Что такое крутящий момент двигателя автомобиля и как его увеличить

Крутящий момент — откуда берется и что означает — Авто Мото Спец

В среде любителей авто очень часто возникают споры по поводу различных параметров двигателей, их мощности, объему, степени сжатия и крутящему моменту. Что же может представлять собой крутящий момент двигателя, и каким образом он взаимосвязан с таким параметром как мощность двигателя?

Не только интересно, но и полезно знать, как работают узлы автомобиля

Если вспомнить школьные уроки физики, то мощность двигателя определяет произведение силы на скорость для поступательного движения.

Обратите внимание

При этом применялись определенные коэффициенты, в зависимости от того какие единицы использовались для измерения.

Например, если тянуть груз, прилагая усилие в 12 кг со скоростью 1м/секунду, то мощность в данном случае будет составлять 12кгм/секунду и равняться 0,16 лошадиных силы.

Основное понятие

В Европе принято считать парижской лошадиной силой, которая равна 75 кгм/сек. В Англии и Америке все гораздо более запутанно фунтами и футами – там лошадиная сила равняется по европейским меркам 1,0139 л.с.

, что очень даже неплохо.

При таких показателях двигатели, установленные на космических кораблях, развивают тягу до 100 тонн, при этом скорость составляет, 12 км/сек, а, следовательно, мощность такого двигателя будет равняться 16 миллионам лошадиных сил!

В том случае если мощность определяется производной крутящего момента, а он имеет смысл только во время вращения.

Расчет крутящего момента двигателя будет равняться произведению действующей силы на плечо.

Если к рычагу с размером плеча в 1 метр приложить усилие равное 10 кг перпендикулярное плечу, то создастся крутящий момент, который будет равен 10 килограммометрам или 98 Нм – кто к каким единицам измерения привык, на частоту вращающегося вала при вращательном движении.

Остальное дело арифметики. Допустим если крутящий момент измерить на валу двигателя при 6000 оборотов в мин, и он будет составлять 10 кгм.

, то мощность такого двигателя составит 83,775 лошадиных силы или 61,6 кВт – еще одна единица измерения мощности, где 1 кВт равняется 1 европейской лошадиной силе по всему миру.

Крутящий момент на примере работы двигателя

Данная формула определения мощности двигателя применяется независимо от того какой это двигатель – электрический, газотурбинный или поршневой. Для арифметики это не имеет никакого значения. Крутящий момент будет равен F x R, где F – это момент силы, а R – крутящий момент.

Практическое применение

Так что же важнее для автомобилистов – мощность или крутящий момент? Очень часто от них можно слышать, что важнее тяговый момент, а мощность второстепенна.

Пример

Если, к примеру, взять небольшой малолитражный двигатель развивающий мощность 10 л.с. при 6000 об., то крутящий момент на маховике будет равен 11,7 Нм., или 1,2 кгм., Для того чтобы получить 100 Нм.

достаточно поставить понижающий редуктор, имеющий передаточное число 8,55, и результат на выходном валу достигнут. Не стоит пока вспоминать о неизбежной потере мощности в редукторе. Хотя мощность если отнять потери останется неизменной. Есть желание получить 1000 Нм.

? Используйте редуктор, имеющий передаточное число 85,5 – все дело заключается только в подборе шестеренчатых пар.

Однако следует учитывать, что при крутящем моменте 100 Нм на выходе из редуктора обороты снизятся и будут уже не 6000, а чуть более 700.

Важно

Это подтверждает одно из основных правил механики: выигрывая в силе, непременно проиграем в скорости.

Получить 1000 Нм можно и при 70 об. мин., но это будет слишком медленно.

А если сравнить?

Если автомобиль едет по ровной автостраде, имея постоянную скорость 100 кмч, то тяга двигателя в местах непосредственного контакта ведущих колес с поверхностью дороги в результате будет покрывать силу сопротивления воздуха и качения шин.

В данном случае если учесть аэродинамику, вес и давление в шинах она, к примеру, составит 54 кг. По другому – крутящий момент при радиусе качения колес 265 мм.

составит 140 Нм, с оборотами колес около 1000 в минуту и расходуемой мощности 1500 кгм/сек или 20 лошадиных сил.

Учитывая потери в трансмиссии – от маховика и до места контакта колеса с поверхностью, для такого движения требуется мощность двигателя около 22.5 лошадиных сил.

У разных двигателей разные конструкторские решения, выбор за потребителями

А если необходимо поехать со скоростью 200 кмчас? При увеличении скорости вдвое. Сил сопротивления возрастает в четыре раза – по квадрату. Другими словами это будет означать, что необходимая мощность увеличится в восемь раз – по кубу скорости (4х2). А значит, двигатель должен быть мощностью в 170-180 лошадиных сил на маховике.

Именно поэтому не каждый автомобиль способен развить скорость в 200 км/час. И это при равномерном движении.

Совет

В случае необходимости придания дополнительного ускорения или при движении на подъем, возникает потребность в дополнительной мощности.

Допустим, что те же 22,5 лошадиные силы со скоростью 100 км/час прибавить около 10 л.с для ускорения физического тела (ІІ закон Ньютона), то есть 50 л.с. естественно если последнее, то разгон будет более энергичным.

Как увеличить мощность двигателя

Из этого видно, что скорость автомобиля и его динамика напрямую зависят от мощности двигателя. Но как увеличить его мощность?

Если удерживать крутящий момент 11.7 Нм с высокой частотой вращения вала и довести его, допустим в том же малолитражном двигателе, до 12000 об.мин., то мощность двигателя увеличится в два раза и составит 20 лошадиных сил.

В данном случае действует соотношение, P=1/716,2 M x n в котором мощность двигателя определяет значение – Р.

, при его n мин-1, и крутящем моменте двигателя – М (кгм) при неизменных оборотах, а значение 1/716,2 это всего лишь коэффициент размерности.

К большому сожалению, осуществить повышение частоту вращения вала поршневых двигателей не так просто. Все детали испытывают большие нагрузки, такие как сила инерции, трение.

Если раскрутить вал двигателя с 6000 об/мин до 12000 об/мин, то в данном случае силы инерции, нагружающие детали возрастут в четыре раза.

В восьми цилиндровых двигателях Формулы 1, объемом всего 2,4 литра при достижении максимальной мощности на 19500 об. мин. силы инерции значительно превышают показатели 6000 об. мин. и вовсе не 3.25 раза.

Данное значение необходимо умножить на него же (3,25х3,25 = 10,5). В результате сила инерции при таких оборотах увеличится в 10,5 раз.

Трение движущихся деталей нарастает еще стремительней ( используя те же значения от 6 тыс.об. до 19500 об. мин.) оно возрастет в 35 раз. Значительное уменьшение необходимого количества поступающей в цилиндры двигателя топливовоздушной смеси, непременно приводит к падению крутящего момента.

Для каждого двигателя есть своя точка указывающая момент перегиба на кривой мощности определяемая по частоте вращения коленчатого вала.

И после этой точки мощность уже не будет повышаться, а наоборот будет падать. Не говоря уже о такой опасности, как возможность перекручивания двигателя нарастающими силами инерции с последующим разрушением.

Моменты, влияющие на мощность двигателя

Можно пойти и по пути увеличения крутящего момента. Здесь главное обеспечить принудительную подачу воздуха или наддув.

Если прокачивать через двигатель вдвое больше топливовоздушной смеси, то соответственно крутящий момент двигателя и мощность повысятся примерно в 2 раза при тех же оборотах.

Но в таком случае значительно возрастают тепловые нагрузки, и появляются новые задачи, требующие решения.

Обратите внимание

Для того чтобы полностью понять что влияет на мощность двигателя можно произвести в качестве примера подсчет мощности четырехтактного двигателя с одним цилиндром. По исходным данным диаметр поршня составляет 80 мм, а ход поршня 100 мм.

Обороты вала равны 3600 об/мин. Средний показатель индикаторного значения газов составляет 8 кг/см². Сила давления газов на поршень можно определить, если умножить значение площади днища поршня на величину индикаторного значения газов.

Расчет мощности

Днище поршня представлено в виде круга, с площадью равной постоянному значению – числу 3,14 (Пи) и помноженному на радиус в квадрате R2. В свою очередь радиус равен половине диаметра. В данном случае 40 мм. соответственно площадь днища поршня будет равняться примерно 50см².

(3.14х4²=50,24). Давление газов давящих на поршень высчитывается следующим образом: 8 кг/см² х 50 см² = 400 кг. Отсюда следует, что работа сделанная поршнем за каждый свой цикл при ходе 100 мм, или 0,1 м. составит 400 кг х 0,1 м = 40 кгм.

Вследствие, того что рабочий цикл четырехтактных двигателей совершается за два оборота вала, тот при частоте вращения 3600 об/мин количество циклов составит 3600: 2 = 1800 в минуту. В секунду это составит 1800: 60 = 30 полных циклов.

Мощность двигателя будет равна 40кгм х 30 = 1200 кгм/сек или 1200: 75 = 16 лошадиных сил.

Очень мощный двигатель. А нужен ли?

Мощность, которая развивается за счет газов внутри двигателя, называется индикаторной мощностью и определяется по соответствующей диаграмме выдающей свои значения на специальный прибор – индикатор. Определенная часть такой мощности затрачивается на преодоление возникающего в двигателе трения деталей кривошипно-шатунного механизма.

Конструкторские особенности двигателя

В результате, мощность двигателя, развиваемая на валу, будет меньше индикаторной примерно на 20-30 процентов.

При рассмотрении указанного случая эффективная мощность двигателя составит порядка 12-14 лошадиных сил.

Из этого следует, что мощность напрямую зависит от диаметра поршня, величины его хода, средних значений давления индикаторных газов и оборотов коленчатого вала за единицу времени.

Важно

Мощность возрастает с увеличением оборотов вала двигателя лишь до определенных значений, которые зависят от конструкции двигателя.

Это можно объяснить тем, что в связи с увеличением оборотов значительно увеличиваются потери механического характера, такие как трение, уменьшение индикаторного давления газов, наполняемость цилиндров топливной смесью. Наполняемость смесью уменьшается за счет возрастающего сопротивления ее прохождения в клапанах и сокращения продолжительности открытия впускных клапанов.

В производстве крутящий момент двигателей определяется при помощи специальных стендов, на которых характеризуется работа двигателя за один крутящий момент. Зная эти значения можно достаточно легко определить полезную мощность двигателя. Значения числа оборотов вала соответствующие максимальному моменту и мощности двигателя не совпадают.

В том случае если значения мощности развиваются при 2800-3600 об/мин, то максимальный крутящий момент двигателя, будет достигнут при 1400-2100 об/мин.

В случае полного открытия заслонки происходит подача топливной смеси в наибольшем объеме в цилиндры и среднее давление индикаторных газов достигнет своих максимальных величин, обеспечивая наибольший крутящий момент.

Экономичность двигателей

Характеризуется в основном удельным расходом топлива, а именно его временными показателями на одну лошадиную силу эффективной мощности в определенном режиме работы двигателя. Если, например двигатель развивает полезную мощность в 50 л.с. а расход топлива составляет 11 кг за час.

То удельный расход будет ссоставлять 11:50 = 0,22 кг/л.с.ч. Во многом экономичность ДВС зависит от его некоторых особенностей, например, от степени сжатия, режима работы, степени изношенности деталей поршневой группы.

Большое значение имеют также тепловой режим, зажигание и дорожные условия.

Параметры эластичности двигателя

Если еще раз взглянуть на кривую крутящего момента, то можно увидеть что она дает основную характеристику двигателю – это его эластичность.

В принципе у всех ДВС данная кривая не благоприятная – значительно хуже, чем у газотурбинных двигателей или электромоторов. Они дают наивысшие показатели крутящего момента при небольших оборотах, даже при остановке вала.

Примерно как лошадь, приостановилась, напряглась и вытащила телегу. Так с автомобильным двигателем не получится. Он сразу заглохнет.

График крутящего момента обычного ДВС смещенный влево от 1000 об/мин, как правило, не рисуют, так как двигатель попросту не может работать на оборотах которые ниже оборотов холостого хода. В то время у электромотора эти показатели значительно выше, и при возрастании нагрузки электромотор теряя обороты, увеличивает крутящий момент, оказывая сопротивление до конца.

Читайте также:  Как поменять опорный подшипник на автомобиле ваз 2110 самостоятельно

Так возникла идея создания гибридных двигателей, совмещающих в себе два элемента силовых агрегатов – внутреннего сгорания и электромотора.

В данном случае нагрузка распределяется в соответствии с возникшими потребностями. Электромотор принимает на себя нагрузку именно там, где возможности ДВС ограничены.

Выбирая мощность, задумайтесь: нужен ли дома гоночный автомобиль

Заключение!

Так что же все-таки является наиболее важным в двигателе – мощность или крутящий момент? Безусловно крутящий момент двигателя нужен в большом диапазоне оборотов вала. Даже при самой высокой частоте вращения, а это может означать только одно – важнее мощность.

Источник: http://AvtoMotoSpec.ru/poleznoe/chto-takoe-krutyashhij-moment-dvigatelya.html

Что такое крутящий момент двигателя и какие его показатели

Мало кто может в полной мере рассказать о том, что представляет собой крутящий момент силового агрегата. Редко кто из автолюбителей при покупке автомобиля обращает внимание на такой параметр. Многим достаточно узнать о количестве «лошадок» под капотом и числе ступеней в коробке переключения передач.

Однако, этот параметр является одним из самых важных для автомобиля. Мощность, максимальная скорость, ускорение, напрямую зависит не только от количества «лошадок», спрятанных под капотом, но и от того какой крутящий диапазон может развить ваш «стальной конь». Например, в гонках «Формулы-1» недостаток этого параметра вполне может стоить пилоту победы.

Вы когда-нибудь спрашивали себя о том, почему вы переключаете передачи при достижении стрелки тахометра в четыре тысячи оборотов в минуту? Задавали себе вопрос о том, почему при подъёме в гору необходимо понижать передачу для сохранения скорости движения автомобиля? Всё это необходимо для поддержания оптимального крутящего пика, так как если он упадёт до критического минимума, то автомобиль попросту заглохнет.

Зарождение крутящего момента

Итак, для того чтобы узнать, откуда всё-таки берётся это явление, нам, прежде всего, необходимо будет понять сам принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Весь процесс рассматривать не будем, так как для подобного параметра нам понадобится только то, что происходит в цилиндрах двигателя.

Сначала в цилиндр впрыскивается топливо-воздушная смесь (бензин либо дизельное топливо, смешанное с воздухом), воздух необходим для дальнейшего возгорания топливной жидкости в цилиндре. После чего поршень, находящийся внизу цилиндра, поднимается вверх, тем самым сжимая поступившую порцию топливо-воздушной смеси до максимально возможного предела.

Далее, в процесс работы подключается свеча зажигания. Подавая искру в цилиндр, свеча зажигает сжатую в нём поршнем топливо-воздушную смесь. В результате этих действий загоревшаяся смесь мгновенно нагревает остатки воздуха и само топливо. Из-за высокой температуры сжатая смесь резко расширяется, тем самым заставляя поршень вновь смещаться вниз по цилиндру.

Совет

Поршень, спускаясь в обратном направлении, используя при этом шатун и его шейку, заставляет вращаться коленчатый вал. Это и является проявлением этого эффекта в двигателе внутреннего сгорания. За один полный цикл (вверх и вниз) поршень заставляет коленчатый вал совершить один полный оборот вокруг своей оси.

Нажимая на педаль газа, вы увеличиваете объём одной порции топливо-воздушной смеси, подаваемой в цилиндр, тем самым заставляя поршень двигаться быстрее, который, в свою очередь, увеличивает скорость вращения коленчатого вала. Вот таким образом повышаются обороты и, соответственно, крутящий момент двигателя.

На что влияет этот параметр силового агрегата

Давайте, прежде всего, определим, что и отчего зависит в работе силового агрегата. Начнём с максимальной скорости автомобиля.

Максимальная скорость напрямую зависит от быстроты разгона машины. Чем быстрее автомобиль ускоряется, тем быстрее он достигнет своей максимально допустимой скорости. На ускорение, в свою очередь, влияет мощность силового агрегата.

Мощность машины − сила непостоянная и она регулируется количеством оборотов двигателя, чем выше обороты, тем выше будет мощность в этот отрезок времени. То с какой скоростью автомобиль будет увеличивать обороты напрямую зависит от количества вращений на этот промежуток времени.

А вот скорость набираемых оборотов, в свою очередь, уже напрямую зависит от крутящего момента. Ну а крутящий момент автомобиля имеет прямую зависимость от количества вращений, силового агрегата на этот промежуток времени.

Из всего этого мы видим, что явление описываемого нами параметра влияет на скорость разгона автомобиля, так как ускорение зависимо от мощности силового агрегата, а для того, чтобы быстро набрать полную мощность машине, требуется максимальный пик описываемого нами явления. Именно от этого явления зависит то, за какой промежуток времени ваш «стальной друг» разгонится от нуля до ста километров в час. Вот такой замкнутый круг получается в работе двигателя.

Как рассчитать крутящий момент

Крутящий момент на примере работы двигателя

Крутящий момент на примере работы двигателя

В физике расчёт крутящего момента производится по формуле:

M = F x R

F – это постоянно действующая сила, а R – плечо, к которому и приложена эта сила.

Но точно измерить наше явление в автомобиле по такой формуле невозможно из-за того, что сила, заставляющая поршень спускаться вниз по цилиндру, непостоянна.

При движении поршня вниз в цилиндре увеличивается свободное место, в результате чего сила, воздействующая на поршень, теряет свою мощность вплоть до полного исчезновения.

Также не обходится и без системы охлаждения цилиндров, от действия которой топливо-воздушная смесь быстро охлаждается и прекращает своё дальнейшее расширение. Трение поршня о стенки цилиндра тоже играет свою роль в его замедлении.

Обратите внимание

Поэтому этот параметр не рассчитывается в двигателях внутреннего сгорания, а определяется по количеству оборотов. Но не стоит думать, что крутящий момент будет постоянно расти вместе с увеличением оборотов.

Этот параметр начинает постепенно увеличиваться и достигает своего максимально возможного пика при трёх, четырёх тысячах оборотов в минуту, а максимально допустимое число оборотов при этом может составлять от семи до восьми тысяч.

Что же будет с моментом, когда число оборотов превысит четыре тысячи? Начнётся постепенное снижение этого параметра. Это можно увидеть на примере разгона автомобиля.

Многие замечали такой факт, что при старте машина разгоняется медленнее, но через небольшой промежуток времени скорость ускорения увеличивается, а затем снова начинает постепенно снижаться. Это, собственно, и является наглядным примером того, как работает крутящий момент двигателя.

Итак, теперь вы в полной мере знакомы с таким параметром, как крутящий момент. Зная самое важное по этой теме, вы легко станете первоклассным водителем и сможете совершать стремительные обгоны более медленных участников дорожного движения, автомобиль в ваших руках станет намного резвее. Вы будете приятно удивлены тем, какой потенциал скрывал в себе ваш «стальной конь».

Источник: http://AutoDriving.net/chto-takoe-krutyashhij-moment-dvigatelya-i-kakie-ego-pokazateli/

Что такое крутящий момент двигателя?

Механизмы, узлы или детали автомобиля, все вместе и каждый по отдельности, безусловно важны, но основным элементом конструкции конечно же является двигатель.

Анализ технических характеристик этого генератора движущей силы позволяет судить о том, насколько быстро авто набирает определенную скорость, как изменяются его тяговые и динамические возможности при увеличении его массы, езде в сложных дорожных условиях.

Важно

Базовые параметры двигателей внутреннего сгорания, бензиновых или дизельных, которые устанавливаются на абсолютное большинство современных легковых автомобилей, можно условно разбить на две группы.

Конструктивно заданные характеристики закладываются при проектировании и в процессе производства силового агрегата, являются неизменными в процессе эксплуатации:

  • тип двигателя (бензиновый или дизельный);
  • рабочий объем;
  • степень сжатия топливовоздушной смеси.

Показателями, характеризующими работу мотора или так называемыми рабочими параметрами, являются:

  • мощность;
  • крутящий момент;
  • удельный расход топлива.

Наибольший интерес вызывают параметры, от которых напрямую зависят динамические свойства автомобиля – это мощность и крутящий момент двигателя. Что же из себя представляют эти характеристики?

Что такое мощность двигателя

В официальных описаниях технических характеристик силовых агрегатов, параллельно с указанием мощности, обязательно приводится значение крутящего момента. Понятие мощности двигателя и понимание этого параметра, как правило, не вызывает сложностей – это физическая величина, характеризующая работу двигателя, выполняемую за единицу времени.

То есть, мощность показывает, как быстро сможет автомобиль, имеющий определенную массу, преодолеть заданное расстояние. Чем больше мощность, тем больше максимальная скорость при неизменной снаряженной массе.

Мощность измеряется в ваттах или киловаттах (кВт), а также в лошадиных силах. Стоит отметить, что «лошадиная сила» – это внесистемная единица измерения (1 лошадиная сила = 735,5 Вт или 1 кВт = 1,36 л. с.).

Что такое крутящий момент двигателя

Несколько по-иному обстоит ситуация с пониманием крутящего момента, но, зная основные законы физики и базовое устройство силового агрегата, можно без труда прояснить это понятие. Крутящий момент двигателя – это качественный показатель, характеризующий силу вращения коленчатого вала.

Этот параметр рассчитывается как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (расстояние от центральной оси вращения коленчатого вала до места крепления поршня (шатунной шейки)). Крутящий момент измеряется в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент на коленчатом валу, как следует из вышеприведенной формулы, зависит от силы давления газов на поршень, а также от рабочего объема двигателя и степени сжатия топливной смеси в цилиндрах.

Кстати сказать, значительно более высокий крутящий момент дизельных двигателей, по сравнению с аналогичными по объему бензиновыми моторами, объясняется чрезвычайно высокой степенью сжатия смеси дизельного топлива и воздуха в камерах сгорания (бензиновые — примерно 10:1, дизельные – около 20:1).

Высокий крутящий момент двигателя обеспечивает автомобилю отличную динамику разгона уже при низких оборотах вращения коленчатого вала, существенно увеличивает тяговые характеристики силового агрегата – повышает грузоподъемность авто и его проходимость.

Максимальное значение крутящего момента двигатель внутреннего сгорания достигает при определенных оборотах. У бензиновых моторов этот показатель более высокий, чем у «дизелей».

Мощность или крутящий момент — что важнее?

Если провести сравнительную оценку двух рабочих характеристик двигателя – мощности и крутящего момента, то очевидными становятся следующие факты:

  • крутящий момент на коленчатом валу – основной параметр, характеризующий работу силового агрегата;
  • мощность двигателя – это вторичная рабочая характеристика мотора, которая, по своей сути, является производной крутящего момента;
  • зависимость мощности от крутящего момента выражается отношением: Р = М*n, где Р – мощность, М – крутящий момент, n – количество оборотов коленчатого вала в минуту;
  • мощность двигателя линейно зависима от частоты вращения коленчатого вала: чем выше обороты, тем больше мощность мотора (естественно, до определенных пределов);
  • крутящий момент также увеличивается при повышении оборотов двигателя, но достигнув своего максимального значения (при определенной частоте вращения коленчатого вала), его показатели снижаются, независимо от дальнейшего увеличения оборотов (график зависимости крутящего момента от частоты вращения двигателя имеет вид перевернутой параболы).

Некоторые выводы

  • При оценке эксплуатационных параметров автомобиля и непосредственно рабочих характеристик его двигателя, величина крутящего момента обладает большим приоритетом, чем мощность.
  • Среди силовых агрегатов, имеющих схожие конструктивные и рабочие параметры, предпочтительнее выглядят те, у которых крутящий момент больше.
  • Для обеспечения наилучшей динамики разгона автомобиля и обеспечения оптимальных тяговых свойств двигателя, частоту вращения коленчатого вала нужно поддерживать в том диапазоне значений, при которых крутящий момент достигает своих пиковых показателей.

Изменение крутящего момента и динамика автомобиля

Чтобы обеспечить наилучшие динамические характеристики, автопроизводители стремятся устанавливать на автомобили силовые агрегаты, обладающие максимальным крутящим моментом в более широком диапазоне оборотов двигателя. Высокий крутящий момент характерен для дизельных силовых агрегатов, а также многоцилиндровых и турбированных моторов.

Чтобы правильно оценивать роль мощности и крутящего момента в формировании динамических характеристик автомобиля, нужно уяснить следующие факты:

  • автомобиль с более мощным, но не обладающим достаточным крутящим моментом двигателем, будет уступать в разгонной динамике авто с высоким крутящим моментом;
  • высокий крутящий момент, «подхватываемый» двигателем на низких оборотах, позволяет автомобилю ускоряться значительно эффективней;
  • максимально возможная скорость автомобиля напрямую зависит от мощности двигателя, а крутящий момент не влияет на этот показатель: автомобили, обладающие огромным крутящим моментом, могут развивать весьма скромную максимальную скорость; пример: спортивные болиды (небольшой крутящий момент на карданном валу и высокая скорость) или тяжелые внедорожники (внушительный крутящий момент и невысокая максимальная скорость).
Читайте также:  Устройство, принцип работы и тюнинг впускного коллектора

Независимо от мощности двигателя, разгонная динамика автомобиля, а также его способность «резво» преодолевать подъемы всецело зависят от величины максимального крутящего момента. Чем больший крутящий момент передается на ведущие колеса и чем шире диапазон оборотов двигателя, в котором он достигается, тем увереннее авто ускоряется и преодолевает сложные участки дороги.

Стоит заметить, что сравнение характеристик конструкционно идентичных, но имеющих разные крутящие моменты двигателей, имеет смысл только при одинаковых параметрах трансмиссии; коробки переключения передач должны обладать схожими передаточными отношениями. В противном случае, сравнивать крутящие моменты двигателей не имеет практического смысла.

Источник: https://v-mireauto.ru/chto-takoe-krutyashhij-moment-dvigatelya/

Безопасное вождение: крутящий момент двигателя

Как связана работа двигателя с безопасностью вождения? Что такое крутящий момент двигателя и как он влияет на безопасность? Для чего нужен тахометр? Каковы минусы автомата и режима D в автоматической коробке передач? Как правильно переключать передачи на «механике»? Почему опасно движение накатом? Можно ли включать нейтралку в движении? Почему опасно выжимать педаль сцепления при торможении? Почему правильно тормозить на механике при включенной передаче? На все эти часто задаваемые мне вопросы я дам ответы в этой и следующих статьях.

Если по-научному, то это произведение силы, приложенной к рычагу, и расстояния от оси вращения рычага до точки приложения силы. В физике это называется моментом силы, а в технике устоялось словосочетание «крутящий момент». Распространенная единица измерения – Н*м (ньютон на метр).

Теперь по-человечески 🙂 Крутящий момент двигателя – величина, демонстрирующая нам тяговые возможности мотора.

 Чем больше крутящий момент приходит от мотора на колеса автомобиля, тем больший груз может сдвинуть с места автомобиль и тем большее ускорение может развить.

Совет

 Отсюда ясно, что грузовики, тракторы, тягачи и бульдозеры, а также машины для спортивного вождения в первую очередь «заинтересованы» в большом крутящем моменте.

Крутящий момент, приходящий от двигателя на колеса, зависит не только от двигателя, но и от передаточных чисел главной пары и коробки передач: чем больше передаточные числа, тем больший крутящий момент передается на колеса при одном и том же крутящем моменте мотора и тем динамичнее автомобиль.

Лошади – ни при чем

Заметьте, про мощность мотора, которую принято измерять в лошадиных силах, я пока не написал ни слова.

 Хотя максимальная мощность считается основной характеристикой мотора и часто с удовольствием обсуждается автолюбителями, она имеет мало отношения к безопасности управления автомобилем и напрямую «отвечает» за максимальную скорость машины. Но часто ли нам в жизни приходится ездить на максималке?

На динамику разгона влияет много разных факторов, в частности, номер включенной передачи в коробке, и об этом мы еще поговорим. А если обсуждать характеристики именно двигателя, то вкратце все выглядит так: для максимальной скорости нужна мощность, для ускорения – крутящий момент.

Для чего нужен тахометр?

В любой «уважающей себя» машине есть такой прибор как тахометр. Для многих опытных водителей очевидно, о чём я сейчас напишу, но часто встречаются люди, которые вообще никогда не задумывались ни о наличии тахометра, ни о его предназначении.

Он обычно располагается рядом со спидометром и показывает, простите за выражение, частоту вращения коленчатого вала двигателя 🙂 Или на жаргоне это проще называют «обороты двигателя». Чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше топлива поступает в мотор и тем больше его обороты.

Соответственно, при разгоне стрелка тахометра движется вверх по шкале, при замедлении – вниз.

Как все это связано между собой? И какое отношение это имеет к безопасному вождению?

Тахометр и крутящий момент

Теперь самое интересное. Посмотрите на технические характеристики любого автомобиля, и вы увидите: в них указаны не просто мощность и крутящий момент, а максимальная мощность и максимальный крутящий момент. Стало быть, бывают еще и не максимальная мощность и не максимальный крутящий момент…

Эти вопросы мы подробно разбираем на эксклюзивном курсе нашей школы «курс MBA для водителя: Мастерство Вождения Автомобиля», где я часто задаю студентам вопрос: «Предположим, мощность вашего авто – 200 л.с.

Всегда ли вы имеете под капотом эти 200 лошадей?» В ответ я обычно слышу либо «не знаю», либо «всегда». Причем ответ «всегда» аргументируется так: «Ну ведь в паспорте написано, что мощность равна 200 л. с.

Обратите внимание

, значит, она у меня есть всегда».

Ответ неверный. Обратимся к техническим характеристикам, например, Honda Accord VII 2.4. Вот что там написано:

  • максимальная мощность: 190 л.с. при 6800 об/мин
  • максимальный крутящий момент: 220 Н*м при 4500 об/мин

Мотор развивает максимальные мощность и момент не всегда, а только когда стрелка тахометра показывает определенные значения, в случае с Honda Accord, 6800 об/мин! И максимальный крутящий момент – при показании стрелкой 4500 об/мин.

Отсюда первый вывод: максимальная мощность и максимальный крутящий момент зависят от оборотов двигателя.

Опасность высоких оборотов — миф

И отсюда же второй вывод. Многие из моих учеников и просто знакомых рассказывают, что инструкторы в автошколах очень не любят, когда мотор ревёт, и, ругаясь, заставляют переключаться на повышенную передачу. Якобы, движение на высоких оборотах вредно и разрушительно для мотора, снижается его ресурс и т.п. Друзья мои, это миф!

Сами посудите, производитель заложил в характеристики мотора возможность и, порой, необходимость движения на средних и высоких оборотах вплоть до того, когда стрелка тахометра «ложится» на красную зону.

И без этого невозможно достичь ни максимального крутящего момента, ни максимальной мощности.

Как думаете, у кого больший авторитет в этом вопросе: у инструктора из местной автошколы или у мирового производителя автомобилей?

Максимальное ускорение – на высоких оборотах

Идем дальше и посмотрим на график – так называемую внешнюю скоростную характеристику – для той же Honda Accord VII 2.4:

Как видно из графика, максимальная мощность «находится» в конце шкалы тахометра, возле его красной зоны – 6800 об/мин. Выходит, наши 190 лошадей машина выдает только в те самые «ужасные» моменты, когда мотор ревет, а тахометр зашкаливает 🙂 В остальные 99% времени езды вы используете лишь какую-то часть его мощности.

Что касается крутящего момента, то он имеет форму горба, и его зона максимума находится в районе 3000-5000 об/мин.

Какой в этом практический смысл? При показаниях тахометра ниже 3000 об/мин движок тянет не ахти как, а в районе 2000 и ниже – не тянет вообще и очень страдает, если в эти, по-настоящему для него ужасные, моменты водитель от него что-то требует.

И самое интересное, это актуально для большинства бензиновых моторов – ниже 3000 двигатель тянет плохо! У зоны ниже 3000 есть и свой плюс: низкий расход топлива.

Два режима работы двигателя

И тогда мы можем условно разделить тахометр на 2 зоны:

Экономичная зона: 2000-3500 об/мин. На рисунке отмечена зеленым. В этой зоне мотор потребляет мало топлива и плохо ускоряется.

Скоростная зона: 3500 об/мин и выше. На рисунке отмечена желтым. В этой зоне мотор необычно прожорлив, но ускорение выдает что надо – максимальное.

Обратите внимание на еще одну зону – красную: туда стрелке тахометра лучше вообще никогда не попадать, поскольку это будет уже разрушительно для двигателя. Но не стоит волноваться: в современных машинах на заводе устанавливают ограничитель оборотов, который не позволяет стрелке зайти в красную зону.

Все приведенные показания тахометра в целом актуальны для атмосферных бензиновых моторов. У турбированных моторов максимум момента начинается при более низких оборотах: 2000-2500 об/мин. А у дизелей вся картинка мощности и момента смещена влево, в зону более низких оборотов. То есть у дизелей все выглядит точно так же, только минус 1000 об/мин.

Безопасное вождение, крутящий момент и тахометр

И теперь переходим к самой сути вопроса. Как связана безопасность вождения с крутящим моментом и, тем более, с тахометром? Очень просто. Безопасность вождения означает возможность совершить маневр, который позволил бы избежать ДТП. А маневров может быть три:

1. Изменение направления движения (действия рулем);

2. Торможение:

  • торможение рабочим тормозом (нажатие на педаль тормоза)
  • торможение двигателем (отпускание педали газа)

3. Ускорение (нажатие на педаль газа)

Руль и тормоз: всегда готовы!

Если сцепление шин с дорогой хорошее, изменить направление движения мы можем всегда, поскольку руль по умолчанию находится в «боевом» состоянии. Повернули руль – повернул и автомобиль. Аналогичная ситуация с торможением: педаль тормоза всегда готова к работе. Нажали – затормозили.

Педаль газа часто дремлет

А с педалью газа дело обстоит куда сложнее. Автомобиль не всегда хорошо реагирует на действия педалью газа, а только в зоне максимального крутящего момента, то есть в зоне средних и высоких показаний тахометра. Совершить маневр ускорения или торможения двигателем мы можем, только в тот удачный и счастливый момент, когда стрелка тахометра показывает не ниже 3000 об/мин.

Получается, руль и педаль тормоза в машине готовы к маневру всегда, а педаль газа – не всегда, а только при показаниях тахометра не ниже 3000 об/мин.

И если дорожная ситуация возможно (возможно! Мы ведь не можем заранее знать исход событий на 100%, а можем только прогнозировать) потребует от вас активных действий педалью газа, вам следует заблаговременно повысить обороты двигателя до 3500 об/мин или выше.

Безопасность вождения — максимальный крутящий момент

Уверен, теперь вам понятна связь между тахометром, крутящим моментом двигателя и безопасностью вождения 🙂

Итак, чтобы сохранить безопасность вождения и быть готовым к маневру, нужно повысить обороты двигателя до «желтой», скоростной зоны тахометра. Как это сделать? Очень просто – включить пониженную передачу.

Важно

Если у вас механическая коробка передач, то, без вариантов, делаете это сами. Если же у вас «автомат», идеально, если вы тоже переключите передачу заранее сами, с помощью режима ручного переключения.

Зачем в ручном режиме? Об этом читайте в статье «Безопасное вождение: минусы автомата».

Для чего нужна коробка передач?

Как становится ясно из написанного выше, двигатель дорожного автомобиля работает по-разному при разных оборотах. На «низах» потребляет мало топлива и плохо тянет, на «верхах» тянет хорошо, но и аппетитом обладает куда большим.

Значит, нам нужно управлять оборотами мотора, чтобы получать от него нужную отдачу в зависимости от дорожной ситуации. Как это сделать? Очень просто: переключать передачи.

 Именно для этого в любой машине есть коробка передач: для регулировки оборотов двигателя, и ни для чего больше!

Сами посудите, в большинстве современных машин, кроме малолитражек, II передача обеспечивает разгон до 90 км/ч. А что такое 90 км/ч? Это средняя скорость движения на скоростных трассах. Да, есть любители погонять по 140-150 км/ч, но их меньше, и с такими скоростями может справиться уже III передача.

Однако те же современные коробки делаются пяти-, шести- а то и семиступенчатыми. Вопрос: зачем нужны IV, V и VI передачи, если можно управиться первыми тремя? Как раз для того, чтобы ехать с теми же скоростями, но при более низких оборотах двигателя и с большей экономичностью.

А зачем на II передаче разгоняться до 90 км/ч, если можно обойтись экономичной VI передачей? Как раз для работы мотора на высоких обороах и возможности интенсивного ускорения.

Читайте также:  Замена сцепления и вилки на автомобиле газель своими руками

Вот и вся наука! Именно поэтому правильно пользоваться тахометром при выборе передачи, а не чем-то еще. Потому что переключаем передачи мы именно для изменения оборотов двигателя, чтобы на любой скорости удерживать обороты двигателя в экономичной зоне и иметь при этом достаточный крутящий момент и тягу.

В следующих статьях я напишу также о том, как правильно переключать передачи, как правильно тормозить на механике и почему опасно движение накатом.

Продолжение следует…

Источник: https://kaminsky.su/blog/bezopasnoe-vozhdenie-krutyashhij-moment-dvigatelya

Увеличение мощности автомобильного двигателя своими руками

Каждый автовладелец рано или поздно задумывается о повышении мощности мотора своего железного коня. Кто-то увлекается тюнингом и хотел бы стать обладателем мощного и оригинального автомобиля, а кому-то необходимо увеличение мощности двигателя по причине нехватки мощности от небольшого по объему мотора.

На сегодняшний день существуют различные варианты увеличения мощности силового агрегата. В этой статье мы расскажем вам как увеличить мощность двигателя.

Что нам дает увеличение мощности

В первую очередь хотелось бы разобраться в том, что такое мощность и на какие показатели влияет крутящий момент двигателя.

Крутящий момент двигателя – это характеристика, которая определяет силу вращения коленчатого вала, и повышается при увеличении оборотов силового агрегата. Мощность показывает, насколько стремительно автомобиль преодолеет определенный путь, и линейно зависит от частоты вращения коленчатого вала.

Многие автовладельцы ошибочно полагают, что мощность является самым важным показателем, так как она непосредственно влияет на динамику автомобиля, то есть скорость его разгона. Однако большинство специалистов сходятся во мнении, что лошадиные силы в большей степени влияют на максимальную скорость и на показатель интенсивности разгона при загруженности автомобиля.

А вот именно крутящий момент двигателя отвечает за динамику автомобиля и скорость разгона. Поэтому при увеличении мощности силового агрегата вам необходимо одновременно улучшать показатель лошадиных сил и крутящий момент двигателя.

Совет

Существует множество различных способов увеличения мощности автомобиля. Все их можно условно разделить на:

  1. установку дополнительных спортивных запчастей;
  2. глубокий инженерный тюнинг.

Расскажем более подробно как увеличить мощность двигателя и не уменьшить, при этом, надежность силового агрегата.

Популярные разновидности тюнинга

  • Установка модернизированной выхлопной системы

Использовав прямоток или же спортивный вариант выхлопа, вы сможете получить около 10-30 дополнительных лошадиных сил в зависимости от конкретной модификации двигателя.

Одним из преимуществ установки модернизированной выхлопной системы является не только простота проводимой работы, но и полное сохранение ресурса двигателя.

Вам лишь необходимо будет правильно подобрать оптимальный вариант выхлопа и грамотно провести все ремонтные работы.

Это еще один популярный способ увеличения мощности, который подразумевает использование нового блока управления двигателем. Установка чипа позволяет увеличить мощность двигателя за счет перепрограммирования работы силового агрегата, что в свою очередь, в зависимости от конкретной программы тюнинга позволяет получить 10-20 процентов прироста лошадиных сил.

Чип-тюнинг отличается простотой работ и имеет доступную стоимость. В то же время необходимо правильно рассчитать увеличившиеся показатели крутящего момента. Помните, что такое серьезное увеличение динамических показателей может привести к существенному снижению надежности.

  • Установка турбонадува на атмосферный двигатель

Этот способ является достаточно дорогим и технически сложным видом тюнинга, который позволяет получить ощутимый прирост тяговых и динамических характеристик двигателя.

В данном случае автовладельцу или же мастеру, который выполняет ремонт, необходимо правильно подобрать тип нагнетателя, рассчитать мощность мотора, определить показатели давления турбины, определиться со степенью форсирования мотора, доработать впускные и выпускные коллекторы и перепрограммировать программу управления двигателем. Использование небольших по своим показателям давления турбин, и грамотная переборка мотора позволит увеличить мощность двигателя практически без потери его эксплуатационного ресурса.

Однако многие автовладельцы гонятся за максимально возможным увеличением лошадиных сил.

Обратите внимание

Неудивительно, что моторы, которые изначально были рассчитаны на 200-250 лошадиных сил, после установки турбонаддува, увеличивающего этот показатель до отметки в 400 лошадиных сил и более, быстро ломаются и требуют капитального ремонта.

Поэтому если вы решаетесь на такой достаточно сложный вид тюнинга, вам необходимо просчитать желаемую мощность силового агрегата, и уже исходя из полученных цифр, осуществлять подбор используемых запасных частей.

Радикальным способом увеличения мощности автомобильного мотора может стать замена двигателя на более мощную модификацию. В том случае, если конструкция конкретного автомобиля позволяет установить в подкапотное пространство более мощный мотор, то куда проще выполнить данную работу, нежели чем пытаться выжать дополнительные лошади из базового мотора.

В то же время автовладелец должен понимать, что в данном случае на одной лишь замене мотора ограничиться будет невозможно. Вполне возможно, что вам придется менять шруз, выхлопную систему, элементы подвески и перенастраивать передаточные числа в коробке передач. Все это неизменно усложняет проводимую замену силового агрегата.

Инженерный тюнинг подразумевает глубокую доработку силового агрегата, что позволяет без значительного уменьшения эксплуатационного ресурса мотора получить солидное увеличение мощности. В данном случае необходимо вскрывать мотор и производить замену турбины (если таковая имеется), дроссельной заслонки, распредвала, клапанной группы, коленвала, поршней и много другого.

Как вы можете понять, такое увеличение мощности автомобильного мотора будет иметь достаточно высокую стоимость, а выполнять все работы должен исключительно профессиональный специалист, который сможет правильно рассчитать мощность модернизированного мотора. Только так вы сможете гарантировать улучшение динамических показателей автомобиля и сохраните эксплуатационный ресурс силового агрегата.

В настоящее время в продаже можно найти уже готовые тюнинг комплекты, которые предназначены для конкретного двигателя и позволяют получить необходимый прирост мощности. Использование таких уже готовых комплектов позволяет увеличить мощность двигателя, упрощает выполнение данных работ и повышает надежность мотора.

Доработка системы впуска воздуха позволит вам получить до 10 дополнительных лошадиных сил. В данном случае вы можете обойтись установкой воздушного фильтра нулевого сопротивления или же полной заменой имеющейся штатной системы впуска.

Важно

В первом случае работы не представляют сложности, что позволяет выполнить их самостоятельно. Если же вы полностью меняете систему впуска, то в данном случае необходимо использовать тюнинг комплекты, которые подходят под конкретный автомобиль.

Помните, что необходим правильный подход к выполнению этой работы, в противном случае, неграмотным вмешательством вы лишь навредите мотору, снизите его ресурс и поспособствуете появлению серьезных поломок силового агрегата.

  • Использование спортивных свечей зажигания позволит вам не только получить прибавку в несколько дополнительных лошадиных сил, но и улучшит работу силового агрегата в целом.
  • Можем также порекомендовать вам использовать модернизированные спортивные катушки и высококачественные высоковольтные провода, что также позволит получить небольшое увеличение мощности. Все эти работы вы сможете выполнить самостоятельно, не прибегая к услугам профессионалов.

Автор статьи – Павел Кардаш

Источник: https://dvigatels.ru/uhod/uvelichenie-moschnosti-dvigatelya.html

Как повысить крутящий момент?

В физике крутящий момент или момент сил — это векторная величина, равная произведению действующей силы на рычаг, измеряется она в Ньютон-метрах.

Для того,чтобы увеличить эту величину, необходимо либо повышать силу, либо увеличивать плечо приложения силы.  Проще всего увеличить силу, но надёжности от этого не прибавится.  Повысить силу можно только одним методом. Для этого необходимо увеличить давление в цилиндре в момент сгорания топлива.

Для бензиновых двигателей эта величина составляет около 40 атмосфер,при степени сжатия в 9.5, а компрессии 11 атмосфер.  Атмосфер – несистемная физическая величина, которая измеряется в килограммах, делённых  на  сантиметр квадратный.

  Увеличить давление можно двумя путями: первый – увеличить массу рабочей смеси.  Второй — уменьшив площадь камеры сгорания и поршня. Итак, первый метод.  Для того, чтобы увеличить массу  рабочей смеси, а это воздух и бензин, необходимо сделать следующие действия.

1 увеличить впускные клапаны или поставить клапаны другой формы, и убрать лишние наплавления внутри головки двигателя.

2 сместить фазы  впуска и выпуска топлива, для этого необходимо поставить другой распределительный вал.  

И, наконец,самый эффективный метод-установка нагнетателей : турбина или компрессор дадут намного больший прирост мощности и крутящего момента .

Совет

Второй метод. Уменьшение камеры сгорания, то есть увеличение степени сжатия даёт повышение крутящего момента. Этот метод используется в дизельных двигателях. Именно поэтому у дизеля больший крутящий момент. При этом придется использовать топливо с большим октановым числом, иначе детонации вам не избежать.  Достичь это можно несколькими способами.

Можно поставить удлинённые шатуны

или снять несколько миллиметров с блока двигателя. Уменьшение площади поршня приводит к уменьшению рабочего объема двигателя, в результате чего уменьшается масса воздушно — топливной смеси. А значит, будет сгорать меньше топлива, и мощности будет меньше.

Все эти методы имеют два  существенных недостатка – увеличение расхода топлива и уменьшение ресурса двигателя.

Безболезненный метод заключается  в увеличении рычага. Этого можно достичь благодаря увеличению коленвала. Необходимо установить коленвал с большим выносом  шатунной шейки.

В результате, сила, которая действует со стороны поршня через шатун на коленвал, будет прилагаться к большему плечу, а значит, момент будет больше. При этом увеличивается объем двигателя и не изменится диаметр  цилиндра.  Этот метод самый дешевый из всех.

Ресурс двигателя не изменяется, а расход топлива остаётся таким как раньше или даже уменьшается. Недостатком является уменьшение максимальных оборотов двигателя. Максимальные обороты двигателя упадут не больше чем на тысячу.

Иногда это 200 об/мин иногда 300 в зависимости от того, какой коленвал будет установлен. Если вы не гонщик, то разницы  в оборотах вы не заметите.

Источник: http://ukrautoportal.com/news/blog/advice/1373-kak-povysit-krutyaschiy-moment.html

Как увеличить крутящий момент двигателя

Как увеличить крутящий момент двигателя? Крутящий момент — важнейшая характеристика транспортного средств, которым показывается то, насколько быстро двигатель набирает максимальную мощность. Часто многие автолюбители сталкиваются с желанием добиться увеличения значения данной характеристики.

Это желание осуществимо и чтобы воплотить его можно использовать несколько путей.

Для увеличения крутящего момента двигателя вам потребуются запасные части (впускные клапаны, турбонагнетатели и прочие), токарный станок.Первый способ состоит в турбировании мотора.

Благодаря этому апгрейду воздух внутрь двигателя будет поступать не с тактом, а нагнетаться турбиной.

Обратите внимание

Турбина является насосом, которым воздух закачивается в двигатель, приводя к увеличению объема рабочей смеси в цилиндре.

Приобретя такой турбонагнетатель, его надо закрепить на выхлопном коллекторе мотора. Если вы приобрели механический нагнетатель, его следует закрепить на коленчатом вале, так как турбины данного типа применяют для работы энергию силового агрегата.

Другой, более дешевый метод, как увеличить крутящий момент двигателя, заключается в применении впускного клапана имеющего больший диаметр. Сначала вам надо выбрать клапан, с требуемой пропускной способностью.

Далее его надо подготовить для установки, подогнать размеры к размерам мотора, возможно, потребуются токарные станки по металлу и удостоверится что он посажен герметично. Помните, что этот метод является индивидуальным для каждой модели авто, поэтому надо экспериментировать, конечно, не выходя за пределы разумного.

Еще есть способ, как увеличить крутящий момент двигателя — состоит в подъеме рабочего объема. Вам следует заменить коленвал на другой с увеличенным ходом или установить поршни, имеющие больший диаметр, а лучше использовать оба варианта.

Также можно пользоваться поршнями, с меньшим весом, благодаря которым можно уменьшить нагрузку на коленвал. После проведенных манипуляций с заменой узлов двигателя не забывайте про тщательную регулировку зажигания и подачу смеси топлива и воздуха. Это делается путем прошивки ЭБУ для инжекторных двигателей или настройкой карбюратора.

Кроме того есть более быстрый метод увеличить крутящий момент мотора который называют чип-тюнинг.

Если на авто имеется электронный блок управления, вам понадобиться помощь специалистов, которые либо вытащат процессор, которым управляется двигатель вашего авто и перепрограммируют его, или просто заменят его другим.

Как увеличить крутящий момент двигателя мы рассказали, удачи!

Источник: https://sochi-avto-remont.ru/kak-uvelichit-krutyashhij-moment-dvigatelya/

Ссылка на основную публикацию