Мощность или крутящий момент: что важнее для динамики автомобиля? | Об автомобилях | Авто
Владимир Гаврилов
Примерное время чтения: 3 минуты
15454
Freedom_Studio / Shutterstock.com
Обычно при выборе автомобиля покупатели смотрят на мощность двигателя. Многие считают, что именно эта характеристика наглядно демонстрирует динамичность транспортного средства и его способность быстро разгоняться. Однако это не совсем так. Гонщикам и инженерам гораздо интереснее взглянуть на крутящий момент и на график распределения тяги, благодаря которому можно легко оценить возможности мотора. Бывает, что силовой агрегат с меньшей мощностью показывает более хорошие результаты по динамике. Почему?
Мощность для скорости
Изначально количеством лошадиных сил определялся объем совершаемой работы.
При сравнении первых паровых машин оказалось, что в единицу времени они поднимали больше груза из шахты, чем стандартный подъемник, использующий в качестве привода одно животное. Сейчас количество лошадиных сил в моторе, как правило, уже превышает 100. Однако это не значит, что они напрямую сказываются на динамичности и маневренности. Бывает, что машина со 120-сильным мотором едет менее азартно, чем аналогичный автомобиль с силовым агрегатом в 105 л. с. и даже 90 л. с.
При взгляде на график распределения мощности атмосферного двигателя видно, как кривая рвется вверх по пологой траектории и достигает пика при 5500 оборотах. Чтобы достигнуть максимальной мощности, мотор необходимо раскручивать до «красной зоны» и тратить слишком много топлива. Однако в диапазоне наиболее часто используемых оборотов (2000-3000) мотор не так силен, как хотелось бы. Атмосферные агрегаты имеют в этом диапазоне примерно 40% тяги и не могут обеспечить эмоционального подхвата. Сколько ни жми на педаль, а автомобиль едет вяло.
Где же скрывается их максимальная мощность? В возможности транспортного средства достигать максимальной скорости. То есть когда мотор раскрутится до «красной зоны», то он сможет обеспечивать стабильность крейсерской скорости.
Чем мощнее моторы у машины, тем сильнее они расталкивают набегающие потоки воздуха на высоких скоростях. А вот насколько быстро автомобиль достигнет этой максимальной скорости, зависит от другой характеристики мотора, а именно от крутящего момента.
Давить сильнее
Крутящим моментом называется сила, которая умножена на плечо ее приложения. Крутящий момент измеряется в ньютонах, а величина рычага — в метрах и зависит как от мощности, так и от конструкции двигателя. К примеру, в тракторах и грузовиках делается большой кривошип, который служит рычагом для поршня, а вот в легковых автомобилях инженеры стараются обеспечить максимально высокое давление на поршень при маленьком плече.
Благодаря конструктивным новшествам, современным системам газораспределения и изменения фаз, а также из-за турбонаддува и непосредственного впрыска некоторые моторы даже при невысокой мощности показывают выдающиеся показатели крутящего момента.
В особенности хороши немецкие двигатели, у которых максимальная тяга достигается уже при 1500 оборотах, что ранее было свойственно в основном только дизельным агрегатам. При мощности в 125 л. с. крутящий момент у них достигает 250 Нм.
Уже с оборотов холостого хода такой мотор может выдавать необходимую для активной езды тягу.
Если посмотреть на графики современных турбированных агрегатов, то видно, как кривая резко взлетает вверх и стабилизируется, образуя пологую полку момента, которая длится от 1500 до 5000 оборотов. Это значит, что мотор будет одинаково хорошо тянуть как на малых оборотах, так и на больших, и не потребует перед рывком на обгон раскручивания коленвала до «красной зоны». Он обеспечит приемлемое ускорение даже с 3000 оборотов.
Поэтому при аналогичной мощности турбированные моторы с длинной «полкой» крутящего момента больше нравятся водителям, чем атмосферные агрегаты, у которых крутящий момент на низких оборотах в полтора раза ниже. И при выборе двигателя лучше обращать внимание на крутящий момент.
Что же касается максимальной мощности, то она применяется водителями крайне редко. Мало кто постоянно раскручивает мотор до «красной зоны» тахометра. Это дорого и чревато большим износом деталей силового агрегата.
двигатель автомобиляобслуживание автомобиля
Следующий материал
Новости СМИ2
⚙️❓ Крутящий момент и мощность двигателя — в чём разница?
На ряду с многими характеристиками машины особое место занимают мощность и крутящий момент двигателя. Несмотря на интерес к этим параметрам, для рядового автолюбителя при выборе авто они никогда не являются решающими. Его куда больше волнует марка, модель, комплектация, тип и расход топлива, стоимость. Даже цвет обычно важнее каких-то лошадок и ньютонов. Тем не менее, для многих эта тема интересна хотя бы в теоретическом аспекте. Задача данного материала на Авто без СТО — простыми словами объяснить, что такое мощность и крутящий момент, чем они принципиально отличаются, и на что влияют на практике.
Мощность
Мощность механизма начали измерять задолго до появления автомобилей — в 1789 году. Она была названа термином «лошадиная сила», и предназначалась, чтобы показать превосходство паровых машин перед реальными живыми лошадями. Обсчитали её эмпирически — наблюдая за лошадьми. Способов было несколько, но наиболее понятным является следующий. На практике было установлено, что одна здоровая лошадь могла длительное время тянуть груз весом 75 кг с постоянной скоростью 1 м/с. Подставив полученные значения в фундаментальную формулу из физики, вычислили, что мощность одной лошади — 735,5 Вт.
Мощность одной лошадиЛошадиная сила до наших дней осталась единицей измерения мощности, однако, официальной единицей, всё же, является ватт (Вт). Кстати, обе единицы были придуманы и обсчитаны Джеймсом Уаттом, который отличился многими достижениями, включая изобретение парового двигателя, пришедшего на замену лошадям.
Мощность двигателя внутреннего сгорания — обозначает, сколько и какой работы сможет выполнить агрегат за единицу времени.
Она зависит от объёма, технологичности, типа и других критериев. Мощность ДВС сильно зависит от оборотов. Чем они выше, тем больше топлива сжигается в камерах сгорания, тем больше энергии выделяется, тем больше работы может выполнить мотор, и тем выше его мощность.
В характеристиках автомобилей всегда указывается максимальная мощность. Выражается она сразу двумя единицами — кВт и л. с. (киловатты и лошадиные силы). Эти две единицы взаимосвязаны, как, например, метр и фут (100 см и 30 см). Выше было сказано, что 1 л. с. — это 735,5 Вт (или 0,736 кВт). Соответственно, 1 кВт — это 1,36 л. с.
На что влияет максимальная мощность? На максимальную скорость, которую может развивать машина. На динамику разгона. Мощность влияет на расход топлива, так как чем больше мы его сожжём, тем больше полезной работы сможет выполнить двигатель.
Как можно увеличить мощность? Для этого надо «заставить» двигатель сжигать больше топлива за одну и ту же единицу времени. И не просто сжигать, а делать это эффективно.
Чтобы добиться этого, применяется несколько способов. Например, можно увеличивать объём двигателя за счёт увеличения объёма камеры сгорания (чем больше диаметр поршня, тем выше объём) или наращивания их количества. Ещё можно подать в камеру сгорания больше топливовоздушной смеси на рабочий цикл. Это делается при помощи турбин и другими методами.
Крутящий момент
Крутящий момент тесно взаимосвязан с мощностью. Чтобы узнать мощность конкретного мотора, сначала измеряют крутящий момент. Как и мощность, крутящий момент сильно зависит от оборотов двигателя, но немного по-другому принципу.
Для начала выясним, что собой представляет понятие — крутящий момент. Для наглядности возьмём затянутый болт, который нам надо выкрутить. Чтобы сделать это, нам надо приложить к нему определённую силу так, чтобы заставить его вращаться. Если мы попробуем открутить болт голыми руками, у нас мало что получится. Мало силы. Чтобы решить проблему, можно позвать богатыря, у которого силы в руках больше.
А можно взять ключ, который является ничем иным, как рычагом, увеличивающим нашу силу по закону Архимеда.
Крутящий момент — это сила, прикладываемая в данном случае на тело, которое надо вращать. У двигателя внутреннего сгорания эта сила, наоборот, выделяется. На коленчатом валу. А используется она для вращения ведущих колёс автомобиля. Чем больше эта сила, тем лучше у двигателя получится преодолевать силы, сопротивляющиеся вращению колеса. Этих сил очень много — трение, качение, масса автомобиля, уклон и даже встречный ветер.
О крутящем моменте надо знать ещё кое-что. Если мощность неуклонно растёт с холостых и до отсечки, то крутящий момент сначала повышается, стабилизируется, а ближе к максимальным оборотам начинает снижаться. Происходит это из-за увеличивающихся потерь на трение, нагрев и прочее.
Синий график — мощность, красный — крутящий моментОба параметра принято отображать на одном и том же графике в виде двух кривых. Как правило, кривая мощности постоянно и стабильно идёт вверх, а в районе отсечки стабилизируется.
Кривая крутящего момента сначала резко подскакивает, затем держится в диапазоне средних оборотов на одном уровне, а ближе к отсечке начинает снижаться.
Измеряется крутящий момент в ньютон-метрах (Н*м), и в теории может быть вычислен, если известна мощность. Для этого надо мощность в кВт умножить на коэффициент 9549 и разделить результат на количество оборотов коленвала в минуту.
Формула для вычисления мощности по крутящему моментуХотя на практике всё делается наоборот. Машина ставится на стенд, который создаёт сопротивление колёсам. Двигатель преодолевает это сопротивление, и какую силу он для этого приложил — измеряется приборами. Дальше дело техники. Полученный момент умножается на коэффициент 9549 и на обороты в минуту. Получаются киловатты мощности, которые легко преобразовать в более привычные народу лошадиные силы.
Мощность и крутящий момент измеряются на стендеЕсли вы читаете этот материал не на сайте Авто без СТО, значит его украли и, скорее всего, сократили для мнимой уникальности.
Чтобы прочитать полную версию статьи и поблагодарить тем самым автора за проделанную работу — посетите указанный ресурс. Его несложно найти через любой поиск. К тому же, на Авто без СТО есть ещё что почитать полезного и интересного.
Что важнее на практике?
Если бы все двигатели имели одинаковую конструкцию и принцип работы, то этого вопроса никогда бы не возникло. Была бы стабильная прямая зависимость, одинаковая для всех автомобилей — чем больше крутящий момент, тем и мощность для его создания нужна большая. Однако на практике всё намного сложнее.
Один двигатель при максимальной мощности 180 л. с. выдаёт 240 Н*м крутящего момента, а другой помощнее (200 л. с.), но крутящего момента выдаёт всего 200 Н*м. Какой из этих двигателей лучше?
Чтобы ответить на подобные вопросы, надо сначала определиться, зачем нам нужен двигатель. Так, если мы хотим разгонять автомобиль до максимальной скорости, то нам нужен, тот у которого двигатель более мощный. Если же нам надо максимально интенсивно ускоряться, то для этих задач нужен более тяговый мотор, то есть, у которого больше крутящий момент.
Это слишком упрощённое объяснение, игнорирующее множество факторов. Но именно по такому принципу это и работает.
Второстепенные факторы
Мощность и крутящий момент, как голые цифры, ещё не делают один автомобиль лучше, быстрее, динамичнее от другого. В расчёт надо также брать такие факторы:
- Масса автомобиля — чем машина легче, тем быстрее она будет ускоряться и до большей максимальной скорости сможет разогнаться. Существует даже такие понятия, как лошадиные силы или ньютон-метры на килограмм. Например, мотоцикл массой 300 кг и с двигателем мощностью 300 л. с. легко скроется за горизонтом, если за ним гнаться на машине с двигателем той же мощности, но массой под 2 тонны.
- Трансмиссия — коробка передач в значительной степени оказывает влияние на максимальную скорость и динамику автомобиля. Тип трансмиссии — механика, автомат, вариатор — тоже в значительной степени влияют на эти показатели.
- Сцепление с дорожным покрытием — иногда влияет на динамику автомобиля в более значительной степени, нежели мощность и крутящий момент.
Если нормального сцепления нет, то львиная доля работы двигателя будет изводиться на бесполезное трение шин о покрытие. - Диаметр колёс — даже это влияет на динамику автомобиля. Принцип следующий. Чем большего диаметра колёса (ведущие), тем выше максимальная скорость и хуже ускорение. И наоборот.
Если нормального сцепления нет, то львиная доля работы двигателя будет изводиться на бесполезное трение шин о покрытие.Таких факторов можно привести несколько десятков, и все они в той или иной степени будут влиять на динамику и максимальную скорость автомобиля. Некоторые даже позначительнее будут, чем мощность и крутящий момент двигателя.
Для рядового же автолюбителя важно усвоить, что двигатель автомобиля наиболее эффективен и экономичен тогда, когда работает на максимальном крутящем моменте. У бензиновых двигателей это диапазон между 1500 и 3000 об/мин. У дизелей чуть пониже. Именно в таких диапазонах и нужно держать обороты при езде, и тогда расход топлива будет минимальным, а запас динамики — максимальным.
ВИДЕО: о крутящем моменте и мощности двигателя простыми словами
youtube.com/embed/_XW8pt8pQYQ» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen» loading=»lazy»>
Что такое крутящий момент, объяснение | Chase
Возможно, вы слышали слово «крутящий момент» в боевиках, рекламе автомобилей или среди автолюбителей, но вы все еще можете задаться вопросом: «Что такое крутящий момент?» Давай выясним.
Определение крутящего момента
Крутящий момент — это сила вращения, прикладываемая к точке поворота с помощью рычага. Представьте себе болт, который вы затягиваете гаечным ключом длиной в один фут. Вращающее или крутящее усилие, которое вы прикладываете к гаечному ключу, передается болту. Эта сила представляет собой крутящий момент, обычно измеряемый в фунтах на фут (lb-ft). В этом примере, используя гаечный ключ длиной в фут для приложения силы в один фунт к затягиваемому болту, вы только что приложили к болту крутящий момент в один фунт-фут. Вы можете увеличить крутящий момент, приложив большее усилие или удлинив ключ.
Какой крутящий момент у автомобилей?
В автомобильном двигателе крутящий момент создается движением поршней вверх-вниз, которые вращают коленчатый вал. Затем это вращающее усилие передается на колеса через трансмиссию и трансмиссию. Высокий выходной крутящий момент при более низких оборотах двигателя (измеряемый в оборотах в минуту или об/мин) — это то, что помогает некоторым автомобилям разгоняться от 0 до 60 за считанные секунды. Есть несколько переменных, которые могут повлиять на выходной крутящий момент, такие как объем двигателя, тип топлива, передача и многое другое.
Крутящий момент и мощность в л.с.
Крутящий момент и мощность в л.с. тесно связаны друг с другом, но все же различны. Вы часто будете видеть, как производители перечисляют размеры для обоих, рекламируя автомобиль покупателям. Как известно, крутящий момент — это разновидность силы. Крутящий момент полезен для быстрого ускорения или для перемещения большого веса. Вот почему пикапы и другие транспортные средства, предназначенные для работы в тяжелых условиях, часто имеют высокий крутящий момент.
Разница между крутящим моментом и мощностью в лошадиных силах заключается в том, что крутящий момент — это способность выполнять работу, а лошадиные силы — это скорость выполнения этой работы. Подумайте об этом как о двух спортсменах, каждый из которых поднимает 100-фунтовый вес. Один борется и кряхтит, постепенно поднимая его над головой, в то время как другой поднимает его одним взрывным рывком. Оба сделали одинаковое количество работы, но тот, кто делает это быстро, генерирует гораздо больше энергии.
В автомобилях, когда крутящий момент заставляет вас двигаться, лошадиные силы — это то, что заставляет вас двигаться и помогает вам достичь максимальной скорости. Оба измерения имеют значение при попытке понять, как будет работать ваш двигатель. Высокий крутящий момент даст вам быстрый старт с полной остановки, а высокая мощность позволит вам достичь большей максимальной скорости и поддерживать ее.
Крутящий момент в разных двигателях
Как упоминалось ранее, выходной крутящий момент может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, включая конструкцию двигателя.
Вот как выходной крутящий момент может варьироваться в зависимости от альтернативы бензиновому двигателю:
Дизельный двигатель
В дизельном двигателе требуется более высокая степень сжатия топлива, что приводит к большему усилию, прикладываемому к поршням, и, следовательно, к большему крутящему моменту. Из-за этого дизельные двигатели также обычно больше, что приводит к тому, что поршни имеют более длинный «рычажный» конец, что еще больше увеличивает выходной крутящий момент. Эти двигатели также достигают максимального крутящего момента при более низких оборотах. Дизельный двигатель, как правило, производит больший крутящий момент, чем бензиновый двигатель, поэтому многие большегрузные автомобили предпочитают дизель.
Электромобили
Электромобили — настоящие суперзвезды крутящего момента. Двигателям внутреннего сгорания, таким как бензиновые и дизельные, требуется некоторое время, чтобы провернуть коленчатый вал из-за потери энергии при движении частей двигателя или из-за потери энергии при передаче через различные передачи.
С другой стороны, электромобили обычно передают мощность непосредственно на колеса практически мгновенно. Это как включить блендер и сразу же увидеть, как лезвия начинают жужжать. Этот максимальный крутящий момент, предоставляемый по требованию, является причиной того, что даже недорогие электромобили часто имеют удивительно быстрое ускорение 0-60 миль в час за секунды.
Вкратце
Итак, в следующий раз, когда кто-то из окружающих вас спросит: «Что такое крутящий момент?», вы будете готовы сообщить им об этом. Крутящий момент — это сила вращения, которая помогает автомобилям ускоряться и поднимать вес. Чем больше крутящий момент у автомобиля при более низких оборотах, тем выше его способность выполнять тяжелую работу. Хотя крутящий момент тесно связан с мощностью, это не одно и то же.
Разница между мощностью и крутящим моментом
- Как сделать
Делиться:
Купить артикул
Продукты AMSOIL для легковых и грузовых автомобилей
AMSOIL P.
i.® Performance Improver
AMSOIL Synthetic Racing Oil
Мощность и крутящий момент — два важных параметра, используемых для описания мощности двигателя, но они относятся к разным аспектам производительность двигателя.
Что такое крутящий момент?
Крутящий момент является мерой силы вращения и более конкретно определяется как количество силы, необходимой для вращения объекта вокруг оси. Крутящий момент часто считают «ворчанием» двигателя, поскольку он определяет способность двигателя выполнять работу и измеряется в фунтах-футах (lb-ft).
Крутящий момент — это то, что вы чувствуете, когда сила двигателя толкает автомобиль вперед и отбрасывает вас на сиденье, при условии, что это не нарушает сцепление с дорогой и не заставляет шины дымить и визжать. Сила, создаваемая двигателем, вращает коленчатый вал, а трансмиссия передает этот крутящий момент на колеса, приводя в движение автомобиль. Чем больше сила приложена к коленчатому валу, тем большую работу может совершить автомобиль.
«Нет замены водоизмещению».
Крутящий момент
Что такое лошадиная сила?
Лошадиная сила (л.с.) обычно используется для описания выходной мощности и указывает, какую мощность может производить двигатель. Он определяется как количество работы, выполненной за определенное время. Одна лошадиная сила равна 33 000 фут-фунтов работы в минуту или 550 фут-фунтов в секунду.
Лошадиная сила — это скорость, которую вы чувствуете, когда обороты растут, уличные фонари проносятся мимо, а двигатель все быстрее приближает автомобиль к красной черте. В то время как крутящий момент измеряет способность двигателя выполнять работу в данный момент, мощность в лошадиных силах измеряет способность двигателя выполнять работу с течением времени.
Лошадиная сила была разработана как единица измерения в 18 веке шотландским изобретателем и инженером Джеймсом Уаттом для сравнения мощности паровых двигателей с мощностью лошадей.
Лошадиная сила была разработана в 18 веке для сравнения мощности паровых двигателей с мощностью лошадей.
Мощность в л.с.
Отношение
Количество лошадиных сил, которое может выдать двигатель, прямо пропорционально величине крутящего момента, создаваемого коленчатым валом, который прямо пропорционален общему рабочему объему (размеру) двигателя и его пиковым оборотам.
Специалисты по тюнингу двигателей понимают, что автомобиль с более высокой мощностью сможет дольше поддерживать высокую скорость, а автомобиль с более высоким крутящим моментом сможет быстрее разгоняться с места, и они обычно пытаются оптимизировать и то, и другое.
Как правило, двигатели с большим рабочим объемом (больший объем двигателя) обычно имеют более высокий выходной крутящий момент при более низких оборотах, в то время как двигатели с более высокими оборотами (красная линия) имеют более высокую выходную мощность.
Поскольку существует ограничение на максимальный рабочий объем двигателя в зависимости от размера транспортного средства, существует также ограничение на величину крутящего момента, который может производить двигатель, что, в свою очередь, устанавливает ограничение на максимальную мощность двигателя в лошадиных силах.
Уравнение
Крутящий момент и мощность легко измерить по формуле:
Лошадиная сила = Крутящий момент x обороты двигателя / 5252
Подстановка различных значений оборотов в минуту в уравнение дает представление о диапазоне мощности, которую может производить двигатель. Производители двигателей измеряют значения и взаимосвязь между крутящим моментом и мощностью на динамометре и выводят результаты на динамометрическую карту. Производительность можно измерить непосредственно на кривошипе с минимальной потерей мощности или на колесе с некоторой потерей мощности от трансмиссии.
Изучив приведенную ниже диаграмму, вы заметите, что крутящий момент выше при низких оборотах, а мощность выше при высоких оборотах. Они всегда пересекаются при 5252 об/мин, потому что мощность равна крутящему моменту, умноженному на обороты двигателя, деленному на 5252. Следовательно, крутящий момент и мощность всегда равны при частоте вращения двигателя 5252 об/мин.
Карта Dyno
Что лучше?
Несмотря на то, что крутящий момент и мощность в лошадиных силах являются общими аргументами в пользу продажи автомобилей, многие потребители не до конца понимают, что означают рейтинги или взаимосвязь между ними.
Ответ на вопрос, что важнее, зависит от приложения. В то время как крутящий момент измеряет вращающую силу, создаваемую двигателем транспортного средства, и способность двигателя выполнять работу, мощность в лошадиных силах измеряет, насколько быстро двигатель может выполнять работу. Таким образом, высокий крутящий момент заставляет двигатель быстрее разгоняться после остановки, а высокая мощность обеспечивает более высокую максимальную скорость.
Хотя для движения транспортного средства необходимы оба варианта, если вы перевозите тяжелые грузы или тянете прицеп, вы оцените дополнительную мощность двигателя с высоким крутящим моментом. Если вы пытаетесь установить рекорд круга на местной трассе, вам понадобится двигатель, настроенный на максимальную мощность.