Что такое крутящий момент
Крутящий момент двигателя является произведением силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Стоит напомнить, что сила измеряется в Ньютонах (Н), а плечо рычага в метрах (м). Расскажем о нем более подробно далее.
Очень многие автомобилисты не знают, что такое крутящий момент двигателя. На самом деле ответ на этот вопрос содержится еще в школьном курсе физики, но в свете того, что не все ее учили, а те, кто учил, не все поняли, а остальные просто забыли понятое, нет ничего удивительного, что этот вопрос остается открытым. Итак, что же такое крутящий момент двигателя?
Крутящий момент
Начать следует все же с физики. Крутящий момент двигателя является произведением силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Стоит напомнить, что сила измеряется в Ньютонах (Н), а плечо рычага в метрах (м). То есть один Нм равняется одному Ньютону (1Н), который приложен к метровому рычагу (1м).
В двигателе внутреннего сгорания сила передается от воспламеняющегося топлива поршню, от него к кривошипному механизму, а от него к коленвалу.
Разумеется, он не является постоянным и увеличивается, когда на плечо действует большая сила, и слабеет при ее уменьшении. Иными словами, когда водитель давит на «газ», то действующая на плечо сила возрастает и, соответственно, возрастает и крутящий момент.
Мощность двигателя
Крутящий момент имеет непосредственное отношение к мощности двигателя. Последняя, если говорить предельно просто, является совершенной за некоторую единицу времени работой. А поскольку работой двигателя и является тот самый крутящий момент, то мощность указывает на то, сколько раз за единицу времени двигателем был совершен крутящий момент.
Физиками была создана формула, связывающая оба этих показателя:
Мощность (P) = момент крутящий (Мкр) * измеряемые в об./мин обороты двигателя (N)/9549.
Хотя мощность измеряется в киловаттах, в нашей стране они довольно сложны для автомобилистов, поэтому ее, как правило, измеряют в лошадиных силах (л.
с.). Ничего сложного здесь нет, просто чтобы киловатты стали «лошадями», количество киловатт умножается на 1,36.
Крутящий момент и мощность
С каждым из этих компонентов вроде бы понятно, но на что влияет каждый из них? Мощность оказывает влияние на преодоление всевозможных сил, которые оказывают автомобилю противодействие. Таковыми являются силы качения колес, аэродинамические силы, и, конечно же, сила трения в трансмиссии, приводах машины, в самом двигателе и не только. И чем выше мощность двигателя, тем большее сопротивление машина в состоянии преодолеть и, соответственно, тем большую скорость разовьет. Однако мощность не является постоянной силой и сильно зависит от оборотов двигателя. Мощность на холостом ходу и на максимальных оборотах неодинакова. Поэтому многие автопроизводители указывают в технических характеристиках при каких оборотах достигается максимум мощности.
Здесь следует помнить, что максимальная мощность развивается не одномоментно, и с места машина стартует при минимальных оборотах, которые едва превышают холостой ход.
Для того же чтобы мобилизировать максимум мощности необходим некоторый отрезок времени и именно здесь на сцену выходит крутящий момент. Именно он «решает» за какой временной промежуток автомобилем будет достигнута максимальная мощность. Проще говоря, динамика разгона автомобиля зависит именно от крутящего момента.
Бензиновые и дизельные двигатели
У бензиновых двигателей показатели не самые высокие. Своих почти максимальных значений бензиновый двигатель может достичь при оборотах, в среднем, 3-4 тысячи. Однако бензиновый двигатель способен быстро увеличивать мощность, и раскручиваться до семи и даже восьми тысяч оборотов. И если принять во внимание вышеприведенные формулы, то становится ясно, что при таких оборотах мощность может возрасти в несколько раз.
Что касается дизельных двигателей, то высокими оборотами они не обладают и как правило, их максимум составляет пять, а то и всего три тысячи оборотов. В этом отношении «дизель» однозначно проигрывает бензиновому двигателю.
Что важнее: крутящий момент или мощность?
Чтобы разобраться с этой задачей, можно привести несложный пример. Скажем, можно взять два двигателя от фирмы AUDI, один бензиновый 2.0 FSI (крутящий момент – 200 Нм, мощность – 150 л.с.), а другой дизельный (мощностью 140 л.с. и с крутящим моментом 320 Нм). После проведения тестирования в различных режимах оказывается, что дизельный двигатель мощнее бензинового двигателя в диапазоне от 1 до 4,5 тысяч оборотов. Причем мощность будет выше на 30, а то и на 40 «лошадей», что не мало.
Из этого следует, что обращать внимание исключительно на мощность не стоит, поскольку нередко менее объемный двигатель, имеющий более высокий крутящий момент, оказывается гораздо динамичнее, чем двигатель с низким крутящим моментом (пусть даже большого объема).
Подводя итоги можно сказать, что в корне неверно классифицировать автомобили ориентируясь исключительно на мощность (л.с.) двигателя. Кроме мощности необходимо учитывать еще и крутящий момент (Нм) поскольку если последний показатель будет намного выше, чем у другого автомобиля, то и двигатель у него будет значительно динамичнее.
Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами и формула расчета
Водители автомобилей > Полезная информация > Двигатель > От чего зависит крутящий момент двигателя автомобиля
Традиционно мы привыкли оценивать ходовые характеристики автомобилей мощностью двигателя, выраженной в лошадиных силах либо киловаттах. Однако в обычном ритме движения двигатель не нагружается на полную мощность. Максимальная мощность, отражаемая в технических характеристиках двигателей автомобилей, достигается при оборотах около 4000 об./минуту в дизельных и около 6000 об./минуту для бензиновых авто.
В случаях, когда необходимо придать автомобилю заметное ускорение, например, во время обгона, мы часто встречаемся с ситуацией, когда не получаем реальной отдачи от движка даже максимально утопив педаль акселератора.
Именно в таких случаях на приемистость двигателя в первую очередь влияет крутящий момент, а не его максимальная мощность.
Крутящий момент двигателя: формула расчета
Согласно физическому определению крутящий момент М есть произведение силы F на длину плеча рычага L, куда эта сила приложена:
М = F * L
Сила F измеряется в ньютонах, длина – в метрах. Таким образом, момент силы — в ньютон на метр.
Применительно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) сила, выработанная в рабочем объеме при сгорании топливно-воздушной смеси, давит на поршень, который передает свое усилие кривошипно-шатунному механизму коленвала. Именно длина рычага кривошипа учитывается при расчете крутящего момента. Именно он является определяющей характеристикой при оценке параметров динамического разгона автомобиля.
Видео — мощность и крутящий момент двигателя: что это такое с примерами
Максимальный крутящий момент двигателя в технических характеристиках всегда указывается совместно с величиной оборотов двигателя, при которых он может быть достигнут.
В этом смысле различают низкооборотные и высокооборотные двигатели. К низкооборотным относятся, в большинстве, дизельные двигатели. Они могут «выстрелить» при движении с оборотами от 2000 до 3000 в минуту. Бензиновые двигатели обычно показывают максимальный крутящий момент при более высоких оборотах – от 4500 об./минуту.
Бензиновые высокооборотные двигатели достигают большой мощности за счет того, что им подвластны обороты до 8.000 об./минуту и более. Низкооборотные дизельные двигатели способны при меньшей мощности достигать максимальный крутящий момент на более малых оборотах (вплоть до 2.000), поэтому в динамике движения и обгона в городском ритме нисколько не уступают бензиновым.
Для любителей математических вычислений полезна формула расчета мощности двигателя, исходя из его максимального крутящего момента:
Р = М * n / 9549 [килоВатт]
Здесь Р – мощность двигателя в килоВаттах, М – максимальный крутящий момент, n – количество оборотов двигателя.
Для перевода мощности Р в привычные лошадиные силы можно полученную величину умножить на 1,36.
Некоторые производители указывают величину номинального крутящего момента, определяемую на холостых оборотах двигателя.
Зависимости вращающего момента и мощности ДВС от частоты оборотов
В большинстве случаев зависимости величины крутящего момента и мощности двигателя от количества оборотов имеют такой вид, как на графике 1:
Из графика зависимости видно, что при малых оборотах крутящий момент небольшой, по мере их увеличения он достигает максимума 178 ньютон на метр при величине оборотов около 4500 в минуту, затем начинает падать. Вместе с тем мощность, пропорциональная произведению количества оборотов на крутящий момент до 5500 оборотов в минуту продолжает увеличиваться вплоть до 124 лошадиных сил, как на примере, затем после значительного уменьшения крутящего момента, также падает.
Физически это объяснить нетрудно. На малых оборотах в область сгорания в единицу времени поступает незначительное количество топливно-воздушной смеси, соответственно, сила, воздействующая на поршни, обеспечивающие крутящий момент, небольшие.
При увеличении оборотов сгорание больше, крутящий момент увеличивается. Его уменьшение при дальнейшем увеличении оборотов связано с:
- увеличивающимися потерями мощности на трение механизмов двигателя;
- инерционными потерями;
- кислородным голоданием двигателя.
Современные двигатели с турбонаддувом обеспечивают поступление топливно-воздушной смеси в полном объеме и на малых оборотах, кроме этого имеют отлаженную систему электронного регулирования. За счет этого характеристика крутящего момента на различных оборотах более равномерная, как показано на графике 2:
Из графика видно, что высокий крутящий момент обеспечивается на низких оборотах вплоть до 2000 об./минуту и не сильно уменьшается до 5500 об./минуту.
Высокооборотные двигатели позволяют увеличить мощность за счет увеличения количества оборотов до 7.000 – 8.000 в минуту и более, как показано на графике 3:
Как видно из графиков, мощность двигателя является зависимой от крутящего момента и количества оборотов двигателя величиной.
Приобретая автомобиль, желательно ознакомиться с динамическими характеристиками двигателя, зависимостью крутящего момента от величины оборотов.
Если вы желаете комфортно передвигаться в городском ритме движения, совершая уверенные обгоны и перестроения, лучше приобрести автомобиль с низкооборотным двигателем либо турбонаддувом. В том случае, если вы любитель погонять с ветерком на автобане, подходит вариант высокооборотного движка.
Видео — крутящий момент, мощность и обороты ДВС:
Как его увеличить и в каких случаях это оправдано
Первоначально крутящий момент определяется на этапе конструкторской разработки двигателя внутреннего сгорания. Существенно увеличить эту характеристику можно, разве что при конструктивных изменениях ДВС. В практике специальных мастерских такой метод увеличения крутящего момента называется форсирование двигателя.
Он заключается в увеличении компрессии за счет изменения геометрии поршневой группы, замене штатных форсунок, увеличения воздухозабора, других конструктивных решениях.
Более доступный способ увеличения крутящего момента – коррекция топливной карты с помощью чипования блока управления. Существенного увеличения крутящего момента (более 20%) при чиповании ожидать не следует, но такой метод менее дорогостоящий, не требует конструктивных изменений.
В любом случае, увеличение крутящего момента значительно уменьшает ресурс двигателя, так как все механические нагрузки на узлы двигателя рассчитаны, исходя из крутящего момента, определенного производителем. Их увеличение может вызвать преждевременный износ деталей.
Если вы пока не планируете участвовать на своем авто в соревнованиях по дрифтингу, дрэг-рейсингу и другим экстремальным видам автомобильных состязаний, лучше отложить идею увеличения крутящего момента до тех времен, когда участие в таких соревнованиях будет для вас реальной целью.
Читайте про то, как работает круиз-контроль на механике и какие особенности он имеет.
А в ЭТОЙ СТАТЬЕ узнаете как правильно демонтировать сигнализацию на машине.
Как восстановить работу https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/obogreva-zadnego-stekla.html обогрева заднего стекла автомобиля.
Видео — что важнее мощность или крутящий момент:
Что такое крутящий момент? И почему крутящий момент имеет значение?
Думаете, вы ничего не знаете о крутящем моменте? Если вы когда-нибудь выкручивали помаду из тюбика, вы видели крутящий момент в действии. Фото: Дарья Гордова на Unsplash
Ваши глаза стекленеют, когда кто-то из звезд говорит о фунтах-футах крутящего момента? Ты не одинок.
Крутящий момент — один из самых недооцененных аспектов любого автомобиля, но очень важно понимать его, когда вы ищете новый автомобиль.
Представьте, что вы пытаетесь объяснить кому-то, почему им нужно попробовать вашу любимую еду, не упоминая ее вкус, или почему они должны тратить деньги на роскошный отдых, не говоря о том, почему это стоит такой цены. Это невозможно!
Серьезно. Крутящий момент так важен. Но даже самые большие редукторы не всегда понимают, что такое крутящий момент или почему эти значения крутящего момента имеют значение.
Готовься, девочка. Мы собираемся разбить его для вас шаг за шагом.
Добро пожаловать в «Путеводитель для девочек», нашу новую серию, посвященную самым запутанным техническим элементам автомобилей. Мы здесь, чтобы разобрать вещи и демистифицировать эти концепции, чтобы помочь вам понять все, что вам нужно знать о своем автомобиле, о любом автомобиле, который вы можете купить в будущем. Если есть концепция, которую вы хотите решить, сообщите нам об этом в комментариях!
Связанный: Руководство для девочек по безопасности автомобиля
Что такое крутящий момент?
У вас поблизости есть тюбик губной помады или гигиенической помады? Возьми это для меня.
Раскройте его, затем закрутите вверх. Вы только что испытали крутящий момент.
Теперь откройте пластиковую бутылку из-под газировки. Поверните дверную ручку. Крути велосипед. Вот и весь крутящий момент в действии.
Крутящий момент — это научное слово, которое описывает усилие, необходимое для того, чтобы что-то крутить, а в автомобильном мире оно измеряет крутящее усилие вашего двигателя, когда ваш двигатель прилагает усилия. Вернемся к нашей помаде. Вы прикладываете силу к тюбику, когда выкручиваете помаду из тюбика. Эта сила прикладывается к трубке, которая поднимает помаду. Приложите большее усилие — то есть крутите быстрее или приложите больший крутящий момент — и вы измените величину прилагаемой силы и, следовательно, скорость, с которой помада покидает тюбик. Поворачивайте медленнее, и вы уменьшаете усилие, поэтому помада не покидает тюбик так быстро.
Логично, правда?
Связанный: Плюсы и минусы перехода на электромобиль
Посмотрите это видео на YouTube
Что это значит для двигателя?
Я буду говорить проще, так как вам не нужно знать технические подробности, чтобы понять крутящий момент, но некоторым людям может понравиться описание.
В двигателе внутреннего сгорания топливо смешивается с воздухом и затем закачивается в цилиндр. Ваш двигатель состоит из цилиндра и поршня (или нескольких цилиндров и поршней!). Сила нагнетания воздуха в цилиндр и расширение этого воздуха при нагревании заставляют поршень двигаться. Поршни передают силу этого расширяющегося газа на коленчатый вал, который затем обеспечивает вращательное движение маховика, который затем помогает передавать мощность через трансмиссию и трансмиссию на колеса.
Ключевое слово есть вращательная сила, которую мы теперь распознаем как крутящий момент.
См. также: Безопасность на дорогах: выбор наиболее безопасной полосы движения и другие советы по обеспечению безопасности на дороге
Почему крутящий момент имеет значение?
Если вы уже давно занимаетесь покупкой автомобилей, возможно, вы помните времена, когда слово «крутящий момент» не имело значения. На самом деле, автопроизводители даже не афишировали это — если вообще делились этой информацией с потребителями.
Но это потому, что крутящий момент сделал вдруг как будто начал иметь значение. Мы помним, что старые автомобили были тяжелыми, но в наши дни мы ожидаем гораздо большего от наших автомобилей — от эвакуатора до мобильного офиса — что они оснащены дополнительными технологиями, а крутящий момент стал более важным. .
Проще говоря, крутящий момент равен мощности — , хотя и совсем другого типа, чем лошадиные силы. Крутящий момент — это то, что позволяет вам делать что-то. Мощность измеряется прямым ускорением, в то время как крутящий момент является более надежным. Лошадиная сила похожа на 200-метровый спринт, а крутящий момент — на марафон; если вы пытаетесь измерить выносливость или рассчитать среднюю скорость, вы получите больше информации из марафона. Но это не делает 200-метровый спринт меньшей формой бега; это просто лучше для разных видов измерений.
Посмотрите это видео на YouTube
Как оценить крутящий момент
Точно так же, как ваша губная помада просто не работает, если вы не принимаете во внимание, как она работает с остальной частью вашего макияжа, крутящего момента не существует в вакууме.
Число крутящего момента не так уж много значит, если вы не рассматриваете его вместе с мощностью вашего автомобиля или его весом.
При этом более высокий крутящий момент, как правило, приводит к повышению производительности, поскольку двигатель, способный развивать больший крутящий момент, уже способен развивать большую мощность и, следовательно, более высокую скорость. Более высокий крутящий момент также обычно увеличивает такие параметры, как тяговое усилие.
Однако вам нужен баланс . Иметь двигатель с тоннами крутящего момента, но без лошадиных сил — очень неэффективный двигатель, и, вероятно, им будет сложно управлять. Автолюбители скажут вам, что вы хотите, чтобы значение крутящего момента было как можно ближе к числу лошадиных сил, поскольку это означает, что ваш автомобиль вращается и движется вперед с одинаковой предсказуемой скоростью. Но мы поговорим подробнее о взаимосвязи между крутящим моментом и лошадиными силами в следующей статье.
Некоторые отличия
Как вы понимаете, не все машины устроены одинаково.
Или электромобили. Чтобы создать крутящий момент в обычном бензиновом двигателе, вы должны сжигать топливо для создания мощности, поэтому между моментом, когда вы нажимаете на педаль газа, и временем, когда двигатель дает вам ответ, есть небольшая задержка. Электрическая батарея не нуждается в сжигании топлива. Нажимаешь на педаль, и машина сразу едет вперед. Вам не нужно возиться со всеми этими деталями двигателя, так что все становится намного быстрее.
- Био
- Твиттер
- последние записи
Я Элизабет Блэксток, главный редактор AGGTC, блоггер, журналист, писатель, редактор, аспирантка магистратуры и магистра, жена, фанатик автоспорта и обладательница многих других титулов! Я начал вести автоспортивный блог в 2017 году и с тех пор писал для Red Bull Racing, Jalopnik, Frontstretch, The Drive и AGGTC.
Вы можете найти меня в солнцезащитных очках в форме сердца на гоночных трассах по всему миру.
Основные сведения о мощности и крутящем моменте — что вам нужно знать
Перейти к основному содержаниюНемногие понимают, что на самом деле означают мощность и крутящий момент, не говоря уже о том, как они влияют на характеристики автомобиля. Тем не менее, почти в каждой рекламе тяжелых грузовиков в какой-то момент упоминаются эти характеристики. Если вы никогда не замечали, попробуйте прислушаться к нему в следующий раз, когда увидите.
Мощность, производимая двигателем, называется его лошадиной силой . В физике мощность определяется как скорость, с которой что-то работает. Для автомобилей лошадиные силы переводятся в скорость. Поэтому, если вы хотите ехать быстрее и быстрее набирать скорость, вам нужно больше лошадиных сил.
Крутящий момент, с другой стороны, является выражением силы вращения или кручения
В транспортных средствах двигатели вращаются вокруг оси, создавая таким образом крутящий момент. Крутящий момент можно рассматривать как «силу» транспортного средства. Это сила, которая разгоняет спортивный автомобиль до 100 км/ч за секунды и толкает вас обратно на сиденье. Это также то, что приводит в движение большие грузовики, перевозящие тяжелые грузы.Это основные понятия мощности и крутящего момента, но как эти понятия измеряются и как они взаимосвязаны?
За числами
С математической точки зрения, лошадиная сила — это сила, необходимая для перемещения 550 фунтов на один фут в секунду или 33 000 фунтов на один фут в минуту. Мощность двигателя измеряется с помощью динамометра, но на самом деле динамометр измеряет выходной крутящий момент двигателя, а также число оборотов в минуту или «оборотов в минуту». Эти числа включены в формулу (крутящий момент x об/мин / 5252) для определения лошадиных сил. Мощность в лошадиных силах определяется путем измерения крутящего момента, потому что крутящий момент легче рассчитать.
Крутящий момент, как упоминалось ранее, является выражением силы кручения и измеряется в единицах силы, умноженной на расстояние от оси вращения. Так, например, если вы используете гаечный ключ длиной 1 фут, чтобы приложить усилие в 10 фунтов к концу болта, то вы применяете крутящий момент в 10 фунт-футов (10 фунт-футов).
2021 Ram 1500:
Грузовик года по версии MotorTrend
Третий год подряд грузовик RAM получает награду «Грузовик года по версии MotorTrend». вещь или 2, когда дело доходит до производительности грузовика, меняющей правила игры.
Взаимосвязь между мощностью и крутящим моментом
И мощность, и крутящий момент влияют на общую скорость автомобиля, так что вы можете понять, почему люди смешивают их. Однако в реальном мире вождения и перевозки их различия — наряду с конструкцией автомобиля — оказывают значительное влияние.
Например, чем больше мощность двигателя, тем выше потенциальный крутящий момент. Способ, которым этот «потенциальный» крутящий момент реализуется в реальных приложениях, — через межосевые дифференциалы и трансмиссию автомобиля.
Это объясняет, почему гоночный автомобиль и трактор с одинаковой мощностью могут так сильно различаться. В гоночном автомобиле весь крутящий момент используется для ускорения через передачу, в то время как трактор преобразует лошадиную силу в толкание и тягу чрезвычайно тяжелых грузов.
Еще один способ понять соотношение мощности и крутящего момента — открутить крышку на новой банке для рассола. Когда вы используете всю свою силу, чтобы открыть банку, вы прикладываете крутящий момент независимо от того, оторвется крышка или нет. Однако лошадиная сила существует только при движении. Таким образом, вам нужен крутящий момент, чтобы сначала ослабить крышку, а затем вы можете приложить усилие рукой, быстро вращая крышку.
Так чего же лучше иметь больше в своем автомобиле — мощности или крутящего момента? Все зависит от того, как вы собираетесь использовать свой автомобиль или грузовик. Например, молниеносный Dodge Charger будет иметь большую мощность, а дизельный грузовик Cummins будет иметь больший крутящий момент, чтобы помочь тянуть эти тяжелые грузы.