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

Что такое максимальный крутящий момент двигателя автомобиля

Крутящий момент представляет собой качественный показатель, выражающий силу вращения коленвала, и рассчитывается произведением силы, давящей на поршень, на плечо (расстояние между центром вращения оси коленчатого вала до места крепления поршня к шатуну). Измеряется в количестве ньютонов на метр (Нм).

Сила крутящего момента зависит от давления на поршень при сгорании газов, рабочего объема камеры сгорания и двигателя в целом, степени сжатия горючей смеси в камере сгорания.

Традиционно более высокий крутящий момент у дизелей, это объясняется степенью сжатия, превосходящей бензиновые двигатели практически вдвое.

Сильный крутящий момент дает автомобилю повышенную динамику набора скорости даже при низких оборотах, и заметно повышает тяговые свойства двигателя. Максимальных значений данная характеристика достигает при определенной частоте вращения коленвала, причем у дизелей этот показатель ниже, чем у бензиновых.

Где берет свое начало

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

Подробнее, этот процесс представляет собой несколько этапов:

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

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

Мощность машины зависит от объема ее двигателя.

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

Сравнивая эти два показателя, можно выделить следующие моменты:

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

Чтобы легче разобраться в этом вопросе, посмотрим на график внешней скоростной характеристики (ВСХ) одного из двигателей Jeep Grand Cherokee.

График ВСХ двигателя Jeep Grand Cherokee

На картинке видно, что величина момента меняется при увеличении скорости оборотов ДВС. После частоты 3500 об/мин показатель резко падает. Почему так происходит? Суть в наполнении цилиндров горючей смесью. Объем новой смеси не всегда равен объему камеры сгорания. Данная характеристика называется коэффициентом наполнения цилиндров. Величина может быть выше или ниже 1.

Изменение коэффициента происходит ввиду строения впускного коллектора и настройки фаз газораспределения. В нашем примере впускные клапаны ДВС открываются на 10° до верхней мертвой точки и закрываются на 60° после прохождения нижней мертвой точки. Это сделано, чтобы сбалансировать «полку» момента и получить оптимальные значения для средних оборотов (частота вращения 2500-3500 в минуту), которые нам и нужны для повседневной эксплуатации.

Читать еще:  Peugeot 206 схема двигателя

Что происходит с нашим мотором, когда он работает на малых оборотах? В теории при уменьшении скорости поршня должна улучшится наполняемость цилиндра. На практике при частоте вращения 1600 об/мин значение тягового усилия падает до 260 Ньютон-метров. Причина тому – слишком позднее закрытие клапана и малая степень сжатия (7.4/1 вместо 9/1). Как итог – меньшее давление газов в конце такта сгорания, и соответственно, малый крутящий момент двигателя.

Увеличение крутящего момента двигателя – приемы модернизации

Какие существуют способы улучшения динамики автомобиля, что дает и как увеличить крутящий момент двигателя? Можно прибегнуть к простым и недорогим методам:

  • установить на двигателе фильтр нулевого сопротивления;
  • заменить стандартный глушитель на прямоточный;
  • провести прошивку (чип-тюнинг).

К затратным, но эффективным методам увеличения крутящего момента относятся:

  • фрезерная расточка блока, то есть увеличение объема цилиндров (так называемый форсированный двигатель);
  • установка распределительного вала с измененными газораспределительными фазами;
  • установка системы питания с оксидом азота;
  • установка турбокомпрессора, что значительно увеличивает крутящий момент любого мотора.

На серийных автомобилях для увеличения этого показателя силовой агрегат оборудуют тремя и даже пятью клапанами на каждый цилиндр, изменяют выпускные тракты, на турбокомпрессорах устанавливают керамические крыльчатки с изменяемым углом наклона.

Цель всех подобных модернизаций – совершенствование процесса наполнения цилиндров мотора воздушно-топливной смесью.

Соотношение крутящего момента к мощности

Для получения наглядного представления о взаимодействии двух величин рассмотрим основные характеристики мотора на графике. Он демонстрирует выдаваемую двигателем мощность и крутящий момент двигателя в зависимости от оборотов коленчатого вала.

График отчетливо демонстрирует тот факт, что тяговое усилие на колесах не прямо пропорционален количеству оборотов либо мощности. Двигатель достигает пика крутящего момента уже на 3 тыс. об/мин. Максимум мощности доступно на 5500 об/мин. В обоих случаях обороты продолжают расти, но отдача падает. Для обозначенного двигателя обороты от 2500 до 5 тыс. наиболее оптимальные.

В этом режиме работы близкая к максимальному значению «полка» момента позволит полноценно реализовать потенциал мотора на протяжении всего отрезка.

Приведенный график является примером гражданской настройки современных бензиновых моторов. Преимущества очевидны:

  • стабильный прирост мощности;
  • достаточно широкая «полка» с плавным приростом и затуханием.

Настройка подобного типа позволяет добиться «эластичности» двигателя. Такая работа обеспечивается не только программно (настройка ЭБУ), но и применением различных вспомогательных технологий (изменяемые фазы газораспределения).

Разница мощностных характеристик во многом зависит от конструкции системы впуска и выпуска. К примеру, двигатели оснащенные турбонаддувом в точке выхода на «буст» получают значительную прибавку в динамике. Крутящий момент и количество лошадиных сил таких моделей значительно превышают своих атмосферных собратьев.

Какая роль крутящего момента и мощности двигателя

Эти показатели с учетом оборотов указывают на то, как быстро машина разовьёт максимальную скорость, и каковы эти цифры. Нужно понимать, что эти две величины взаимосвязаны и неразрывны. Высокая мощность позволит добиться максимальной скорости. Но потенциал двигателя не будет реализован, если крутящий момент низкий.

Читать еще:  Что такое тепловой двигатель в физике определение

Если смотреть только на один из параметров, то абсолютно не понятно, чего ждать от машины, и где лучше она себя проявит. Большинство автомобилистов делают упор на мощь, так как думают, что это позволит выжимать максимум из мотора, легко стартовать и долго ездить на пределе. Но ведь по факту это математическая величина, которая высчитывается и напрямую зависит от момента. Чем больше он, тем лучше, ведь тогда на указанных оборотах владелец авто увидит максимум по мощности и скорости.

Что важнее

Тут нельзя ответить однозначно, так как даже измерить эти величины независимо друг от друга невозможно. Поэтому человек должен выбирать исходя из собственных потребностей. Для сравнения – два автомобиля с одинаковой мощностью. Выбирать тогда лучше транспорт более «моментный», причем, чем шире диапазон, тем лучше. Особенно это актуально для владельцев механики. Ведь здесь важнее постоянно двигаться на максимуме, а тяговитость не будет иметь преимущества. Тогда и ускоряться без переключения коробки передач будет значительно проще.

Но если различия в характеристиках у двух машин существенны, и водителю важно, какая скорость будет на пределе, то тогда ориентируйтесь на мощность. Смотрите, чтобы крутящий момент был не на низких оборотах, иначе это не даст машине «проявить себя во всю».

Крутящий момент — это работа, мощность — скорость работы

В контексте двигателей:

Крутящий момент указывает на то, как много нагрузки двигатель может нести на определенное расстояние в определенный промежуток времени.

Мощность показывает, насколько быстро двигатель может перемещать эту нагрузку на это расстояние.

Некоторые другие вещи, которые могут помочь объяснить разницу между ними:

Крутящий момент — это то, что ускоряет автомобиль с места

Здесь слово « покой» очень важно, потому что это единственное время, когда аэродинамические силы сопротивления не ограничивают прямолинейное ускорение транспортного средства. Именно поэтому крутящий момент оказывает доминирующее влияние на более низких скоростях — силы сопротивления относительно невелики.

Крутящий момент работает; это тянет грузы

Скажем, у вас есть два идентичных автомобиля в соревнованиях по перетягиванию каната с двумя разными двигателями, которые развивают одинаковую максимальную мощность, но на разных оборотах. Транспортное средство с более низкой частотой вращения двигателя будет иметь больший крутящий момент на колесах, чем другие. Это также будет локомотивом победы в перетягивании каната.

Пиковая мощность будет определять максимальную скорость

Лошадиная сила — это просто единица измерения мощности или скорости работы, поэтому:

Крутящий момент — это сила, прилагаемая вашим двигателем при определенных оборотах. В двух автомобилях с одинаковой передачей и одинаковой передачей автомобиль, производящий в два раза больший крутящий момент, будет разгоняться ровно в два раза быстрее

Мощность рассчитывается исходя из крутящего момента и оборотов. Заданное количество крутящего момента при низких оборотах равняется меньшей мощности, чем такое же количество крутящего момента при более высоких оборотах.

Лошадиная сила важна, потому что сила, которая достигает задних колес для ускорения автомобиля, представляет собой комбинацию крутящего момента и передачи . Вообще говоря, чем выше обороты автомобиля, тем плотнее он может быть приспособлен. Чем крепче вы зацепите автомобиль, тем быстрее он разгоняется при заданном значении крутящего момента. Поскольку мощность представляет собой комбинацию крутящего момента и числа оборотов в минуту, это на самом деле довольно хороший показатель того, как будет ускоряться большинство автомобилей с хорошо выбранными передаточными числами.

Читать еще:  Высокий расход топлива дизельного двигателя

В качестве экстремального примера, скажем, у нас очень мощный двигатель (например, двигатель формулы 1). Его крутящий момент составляет 250 футов, но он сохраняет этот крутящий момент до пиковой мощности в 20 тыс. Об / мин, что составляет почти 800 л.с. С другой стороны, у нас есть двигатель с большим рабочим объемом, но относительно низкой красной линией. Допустим, этот гипотетический автомобиль с крутым моментом развивает максимальный крутящий момент в 600 футов и развивает обороты до 6 000 об / мин, что составляет чуть более 600 л.с. Обратите внимание, что автомобиль с большей мощностью развивает значительно меньший крутящий момент. Скажем, на первой передаче автомобиль с высокой скоростью вращения втягивается в три раза сильнее, чем автомобиль с крутящим моментом — автомобиль с высокой скоростью вращения будет развивать скорость 60 миль в час и 18000 об / мин, в то время как автомобиль с высокими оборотами будет развивать скорость 6000 об / мин при скорости 60 миль в час. Это заставляет автомобиль с высокой частотой вращения фактически снижать крутящий момент на этой передаче, поэтому он будет ускоряться быстрее. И так как у него остается еще 2000 об / мин оборотов двигателя, когда у вращающегося автомобиля заканчивается обороты, он будет продолжать разгоняться до 60 миль в час на первой передаче, в то время как другой автомобиль переключается. И та же самая драма будет повторяться и на более высоких передачах — автомобиль с более высоким HP, как правило, будет ускоряться быстрее, потому что он может позволить себе оставаться на более низких передачах, которые могут позволить себе работать более плотно.

Передача — вот почему мощность важна. Плотное зацепление означает, что автомобиль должен набирать обороты выше, чтобы достичь заданной скорости движения. Длинная передача означает, что автомобиль не должен вращаться с такой высокой скоростью, чтобы двигаться с определенной скоростью. Компромисс — ускорение. Таким образом, первая передача в большинстве автомобилей очень тугая, заканчивающаяся до 30 миль в час во многих маленьких автомобилях. С другой стороны, механизм повышенной передачи предназначен для очень плохого ускорения, но он позволяет автомобилю поддерживать обороты почти на холостом ходу на скоростях шоссе, экономя газ. Кроме того, в противном случае идентичные автомобили могут иметь разные передаточные числа, что повлияет на их общее ускорение и максимальную скорость. Таким образом, автомобиль с задним передаточным числом 3,00 будет разгоняться медленнее до более высокой максимальной скорости, чем тот же автомобиль с задним передаточным отношением 4,10.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector