Что такое крутящий момент двигателя простыми словами
Перейти к содержимому

Что такое крутящий момент двигателя простыми словами

  • автор:

Крутящий момент двигателя: что это такое

Даже тем людям, которые не очень интересуются автомобилями, у которых их никогда не было и которые не намереваются становиться их владельцами, отлично известно, что одной из основных характеристик этих транспортных средств является мощность двигателя. Ее принято измерять в лошадиных силах (несколько реже используют более «правильную» с технической точки зрения величину — киловатт), причем вполне справедливо считается, что чем выше значение этого показателя — тем лучше.

С другой стороны такая важная характеристика как крутящий момент двигателя часто остается неизвестной даже некоторым автолюбителям. И это при том, что она является, на самом деле, ничуть не менее значимой характеристикой двигателя, чем его мощность и обороты, с которыми, кстати, находится в весьма тесной и даже неразрывной взаимосвязи.

В данной статье мы попробуем объяснить, что такое крутящий момент двигателя, чем он отличается от мощности, от чего зависит и на что влияет.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами

крутящий момент и мощность двигателей ВАЗ

Крутящий момент и мощность двигателей ВАЗ. Как видно из графиков, максимальная мощность достигается только на максимальных оборотах, тогда как пик крутящего момента находится между 3000 и 4500 оборотов.

Чтобы ответить на этот вопрос простыми словами нужно сначала выяснить, что подразумевается под терминами «мощность», «крутящий момент», а также число оборотов. С первой из этих характеристик дело обстоит несколько проще, поскольку всем тем, кто хорошо учился в средней школе, известно, что мощность — это работа, производимая в единицу времени.

Двигатель внутреннего сгорания, потребляя топливо, преобразовывает тепловую энергию его сгорания в кинетическую, совершая при этом работу. Она заключается во вращении коленчатого вала, и этот показатель измеряется в количестве оборотов в минуту. Соответственно, от частоты, с которой в цилиндрах ДВС происходит сгорание топливной смеси, напрямую зависит и работа, которую производит двигатель, и его мощность. Зависимость эта — прямо пропорциональная.

Что же касается крутящего момента, то с ним отнюдь не все так очевидно, как с мощностью и количеством оборотов. Он является, по сути дела, величиной, производной от них и представляет собой произведение силы на плечо рычага. Поскольку сила (в данном случае та, которая возникает при сгорании топлива и воздействует на поршень) измеряется в физике в ньютонах, а длина (в данном случае — длина плеча кривошипа коленчатого вала) — в метрах, то единицей измерения крутящего момента, является Нм.

Таким образом, получается, что крутящий момент представляет собой усилие, которое развивает двигатель. Именно его значение определяет силу тяги, обеспечивающую разгон автомобиля и его движение. Следовательно, чем больше крутящий момент, тем автомобиль «резвее», что есть тем лучше его динамика. Поскольку сила, воздействующая на поршень при сгорании топлива, растет с увеличением рабочего объема двигателя, то чем он больше, тем выше крутящий момент.

Следует заметить, что в характеристиках двигателей внутреннего сгорания всегда указывается максимальная мощность, которую они способны развить. Крутящий момент определяет, как быстро она достигается, и поэтому он указывается для конкретного числа оборотов. Иными словами, он определяет, как быстро силовой агрегат «выбирает» тот потенциал мощности, который в нем заложен конструкторами. Именно поэтому, к примеру, при достаточно спокойной езде на невысоких оборотах (до 2500 об/мин) для быстрого ускорения самым предпочтительным двигателем является тот, который имеет максимальный крутящий момент именно на них.

От чего зависит величина крутящего момента двигателя

Крутящий момент двигателя зависит от целого ряда показателей, среди которых основными являются следующие:

  • Рабочий объем двигателя;
  • Рабочее давление, создаваемое в цилиндрах;
  • Площадь поршня;
  • Радиус кривошипа коленчатого вала.

С таким показателем, как рабочий объем двигателя, его крутящий момент, как уже было отмечено выше, при прочих равных связан прямо пропорциональной зависимостью. Это объясняется чисто математически: с ростом рабочего объема растет сила, воздействующая на поршень, и, соответственно, значение крутящего момента.

Такая же зависимость наблюдается и относительно такого фактора, как радиус кривошипа коленчатого вала. Правда, конструктивно современные двигатели внутреннего сгорания устроены таким образом, что значение этой величины можно варьировать только в весьма ограниченных пределах, так что возможности для увеличения крутящего момента за счет этого показателя у разработчиков ДВС относительно невелики.

В прямо пропорциональной зависимости величина крутящего момента двигателя находится и по отношению к рабочему давлению, создаваемому в камере сгорания. Это тоже вполне логично, поскольку чем оно больше, тем больше сила, которая давит на поршень. От его площади же величина крутящего момента зависит обратно пропорционально, поскольку с ее ростом удельное давление падает и сила, соответственно, уменьшается.

Читайте также: Роторный двигатель : принцип работы и устройство.

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.

Читайте также: Чем отличается задний привод от переднего.

Видео на тему

Мощность и крутящий момент двигателя

  • Мощность и крутящий момент двигателя

    Урок 4 - объем, мощность, крутящий момент, расход топлива двигателя, малолитражки, крупнолитражки.

  • Урок 4 — объем, мощность, крутящий момент, расход топлива двигателя, малолитражки, крупнолитражки.

    Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словами

  • Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словами

    Что такое крутящий момент двигателя автомобиля

    Крутящий момент, мощность и обороты двигателя

    В списке ключевых характеристик любого бензинового или дизельного ДВС обязательно указывается мощность и крутящий момент двигателя. Что касается самого транспортного средства, отдельный акцент делается на разгонной динамике автомобиля 0-100 км/ч. независимо от типа силового агрегата под капотом (бензин, дизель, гибридный двигатель и т.д.). Традиционно сложилось, что максимум внимания покупателей изначально обращен на мощность двигателя, выраженную в лошадиных силах (л.с.). Прочно укоренилось мнение, что чем больше л.с. выдает двигатель, тем быстрее, динамичнее и, зачастую, престижнее окажется автомобиль в конечном итоге. Параллельно с этим показатель крутящего момента, который выражается в ньютон-метрах (Н∙м), маркетологи сознательно отодвигают на второй план.

    Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое объем двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, по каким параметрам измеряется и на что влияет рабочий объем ДВС.

    Такой подход хорошо иллюстрирует распространенное выражение среди продавцов автомобилей в США. Как они говорят, продавать машины помогают «лошади», то есть мощность, при этом двигает автомобиль вперед крутящий момент. Далее мы подробно рассмотрим, что такое крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, а также взглянем на зависимость характеристик мощности двигателя, крутящего момента и разгонной динамики.

    Мощность и крутящий момент ДВС

    Крутящий момент и мощность бензинового и дизельного двигателя

    Для большинства рядовых автолюбителей понятие о показателе максимальной мощности и крутящего момента сводится к тому, что чем больше мощность, тем больше окажется и крутящего момента, а также более мощный двигатель всегда лучше. При этом чёткое понимание указанных характеристик мотора у многих отсутствует.

    Смятение в этот лагерь также внесло растущее число «дизелистов», среди которых намного больше внимания уделяется именно кутящему моменту, а не мощности дизельного мотора. Также следует упомянуть и о турбомоторах, которые могут разгонять автомобиль намного быстрее, хотя мощность самого ДВС с наддувом заметно уступает атмосферным аналогам с намного более внушительным количеством «лошадей» под капотом. Получается, мощнее, но не всегда динамичнее и быстрее? Давайте разбираться, почему так происходит и чем «моментная» характеристика отличается от «мощностной».

    Как мощность двигателя и крутящий момент влияют на разгон автомобиля

    krutjashhij-moment-dvigatel-moshhnost-raschet-1

    Как уже было сказано, в технических характеристиках указывается максимальная мощность двигателя и крутящий момент. Итак, крутящий момент представляет собой силу вращения коленвала ДВС. Измеряется крутящий момент в ньютон-метрах. Также моментная характеристика может быть выражена в килограмм-силах на метр. Крутящий момент возникает тогда, когда свободно вращающийся коленвал начинают тормозить.

    Другими словами, на коленвал подается нагрузка, которая заставляет двигать автомобиль. Отметим, что крутящий момент имеет прямую зависимость от числа оборотов двигателя. Для двигателей внутреннего сгорания характерной особенностью является то, что на низких оборотах крутящий момент небольшой, затем наблюдается рост момента параллельно росту оборотов силового агрегата, далее происходит спад момента, хотя обороты остаются высокими. Обратите внимание, в характеристиках указывается максимальная мощность двигателя, например, 150 л.с. при 6000 об/мин. При этом максимальный крутящий момент указан на отметке 3500-3700 об/мин.

    Так происходит по причине того, что на разных оборотах в камере сгорания происходят разные процессы, что отражается на эффективности наполнения цилиндров, качестве сгорания топливно-воздушной смеси, вентиляции цилиндров и т.д. Другими словами, количество воздуха на впуске, угол опережения зажигания, объем отработавших газов и ряд других параметров меняется в зависимости от числа оборотов коленвала. По этой причине каждому водителю бензиновой машины с малообъемным атмосферным мотором хорошо знакома ситуация, когда на «низах» при езде на высокой передаче двигатель не тянет, то есть крутящий момент очень мал.

    Нажатие на педаль газа и поднятие оборотов до средних значений приводит к тому, что эффективность наполнения воздухом на впуске растет, топливно-воздушная смесь сгорает более полноценно, цилиндры лучше вентилируются. Результатом становится то, что крутящий момент растет. Добавим, что турбомоторы в среднем диапазоне оборотов полностью преодолевают эффект турбоямы, после чего у двигателя возникает желаемый подхват. Дело в том, что поток отработавших газов после раскручивания двигателя начинает эффективно вращать крыльчатку турбокомпрессора для подачи большего количества воздуха в цилиндры.

    Турбонаддув

    Рекомендуем также прочитать статью об устройстве турбонаддува. Из этой статьи вы узнаете о конструктивных особенностях турбины, а также о преимуществах и недостатках данного способа увеличению мощности двигателя без увеличения его физического объема.

    Дальнейший рост оборотов вызывает то, что в двигателе существенно растут механические потери. К таким потерям следует отнести трение поршневых колец о стенки цилиндров, а также различные инерционные потери в других узлах и механизмах двигателя. В результате КПД мотора падает, энергия начинает расходоваться на преодоление таких потерь в условии езды на приближенных к максимальным оборотах. Закономерно, что крутящий момент начинает уменьшаться с учетом растущих нагрузок. Турбомоторы также теряют отдачу, так как сам турбонагнетатель не обеспечивает должную производительность на максимальных оборотах.

    Если сказать иначе, мощность двигателя означает количество работы, которую агрегат способен выполнить за определенный промежуток времени. Мощность ДВС измеряется в киловаттах (кВт) и напрямую зависит от показателя крутящего момента на конкретных оборотах. Не вдаваясь в подробности, мощность является расчетной величиной и не измеряется отдельно от кутящего момента. Что касается максимальной мощности, такая мощность представляет собой условную точку начала уменьшения крутящего момента, но произведение мощности и оборотов еще не стремится к увеличению. С учетом данной информации становится понятно, что такое полка крутящего момента, которая часто отображается на графиках. Под такой полкой следует понимать диапазон оборотов, на которых постоянно доступен максимум крутящего момента.

    Простыми словами, крутящий момент и есть мощность двигателя, которая будет доступна на разных оборотах мотора. Этой фактической мощностью, а не разрекламированной маркетологами «максималкой», водители каждый день пользуются во время обгонов и резких ускорений. Вот и получается, что ездим мы на крутящем моменте, а не на максимальной мощности, оценивая динамику разгона на том или ином двигателе.

    Что касается самой максимальной мощности, от данного показателя зависит, прежде всего, та максимальная скорость, с которой способен двигаться автомобиль. Максимальная скорость становится доступной в том случае, когда расходуемая мощность равна мощности ДВС. При этом для определения «максималки» конструкторами учитывается ряд потерь на инерцию и трение, сопротивление потокам воздуха и качению колес. Если проще, от запаса мощности зависит способность мотора преодолевать растущие потери и сопротивление, что и позволяет агрегату разогнать автомобиль только до определенного предела и далее поддерживать набранную скорость.

    Крутящий момент дизельного двигателя

    Сравнение момента и мощности бензинового и дизельного двигателя

    Особенностью дизельных двигателей сравнительно с бензиновыми аналогами является более высокий крутящий момент и меньшая мощность. Дело в том, что дизельные моторы имеют суженный диапазон оборотов. Это связано с конструктивными отличиями таких моторов (ход поршня), а также более высокой степенью сжатия и спецификой процесса сгорания дизтоплива.

    Другими словами, дизель изначально не приспособлен для работы на высоких оборотах. Следовательно, агрегат не так хорошо раскручивается. Параллельно с этим температура выхлопа у дизельного двигателя ниже по сравнению с бензиновым, а также на «низах» моторы на солярке не так склонны к детонации. В результате конструкторы смогли установить сложные и максимально эффективные системы турбонаддува именно на дизель.

    Благодаря таким особенностям крутящий момент дизельного двигателя на низких оборотах намного выше аналогичных атмосферных или тубированных бензиновых ДВС. Поднимать мощность такого агрегата не имеет смысла, так как уверенная тяга на низах, высокий КПД и топливная экономичность полностью перекрывают небольшое отставание дизелей по показателю мощности и максимальной скорости.

    Добавим, что потенциал дизеля позволяет сделать его даже мощнее бензиновых собратьев, но это приведет к существенному удорожанию и утяжелению всей конструкции двигателя. Также понадобится доработка системы питания дизельного мотора и установка более выносливой КПП, которая будет способна выдерживать просто огромный крутящий момент. Не следует забывать и об экологических нормах, для соответствия которым мощные дизели потребуют серьезной модернизации. Получается, поднимать мощность дизеля сегодня попросту нецелесообразно.

    Подведем итоги

    Полка крутящего момента на графике Шкода Оctavia 3 1.8 tsi

    Если вы столкнулись с возможностью выбрать автомобиль с незначительно отличающимися по характеристикам двигателями, тогда оптимально выбирать агрегат с большим крутящим моментом. Данное правило особенно актуально для машин с МКПП. Например, производитель может выпускать одну и ту же модель, которая получает ДВС с рабочим объемом 1.8 литра (140 л.с.) и 2.0 (155 л.с.). Также следует учитывать и упомянутую выше полку крутящего момента, то есть зависимость мощности и крутящего момента от оборотов двигателя.

    Лучшим вариантом двигателя будет тот, когда мотор выходит на пик момента не на определенных оборотах, а в максимально широком диапазоне. Например, простой атмосферный двигатель может иметь пик крутящего момента на 3500 об/мин, в то время как его продвинутый высокотехнологичный аналог с турбиной выходит на пик момента уже при 1500 об/мин, сохраняя «ровную» полку до 4500 об/мин. Это значит, что в первом случае для уверенного разгона мотор нужно крутить, удерживать ДВС на оборотах максимального момента, а также чаще переключать передачи вниз при возникновении нагрузок. Во втором случае максимум крутящего момента будет доступен водителю в широком диапазоне оборотов, что позволяет эффективно ускоряться и справляться с меняющимися нагрузками без частого переключения передачи на пониженную. Другими словами, доступность высокого крутящего момента в расширенном диапазоне фактически означает, что и мощности почти всегда достаточно.

    Указанные особенности разных ДВС и умение справляться с нагрузками определяют следующий показатель, который известен как эластичность двигателя. Под эластичностью мотора следует понимать способность агрегата набирать обороты и разгонять автомобиль в условиях растущей нагрузки без переключения передачи на пониженную.

    Различные силовые установки тестируются на эластичность путем анализа тяги и разгона с 60 до 100 км/ч при движении на четвёртой передаче или ускорения с 80 до 120 км/ч на включенной пятой передаче. По этой причине малообъемный высокофорсированный двигатель, который имеет отличный подхват на низких оборотах и широкую полку момента, покажет себя отличным вариантом для города. Именно в городском цикле, то есть в условиях умеренных скоростей и режимов ускорение-замедление, потенциала такого ДВС более чем достаточно. При этом следует учитывать, что на более высокой скорости в режиме трассы подобный агрегат может не обеспечить уверенного обгона, уступив в этом плане простому атмосферному двигателю с большим крутящим моментом и мощностью.

    Что такое крутящий момент двигателя простыми словами

    Что такое крутящий момент?

    Крутящий момент двигателя — эта характеристика, которая показывает силу вращения коленвала мотора, от которой зависит динамика транспортного средства, его проходимость, способность уверенно совершать обгоны. В качестве единиц измерения используются ньютон-метры, а установить величину можно, если умножить силу на длину рычага.

    Что такое крутящий момент двигателя – простыми словами можно объяснить на примере известного каждому механического крепежа, гайки. Предположим, что усилие ее затяжки составляет 4 кгс. Это значит, что открутить ее удастся, взяв метровый гаечный ключ и надавив на него с силой в 4 килограмма.

    Крутящий момент ДВС: общие моменты

    Крутящий момент ДВС

    Крутящий момент двигателя формируется в процессе подачи топлива в цилиндры и его дальнейшего сгорания, за счет которого формируется давление, изменяющее положение поршня. Поршень механически связан с коленвалом, так что их движение синхронизировано. Если ориентироваться на формулу, указанное выше, то силой в данном случае выступает давление, получаемое сгоранием топлива, а рычагом – комбинация кривошипов и шатунов.

    Пример вычисления таков:

    1. Усилие, создаваемое сжиганием топлива – 200 килограммов.
    2. Длина рычага – 5 сантиметров, 0.05 метра.
    3. Итоговая величина – 10 кгс, что идентично 98.1 Нм.

    Как увеличить крутящий момент двигателя в таком случае? Первый вариант – использование более крупных кривошипов, за счет чего возрастает длины рычага. Звучит просто и понятно, однако, технически реализовать такую схему достаточно тяжело, приходится делать блоки цилиндров более габаритными, усиливать конструкцию, чтобы компенсировать разрушительную силу инерции.

    Неудивительно, что автоконцерны предпочитают использовать более простую технологию – увеличивать объемы топливовоздушной смеси, подаваемой цилиндры, совершенствовать технологии ее воспламенения и сжигания. Увеличение степени сжатия, комплектация цилиндров сразу несколькими клапанами, наддув дополнительного воздуха – все это способствует улучшению результатов.

    Зависимость от мощности

    Зависимость от мощности

    Имеет место прямая зависимость крутящего момента от оборотов двигателя и его мощности. Расчетная формула выглядит как произведение мощности, выраженной в киловаттах, постоянного коэффициента “9550”, разделенное на число оборотов за минуту.

    Построение графика

    График крутящего момента двигателя

    График крутящего момента двигателя наглядно показывает, что он меняется в соответствии с объемами топлива, подаваемого в цилиндры, и оборотами мотора. Графики строятся при помощи специальных тестовых установок, могут несколько отличаться даже для моторов одного класса, сказывается постепенное, естественный износ.

    Изучение усредненных графиков позволяет сделать следующие выводы:

    1. Активно увеличивается крутящий момент, пока обороты двигателя не достигнут показателя около 3000 в минуту, после чего рост становится менее выраженным.
    2. Пик момента приходится на диапазон от 4 до 4.5 тысяч оборотов в минуту, после чего наступает снижение.
    3. Увеличение мощности мотора продолжается даже при снижении крутящего момента, при условии нарастания числа оборотов.

    Определяющие факторы

    Определяющие моменты

    Характеристика зависит от следующих конструктивных и технических особенностей мотора:

    1. Общий рабочий объем.
    2. Давление, создаваемое в камерах сгорания.
    3. Габариты поршней, в первую очередь – площадь.
    4. Размеры кривошипов коленвала.

    Первые три параметра непосредственно связаны с силой, последний – с длиной рычага. Представленная в одном из первых абзацев формула показывает, что именно эти показатели являются определяющими при вычислениях.

    Как увеличить крутящий момент?

    Как увеличить крутящий момент двигателя?

    Скорость, проходимость, динамика – это то, на что влияет крутящий момент двигателя автомобиля. Неудивительно, что производители заинтересованы в его увеличении. Наибольшее распространение получили следующие технические решения:

    1. Комплектация ДВС более компактными камерами сгорания с максимальной степенью сжатия.
    2. Использование коленчатых валов с выраженными изгибами.
    3. Увеличение числа клапанов на цилиндр.
    4. Установка турбированных моторов.

    Существуют и другие методики, которые применяются гаражными мастерами, водителями, желающими улучшить характеристики своего транспортного средства. Они заключаются в небольших доработках, некоторые из которых, впрочем, дают ощутимые результаты. Самые распространенные решения таковы:

    1. Замена обычного воздушного фильтра на аналог “нулевого сопротивления”.
    2. Замена обычного глушителя прямоточным.
    3. Изменение настроек карбюратора.
    4. Перенастройка блока управления ДВС.
    5. Расточка блока цилиндров, благодаря которой удается добавить к имеющемуся объему мотора еще несколько десятков кубических сантиметров.
    6. Установка вместо стандартных поршней облегченных аналогов.
    7. Замена форсунок на более эффективные, распыляющие больше топлива.

    Взаимосвязь мощности и крутящего момента

    Взаимосвязь мощности и крутящего момента

    Обе характеристики двигателя внутреннего сгорания неразрывно связаны друг с другом. Согласно официальной терминологии, мощность – это общий объем работы, выполненной мотором в течение определенного временного промежутка.

    Проще говоря, мощность можно представить в виде произведения крутящего момента и количества оборотов. Для ее выражения используются лошадиные силы или киловатты. Помимо указанных двух производных, используется и третья, называемая постоянным коэффициентом. Основных формул две:

    1. Для выражения мощности в лошадиных силах нужно умножить крутящий момент в ньютон-метра на количество оборотов за минуту, после чего разделить на 5252.
    2. Для выражения мощности в киловаттах используется аналогичная формула, но постоянный коэффициент составляет не 5252, а 9549.

    Крутящий момент: зависимость от типа топлива

    Зависимость от типа топлива

    Ньютон-метры – общая величина, в чем измеряется крутящий момент, но конкретный показатель значительно зависит от вида мотора, бензинового или дизельного. Объясняется это их конструктивными различиями и энергоемкостью топлива. Дизель выдает огромную мощность уже на минимальных оборотах. Для легковых авто, например, внедорожников, пиковый интервал – от 2 до 3 тысяч оборотов, для грузовиков – и того меньше, от 900 до 1500. Максимум оборотов, в сравнении с бензиновыми аналогами, невысок, так что дизели любят водители, которым важна не огромная скорость, а хорошая тяга на низах, позволяющая справляться со сложными дорожными условиями, дающая уверенность во время поездок по пересеченной местности.

    Бензиновые моторы выходят на пик куда позже дизелей, ближе к 4, а то и 4.5 тысячам оборотов. Вал крутится очень быстро, так что лимит развиваемой скорости гораздо выше.

    Грузовые и легковые автомобили

    Грузовые и легковые автомобили

    Уже сама возможность начать движение – это то, на что влияет крутящий момент. Грузовики и сами по себе весят немало, а уж вместе с фургоном их масса измеряется десятками тонн. Неудивительно, что комплектуются они дизельными моторами, которые уже на малых оборотах, с самого старта, дают огромную тягу.

    Большинство легковых автомобилей комплектуется бензиновыми моторами. Они считаются более универсальными, подходящими для поездок как по городу, так и по междугородним трассам, простыми в обслуживании и ремонте. Очень важный момент для водителей из регионов с суровым климатом – отсутствие сложностей при запуске в холодную погоду. Дизели в минус 30 порой вовсе отказываются заводиться, теряют тягу, глохнут, тогда как бензиновые аналоги функционируют вполне стабильно.

    Конечно, чтобы передача крутящего момента от двигателя к колесам была эффективной, техника должна быть укомплектована соответствующей трансмиссией. Водителям, желающим на 100% контролировать ситуацию, реализовывать потенциал мотора, можно посоветовать механику. Пусть она и требует определенных навыков, на бездорожье преимущества МКПП становятся очевидными. Вождение авто с автоматом или вариатором более комфортно, такой вариант оптимален для городских поездок или межгорода по хорошему асфальту, однако, по эффективности передачи тяги они уступают наиболее технологичным передачам, роботизированным. Пускай они дороже, зато позволяют без лишних манипуляций реализовать всю доступную мощность.

    Советы автовладельцам

    Советы автовладельцам

    Что значит крутящий момент? Очень многое. Именно поэтому при подборе авто нужно руководствоваться не только максимальной скоростью и мощностью. Важный момент – диапазон оборотов, при котором мотор выходит на свой предел по крутящему моменту. Для уверенных обгонов на междугородней трассе хорошо, если пик достигается примерно на 3.5-4.5 тысячах, на бездорожье допустимы и гораздо меньшие диапазоны.

    Крутящий момент, что это и зачем он нужен?

    Каждый двигатель внутреннего сгорания рассчитан на определенную максимальную мощность, которую он может выдавать при наборе определенного количества оборотов коленчатого вала. Однако помимо максимальной мощности существует еще и такая величина в характеристике двигателя, как максимальный крутящий момент, достигаемый на оборотах отличных от оборотов максимальной мощности.

    Что же означает понятие крутящий момент?

    Говоря научным языком, крутящий момент равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон — метрах. Значит если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.

    Для наглядности. Если гайка затянута с усилием 3 кгс, то для ее откручивания придется к ключу с длиной плеча в 1 метр приложить усилие 3 кг. Однако, если на ключ длиной 1 метр надеть дополнительно 2-х метровый отрезок трубы, увеличив тем самым рычаг до 3 метров, то тогда для отворачивания этой гайки потребуется лишь усилие в 1 кг. Так поступают многие автолюбители при откручивании колесных болтов: либо добавляют отрезок трубы, а за неимением такового просто надавливают на ключ ногой, увеличив тем самым силу приложения к баллонному ключу.

    Так же если на рычаг метровой длины повесить груз равный 10 кг, то появится крутящий момент равный 10 кгм. В системе СИ это значение (перемножается на ускорение свободного падения — 9,81 м/см2) будет соответствовать 98,1 Нм.

    Результат всегда един — крутящий момент, это произведение силы на длину рычага, стало быть, нужен либо длиннее рычаг, либо большее количество прикладываемой силы.

    Показатели ньютон-метров на примере двигателя V6 3,5 литра Lexus GS450h

    Все это хорошо, но для чего нужен крутящий момент в автомобиле и как его величина влияет на его поведение на дороге?

    Мощность двигателя лишь косвенно отражает тяговые возможности мотора, и ее максимальное значение проявляется, как правило, на максимальных оборотах двигателя. В реальной жизни в таких режимах практически никто не ездит, а вот ускорение двигателю требуется всегда и желательно с момента нажатия на педаль газа. На практике одни автомобили уже с низких оборотов (с низов) ведут себя достаточно резво, другие напротив предпочитают лишь высокие обороты, а на низах показывают вялую динамику.

    Так у многих возникает масса вопросов, когда они с авто с бензиновым мотором мощностью 105-120 л.с. пересаживаются на 70-80 – сильный дизель, то последний с легкостью обходит машину с бензиновым мотором. Как такое может быть?

    Связано это с величиной тяги на ведущих колесах, которая различна для этих двух автомобилей. Величина тяги напрямую зависит от произведения таких показателей как, величины крутящего момента, передаточного числа трансмиссии, ее КПД и радиуса качения колеса.

    Как создается крутящий момент в двигателе

    В двигателе нет метровых рычагов и грузов, и их заменяет кривошипно-шатунный механизм с поршнями. Крутящий момент в двигателе образуется за счет сгорания топливо — воздушной смеси, которая расширяясь в объеме с усилием толкает поршень вниз. Поршень в свою очередь через шатун передает давление на шейку коленчатого вала. В характеристике двигателя нет значения плеча, но есть величина хода поршня (двойное значение радиуса кривошипа коленвала).

    Для любого мотора крутящий момент рассчитывается следующим образом. Когда поршень с усилием 200 кг двигает шатун на плечо 5 см, появляется крутящий момент 10 кГс или 98,1Нм. В данном случает для увеличения крутящего момента нужно либо увеличить радиус кривошипа, или же увеличить давление расширяющихся газов на поршень.

    До определенной величины можно увеличить радиус кривошипа, но будут расти и размеры блока цилиндров как в ширину, так и в высоту и увеличивать радиус до бесконечности невозможно. Да и конструкцию двигателя придется значительно упрочнять, так как будут нарастать силы инерции и другие отрицательные факторы. Следовательно, у разработчиков моторов остался второй вариант – нарастить силу, с которой поршень передает усилие для прокручивания коленвала. Для этих целей в камере сгорания нужно сжечь больше горючей смеси и к тому же более качественно. Для этого меняют величину и конфигурацию камеры сгорания, делают «вытеснители» на головках поршней и повышают степень сжатия.

    Однако максимальный момент доступен не на всех оборотах мотора и у различных двигателей пик момента достигается на различных режимах. Одни моторы выдают его в диапазоне 1800- 3000 об/мин, другие на 3000-4500 об/мин. Это зависит от конструкции впускного коллектора и фаз газораспределения, когда эффективное наполнение цилиндров рабочей смесью происходит при определенных оборотах.

    Наиболее простое решение для увеличения крутящего момента, а следовательно и тяги, это применение турбо или механического наддува, либо применение их в комплексе. Тогда крутящий момент можно уже использовать с 800-1000 об/мин, т.е. практически сразу при нажатие на педаль акселератора. К тому же это закрывает такую проблему, как провалы при наборе скорости, так как величина КМ становится практически одинакова во всем диапазоне оборотов двигателя. Достигается это различными путями: увеличивают количество клапанов на цилиндр, делают управляемыми фазы газораспределения для оптимизации сгорания топлива, повышают степень сжатия, применяют выпускной коллектор по формуле 1-4 -2-3, в турбинах применяют крыльчатки с изменяемым и регулируемым углом атаки лопаток и т.д.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *