Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Крутящий момент двигателя что дает


Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

 Этот вопрос – одна из главных тем "холиваров" на автомобильных форумах. Оппоненты готовы порвать друг друга, приводя десятки аргументов. А ведь все просто: мощность — это и есть момент! Как так? Сейчас объясним.

В детстве многие люди постарше собирали фантики "Турбо", на них почти обязательно указывались мощность и максимальная скорость машины. Чем больше цифры, тем больше почтения модели авто. Похоже, так и продолжается до сих пор — лишние несколько лошадиных сил часто становятся решающим аргументом "за" или "против" какой-либо машины.

Но вот уже слышны голоса познавших дизельный Дзен о том, что важен только Крутящий Момент, да и подозрительно хорошая динамика более слабых бензиновых моторов со всякими турбинами или разными там системами VVT-i заставляет иногда водителей усомниться в верности принципа "чем мощнее, тем быстрее", а уж про налоги, которые почему-то зависят от мощности, и так все наслышаны.

Так что же такое мощность и как она связана с динамикой?

В паспортных характеристиках машины и на тех самых вкладышах "Турбо" указана максимальная мощность двигателя. Но что она дает машине? И как с ней связан крутящий момент? Постараемся объяснить максимально просто эту важную истину.

Крутящий момент, напомним, есть произведение силы на плечо рычага. А для двигателя — это сила, с которой вращается коленчатый вал двигателя. Измеряется обычно в ньютонах на метр или в килограмм-силах на метр.


График внешней характеристики двигателя

Собственно, момент возникает, если тормозить вращение коленчатого вала каким-то способом — гидротормозом, генератором или заставить тянуть машину. Именно так его и замеряют — тормозят сам двигатель или колеса машины гидротормозом. Для двигателя обычно указывается максимальный крутящий момент, который развивает мотор при полностью нажатой педали газа, с чьей помощью водитель как раз регулирует, какую часть момента может дать двигатель. Осталось понять, как этот самый момент изменяется. Крутящий момент зависит от величины оборотов двигателя и в начале невелик, потом растет до определенного момента, а затем падает. Почему же?


Пики и спады на графике

В реальной эксплуатации полный момент бывает нужен редко, как раз в тех случаях, когда вы прожимаете педаль газа в пол и надеетесь, что двигатель "вытянет", всё остальное время он меньше максимального на этих оборотах. Но мы уже знаем, что момент меняется не только под воздействием нажатия на педаль газа (механической или электронной), но и с оборотами. На различных оборотах процессы, происходящие в камере сгорания мотора, различны. Дополнительные системы, такие как наддув, системы регулировки фаз ГРМ и прочие, еще сильнее изменяют наполнение камеры сгорания, количество топлива и момент зажигания, и в результате качество и сила рабочего хода зависят от оборотов мотора. Даже если нет никаких систем электронного регулирования, всё равно количество воздуха, попадающего в цилиндр, количество оставшегося выхлопа и оптимальный угол опережения зажигания меняются с оборотами. На самых малых оборотах в цилиндре слишком много остаточных газов или слишком вероятна детонация, потому крутящий момент на малых оборотах обычно намного меньше максимального. На средних оборотах мотор "оживает" — за счет пульсаций во впускном трубопроводе больше воздуха поступает в цилиндры, меньше остаточных газов, потому и растет крутящий момент. Если у машины есть турбина или нагнетатель, то они начинают работать в полную силу. Но с ростом оборотов растут и механические потери на трение поршневых колец, трение и инерционные потери в ГРМ, на разогрев масла в подшипниках и т.д. и т.п., а качество рабочего процесса не улучшается или даже начинает падать. В результате на высоких оборотах момент начинает уменьшаться за счет возрастающих потерь. А у турбонаддувного двигателя в какой-то момент перестает хватать производительности турбины и момент тоже начинает снижаться. Теперь взглянем на график типичного атмосферного (то есть безнаддувного) мотора времен 90-х годов, где есть кривые не только момента, но и мощности.


А вот турбомотор схожего объема, у него момент в зоне средних оборотов ограничен электроникой, часто на пределе прочности цилиндро-поршневой группы, и график мощности тоже очень "гладкий". Хорошо заметно, на сколько выше у него мощность в начале и середине графика.


Обратите внимание именно на кривую мощности. Она круто идет вверх там, где момент большой, и почти не растет там, где он падает. Объяснение этому очень простое: Мощность это то, сколько работы может выполнить мотор за секунду. Для двигателя внутреннего сгорания мощность в киловаттах в каждой точке графика можно получить, умножив момент двигателя в ньютонах на число оборотов в минуту и разделив на 9549, то есть примерно так:


Следовательно, мощность мотора на любых оборотах зависит только от крутящего момента на этих оборотах, а максимальная мощность получается в точке, в которой момент уже уменьшается, но при этом произведение мощности и оборотов пока еще увеличивается. И чтобы увеличить максимальную мощность, можно просто увеличить момент на высоких оборотах или сделать так, чтобы он уменьшался не так быстро. Взгляните на типичный график высокооборотного мотора Honda — японцы поступили именно так.


Надеюсь, достаточно понятна точка зрения тех, кто говорит, что "мощность не важна — важен только момент"? Еще раз: мощность как таковая зависит напрямую от момента и сама по себе является математической, расчетной величиной, которую невозможно измерить отдельно от момента. Крутящий момент, по сути, отражает ту мощность, которая будет доступна на "неполных" оборотах двигателя, а просто при нажатии на газ при обгоне. И чем момента больше, тем лучше! Ведь и мощность на этих оборотах будет выше. А чем больше мощности, тем больше энергии можно придать машине, тем лучше динамика разгона. А максимальная мощность в первую очередь влияет на максимальную скорость машины. Ведь при правильно рассчитанных передаточных числах главной передачи и КПП получается, что максимальная скорость достигается тогда, когда затрачиваемая мощность будет равна мощности мотора. А мощность всех потерь как раз зависит от скорости движения, в первую очередь от сопротивления воздуха и сопротивления качению колес, и в какой-то момент она обязательно совпадет с мощностью мотора, именно эта скорость и будет максимальной. Бывают, конечно, просчеты, когда двигатель или не может развить обороты максимальной мощности, или уже "упирается" в ограничитель, но это бывает не так уж часто.

Дизельный момент

Теперь отвечу на типичный, но простой вопрос: "Почему на дизельных моторах традиционно большой крутящий момент, но при этом сравнительно с бензиновыми у них невысокая мощность?". Всё потому, что у дизеля ограничены рабочие обороты. Из-за высокой степени сжатия дизельных моторов и более медленно горящего топлива дизели хуже работают на больших оборотах, зато у них нет риска детонации, да и турбину можно поставить более эффективную и сложную из-за более низкой температуры газов на выпуске, так что можно подать очень много воздуха и топлива, и момент на малых оборотах получится очень большой. А иногда по мощности они даже будут не так уж далеки от турбонаддувных бензиновых, но момент будет не просто большим, а огромным. Для сравнения приведем характеристики двух трехлитровых моторов от современной BMW 5 series, где будет видно, что дизели эффективны в более низких оборотах. Дизель можно сделать мощнее бензинового мотора, но тогда и так большой момент будет больше еще на четверть, а это означает, что понадобится новая коробка передач и новые карданные валы, способные выдерживать такую мощность. Да и сам двигатель придется сделать еще прочнее и тяжелее. Или можно его "раскрутить", но тогда сложнее будет работать топливной аппаратуре, а допускать дымления и неполного сгорания топлива нельзя.


Так как же правильно разгоняться?

Тут важно уметь работать с коробкой передач. Для максимального разгона нужно переключаться так, чтобы обороты упали примерно на пик крутящего момента или выше него, но чтобы оставался запас по увеличению оборотов — разгон выше оборотов максимальной мощности будет идти медленнее. Идеальный вариант на гражданских машинах — разгон "от пика момента до пика мощности". Впрочем, обычно на современных моторах электроника просто не даст "перекрутить" мотор сильно выше пика мощности — это называется отсечкой. Можно попробовать представить себе это визуально. Посмотрите на график внешней скоростной характеристики. Мотор при разгоне должен как можно больше работать в зоне, где его мощность максимальна, то есть на высоких оборотах вблизи точки максимальной мощности. И при переключении передач попадать в зону с как можно большей достижимой мощностью. Внизу — графики мощности и момента уже знакомых нам атмосферного Honda Accord Type R и турбированного Saab 9-3. На графиках мы выделили диапазоны оборотов, в которых будет работать двигатель, если включить вторую или третью передачу на скорости около 50 км/ч. Чем больше площадь фигуры под кривой мощности, тем эффективнее разгон.


Если коробка умеет переключаться очень быстро, то идеальным случаем будет КПП с очень "короткой" первой передачей с большим-пребольшим передаточным числом для очень высокого момента. А кроме того, очень большим количеством передач "на все случаи жизни". Короткая первая позволит практически сразу со старта поднимать обороты до необходимых для уверенного разгона, а затем мотор всё время будет работать вблизи своего эффективного максимума. Есть одна проблема. К сожалению, таких коробок передач не бывает. Лучше всего была бы электрическая передача, но ее масса и невысокий КПД (то есть потери мощности при "пропускании" через такую трансмиссию) при мощности меньше нескольких тысяч киловатт делают ее применение нерациональным, если только на гибридах, как например на "Мицубиши Аутлендер PHEV". Казалось бы, есть почти идеальный вариатор, где передаточных чисел бесконечное множество, так как они меняются плавно. Но он тоже страдает низким КПД при больших передаточных отношениях и не умеет менять его очень быстро… И в итоге разгон не лучше, чем у других трансмиссий. Гидротрансформатор на традиционных АКПП еще хуже, но в сочетании с механической коробкой передач обеспечивает и надежность, и приличную скорость. А механические коробки и особенно "роботы", несмотря на неизбежные потери мощности на старте при трении дисков в сцеплении, всё равно оказываются быстрее всех! Нужно лишь очень много передач. Например, десять, как в новой версии коробки DSG. Впрочем, половина из них нужна не для разгона, а для экономичного движения, но об этом в другой раз.


Какой мотор предпочесть — с высоким моментом или высокой мощностью?

Если мощность двух моторов, между которыми вы выбираете, отличается не слишком значительно, то выбирайте более "моментный". Особенно если вы пользуетесь механической коробкой передач. Показатель максимального момента и мощности на промежуточных режимах в данном случае важнее. Если же двигаться приходится постоянно "на пределе", то более тяговитый мотор, да еще и более слабый, преимущества иметь не будет, посмотрите хотя бы на мотоциклы, высокооборотные, но не моментные легко выигрывают у более тяговитых низкооборотных. Но показатели надо оценивать в комплексе. Вернемся к нашим "пятеркам" BMW. Бензиновая 535i разгоняется до 100 км/ч за 5,6 секунды, а дизельная 530d — за 5,7, потому что мощность у бензиновой почти на 50 л.с. выше, причем это — турбонаддувный мотор с хорошей мощностью в зоне средних оборотов тоже и многоступенчатая АКПП, быстрая и современная. Мощности должно быть много, но не только на максимальных оборотах, а величина крутящего момента говорит нам именно о том, на сколько много мощности двигатель выдает при обычном движении. Насколько удобно ускоряться без переключений передач. И абсолютная величина крутящего момента говорит даже меньше, чем указание диапазона оборотов, на которых момент близок к своему максимуму и насколько близки эти обороты к оборотам максимальной мощности. И лучше всего с этим справляется график внешней скоростной характеристики. А вот сама величина момента не толкает вас, ведь у более моментного мотора просто будут другие передаточные числа главной передачи и на колесах будет ровно та же мощность.

<a href="http://polldaddy.com/poll/8627239/">Какой мотор предпочтете?</a>


Читайте также:


Мощность против крутящего момента - x-engineer.org

В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как рассчитывается мощность двигателя и что такое кривая крутящего момента и мощность . Кроме того, мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).

К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как усилие поворота , действующее на объект. Крутящий момент (вектор) является перекрестным произведением между силой (вектором) и расстоянием (скаляр). Расстояние, также называемое рычагом , измеряется между силой и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки колесного болта

Представьте, что вы хотите затянуть / ослабить болты колеса.Нажатие или вытягивание рукоятки гаечного ключа, соединенного с гайкой или болтом, создает крутящий момент (усилие поворота), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Крутящий момент T [Нм] является произведением силы F [N] и длины рычага a [м] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {T = F \ cdot a} \]

Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, длину рычага рычага, либо и то и другое.

Пример : Рассчитать крутящий момент, полученный на болте, если рычаг гаечного ключа имеет 0.25 м и приложенное усилие 100 Н (что приблизительно равно эквиваленту с силой толкания 10 кг )

\ [T = 100 \ cdot 0.25 = 25 \ text {Nm} \]

Тот же момент можно было получить, если рычаг рычага составлял 1 м , а сила только 25 Н .

Тот же принцип применим к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, приложенной к шатуну шатуна через шатун.

Изображение: крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом валу на каждом шатунном шатуне каждый раз, когда поршень находится в рабочем такте.Рычаг и в этом случае имеют радиус кривошипа (смещение) .

Величина силы F зависит от давления сгорания внутри цилиндра. Чем выше давление в цилиндре, тем выше усилие на коленвал, тем выше крутящий момент на выходе.

Изображение: функция расчета крутящего момента двигателя при давлении в цилиндре

Длина рычага рычага влияет на общий баланс двигателя . Слишком большое его увеличение может привести к дисбалансу двигателя, что приведет к увеличению сил в шейках коленчатого вала.

Пример : Рассчитать крутящий момент на коленчатом валу для двигателя со следующими параметрами:

Диаметр цилиндра, В [мм] 85
Давление в цилиндре, p [бар] 12
Смещение кривошипа, [мм] 62

Сначала рассчитаем площадь поршня (предполагая, что головка поршня плоская и ее диаметр равен диаметру отверстия цилиндра):

\ [A_p = \ frac {\ pi B ^ 2} {4} = \ frac {\ pi \ cdot 0.2 \]

Во-вторых, мы рассчитаем силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в N (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па, (Паскаль).

\ [F = p \ cdot A_p = 120000 \ cdot 0.0056745 = 680.94021 \ text {N} \]

Предполагая, что вся сила в поршне входит в шатун, крутящий момент рассчитывается как:

\ [T = F \ cdot a = 680.94021 \ cdot 0.062 = 42.218293 \ text {Nm} \]

Стандартная единица измерения крутящего момента составляет Н · м (Ньютон-метр).Особенно в США единица измерения крутящего момента двигателя составляет фунт-сила-фут (фут-фунтов). Преобразование между Н · м и фунтов / фут :

\ [\ begin {split}
1 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} & = 1.355818 \ text {N} \ cdot \ text {m} \\
1 \ text {N} \ cdot \ text {m} & = 0.7375621 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft}
\ end {split} \]

В нашем конкретном примере крутящий момент в имперских единицах (США):

\ [T = 42.218293 \ cdot 0.7375621 = 31.138615 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} \]

Крутящий момент T [N] также может быть выражен как функция от среднее эффективное давление двигателя.

\ [T = \ frac {p_ {me} V_d} {2 \ pi n_r} \]

, где:
p me [Па] - среднее эффективное давление
V d 3 ] - объем двигателя (объем)
n r [-] - число оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )

Определение мощности

В физике мощность - это работа, выполненная во времени, или, другими словами, , скорость выполнения работы .Во вращательных системах мощность P [Вт] является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад / с] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {P = T \ cdot \ omega} \]

Стандартная единица измерения для мощности - Вт, (Вт) и для скорости вращения - рад / с, (радиан в секунду). , Большинство производителей транспортных средств обеспечивают мощность двигателя в л.с. (мощность тормозной лошади) и скорость вращения в об / мин, (оборотов в минуту).Поэтому мы собираемся использовать формулы преобразования для скорости вращения и мощности.

Чтобы преобразовать об / мин в рад / с , мы используем:

\ [\ omega \ text {[rad / s]} = N \ text {[rpm]} \ cdot \ frac {\ pi} { 30} \]

Чтобы преобразовать рад / с в об / мин , мы используем:

\ [N \ text {[rpm]} = \ omega \ text {[rad / s]} \ cdot \ frac {30 } {\ pi} \]

Мощность двигателя также можно измерить в кВт, вместо Вт, для более компактного значения.Чтобы преобразовать из кВт в л.с. и обратно, мы используем:

\ [\ begin {split}
P \ text {[bhp]} & = 1.36 \ cdot P \ text {[kW]} \\
P \ text {[kW]} & = \ frac {P \ text {[bhp]}} {1.36}
\ end {split} \]

В некоторых случаях вы можете найти HP (лошадиная сила) вместо л.с. как единица измерения мощности.

Если скорость вращения измерена в об / мин , а крутящий момент - в Нм , формула для расчета мощности будет:

\ [\ begin {split}
P \ text {[kW]} & = \ frac {\ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000} \\
P \ text {[HP]} & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000}
\ end {split} \]

Пример . Рассчитайте мощность двигателя в кВт, и л.с. , если крутящий момент двигателя составляет 150 Нм , а частота вращения двигателя составляет 2800 об / мин, .

\ [\ begin {split}
P & = \ frac {\ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 44 \ text {kW} \\
P & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 59,8 \ text {HP}
\ end {split} \]

Динамометр двигателя

Частота вращения двигателя измеряется с помощью датчика на коленчатом валу (маховик).В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленвале с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий работы коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя с помощью датчика не является надежным методом. Также стоимость датчика крутящего момента довольно высока. Поэтому крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне скорости и нагрузки с использованием динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блок управления двигателем.

Изображение: схема динамометра двигателя

Динамометр - это в основном тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, создаваемую двигателем. Наиболее используемый и лучший тип динамометра - электрический динамометр . На самом деле это электрическая машина , которая может работать как генератор или двигатель . Изменяя момент нагрузки генератора, двигатель может быть переведен в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, когда двигатель отключен (без впрыска топлива), генератор может работать как электродвигатель для вращения двигателя. Таким образом можно измерить потери на трение и крутящий момент двигателя.

Для электрического динамометра ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор крепится через рычаг к тензодатчику . Чтобы уравновесить ротор, статор будет давить на датчик нагрузки. Крутящий момент T рассчитывается путем умножения силы F , измеренной в тензодатчике, на длину рычага a .

\ [T = F \ cdot a \]

Параметры двигателя: тормозной момент, мощность тормозной лошади (л.с.) или удельный расход топлива (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», поскольку для их измерения используется динамометр (тормоз) ,

Из теста двигателя динамометра вытекают карты крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенной частоте вращения двигателя и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карты крутящего момента для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

900 167 0
Двигатель
крутящего момента
[Нм]
Положение педали акселератора [%]
5 10 20 30 40 50 60 100
двигатель
оборотов
45 90 107 109 110 111 114 116
1300 60 105 132 133 134 136 136 136 138 141
1800 35 89 133 141 1 42 144 145 149
2300 19 70 133 147 148 150 151 155
2800 3 55 133 153 159 161 163 165
3300 0 41 126 152 161 165 171
3800 0 33 116 150 160 167 170 175
4300 0 26 110 155 169 176 180 184
4800 9008 4 0 18 106 155 174 179 185 190
5300 0 12 96 147 167 175 9007 9007 181 187
5800 0 4 84 136 161 170 175 183

0

0

72 120 145 153 159 171

Пример схемы мощности для двигателя с бензиновым зажиганием (SI) :

3800 3800 9004
Двигатель
мощность
[ HP]
Положение педали акселератора [%]
5 10 20 9 0084 30 40 50 60 100
Двигатель
оборотов
[об / мин]
800 58483 108383 9833 12 13 13 13 13
1300 11 19 24 25 25 25 26 26
1800 9 23 34 36 36 37 37 38
2300 6 23 44 48 48 49 49 51
2800 1 22 53 61 63 64 65 66
3300 0 19 59 71 76 78 78 80
3800 0 18 63 81 87 90 92 95
4300 0 16 67 95 103 108 110 113
4800 0 12 72 106 119 122 126 130
5300 0 9

72

111 126 132 137 141
5800 0 90 084 3 69 112 133 140 145 151
6300 0 0 65 108 130 137 143 153

Электронный модуль управления (ECM) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он рассчитывает (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя по текущей частоте вращения и нагрузке двигателя. В ECM нагрузка выражается в виде давления во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (с искровым зажиганием, SI) и времени впрыска или массы топлива для дизельных двигателей (с воспламенением от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки на основе температуры и давления воздуха на впуске.

При построении графика данных о крутящем моменте и мощности, функции частоты вращения двигателя и нагрузки, получаются следующие поверхности:

Изображение: поверхность крутящего момента двигателя SI

Изображение: поверхность мощности двигателя SI

Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.

Изображение: кривые крутящего момента двигателя

Изображение: кривые мощности двигателя

Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Как вы видели, крутящий момент и мощность двигателя Двигатель внутреннего сгорания зависит как от частоты вращения двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривой (кривые) при при полной нагрузке (положение педали акселератора 100%). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке подчеркивают максимальный крутящий момент и распределение мощности во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

Форма приведенных выше кривых крутящего момента и мощности не соответствует реальному двигателю, цель которого - объяснить основные параметры. Тем не менее, формы схожи с реальными характеристиками зажигания искры (бензин), впрыска порта, атмосферного двигателя.

Частота вращения двигателя N и [об / мин] характеризуется четырьмя основными моментами:

N мин. - минимальная стабильная частота вращения двигателя при полной нагрузке
N Tmax - это частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N Pmax - частота вращения двигателя при максимальной мощности двигателя; также называется номинальной частотой вращения двигателя
N макс. - это максимальная стабильная частота вращения двигателя

. При минимальной скорости двигатель должен работать плавно, без колебаний или остановок.Двигатель также должен позволять работать на максимальной скорости без каких-либо структурных повреждений.

Полный крутящий момент двигателя кривая T e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T 0 - крутящий момент двигателя при минимальной частоте вращения двигателя
T макс. - максимальный двигатель крутящий момент (максимальный крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T P - крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T M - крутящий момент двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

В зависимости от типа всасываемого воздуха (атмосферный или с турбонаддувом) максимальный крутящий момент может быть точкой или линией.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Мощность двигателя с полной нагрузкой кривая P e [HP] характеризуется четырьмя точками:

P 0 - мощность двигателя при минимальной частоте вращения двигателя
P макс. - максимальная мощность двигателя мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P T - мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P M - мощность двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

Область между минимальной частотой вращения двигателя N мин и максимальная частота вращения двигателя N Tmax называется нижним пределом зоны крутящего момента.Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше возможности запуска / ускорения автомобиля. Когда двигатель работает в этой области, при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и крушению двигателя . По этой причине эта область также называется нестабильной областью крутящего момента .

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N Pmax называется диапазоном мощности .Во время ускорения автомобиля для достижения наилучших характеристик переключение передач (вверх) должно выполняться при максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточного числа редуктора после переключения на выбранной передаче будет снижаться частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте, что обеспечит оптимальное ускорение. Переключение передач на максимальной мощности двигателя будет поддерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N max называется зоной крутящего момента верхнего сегмента .Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что выражается в более высокой максимальной скорости транспортного средства и лучшем ускорении на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N max , если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя снижается и выходной крутящий момент увеличивается, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется стабильной областью крутящего момента .

Ниже вы можете найти несколько примеров кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с воспламенением от сжатия) и от типа воздухозаборника (атмосферный или турбо (супер) заряженный).

Крутящий момент и мощность двигателя Honda 2.0 при полной нагрузке

9008 7
Архитектура цилиндров 4 в ряд

Изображение: Двигатель Honda 2.0 SI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
впрыск топлива клапанный порт
Воздухозаборник атмосферный
Время газораспределения переменное
T макс. [Нм] 190
N Tmax [об / мин] 4500
9 9013 9013 9013 [HP] 155
N Pmax [об / мин] 6000
N макс. [об / мин] 6800

Saab 2.Крутящий момент и мощность двигателя 0T при полной нагрузке

Архитектура цилиндров 4 in-line

Изображение: Двигатель Saab 2.0T SI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива клапанный порт
Воздухозаборник с турбонаддувом
ГРМ фиксированный
T макс. [Нм] 265
N Tmax [об / мин] 2500
P макс. 9013 P макс ] 175
N Pmax [об / мин] 5500
N макс. [об / мин] 6300

Audi 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя TFSI при полной нагрузке

9 0082
Архитектура цилиндров 4 в ряд

Изображение: Двигатель Audi 2.0 TFSI SI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1994
впрыск топлива прямой
воздухозаборник с турбонаддувом
ГРМ фиксированный
T макс. [Нм] 280
N Tmax [об / мин] 1800 - 5000
P макс. [HP] 200
N Pmax [об / мин] 5100 - 6000
N макс. [об / мин] 6500

Toyota 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя D-4D при полной нагрузке

Архитектура цилиндров 4 поточных

Изображение: Двигатель Toyota 2.0 CI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо дизель (ХИ)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник с турбонаддувом
ГРМ фиксированный
Т макс [Нм] 300
N Тмакс [об / мин] 2000 - 2800
[HP] 126
N Pmax [об / мин] 3600
N макс. [об / мин] 5200

Mercedes-Benz 1.8 Крутящий момент и мощность двигателя Kompressor при полной нагрузке

9000 9000 Время газораспределения
Архитектура цилиндров 4 поточных

Изображение: двигатель Mercedes Benz 1.8 Kompressor SI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1796
Впрыск топлива Клапанный порт
Воздухозаборник с наддувом
фиксированное
T макс. [Нм] 230
N Tmax [об / мин] 2800 - 4600
[ макс. HP] 156
N Pmax [об / мин] 5200 90 084
N макс. [об / мин] 6250

BMW 3.0 Крутящий момент и мощность двигателя TwinTurbo при полной нагрузке

Архитектура цилиндров 6 поточных

Изображение: Двигатель BMW 3.0 TwinTurbo SI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 2979
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник двухступенчатый
с турбонаддувом
ГРМ переменная
Т макс. [Нм] 400
N Тмакс [об / мин] 1300 - 5000
[HP] 306
N Pmax [об / мин] 580 0
N макс. [об / мин] 7000

Mazda 2.6 вращающий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Архитектура цилиндров 2 Wankel

Изображение: двигатель Mazda 2.6 SI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1308 (2616)
Впрыск топлива клапанный канал
Воздухозаборник атмосферный
клапан время фиксированное
T макс. [Нм] 211
N Tmax [об / мин] 5500
P макс. 9014 [HP] 231
N Pmax [об / мин] 8200
N макс. [об / мин] 9500

Porsche 3.6 крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

переменная
Архитектура цилиндров 6 flat

Изображение: двигатель Porsche 3.6 SI - кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 3600
Впрыск топлива клапанный канал
Воздухозаборник атмосферный
ГРМ
T макс. [Нм] 405
N Tmax [об / мин] 5500
P макс. [HP] 9833
N Pmax [об / мин] 7600
N 90 134 макс. [об / мин] 8400

Основные положения, которые следует учитывать в отношении мощности и крутящего момента двигателя:

Крутящий момент

    Крутящий момент
  • является компонентом мощности
  • Крутящий момент
  • можно увеличить, увеличив среднее эффективное давление двигателя или путем снижения потерь крутящего момента (трение, накачка)
  • , имеющий более низкий максимальный крутящий момент, распределенный по диапазону оборотов двигателя, его лучше с точки зрения тяги, чем имеющий более высокий максимальный момент крутящего момента
  • на нижнем конце крутящий момент очень важен для возможностей запуска транспортных средств.
  • Высокий крутящий момент выгоден в условиях бездорожья, когда транспортное средство эксплуатируется при больших уклонах дороги, но на низкой скорости

Мощность

    Мощность двигателя
  • зависит от обоих крутящих моментов и скорость
  • мощности может быть увеличена путем увеличения крутящего момента или частоты вращения двигателя
  • большая мощность важна для высокой скорости Чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость автомобиля.
  • Распределение мощности двигателя при полной нагрузке через диапазон оборотов двигателя влияет на ускорение транспортного средства на высоких скоростях
  • для достижения наилучших характеристик ускорения транспортного средства. должен работать в диапазоне мощностей, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментария ниже.

Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!

.

Крутящий момент и BHP объяснил | Как автомобиль работает

Большинство людей имеют представление о том, что двигатель Сила есть, но затуманиваешься именно то, что крутящий момент фигура представляет. На самом деле, многие автомобили, которые чувствуют мощные показывают эффекты сильного крутящего момента, а не высокой мощности вывод.

Измерение крутящего момента и мощности двигателя

Мощность двигателя измеряется путем запуска двигателя против нагрузки на динамометре.Тормозное усилие, необходимое для удержания двигателя на постоянной скорости на полном газу, дает крутящий момент. Затем можно рассчитать мощность путем умножения крутящего момента на частоту вращения двигателя.

Двигатель, который производит большой крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя будет расслабляться, чтобы ездить, потому что требуется меньше передач: двигатель крутящего момента часто достаточно, чтобы разогнать автомобиль, не переключаясь вниз. В крейсерская скорость - лоркскому двигателю не нужно будет очень быстро переворачиваться потому что он может тянуть на высокой передаче, что делает навсегда экономика.

Двигатели, которые вырабатывают много энергии для своего размера, обычно не производят так большой крутящий момент, и какой крутящий момент существует часто на более высоком двигателе скорость. Также вероятно, что двигатель будет производить полезный крутящий момент и мощность в меньшем диапазоне оборотов двигателя; эта узкая сила группа делает двигатель менее подходящий, чем двигатель с крутящим моментом или «ленивый» для таких работ, как буксировка, и машина будет меньше расслабляться, чтобы двигаться.

Типичные цифры

Довольно типичный двигатель для малолитражного автомобиля, скажем, мощностью 60 л.с. мощность) при 5000 об / мин.Тот же самый двигатель может быть настроен или изменен так, чтобы это дало 80 л.с. при 6000 об / мин. Но хотя мощность больше, максимальный крутящий момент может на самом деле быть меньше, а также происходит при более высоких оборотах двигателя. Будет меньший крутящий момент на низких и средних оборотах двигателя.

Другими словами, хотя автомобиль с настроенным двигателем будет иметь более высокую максимальная скорость, она будет ускоряться только лучше, пока используется коробка передач в полной мере, чтобы поддерживать скорость двигателя, предполагая, что передача осталась тем же.

На практике, сильно настроенный автомобиль почти наверняка должен быть по-разному, чтобы оставаться управляемым - шестерни должно быть более близко разнесены и в целом соотношение чуть ниже.

Измерение мощности

Обычная процедура испытания двигателя - запустить агрегат на «тормоз» или динамометр который измеряет крутящий момент в широком диапазоне скоростей, видя, как требуется большое тормозное усилие, чтобы двигатель работал на постоянной скорости на полной скорости дроссельная заслонка.

Крутящий момент, умноженный на частоту вращения двигателя, дает выходную мощность, называемую тормозом. мощность лошадиных сил (л.с.). Мощность, измеренная таким образом, с двигателем на испытательном стенде, составляет выражается как выходная мощность на маховик ,

Можно запустить машину на динамометре "покатой дороги", чтобы измерить Выходная мощность вместо ведущих колес. Это меньше, чем мощность на маховик из-за потерь на трение в машине передача инфекции система, но это дает более реалистичное представление о том, как автомобиль будет работать, поскольку он показывает, сколько сила достигает дороги.

Баланс крутящего момента / л.с.

Каждый разработчик двигателя должен учитывать баланс между мощностью и крутящий момент.Он может даже немного сдвинуть баланс с власти в сторону крутящий момент, если достаточное количество водителей поняли важность крутящего момента и обобщение, что сила против аэродинамического сопротивления определяет максимальную скорость, но крутящий момент против веса определяет ускорение.

Как машина ускоряется, сил кроме веса, такого как аэродинамическое сопротивление, прокатка сопротивление из шины и трение в двигателе и передачи, действуйте на него, чтобы попытаться противостоять этому ускорению. С определенной скоростью, эти силы сопротивления равны движущей силе автомобиля, или крутящему моменту, и нет избыток мощности оставлен для дальнейшего ускорения.

левередж

Изменения в передаче важны, если смотреть на мощность и крутящий момент, потому что шестерни действуют как множители крутящего момента.

Если первая передача имеет передаточное отношение 3: 1, это увеличивает крутящий момент двигателя вывод на три при передаче его на последнюю передачу. Точно так же окончательный передаточное отношение обычно около 3,5: 1, увеличивает крутящий момент от коробки передач тем самым снова.

Поэтому на первой передаче крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса, может быть примерно в десять раз больше, чем выходной крутящий момент двигателя, а скорость вращение уменьшится на аналогичный коэффициент.Это зацепление необходимо, потому что один из поршень Самым большим недостатком двигателя является его плохой крутящий момент на низкой скорости.

Кривые крутящего момента и мощности

Количество мощности, развиваемое двигателем, можно измерить на динамометре. и результаты нанесены на график. Здесь показаны типичные кривые для двигатель в том, что тюнер двигателя назвал бы «дорожной настройкой» и «быстрой дорожной настройкой» состояния.

Дорожная мелодия (рядом справа) - это компромисс между мощностью / крутящим моментом и топливо экономия, которую производитель автомобилей встраивает в типичный автомобильный двигатель, когда проектируя это.

Двигатель быстрой дорожной настройки (крайний справа) жертвует некоторой экономией топлива для увеличенная сила Количество крутящего момента в целом немного меньше, и максимальный крутящий момент возникает при более высоких оборотах. Такой двигатель развивает более топовый мощность, которая дала бы более высокую максимальную скорость, но уменьшил общий крутящий момент требует более высоких оборотов для той же выходной мощности и большего переключения передач - менее "ленивый" диск.

,

Что делает Torque в автомобиле?

Вы видели это много раз, когда читали спецификации нового автомобиля: количество крутящих моментов в футах, которые он издает. Ну, 2009 Нью-Йоркский автосалон только что произошел, и я читал краткий обзор нового Mercedes, который только что вышел:

369 футов крутящего момента, как говорится. (Это 500 Ньютон-метров, для вас, народность мкс / си.) Крутящий момент - это количество «силы поворота», которое у вас есть, почти так же, как вы поворачиваете гаечный ключ.369 футов фунтов означает, что если бы вы имели гаечный ключ длиной 1 фут и приложили усилие в 369 фунтов, перпендикулярное этому ключу, вы получили бы крутящий момент в 369 футов.

Ну, что это может сделать с машиной? Ответ: заставь его ускоряться! Спецификация крутящего момента, которую они дают, представляет собой максимальный крутящий момент для двигателя внутреннего сгорания , который обычно является более высоким значением, чем фактический крутящий момент на колесах. (См. Википедию для более подробной информации.)

Но этот крутящий момент может многое сказать о том, как быстро автомобиль может разогнаться.2 или (чаще), он может делать 0-60 миль в час примерно за 6,3 секунды. Хотите автомобиль, который может ускоряться быстрее? Вот что может помочь:

  • больше крутящего момента (дух),
  • легкая машина,
  • - нижний центр масс (ближе к оси колеса по высоте),
  • колес и шин большего диаметра,
  • и двигатель, который может выдавать этот большой крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя.

Хотите знать, какой уличный легковой автомобиль удерживает мировой рекорд? Этот Тигр Солнечного луча делает 0-60 миль в час в 2.6 секунд!

Так что да, это всего лишь прототип, и в теории он может сделать это за 2,3 секунды, но это довольно хорошо для некоторой физики реального мира, и теперь, надеюсь, когда кто-то хвастается вам о том, какой крутящий момент у их автомобиля, вы действительно узнают о чем они говорят!

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020