Что означает крутящийся момент двигателя

Кривая крутящего момента на современных турбированных бензиновых двигателях

Как современные бензиновые двигатели с турбонаддувом могут иметь такие постоянные крутящие моменты в широком диапазоне оборотов. Сохраняется ли здесь математическая связь между крутящим моментом и мощностью? Это выглядит совершенно иначе, чем у безнаддувного двигателя, где крутящий момент и мощность постепенно увеличиваются.

[ ]

Получаемый крутящий момент двигателя является функцией количества впущенного воздуха и отношения воздух / топливо, сжигаемого в цилиндрах (цилиндрах), в сочетании со «статическими» переменными, такими как степень сжатия, диаметр отверстия / ход, конструкция коленчатого вала, длина впуска, профиль кулачка , впускной и выпускной размеры и т. д.

Теперь, когда все остальные параметры статичны (не изменяются) после сборки и сборки двигателя, а ЭБУ контролирует количество топлива, добавляемого в смесь (соотношение воздух / топливо), в бензиновых двигателях крутящий момент, создаваемый в этом двигателе, теперь равен почти полностью зависит от воздушного потока. Больше воздуха в цилиндрах = больше крутящего момента, меньше воздуха в цилиндрах = меньше крутящего момента (здесь речь идет о массе, а не об объеме).

Естественная аспирация (не переменная)

Из-за этого в безнаддувном двигателе внутреннего сгорания с переменным впуском и без него переменным током кулачка будет одно (и только одно) число оборотов в минуту, при котором поток будет максимальным, в зависимости от профиля кулачка и длины впускного отверстия (горба в график). Вы можете настроить, где этот пик происходит с различными кулачками и головками и размерами клапанов, но есть только один. (примечание: это исключает переменную длину впуска и системы переменного кулачка, см. ниже)

Естественная аспирация (переменная камера и / или потребление)

С переменными профилями кулачка могут быть два или более пиков (или даже теоретически бесступенчатая установка), где каждый отдельный профиль кулачка или длина впуска испытывает пиковый поток (наибольшая масса заряда в цилиндрах). Это может варьировать подъем, продолжительность или оба клапана. Примеры этого Хонда VTEC , Тойота ВВТ-и , известный как Переменный газораспределительный механизм ,

Длина впуска также может изменяться в дополнение к профилю кулачка или вместо него для получения дополнительных (хотя обычно и меньших) локальных максимумов вдоль графика (подпиков). Примеры этого VRIS Мазды , Переменный впускной коллектор VW на VR6 , Yamaha YCC-I

Принудительная индукция (регулируется)

Теперь давайте рассмотрим принудительную индукцию. С надежным компрессором (нагнетателем или турбонагнетателем) он будет способен заряжать переменную массу в диапазоне оборотов. По ряду причин перепускные / продувочные клапаны, сточные заслонки, муфты и аналогичные устройства ограничивают количество до известного значения, обычно на основе давления (скажем, 21 фунт / кв. При этом давлении, если мы можем принять постоянную температуру (что мы не можем на практике), это даст теоретически постоянную массу воздуха, поступающего в цилиндры при достаточном наддуве. С установленной массой воздуха и ЭБУ, впрыскивающим соответствующее количество топлива, двигатель будет производить постоянный крутящий момент ,

Каждое детонационное событие будет испытывать давление расширения этого заданного количества массы воздуха и топлива, и ваша линия крутящего момента становится плоской, когда 21 фунт / кв.дюйм воздуха пропускается через впуск под давлением постоянно (в отличие от переменной тяги естественной аспирации). Это не будет «плоским», когда компрессор не сможет создать больше давления, чем регулируемое количество, что произойдет как тогда, когда компрессор вращается недостаточно быстро (слишком низкое число оборотов в минуту), так и когда количество воздуха, поступающего в двигатель требуется при числе оборотов больше, чем может обеспечить компрессор (слишком высокое число оборотов в минуту).

Принудительная индукция (нерегулируемая)

Теперь теоретически, если компоненты вашего двигателя были перестроены для того, чтобы выдерживать гораздо больший крутящий момент, чем им было бы необходимо в противном случае, вы можете удалить систему перепускных клапанов / сцепления и отрегулировать пиковое давление, по существу позволяя характеристикам потока компрессора определять любой пик, который он имеет. может производить вплоть до тех пор, пока компрессор не выйдет за пределы своей эффективности, так что он нагревает воздушный заряд (и, таким образом, расширяет его) настолько, что он либо вызывает предварительное взрывообразование, приводит к выходу компонентов из строя или уменьшает эффективную воздушную массу даже при более высоком давлении или какая-то их комбинация.

Принудительная индукция — теория против практики

Также обратите внимание, что существует большая разница между «теоретической» динамограммой с идеально плоскими / плавными линиями и «истинной» динамограммой, как на практике. Даже при идеально регулируемой системе принудительной индукции при установленном давлении (21 фунт / кв.дюйм в приведенном выше примере, 7,5 фунт / кв.дюйм на графике ниже) будут небольшие отклонения из-за характеристик температуры и расхода впускной и кулачковой системы при различных оборотах, что может привести к склонам и небольшим пикам / долинам в плоской области.

Почему плоский крутящий момент?

Теоретически можно было бы ввести искусственные ограничения переменных в безнаддувном двигателе, чтобы получить те же результаты, но это было бы просто расточительно. В качестве альтернативы, если бы вы могли разработать идеальную бесступенчатую систему кулачка и впуска, возможно, эта система (теоретически) могла бы получить постоянную воздушную массу и, следовательно, плоскую кривую.

Причина, по которой регулирование давления осуществляется с помощью принудительной индукции, обычно связана с конструктивными ограничениями, такими как цена на переоборудование компонентов для обработки короткого пика крутящего момента, включая, возможно, все, от размеров топливных форсунок до металлургии поршней и шатунов, и соответствующий удар это будет принято в надежности за очень небольшие выгоды.

лошадиная сила = (крутящий момент * об / мин) / 5252 всегда.

Обычно двигатели всасывают воздух и топливо, поэтому они могут всасывать только оптимальное количество в определенном диапазоне. С турбонаддувом вы нагнетаете воздух, чтобы двигатель мог развивать больший крутящий момент в более широком диапазоне. Если есть максимальный крутящий момент, который производитель хочет установить (для ограничения крутящего момента на коробке передач / трансмиссии), они могут установить предел ускорения, чтобы была плоская линия крутящего момента. Шелби сделал это с GLHS, они развили максимальный крутящий момент в диапазоне 2000 об / мин.

Это не реалистичный график с плоским крутящим моментом. В реальном мире это должно выглядеть примерно так:

Несмотря на то, что вы обнаружите, что крутящий момент в лошадиных силах остается в силе, если вы применяете вычисления в любой точке диапазона оборотов.

Что представляет собой крутящий момент и для чего он необходим?

Для всех двигателей внутреннего сгорания установлены конкретные значения максимальной мощности, производить которую он способен при заданном значении оборотов коленчатого вала. Мощность мотора представляет собой показатель объёма работы, которую может выполнить двигатель за одну секунду. Она характеризуется энергоемкостью, потреблением топлива и тяговой способностью.

Наравне с мощностью, очень важным показателем работы двигателя является максимальный крутящий момент. Крутящий момент представляет собой величину, равную произведению силы на плечо. Если рассмотреть данный процесс более пристально, то сможем увидеть следующий процесс: под воздействием газов, полученных при сгорании топлива внутри двигателя, происходит передача давления через поршень и шатун на кривошип коленчатого вала, в результате чего образуется крутящий момент, который характеризует внутренний потенциал двигателя. В то же самое время за вращательный момент на колёсах отвечает множество дополнительных характеристик.

Вот некоторые из них:

• величина оборотов двигателя;
• показатель тяги на ведущих колёсах;
• количество передаточных чисел коробки переключения передач (КПП);
• коэффициент полезного действия трансмиссии;
• диаметр колёс.

Зависимость мощности от крутящего момента

Если рассмотреть график работы двигателя на примере автомобиля Saab, то можно заметить, что крутящий момент вырастает до определённого значения, а затем снижается. Следует обратить внимание именно на кривую мощности. Она круто поднимается в тех местах, в которых крутящий момент большой, и практически не вырастает там, где он понижается. Почему это происходит? Объяснить данное явление очень просто.

Для этого необходимо рассмотреть формулу:

Из показателей формулы можно понять, что мощность двигателя внутреннего сгорания на любых оборотах находится в прямой зависимости исключительно от крутящего момента, возникающего на текущих оборотах. В тоже время максимальная мощность достигается в той точке, где происходит уменьшение крутящего момента, но при всём при этом, произведение оборотов и мощности пока что возрастает.

Для того чтобы произошло увеличение максимальной мощности, необходимо повысить крутящий момент на высоких оборотах либо осуществлять процесс по его уменьшению плавно и постепенно.

Из всего, описанного выше, можно сделать вывод: мощность двигателя зависит всецело от крутящего момента и представляет собой математическую величину, получаемую при помощи расчёта. Таким образом, показатель мощности не получится определить отдельно от момента.

Следует отметить, что максимальная мощность прежде всего влияет на предельную скорость автомобиля. Если мощность возрастает, то автомобилю можно придать больший импульс и улучшить его динамические характеристики.

Крутящий момент на дизельных моторах

Многих автолюбителей волнует вопрос: «По какой причине у дизельных двигателей высокий крутящий момент, но в то же время небольшая мощность в сравнении с бензиновыми?». Ответ очевиден — дизельный мотор обладает ограничением рабочих оборотов. В следствие объективных причин, связанных с высокой степенью сжатия в цилиндрах и медленно сгорающим топливом, двигатели данной категории менее эффективно работают на высоких оборотах.

В реалиях сегодняшнего дня, наращивание крутящего момента представляет некоторую проблему для конструкторов автомобильных двигателей. Это связано с тем, что приходится увеличивать рабочий объём цилиндров, их диаметр и количество, а также совершенствовать процессы сгорания топлива и увеличения степени сжатия.

Максимально эффективно решить проблему, связанную с увеличением крутящего момента, можно при помощи технологии турбонаддува. Это позволит иметь высокий крутящий момент сразу при нажатии на педаль газа.

В заключение стоит отметить, что какова бы ни была мощность мотора, но умение разогнать транспортное средство полностью доверено функции крутящего момента.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля — определение и видео

Читая характеристики двигателя той или иной модели, мы встречаем такие понятия:

• мощность — лошадиные силы;
• максимальный крутящий момент — Ньютон/метры;
• обороты в минуту.

Люди, увидев значение 100 или 200 лошадиных сил, полагают, что это очень хорошо. И они правы — 200 лошадиных сил для мощного кроссовера или 100 л.с. для компактного городского хетчбэка действительно неплохие показатели. Но нужно обращать внимание также на максимальный крутящий момент и обороты двигателя, поскольку такая мощность достигается на пике работы двигателя.

Говоря простым языком, максимальную мощность в 100 л.с. ваш двигатель может развить при определенных оборотах двигателя. Если же вы ездите по городу, а стрелка тахометра показывает 2000-2500 оборотов, тогда как максимум составляет 4-5-6 тысяч, то в данный момент используется лишь часть этой мощности — 50 или 60 лошадиных сил. Соответственно и скорость будет небольшая.

Если же вам нужно перейти на более быстрый режим движения — выехали на скоростную трассу или хотите обогнать фуру — вам нужно увеличить количество оборотов, тем самым увеличив скорость.

Момент силы, он же крутящий момент, как раз и определяет, как быстро ваша машина может ускориться и выдать максимум мощности.

Другой пример — вы едете по трассе, на большой скорости на 4-5 передаче. Если же дорога начинает подниматься в гору и уклон довольно ощутимый, то мощности двигателя может просто не хватить. Поэтому приходится переключаться на пониженные передачи, при этом выжимая большую мощность с двигателя. Крутящий момент в данном случае служит для увеличения мощности и помогает активизировать все силы вашего двигателя на преодоление препятствия.

Наибольший крутящий момент выдают бензиновые двигатели — при 3500-6000 оборотов в минуту в зависимости от марки автомобиля. У дизельных моторов максимальный крутящий момент наблюдается при 3-4 тысячах оборотов. Соответственно, у дизельных автомобилей динамика разгона лучше, им проще быстро разгоняться и выжимать всех «лошадей» с мотора.

Однако, по максимальной мощности они проигрывают своим бензиновым собратьям, поскольку при 6000 оборотах мощность у бензинового автомобиля может достигать нескольких сотен лошадиных сил. Не зря ведь все самые быстрые и мощные автомобили, о которых мы писали на AutoHack.net ранее, работают исключительно на высокооктановом бензине А-110.

Ну и чтоб стало совсем понятно, что такое крутящий момент, нужно посмотреть на единицы его измерения: Ньютоны на метры. Говоря простым языком, это сила с которой мощность передается от поршня через шатуны и коленчатый вал на маховик. А уже от маховика эта сила передается на трансмиссию — коробку передач и от нее на колеса. Чем быстрее движется поршень, тем быстрее вращается маховик.

Отсюда приходим к выводу, что мощность двигателя производит крутящий момент. Есть техника, в которой максимальная тяга вырабатывается на низких оборотах — 1500-2000 об/мин. Действительно, в тракторах, самосвалах или внедорожниках мы прежде всего ценим мощность — водителю джипа некогда раскручивать коленвал до 6-ти тысяч оборотов, чтобы выехать из ямы. То же самое можно сказать о тракторе, который тянет тяжелую дисковую борону или трехкорпусный плуг — максимальная мощность нужна ему на малых оборотах.

От чего зависит крутящий момент

Понятно, что самые мощные моторы обладают самым большим объемом. Если у вас какая-нибудь малолитражка типа Daewoo Nexia 1.5L или компактный хетчбэк Hyundai i10 1.1L, то резко разогнаться или стартовать с места с пробуксовкой вряд ли получится, хотя умение правильно переключать передачи и использовать всю мощь мотора делает свое дело.

Соответственно, на малолитражках мы используем лишь часть потенциала двигателя, тогда как на более мощных автомобилях с хорошими показателями и эластичностью двигателя — диапазонами переключения передач — можно разгоняться практически с места, при этом не переключая передачи так быстро.

Эластичность двигателя — это важный параметр, говорящий о том, что соотношение мощности и количества оборотов оптимальное. Можно ехать на пониженных передачах с довольно большой скоростью, выжимая при этом максимум с двигателя. Это очень хорошее качество как для городского режима езды, где нужно постоянно тормозить, разгоняться и снова останавливаться, — так и для трассы — одним нажатием на педаль можно разогнать двигатель до высоких оборотов.

Крутящий момент — один из самых важных параметров двигателя

Таким образом мы приходим к выводу, что все параметры двигателя тесно связаны между собой: мощность, крутящий момент, количество оборотов в минуту, при которых достигается максимальный крутящий момент.

Крутящий момент является той силой, которая помогает полностью использовать всю мощь двигателя. Ну а чем больше мощность мотора, тем больше крутящий момент. Если же он еще и достигается на невысоких оборотах, то на такой машине можно будет легко разогнаться с места, или взобраться на любую горку, не переходя на пониженные передачи.

На этом видео прекрасно разобрали что такое крутящий момент и лошадиные силы.

Крутящий момент двигателя: что это такое

Каждое транспортное средство обладает различными характеристиками мощности двигателя. Однако эта информация не содержит в себе данные относительно крутящего момента. Получается, что многие водители даже не понимают, что означает этот термин. Рассмотрим вопрос: что такое крутящий момент двигателя автомобиля, на что он влияет и почему его так часто сравнивают с мощностью двигателя.

Что такое мощность мотора?

Мощность силового агрегата всегда указана в описании технических характеристик. Но не всегда значение крутящего момента указывается параллельно с ним. Мощность представлена в виде величины, демонстрирующей, какую работу осуществляет мотор за временной промежуток. Иными словами, показывает количество энергии, передающейся «движком» на трансмиссию за единицу времени. В последнее время мощность указывается в кВТ, хотя стандартным обозначением считаются «лошадиные силы».

Что такое крутящий момент?

Многих новичков интересует крутящий момент двигателя что это простыми словами. Если человек знает основы физики и устройство мотора, то ему будет проще разобраться в данном понятии. Но для начала нужно сопоставить между собой термины «мощность», «количество оборотов» и «крутящий момент».

Когда ДВС потребляет горючее, происходит преобразование тепловой энергии в кинетическую. Количество оборотов в минуту зависит от вращения коленвала. От того, как часто в цилиндрах двигателя возникает сгорание смеси, уже зависит работоспособность ДВС и мощность.

Крутящий момент (КМ) — параметр, который объяснить на примере сложно. Он представляет собой величину, производную от мощности и количества оборотов. КМ равен произведению силы и плеча рычага, измеряется в Нм. Получается, что крутящий момент — это усилие, развивающее «движок». От него зависит сила тяги, от которого происходит разгон и движение машины. Чем выше КМ, тем «шустрее» двигается автомобиль, улучшаются его динамические свойства.

От чего зависит КМ?

Становится интересно, от чего зависит крутящий момент двигателя автомобиля? На самом деле, данный параметр зависит от огромного количества показателей. Перечислим основные из них:

Объем ДВС.

Давление в цилиндрах.

Площадь поршня.

Радиус кривошипа коленвала.

Рабочий объем двигателя прямо пропорционально зависит от крутящего момента. Чем выше объем, тем больше сила, влияющая на поршень, а значит, больше значение КМ. Аналогичная зависимость прослеживается с радиусом кривошипа. Однако конструкция нынешних моторов не позволяет варьировать данную величину в больших пределах. Что касается рабочего давления, то и здесь зависимость прямо пропорциональная. Чем выше давление, тем выше сила, воздействующая на поршень. Но от его площади величина КМ имеет обратно пропорциональную зависимость. Увеличиваясь, КМ заставляет давление падать, а силу уменьшаться.

Высокие показатели крутящего момента позволяют автомобилю быть динамичным даже при низких оборотах вращения коленвала. Это провоцирует повышение грузоподъемности и проходимости транспорта.

На что влияет КМ?

Прежде чем понять, на что влияет крутящий момент двигателя автомобиля, можно сравнить параметры мощности и крутящего момента с организмом человека. В этом случае в качестве КМ будет выступать сила, а в роли мощности — выносливость. От показателя мощности ДВС зависит скорость, которую сможет развить транспортное средство. От КМ, наоборот, зависит быстрота этого процесса. По этой причине не все машины с большой мощностью могут быстро разгоняться, и не все авто с отличной динамикой разгона обладают мощными «движками».

Величина мощности рассчитывается математическим методом, при этом она тесно связана с параметром крутящего момента. С практической точки зрения при обгоне водитель жмет на газ, развивая вращение, увеличивая мощность. Чем больше мощности, тем больше энергии транспорт получает для улучшения динамики.

Эксперты утверждают, что покупать следует машину, оснащенную таким двигателем, у которого параметр КМ является лучшим на тех оборотах, на каких регулярно работает мотор. Вся мощность двигателя будет использована по максимуму.

Идеальным считается, когда скорость машины достигает максимального значения в случае выравнивания между собой мощностей, вырабатываемых мотором и затрачиваемых на работу ходовой.

Кстати, производители разных ДВС стараются увеличивать КМ. Этот процесс производится с помощью турбонаддува, либо фаз газораспределения. Также применяется несколько других способов.

КМ дизельного мотора

Если сравнивать дизельный мотор с бензиновым, то у первого более высокий крутящий момент, при этом низкие показатели мощности. Это обуславливается тем, что дизельный «движок» обладает суженным диапазоном оборотов. Связывают данную особенность с конструктивными параметрами.

Дизельный мотор с самого начала не пригоден для функционирования при высоких оборотах. Силовой агрегат раскручивается слабо, а t выхлопа остается низкой. Из-за этих недостатков конструкторы придумали оснащать дизель системами турбонаддува. В результате КМ дизельного «движка» при небольших оборотах выше, чем у двигателей бензинового типа. Но увеличивать мощность силового агрегата бессмысленно, поскольку низкая тяга и большой КПД перекрывают еле заметное отставание по показателям мощности и максимальной скорости.

Практически конструкторы способны увеличить мощность дизеля и сделать его лучше по всем параметрам. Но по сравнению с бензиновыми «движками», он станет более громоздким и дорогостоящим. В этой ситуации потребуются изменения системы питания и установка улучшенной КПП. Кроме того, полученный мотор, скорее всего, не будет соответствовать экологическим нормам. Проделывать работу по модернизации дизеля нет смысла.

Какому двигателю отдать предпочтение?

Когда автовладельцы стараются выбрать между разными моторами с одинаковыми показателями мощности, то они отдают предпочтение тому, что имеет высокий крутящий момент двигателя. Чаще всего данная ситуация касается машин с МКПП. Каждое транспортное средство требует достаточную мощность, но не только при высоких оборотах, но и при равномерной езде.

Поскольку мощность и КМ являются главными техническими характеристиками, они также зависят от расхода топлива и способности преодолевать уклоны. Если оба двигателя имеют одинаковую конструкцию, то лучшим из них считается тот, что имеет больший рабочий объем. Соответственно, он оснащен большей мощностью и КМ. Однако максимальные показатели мощности и КМ достигаются при разных оборотах.

Разобравшись, в чем измеряется крутящий момент двигателя, стоит понять, какой параметр лучше. Для спорткаров и гоночных авто наиболее значимым окажется максимальная мощность, от которой зависит скорость и быстрота разгона. Для легковых машин большое значение имеет и мощность, и скорость.

Подведем итоги

Многие водители думают, что при выборе автомобиля необходимо обращать внимание только на мощность «движка». Однако этот параметр тесно связан с крутящим моментом. Для двигателя КМ — это сила, заставляющая вращать коленвал. Выбирая транспортное средство, следует сопоставить эти параметры между собой, и выбрать агрегат по самому эффективному результату. Что касается дизельных моторов, то они имеют более высокий КМ, но по сравнению с бензиновыми у них низкая мощность. Это связано с ограничениями конструкции. Данный тип агрегата на высоких оборотах будет работать хуже, а модернизировать конструкцию нет смысла. Таким образом, при выборе двух моторов с одинаковой мощностью, следует обратить внимание на тот, что более «моментный».