Что такое крутящий момент двигателя и как его рассчитать?

Из всех важных параметров автомобильного двигателя мощность является самым важным. Автомобилисты часто говорят о «лошадиных силах», забывая о другом важном параметре, характеризующем автомобиль, — крутящем моменте двигателя. Хотя этот параметр считается менее важным, он определяет, насколько резким будет старт и дальнейшее ускорение автомобиля.

Понятие крутящего момента двигателя

Мощность можно рассматривать как меру силы вращения коленчатого вала. Прежде чем перейти к этому, давайте начнем с лошадиных сил и оборотов в минуту и посмотрим, почему все эти параметры связаны между собой. Первая характеристика относится к работе, которая выполняется в единицу времени. Эта работа относится к преобразованию энергии сгорания в кинетическую энергию. Вторая характеристика относится к количеству оборотов вала в минуту. Крутящий момент является производной от этих характеристик.

Что такое крутящий момент двигателя и как его рассчитать?

Учитывая, что сила измеряется в Ньютонах (Н), а длина — в метрах (м), крутящий момент измеряется в «Нм», поскольку он связан с силой, действующей на поршень, и длиной плеча коленчатого вала. Чем выше это значение, тем динамичнее автомобиль, а значит, тем быстрее он развивает заявленное количество «лошадей».

От чего зависит величина крутящего момента двигателя?

  • Радиус кривошипа коленчатого вала;
  • Давление, возникающее в цилиндре;
  • Поверхность поршня;
  • перемещение.

В большинстве случаев она зависит от рабочего объема двигателя: с его увеличением сила, действующая на поршень, возрастает. Конечно, радиус кривошипа также играет важную роль, но из-за конструктивных особенностей современных двигателей это значение можно изменить лишь в незначительной степени. Стоит также отметить зависимость от давления: чем больше давление, тем больше приложенная сила.

Читайте также:  Газовые и масляные амортизаторы: рабочие свойства и выбор под стиль езды

Формула расчета крутящего момента

Сначала рассмотрим формулу для расчета крутящего момента:

P(мощность, кВт) = M(крутящий момент, Нм) x n (обороты в минуту) / 9550.

Лошадиная сила рассчитывается следующим образом:

M(крутящий момент, Нм) = P(мощность, кВт) x 9550 / n (об/мин).

Чтобы рассчитать эти значения и избежать путаницы, достаточно воспользоваться конвертером, который можно найти на многих автомобильных сайтах.

Как измеряется крутящий момент?

Достаточно заглянуть в техническую документацию автомобиля. Но возможны и реальные измерения: для этого нужно использовать специальные датчики. Они позволяют проводить статические и динамические измерения.

Что такое крутящий момент двигателя и как его рассчитать?

Измерение заключается в создании ситуации, в которой двигатель достигает максимальной скорости, а затем тормозит: во время этого процесса строится график, показывающий максимальный крутящий момент двигателя при нажатии на тормоз. Сначала показатель будет небольшим, затем произойдет увеличение, пик и снижение.

Мастерская должна быть оснащена профессиональными тензометрами: все измерения обрабатываются специальным программным обеспечением, а результаты отображаются в виде графиков. Основной проблемой при измерении КМ является достижение высокой степени точности. Устаревшие контактные, световые или индуктивные тензодатчики были не очень эффективны, поэтому сегодня используются компактные датчики, монтируемые на вал — они передают данные на приемное устройство, которое выдает данные без дополнительной обработки.

Мощность или крутящий момент – что важнее?

Чтобы решить эту дилемму, важно понять несколько фактов:

  • Мощность линейно связана с частотой вращения коленчатого вала: более высокие обороты равны большей мощности;
  • Мощность является производной от hp;
  • До определенного значения мощность зависит от числа оборотов в минуту: более высокие обороты равны большему километражу. Но после пика она снижается.

Поэтому можно сделать вывод, что крутящий момент является приоритетным параметром, характеризующим возможности двигателя. В то же время не следует пренебрегать мощностью: это означает, что производители автомобилей должны регулировать характеристики агрегата таким образом, чтобы поддерживать баланс между этими величинами.

Читайте также:  Причины перегорания предохранителей в авто и решение проблем

Как можно увеличить крутящий момент двигателя?

  1. Замените коленчатый вал. Недостатком этого метода является то, что это редкая деталь для многих марок автомобилей: ее часто делают на заказ. Кроме того, это сократит срок службы двигателя.
  2. Расточка цилиндров. Более популярный метод заключается в увеличении объема цилиндра. Этот метод доступен в большинстве гаражей.
  3. Настройка карбюратора. Часто используется в дополнение к скучному.
  4. Турбонаддув. Доступен для моделей с двигателями с турбонаддувом. Однако снятие ограничений с блока, отвечающего за управление компрессором, является довольно опасным способом снижения запаса нагрузки двигателя. Те, кто выбирает его, также должны прибегнуть к увеличению камеры сгорания, улучшению охлаждения, регулировке впускного клапана и замене распредвала, коленвала и поршней.
  5. Изменение газодинамики. Еще один метод, с которым могут справиться только профессионалы. Более того, сняв ограничения, можно столкнуться не только с увеличением динамики, но и с ухудшением сцепления.
  6. Использование масляного фильтра. Простой метод, который уменьшает засорение двигателя и продлевает срок службы его деталей.

Что такое крутящий момент двигателя и как он рассчитывается?

Как видите, двигатель — это сложный агрегат. Он уже рассчитан с использованием сложных инженерных формул и технологий, а это значит, что увеличение характеристик крутящего момента нежелательно. Если желание все еще есть, обратите внимание на первые два пункта. Можно, конечно, попытаться устранить заводские дефекты: убрать зоны непродува в камерах сгорания, убрать острые углы в соединениях и шероховатости на клапанах. Однако эти операции придется доверить профессионалам.

Особое внимание следует уделить так называемым дожигателям hp: принцип их работы основан на отборе мощности путем снижения оборотов, что не способствует долговечности конструкции. Этот тип решения не увеличивает мощность, но позволяет плавно менять мощность при постоянных оборотах.

Какому двигателю отдать предпочтение?

Сегодня электродвигатели добавляются к обычным дизельным или бензиновым двигателям. Крутящий момент двигателя во всех этих конструкциях может быть очень разным.

Читайте также:  Почему образуется пена в антифризе и чем это грозит?

Бензиновый двигатель

Принцип работы основан на впрыске и создании топливно-воздушной смеси с последующим воспламенением с помощью свечи зажигания. Процесс происходит при температуре 500 градусов, а степень сжатия составляет около 10.

Дизельный двигатель

Степень сжатия составляет около 25, а температура — около 900 градусов. При таких условиях смесь воспламеняется без необходимости использования свечей.

Электродвигатель

Пожалуй, самый простой и прогрессивный вариант, который лучше вообще исключить из списка. Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель работает по другому принципу, принципиально отличающемуся от традиционных двигателей внутреннего сгорания. Максимальный крутящий момент 600 Нм может быть достигнут на любой скорости. Что касается «лошадей», то с появлением Tesla их число составит 416.

Что такое крутящий момент двигателя и как он рассчитывается?

Но хотя электромобили не так распространены. А если этот вариант по каким-либо причинам недоступен, мы рассмотрим характеристики бензиновых и дизельных агрегатов. При одинаковом водоизмещении первый способен обеспечить высокую скорость, а второй — быстрое ускорение.

В заключение

Как уже говорилось, hp требует внимания непосредственно при выборе автомобиля. Зная основные характеристики двигателей, теперь не составит труда определиться с выбором. Когда речь идет об увеличении значения крутящего момента в существующем автомобиле, не стоит забывать о балансе, указанном производителем, и уж точно нежелательно прибегать к радикальным мерам. Увеличение динамики можно рекомендовать только в трансмиссиях, а мощность hp должна быть установлена в диапазоне, где она может достичь своих пиковых значений. В любом случае, запланированное распространение электромобилей может вскоре облегчить муки выбора. Между тем, лучше быть знакомым с техническими деталями автомобиля, по крайней мере, это позволит вам не потеряться среди вопросов коллег-водителей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Автолюбитель.ру