э–мотора кривая поднимается к 0 оборотов – примерно по гиперболе исключительная эластичность. При увеличении нагрузки (крутой подъем и т.п.) э–мотор теряет обороты – и увеличивает крутящий момент сопротивляется до упора! А д.в.с. при падении частоты вращения (ниже «пиковых» по крутящему моменту) сопротивляется все слабее – и в конце концов останавливается. Две большие разницы, как говорят в Одессе.

Отсюда, кстати, идея «гибридных» бензин-электрических силовых агрегатов: тяговый э–мотор принимает на себя нагрузку именно там, где д.в.с. беспомощен. На самых «низах» а обычно автомобильный двигатель выдает наибольший крутящий момент где-то при промежуточных частотах вращения вала. Причем у «остро» настроенного мотора пик момента сдвинут к высоким оборотам, а при низких он тянет слабо. Тогда и говорят о выраженном «подхвате» ничего тут хорошего нет.

Так что же все-таки важнее – крутящий момент или мощность? Ответ: разумеется, нужен крутящий момент – в широком диапазоне оборотов! В том числе и при самой высокой частоте вращения вала, – то есть, мощность.

Источники: http://avtopulsar.ru/chto-takoe-krutyashhij-moment-dvigatelya-korotko-o-glavnom/, http://autokadabra.ru/shouts/7343





Комментариев пока нет!
Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения