Что означает крутящий момент двигателя: Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

Такой подход хорошо иллюстрирует распространенное выражение среди продавцов автомобилей в США. Как они говорят, продавать машины помогают «лошади», то есть мощность, при этом двигает автомобиль вперед крутящий момент. Далее мы подробно рассмотрим, что такое крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, а также взглянем на зависимость характеристик мощности двигателя, крутящего момента и разгонной динамики.

Содержание статьи

Мощность и крутящий момент ДВС

Для большинства рядовых автолюбителей понятие о показателе максимальной мощности и крутящего момента сводится к тому, что чем больше мощность, тем больше окажется и крутящего момента, а также более мощный двигатель всегда лучше. При этом чёткое понимание указанных характеристик мотора у многих отсутствует.

Смятение в этот лагерь также внесло растущее число «дизелистов», среди которых намного больше внимания уделяется именно кутящему моменту, а не мощности дизельного мотора. Также следует упомянуть и о турбомоторах, которые могут разгонять автомобиль намного быстрее, хотя мощность самого ДВС с наддувом заметно уступает атмосферным аналогам с намного более внушительным количеством «лошадей» под капотом. Получается, мощнее, но не всегда динамичнее и быстрее? Давайте разбираться, почему так происходит и чем «моментная» характеристика отличается от «мощностной».

Как мощность двигателя и крутящий момент влияют на разгон автомобиля

Как уже было сказано, в технических характеристиках указывается максимальная мощность двигателя и крутящий момент. Итак, крутящий момент представляет собой силу вращения коленвала  ДВС. Измеряется крутящий момент в ньютон-метрах. Также моментная характеристика может быть выражена в килограмм-силах на метр. Крутящий момент возникает тогда, когда свободно вращающийся коленвал начинают тормозить.

Другими словами, на коленвал подается нагрузка, которая заставляет двигать автомобиль.  Отметим, что крутящий момент имеет прямую зависимость от числа оборотов двигателя. Для двигателей внутреннего сгорания характерной особенностью является то, что на низких оборотах крутящий момент небольшой, затем наблюдается рост момента параллельно росту оборотов силового агрегата, далее происходит спад момента, хотя обороты остаются высокими. Обратите внимание, в характеристиках указывается максимальная мощность двигателя, например, 150 л.с. при 6000 об/мин. При этом максимальный крутящий момент указан на отметке 3500-3700 об/мин.

Так происходит по причине того, что на разных оборотах в камере сгорания происходят разные процессы, что отражается на эффективности наполнения цилиндров, качестве сгорания топливно-воздушной смеси, вентиляции цилиндров и т.д. Другими словами, количество воздуха на впуске, угол опережения зажигания, объем отработавших газов и ряд других параметров меняется в зависимости от числа оборотов коленвала. По этой причине каждому водителю бензиновой машины с малообъемным атмосферным мотором хорошо знакома ситуация, когда на «низах» при езде на высокой передаче двигатель не тянет, то есть крутящий момент очень мал.

Нажатие на педаль газа и поднятие оборотов до средних значений приводит к тому, что эффективность наполнения воздухом на впуске растет, топливно-воздушная смесь сгорает более полноценно, цилиндры лучше вентилируются. Результатом становится то, что крутящий момент растет.  Добавим, что турбомоторы в среднем диапазоне оборотов полностью преодолевают эффект турбоямы, после чего у двигателя возникает желаемый подхват. Дело в том, что поток отработавших газов после раскручивания двигателя начинает эффективно вращать крыльчатку турбокомпрессора для подачи большего количества воздуха в цилиндры.

Дальнейший рост оборотов вызывает то, что в двигателе существенно растут механические потери. К таким потерям следует отнести трение поршневых колец о стенки цилиндров, а также различные инерционные потери в других узлах и механизмах двигателя. В результате КПД мотора падает, энергия начинает расходоваться на преодоление таких потерь в условии езды на приближенных к максимальным оборотах.  Закономерно, что крутящий момент начинает уменьшаться с учетом растущих нагрузок. Турбомоторы также теряют отдачу, так как сам турбонагнетатель не обеспечивает должную производительность на максимальных оборотах.

Если сказать иначе, мощность двигателя означает количество работы, которую агрегат способен выполнить за определенный промежуток времени. Мощность ДВС измеряется в киловаттах (кВт) и напрямую зависит от показателя крутящего момента на конкретных оборотах. Не вдаваясь в подробности, мощность является расчетной величиной и не измеряется отдельно от кутящего момента. Что касается максимальной мощности, такая мощность представляет собой условную точку начала уменьшения крутящего момента, но произведение мощности и оборотов еще не стремится к увеличению. С учетом данной информации становится понятно, что такое полка крутящего момента, которая часто отображается на графиках. Под такой полкой следует понимать диапазон оборотов, на которых постоянно доступен максимум крутящего момента.

Простыми словами, крутящий момент и есть мощность двигателя, которая будет доступна на разных оборотах мотора. Этой фактической мощностью, а не разрекламированной маркетологами «максималкой», водители каждый день пользуются во время обгонов и резких ускорений. Вот и получается, что ездим мы на крутящем моменте, а не на максимальной мощности, оценивая динамику разгона на том или ином двигателе. 

Что касается самой максимальной мощности, от данного показателя зависит, прежде всего, та максимальная скорость, с которой способен двигаться автомобиль. Максимальная скорость становится доступной в том случае, когда расходуемая мощность равна мощности ДВС. При этом для определения «максималки» конструкторами учитывается ряд потерь на инерцию и трение, сопротивление потокам воздуха и качению колес. Если проще, от запаса мощности зависит способность мотора преодолевать растущие потери и сопротивление, что и позволяет агрегату разогнать автомобиль только до определенного предела и далее поддерживать набранную скорость.

Крутящий момент дизельного двигателя

Особенностью дизельных двигателей сравнительно с бензиновыми аналогами является более высокий крутящий момент и меньшая мощность. Дело в том, что дизельные моторы имеют суженный диапазон оборотов. Это связано с конструктивными отличиями таких моторов (ход поршня), а также более высокой степенью сжатия и спецификой процесса сгорания дизтоплива.

Другими словами, дизель изначально не приспособлен для работы на высоких оборотах. Следовательно, агрегат не так хорошо раскручивается. Параллельно с этим температура выхлопа у дизельного двигателя ниже по сравнению с бензиновым, а также на «низах» моторы на солярке не так склонны к детонации.  В результате конструкторы смогли установить сложные и максимально эффективные системы турбонаддува именно на дизель.

Благодаря таким особенностям крутящий момент дизельного двигателя на низких оборотах намного выше аналогичных атмосферных или тубированных бензиновых ДВС. Поднимать мощность такого агрегата не имеет смысла, так как уверенная тяга на низах, высокий КПД и топливная экономичность полностью перекрывают небольшое отставание дизелей по показателю мощности и максимальной скорости.

Добавим, что потенциал дизеля позволяет сделать его даже мощнее бензиновых собратьев, но это приведет к существенному удорожанию и утяжелению всей конструкции двигателя. Также понадобится доработка системы питания дизельного мотора и установка более выносливой КПП, которая будет способна выдерживать просто огромный крутящий момент. Не следует забывать и об экологических нормах, для соответствия которым мощные дизели потребуют серьезной модернизации. Получается, поднимать мощность дизеля сегодня попросту нецелесообразно.

Подведем итоги

Если вы столкнулись с возможностью выбрать автомобиль с незначительно отличающимися по характеристикам двигателями, тогда оптимально выбирать агрегат с большим крутящим моментом. Данное правило особенно актуально для машин с МКПП. Например, производитель может выпускать одну и ту же модель, которая получает ДВС с рабочим объемом 1.8 литра (140 л.с.) и 2.0 (155 л.с.). Также следует учитывать и упомянутую выше полку крутящего момента, то есть зависимость мощности и крутящего момента от оборотов двигателя.

Лучшим вариантом двигателя будет тот, когда мотор выходит на пик момента не на определенных оборотах, а в максимально широком диапазоне. Например, простой атмосферный двигатель может иметь пик крутящего момента на 3500 об/мин, в то время как его продвинутый высокотехнологичный аналог с турбиной выходит на пик момента уже при 1500 об/мин, сохраняя «ровную» полку до 4500 об/мин. Это значит, что в первом случае для уверенного разгона мотор нужно крутить, удерживать ДВС на оборотах максимального момента, а также чаще переключать передачи вниз при возникновении нагрузок. Во втором случае максимум крутящего момента будет доступен водителю в широком диапазоне оборотов, что позволяет эффективно ускоряться и справляться с меняющимися нагрузками без частого переключения передачи на пониженную. Другими словами, доступность высокого крутящего момента в расширенном диапазоне фактически означает, что и мощности почти всегда достаточно.

Указанные особенности разных ДВС и умение справляться с нагрузками определяют следующий показатель, который известен как эластичность двигателя. Под эластичностью мотора следует понимать способность агрегата набирать обороты и разгонять автомобиль в условиях растущей нагрузки без переключения передачи на пониженную.

Различные силовые установки тестируются на эластичность путем анализа тяги и разгона с 60 до 100 км/ч при движении на четвёртой передаче или ускорения с 80 до 120 км/ч на включенной пятой передаче. По этой причине малообъемный высокофорсированный двигатель, который имеет отличный подхват на низких оборотах и широкую полку момента, покажет себя отличным вариантом для города. Именно в городском цикле, то есть в условиях умеренных скоростей и режимов ускорение-замедление, потенциала такого ДВС более чем достаточно. При этом следует учитывать, что на более высокой скорости в режиме трассы подобный агрегат может не обеспечить уверенного обгона, уступив в этом плане простому атмосферному двигателю с большим крутящим моментом и мощностью.

Читайте также

Что такое крутящий момент электродвигателя

Одним из важных параметров электродвигателя, который так же важен при его выборе, является крутящий момент. Эта величина определяется произведением приложенной к плечу рычага силы и зависит исключительно от степени нагрузки. Если в двигателях внутреннего сгорания данную нагрузку задаётся коленчатым валом, то асинхронные электродвигатели получают величину крутящего момента от токов возбуждения. При этом величина этого момента будет зависеть от скорости вращающегося в магнитном поле статора устройства, называемого ротор. В зависимости от периода и способа определения, крутящий момент разделяют на:

• статический (пусковой) – минимальный момент холостого хода;
• промежуточный – развивает значение при работе двигателя от 0 величины оборотов до максимального значения в номинальной величине напряжения;
• максимальный – развивающийся при эксплуатации двигателя;
• номинальный – соответствует номинальным значениям мощности и оборотов.

Для вычисления величины крутящего момента, определяющегося в «кгм» (килограмм на метр) или «Нм» (ньютон на метр), многие электротехнические пособия предлагают специальные формулы, учитывающие кроме основного действия вращающегося магнитного поля ряд всевозможных факторов, например:

• напряжения сети;
• величину индуктивного и активного сопротивления;
• зависимость от увеличения скольжения.

Но, рост скольжения не всегда приносит высокий момент. Зачастую, при достижении критических значений, наблюдается его резкое снижение. Такое явление обозначается как опрокидывающий момент. Одним из устройств, стабилизирующих скорость вращения ротора, а значит и величину момента кручения является частотный преобразователь, применение которого сейчас очень распространено во всех сферах, где от контроля работы двигателя зависит и успешность выполнения множественных производственных задач.

Выбираем электродвигатель по крутящему моменту

Для выбора, требуемого к выполнению тех или иных задач электродвигателя, берут в учёт практически все его характеристики, начиная от показателей мощности и заканчивая массогабаритными параметрами. Каждый из элементов по-своему важен в решении нюансов. Не меньшее значение припадает и на крутящий момент. Благодаря тому, что момент кручения напрямую связан с оборотами в соотношении: чем больше сами обороты, тем меньше будет момент, выбор электродвигателя будет исходить из следующих нюансов:

• из скоростных требований. В этом случае, более полезным будет выбор двигателя по малому моменту для работающих со слабыми усилиями и на большой скорости, и со средними либо высокими показателями моментов пуска для работающих в усиленных режимах. На малых скоростях;
• по пусковым напряжениям. Здесь учитывается первичное усилие, например, для управления лифтом следует подбирать двигатели высокого пускового момента, способного поднимать большие грузы со старта. Хотя, многие статьи про электродвигатели рекомендуют так же применять устройства плавного пуска, умеющие обезопасить от нежелательных перегрузов.

Стоит помнить, что выбор осуществляется не по одному из показателей, даже при ориентировании относительно крутящего момента, ведь каждый из показателей ориентируется по рабочей предрасположенности электротехнического приводного устройства и его рабочих нагрузок в статистических и динамических эксплуатационных условиях, задаваемых самим предприятием.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

От чего зависит крутящий момент двигателя автомобиля

Традиционно мы привыкли оценивать ходовые характеристики автомобилей мощностью двигателя, выраженной в лошадиных силах либо киловаттах. Однако в обычном ритме движения двигатель не нагружается на полную мощность. Максимальная мощность, отражаемая в технических характеристиках двигателей автомобилей, достигается при оборотах около 4000 об./минуту в дизельных и около 6000 об./минуту для бензиновых авто.

В случаях, когда необходимо придать автомобилю заметное ускорение, например, во время обгона, мы часто встречаемся с ситуацией, когда не получаем реальной отдачи от движка даже максимально утопив педаль акселератора. Именно в таких случаях на приемистость двигателя в первую очередь влияет крутящий момент, а не его максимальная мощность.

Крутящий момент двигателя: формула расчета

Согласно физическому определению крутящий момент М есть произведение силы F на длину плеча рычага L, куда эта сила приложена:

М = F * L

Сила F измеряется в ньютонах, длина  – в метрах. Таким образом, момент силы  —  в ньютон на метр.

Применительно к двигателям внутреннего сгорания  (ДВС) сила, выработанная в рабочем объеме  при сгорании топливно-воздушной смеси, давит на поршень, который передает свое усилие кривошипно-шатунному механизму коленвала. Именно длина рычага кривошипа учитывается при расчете крутящего момента. Именно он является определяющей характеристикой при оценке параметров динамического разгона автомобиля.

Видео — мощность и крутящий момент двигателя: что это такое с примерами

Максимальный крутящий момент двигателя в технических характеристиках всегда указывается совместно с величиной оборотов двигателя, при которых он может быть достигнут. В этом смысле различают низкооборотные и высокооборотные двигатели. К низкооборотным относятся, в большинстве, дизельные двигатели. Они могут «выстрелить» при движении с оборотами от 2000 до 3000 в минуту. Бензиновые двигатели обычно показывают максимальный крутящий момент при более высоких оборотах – от 4500 об./минуту.

Бензиновые высокооборотные двигатели достигают большой мощности за счет того, что им подвластны обороты до 8.000 об./минуту и более. Низкооборотные дизельные двигатели способны при меньшей мощности достигать максимальный крутящий момент на более малых оборотах (вплоть до 2.000), поэтому в динамике движения и обгона в городском ритме нисколько не уступают  бензиновым.

Для любителей математических вычислений полезна формула расчета мощности двигателя, исходя из его максимального крутящего момента:

Р = М * n / 9549 [килоВатт]

Здесь Р – мощность двигателя в килоВаттах, М – максимальный крутящий момент, n – количество оборотов двигателя.

Для перевода мощности Р в привычные лошадиные силы можно полученную величину умножить на 1,36.

Некоторые производители указывают величину номинального крутящего момента, определяемую на холостых оборотах двигателя.

Зависимости вращающего момента и мощности ДВС от частоты оборотов

В большинстве случаев зависимости величины крутящего момента и мощности двигателя от количества оборотов имеют такой вид, как на графике 1:

Из графика зависимости видно, что при малых оборотах крутящий момент небольшой, по мере их увеличения он достигает максимума 178 ньютон на метр при величине оборотов около 4500 в минуту, затем начинает падать. Вместе с тем мощность, пропорциональная произведению количества оборотов на крутящий момент до 5500 оборотов в минуту продолжает увеличиваться вплоть до 124 лошадиных сил, как на примере, затем после значительного уменьшения крутящего момента, также падает.

Физически это объяснить нетрудно. На малых оборотах в область сгорания в единицу времени поступает незначительное количество топливно-воздушной смеси, соответственно, сила, воздействующая на поршни, обеспечивающие крутящий момент, небольшие. При увеличении оборотов сгорание больше, крутящий момент увеличивается. Его уменьшение при дальнейшем увеличении оборотов связано с:

• увеличивающимися потерями мощности на трение механизмов двигателя;
• инерционными потерями;
• кислородным голоданием двигателя.

Современные двигатели с турбонаддувом обеспечивают поступление топливно-воздушной смеси в полном объеме и на малых оборотах, кроме этого имеют отлаженную систему электронного регулирования. За счет этого характеристика крутящего момента на различных оборотах более равномерная, как показано на графике 2:

Из графика видно, что высокий крутящий момент обеспечивается на низких оборотах вплоть до 2000 об./минуту и не сильно уменьшается до 5500 об./минуту.

Высокооборотные двигатели позволяют увеличить мощность за счет увеличения количества оборотов до 7.000 – 8.000 в минуту и более, как показано на графике 3:

Как видно из графиков, мощность двигателя является зависимой от крутящего момента и количества оборотов двигателя величиной. Приобретая автомобиль, желательно ознакомиться с динамическими характеристиками двигателя, зависимостью крутящего момента от величины оборотов.

Если вы желаете комфортно передвигаться в городском ритме движения, совершая уверенные обгоны и перестроения, лучше приобрести автомобиль с низкооборотным двигателем либо турбонаддувом. В том случае, если вы любитель погонять с ветерком на автобане, подходит вариант высокооборотного движка.

Видео — крутящий момент, мощность и обороты ДВС:

Как его увеличить и в каких случаях это оправдано

Первоначально крутящий момент определяется на этапе конструкторской разработки двигателя внутреннего сгорания. Существенно увеличить эту характеристику можно, разве что при конструктивных изменениях ДВС. В практике специальных мастерских такой метод увеличения крутящего момента называется форсирование двигателя. Он заключается в увеличении компрессии за счет изменения геометрии поршневой группы, замене штатных форсунок, увеличения воздухозабора, других конструктивных решениях.

Более доступный способ увеличения крутящего момента – коррекция топливной карты с помощью чипования блока управления. Существенного увеличения крутящего момента (более 20%) при чиповании ожидать не следует, но такой метод менее дорогостоящий, не требует конструктивных изменений.

В любом случае, увеличение крутящего момента значительно уменьшает ресурс двигателя, так как все механические нагрузки на узлы двигателя рассчитаны, исходя из крутящего момента, определенного производителем. Их увеличение может вызвать преждевременный износ деталей.

Если вы пока не планируете участвовать на своем авто в соревнованиях по дрифтингу, дрэг-рейсингу и другим экстремальным видам автомобильных состязаний, лучше отложить идею увеличения крутящего момента до тех времен, когда участие в таких соревнованиях будет для вас реальной целью.

Читайте про то, как работает круиз-контроль на механике и какие особенности он имеет.

А в ЭТОЙ СТАТЬЕ узнаете как правильно демонтировать сигнализацию на машине.

Как восстановить работу https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/obogreva-zadnego-stekla.html обогрева заднего стекла автомобиля.

Видео — что важнее мощность или крутящий момент:

Я много читал о крутящем моменте. Что это значит?

BMW M5 2018 может похвастаться мощностью 600 лошадиных сил и максимальным крутящим моментом 553 фунт-фут.

Джейсон Чир

Я покупаю машину, и меня поражает весь жаргон в рекламе. Но я действительно не понимаю крутящего момента. Что это такое и почему меня это должно волновать? — Alex

Задолго до того, как Рикардо Монтальбан мурлыкал о мягкости коринфской кожи, автомобильные компании использовали фальшивые модные словечки. Но крутящий момент не входит в их число.

«Крутящий момент — это не выдумка, — сказал Роберт Карвел, старший менеджер Power Information Network в J.D. Power Canada. «Люди понимают, что такое мощность, но крутящий момент понимают меньше».

История продолжается под рекламой

Оба измеряют мощность двигателя. Крутящий момент измеряет силу вращения двигателя, а мощность в лошадиных силах — его мощность. Крутящий момент — это сила, приложенная на расстоянии. Он измеряется в фунт-футах (или в метрических ньютон-метрах).

Например, подумайте о том, чтобы попытаться снять гайки с колеса, чтобы заменить плоскую.Если вам нужно приложить 10 фунтов силы, чтобы надавить на гаечный ключ длиной в фут, чтобы ослабить их, это 10 фунт-фут крутящего момента (и эти гайки должны быть затянуты сильнее).

Так что же заводит вашу машину? Коленчатый вал двигателя и, в конечном итоге, колеса.

А мощность какая? Мощность — это количество силы за определенный промежуток времени. Это показатель того, сколько работы может сделать ваш двигатель.

Чтобы рассчитать это, вы умножаете крутящий момент на частоту вращения двигателя. И чтобы получить количество лошадиных сил, измерение, изобретенное Джеймсом Ваттом для продажи паровых двигателей, показывающее, сколько лошадей они могут заменить, затем делится на 5252 — по математическим причинам.

Крутящий момент, создаваемый двигателем, изменяется к моменту его передачи на колеса. Некоторые теряются по пути.

Но в основном это усиливается трансмиссией, точно так же, как более длинный гаечный ключ позволяет создавать больший крутящий момент на гайке с проушиной.

История продолжается под рекламой

«Различные автомобили будут иметь разные передаточные числа и разные стратегии управления переключением передач, которые будут влиять на то, какой крутящий момент достигает колес во время ускорения», — Дженнифер Бауман, доцент инженерного факультета Университета Макмастера. — говорится в электронном письме.

Итак, какое число — крутящий момент или мощность — имеет значение на дороге? Хороший вопрос — и тот, который часто обсуждается.

«У вас не может быть лошадиных сил без крутящего момента», — сказал Джейсон Фенске из Engineering Explained в видео на YouTube. «Но самая важная цифра, если вы смотрите на то, насколько быстро … автомобиль [сможет] разгоняться — какой будет его максимальная скорость — это зависит от мощности».

Существует множество аналогий в понимании этих двух. Распространенный из них: «Лошадиная сила — это скорость, с которой вы ударяетесь о стену, крутящий момент — это то, как далеко вы уносите стену с собой.«Технически это неправильно.

«Лошадиная сила — хороший показатель того, насколько быстро вы ударяетесь о стену, но крутящий момент больше похож на то, сколько лошадиных сил вы имеете на один оборот коленчатого вала непосредственно перед тем, как вы врезаетесь в стену», — пишет Шон Мюррей из Motorhub.

Производители автомобилей обычно дают вам цифры для максимального крутящего момента и максимальной мощности, но они предоставляются при определенной частоте вращения двигателя.

История продолжается под рекламой

Например, производительный седан BMW M5 развивает мощность 600 л.с. при 5,700–6600 р.вечера. и 553 фунт-фут максимального крутящего момента при 1800-5700 об / мин. Электродвигатели развивают максимальный крутящий момент при 0 об / мин.

«Более высокий крутящий момент при более низких оборотах в минуту. означает, что у вас намного больше лошадиных сил при более низких оборотах, что упрощает буксировку вещей с места. Обычно так оснащаются грузовики », — сказал Мюррей. «Высокий крутящий момент при более высоких оборотах. означает больше мощности, когда вы уже на ходу, что обычно приводит к более высокой максимальной скорости. Так устроены спортивные автомобили ».

Итак, какие числа вам следует искать? «Если вы просто смотрите на легкий компактный седан, вам может не понадобиться большой крутящий момент», — сказал Карвел.

«Если четырехцилиндровый газовый двигатель может производить 150 фунт-фут крутящего момента и 170 л.с. — ему не нужно большое крутящее усилие для запуска, поэтому он может передавать этот крутящий момент с очень высокой скоростью», — говорит Карвель. сказал.

И, в конечном счете, поскольку трансмиссия играет такую ​​большую роль, эти значения максимального крутящего момента и мощности сами по себе могут не рассказать вам о многом, сказал Бауман.

«Как покупателю лучше сравнивать характеристики, которые важны для вас, а не только крутящий момент или мощность двигателя», — сказал Бауман.«Например, я предлагаю посмотреть на скорость 0-60 миль в час. время разгона и максимальная буксировочная способность ».

История продолжается под рекламой

Есть вопросы по вождению? Отправьте его на [email protected] . Канада — большая страна, поэтому дайте нам знать, где вы находитесь, чтобы мы могли найти ответ для вашего города и провинции.

Подпишитесь на еженедельную рассылку Drive , которая бесплатно доставляется на ваш почтовый ящик. Следуйте за нами в Instagram, @globedrive .

Крутящий момент двигателя — обзор

5 НАСТРОЙКА ИЗМЕРЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ И ИССЛЕДОВАННЫЕ РАБОЧИЕ ТОЧКИ

На основе технических характеристик серийного производства турбонагнетателя испытательного двигателя был создан прототип турбонагнетателя, включающий описанную бесконтактную систему определения крутящего момента на валу. Стандартный серийный турбонагнетатель был заменен прототипом. Компрессор и турбина не изменились. Следовательно, что касается согласования двигателя и турбонагнетателя, двигатель может безопасно эксплуатироваться в полном рабочем диапазоне.

Кроме того, поскольку был доступен частично программируемый ЭБУ, определенными условиями рабочих точек можно было управлять независимо, например фазы газораспределения, которая использовалась для организации специальных вариаций параметров для детального исследования взаимодействия между двигателем внутреннего сгорания и системой наддува.

Для измерений крутящего момента вала турбины турбонагнетателя с временным разрешением использовалась частота регистрации более 100 кГц. С помощью DFT был исследован спектр измеряемого сигнала на предмет его ширины полосы и максимальной соответствующей частоты.Затем необработанные данные были соответствующим образом отфильтрованы и пересчитаны на угол поворота коленчатого вала (разрешение 0,1 ° CA). Этот рабочий процесс обеспечивает высокое качество данных с разрешением по углу поворота коленчатого вала и разумный конечный размер файла. Для показанных устойчивых рабочих точек примерно 200 последовательных циклов двигателя были записаны, обработаны, отфильтрованы и затем рассчитан средний цикл двигателя.

В таблице 1 дается обзор рабочих точек двигателя, представленных в этой статье. Все точки были зафиксированы при частоте вращения двигателя 1250 об / мин.Представлены четыре стационарных стабильных рабочих точки, в которых изменялась только фаза кулачков для впускных и выпускных клапанов для регулирования нагрузки двигателя, в то время как дроссельная заслонка оставалась в условиях WOT. Нагрузка указана в процентах от полного крутящего момента двигателя серийного производства при 1250 об / мин.

Таблица 1. Рабочие точки двигателя

▪

Сливной клапан был механически заблокирован для минимизации утечки — состояние, которое, безусловно, не может быть достигнуто в последовательном режиме. производственный двигатель в импульсном режиме горячего газа.Повышенный массовый расход через турбинное колесо приводит к увеличению мощности на валу турбины и, следовательно, мощности компрессора.

▪

Производитель оригинального оборудования следует консервативной стратегии продувки, чтобы гарантировать долговечность двигателя, а также определенно избегать преждевременных воспламенений при любых обстоятельствах в полевых условиях.

В исследуемом случае двигатель был хорошо подготовлен и эксплуатировался под наблюдением системы контроля и управления, поэтому указанные выше ограничения могут быть превышены.Все четыре стационарные точки работали с термостойкостью и близкой к пределу детонации двигателя.

Для рабочих точек, перечисленных в Таблице 1, был проведен комбинированный анализ сгорания и газообмена, например, для четвертого цилиндра с использованием коммерчески доступного программного обеспечения Tiger [10]. Соответствующие результаты показаны на рисунке 5. Хотя — из-за сложных режимов потока — операцию очистки трудно точно проанализировать с помощью нульмерного или ограниченного одномерного кода, результаты ясно показывают долю поглощенной массы.Эффективные площади клапана показаны пунктирными черными линиями. Давления во впускном и выпускном каналах четвертого цилиндра показаны сплошными синими и красными кривыми. Соответствующие расчетные массовые потоки на впуске и выпуске показаны пунктирными синими и красными кривыми.

Рис. 5. Результаты анализа газообмена

Очевидно, смещение кривых подъема клапана вызывает два изменения: во-первых, это позволяет вообще продувку, поскольку впускные и выпускные клапаны могут открываться одновременно с определенным перекрытием. .Во-вторых, он также перемещает относительное положение импульсов давления и перекрытия клапана в желаемом направлении. Для продувки давление на входе в цилиндр (~ давление на выходе компрессора) должно быть выше давления на выходе из цилиндра (~ давление на входе в турбину).

В конце процесса продувки (близко к закрытию выпускного клапана) может наблюдаться отрицательный массовый расход. Это вызвано абсолютной длиной фаз газораспределения (выпускных), поскольку событие открытия выпускного клапана следующего цилиндра отодвигает некоторый массовый расход, в то время как выпускной клапан фактического цилиндра все еще открыт.В четырехцилиндровом двигателе укороченная и / или регулируемая длина момента выпуска может помочь избежать этого, как показано в [7], [8]. Этот эффект свидетельствует о несовершенном разделении потоков выхлопных каналов, особенно в четырехцилиндровых двигателях, где время открытия выпускного клапана больше, чем расстояние между двумя тактами выпуска. Это также является одним из основных факторов для концепций двойной спирали или двойной спирали, когда разделение потока осуществляется внутри корпуса турбины. Альтернативой является событие переменного открытия выпускного клапана, реализующее это разделение потока внутри головки блока цилиндров.Однако короткая продолжительность открытия выпускного клапана может быть эффективно использована только для области нижнего конечного крутящего момента, так как для высоких скоростей и нагрузок требуется более длительная продолжительность (вместе с газодинамическими эффектами), чтобы реализовать обмен массы газа в цилиндре в очень короткие сроки. ограниченный период времени.

Что такое крутящий момент? Объяснение NM и LB-FT

Если вы посмотрите на технические характеристики двигателя автомобиля, вы увидите цифры мощности и крутящего момента. Мощность говорит сама за себя, но крутящий момент? Не так много.

Большие цифры мощности могут выглядеть впечатляюще, но они — только часть истории при выяснении того, каким будет управлять автомобиль.Крутящий момент имеет не меньшее, а возможно и большее значение, в зависимости от того, как вы используете свой автомобиль. В этом руководстве вы найдете все, что вам нужно знать о крутящем моменте.

• Описание крутящего момента
• Почему крутящий момент имеет значение при выборе следующего автомобиля
• Какие автомобили имеют двигатели с низким крутящим моментом?
• Какие автомобили имеют двигатели с высоким крутящим моментом?
• Как крутящий момент влияет на экономию топлива
• У электромобилей низкий или высокий крутящий момент?

Что такое крутящий момент?

Power показывает, насколько быстро будет ехать автомобиль с определенным двигателем.Двигатель с большой мощностью будет разгоняться до предела оборотов, производя много шума и чувствуя себя очень возбуждающе. Но большинство людей не ездят так, и именно здесь крутящий момент играет важную роль. Крутящий момент говорит вам, насколько силен двигатель.

Представьте, что вы затягиваете гайку гаечным ключом. Использование короткого гаечного ключа требует больших усилий для затяжки гайки. Использование более длинного гаечного ключа требует меньших усилий для затяжки гайки до такой же степени. Более длинный гаечный ключ имеет больший крутящий момент.

Давайте выразим это в терминах автомобилей.Вы едете со скоростью 40 миль в час на высшей передаче и опускаете ногу. Автомобиль с низким крутящим моментом — гаечный ключ — не разгоняется быстро. Автомобиль с большим крутящим моментом — гаечный ключ — будет.

Крутящий момент измеряется в Ньютон-метрах (Нм), или вы можете увидеть фунт-фут (фунт-фут) в британской системе мер. Если вы хотите рассчитать преобразование для себя, 1 Нм эквивалентен 0,738 фунт / фут.

Посмотрите на тягу к крутящему моменту в нашем видео о перетягивании каната.

Почему крутящий момент имеет значение?

Как упоминалось ранее, крутящий момент показывает, как двигатель чувствует себя при ускорении.Автомобили с двигателями с высоким крутящим моментом, как правило, ускоряются медленнее на заданной скорости, но быстрее на низких оборотах на высокой передаче.

И наоборот, автомобили с двигателями с низким крутящим моментом имеют тенденцию ускоряться быстрее, чем обычно, но медленнее на низких оборотах на высокой передаче.

Автомобили с двигателями с низким крутящим моментом могут быть немного неистовыми и тяжелыми, требуя большого количества переключений передач и высоких оборотов, чтобы поддерживать прибывающую мощность. В правильном контексте это может быть довольно весело.

Автомобили с двигателями с высоким крутящим моментом намного проще ездить.Им нужно меньше переключений передач, и они взлетят, просто нажав на дроссельную заслонку во время движения. Это делает их фантастическими на автомагистралях.

Двигатели с высоким крутящим моментом, вероятно, лучше подходят для большинства людей, так что жизнь за рулем максимально упрощена.

Какие автомобили имеют двигатели с низким крутящим моментом?

Как правило, автомобили с меньшими по объему бензиновыми двигателями без турбонаддува. Обычно это городские автомобили, такие как Toyota Aygo, и спортивные автомобили, такие как Mazda MX-5.

Какие автомобили имеют двигатели с высоким крутящим моментом?

Практически все остальное.Большие двигатели, как бензиновые, так и дизельные, по своей природе обладают высоким крутящим моментом. Но некоторые из последних небольших бензиновых двигателей с турбонаддувом также удивительно сильны. Например, 1,0-литровый 3-цилиндровый двигатель EcoBoost с турбонаддувом может быть небольшим, но его крутящего момента более чем достаточно для всех, кроме самых сложных ситуаций.

Однако обычно дизельный двигатель развивает больший крутящий момент, чем эквивалентный бензиновый двигатель. Это потому, что у них более длинный ход поршня — поршень должен дальше перемещаться внутри цилиндра.Как и в приведенной выше аналогии с маленьким / большим гаечным ключом, более длинный ход поршня создает больший крутящий момент, чем меньший.

Также дизельные двигатели обычно оснащаются турбонаддувом. Турбокомпрессор помогает создать большее давление внутри цилиндра, что снова увеличивает крутящий момент.

Если вам нужна машина для буксировки прицепа или автоприцепа, вам понадобится дополнительная мощность двигателя с высоким крутящим моментом, который поможет справиться с лишним весом.

Стоит отметить, что двигатели с крутящим моментом, превышающим 400 Нм (295 фунт / фут), будь то бензиновые или дизельные, обычно лучше всего работают с автоматической коробкой передач.При крутящем моменте более 500 Нм (369 фунтов / фут) большинство двигателей в любом случае оснащаются автоматической коробкой передач, поскольку они лучше справляются с работой такого мощного двигателя.

Влияет ли крутящий момент на экономию топлива?

Да. Двигатели с низким крутящим моментом менее экономичны, потому что они должны работать больше, чем двигатели с высоким крутящим моментом. И наоборот, именно поэтому дизельные автомобили — хороший выбор, если вы отправляетесь в длительные скоростные поездки по автомагистралям. Они будут намного более экономичными, чем бензиновый автомобиль.

У электромобилей низкий или высокий крутящий момент?

Какой крутящий момент производит электромобиль, зависит от мощности двигателя, и некоторые цифры не кажутся такими впечатляющими.Но что отличает электромобили, так это то, что весь крутящий момент доступен мгновенно. Двигатели внутреннего сгорания развивают максимальный крутящий момент только при определенных оборотах двигателя.

Благодаря этому мгновенному крутящему моменту электромобили очень быстро выходят из строя — как Tesla Model 3, изображенная выше. Но, как и в случае с двигателями внутреннего сгорания, только двигатели с очень высоким крутящим моментом могут сильно разгоняться при большой нагрузке — например, при движении по автомагистрали.

Что дальше?
Не знаете, какой крутящий момент понадобится вашему следующему автомобилю? Тогда ознакомьтесь с инструментом Car Chooser.Просто ответьте на несколько вопросов о том, какой автомобиль вам нужен, и мы покажем вам автомобили, которые лучше всего соответствуют вашим потребностям. Затем вы можете проверить лучшие предложения на эти автомобили в нашей сети проверенных местных и национальных дилеров.

Готовы купить следующую машину?

• Создайте свой идеальный автомобиль на Carwow.
• Дилеры приходят к вам со своими лучшими предложениями.
• Сравните лучшие цены на carwow.

carwow средняя экономия

2 900 фунтов стерлингов

Готовы купить следующую машину?

• Создайте свой идеальный автомобиль на Carwow.
• Дилеры приходят к вам со своими лучшими предложениями.
• Сравните лучшие цены на carwow.

Что такое крутящий момент в автомобилях?

Вы выбираете мощность или крутящий момент? При покупке автомобиля значение имеют разные факторы в зависимости от потребностей, предпочтений и бюджета покупателя. Некоторые покупатели ищут максимальное количество сидячих мест и максимальное количество подстаканников, в то время как другие хотят как можно большую грузоподъемность и буксировку. Многие покупатели грузовиков и автомобилей больше всего заботятся о стиле, и все большее их число стремятся к высокой экономии топлива.

Покупатели, которые открывают капот (или заглядывают в задний моторный отсек) в салонах дилерских центров, чаще, чем большинство людей, заботятся о мощности, крутящем моменте, а во многих случаях и о том, и о другом. Но почему?

Мощность двигателя измеряется в лошадиных силах и крутящем моменте, но большинство людей понимает мощность лишь смутно, а крутящий момент — нет. Если вы когда-нибудь заходили в автосалон по продаже легковых или грузовых автомобилей и спрашивали: «У какого из них наибольший крутящий момент?» эта статья не для вас.Однако если вы не уверены в крутящем моменте двигателя, но задаетесь вопросом, почему он важен, мы вам поможем.

Вот (надеюсь) простое объяснение: крутящий момент — это сила поворота. Он определяет, насколько сильно ваш двигатель может «тянуть» или вращать шестерни, заставляющие колеса вращаться. Двигатели с большим крутящим моментом при более низких оборотах могут генерировать большую тяговую мощность при меньших оборотах двигателя. Двигатель с высокой мощностью и высоким крутящим моментом может помочь автомобилю быстро разогнаться, но только если трансмиссия настроена на это.Отличный пример — разница между дорожным спортивным автомобилем и сельскохозяйственным трактором. Оба они могут иметь 500 л.с. и 500 фунт-фут. крутящего момента, но спортивный автомобиль настроен на ускорение, в то время как трактор настроен на использование этих 500 фунт-футов. крутящего момента на очень низких скоростях для жесткого натяжения.

Между бензиновым и дизельным двигателями есть существенные различия, но автомобилисты, которым требуется буксировать или буксировать тяжелые вещи, обычно выбирают последний из-за его способности создавать более высокий крутящий момент при более низких оборотах двигателя.Более широкий диапазон хода дизельного двигателя на галлон (или литр) топлива по сравнению с бензиновым двигателем зависит от количества силы, создаваемой каждой технологией при использовании того же количества топлива.

Вот почему дизельные грузовики отлично подходят для буксировки тяжелых грузов. Дизельные двигатели развивают максимальный крутящий момент на самых низких оборотах, что делает их идеальными для перемещения груза из состояния покоя и последующего перемещения его на некоторое расстояние. Грузовик может иметь, что звучит как приличное количество лошадиных сил, но именно мера крутящего момента грузовика позволяет ему перемещать груз и продолжать тянуть его даже в гору.В этом отношении также помогает зубчатая передача грузовиков. Первые несколько передач, скажем, с первой по третью, настроены на сильное тяговое усилие, что означает, что грузовик будет генерировать значительную силу, но не будет двигаться очень быстро. Это одна из причин, по которой вы слышите, как грузовики яростно переключают передачи, трогаясь с места на красный свет.

Конечно, иметь гораздо больший крутящий момент, чем мощность, — это хорошо только в том случае, если мощности достаточно для выполнения работы.Грузовик грузоподъемностью 1000 фунт-футов. крутящего момента и только 100 лошадиных сил (преувеличено для эффекта) могут тянуть массивный прицеп, но он может двигаться только на невероятно медленных скоростях. С другой стороны, автомобиль мощностью 600 лошадиных сил и мощностью всего 200 фунт-футов. крутящего момента (опять же, преувеличенного) может двигаться с невероятной скоростью, но для достижения этой скорости потребуется очень много времени.

А как насчет электромобилей?

Электродвигатели позволяют по-новому взглянуть на мощность и крутящий момент.Электромобили развивают максимальный крутящий момент с места и продолжают его развивать, пока не достигнут максимальной скорости. Поскольку они развивают крутящий момент, электромобили очень быстро сходят с конвейера. Это звучит великолепно и объясняет, почему многие электромобили публикуют ошеломляющие цифры ускорения, но помните, что электромобили более восприимчивы к таким факторам, как погода, вес и нагрузка, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания.

Рекомендации редакции

В чем разница между крутящим моментом и мощностью?

Большинство рекламных роликов о больших грузовиках рекламируют впечатляющую мощность и крутящий момент, которые обеспечивает двигатель.Вроде как обычно, чем больше цифр, тем лучше. Но что означают эти числа и как связаны эти две концепции?

Мощность, которую производит двигатель, называется мощностью в лошадиных силах. С математической точки зрения, одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для перемещения 550 фунтов на один фут за секунду, или мощность, необходимая для перемещения 33000 фунтов на один фут за одну минуту. В физике мощность определяется просто как скорость выполнения работы.

Мощность двигателя измеряется на динамометре. Динамометр создает нагрузку на двигатель и измеряет крутящую силу, которую коленчатый вал двигателя прикладывает к нагрузке.Груз обычно представляет собой тормоз, предотвращающий пробуксовку колес.

На самом деле динамометр измеряет выходной крутящий момент двигателя. В автомобиле крутящий момент измеряется при различных оборотах двигателя или оборотах в минуту (об / мин). Эти два числа вводятся в формулу — крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, деленный на 5 252, — чтобы получить мощность в лошадиных силах. Общество автомобильных инженеров имеет два стандарта определения мощности: чистая и полная. Перед испытанием максимальная мощность снимает с двигателя большую часть нагрузки, включая средства контроля выбросов.Чистая мощность — это то, что определяется при тестировании серийного автомобиля того же типа, что и в выставочном зале, и это измерение, которое сейчас используется в рекламе и в литературе производителей.

Мощность в лошадиных силах определяется по крутящему моменту, потому что крутящий момент легче измерить. Крутящий момент определяется конкретно как вращающая сила, которая может приводить или не приводить к движению. Он измеряется как величина силы, умноженная на длину рычага, через который она действует. Например, если вы используете гаечный ключ длиной один фут для приложения силы 10 фунтов к головке болта, вы создаете крутящий момент в 10 фунт-фут.

Крутящий момент, как упоминалось выше, можно создать без перемещения объекта. Однако, когда он действительно перемещает объект, он становится «работой», и это то, о чем большинство людей думают, когда думают о крутящем моменте (обычно в терминах буксировки). Чем больше крутящий момент производит двигатель, тем больше у него рабочего потенциала.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о взаимосвязи между мощностью и крутящим моментом.

л.с. и крутящий момент: в чем разница?

Когда вы сравниваете автомобили, вы, скорее всего, увидите, что характеристики их двигателей описываются в лошадиных силах, и большинство людей считает, что большее число означает более мощный двигатель.В какой-то степени это верно, но есть еще одно число, которое вы должны учитывать, чтобы иметь полное представление о выходной мощности двигателя.

(Fiat Chrysler Automobiles)

Это крутящий момент, и легко найти множество причудливых математических объяснений того, что это такое. Говоря простым автомобильным языком, это мера силы скручивания, создаваемой двигателем или двигателем. Эта вращающая сила затем применяется к шестерням трансмиссии и передается на колеса.

Крутящий момент отличается от лошадиных сил, но эти два числа связаны.

В чем разница?

Лошадиная сила — это показатель работы, выполненной за определенный период времени. В частности, одна лошадиная сила — это количество усилий, необходимых для поднятия 33000 фунтов одним футом за одну минуту. Покупатели часто считают, что мощность в лошадиных силах является синонимом скорости или быстроты автомобиля, но это гораздо сложнее.

Конечно, у автопроизводителей нет груды блоков весом в 33 000 фунтов, чтобы выяснить, сколько лошадиных сил производит автомобиль. Они используют устройство, называемое динамометром, которое измеряет крутящий момент двигателя при различных оборотах двигателя, а затем выполняют вычисления, используя числа крутящего момента и обороты двигателя, чтобы определить его мощность.

Из этих вычислений они получают графики мощности и крутящего момента при увеличении частоты вращения двигателя от холостого хода до максимальной номинальной скорости или красной линии. Цифры, которые публикуют производители, обычно представляют собой максимальные точки на графике и обороты двигателя, где они встречаются.

(Porsche Cars North America, Inc.)

Например, четырехцилиндровый двигатель Honda Accord 2017 выдает 185 лошадиных сил при 6400 об / мин в большинстве моделей и 181 фунт-фут крутящего момента при 3900 об / мин. Для сравнения, Dodge Challenger Hellcat 2017 выдает 707 лошадиных сил при 6200 об / мин и 650 фунт-фут крутящего момента при 4800 об / мин.

Некоторые автомобили, особенно с турбокомпрессорами и нагнетателями, могут развивать максимальную мощность в широком диапазоне оборотов двигателя. Возьмем, к примеру, Porsche 718 Boxster 2017 года. Его четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом выдает 300 лошадиных сил при 6500 об / мин и 280 фунт-фут крутящего момента при частоте вращения двигателя от 1950 до 4500 об / мин. Это называется широким диапазоном мощности или плоской кривой крутящего момента.

Пиковая мощность почти всегда наблюдается в верхнем правом квадранте графика при сочетании значительного крутящего момента и высоких оборотов.С другой стороны, пиковый крутящий момент может возникать при разных оборотах двигателя, в зависимости от типа двигателя и его назначения. За счет увеличения размера камеры сгорания или давления на поршень, создаваемого сгоранием топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, можно увеличить максимальный крутящий момент двигателя.

(Mazda North American Operations)

Математически существует взаимосвязь между мощностью, крутящим моментом и частотой вращения двигателя. Двигатели, которые создают большой крутящий момент на низких оборотах, могут достигать тех же показателей мощности, что и двигатели, которые не развивают большой крутящий момент, но работают на очень высоких скоростях.

Какой из них лучше?

То, что вы хотите, зависит от того, для чего вам нужен автомобиль. Если вы собираетесь буксировать, предпочтительнее двигатели с высоким крутящим моментом, а дизели — короли, когда дело доходит до крутящего момента. Ram 1500 EcoDiesel 2016 года производит всего 240 лошадиных сил, но он развивает наши 420 фунт-фут крутящего момента. Другими словами, когда вам нужно вытащить лодку из воды, у Ram есть много рычания на низких оборотах, чтобы выполнить свою работу.

С другой стороны, спортивные автомобили с высокими оборотами, которые не развивают большой крутящий момент.Mazda MX-5 Miata 2017 развивает всего 148 фунт-футов крутящего момента при 4600 об / мин, но водители любят заставлять его кричать, поощряя его четырехцилиндровый двигатель развивать максимальную мощность в 155 лошадиных сил при 6000 об / мин. Если бы вы попытались тянуть прицеп с Miata, двигатель должен был бы работать на высокой скорости, чтобы генерировать достаточно лошадиных сил, чтобы даже заставить автомобиль двигаться.

Другими словами, большую тяговую мощность обеспечивают двигатели, которые достигают максимального крутящего момента на низких оборотах, но более спортивные характеристики имеют двигатели с высокими оборотами и высокой мощностью.Говорят, что лошадиные силы заставляют вас двигаться быстро, но крутящий момент — это сила, которая заставляет вас вернуться на сиденье, когда вы покидаете стартовую линию.

В легковых и грузовых автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями мощность и крутящий момент возрастают с увеличением частоты вращения двигателя, достигая пика, а затем обычно снижается. У электромобилей и некоторых гибридов пик крутящего момента возникает в тот момент, когда двигатель начинает вращаться, а затем снижается. Это дает электромобилям, таким как Chevrolet Bolt 2017 года, отличные характеристики при езде по городу, но их ускорение иссякает вскоре после того, как они достигают скорости на шоссе.

Изучите наш новый рейтинг автомобилей, прежде чем приступить к покупке. Покупатели могут сравнивать конкурентов по нескольким факторам, включая производительность, чтобы найти правильный баланс мощности и цены для своих нужд. Прежде чем заключить сделку, покупатели должны попробовать нашу программу лучших цен, в рамках которой мы работаем с местными дилерами, чтобы обеспечить гарантированную экономию от рекомендованной розничной цены.

Что важнее для ускорения: мощность или крутящий момент?

Когда я купил свою первую настоящую машину, мне стало (впервые) умеренно любопытно ее характеристики.Я собрался посмотреть, как он по сравнению с моим предыдущим автомобилем с точки зрения производительности, и сразу же был поражен ключевым вопросом:

Что является наиболее важным атрибутом для ускорения — мощность или крутящий момент?

Мой первый подход состоял в том, чтобы сразу же спросить окружающих и позвонить друзьям, которые увлекались автомобилями и / или гонками. Результаты не были удовлетворительными. Я получил несколько приличных ответов, но никто не смог объяснить мне отношения так, как я мог понять.

Большинство людей имеют твердое мнение по этой теме, но не имеют реального представления о науке.

Все это меня смущало и заинтриговало. Одна вещь, которую я действительно выяснил, заключается в том, что никто из спорящих людей не использовал точную науку в качестве основы для своих аргументов; они ссылались на науку , но делали это очень небрежно. Что ж, этого для меня было недостаточно, поэтому я решил найти настоящие ответы.

Основы

Итак, для начала я, естественно, проконсультировался с Google. Большинство хитов в категории «крутящий момент против лошадиных сил» — отличные произведения; они очень методично разбирают математику, так что я не буду повторять здесь эту прекрасную работу.Вместо этого я просто резюмирую основы, которые все принимают как факт.

1. лошадиных сил : Джеймс Ватт придумал концепцию лошадиных сил, которая, что интересно, является мерой мощности . 1 л.с. эквивалентен 33 000 фут / фунт-сила в минуту. Причина создания сложной единицы заключается в том, что мы учитываем три вещи с этим числом: количество задействованного веса, расстояние, на которое он перемещается, и , сколько времени потребуется, чтобы это сделать (последнее важно).
2. Крутящий момент : Крутящий момент — это не что иное, как измерение крутящего момента или вращательной силы. Самый простой способ представить это — представить себе длинный вал, похожий на ось автомобиля, и представить, что он находится в комнате, подвешенной в воздухе. Внизу одного конца висит веревка с прикрепленным к ней грузом — очень тяжелым грузом.

Теперь представьте, что кто-то пытается руками повернуть вал, чтобы поднять груз. Думайте о них, как о том, что они, по сути, пытаются действовать как лебедка и наматывать ее.

Обратите внимание, что здесь ничего не говорится о том, насколько быстро вы скручиваете.

Величина силы, которую они могут создать при скручивании, — это крутящий момент, который они могут создать.

Перестаньте думать о мощности и крутящем моменте как о полностью разделенных

Почему мощность и крутящий момент пересекаются при 5252 оборотах в минуту

Ошибка, которую делают большинство людей, участвуя в этой дискуссии, заключается в том, что мощность и крутящий момент рассматриваются независимо друг от друга.Почти все утверждают, что это отдельные, не связанные между собой ценности, а это не так.

Это уравнение является вторым по важности параметром на этой странице, и это причина того, что любой, кто говорит вам, что мощность и крутящий момент следует рассматривать одинаково и по отдельности, значительно ошибается. Мощность в лошадиных силах — это произведение крутящего момента и другого значения (число оборотов в минуту, деленное на 5252). Это не несвязанные, отдельные или разные.

На самом деле не существует ни одного прибора, который измерял бы мощность автомобиля.Это число придумано руками человека. При проверке характеристик автомобиля его крутящий момент измеряется с помощью динамометра.

Показателем производительности двигателя является крутящий момент. Лошадиная сила — это дополнительное число, которое достигается путем умножения крутящего момента на число оборотов в минуту.

Физика разгона

Итак, теперь для самое главное на странице . То, что определяет истинное ускорение транспортного средства, не подлежит обсуждению — это силы, деленной на массу . Формула ускорения представлена ​​ниже.

 f = ma
 

Что означает…

 a = f / m
 

Путаница возникает только при определении , о какой силе мы на самом деле говорим .

Итак, мы решаем ускорение и получаем постоянную массу. Мы уже установили, что крутящий момент — это величина силы вращения, создаваемой двигателем, но нас не интересует сила, действующая в двигателе .

Нас интересует сила на колесах .

Радиус колеса тоже имеет значение.

Усилие на колесах f in f = ma .

Но помните, что трансмиссия в конечном итоге передает усилие на колеса, а не на двигатель. И вот в чем весь этот беспорядок!

Зубчатая передача — это преобразователь между двигателем и колесами

Вот тут-то и вступает в дело передача — она ​​увеличивает ускорение, учитывая, какую мощность двигатель может выдавать.

Зубчатая передача увеличивает крутящий момент, поэтому она так важна в гонках.

Вот почему самые быстрые гоночные автомобили работают на чрезвычайно высоких оборотах.

Крутящий момент на колесах — это крутящий момент в двигателе в сочетании с увеличением крутящего момента, создаваемым трансмиссией через зубчатую передачу. Таким образом, трансмиссия видит только то, что исходит от двигателя, в то время как колеса видят результирующую комбинацию сил двигателя и трансмиссии .

Вот что такое лошадиные силы! Это комбинация преимуществ грубых возможностей двигателя в сочетании с числом оборотов в минуту.А частота вращения — это то, что позволяет нам эффективно использовать передачу, что дает нам больший крутящий момент на колесах.

И крутящий момент на колесах f in f = ma .

Заключение

Итак, технический ответ на вопрос «Что делает ускорение: крутящий момент или лошадиные силы?» — это крутящий момент.

Но крутящий момент на колесах, а не на двигателе.

И поскольку ускорение — это крутящий момент на колесах, реальный ответ на — это мощность в лошадиных силах, потому что мощность включает в себя не только крутящий момент двигателя, но и общий крутящий момент , который передается на колеса.

Примечания

1. 7 мая 2019 г. — Обновлено для удобочитаемости (типографика и форматирование), а также для ясности письма.
2. Электродвигатели развивают огромный крутящий момент, что делает такие автомобили, как Tesla, такими быстрыми.
3. Если у вас возникнут какие-либо комментарии, исправления, пламя или другие типы ввода, не стесняйтесь обращаться ко мне. Я готов ко всему, что поможет мне лучше понять этот интересный предмет.
4. Зубчатая передача чрезвычайно важна, важна, потому что она контролирует число оборотов в минуту (и, следовательно, мощность в лошадиных силах).
5. Шестерни увеличивают крутящий момент — следовательно, ускорение доступно на первой передаче.
6. Еще один способ проверить, что мощность, а не крутящий момент имеет наибольшее значение для ускорения, — это посмотреть на автомобили с наибольшим ускорением, а именно на автомобили F1. И угадай что? Низкий крутящий момент, высокая мощность.
7. Еще одно отличное объяснение тем на allpar.com
8. Еще один способ понять важность переключения передач — это заметить, насколько быстро некоторые недорогие автомобили могут разгоняться на первой передаче.Сначала они чувствуют себя довольно быстрыми, потому что могут спрыгнуть с траектории, но на самом деле это просто сверхвысокая передача, которая передает большой крутящий момент на колеса. Но он быстро заканчивается.
9. Гоночные автомобили обладают высокой мощностью из-за высоких оборотов, а не из-за высокого крутящего момента (см. Зубчатую передачу).
10. «Ниже 5252 об / мин крутящий момент любого двигателя всегда будет выше, чем его мощность, а выше 5252 об / мин мощность любого двигателя всегда будет выше, чем его крутящий момент.

    Добавить комментарий Отменить ответ

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Комментарий *

    Имя *

    Email *

    Сайт

    Наверх