Крутящий момент что это такое: Мощность и крутящий момент — что это?

Мощность и крутящий момент — что это?

ЧТО ТАКОЕ ЛОШАДИНАЯ СИЛА?

— У тебя сколько сил? — такой вопрос слышал любой, кто хоть немного касался мира автомобилей. Никому даже пояснять не надо, какие силы на самом деле имеются в виду — лошадиные. Именно в них мы привыкли оценивать мощность мотора, одну из важнейших потребительских характеристик машины.

Уже и гужевого транспорта практически не осталось даже в деревнях, а эта единица измерения живёт и здравствует больше ста лет. А ведь лошадиная сила — величина, по сути, нелегальная. Она не входит в международную систему единиц (полагаю, многие со школы помнят, что называется она СИ) и потому не имеет официального статуса. Более того, Международная организация законодательной метрологии требует как можно скорее изъять лошадиную силу из обращения, а директива ЕС 80/181/EEC от 1 января 2010 прямо обязует автопроизводителей использовать традиционные «л.с.» только как вспомогательную величину для обозначения мощности.

Но не зря считается, что привычка — вторая натура. Ведь говорим же мы в обиходе «ксерокс» вместо копир и обзываем клейкую ленту «скотчем». Вот и непризнанные «л.с.» сейчас используют не только обыватели, но и едва ли не все автомобильные компании. Какое им дело до рекомендательных директив? Раз покупателю удобнее — пусть так и будет. Да что там производители — даже государство на поводу идёт. Если кто забыл, в России транспортный налог и тариф ОСАГО именно от лошадиных сил высчитываются, как и стоимость эвакуации неправильно припаркованного транспорта в Москве.

Лошадиная сила родилась в эпоху промышленной революции, когда потребовалось оценить, насколько эффективно механизмы заменяют животную тягу. По наследству от стационарных двигателей эта условная единица измерения мощности со временем перешла и на автомобили

И никто бы к этому не придирался, если не одно весомое «но». Задуманная, чтобы упростить нам жизнь, лошадиная сила на самом деле вносит путаницу. Ведь появилась она в эпоху промышленной революции как совершенно условная величина, которая не то что к автомобильному мотору, даже к лошади имеет достаточно опосредованное отношение. Смысл этой единицы в следующем — 1 л.с. достаточно, чтобы поднять груз массой 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Фактически, это сильно усреднённый показатель производительности одной кобылы. И не более того.

Иными словами, новая единица измерения очень пригодилась промышленникам, добывавшим, к примеру, уголь из шахт, и производителям соответствующего оборудования. С её помощью было проще оценить преимущество механизмов над животной силой. А поскольку приводились станки уже паровыми, а позднее и керосиновыми двигателями, то «л.с.» перешли по наследству и к  самобеглым экипажам.

Джеймс Уатт — шотландский инженер, изобретатель, учёный, живший в XVIII — начале XIX века. Именно он ввёл в обращение как «нелегальную» сейчас лошадиную силу, так и официальную единицу измерения мощности, которую назвали его именем

По иронии судьбы изобрёл лошадиную силу человек, именем которого названа официальная единица измерения мощности — Джеймс Уатт. А поскольку ватт (а точнее, применительно к могучим машинам, киловатт — кВт) к началу XIX века тоже активно входил в оборот, пришлось две величины как-то приводить друг к другу. Вот здесь-то и возникли ключевые разногласия. Например, в России и большинстве других европейских стран приняли так называемую метрическую лошадиную силу, которая равна 735,49875 Вт или, что сейчас нам более привычно, 1 кВт = 1,36 л.с. Такие «л.с.» чаще всего обозначают PS (от немецкого Pferdestärke), но есть и другие варианты — cv, hk, pk, ks, ch… При этом в Великобритании и ряде её бывших колоний решили пойти своим путём, организовав «имперскую» систему измерений с её фунтами, футами и прочими прелестями, в которой механическая (или, по-другому, индикаторная) лошадиная сила составляла уже 745,69987158227022 Вт. А дальше — пошло-поехало. К примеру, в США придумали даже электрическую (746 Вт) и котловую (9809,5 Вт) лошадиные силы.

Вот и получается, что один и тот же автомобиль с одним и тем же двигателем в разных странах на бумаге может иметь разную мощность. Возьмём, например, популярный у нас кроссовер Kia Sportage — в России или Германии по паспорту его двухлитровый турбодизель в двух вариантах развивает 136 или 184 л. с., а в Англии — 134 и 181 «лошадку». Хотя на самом деле отдача мотора в международных единицах составляет ровно 100 и 135 кВт — причём в любой точке земного шара. Но, согласитесь, звучит непривычно. Да и цифры уже не такие впечатляющие. Поэтому автопроизводители и не спешат переходить на официальную единицу измерения, объясняя это маркетингом и традициями. Это как же? У конкурентов будет 136 сил, а у нас всего 100 каких-то кВт? Нет, так не пойдёт…

КАК ИЗМЕРЯЮТ МОЩНОСТЬ?

Впрочем, «мощностные» хитрости игрой с единицами измерения не ограничиваются. До последнего времени её не только обозначали, но даже измеряли по-разному. В частности, в Америке долгое время (до начала 1970-х годов) автопроизводители практиковали стендовые испытания двигателей, раздетых догола — без навески вроде генератора, компрессора кондиционера, насоса системы охлаждения и с прямоточной трубой вместо многочисленных глушителей. Само собой, сбросивший оковы мотор легко выдавал процентов на 10-20 больше «л. с.», так необходимых менеджерам по продажам. Ведь в тонкости методики испытаний мало кто из покупателей вдавался.

Другая крайность (но гораздо более приближенная к реальности) — снятие показателей прямо с колёс автомобиля, на беговых барабанах. Так поступают гоночные команды, тюнинговые мастерские и прочие коллективы, которым важно знать отдачу мотора с учётом всех возможных потерь, и трансмиссионных в том числе.

Мощность также зависит от того, как её измерять. Одно дело крутить на стенде «голый» мотор без навесного оборудования и совсем другое — снимать показания с колёс, на беговых барабанах, с учётом трансмиссионных потерь. Современные методики предлагают компромиссный вариант — стендовые испытания двигателя с необходимой для его автономной работы навеской

Но в итоге за образец в различных методиках вроде европейских ECE, DIN или американских SAE приняли компромиссный вариант. Когда двигатель устанавливают на стенде, но со всей необходимой для бесперебойного функционирования навеской, включая стандартный выпускной тракт. Снять можно только оборудование, относящееся к другим системам машины (к примеру, компрессор пневмоподвески или насос гидроусилителя руля). То есть тестируют мотор ровно в том виде, в котором он фактически стоит под капотом автомобиля. Это позволяет исключить из финального результата «качество» трансмиссии и определить мощность на коленвале с учётом потерь на привод основных навесных агрегатов. Так, если говорить о Европе, то эту процедуру регламентирует директива 80/1269/EEC, впервые принятая ещё в 1980 году и с тех пор регулярно обновляемая.

ЧТО ТАКОЕ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?

Но если мощность, как говорят в Америке, помогает автомобили продавать, то двигает их вперёд крутящий момент. Измеряют его в ньютон-метрах (Н∙м), однако у большинства водителей до сих пор нет чёткого представления об этой характеристике мотора. В лучшем случае обыватели знают одно — чем выше крутящий момент, тем лучше. Почти как с мощностью, не правда ли? Вот только чем тогда «Н∙м» отличаются от «л. с.».?

На самом деле, это связанные величины. Более того, мощность — производная от крутящего момента и оборотов мотора. И рассматривать их по отдельности просто нельзя. Знайте — чтобы получить мощность в ваттах необходимо крутящий момент в ньютон-метрах умножить на текущее число оборотов коленвала и коэффициент 0,1047. Хотите привычные лошадиные силы? Нет проблем! Делите результат на 1000 (таким образом получатся киловатты) и умножайте на коэффициент 1,36.

Чтобы обеспечить дизелю (на фото слева) высокую степень сжатия, инженеры вынуждены делать его длинноходным (это когда ход поршня превышает диаметр цилиндра). Поэтому у таких моторов крутящий момент конструктивно получается большим, но предельное число оборотов приходится ограничивать ради повышения ресурса. Разработчикам бензиновых агрегатов, наоборот, проще получить высокую мощность — детали здесь не такие массивные, степень сжатия меньше, так что двигатель можно сделать короткоходным и высокооборотным. Впрочем, в последнее время различие между дизелями и бензиновыми агрегатами постепенно стирается — они становятся всё более похожими как по конструкции, так и по характеристикам

Выражаясь техническим языком, мощность показывает, сколько работы способен выполнить мотор за единицу времени. А вот крутящий момент характеризует потенциал двигателя к совершению этой самой работы. Показывает сопротивление, которое он может преодолеть. Например, если машина упрётся колёсами в высокий бордюр и не сможет тронуться с места, мощность будет нулевой, так как никакой работы мотор не совершает — движения нет, но крутящий момент при этом развивается. Ведь за то мгновение, пока движок не заглохнет от натуги, в цилиндрах сгорает рабочая смесь, газы давят на поршни, а шатуны стараются привести во вращение коленвал. Иными словами, момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет. То есть именно «Н∙м» являются основной «продукцией» двигателя, которую он производит, превращая тепловую энергию в механическую.

Если проводить аналогии с человеком, «Н∙м» отражают его силу, а «л.с.» — выносливость. Именно поэтому тихоходные дизельные двигатели в силу своих конструктивных особенностей у нас, как правило, тяжелоатлеты — при прочих равных условиях они могут тащить на себе больше и легче преодолевают сопротивление на колёсах, пусть и не так проворно. А вот быстроходные бензиновые моторы скорее относятся к бегунам — нагрузку держат хуже, зато перемещаются быстрее. В общем, действует простое правило рычага — выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии или скорости. И наоборот.

Так называемая внешняя скоростная характеристика двигателя отражает зависимость мощности и крутящего момента от оборотов коленвала при полностью открытом дросселе. По идее, чем раньше наступает пик тяги и позже — мощности, тем проще мотору адаптироваться к нагрузкам, его рабочий диапазон увеличивается, что позволяет водителю или электронике реже переключать передачи и почём зря не жечь топливо. На этих графиках видно, что бензиновый двухлитровый турбомотор (справа) выигрывает по этому показателю у турбодизеля аналогичного объёма, но уступает ему в абсолютной величине крутящего момента

Как это выражается на практике? В первую очередь, надо понять, что именно кривые крутящего момента и мощности (вместе, а не по отдельности!) на так называемой внешней скоростной характеристике двигателя будут раскрывать его истинные возможности. Чем раньше достигается пик тяги и позже пик мощности, тем лучше мотор приспособлен к своим задачам. Возьмём простой пример — автомобиль движется по ровной дороге и вдруг начинается подъём. Сопротивление на колёсах возрастает, так что при неизменной подаче топлива обороты станут падать. Но если характеристика двигателя грамотная, крутящий момент при этом наоборот начнёт расти. То есть мотор сам приспособится к увеличению нагрузки и не потребует от водителя или электроники перейти на передачу пониже. Перевал пройден, начинается спуск. Машина пошла на разгон — высокая тяга здесь уже не так важна, критичным становится другой фактор — мотор должен успевать её вырабатывать. То есть на первый план выходит мощность. Которую можно регулировать не только передаточными числами в трансмиссии, а повышением оборотов двигателя.

Здесь уместно вспомнить гоночные автомобильные или мотоциклетные моторы. В силу относительно небольших рабочих объёмов, они не могут развить рекордный крутящий момент, зато способность раскручиваться до 15 тысяч об/мин и выше позволяет им выдавать фантастическую мощность. К примеру, если условный двигатель при 4000 об/мин обеспечивает 250 Н∙м и, соответственно, примерно 143 л.с., то при 18000 об/мин он мог бы выдать уже 640,76 л.с. Впечатляет, не правда ли? Другое дело, что «гражданскими» технологиями это не всегда получается добиться.

И, кстати, в этом плане близкую к идеальной характеристику имеют электродвигатели. Они развивают максимальные «ньютон-метры» прямо со старта, а потом кривая крутящего момента плавно падает с ростом оборотов. График мощности при этом прогрессивно возрастает.

Современные моторы «Формулы 1» имеют скромный объём 1,6 л и относительно невысокий крутящий момент. Но за счёт турбонаддува, а главное — способности раскручиваться до 15000 об/мин, выдают порядка 600 л.с. Кроме того, инженеры грамотно интегрировали в силовой агрегат электродвигатель, который в определённых режимах может добавлять ещё 160 «лошадок». Так что гибридные технологии могут работать не только на экономичность

Думаю, вы уже поняли — в характеристиках автомобиля важны не только максимальные значения мощности и крутящего момента, но и их зависимость от оборотов. Вот почему журналисты так любят повторять слово «полка» — когда, допустим, мотор выдаёт пик тяги не в одной точке, а в диапазоне от 1500 до 4500 об/мин. Ведь если есть запас крутящего момента, мощности тоже, скорее всего, будет хватать.

Но всё же лучший показатель «качества» (назовём его так) отдачи автомобильного двигателя — его эластичность, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Она выражается, например, в разгоне от 60 до 100 км/ч на четвёртой передаче или с 80 до 120 км/ч на пятой — это стандартные тесты в автомобильной индустрии. И может случиться так, что какой-нибудь современный турбомотор с высокой тягой на малых оборотах и широченной полкой момента даёт ощущение отличной динамики в городе, но на трассе при обгоне окажется хуже древнего атмосферника с более выгодной характеристикой не только момента, но и мощности…

Так что пусть в последнее время разница между дизельными и бензиновыми агрегатами становится всё более расплывчатой, пусть развиваются альтернативные моторы, но извечный союз мощности, крутящего момента и оборотов двигателя останется актуальным. Всегда.

крутящий момент или мощность двигателя?

Так уж повелось, что любого автолюбителя при оценке способностей машины в первую очередь интересует такой показатель, как мощность. Но не менее важной характеристикой является крутящий момент. И вот почему

Евгений Яблоков

Несмотря на то, что гужевой транспорт давно «канул в Лету» и «л. с.» является персоной нон-грата в международной системе классификации, «лошадиная» единица измерения мощности продолжает пользоваться спросом. Причем не только у простого люда, но и на государственном уровне. Для этого достаточно взглянуть на квитанцию об уплате транспортного налога.

Между тем, появившаяся в период промышленной революции «л. с.» весьма условна. А все потому, что она определяет относительный уровень производительности среднестатистической лошади путем определения усилий, необходимых для подъема 75-килограммового груза на один метр за одну секунду. Новая единица измерения, взятая на вооружение фабрикантами для оценки превосходства стационарных механизмов над животными, со временем перекочевала в мир подвижного состава.

Позже шотландский инженер Джеймс Уатт ввел в обращение официальную единицу измерения мощности своего имени – «Вт», которую для удобства использования укрупнили до «кВт». Ватт, синхронизированный с л. с. в соотношении 1 кВт = 1,36 л. с., так и не добился всеобщей любви, оставив пальму первенства конской силе. Однако мощность мощностью, но, как говорится, двигает машину не она, а крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах (Н∙м).

Что такое крутящий момент?

У многих автомобилистов нет адекватного представления о том, что это за «зверь». О нем, впрочем, как и о мощности, бытует расхожее мнение: чем больше, тем лучше. По сути, это тесно связанные характеристики. Мощность в ваттах не что иное, как крутящий момент в ньютон-метрах, умноженный на число оборотов и на 0,1047. Другими словами, мощность демонстрирует количество работы, выполняемой двигателем за определенный промежуток времени, а крутящий момент отражает способность силового агрегата эту работу совершить. Если, скажем, автомобиль завяз в глинистом грунте и обездвижился, то производимая им мощность будет равняться нулю. Ведь работа не совершается. А вот момент, хотя его и не хватает для движения, присутствует. Крутящий момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет.

Главным достижением работающего мотора при превращении тепловой энергии в механическую является момент, или тяга. Высокие моментные значения характерны для дизельных двигателей, конструктивная особенность которых – большой (больше диаметра цилиндра) ход поршня. Большой крутящий момент у дизеля нивелируется относительно низким допустимым числом оборотов, которые ограничивают для увеличения ресурса. Высокооборотистым бензиновым моторам свойствен «крен» в сторону мощности, ведь их детали отличаются меньшим весом. И степень сжатия тоже ниже. Правда, современные силовые агрегаты – и дизельные, и бензиновые – совершенствуясь, становятся ближе и конструктивно, и по показателям. Но пока банальное правило рычага сохраняется: выигрывая в силе, проигрываешь в скорости. И, соответственно, в расстоянии.

Лучшие черты двигателя определяются совокупностью оптимальных значений мощности и тяги. Чем раньше наступает максимум крутящего момента и чем позже пик мощности, тем шире диапазон возможностей силового агрегата. Близкие к оптимальным характеристики имеют электрические двигатели. Они располагают тягой, близкой к максимальной, практически с начала движения. В то же время значение мощности прогрессивно возрастает. Существенным фактором в вопросах определения мощности и крутящего момента являются обороты двигателя. Чем они выше, тем большую мощность можно снять.

В этом контексте уместно упомянуть о гоночных моторах. Из-за относительно скромных объемов они не блещут умопомрачительным крутящим моментом. Однако способны раскручиваться до 15–20 тыс. оборотов в минуту (мин^-1), что позволяет им выдавать супермощность. Так, если рядовой силовой агрегат при 4000 об/мин генерирует 250 Н∙м и порядка 140 л. с., то при 18 000 мин^-1 он мог бы выдать в районе 640 л. с.

К сожалению, повышать частоту вращения довольно сложно. Мешают силы инерции, нагрузки, трение. Скажем, если раскрутить мотор от 6000 до 12 000 мин^-1, то силы инерции возрастут вчетверо, что потенциально грозит опасностью перекрутить мотор. Повысить величину крутящего момента можно с помощью турбонаддува, но в этом случае негативную роль начинают играть тепловые нагрузки.

Принцип максимальной отдачи мощности красноречиво иллюстрируют моторы болидов «Формулы-1», имеющие весьма скромный объем (1,6 литра) и относительно невысокий показатель тяги. Но за счет наддува и способности раскручиваться до высоких оборотов выдают порядка 600 л. с. Плюс к тому, конструкция у «Ф1» – гибридная, и электродвигатель, дополняющий основной мотор, при необходимости добавляет еще 160 «лошадей».

Важной характеристикой, отражающей возможности мотора, является диапазон оборотов, при котором доступна максимальная тяга. Но еще важнее эластичность двигателя, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Другими словами, это соотношение между числами оборотов для максимальной мощности и оборотов для максимального крутящего момента. Оно определяет возможность снижения и увеличения скорости за счет работы педалью газа без переключения передач. Или возможность езды на высоких передачах с малой скоростью. Эластичность, к примеру, выражается способностью автомобиля разгоняться на пятой передаче с 80 до 120 км/ч на пятой. Чем меньше времени займет этот разгон, тем эластичнее двигатель. Из двух двигателей одинакового объема и мощности предпочтителен тот, у которого выше эластичность. При прочих равных условиях такой мотор будет меньше изнашиваться, работать с меньшим шумом и меньше расходовать топливо, а также облегчит работу трансмиссии.

А если все-таки задаться вопросом о том, что важнее – крутящий момент или мощность, деля мир на черное и белое, ответ будет предельно прост: так как это зависимые величины, важно и то и другое.

Хочу получать самые интересные статьи

Крутящий момент, что это и зачем он нужен?

Каждый двигатель внутреннего сгорания рассчитан на определенную максимальную мощность, которую он может выдавать при наборе определенного количества оборотов коленчатого вала. Однако помимо максимальной мощности существует еще и такая величина в характеристике двигателя, как максимальный крутящий момент, достигаемый на оборотах отличных от оборотов максимальной мощности.

Что же означает понятие крутящий момент? Говоря научным языком, крутящий момент равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон — метрах. Значит если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.

Для наглядности: если гайка затянута с усилием 3 кгс, то для ее откручивания придется к ключу с длиной плеча в 1 метр приложить усилие 3 кг. Однако, если на ключ длиной 1 метр надеть дополнительно 2-х метровый отрезок трубы, увеличив тем самым рычаг до 3 метров, то тогда для отворачивания этой гайки потребуется лишь усилие в 1 кг. Так поступают многие автолюбители при откручивании колесных болтов: либо добавляют отрезок трубы, а за неимением такового просто надавливают на ключ ногой, увеличив тем самым силу приложения к баллонному ключу.

Так же если на рычаг метровой длины повесить груз равный 10 кг, то появится крутящий момент равный 10 кгм. В системе СИ это значение (перемножается на ускорение свободного падениям) будет соответствовать 98,1 Нм. Результат всегда един — крутящий момент, это произведение силы на длину рычага, стало быть, нужен либо длиннее рычаг, либо большее количество прикладываемой силы.

Все это хорошо, но для чего нужен крутящий момент в автомобиле

и как его величина влияет на его поведение на дороге? Мощность двигателя лишь косвенно отражает тяговые возможности мотора, и ее максимальное значение проявляется, как правило, на максимальных оборотах двигателя. В реальной жизни в таких режимах практически никто не ездит, а вот ускорение двигателю требуется всегда и желательно с момента нажатия на педаль газа. На практике одни автомобили уже с низких оборотов ведут себя достаточно резво, другие напротив предпочитают лишь высокие обороты, а на низах показывают вялую динамику. Так у многих возникает масса вопросов, когда они с авто с бензиновым мотором мощностью 105-120 л.с. пересаживаются на 70-80 – сильный дизель, то последний с легкостью обходит машину с бензиновым мотором. Как такое может быть? Связано это с величиной тяги на ведущих колесах, которая различна для этих двух автомобилей. Величина тяги напрямую зависит от произведения таких показателей как, величины крутящего момента, передаточного числа трансмиссии, ее КПД и радиуса качения колеса. Как создается крутящий момент в двигателе. В двигателе нет метровых рычагов и грузов, и их заменяет кривошипно-шатунный механизм с поршнями.

Крутящий момент в двигателе образуется за счет сгорания топлива — воздушной смеси, которая расширяясь в объеме с усилием толкает поршень вниз. Поршень в свою очередь через шатун передает давление на шейку коленчатого вала. В характеристике двигателя нет значения плеча, но есть величина хода поршня (двойное значение радиуса кривошипа коленвала). Для любого мотора крутящий момент рассчитывается следующим образом. Когда поршень с усилием 200 кг двигает шатун на плечо 5 см, появляется крутящий момент 10 кГс или 98,1Нм. В данном случает для увеличения крутящего момента нужно либо увеличить радиус кривошипа, или же увеличить давление расширяющихся газов на поршень. До определенной величины можно увеличить радиус кривошипа, но будут расти и размеры блока цилиндров как в ширину, так и в высоту и увеличивать радиус до бесконечности невозможно. Да и конструкцию двигателя придется значительно упрочнять, так как будут нарастать силы инерции и другие отрицательные факторы. Следовательно, у разработчиков моторов остался второй вариант – нарастить силу, с которой поршень передает усилие для прокручивания коленвала. Для этих целей в камере сгорания нужно сжечь больше горючей смеси и к тому же более качественно. Для этого меняют величину и конфигурацию камеры сгорания, делают «вытеснители» на головках поршней и повышают степень сжатия. Однако максимальный крутящий момент доступен не на всех оборотах мотора и у различных двигателей пик момента достигается на различных режимах.

Одни моторы выдают его в диапазоне 1800- 3000 об/мин, другие на 3000-4500 об/мин. Это зависит от конструкции впускного коллектора и фаз газораспределения, когда эффективное наполнение цилиндров рабочей смесью происходит при определенных оборотах.

Наиболее простое решение для увеличения крутящего момента, а следовательно и тяги, это применение турбо или механического наддува, либо применение их в комплексе. Тогда крутящий момент можно уже использовать с 800-1000 об/мин, т.е. практически сразу. К тому же это закрывает такую проблему, как провалы при наборе скорости, так как величина крутящего момента становится практически одинакова во всем диапазоне оборотов двигателя. Достигается это различными путями: увеличивают количество клапанов на цилиндр, делают управляемыми фазы газораспределения для оптимизации сгорания топлива, повышают степень сжатия, применяют выпускной коллектор по формуле 1-4 -2-3, в турбинах применяют крыльчатки с изменяемым и регулируемым углом атаки лопаток и т.

д.

Что такое крутящий момент

Очень многие автомобилисты не знают, что такое крутящий момент двигателя. На самом деле ответ на этот вопрос содержится еще в школьном курсе физики, но в свете того, что не все ее учили, а те, кто учил, не все поняли, а остальные просто забыли понятое, нет ничего удивительного, что этот вопрос остается открытым. Итак, что же такое крутящий момент двигателя?

Крутящий момент

Начать следует все же с физики. Крутящий момент двигателя является произведением силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Стоит напомнить, что сила измеряется в Ньютонах (Н), а плечо рычага в метрах (м). То есть один Нм равняется одному Ньютону (1Н), который приложен к метровому рычагу (1м).

В двигателе внутреннего сгорания сила передается от воспламеняющегося топлива поршню, от него к кривошипному механизму, а от него к коленвалу. Последний через систему трансмиссии и приводов и приводит колеса во вращение.

Разумеется, он не является постоянным и увеличивается, когда на плечо действует большая сила, и слабеет при ее уменьшении. Иными словами, когда водитель давит на «газ», то действующая на плечо сила возрастает и, соответственно, возрастает и крутящий момент.

Мощность двигателя

Крутящий момент имеет непосредственное отношение к мощности двигателя. Последняя, если говорить предельно просто, является совершенной за некоторую единицу времени работой. А поскольку работой двигателя и является тот самый крутящий момент, то мощность указывает на то, сколько раз за единицу времени двигателем был совершен крутящий момент.

Физиками была создана формула, связывающая оба этих показателя:

Мощность (P) = момент крутящий (Мкр) * измеряемые в об./мин обороты двигателя (N)/9549.

Хотя мощность измеряется в киловаттах, в нашей стране они довольно сложны для автомобилистов, поэтому ее, как правило, измеряют в лошадиных силах (л. с.). Ничего сложного здесь нет, просто чтобы киловатты стали «лошадями», количество киловатт умножается на 1,36.

Крутящий момент и мощность

С каждым из этих компонентов вроде бы понятно, но на что влияет каждый из них? Мощность оказывает влияние на преодоление всевозможных сил, которые оказывают автомобилю противодействие. Таковыми являются силы качения колес, аэродинамические силы, и, конечно же, сила трения в трансмиссии, приводах машины, в самом двигателе и не только. И чем выше мощность двигателя, тем большее сопротивление машина в состоянии преодолеть и, соответственно, тем большую скорость разовьет. Однако мощность не является постоянной силой и сильно зависит от оборотов двигателя. Мощность на холостом ходу и на максимальных оборотах неодинакова. Поэтому многие автопроизводители указывают в технических характеристиках при каких оборотах достигается максимум мощности.

Здесь следует помнить, что максимальная мощность развивается не одномоментно, и с места машина стартует при минимальных оборотах, которые едва превышают холостой ход. Для того же чтобы мобилизировать максимум мощности необходим некоторый отрезок времени и именно здесь на сцену выходит крутящий момент. Именно он «решает» за какой временной промежуток автомобилем будет достигнута максимальная мощность. Проще говоря, динамика разгона автомобиля зависит именно от крутящего момента.

Бензиновые и дизельные двигатели

У бензиновых двигателей показатели не самые высокие. Своих почти максимальных значений бензиновый двигатель может достичь при оборотах, в среднем, 3-4 тысячи. Однако бензиновый двигатель способен быстро увеличивать мощность, и раскручиваться до семи и даже восьми тысяч оборотов. И если принять во внимание вышеприведенные формулы, то становится ясно, что при таких оборотах мощность может возрасти в несколько раз.

Что касается дизельных двигателей, то высокими оборотами они не обладают и как правило, их максимум составляет пять, а то и всего три тысячи оборотов. В этом отношении «дизель» однозначно проигрывает бензиновому двигателю. Но зато крутящий момент у дизельного двигателя в несколько раз превышает аналогичный показатель бензинового собрата и вдобавок он доступен почти с холостого хода.

Что важнее: крутящий момент или мощность?

Чтобы разобраться с этой задачей, можно привести несложный пример. Скажем, можно взять два двигателя от фирмы AUDI, один бензиновый 2.0 FSI (крутящий момент – 200 Нм, мощность – 150 л.с.), а другой дизельный (мощностью 140 л.с. и с крутящим моментом 320 Нм). После проведения тестирования в различных режимах оказывается, что дизельный двигатель мощнее бензинового двигателя в диапазоне от 1 до 4,5 тысяч оборотов. Причем мощность будет выше на 30, а то и на 40 «лошадей», что не мало.

Из этого следует, что обращать внимание исключительно на мощность не стоит, поскольку нередко менее объемный двигатель, имеющий более высокий крутящий момент, оказывается гораздо динамичнее, чем двигатель с низким крутящим моментом (пусть даже большого объема).

Подводя итоги можно сказать, что в корне неверно классифицировать автомобили ориентируясь исключительно на мощность (л.с.) двигателя. Кроме мощности необходимо учитывать еще и крутящий момент (Нм) поскольку если последний показатель будет намного выше, чем у другого автомобиля, то и двигатель у него будет значительно динамичнее.

7.2: Классическая механика

Область классической механики включает изучение тел в движении, особенно физические законы, касающиеся тел, находящихся под воздействием сил. Большинство механических аспектов проектирования роботов тесно связано с концепциями из этой области. В данном блоке описываются несколько ключевых применяемых концепций классической механики.

СКОРОСТЬ — это мера того, насколько быстро перемещается объект. Обозначает изменение положения во времени (проще говоря, какое расстояние способен преодолеть объект за заданный период времени). Данная мера представлена в единицах расстояния, взятых в единицу времени, например, в количестве миль в час или футов в секунду.

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ – Скорость может также выражаться во вращении, то есть насколько быстро объект движется по кругу. Измеряется в единицах углового перемещения во времени (то есть в градусах в секунду), или в циклах вращения в единицу времени (например, в оборотах в минуту). Когда измерения представлены в оборотах в минуту (RPM), речь идет о частоте вращения. Есть речь идет об об/мин автомобильного двигателя, это означает, что измеряется скорость вращения двигателя.

УСКОРЕНИЕ – Изменение скорости во времени представляет собой ускорение. Чем больше ускорение, тем быстрее изменяется скорость. Если автомобиль развивает скорость от 0 до 60 миль в час за две секунды, в этом случае ускорение больше, чем когда он развивает скорость от 0 до 40 миль в час за тот же период времени. Ускорение — это мера изменения скорости. Отсутствие изменения означает отсутствие ускорения. Если объект движется с постоянной скоростью — ускорение отсутствует.

СИЛА — Ускорение является следствием воздействия сил, которые провоцируют изменение в движении, направлении или форме. Если вы нажимаете на объект, это означает, что вы прикладываете к нему силу. Робот ускоряется под воздействием силы, которую его колеса прикладывают к полу. Сила измеряется в фунтах или ньютонах.

Например, масса объекта воздействует на объект как сила вследствие гравитации (ускорение объекта в направлении центра Земли).

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ – Сила, направленная по кругу (вращение объекта), называется крутящим моментом. Крутящий момент — это вращающая сила. Если к объекту приложен крутящий момент, на границе первого возникает линейная сила. В примере с колесом, катящемся по земле, крутящий момент, приложенный к оси колеса, создает линейную силу на границе покрышки в точке ее контакта с поверхностью земли. Так и определяется крутящий момент — как линейная сила на границе круга. Крутящий момент определяется величиной силы, умноженной на расстояние от центра вращения (Сила х Расстояние = Крутящий момент). Крутящий момент измеряется в единицах силы, умноженной на расстояние, например, фунто-дюймах или ньютон-метрах.

В примере с колесом, катящемся по земле, если известен крутящий момент, приложенный к оси с закрепленным на ней колесом, мы можем рассчитать количество силы, прикладываемой колесом к поверхности. В этом случае, радиус колеса является расстоянием силы от центра вращения.

Сила = Крутящий момент/Радиус колеса

В примере с рукой робота, удерживающей объект, мы можем рассчитать крутящий момент, требуемый для поднятия объекта. Если объект обладает массой, равной 1 ньютону, а рука имеет длину 0,25 метра (объект располагается на расстоянии 0,25 метра от центра вращения), тогда

Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,25 метра = 0,25 ньютон-метров.

Это означает, что для удержания объекта в неподвижном положении, необходимо применить крутящий момент, равный 0,25 ньютон-метров. Чтобы переместить объект вверх, роботу необходимо приложить к нему крутящий момент, значение которого будет превышать 0,25 ньютон-метров, так как необходимо преодолеть силу гравитации. Чем больше крутящий момент робота, тем больше силы он прикладывает к объекту, тем больше ускорение объекта, и тем быстрее рука поднимет объект.

Пример 7.2

Пример 7.3

Для данных примеров, мы можем рассчитать крутящий момент, необходимый для подъем этих объектов.

Пример 7.2 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,125 метра = 0,125 ньютон-метров.

Для данного примера, длина рука равна половине длины руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза меньше. Значение длины руки пропорционально значению требуемого крутящего момента. При равных исходных характеристиках объекта, чем короче рука, тем меньший крутящий момент необходим для подъема.

Пример 7.3 — Крутящий момент = Сила * Расстояние = 1 ньютон х 0,5 метра = 0,5 ньютон-метров.

Для данного примера, длина рука равна удвоенной длине руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза больше.

Еще одна точка зрения относительно ограниченного крутящего момента в соединении руки робота заключается в следующем: более короткая рука сможет поднять объект большей массы, чем более длинная рука; однако, для первой доступная высота подъема объекта будет меньше, чем для второй.

Пример 7.4

Пример 7.5

Эти примеры иллюстрируют руку робота, поднимающую объекты разной массы. Какова взаимосвязь с требуемым количеством крутящего момента?

Пример 4 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = ½ ньютона х 0,25 метра = 0,125 ньютон-метров.

Пример 5 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 2 ньютона х 0,25 метра = 0,5 ньютон-метров.

Эти примеры иллюстрируют уменьшение значения требуемого крутящего момента по мере снижения массы объекта. Масса пропорциональна крутящему моменту, необходимому для ее подъема. Чем тяжелее объект, тем больше крутящий момент, требуемый для его подъема.

Проектировщики роботов должны обратить внимание на ключевые взаимосвязи между значениями крутящего момента, длины руки и массы объекта.

РАБОТА – Мера силы, приложенной на расстоянии, называется работой. Например, для удерживания объекта необходимо 10 фунтов силы. Далее, чтобы поднять этот объект на высоту 10 дюймов, требуется определенное количество работы. Количество работы, требуемое для подъема объекта на высоту 20 дюймов, удваивается. Работа также понимается как изменение энергии.

МОЩНОСТЬ — Большинство людей полагает, что мощность является термином из области электрики, но мощность также относится и к механике.

Мощность — это количество работы в единицу времени. Насколько быстро кто-то может выполнить работу?

В робототехнике принято понимать мощность как ограничение, так как соревновательные робототехнические системы имеют ограничения в части выходной мощности. Если роботу требуется поднять массу в 2 ньютона (прилагая 2 ньютона силы), скорость подъема будет ограничиваться количеством выходной мощности робота. Если робот способен произвести достаточное количество мощности, он сможет быстро поднять объект. Если он способен произвести лишь малое количество энергии, подъем объекта будет производиться медленно (либо не будет производиться вообще!).

Мощность определяется как Сила, умноженная на Скорость (насколько быстро выполняется толчок при постоянной скорости), и обычно выражается в Ваттах.

Мощность [Ватты] = Сила [Ньютоны] х Скорость [Метры в секунду]

1 Ватт = 1 (Ньютон х Метр) / Секунда

Как это применяется в соревновательной робототехнике? К проектам роботов применяются определенные ограничения. Проектировщики соревновательных роботов, использующие систему проектирования VEX Robotics Design, также должны учитывать физические ограничения, связанные с применением электромоторов. Электромотор обладает ограниченной мощностью, поэтому он может производить только определенное количество работы с заданной скоростью.

Примечание: все перспективные концепции имеют базовое описание. Более глубоко обсуждать эти физические свойства учащиеся будут в процессе обучения в ВУЗах, если выберут область STEM в качестве направления обучения.

 

Крутящий момент — что это такое?

Автолюбители постоянно спорят о том, чей двигатель мощнее, но не все знают, из чего складывается этот параметр.Всем знакомый термин «лошадиная сила» был предложен изобретателем Джеймсом Уаттом в восемнадцатом веке. Идея появилась у изобретателя, пока он наблюдал за лошадью, запряженной в машину, поднимавшую уголь из шахты.

Расчеты показали, что одна лошадьспособна за минутуподнять 150 кг угля на высоту 30 метров.Н•м (Ньютон-метр) — единица измерения момента силы, входящая в международную систему единиц«СИ». Лошадиная сила стала «несистемной» величиной для измерения мощности. Одна лошадиная сила равна 735,5 Вт (Ватт — системная единица измерения, названная в честь того же английского ученого). Впоследствии лошадиные силы стали применять для обозначения мощности двигателя автомобиля.

Что интересует людей, изучающих технические характеристики того или иного автомобиля? В первую очередь мощность, затем расход топлива и максимальная скорость. О крутящем моменте вспоминают редко. А зря.

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент двигателя – это тяговая характеристика двигателя, которая в отличие от мощности дает весьма отдаленное представление об истинных возможностях автомобиля. Для того чтобы наиболее полно ответить на вопрос: «Крутящий момент что это?», необходимо, прежде всего, уяснить, что момент двигателя и момент на колесах автомобиля – это две большие разницы. Крутящий момент двигателя, будучи величиной, равной силе на плечо (Н*м) – сила давления сгоревших в двигателе газов через поршень и шатун на плечо кривошипа коленвала, показывает лишь потенциал мотора, а сам автомобиль, в конечном итоге, движет крутящий момент на колесах.

Для оценки реальных тягово-динамических возможностей автомобиля на основе крутящего момента двигателя, необходимо провести довольно утомительный расчет крутящего момента на колесах автомобиля. Для данного расчета также понадобятся, указанные в технических характеристиках, величины оборотов двигателя, передаточных чисел КПП и главной передачи, диаметра колес и т. д. Тогда как указанная величина мощности двигателя, не требуя дополнительных данных и расчетов, наглядно демонстрирует тягово-динамические возможности автомобиля, то есть крутящий момент на колесах.

Пример №1. Суперкар мощностью 500 сил с крутящим моментом двигателя 500 Н*м и магистральная фура-тягач с отдачей 500 сил и 2500 Н*м, на колесах, тем не менее, имеют абсолютно равный крутящий момент при движении с одинаковой скоростью на оборотах максимальной мощности: М (момент на колесах, приводящий машины в движение) = N (мощность двигателя) / n (обороты колеса, при условии, что у суперкара и фуры они одинакового диаметра).

Вывод: цифра мощности отражает тягу и динамику автомобиля, а цифра крутящего момента двигателя, не учавствующая в вычислениях, может быть любой и не имеет значения.

Пример №2. Зайдем с другой стороны. Тот же суперкар и фура с вышеуказанными характеристиками (аналоги Porsche 911 GT3 RS 4.0, Scania R500 и многие другие суперкары и грузовики), как правило, имеют максимальные обороты двигателя около 9000 и 1800 соответственно. Для того чтобы компенсировать пятикратную разницу в оборотах (иметь ту же скорость движения), на фуре придется применять в пять раз более «длинную» трансмиссию, которая, соответственно, будет передавать в 5 раз меньше момента на колеса: 2500 Н*м делим на 5 и получаем те же 500 Н*м (приведенный момент), как в суперкаре.

Вывод: мы получили то же равенство тягово-динамического потенциала машин равной мощности, что и в примере №1.

Роль мощности в крутящем моменте

Мощности и крутящему моменту уделяют много внимания, ведь именно они наглядно показывают важнейшие характеристики грузового и легкового транспорта. Более того, эти цифры важны для определения поведения автомобиля в реальных условиях езды.

Крутящий момент — показатель работы двигателя, а мощность — основной показатель выполнения этой работы. Например, редуктор может напрямую влиять на функционирование мотора. Так, пикап для большего крутящего момента способен работать на низкой передаче, к примеру, при выполнении каких-либо задач: транспортировка очень больших и тяжелых грузов. Но если Dodge RAM 1500 или Saturn SL1 поедут на одной передаче, то грузоподъемность первого будет значительно выше по причине большего числа лошадиных сил. Получается, что чем больше производится л.с., тем больше потенциал крутящего момента.

Отметим, что это именно потенциал, который применяется в реальных условиях через трансмиссию и полуоси автомобиля. Соединение этих элементов вместе определяет, как мощность может переходить в крутящий момент.

Чтобы понять всё вышесказанное, рассмотрим отличия трактора от гоночного автомобиля.У гоночного автомобиля л.с. много, однако крутящий момент здесь нужен для увеличения скорости через редуктор. Чтобы такая машина двигалась вперед, нужно совсем немного работы, так что основная часть мощности направлена на развитие скорости.

Что касается трактора, то у него может быть мотор с таким же объемом, который вырабатывает столько же л.с. Мощность здесь необходима для работы через редуктор. Как известно, трактор не развивает высоких скоростей, но он может легко буксировать и толкать немалые грузы. Крутящий момент и мощность двигателя тесно связаны, но они выполняют абсолютно разные функции в работе легкового и грузового транспорта.

Как повысить крутящий момент?

Дорогие и сложные способы увеличения мощности и крутящего момента

Дорогостоящие и сложные способы подразумевают внутреннее вмешательство в устройство двигателя автомобиля (технический тюнинг) и требуют значительных временных затрат на исполнение и большого опыта специалиста, осуществляющего тюнинг, а так же очень значительных финансовых вложений со стороны заказчика. При этом разница в работе двигателя автомобиля после осуществления дорогостоящего технического тюнинга будет очень ощутимой, но и заметно скажется на его моторесурсе. В дальнейшем ремонт форсированного двигателя будет сильно бить по карману, если Вам вообще удастся найти исполнителей. К дорогостоящим способам увеличения мощности и крутящего момента двигателя относятся:

Установка наддува на атмосферный двигатель

Это самый дорогостоящий и сложный способ технического тюнинга автомобиля, включающий в себя ряд сложных мероприятий (подбор нагнеталеля, форсирование двигателя, доработка коллекторов, тестирование и т.д. и т.п.). При этом установка наддува может в огромной степени увеличить как мощность, так и крутящий момент за счет значительного увеличения поступаемого в камеру сгорания воздуха. Наддув бывает двух типов: наиболее распространенный турбонаддув (анг. «turbocharger») и механический наддув (компрессор, анг. «supercharger»).

Замена двигателя

Определенно чтобы увеличить мощность и крутящий момент таким способом требуется большой опыт исполнителя и значительные финансовые затраты как на новый мотор, так и на его установку, которая подразумевает под собой ряд мероприятий: определение подходящего двигателя для замены, доработка подкапотного пространства, подключение электрики, замена ЭБУ и прочее.

Форсирование

Подразумевает механическое вмешательство в устройство двигателя: замена определенных его элементов (например, распредвала, дроссельной заслонки или турбины) на спортивные, а так же расточка блока цилиндров, что приведет к увеличению объема мотора и соответственно к увеличению мощности и крутящего момента. Кроме того, двигатель станет намного требовательнее к обслуживанию.

Бюджетные и доступные способы увеличения мощности и крутящего момента

Так же существуют менее затратные и доступные способы, не подразумевающие технического вмешательства в устройство двигателя. Основным принципом подобных методов является устранение ограничителей в работе двигателя, предусмотренных изготовителем в целях соответствия автомобиля экологическим стандартам, а так же в целях снижения числа гарантийных обращений в сервисные центры. К доступным способам увеличения мощности относятся:

Чип-тюнинг

Программная оптимизация работы двигателя, подразумевает собой изменение установленных заводом параметров работы ЭБУ различными методами: с помощью электронных модулей или при помощи ручной корректировки («прошивки») программы блока управления. Электронные модули имеют большой ряд преимуществ перед услугой «прошивки» ЭБУ, а негативные отзывы в их сторону, как правило, не подкреплены никакими фактами. При этом новейшие электронные модули ProRacing OBD способны автоматически, автономно и безопасно увеличивать скоростные характеристики автомобилей. Чип-тюнинг — самый действенный из бюджетных способов увеличения мощности и крутящего момента и не требующий никакого технического вмешательства. Кроме того, грамотный чип-тюнинг способствует снижению расхода топлива.

Доработка или замена системы впуска воздуха

Это достигается установкой фильтра нулевого сопротивления либо полной заменой штатной системы впуска. В первом случае прирост мощности будет в пределах 2-5% за счет снижения сопротивления фильтрующего элемента входящему потоку воздуха, во втором же случае увеличение может быть весьма значительным не только за счет снижения сопротивления фильтра, но и за счет увеличения поступления холодного воздуха. Данный способ заслуживает подробного изучения и требует правильного подхода к осуществлению, иначе можно серьезно навредить двигателю либо просто не ощутить результат.

Доработка или замена системы выпуска выхлопных газов

В угоду экологии, а так же для значительного снижения исходящего шума стандартная система выхлопа в определенной мере ограничивает возможности двигателя. Определенные меры, например, замена катализатора на пламегаситель и удаление антисажевого фильтра, облегчат «выдох» двигателя и обеспечат определенное количество дополнительных лошадиных сил и ньютон-метров. Более дорогим, но и более действенным способом является полная замена штатной выхлопной системы на спортивную. Это даст не только заметную прибавку мощности и крутящему моменту, но и уровняет срок жизни выхлопной системы со сроком жизни автомобиля в целом, т.к. спортивные системы выхлопа изготавливаются из качественной нержавеющей стали.

Использование качественных расходных материалов

Иридиевые свечи зажигания

Данный способ нельзя назвать тюнингом, но это не значит, что им нужно пренебрегать. Использование качественных и дорогих расходных материалов, таких как моторное масло, фильтры, свечи зажигания, а так же топливо, самым непосредственным образом влияют как на мощность, так и на крутящий момент. Отдельным пунктом можно выделить использование дорогих иридиевых или платиновых свечей зажигания, которые очень значительно влияют на работу бензиновых двигателей и способны не только увеличить мощность и крутящий момент, но и снизить расход топлива.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

что это и за что отвечает?

В характеристиках автомобилей указывают множество параметров, таких как максимальная скорость, мощность, а также крутящий момент двигателя. Если с первыми двумя всё ясно, то о чём говорят цифры крутящего момента, многие водители просто не знают. Для чего же он нужен и как влияет на динамику машины?

Физика движения

Многие водители знают о том, что бензиновые моторы берут лошадиными силами, а дизельные — крутящим моментом. Напомним, что крутящий момент – это произведение силы на длину рычага. В автомобиле этим рычагом является коленчатый вал, именно с него и снимается крутящий момент, который измеряется в ньютонах на метр. Для того чтобы замерить эту силу на двигателе, необходимо приложить к нему нагрузку, например, заставить го что-то тянуть. Чаще всего замер крутящего момента в автомобиле производят путём блокировки колёс и выжиманием полного газа. Чем выше обороты двигателя, тем выше и крутящий момент.

Зачем он нужен в машине?

Мощность и крутящий момент взаимосвязаны в двигателе, они напрямую связаны с оборотами мотора. Размер максимальной мощности влияет на скорость, которую может развить автомобиль. А крутящий момент отвечает за динамику машины. То ускорение, которое получает автомобиль после нажатия на педаль газа, и создаётся благодаря крутящему моменту. Соответственно, чем он выше, тем проще совершать обгоны на трассе и тем быстрее автомобиль разгоняется с места. Чем выше крутящий момент, тем быстрее автомобиль сможет развить свою максимальную мощность и разогнаться до предела.

Выбирая себе новый автомобиль и изучая его технические характеристики, вы должны отдавать предпочтение тем машинам, у которых больший крутящий момент. В обычной городской жизни вы не сможете реализовать все доступные лошадиные силы, а вот большой крутящий момент будет помогать вам на каждом светофоре. Поэтому дизельные моторы привлекают многих автомобилистов тем, что обладают очень хорошей динамикой на низких оборотах и отличной экономичностью.

Фото: интернет-ресурсы

лошадиных сил и крутящий момент: в чем разница?

Эндрю Трэхан Автомобиль и водитель

Что лучше? Вот как можно прекратить споры о ночном баре.

Йоги Берра, который никогда не останавливался на деталях двигателя, пришел бы к выводу, что крутящий момент и мощность — это одно и то же, только разные. Собственно, это упрощение отчасти верно.

Крутящий момент и мощность — это то, что двигатели производят, когда вы поворачиваете ключ и нажимаете педаль акселератора.Воздух и топливо, воспламеняющиеся в камерах сгорания, вызывают скручивание коленчатого вала, трансмиссии и ведущих мостов. Это чудо преобразования энергии: потенциальная энергия, содержащаяся в галлоне переработанного динозавра, эффективно изменилась на кинетическую энергию, необходимую для вождения.

Копнув глубже, рассмотрим эти определения из учебников:

Энергия — это способность выполнять работу. В этом случае двигатели выполняют тяжелую работу (работу), которую раньше выполняли лошади.

Работа является результатом силы, действующей на некотором расстоянии.Единица измерения работы (а также энергии) в США — фут-фунт. В Международной системе (СИ) работа измеряется в джоулях и, в редких случаях, в ньютон-метрах.

Крутящий момент — это сила вращения, создаваемая коленчатым валом двигателя. Чем выше крутящий момент двигатель, тем выше его способность выполнять работу. Измерение такое же, как у работы, но немного отличается. Поскольку крутящий момент является вектором (действующим в определенном направлении), он измеряется в единицах фунт-фут и ньютон-метр.

Конечно, всегда есть исключения. В этом случае различие составляет статический крутящий момент , который вы прикладываете с помощью гаечного ключа для затягивания болтов головки. Чтобы избежать путаницы, единицами измерения статического крутящего момента традиционно являются фунты-футы. Напротив, SI придерживается ньютон-метров как для статических, так и для динамических измерений крутящего момента.

Power — это скорость выполнения работы. Шотландский изобретатель восемнадцатого века Джеймс Ватт дал нам эту удобную эквивалентность: одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для подъема 33000 фунтов ровно один фут за одну минуту.В соответствии с этим вкладом единицей измерения мощности в системе СИ является киловатт.

Возвращаясь к теореме Берра, крутящий момент — это способность выполнять работу, а мощность — это скорость, с которой можно выполнить некоторую трудоемкую задачу. Другими словами, мощность — это скорость выполнения работы (или приложения крутящего момента) за заданный промежуток времени. Математически мощность в лошадиных силах равна крутящему моменту, умноженному на число оборотов в минуту. H = T x об / мин / 5252, где H — мощность в лошадиных силах, T — фунт-фут, об / мин — это скорость вращения двигателя, а 5252 — постоянная, заставляющая единицы двигаться.Таким образом, для получения большей мощности двигателю необходимо генерировать больший крутящий момент, работать на более высоких оборотах или и то, и другое.

Хотя определения эскизов отлично подходят для учебников, применение их к реальным движкам — другое дело. Одна проблема заключается в том, что у каждого автомобильного двигателя есть рабочий диапазон от холостого хода до красной черты. Например, 6,2-литровый двигатель Hellcat V-8 Dodge Challenger выдает 707 лошадиных сил ТОЛЬКО при 6000 об / мин. Он выдает существенно меньшую мощность на холостом ходу (достаточную только для вращения аксессуаров с приводом от двигателя) и чуть меньше 700 лошадиных сил на красной границе 6200 об / мин.И он обеспечивает максимальный крутящий момент 650 фунт-фут ТОЛЬКО при 4000 об / мин.

Другая проблема — точное определение мощности и крутящего момента вращающегося коленчатого вала. Инструмент для этой задачи — динамометр двигателя. Хотя это слово означает «устройство измерения мощности», на практике крутящий момент и частота вращения двигателя измеряются, а его мощность рассчитывается с использованием приведенной выше формулы.

Вихретоковые динамометры используют магнитное поле для передачи крутящего момента от вращающегося коленчатого вала на опору плеча рычага против статического датчика силы (известного как датчик нагрузки), расположенного на точном расстоянии от центра кривошипа.Другой широко используемый тип динамометра — это водяной тормоз; он использует один вращающийся и один статический набор лопаток насоса для передачи крутящего момента коленчатого вала через плечо рычага на датчик нагрузки.

Совершенный двигатель развивает достаточный крутящий момент на низких оборотах и ​​выдерживает его до минимального уровня. Величина создаваемого крутящего момента прямо пропорциональна потоку воздуха, проходящего через двигатель. Большие двигатели перекачивают больше воздуха и, следовательно, развивают больший крутящий момент. Бустеры — нагнетатели, турбокомпрессоры — доставляют дополнительный воздух, помогая маленьким двигателям работать крупными.Конечно, в камеры сгорания должно подаваться соответствующее количество топлива, но это простая часть, особенно с электронным управлением впрыском.

Чтобы восполнить легкость впрыска нужного количества топлива, конструкторы двигателей сталкиваются с несколькими сложными задачами. Один из них — сделать все компоненты достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки, которым они подвергаются из-за давления сгорания, а в случае движущихся частей — их собственной инерции.Потребности в охлаждении и смазке примерно пропорциональны производимой мощности. А закачка воздуха в любой двигатель на сверхвысоких оборотах и ​​из него — это то место, где инженерное дело становится видом искусства. Включите топливную экономичность и чистоту выхлопных газов в уравнение разработки, и станет ясно, почему мастера двигателей редко тусуются у водоохладителя.

На этом этапе обсуждения должно быть ясно, что крутящий момент и лошадиные силы подобны разлученным братьям и сестрам; они тесно связаны, но не имеют много общего.Но как насчет более серьезной моральной проблемы, стоящей перед человечеством в целом и автолюбителями в частности: что лучше?

Мы ответим, что Йоги Берра был бы признателен. В бейсболе, если крутящий момент аналогичен кетчеру, то питчер — это лошадиные силы. Оба они необходимы для игры в мяч, но ответственность питчера — определение скорости и траектории каждого брошенного мяча — определяет ход игры. Крутящий момент жизненно важен для работы каждого двигателя, но мощность — это то, что отличает отличный двигатель от хорошего.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Что такое крутящий момент в автомобилях

Крутящий момент — это крутящая сила, которая связана с силой вращения двигателя и измеряет, какая часть этой крутящей силы доступна, когда двигатель работает.

Крутящий момент присутствует в повседневных делах, таких как управление дверной ручкой, открытие бутылки с содовой, использование гаечного ключа или крушение педали велосипеда.Именно крутящий момент выполняет свою работу!

Давайте разберемся дальше. Представьте, что вы затягиваете болт гаечным ключом. Вы приложите некоторое усилие к концу гаечного ключа, которое передается на болт на другом конце. При этом к болту прилагается крутящий момент или скручивающая сила.

В то время как мощность измеряется просто в лошадиных силах, крутящий момент обычно измеряется в фунтах-футах (фунт-фут).

Вот как это работает: если мы продолжим наш пример с гаечным ключом, и вы представите, что используете специальный гаечный ключ длиной один фут для затяжки болта.Приложение силы в один фунт к концу этого гаечного ключа длиной в один фут вызывает на болт крутящий момент в один фунт-фут. Увеличить крутящий момент можно, добавив больше веса или используя более длинный гаечный ключ.

Гайки крепления колес к автомобилю обычно необходимо затягивать с крутящим моментом около 100 фунт-фут — это означает, что оператор должен приложить силу 100 фунтов к концу гаечного ключа длиной в фут.

Как работает крутящий момент в автомобиле

Все двигатели, будь то бензиновые или гибридные, вырабатывают определенную мощность и крутящий момент.Они связаны друг с другом и по-разному выражают мощность двигателя. Крутящий момент даже используется при расчете мощности двигателя. И мощность, и крутящий момент измеряются, чтобы дать покупателям представление о производительности, которую они могут ожидать от своего автомобиля.

Двигатели обычных легковых и грузовых автомобилей обычно развивают крутящий момент от 100 до 400 фунт-фут. Этот крутящий момент создается поршнями внутри двигателя, когда они совершают возвратно-поступательное движение вверх и вниз на коленчатом валу двигателя, заставляя его непрерывно вращаться (или скручиваться).Затем этот крутящий момент передается на колеса автомобиля через трансмиссию и трансмиссию.

Выходной крутящий момент является результатом многих переменных, включая размер двигателя и то, как он предназначен для работы.

Проще говоря, чем больше крутящий момент у двигателя, тем лучше он подходит для тяжелых работ, таких как буксировка, буксировка или подъем на крутые склоны. Вот почему крутящий момент часто имеет первостепенное значение при перемещении чего-то большого и тяжелого, например, грузовика с прицепом.

Крутящий момент и мощность в лошадиных силах — в чем разница

Лошадиная сила и крутящий момент — это разные способы выражения характеристик двигателя транспортного средства.

Что такое лошадиные силы? Мощность в лошадиных силах отражает общую мощность двигателя в любых условиях. И наоборот, выходной крутящий момент отражает пиковую мощность, доступную для этого двигателя в определенный момент, когда он выполняет свою самую тяжелую работу.

Для иллюстрации представим, что вы покупаете новую стереосистему.Вы можете подумать о том, насколько громко идет стерео. Максимальная громкость, возможная для длительного воспроизведения, подобна мощности двигателя: это хороший показатель того, сколько мощности у стереосистемы.

Теперь рассмотрим басы стерео. Бас — это часть впечатления от прослушивания, которая играет на максимальной громкости (лошадиных силах), хотя басы, скорее всего, будут оцениваться по пиковому уровню «удара», создаваемому на короткое время.

Таким образом, мощность в лошадиных силах похожа на громкость стереосистемы, а крутящий момент — на низкие частоты: стоит знать оба атрибута, и для определенных типов музыки (или транспортных средств) один может быть важнее другого.

Ключевые различия между мощностью в лошадиных силах и крутящим моментом

лошадиных сил позволяет измерить общую производительность двигателя. Крутящий момент обеспечивает простое измерение максимальной крутящей силы, которую может создать двигатель при напряженной работе.

Вот почему у пикапов есть двигатели с высоким крутящим моментом, которые развивают больший крутящий момент, чем небольшой автомобиль.

Например, 5,7-литровый двигатель i-FORCE V8 Toyota Tundra развивает мощность 381 л.с. и мощный 401 фунт.-фут крутящего момента. Такой высокий уровень крутящего момента предоставляет водителям множество возможностей для выполнения сложной работы, такой как буксировка, буксировка и подъем на крутые склоны.

И наоборот, Toyota Corolla Hatchback поставляется с четырехцилиндровым двигателем Dynamic Force , мощностью 168 лошадиных сил и 151 фунт-фут крутящего момента. В этом автомобиле нет необходимости в высоком крутящем моменте, а экономия топлива является приоритетом, поэтому инженеры устанавливают мощность и крутящий момент, чтобы сбалансировать приятные характеристики с отличной топливной экономичностью.

Наконец, рассмотрим гибридный автомобиль, в котором используется бензиновый двигатель, усиленный электродвигателем.

Электродвигатели

— суперзвезды крутящего момента, поскольку они мгновенно обеспечивают полный выходной крутящий момент. Вы увидите это в следующий раз, когда воспользуетесь своим блендером: в тот момент, когда вы включите его, его электродвигатель немедленно и без ожидания приложит максимальный крутящий момент к вращающимся лопастям.

Именно тот же мгновенный и мощный выходной крутящий момент помогает гибридным автомобилям, таким как Toyota Prius , Corolla Hybrid и RAV4 Hybrid , снижать расход топлива и улучшать характеристики.

Найдите и создайте свою следующую Toyota

Что такое крутящий момент? Все о крутящем моменте: определение, уравнения и единицы измерения

Крутящий момент — это слово, которое свободно обсуждают производители автомобилей, рекламодатели и обозреватели, и оно не менее важно, чем другие цифры в заголовках, с которыми вы столкнетесь, например, лошадиные силы. Однако реклама крутящего момента не всегда была данностью — посмотрите на рекламу автомобилей 1980-х годов, и вы обнаружите, что о ней почти никогда не упоминали.

Это в основном из-за лишнего веса новых автомобилей.Современные двигатели настолько загружены технологиями, комфортом и безопасностью, что весят намного больше, чем их аналоги десятилетней давности. Это означает, что этим автомобилям требуется больше силы или крутящего момента, чтобы заставить их двигаться.

Крутящий момент определяется как сила вращения двигателя. Вы можете заметить, что крутящий момент — как и мощность — всегда выражается при определенной частоте вращения двигателя. Например, Ford Fiesta Ecoboost развивает максимальный крутящий момент в диапазоне от 1400 до 4000 об / мин. Вообще говоря, автомобиль будет чувствовать себя более отзывчивым, когда максимальный крутящий момент будет развиваться на низком уровне в диапазоне оборотов, но многим людям нравятся высоконагруженные двигатели, которые необходимо резко увеличить, прежде чем они разовьют максимальный крутящий момент.

Крутящий момент становится более важным по мере того, как автомобили становятся больше и тяжелее. Крошечный городской автомобиль может легко путешествовать с очень небольшим крутящим моментом, в то время как большому внедорожнику или фургону требуется много усилий, чтобы заставить его двигаться. Вот почему более крупные автомобили, как правило, оснащаются дизельными двигателями — дизели обеспечивают больший крутящий момент на более низких оборотах, чем бензиновые двигатели.

Что такое крутящий момент?

Говоря простым языком, крутящий момент — это сила вращения двигателя. Он отличается от лошадиных сил, поскольку относится к количеству работы, которую может выполнить двигатель, в то время как лошадиные силы определяют, насколько быстро эта работа может быть выполнена.Вот почему крутящий момент в простонародье часто называют «тяговое усилие», «сила» или «ворчание».

Крутящий момент обычно измеряется в Ньютон-метрах (Нм) или фунт-фут (фунт-фут) — последнее не следует путать с фут-фунтом (фут-фунт), поскольку один фут-фунт относится не к крутящей силе, а до количества энергии, необходимого для поднятия 1 фунта веса на расстояние 1 фут.

В частности, крутящий момент фактически измеряет величину силы, необходимой для поворота объекта (например, при затягивании крышки бутылки с газированной водой, гайки колеса или болта головки блока цилиндров).Или, в случае двигателя, он измеряет, сколько крутящего усилия доступно на коленчатом валу при любых заданных оборотах двигателя (RPM).

• Автомобили Cat D и Cat C: объяснение списания страховых сумм

В автомобиле мощность — это мера того, насколько быстро двигатель может развивать тот же крутящий момент с течением времени, поэтому чем больше (обоих) у вас есть, тем быстрее ты сможешь ускориться. Одна лошадиная сила (л.с.) — это абсолютно произвольная единица, придуманная инженером Джеймсом Ваттом. Это эквивалентно тому, что одна лошадь поднимает вес 33 000 фунтов на высоту 12 дюймов за одну минуту — или 33 000 фут-фунтов в минуту.Метрический эквивалент (PS) равен 4500 кгм в минуту или 0,97 л.с.

Тормозная мощность (л.с.) немного ниже, чем л.с., но, возможно, является более точным показателем, поскольку учитывает мощность, потерянную на внутреннее трение двигателя.

Основные уравнения крутящего момента

Допустим, мы используем гаечный ключ длиной 0,5 м для затяжки колесной гайки, и нам нужно опереться на дальний конец гаечного ключа с силой в 50 Ньютонов, чтобы затянуть гайку. Простое умножение двух чисел дает нам необходимое значение крутящего момента в Ньютон-метрах:

50 (Н) x 0.5 (м) x = 25 Нм крутящего момента.

Если вы хотите сохранить старый образ, вы можете измерить расстояние в футах и ​​силу в фунтах. На этот раз наш гаечный ключ может быть 18 дюймов (1½ фута), и мы прикладываем 20 фунтов силы на дальнем конце:

20 (фунт) x 1½ (фут) = 30 фунт-фут крутящего момента

Итак, что значит двигатель крутящий момент похож?

Если двигатель развивает крутящий момент 500 Нм, мы можем использовать аналогичную визуализацию в обратном направлении, чтобы помочь понять задействованные силы. Чтобы такой двигатель не вращался, потребуется гаечный ключ длиной один метр, прикрепленный к коленчатому валу, с приложением силы 500 Ньютон на другом конце.Поскольку один килограмм создает силу притяжения Земли примерно в 9,8 Ньютона, это означает, что вам понадобится 50-килограммовый жокей, чтобы стоять на конце. Или Аллан Макниш.

• Автосинхронизация: разрешена ли корректировка пробега?

Если это не кажется большим усилием, чтобы остановить двигатель, развивающий тяжелые 500 Нм, не забывайте, что крутящий момент на колесах значительно увеличивается за счет снижения оборотов двигателя. Значит, жокей мог заглушить двигатель, но не мог остановить машину!

Что лучше: крутящий момент или мощность?

Крутящий момент и мощность очень тесно связаны, потому что в двигателе внутреннего сгорания одно без другого не может быть.Снова дело в математике, поскольку л.с. рассчитывается следующим образом:

л.с. = крутящий момент x об / мин ÷ 5252

Это означает, что если вы сравните два двигателя с разным выходным крутящим моментом, двигатель с более высоким крутящим моментом всегда будет вырабатывать больше лошадиных сил на любом данном двигателе. скорость.

Однако многие двигатели с высоким крутящим моментом не рассчитаны на такие высокие обороты (подумайте о мощном дизеле), поэтому показатели конечной мощности часто оказываются под угрозой. Напротив, спортивный бензиновый автомобиль с высокими оборотами может быть спроектирован так, чтобы иметь более низкий крутящий момент, но его исключительная мощность на высоких оборотах двигателя позволяет ему двигаться быстрее.

• Как сдать экзамен по теории вождения

Вот почему для повседневного вождения мощность и гибкость двигателя с высоким крутящим моментом часто более полезны — и это жизненно важно, когда вам нужен автомобиль для буксировки больших прицепов или перевозки тяжелых грузов.

При нормальном вождении крутящий момент часто более важен, чем мощность, поэтому мы уделяем ему так много внимания в наших обзорах автомобилей.

Можете ли вы объяснить крутящий момент не более чем 25 словами? Заходите в раздел комментариев ниже…

Что такое крутящий момент? | Журнал CAR

► Краткое объяснение CAR: крутящий момент
► Что это такое и как его измерять?
► Мини-справочник по тяговому усилию автомобиля

Тормозная мощность, рабочий объем и время разгона до 100 км / ч — все это ключевые характеристики, когда дело доходит до понимания характеристик автомобиля, но есть еще и крутящий момент.

Torque — это то, что упоминается во всех обзорах автомобилей с высокими характеристиками, но, возможно, это одна из наиболее неправильно понимаемых областей характеристик автомобилей.Итак, что такое крутящий момент, как он измеряется и почему он так важен? Продолжайте читать, чтобы узнать.

Что такое крутящий момент?

Проще говоря, крутящий момент — это величина «крутящего момента» автомобиля, и это то же усилие, которое требуется, когда вы поворачиваете гаечный ключ. Например, если бы у вас был крутящий момент 300 фунт-футов (фунт-фут), а ваш гаечный ключ был длиной 1 фут и приложил силу в 300 фунтов непосредственно перпендикулярно этому гаечному ключу, вы бы получили такое же количество крутящего момента. Фактически, 300 фунт-фут крутящего момента.

Когда крутящий момент полезен и важен?

В первую очередь крутящий момент используется для ускорения автомобиля, и обычно указывается максимальное значение крутящего момента двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу, которое обычно выше, чем значение на колесах.

Более высокий крутящий момент также означает более быстрое время разгона до 100 км / ч: он позволяет автомобилю ускоряться быстрее на начальных этапах движения, когда автомобиль начинает трогаться с места или набирать скорость.

Но дело не только в скорости, крутящий момент также важен, когда автомобили становятся тяжелее и крупнее. Более тяжелому внедорожнику потребуется больше крутящего момента, чтобы начать движение или продолжить движение. Это одна из причин, наряду с экономичностью, что в большинстве хороших тяжелых транспортных средств используются крутящие, дизельные двигатели.

Итак, в каких двигателях вы найдете больший или меньший крутящий момент?

Дизельные и V-образные двигатели, как правило, развивают больший крутящий момент на более низких оборотах, чем бензиновые двигатели. Например, двигатели с большим крутящим моментом могут двигаться с той же скоростью с большей легкостью на более низких оборотах, что делает движение более плавным.

Когда пик крутящего момента достигается ниже диапазона оборотов, вы обнаружите, что вы набираете обороты или работаете с двигателем меньше. Это одна из причин, почему двигатели с большим крутящим моментом часто описываются как более тяговые.’

Узнайте больше о новостях CAR Tech здесь

Что такое крутящий момент в автомобилях?

Мощность и крутящий момент являются основными показателями мощности трансмиссии. Лошадиная сила, по какой-либо причине, получает известность и дает право на хвастовство. Да, больше лошадей означает больше мощности, но мощность в лошадиных силах измеряет только максимальную производительность двигателя или мотора и не является мерой его силы.

Крутящий момент измеряет крутящую силу или силу двигателя или мотора.Ощущение, будто тебя толкают обратно на сиденье, когда ты нажимаешь педаль газа? Это крутящий момент. На примере, не относящемся к автомобилестроению, при открытии банки крутящий момент — это усилие, с которым вы открываете крышку, а мощность — это скорость, с которой вы ее раскручиваете.

Проще говоря, крутящий момент заставляет вас двигаться, а мощность заставляет вас двигаться. И, в зависимости от того, как вы собираетесь использовать свой автомобиль, одно будет иметь значение выше другого. Крутящий момент также работает по-разному в зависимости от типа двигателя и источника энергии.

Как работает крутящий момент в бензиновом двигателе

Крутящий момент и мощность имеют разные характеристики, часто достигая пика в разных диапазонах оборотов двигателя, более известных как обороты в минуту (об / мин).

В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) крутящий момент отображается в виде кривой колокола. После того, как крутящий момент достигнет своих пиковых оборотов, он будет снижаться, поскольку мощность в лошадиных силах одновременно увеличивается до максимальных оборотов. Этот пик крутящего момента наступает, когда двигатель достигает своей наиболее эффективной и максимальной скорости для этого номинального крутящего момента.

Когда автомобиль движется, крутящий момент не так важен. Например, при движении по шоссе двигатель обычно работает на самой высокой передаче и на минимально возможных оборотах. Почему? Дополнительный крутящий момент больше не требуется для поддержания движения автомобиля, поэтому трансмиссия переключается в наиболее эффективный режим работы.

В небольших транспортных средствах обычно используются небольшие двигатели с более низким крутящим моментом и мощностью в лошадиных силах. Их меньший вес и предполагаемое использование владельцами означает, что им не требуются более мощные и большие двигатели.Простота двигателей также делает автомобили доступными и экономичными. Но это не значит, что на всех маленьких машинах скучно ездить.

Mazda MX-5 Miata — яркий пример спортивного автомобиля с меньшей мощностью и меньшим крутящим моментом, чем у его конкурентов. Тем не менее, его низкие характеристики двигателя вряд ли ухудшают его динамику вождения. С 2,0-литровым 4-цилиндровым двигателем MX-5 Miata выдает 181 л.с. при 7000 об / мин и 151 фунт-фут крутящего момента при 4000 об / мин. Но он также весит не более 2388 фунтов и имеет почти идеальное распределение веса на переднюю и заднюю оси.Его спортивные характеристики обусловлены его высокооборотистым двигателем и сбалансированными характеристиками управляемости, а не чистой скоростью разгона.

Как работает крутящий момент в дизельном двигателе

Дизельные двигатели имеют больший крутящий момент на более низких оборотах, чем бензиновые двигатели, что обеспечивает лучшую способность к буксировке, буксировке и подъему, поскольку двигатель не должен работать так тяжело. привести автомобиль в движение.

Ford F-150 2021 года предлагает дополнительный 3,0-литровый турбодизель V-6 мощностью 250 л.с. при 3250 об / мин и 440 фунтов.-фт. крутящего момента, начиная с низких 1750 об / мин. В линейке двигателей F-150 турбодизель имеет один из самых низких показателей мощности, но один из самых высоких значений крутящего момента. Буксирная способность составляет 12 100 фунтов (при надлежащем оснащении), а максимальная полезная нагрузка составляет 1840 фунтов. Для сравнения: самый мощный из предложенных двигателей, 3,5-литровый двухцилиндровый бензиновый V-6, обладает большей мощностью: 400 л.с. и 500 фунт-фут. крутящего момента. Однако крутящий момент достигает 3100 об / мин, что в два раза медленнее, чем у дизеля.

Поднимаясь на ступеньку лестницы грузовика Ford, Super Duty, оснащенный опциональным 6,7-литровым турбодизельным двигателем V-8, развивает 475 л.с. при 2600 об / мин и лучший в своем классе 1050 фунт-фут. крутящий момент начиная с 1600 об / мин. Буксировка рассчитана на 15 000 фунтов с полезной нагрузкой 2462. Имейте в виду, что это минимальный показатель буксировки, поскольку сверхмощный F-450 может буксировать 37 000 фунтов с гусиной шеей или 5 ^-х -колесное сцепное устройство.

Как работает крутящий момент в двигателе с турбонаддувом

Турбонаддув и наддув также влияют на крутящий момент, потому что пиковая мощность возникает в более широком диапазоне оборотов, а не в определенной точке на колоколообразной кривой крутящего момента.

Рассмотрим Honda Accord 2020 года выпуска. Его стандартный 1,5-литровый рядный 4-цилиндровый двигатель с турбонаддувом невелик для размера этого автомобиля, но выдает 192 л.с. при 5500 об / мин и развивает 192 фунт-фут. крутящего момента между 1600-5000 об / мин. Дополнительный 2,0-литровый турбо-четырехцилиндровый двигатель Accord предлагает 252 л.с. при 6500 об / мин и максимальный крутящий момент 273 фунт-фут. от 1500-4000 об. / мин. Когда пиковый крутящий момент распространяется в широком диапазоне оборотов, как этот, он вызывает быстрое ускорение и удовлетворительную тягу, которую вы чувствуете, когда вас толкают обратно в свое сиденье.

Теоретически турбонаддув и наддув позволяют автопроизводителям использовать в своих автомобилях более экономичные двигатели меньшего размера. Однако, чем сложнее вы выгоните его в реальном мире, тем менее заметен выигрыш в экономии топлива.

Как работает крутящий момент в электромобиле

В электромобилях (электромобилях) энергия поступает от электродвигателей. Когда двигатель не запускается, максимальный крутящий момент достигается мгновенно. Вот почему электромобили, такие как Tesla Model 3, в которых официально не указаны данные о мощности или крутящем моменте, могут похвастаться временем разгона от нуля до 60 миль в час, равным 3.2 секунды. (Для справки, согласно Motor Trend , эта полноприводная модель Performance с двумя двигателями развивает 450 л.с. и 471 фунт-фут мгновенного крутящего момента).

Даже электромобили, считающиеся маломощными, по-прежнему быстро выходят из строя и служат в качестве динамичных пригородных транспортных средств с постоянными остановками. Chevrolet Bolt EV развивает мощность 200 л.с., но его мощность составляет 266 фунт-футов. крутящего момента при нулевых оборотах это шустрый автомобильчик. Аналогичным образом, Kia Niro EV предлагает мощность 201 л.с. и крутящий момент в 291 фунт-фут. для большого количества скутеров.

Это же преимущество распространяется и на гибриды, в которых электродвигатель сочетается с ДВС. Быстрая передача крутящего момента от электрического вспомогательного двигателя гибрида приводит в движение автомобиль на более низких скоростях. Toyota Prius — хороший тому пример. В то время как Prius рассчитан на скудную мощность в 121 л.с., его электрический вспомогательный двигатель выдает 120 фунт-футов. крутящего момента в момент, когда водитель нажимает на педаль акселератора.

Что это такое и почему?

Мощность и крутящий момент часто упоминаются при покупке автомобиля, но каковы различия и почему они важны?

Мощность и крутящий момент.Это слова, которые вы постоянно будете встречать вместе при изучении характеристик модели автомобиля. Крутящий момент — это величина, измеряемая в фунтах на фут (фунт-фут), которая позволяет вам измерить мощность, которую вы получаете, и часто ею хвастаются автолюбители.

А что такое крутящий момент? Чем он отличается от лошадиных сил и почему это важно? Если вы не уверены на 100%, значит, вы точно не одиноки. Это важные вопросы, на которые автомобильная промышленность, похоже, считает, что мы знаем ответы, поэтому никогда не объясняйте их полностью.Здесь мы развеем тайну, окружающую крутящий момент, и дадим вам ответы простым языком.

Определение крутящего момента
Поищите в Google «крутящий момент», и вы столкнетесь с этим механическим определением:

«сила, которая имеет тенденцию вызывать вращение.
«Трехлитровый двигатель обладает большим крутящим моментом»

Не очень понятно? Однако, если вы углубитесь в несколько онлайн-статей и прочтете многословные объяснения, вы обнаружите, что крутящий момент в основном означает, сколько мощности требуется автомобилю, чтобы достичь определенной скорости.Таким образом, чем больше крутящий момент у вашего автомобиля, тем больше ускорение.

Роль крутящего момента в двигателе автомобиля
Крутящий момент является важной частью выработки энергии двигателем автомобиля, поскольку он представляет собой нагрузку, с которой двигатель может справиться для выработки определенного количества мощности для вращения двигателя вокруг своей оси. Сила измеряется в фунтах (фунтах) на фут (фут) вращения вокруг одной точки. Умножьте эту крутящую силу (в фунт-футах) на скорость вращения оси в минуту (об / мин), и вы получите выходную мощность двигателя.Это то, что определяет, насколько эффективно автомобиль может разгоняться на разных скоростях, и это важно для высокопроизводительных автомобилей.

На этом графике показано, как крутящий момент и мощность соотносятся друг с другом, при этом крутящий момент показан вертикально, а число оборотов в минуту — по горизонтали. Максимальный крутящий момент на графике составляет всего 2500 об / мин, что означает, что автомобиль имеет «нижний предел крутящего момента». Это характерно для высокопроизводительных автомобилей, таких как линейка Nissan NISMO и совершенно новый Ford Focus RS, которые могут очень быстро ускоряться с низких скоростей.

Пример:
— Совершенно новый Ford Focus RS развивает крутящий момент 325 фунт-фут в диапазоне от 2000 до 4500 об / мин (крутящий момент на низких оборотах). Это означает, что двигатель может перемещать 347 фунтов силы в пределах одного фута вращения двигателя и быстро ускоряется с низкой скорости.

График демонстрирует кривую крутящего момента рядом с мощностью в лошадиных силах для автомобиля с низким крутящим моментом.

Если вы хотите взглянуть на крутящий момент с другой стороны, грузовым автомобилям, перевозящим тяжелые грузы, требуется «высокий крутящий момент», когда крутящий момент достигает пика при более высоких оборотах.Это означает, что грузовик будет медленнее разгоняться, но уровень крутящего момента позволит ему справиться с дополнительным весом при увеличении оборотов.

Преимущества крутящего момента
Более комфортное вождение — Если у вашего автомобиля низкий крутящий момент, это обычно означает, что у вас есть доступ к большей мощности двигателя на более низких передачах. В результате вам не придется так часто переключать передачи при ускорении с низких скоростей, и вождение будет более расслабленным.

Легче перевозить тяжелые грузы — Как упоминалось ранее, крутящий момент полезен, если у вас есть грузовик, перевозящий тяжелые грузы.Наличие высокого крутящего момента при увеличении частоты вращения двигателя (об / мин) делает транспортировку тяжелых грузов намного проще и эффективнее.

Легче ездить по крутым склонам — Дополнительный крутящий момент — это еще и то, что создает достаточно мощности для движения автомобиля, особенно при движении по крутым склонам. Так что крутящий момент может быть полезен при движении по бездорожью и в экстремальных условиях.

Вектор крутящего момента — Вектор крутящего момента — это довольно новая технология, которая позволяет дифференциалу автомобиля распределять определенные уровни крутящего момента на каждое колесо.Эта технология популярна в полноприводных автомобилях, где распределение крутящего момента на все 4 колеса улучшает сцепление с дорогой и управляемость. В переднеприводных автомобилях вектор крутящего момента эффективно уравновешивает автомобиль. Например, если дорога скользкая, крутящий момент может быть уменьшен на одном колесе и увеличен на противоположном, чтобы действовать как тормоз и противодействовать скольжению.

Наконечник по крутящему моменту: Если у вас есть автомобиль с мощным двигателем, вы можете увеличить крутящий момент за счет увеличения числа оборотов. Если коробка передач и дифференциал уменьшают число оборотов кривошипа до числа оборотов колес в 9 раз, вы получаете в 9 раз больший крутящий момент в колесах.Таким образом, правильное использование передач может преобразовать низкий крутящий момент двигателя в высокий крутящий момент, но за счет скорости (об / мин).

лошадиных сил и крутящий момент: знай разницу

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Все и их матери знают, что двумя главными показателями характеристик автомобиля являются мощность и крутящий момент. Они разбросаны по спецификациям каждого автомобиля, многократно наклеены в обзорах, выделены жирным шрифтом и анимированы в каждом онлайн-сравнительном видео, известном человеку.Однако немногие по-настоящему понимают их различия, даже если тысячи спорят, что важнее.

Хотя большинство из них может понять общие предпосылки мощности и крутящего момента, их определения, их история, их применение, математические уравнения, используемые для определения их значений, а также то, как и почему производители используют каждое из них, не так хорошо известны. И, естественно, поиск в Google для выяснения этих различий может быть связан с потенциальными ошибками, ошибочными деталями и старыми ссылками на бейсбол, которые могли бы знать только бумеры.Вот тут-то и появляется Drive .

Благодаря нашей опытной команде информационных экспертов, знающих язык и инженерные решения двигателя, мы составили полное руководство по соотношению мощности и крутящего момента. Мы объясняем не только, что такое каждый из них и как они используются, но и объясняем различные версии каждого из них и их отношение к скорости и ускорению.

Мы даже собираемся ответить на несколько вопросов о Torque , ужасно ужасном фильме о мотоциклах 2004 года, который обокрал Fast and the Furious .Ах да, мы пошли туда.

Джонатон Кляйн

Два типа крутящего момента и мощности.

Что такое мощность?

Лошадиная сила — это единица измерения, используемая для обозначения мощности или «скорости, с которой выполняется работа» двигателя или мотора. Это относится ко всем двигателям и двигателям, но не только к двигателям внутреннего сгорания. Мощность вашего автомобиля показывает, насколько быстро эта работа может быть выполнена с большей мощностью, позволяющей выполнять работу быстрее.

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент — это сила, умноженная на расстояние. В случае автомобилей «вращательный эквивалент линейной силы». По сути, это сила, приложенная к объекту с вращательным движением, то есть двигатель, прикладывающий силу к коленчатому валу, который, следовательно, вращает ваши шины.

В чем разница между мощностью и крутящим моментом?

Эти две стороны представляют собой две стороны одной медали, поскольку одна связана с другой: крутящий момент — это сила, а лошадиные силы — это скорость, с которой эта сила действует.Разница в том, что крутящий момент выполняет работу, а мощность — в том, насколько быстро эта работа выполняется.

Мощность и крутящий момент, а также диапазон оборотов двигателя в минуту (об / мин), а также передача определяют скорость и ускорение автомобиля.

Сэм Бендалл @livemotofoto

Ускорение и скорость

Большинство людей используют термины «быстро» и «быстро» как синонимы, особенно когда они говорят об автомобилях с высокими характеристиками.Ускорение и скорость, обозначаемые соответственно двумя терминами «быстрый» и «быстрый», на самом деле очень разные, однако напрямую связаны с мощностью и крутящим моментом.

Учитывая их взаимозаменяемость в обычных разговорах, а также дискуссии о соотношении мощности и крутящего момента, мы сочли необходимым положить конец этой проблеме раз и навсегда.

Ускорение

В автомобилях ускорение означает способность автомобиля развивать скорость относительно времени, т. Е. Показатель вашего автомобиля 0-60 миль в час.Это относится как к мощности, так и к крутящему моменту.

Скорость

Скорость — это скорость, с которой может работать транспортное средство, то есть диапазон скоростей автомобиля. Фактически, Bugatti Chiron может развивать скорость от 1 до 261 миль в час.

Ривиан

Полностью электрический R1T от Rivian

обладает огромным крутящим моментом и мощностью.

Больше крутящего момента лучше для ускорения и больше мощности для скорости?

Ну и да, и нет.Чем больше у вас будет лошадиных сил, тем быстрее вы сможете разогнать свой теоретический автомобиль с точки зрения максимальной скорости, то есть Bugatti Chiron мощностью 1500 лошадиных сил и его максимальной скоростью 300 миль в час. Крутящий момент немного более требователен, так как действительно важно, где достигается максимальный крутящий момент и как долго он сохраняется.

Предположим, что теоретический автомобиль с мощностью 200 лошадиных сил и крутящим моментом 200 фунт-фут, с крутящим моментом, достигающим 6000 об / мин, противопоставляется другому теоретическому автомобилю с мощностью 200 лошадиных сил и только 150 фунт-фут крутящего момента, на этот раз с 1500 об / мин и остается неизменным до его красной черты 6500 об / мин.В этом случае вторая машина будет ускоряться быстрее первой, даже если у нее меньший крутящий момент.

Чтобы придать этому сценарию больше реализма, сравните дрэг-рейсинг между Bugatti Chiron и Porsche Taycan Turbo S EV. Поскольку электромобиль развивает максимальный крутящий момент 774 фунт-фут при 0 об / мин, он может опередить (2,4 секунды до 60 миль в час) 1100 фунт-фут Bugatti (2,5 секунды до 60 миль в час), потому что Bugatti не достигает максимального крутящего момента. до 1180 об. / мин.

Depositphotos

Мы выбрали этого великолепного зверя.

Почему люди выбрали лошадиную силу вместо силы лося, лося или оленя?

Что мы, канадцы?

Но на самом деле мощность в лошадиных силах появилась, когда шотландский инженер по имени Джеймс Ватт хотел сравнить мощность паровых машин и тягловых лошадей, чтобы продать людям свой паровой бизнес — ура жадность! Наблюдение за лошадью может вращать мельничное колесо 144 раза в час, и что колесо имело 3.Ватт определил, что в радиусе 7 метров лошадь может пройти 2,4 × 2π × 12 футов за одну минуту.

Вот уравнение для всех математиков.

P = Wt = Fdt = 180 фунт-сила x 2,4 x 2 x 12 фут1мин = 32,572 фут-фунт-силамин

Ватт затем может применить эту формулу к своим паровым двигателям и определить, насколько они эффективнее по сравнению с сеноядным, спящим, большим олом. какающие лошади все использовали в то время. Так родились лошадиные силы. Может быть, если бы лось или лось были более доступны в то время, Ватт использовал бы их.

Depositphotos

Почему некоторые производители используют разные числа для обозначения крутящего момента?

Мы живем в глобализированном мире, что бы ни говорили некоторые люди, и вместе с этим появляются разные ярлыки и измерения для одного и того же — например, метрическая или имперская. Крутящий момент ничем не отличается: производители автомобилей используют фунт-фут (фунт-фут), фут-фунт (фут-фунт) и ньютон-метр (НМ).

Фунт-фут (фунт-фут)

Фунт-фут — это момент инерции на оси, которая прилагает один фунт силы в радиусе одного фута. TL: DR, фунт-футы относятся к силе, прилагаемой и действующей колесами автомобиля, когда он цепляется за тротуар.

фут-фунт (фут-фунт)

Британский вариант фунт-фут, только задом наперед, как они едут по левой стороне дороги, но их автомобили правосторонние. В этом нет ничего особенного. Фут-фунт также относится к единице работы, но используется производителями автомобилей.

Ньютон-метр (НМ)

Ньютон-метр — это единица крутящего момента в метрической системе, а один фут-фунт равен 0,73756 ньютон-метру.

Почему некоторые производители используют разные числа для обозначения лошадиных сил?

Как и в случае с крутящим моментом, существует различие между цифрами, предоставленными производителем, представляющими мощность, при этом основными четырьмя четырьмя являются мощность, тормозная мощность, метрическая мощность и киловатт. Вот что все они означают и почему используются.

Лошадиная сила (л.с.)

Лошадиная сила — это наиболее часто используемая цифра для обозначения мощности автомобиля и чаще всего связана с тем, какую мощность двигатель автомобиля развивает на кривошипе двигателя, а не на шинах.Это легко, как известно, и отлично выглядит в маркетинге.

Тормозная мощность (л. С.)

Тормозная мощность обычно используется странами за пределами США и обозначает мощность двигателя на шинах автомобиля, а не на кривошипе. Это реальная мощность вашего автомобиля в лошадиных силах, которую он может физически производить на передней, задней или всех четырех шинах.

Метрическая лошадиная сила (PS, CV, CH)

Одна метрическая лошадиная сила, записанная как pferdestärke (PS), cheval-vapeur (CH) или cavallo vapore (CV), отличается от британской или стандартной лошадиных сил из-за того, как она был рассчитан.Чтобы получить метрическую мощность в лошадиных силах, лошадь прикрепляли к 75-килограммовой гири на конце шкива, а затем рассчитывали, насколько быстро она сможет поднять ее на один метр. Результат — одна секунда. Затем это уравнение было принято равным одной метрической лошадиных силах, что на самом деле составляет 98,6 процента от британской или стандартной лошадиных сил при сравнении.

Вот математика для вас, любители уравнений!

75 кг × 9,80665 м / с2 × 1 м / 1 с = 75 кгс · м / с = 1 PS

кВт

Киловатт — это термин, который наши друзья используют чаще всего, и на самом деле это наиболее точное измерение мощности в этом списке.Его также использует каждый инженер в мире. Киловатт измеряет передачу энергии с течением времени и дает 1 киловатт, равный 1,341 стандартной лошадиной силы.

Джозеф Юн младший

Автор показывает, как крутящий момент и мощность вместе влияют на шины.

Часто задаваемые вопросы о мощности и крутящем моменте

У вас есть вопросы, у Drive есть ответы!

Q: Что лучше: крутящий момент или мощность?

A: Зависит от того, кого вы спросите.Для гонщиков Формулы 1 это сочетание того и другого. Для гонщиков ралли и бездорожья это крутящий момент. Для гонщиков на сухопутной скорости все решает максимальная мощность в лошадиных силах.

Вопрос: Тогда почему производители рекламируют мощность в лошадиных силах больше, чем крутящий момент?

A: Потому что нас накормили длинной цепочкой дезинформации о том, почему мощность в лошадиных силах лучше, потому что обычно ее больше и лучше для слоганов и маркетинга. Продажи! Теперь, когда электромобили становятся мейнстримом, ожидайте, что их будут многократно бить по голове крутящим моментом.

В. Является ли все, что я знаю о характеристиках автомобиля, ложью?

A: Не обязательно. Лошадиная сила по-прежнему имеет значение и является очень полезным показателем, просто непропорционально большое внимание уделяется лошадиным силам. Особенно, когда то, что вы чувствуете, когда нажимаете на дроссельную заслонку, — это в основном крутящий момент.

Вопрос: Почему тогда не все автомобили дизельные? Я знаю, что у них много крутящего момента.

A: Ну, автомобильная промышленность это пробовала, и … да. Есть еще ряд дизельных двигателей, особенно на рынке пикапов, но там есть плохая кровь.Дизели, как и бензиновый двигатель, похоже, уходят в прошлое.

В: Здесь появляются электромобили? У электромобилей больше крутящего момента?

A: На самом деле они не обладают большим крутящим моментом, чем обычные двигатели внутреннего сгорания, люди больше восхищаются их производительностью.

Двигатель внутреннего сгорания требует топлива, искры и сгорания, что требует времени для создания и передачи энергии через карданный вал к колесам.Для электромобиля эта мощность всегда готова для немедленной передачи на колеса. Думайте о характеристиках электромобиля как о включении света по сравнению с зажиганием газовой плиты. Мгновенный крутящий момент по запросу.

В: Тогда крутящий момент — хороший фильм?

A: В зависимости от обстоятельств, вам нравятся грубые грабежи Fast and the Furious с мотоциклами и сцена, в которой супербайк с турбинным двигателем, названный «Y2K», выходит на скорость деформации?

В: Разве это не очевидно?

A: Тогда да, отлично.Ice Cube будет доволен.

Давайте поговорим, прокомментируем ниже, чтобы поговорить с

редакторами Drive!

Мы здесь, чтобы быть экспертами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас.