Мощность и крутящий момент
Автолюбители постоянно спорят о том, чей двигатель мощнее, но не все знают, из чего складывается этот параметр
Двигатель
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 лошадь способна за минуту поднять 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.
Крутящий момент
Чтобы автомобиль сдвинулся с места, «тягу» двигателя необходимо передать на ведущие колеса.
На официальном научном языке «тяга» называется крутящим моментом, и мощность двигателя напрямую зависит от этой характеристики.
Характеристики Lamborghini Aventador LP1600-4 Mansory Carbonado GT 2014 года выглядят так: 1600 л.с. и 1200 Н/м крутящего момента при 6000 об/мин.
Крутящий момент это вектор силы, описывающий вращение объекта вокруг своей оси. Предельно упрощенно понятие можно представить как силу, с которой вращается объект, например, маховик двигателя. Завинчивая болт гаечным ключом, который с точки зрения физики является рычагом, рука прикладывает к болту силу — то есть крутящий момент.
При работе двигателя каждый поршень, двигаясь вниз, придает крутящий момент коленчатому валу. Ситуация осложняется тем, что, в силу особенностей конструкции двигателя, крутящий момент не постоянная величина. Он постепенно увеличивается на низких оборотах, затем стабилизируется, и на высоких оборотах вновь начинает снижаться. Обычно крутящий момент максимально стабилен в промежутке между 5000 и 6000 об/мин.
, поэтому при указании «максимального крутящего» момента используется именно этот режим вращения коленвала.
Мощность двигателя и ее связь с крутящим моментом
Мощность двигателя — физическая величина, которая вычисляется по простой формуле, в которой крутящий момент умножается на так называемую «угловую скорость», измеряемую в радианах. Строго говоря, формула для вычисления мощности автомобиля несколько сложнее, так как угловую скорость принято измерять не в радианах, а в оборотах в минуту. Тем не менее, зная, как перевести одну единицу в другую, вычислить мощность несложно.
Эластичность двигателя и связанные с ней изменения в мощности
Стоит обратить внимание на еще одну важную характеристику двигателя – его эластичность. Под эластичностью понимают соотношение максимальной мощности и крутящего момента. Проще говоря, чем ниже будут обороты двигателя в момент достижения максимального крутящего момента, тем ровнее будет тяга, и для увеличения скорости не придется понижать передачу, достаточно будет нажать на педаль газа.
Пересчёт кВт в лошадиные силы производится умножением киловатт мощности двигателя на множитель, равный 1,35962
Можно проверить эластичность мотора, если засечь время разгона с 60 до 110 км/ч. Чем быстрее автомобиль будет разгоняться, тем эластичнее его двигатель. Не стоит забывать, что для сравнения нужны автомобили равные по весу и объему двигателя. Проще всего почувствовать разницу, если сравнивать одни и те же автомобили, укомплектованные разными по объему двигателями. В случае с двигателем 1,6 л., автомобиль будет ускоряться значительно ровнее, а двигатель 1,4 заметно «тормозит» при разгоне с 60 до 100 км/ч, и хорошая динамика наблюдается лишь по достижении более высоких оборотов.
Влияние особенностей конструкции автомобиля на мощность и крутящий момент
Такие величины, как крутящий момент и мощность, могут варьироваться, исходя из конструктивных особенностей автомобиля. Множество факторов влияют на динамику разгона и максимальную скорость: вес автомобиля, конструкция трансмиссии, объем двигателя, величина клиренса, аэродинамические характеристики кузова и многое другое.
Что важнее: Мощность или крутящий момент?
Когда речь заходит о выборе машины, то большинство людей смотрит на максимальную мощность. Они считают, что это важнейшая характеристика двигателя. Меньше людей смотрит на крутящий момент, считая, что именно он правит балом. Кое-кто смотрит и на мощность, и на крутящий момент, но цифры в технических характеристиках всё равно почти ничего не значат в реальной жизни. Гораздо важнее обороты двигателя, на которых достигаются пиковые значения. Но и это ещё не всё, и вот почему.
Чего хочет водитель
Цифры можно сравнивать, но большее значение мощности или крутящего момента не говорит о том, что в реальной жизни машина при прочих равных будет быстрее, а двигатель, как говорят, эластичнее. Смотреть нужно на графики. Графики крутящего момента и мощности в зависимости от оборотов двигателя одновременно. Чем больше крутящий момент на низах, чем ближе крутящий момент к максимальному на средних оборотах и чем позже достигается максимальная мощность, тем лучше.
Генри Форд в свое время говорил: «Мощность продает автомобиль, но гонки выигрывает крутящий момент».
Читайте также
Сможет ли Су-57 постоять за себя в воздушном боюКакими ракетами будет оснащен новейший российский истребитель пятого поколения?
Ещё он говорил: «Спросите любого водителя, чего он хочет, и он ответит, что хочет больше мощности».
Обе цитаты в полной мере верны и сегодня, но вернемся к теме. Нельзя рассуждать о мощности и крутящем моменте по-отдельности по одной простой причине — и тут, возможно, для кого-то сейчас я открою Америку: мощность и крутящий момент связаны между собой. В упрощенном виде зависимость выглядит так (не пугайтесь, это единственная формула в этой статье): N=k*M*n, где N — это мощность, k-это постоянный коэффициент для перевода в нужные физические величины (Вт, кВт, л.с.), а n — это обороты двигателя (те, самые, которые указываются на тахометре).
Из этой формулы следует, что чем больше крутящий момент, тем больше мощность. Обращаю, кстати, внимание на то, что именно мощность зависит от крутящего момента, а не наоборот. Таким образом, так как у дизельных моторов большой крутящий момент, у них должна быть и высокая мощность, но на первый взгляд это не так.
Дизельный парадокс
Давайте для примера возьмем два мотора BMW: 3-литровый бензиновый и 3-литровый дизельный. У первого крутящий момент 400 Нм при 1200−5000 об/мин, а мощность 306 л.с. при 5800−6000 об/мин. У дизельного же крутящий момент больше — 560 Нм при 1500−3000 об/мин, но мощность меньше — 258 л.с. при 4000 об/мин. Почему так?
Все дело в оборотах, при которых достигается максимальная мощность. Дизельный мотор в силу своей конструкции не может выдавать большие обороты, но теоретически, если бы его можно было раскрутить до бензиновых 6000 оборотов в минуту, его мощность составляла бы 479 л.с.
Читайте также
Отдых в Египте: «В воздухе витала атмосфера издевательства, и это было унизительно»Арабы откровенно прикалывались, наливая гостям отеля пиво в рюмки
По этой же причине малообъемные, но высокооборотистые мотоциклетные и гоночные двигатели при небольшом крутящем моменте выдают огромные мощности.
Но вернемся к реальной жизни. На что же смотреть при покупке автомобиля, раз крутящий момент и мощность взаимозависимы?
Турбомоторы рулят
Смотреть нужно на графики распределения мощности и крутящего момента по всему диапазону работы мотора. Так, сравнивая типичный атмосферник и турбомотор, можно сделать три вывода.
Чем раньше достигается максимальный крутящий момент, тем лучше. По этому параметру выигрывает турбированный мотор.
Чем позже достигается пик мощности, тем лучше. По этому параметру у моторов паритет.
Чем ближе к максимальному крутящий момент на средних оборотах. тем лучше. Тут снова выигрывает турбированный, потому что на средних оборотах у него как раз максимум.
Что ещё можно сказать? Ну, например, то, что у турбированного мотора будет ровная тяга в среднем диапазоне оборотов, а ближе к красной зоне будет резкий спад тяги. У атмосферного мотора тяга будет увеличиваться и уменьшаться равномерно.
Новости авто: Самые надежные моторы объемом 2+ литра
Обзор рынка: «АвтоВАЗ» рассекретил цены на спортивную Lada Granta
Метрические болты – Моменты затяжки
Рекомендуемый момент затяжки метрических болтов.
Sponsored Links
Maximum recommended tightening torque for coarse threaded metric steel bolts:
| Size (mm) | Typical Maximum Tightening Torque (Nm) | |||
|---|---|---|---|---|
| Property Class | ||||
| Класс 8.8 | Класс 9.8 | Класс 10.9 | Класс 12.9 | |
| M5 | 7.0 | 7.8 | 10.0 | 11.7 |
| M6 | 11.8 | 13.3 | 17.0 | 19.9 |
| M8 | 28.8 | 32.3 | 41.3 | 48,3 |
| M10 | 57,3 | 64,1 | 81,8 | 95,7 |
| M12 | ||||
| M12 | ||||
| M12 | ||||
| M12 | ||||
| 143 | 167 | |||
| M16 | 248 | 277 | 354 | 413 |
| M20 | 500 | 690 | 809 | |
| M24 | 865 | 1195 | 1395 | |
| M30 | 1719 | 2377 | 2774 | |
Sponsory Links
. 0005
Связанные темы
Связанные документы
Engineering ToolBox — Расширение SketchUp — 3D-моделирование в режиме онлайн!
Добавляйте стандартные и настраиваемые параметрические компоненты, такие как балки с полками, пиломатериалы, трубопроводы, лестницы и т. д., в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox — расширения SketchUp, которое можно использовать с потрясающими, интересными и бесплатными приложениями SketchUp Make и SketchUp Pro. .Добавьте расширение Engineering ToolBox в свой SketchUp из хранилища расширений SketchUp Pro Sketchup!
Перевести
О Engineering ToolBox!
Мы не собираем информацию от наших пользователей. В нашем архиве сохраняются только электронные письма и ответы. Файлы cookie используются только в браузере для улучшения взаимодействия с пользователем.
Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложения на локальном компьютере. Эти приложения будут — из-за ограничений браузера — отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.
Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочитайте Конфиденциальность и условия Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.
AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочитайте AddThis Privacy для получения дополнительной информации.
Реклама в ToolBox
Если вы хотите продвигать свои товары или услуги в Engineering ToolBox — используйте Google Adwords. Вы можете настроить таргетинг на Engineering ToolBox с помощью управляемых мест размещения AdWords.
Citation
Эту страницу можно цитировать как
- Engineering ToolBox, (2018). Метрические болты – Моменты затяжки . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/metric-bolts-maximum-torque-d_2054.html [День доступа, мес. год].
Изменить дату доступа.
. .
close
OpenStax College Physics Solution, глава 22, задача 42 (задачи и упражнения)
Глава 22 вопрос:
1PE2PE3PE4PE5PE6PE7PE8PE9PE10PE11PE12PE13PE14PE15PE16PE17PE18PE19PE20PE21PE22PE23PE24PE25PE26PE27PE28PE29PE30PE31PE32PE33PE34PE35PE36PE37PE38PE39PE40PE41PE42PE43PE44PE45PE46PE47PE48PE49PE50PE51PE52PE53PE54PE55PE56PE57PE58PE59PE60PE61PE62PE63PE64PE65PE66PE67PE68PE69PE70PE71PE72PE73PE74PE75PE76PE77PE78PE79PE80PE81PE82PE83PE84PE85PE86PE87PE88PE89PE
Изменить главуРасширенный поиск
Вопрос
(a) Каков максимальный крутящий момент на квадратной петле из 150 витков провода длиной 18,0 см со стороной, по которой протекает ток 50,0 А в поле 1,60 Тл? (b) Каков крутящий момент, когда $\theta$ равно $10,9?\circ$?
Вопрос от OpenStax находится под лицензией
СС BY 4. 0.
Окончательный ответ
- 389 \textrm{N}\cdot\textrm{m}
- $73,5 \textrm{N}\cdot\textrm{m}$
Видеорешение
Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть это видеорешение!
Начать бесплатную неделю
Trustpilot
Рейтинг
ПлохоНе так уж плохоСреднеХорошоОчень хорошо
5 голосов со средней оценкой 3,2.
Скриншоты калькулятора
Стенограмма видео
Это ответы по физике в колледже с Шоном Дычко. Квадратная петля, имеющая 150 витков, имеет сторону 18,0 см, что составляет 18,0 умножить на 10 с минус 2 метра, и она проводит 50,0 ампер в магнитном поле 1,60 тесла, и петля ориентирована так, что крутящий момент находится на максимальном правом сейчас. Итак, на этой картинке силовые линии могут быть такими, скажем, и ток может быть, знаете ли, вниз вот так, вверх вот так. И чтобы рассчитать этот максимальный крутящий момент, мы берем количество витков, умножаем его на ток, умножаем на площадь петли, умножаем на напряженность магнитного поля.