Что такое крутящий момент двигателя?

При выборе автомобиля на что, в первую очередь, нужно обращать внимание: на максимальную мощность (лошадиные силы) или высокий крутящий момент? Это бесконечная дискуссия среди тех, кто строит двигатель. Взять, например, следующие высказывания: "Лошадиные силы продают автомобили. Но крутящий момент движет его." "Мощность двигателя делает рекламу для продажи автомобиля, но гонки выигрывает крутящий момент."
Людей в первую очередь интересует мощность, расход и максимальная скорость. О крутящем моменте вспоминают редко. А зря. «Лошадиные силы» не отражают тяговые возможности двигателя в полной мере. Если поездить на автомобилях-одноклассниках с моторами приблизительно одинаковой мощности и объема можно заметить, что одни автомобили достаточно резвы на низких оборотах, другие хорошо тянут только на высоких оборотах, а на низах тянут вяло. Особенно, большая разница чувствуется между легковушками с 110 - 120-сильным бензиновым мотором и такой же машины с дизельным двигателем мощностью всего 80 - 90 л.с. Дизель по динамике разгона с легкостью (ну не совсем с лёгкость конечно) обойдет своего бензинового брата. В чем подвох? Сейчас разберёмся.

Что такое КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?

НА ПРИМЕР. Если взять палку или железную арматуру (кому как нравится) и один ее конец зажать в тисках, а на другой конец надавить, то на нее начнет воздействовать крутящий момент. Он равен силе, приложенной к рычагу и умноженной на длину плеча силы. То есть, если на палку длиной один метр подвесить 10ти - килограммовую гирю, появится крутящий момент равный 10 кг.м. В мировой системе СИ этот показатель (умножается на 'g' значение ускорения свободного падения – 9,8 м/с2) будет равен 98 Н.м. Следовательно, что бы увеличить крутящий момент нужно, либо увеличить длину рычага, либо повесить груз с большим весом. В двигателе нет палок и грузов, а их аналог - это кривошипно-шатунный механизм (коленвал) с поршнями. Крутящий момент возникает при сгорании топливно-воздушной смеси, которая создает давление и толкает поршень вниз. Далее поршень через шатун давит на «колено» коленчатого вала. Длинна хода поршня - это удвоенное значение радиуса кривошипа. Это и будет длина плеча. Приведу пример примерного расчета крутящего момента двигателя. Когда поршень через шатун давит с силой 200 кг на плечо 5 см (это длина "колена" коленвала, половина хода поршня) возникает крутящий момент 10 кГ/с, или 98,1 Н/м. Чтобы увеличить этот показатель момента силы, радиус кривошипа следует увеличить (увеличить ход поршня) или сделать так, чтобы поршень давил на шатунную шейку с большей силой. До бесконечности увеличивать радиус кривошипа нельзя, так как высоту и ширину блока двигателя тоже придется увеличивать. Возрастают и силы инерции, требующие упрочения конструкции или уменьшения максимальных оборотов, да и в общем множество других неблагоприятных последствии возникает. Единственным вариантом увеличения момента остается увеличить силу, с которой поршень давит на коленчатый вал. Для этого нужно качественно и в большем количестве сжигать топливо . Достигается этого путем увеличения рабочего объема, диаметра цилиндров и их количества, а также улучшения степени наполнения цилиндров топливно-воздушной смесью, оптимизации процесса сгорания, повышения степени сжатия. Формула расчета крутящего момента: Мкр=VH/pe / 0,12566 (для четырехтактного двигателя), где VH – рабочий объем двигателя (л), pe – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Что такое крутящий момент двигателя?
Получить максимальный крутящий момент удается не на всех оборотах двигателя. У разных двигателей пик крутящего момента достигается на разных оборотах – у одних он больше на малых оборотах (в диапазоне 1500-3000 об/мин), у других – на более высоких (в диапазоне 3000-5000 об/мин). Все зависит от системы впуска и фаз газораспределения. Эффективное наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью происходит только при определенных оборотах. В итоге получаются тяговитые на низах, но малооборотистые двигатели или наобарот высоки момент на высоких и слабая тяга на низких оборотах.

У какого двигателя крутящий момент выше?

У какого двигателя крутящий момент выше?
Большим крутящим моментом обладают многоцилиндровые двигатели, моторы с турбо - и механическим наддувом. А чемпионами по величине крутящего момента являются «дизели». Многие из них обеспечивают автомобилю высокую динамику уже при 800-1000 об/мин. Если же стать обладателем «дизеля», нет возможности, то подбирать машину лучше с двигателем, у которого максимальный крутящий момент развивается при более низких оборотах. Такой автомобиль легче разгонять. В противном случае двигатель придется «насиловать» высокими оборотами, при которых и расход топлива выше и детали изнашиваются более интенсивно.
Те, кто следит за тенденциями развития автомобилестроения, могли заметить, что создатели двигателей стремятся «выровнять» кривую крутящего момента, т.е. сделать его практически одинаковым во всем диапазоне оборотов. Делается это для того, чтобы исключить провалы на режимах, когда величина крутящего момента еще или уже не позволяет передать на колеса большую силу тяги. ➤ Один из таких моторов – 2,7-литровый V-образный шестицилиндровый турбированный двигатель Audi. Этот 250-сильный двигатель развивает огромный крутящий момент 350 Н*м в широком диапазоне оборотов – от 1800 до 4500. ➤ Другой подобный, хотя и менее мощный двигатель предлагает концерн Volkswagen. Его 1,8-литровый 180-сильный турбированный мотор развивает крутящий момент 228 Н*м в диапазоне оборотов от 2000 до 5000. Ездить на машинах с такими двигателями сплошное удовольствие – независимо от оборотов при нажатии на педаль «газа» автомобиль одинаково динамичен (приемист) и не только позволяет любителям спортивной езды полностью реализовать свои желания, но и при спокойной езде способствует уверенным обгонам, перестроениям и движению при полной загрузке. Повышение и «выравнивание» крутящего момента в современных двигателях обеспечивают различными путями: устанавливают по три, четыре и даже пять клапанов на цилиндр, механизмы изменений фаз газораспределения, впускные тракты делают с изменяемой длиной, крыльчатки турбин делают керамическими и регулируемыми с изменяемым углом наклона лопаток и т.д. Вся эта модернизация направлена на совершенствование процессов наполнения цилиндров свежим зарядом.
Наибольшего результата в этом деле добились инженеры SAAB. В свой пока еще экспериментальный двигатель SAAB Variable Compression объемом всего 1,6 л они умудрились заложить мощность, равную 225 л.с. и крутящий момент 305 Н/м. Добиться столь высоких показателей шведским моторостроителям удалось благодаря возможности изменения объема камеры сгорания и соответственно степени сжатия (от 14:1 до 8:1) в зависимости от режимов работы двигателя. Получению этих характеристик способствует и система наддува воздуха под высоким давлением – 2,8 атм., четыре клапана на цилиндр и система промежуточного охлаждения воздуха (Intercooler).

Мощность двигателя

А как же обстоит дело с таким популярным показателем как мощность? Здесь ситуация складывается следующим образом. Наверное, многие замечали, что рядом с указываемой в характеристике мощностью всегда стоит значение оборотов коленчатого вала, при которых двигатель развивает эту мощность. Как правило, эти обороты приближены к максимальным. Во всех других режимах двигатель выдает только некоторую часть указанной мощности. Почему так происходит, хорошо видно из формулы для вычисления мощности двигателя (кВт) – N=Mкрn/9549, где Mкр – средний крутящий момент двигателя (Н.м), n – обороты коленчатого вала двигателя (об/мин). Из формулы следует, что на значение мощности влияют величины крутящего момента и обороты двигателя. Но так как численные значения оборотов двигателя в десятки раз превышают величину крутящего момента (например, 3000 об/мин и 120 Н.м), то и на изменение мощности они будут влиять в большей степени. Это еще одно доказательство того, что силу мотора мощность отражает косвенно. Вышесказанное подтверждается следующим примером. Когда мы едем по трассе с постоянной скоростью, приложенная к ведущим колесам автомобиля сила тяги расходуется на преодоление всевозможных сил сопротивления движению (аэродинамическую, качению колес и т.д.) и трение в различных механизмах. Но когда возникает потребность резко ускориться для обгона, сделать это удается не всегда, так как появляется необходимость преодолевать появившиеся силы инерции. В этом случае говорят, что у двигателя не хватает мощности. Но мощность здесь ни при чем, так как со всеми силами сопротивления движению борется сила тяги, зависящая от величины крутящего момента двигателя. Чтобы увеличить силу тяги, необходим запас крутящего момента. Величина этого запаса и влияет на то, как быстро сможет ускориться автомобиль. Для получения более резкого ускорения можно, конечно, и переключиться на пониженную передачу, когда передаточное число трансмиссии станет большим и сила тяги на колесах увеличится. Однако при этом есть опасность «перекрутить» двигатель, да и дальнейшего ускорения мы можем не получить, так как режим работы двигателя может быть приближен к экстремальному. Аналогичная ситуация складывается и на подъемах, когда запас крутящего момента одних двигателей позволяет продолжить движение, а у других его отсутствие требует перехода на пониженную передачу. Вывод отсюда напрашивается следующий: какой бы мощностью ни обладал двигатель, а способность разгонять автомобиль и «вытаскивать» его на подъем полностью возложена на крутящий момент. Возникает вполне справедливый вопрос: что же означает мощность? Это универсальный показатель, в который заложили целый ряд характеристик автомобильного двигателя – энергоемкость, потребление топлива, тяговая способность и т.д.
Многим автолюбителям неоднократно доводилось слышать такое определение, как: «крутящий момент двигателя» , при этом далеко не каждый может объяснить своими словами, что это значит. Что лучше, высокий показатель крутящего момента или низкий? В принципе, за незнание, что такое крутящий момент еще никого не лишали прав и не штрафовали, проще говоря, страшного в этом ничего нет, однако мне кажется каждый уважающий себя автомобилист должен иметь понятие о том, что такое крутящий момент двигателя. Несмотря на то, что источников готовых поведать вам об этом более чем достаточно, сегодня хочу все же поговорить о таком понятии, как крутящий момент двигателя и некоторых его моментах. Довольно часто замечаю, что когда речь заходит о крутящем моменте, люди невольно начинают ассоциировать его с дрифтом, смею вас огорчить — ничего общего между этими понятиями нет, ну разве что без первого не было бы второго. Итак, давайте разберемся в том, что такое крутящий момент разложив все, как говорится, по полочкам. То, какой крутящий момент будет у двигателя, зависит от самого двигателя. В каждом паспорте к тому или иному автомобилю пишутся цифры, именуемые предельными скоростями, которые автомобилю удается развить за счет «лошадок». Наверное каждому доводилось наблюдать такую странную вещь, когда в паспорте указано скорость 100 км/ч., то автомобиль нормально разгоняется до 70 км/ч., после этого стрелка словно тяжелеет на несколько килограмм и ей все сложнее подниматься вверх. Замечали наверное, что выжимая максимум из своего двигателя он отдавал свою мощь лишь при определенном количестве оборотов. Поэтому, чем больше оборотов он продуцирует, тем больший запас силы у него появляется, следовательно, если максимум автомобиля составляет 5000-6000 об/мин, педаль газа уже не так легко будет вдавливаться в пол, имея хороший запас. Хотя в простых городских условиях, без наличия заторов и «пробок» не так уж и легко набрать все эти обороты, например, для того чтобы обогнать медленно тянущегося дальнобойщика. В итоге выходит, что чем больше скорости вам надо, тем дольше двигатель собирает все необходимые для этого «лошадки». Именно здесь крутящий момент и подключается в работу. Чем выше у автомобиля будет показатель в ньютон-метрах, тем быстрее он будет набирать обороты, тем резвее мощь всех имеющихся «лошадок» будут собираться под вашей ступней и педалью газа. Однако вернемся «к нашим баранам», хотя в нашем случае лошадям — не важно. Продолжим о наших 70 км/час. Не задумывались, почему авто имеющее хороший крутящий момент двигателя, так сложно разогнать? Все дело в том, что у каждого силового агрегата есть показатель под названием максимально выдаваемый крутящий момент. В переводе на «человеческий» язык — необходимо разогнать двигатель до определенного количества оборотов, и только после этого произойдет включение, так сказать второго дыхания и включится максимальный крутящий момент. Затем добавив газку, водитель может заставить весь «подкапотный табун лошадей» мчать ваш автомобиль стремительнее. Именно поэтому важно, какой крутящий момент у вашего автомобиля чем он будет больше, и чем меньшим будет количество максимальных оборотов при его допустимом максимуме, тем «живее» и быстрее будет езда на таком транспортном средстве. Итак, мы вкратце рассмотрели, что такое крутящий момент, теперь предлагаю поговорить о том, от чего он зависит. А зависит крутящий момент от литража или объема двигателя, здесь все вроде понятно — чем литров больше, тем больше будет у автомобиля возможностей стремительно разогнаться. К примеру, всем наверное известно, что на малолитражках — 1.5 л и ниже, резко ускориться или «стартонуть» довольно сложно, если и вовсе невозможно. Кроме мощности двигателя и крутящего момента существует еще одно важное понятие от которого зависят два первых, именуемое эластичностью двигателя. Допустим, если взять два автомобиля с двигателями одинакового объема и мощностью, и устроить им заезд, то к финишу придет первым тот автомобиль, у которого более эластичный двигатель. Что такое эластичность? Это соотношение максимальной мощности мотора, количества его оборотов и оборотов при максимальном крутящем моменте. Чем ниже будет последней показатель относительно второго, тем эластичнее будет двигатель. Благодаря этому показателю водитель сможет легко работать только одной педалью газа, наращивая или снижая скорость, не переключая при этом передачи. Или такой еще пример, эластичный мотор может ехать на небольшой скорости, на высоких передачах. Максимально эластичный двигатель с хорошим показателем максимального крутящего момента позволит вам получать истинное удовольствие от езды, а ваш «стальной любимец» станет для вас предметом гордости и объектом вожделения для тех, кто в этом разбирается! Ну вот, вроде бы все. Надеюсь теперь вам понятно, что такое крутящий момент. Полагаю теперь вам не придется робеть в случае если кто-то заведет разговор о мощности мотора или его «лошадистости». Удачи вам, заходите к нам почаще!
Что такое крутящий момент двигателя?


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Устройство ТНВД BOSCH VE

Схема топливной системы дизельного двигателя с одноплунжерным ТНВДПринципиальная схема системы топливоподачи дизеля с одно­плунжерным распределительным топливным насосом (ТНВД) с торцевым кулачко­вым при­водом плунжера показана на рисунке:...

Цепной или ременный привод ГРМ - что лучше?

Пожалуй, что этот вопрос входит в десятку самых философских вопросов автомобилестроения вместе с правым и левым рулем, дизелем и бензином, "механикой" и "автоматом". Наконец-то мы разложим для вас всё по полочкам.Сейчас ремню доверяют крупнейшие автопроизводители. Он ставится на большие V8 и V6 Vo...

Механика или автомат

У вас «механика»? — Это отличный выбор, недаром именно МКПП в нашей стране лидирует, несмотря на инновации автопрома. Реалии таковы, что запуск «с толкача», экономный расход топлива, доступная стоимость как самой коробки, так и ее ремонта, являются для наших автолюбителей весомым преимуществом. Асы...

Десмодромный привод клапанов

Десмодромным называется вид ГРМ, обеспечивающий непосредственное управление подъемом и опусканием клапанов, чем достигается их своевременное открытие и закрытие на всех оборотах коленчатого вала двигателя без их подвисания.Десмодромный привод клапанов – это привод который не только открывает, но и...

Замена натяжных шестерен двигателя ЗМЗ 409 на башмаки двигателя ЗМЗ 406.

При эксплуатации втулочных цепей, наилучшим устройством натяжения цепи для двигателя змз 409 является рычаг натяжения цепи со звездочкой на подшипнике качения. Минус этого устройства в том, что смазка открытых подшипников, особенно верхнего устройства натяжения, масляным туманом не достаточна, ударн...

Какой должна быть степень сжатия для 92 бензина?

Приблизительная таблица:✔ степень сжатия- 7-7,5 — 80 бензин✔ степень сжатия 8-9 — 92 бензин✔ степень сжатия 9-10 — 95 бензин✔ степень сжатия 10-11 — 98 бензин.Таблица условно верна для моторов без турбины и без изменяемых фаз. Наличие турбы требует снижен...

Как установить зажигание на ВАЗ 2106?

Правильно выставленное зажигание — залог правильной работы двигателя и его беспроблемного запуска. Кроме всего прочего, от момента зажигания зависит расх...

Как увеличить объем двигателя ВАЗ 2108 без расточки?

Замена стандартного коленчатого вала, на коленвал с увеличенным ходом.Стандартный ход поршня на двигателе ВАЗ 21083 составляет 71 мм. Са...