Крутящий момент, макс. (Н*м (кг*м) при об./мин.): определение, влияние на мощность мотора и быстрый разгон

Практически все автомобилисты наслышаны о таком понятии, как крутящий момент, так как производители активно указывают данное значение в полях с техническими характеристиками с описанием авто. Однако, далеко не каждый водитель, даже с богатым опытом, имеет точное представление о том, про какую именно величину идет речь, за что в транспортных средствах отвечает этот самый параметр, и в чем он измеряется. Так как в отношении этого показателя у многих автомобилистов имеется масса вопросов, здесь предстоит наглядно рассказать про крутящий момент, его применение, назначение, а также принцип расчета, чтобы впоследствии каждый автовладелец мог не просто смотреть на цифры, но и иметь представление о величине.

Что такое крутящий момент

Практически все современные автопроизводители в процессе создания и последующей маркировки своих моторов используют объем камер сгорания, либо мощность силового агрегата. Как показывает практика, эти параметры уже достаточно давно устарели. Если привести пример 50-летней давности, когда тяга атмосферных моторов напрямую зависела от расточки блока цилиндров, то теперь все поменялось и на первый план выходят полностью новые технологии. При этом, если брать в сравнение равные по объему силовые агрегаты прошлого и настоящего, то конечная мощность выросла почти в два раза. За примером ходить далеко не нужно. Взять можно в сравнение обычный 2,0-литровый мотор BMW или Volvo, которые при рядном расположении цилиндров способны выдавать до 400 лошадиных сил. Иными словами, современные 4-цилиндровые агрегаты с турбокомпрессором по своей мощности и тяге существенно превосходят прожорливые V8, используемые порядка 15 лет назад. Добиться такого эффекта производителям удалось за счет установки ступенчатого наддува, а также более сложной системы впрыска топлива.

2 простых способа заставить едущий сзади автомобиль соблюдать дистанцию

Случаи, когда ночью нельзя останавливаться по требованию инспектора ГИБДД. Это поможет сохранить машину

Почему нулевое ТО называют «разводом» со стороны автосалонов, или стоит ли проходить этот этап техобслуживания?

По этой причине можно с уверенностью сказать, что лошадиные силы также уже не могут в полной мере описать характеристики силового агрегата. Транспортное средство с небольшим показателем «лошадей» на практике может оказаться существенно резвее и динамичней, нежели другое более мощное авто. Так, к примеру, современные дизеля существенно опережают бензиновые моторы в плане тяги, из-за чего и демонстрируют более внушительную динамику. По этой причине, автомобильным производителям потребовалась совершенно иная характеристика для силовых агрегатов, которая смогла бы в полной мере описать все возможности современного двигателя. По этой причине, производители как раз и задействовали такой термин, как крутящий момент силового агрегата.

Из чего берутся лошадиные силы двигателя

Примечательно, но такой вариант измерения, как лошадиные силы, появился еще в восемнадцатом веке, когда английский изобретатель Джеймс Уатт в 1789 году предложил установить данный термин, чтобы характеризовать мощность силового агрегата. Это произошло благодаря минувшим событиям, когда в самом начале промышленной революции на территории Англии в рудниках, а также на мельницах и в портах для подъемных механизмов в качестве основной силы применялись лошади. Этих животных запрягали, после чего запускали по кругу, чтобы создавалось необходимое усилие.

Примечательно, что на тот момент такое животное, как лошадь весом порядка 500 килограмм, могло благодаря налаженной системе обеспечить грузоподъемность крану до 90 кг. При этом, скорость вращения или подъема составляла 1 м/с. На тот момент большие груза поднимали отдельными бочками либо соответствующими кулями, чей вес мог достигать отметки 140 – 190 килограмм. Исходя из этого можно сделать вывод, что стандартная лошадь за восемь часов работы при движении со скоростью 3 км/ч свободно могла перегрузить порядка 14 тонн груза. В итоге, такую работу животного и прописали в качестве основного термина для характеристики мощности двигателя.

Примечательно, что первые механизированные средства или паровые машины могли выполнять такую же работу заметно быстрее, чем обычная лошадь. Это было возможно благодаря моторам, чья мощность доходила до нескольких лошадиных сил. Учитывая это можно подытожить, что мощность в текущем понимании — это не спортивная динамика автомобиля, не иная величина, а ничто иное, как определенная работа, которая совершается за определенную единицу времени. Отчасти, это также относится и к такому параметру, как крутящий момент, который также характеризует мощность силового агрегата.

Крутящий момент

В любом современном двигателе внутреннего сгорания применяется, по сути, тот же принцип, что и описывался ранее. Однако, здесь в качестве силы выступает уже поршень, который в процессе работы проталкивает горючую смесь до того момента, пока не произойдет взрыв смеси воздуха и топлива. Как бы это странно не звучало, но в данном случае поршень как раз и выступает в роли той самой лошади, которая прилагает усилия, чтобы создать движение и передать его на колеса. Как правило, чем быстрее поршни вращаются в двигателе внутреннего сгорания, тем больше число оборотов. И соответственно выше отдача и мощность.

При этом, если взять за основу силу поршня, а после эту величину умножить на длину присутствующего рычага, то в конечном итоге и получается крутящий момент, который и демонстрирует тягу мотора. Этот показатель принято выражать в Ньютон-метрах, где один Н*м соответствует усилию в один ньютон, умноженный на рычаг, длиной в один метр. Учитывая это, можно сделать небольшой промежуточный вывод, что чем больше предусмотренный рычаг, тем больше тяги может выдавать силовой агрегат. Именно поэтому, если у двигателя внутреннего сгорания задан высокий крутящий момент, то и колеса автомобиля за определенную единицу времени смогут раскручиваться заметно быстрее. По этой причине транспортное средство заметно приобретает в динамике.

Как добиться быстрого разгона автомобиля

Подводя небольшой промежуточный итог можно подытожить, что крутящий момент — это крайне важная величина в характеристиках современного автомобиля, от которой напрямую зависит динамика транспортного средства. Если крутящий момент выше, то и лошадиные силы агрегата, размещенного в подкапотном пространстве, становятся заметно сильнее. Также не стоит забывать о том, что при помощи такого параметра, как крутящий момент, определяется заявленная эластичность двигателя. Иными словами, это указывает на продолжительность одинаковых показателей тяги в большом разбросе диапазона оборотов. В частности, многие автомобилисты предпочитают, чтобы самый высокий крутящий момент был на старте, так как это влияет на разгон, что отразится на ускорении автомобиля и его динамике.

По этой причине, для уверенного и резкого старта автомобилистам стоит рассматривать автомобили с дизельными силовыми агрегатами. Такие модели быстро стартуют, а в случае наличия турбокомпрессора и вовсе могут удерживать необходимую тягу вплоть до высоких оборотов. Существенно уступают дизелям стандартные атмосферные бензиновые моторы, которые для лучшего эффекта необходимо раскручивать до трех и выше тысяч оборотов. У двигателей с турбокомпрессорами такой беды нет, правда их крутящий момент также проваливается при достижении определенных показателей на тахометре.

Что же касается лошадиных сил, то они требуются совершенно для другого. С помощью такого термина выражается готовность силового агрегата оказывать сопротивление встречному ветру, а также иным нагрузкам, с которыми будет сталкиваться транспортное средство при последующей повседневной эксплуатации. Здесь необходимо отдать должное, что высокая мощность автомобиля, чаще всего отражается в максимальной скорости авто.

Также необходимо упомянуть, что лошадиные силы — это вполне надежная и проверенная характеристика, которая хоть и устарела, но все еще актуальна, учитывая современные реалии. Тем более, что с помощью данного параметра и применения некоторого хитрого программного обеспечения можно прибавить мощность мотору или наоборот ее снизить. Этим пользуются многие современные автомобильные компании, которые в теории раздувают мощность силового агрегата в своей модели, но по факту будущий автовладелец не замечает существенной отдачи. Именно поэтому количество крутящего момента (Н*м) в маркировке двигателя для очередного транспортного средства значительно важнее, нежели число лошадиных сил, которое заявлено производителем.

Вывод

Необходимо принимать во внимание тот факт, что термин крутящий момент – это довольно сложное определение, с которым разобраться сможет далеко не каждый автомобилист. Однако, это никак не умаляет значение такой характеристики, из-за чего современным автолюбителям будет полезно уточнить соответствующую информацию, чтобы в дальнейшем не вестись на громкие заявления автопроизводителей касательно мощности силового агрегата в своей новой модели, так как уже стало очевидно, что этот параметр нередко раздувается искусственно, и точные характеристики мотора можно будет отследить по крутящему моменту, чтобы сделать предположение, будет ли новое авто радовать своей динамикой и скоростью или нет. Автор: Олег Мокров

Крутящий момент двигателя – просто о сложном

• Что такое крутящий момент
• Как рассчитать
• От чего зависит крутящий момент ДВС
• Как зависит мощность от крутящего момента
• Особенность дизельных двигателей
• Крутящий момент в легковом и коммерческом транспорте
• Как увеличить крутящий момент?
• Что в приоритете – мощность или крутящий момент

При выборе автомобиля многие обращают внимание на две вещи – дизайн и эксплуатационные характеристики. Идеальная машина должна иметь приятный вид, расходовать мало топлива и быть динамичной. Под последним обычно подразумевают мощность – чем ее больше, тем лучше. Но это не совсем так. Многое меняет крутящий момент двигателя. Почему маломощные дизельные авто лучше разгоняются, чем бензиновые? Можно ли увеличить крутящий момент без вреда для двигателя? Давайте разбираться.

Что такое крутящий момент

Говоря простым языком, это усилие, что развивает коленчатый вал при работе ДВС. Данный показатель зависит от давления газов на днище поршня. Чем больше давление, тем выше момент. Измеряется показатель в Ньютон-метрах (Н/м).

Крутящий момент двигателя

Следует знать, что тяговое усилие ДВС относится к коленчатому валу или маховику. Тяговое усилие на колесах – это «переработанный» коробкой момент двигателя. Его показатели отличаются в зависимости от передаточного числа трансмиссии.

Как рассчитать

Чтобы узнать тяговое усилие у конкретного автомобиля, нужно иметь данные о мощности и оборотах коленчатого вала. Для измерения следует брать пиковую мощность и обороты. Максимальный крутящий момент двигателярассчитывается по следующей формуле:

Где Р – мощность ДВС, измеряемая в кВт;

N – число оборотов двигателя автомобиля в минуту;

9550 – постоянный коэффициент в формуле.

От чего зависит крутящий момент ДВС

Чтобы легче разобраться в этом вопросе, посмотрим на график внешней скоростной характеристики (ВСХ) одного из двигателей Jeep Grand Cherokee.

График ВСХ двигателя Jeep Grand Cherokee

На картинке видно, что величина момента меняется при увеличении скорости оборотов ДВС. После частоты 3500 об/мин показатель резко падает. Почему так происходит? Суть в наполнении цилиндров горючей смесью. Объем новой смеси не всегда равен объему камеры сгорания. Данная характеристика называется коэффициентом наполнения цилиндров. Величина может быть выше или ниже 1.

Изменение коэффициента происходит ввиду строения впускного коллектора и настройки фаз газораспределения. В нашем примере впускные клапаны ДВС открываются на 10° до верхней мертвой точки и закрываются на 60° после прохождения нижней мертвой точки. Это сделано, чтобы сбалансировать «полку» момента и получить оптимальные значения для средних оборотов (частота вращения 2500-3500 в минуту), которые нам и нужны для повседневной эксплуатации.

Что происходит с нашим мотором, когда он работает на малых оборотах? В теории при уменьшении скорости поршня должна улучшится наполняемость цилиндра. На практике при частоте вращения 1600 об/мин значение тягового усилия падает до 260 Ньютон-метров. Причина тому – слишком позднее закрытие клапана и малая степень сжатия (7.4/1 вместо 9/1). Как итог – меньшее давление газов в конце такта сгорания, и соответственно, малый крутящий момент двигателя.

Как зависит мощность от крутящего момента

Давайте взглянем на график работы ДВС Saab 9-3. Как видно, кривая мощности круто возрастает на пике момента и слабо поднимается, когда он падает.

График ВСХ автомобиля Saab

Таким образом, мощность определяет объем работы, который мотор может выполнить за единицу времени. Величина мощности на определенных оборотах зависит только от тягового усилия на этих же значениях. И чтобы увеличить максимальную мощность, нужно поднять момент на больших оборотах.

Особенность дизельных двигателей

В последнее время дизельные ДВС набирают большую популярность среди любителей авто. Поводом является не только малый расход топлива, но и технические характеристики. Такие машины обладают «паровозной» тягой и крайне надёжны. Причин этому несколько:

• Большая степень сжатия мотора, во многом определяющая тяговое усилие. Бензиновые ДВС имеют степень сжатия от 8 до 12, тогда как у дизельных данное число составляет от 18 до 22.
• Дизтопливо сгорает раньше, чем бензин. Таким образом, ДВС может поглотить больше топлива и произвести больше работы за единицу времени.
• Длина хода поршня. Дизельные ДВС имеют больший ход поршней, что увеличивает тяговое усилие.
• Наличие наддува и усиленная конструкция цилиндропоршневой группы. Такие моторы имеют больший запас прочности, а за счет турбины – большой КПД.
• Дизтопливо более энергоемкое. Из одной порции дизтоплива можно извлечь больше энергии, чем из такого же количества бензина.

Теперь перейдем к цифрам. Примером послужит дизельный и бензиновый двигатель БМВ.

Как видно, дизельная «пятерка» слабее на 48 лошадиных сил, но выигрывает у бензиновой по крутящему усилию. Что это дает на практике? Имеем неплохие показатели динамики: дизельная БМВ разгоняется до сотни за 5,7 секунд, бензиновая – за 5,6.

Крутящий момент в легковом и коммерческом транспорте

Интересно знать, что «кривые» ВСХ дизельных двигателей легковых авто отличаются от грузовиков.

Разница дизельного ДВС легковушки и грузовика

Как можно увидеть, у грузового ДВС нет выраженной «полки» момента. Это сделано неспроста. Для таких авто важен пик тягового усилия, когда ему нужно тронуться с места и набрать скорость. Дальше этот показатель не так важен – в ход идут лошадиные силы. Разогнавшись, грузовик лишь поддерживает заданную скорость. «Размазав» полку тягового усилия как у легкового ДВС, не получится нормально тронуться с места груженым.

Как увеличить крутящий момент?

Автопроизводители применяли разные способы увеличения крутящего момента двигателя, но каждый из них имел свои недостатки:

• Увеличение рабочего объема поршневой. Цель доработки – чем больший объем камеры, тем большее количество топлива в ней сгорит. Но стоит учитывать, что такая доработка влечет увеличение расхода топлива, что недопустимо в современных условиях.
• Увеличение степени сжатия. Для этого производители уменьшают объем камеры сгорания, что позволяет получить избыток давления. Но чем большая степень сжатия, тем выше вероятность детонации. Сегодня наибольший параметр среди бензиновых ДВС – 14.
• Турбирование. Позволяет увеличить мощность и тяговое усилие автомобиля на 30 %. Но установка турбины подразумевает большие нагрузки на цилиндропоршневую группу. Мотор нуждается в технической доработке, что отображается на конечной цене автомобиля. Это недопустимо для машин бюджетного и среднего класса.

Как же удалось производителям увеличить тяговое усилие двигателя, не прибегая к подобным доработкам?

Принцип работы системы состоит в повороте распредвала по ходу вращения, что обеспечивает раннее открытие клапана. Для этого задействуется гидромуфта с системой управления. Это системы VANOS, VVT и VVT-i. В системе VTEC применяются кулачки разной формы, что позволяет ступенчато изменить высоту и время открытия клапанов.

Как влияет система изменения фаз на характеристики ДВС? За счет лучшего наполнения цилиндров, крутящее усилие продолжает расти с увеличением частоты оборотов. Спад происходит только после 7 тысяч.

Что в приоритете – мощность или крутящий момент

При выборе автомобиля с примерно равной мощностью, в приоритете будет стоять более «моментный». Почему? Мощность авто – это косвенный показатель тяговых характеристик, и максимальные его значения проявляются только при пиковых оборотах. В повседневной эксплуатации мы не доводим стрелку тахометра до красной шкалы, поэтому нас интересует тяговое усилие двигателя на средних оборотах. Для этого достаточно взглянуть на «полку» крутящего момента.

Сравнение характеристик бензинового и дизельного двигателя

Важно знать, что пиковое значение у разных двигателей достигается при разных оборотах. Одни авто развивают весь потенциал уже при 1500-2500 об/мин, другие раскрываются только после 4500. Это зависит от устройства впускного коллектора и системы газораспределения.

Еще один параметр, который следует учитывать – эластичность двигателя внутреннего сгорания. Это способность автомобиля набирать обороты под нагрузкой.

Эта характеристика существенно зависит от полки крутящего усилия.

Таким образом, идеальным для нас является автомобиль, способный не только быстро набирать «сотню», но и уверенно разгоняться в движении. Необходимо учитывать и полку момента – чем меньше она падает после пика с ростом оборотов, тем лучше. Для повседневной эксплуатации не стоит выбирать двигатель, который раскрывается только на «верхах» (если, конечно, вы не заядлый гонщик). Тот самый «подрыв» должен наступать уже после 1200 для дизельных и 2500 об/мин для бензиновых ДВС. С таким автомобилем вы уверенно будете чувствовать себя в городе и на трассе.

Источник Источник Источник Источник Источник http://naavtotrasse.ru/encziklopediya/krutyashhij-moment-maks-nm-kgm-pri-ob-min.html
Источник Источник http://mashinapro.ru/1893-krutyaschiy-moment-dvigatelya.html