Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами и формула расчета

Водители автомобилей > Полезная информация > Двигатель > От чего зависит крутящий момент двигателя автомобиля

Традиционно мы привыкли оценивать ходовые характеристики автомобилей мощностью двигателя, выраженной в лошадиных силах либо киловаттах. Однако в обычном ритме движения двигатель не нагружается на полную мощность. Максимальная мощность, отражаемая в технических характеристиках двигателей автомобилей, достигается при оборотах около 4000 об./минуту в дизельных и около 6000 об./минуту для бензиновых авто.

В случаях, когда необходимо придать автомобилю заметное ускорение, например, во время обгона, мы часто встречаемся с ситуацией, когда не получаем реальной отдачи от движка даже максимально утопив педаль акселератора. Именно в таких случаях на приемистость двигателя в первую очередь влияет крутящий момент, а не его максимальная мощность.

Крутящий момент двигателя: формула расчета

Согласно физическому определению крутящий момент М есть произведение силы F на длину плеча рычага L, куда эта сила приложена:

М = F * L

Сила F измеряется в ньютонах, длина  – в метрах. Таким образом, момент силы  —  в ньютон на метр.

Применительно к двигателям внутреннего сгорания  (ДВС) сила, выработанная в рабочем объеме  при сгорании топливно-воздушной смеси, давит на поршень, который передает свое усилие кривошипно-шатунному механизму коленвала. Именно длина рычага кривошипа учитывается при расчете крутящего момента. Именно он является определяющей характеристикой при оценке параметров динамического разгона автомобиля.

Видео — мощность и крутящий момент двигателя: что это такое с примерами

Максимальный крутящий момент двигателя в технических характеристиках всегда указывается совместно с величиной оборотов двигателя, при которых он может быть достигнут. В этом смысле различают низкооборотные и высокооборотные двигатели. К низкооборотным относятся, в большинстве, дизельные двигатели. Они могут «выстрелить» при движении с оборотами от 2000 до 3000 в минуту. Бензиновые двигатели обычно показывают максимальный крутящий момент при более высоких оборотах – от 4500 об./минуту.

Бензиновые высокооборотные двигатели достигают большой мощности за счет того, что им подвластны обороты до 8.000 об./минуту и более. Низкооборотные дизельные двигатели способны при меньшей мощности достигать максимальный крутящий момент на более малых оборотах (вплоть до 2.000), поэтому в динамике движения и обгона в городском ритме нисколько не уступают  бензиновым.

Для любителей математических вычислений полезна формула расчета мощности двигателя, исходя из его максимального крутящего момента:

Р = М * n / 9549 [килоВатт]

Здесь Р – мощность двигателя в килоВаттах, М – максимальный крутящий момент, n – количество оборотов двигателя.

Для перевода мощности Р в привычные лошадиные силы можно полученную величину умножить на 1,36.

Некоторые производители указывают величину номинального крутящего момента, определяемую на холостых оборотах двигателя.

Зависимости вращающего момента и мощности ДВС от частоты оборотов

В большинстве случаев зависимости величины крутящего момента и мощности двигателя от количества оборотов имеют такой вид, как на графике 1:

Из графика зависимости видно, что при малых оборотах крутящий момент небольшой, по мере их увеличения он достигает максимума 178 ньютон на метр при величине оборотов около 4500 в минуту, затем начинает падать. Вместе с тем мощность, пропорциональная произведению количества оборотов на крутящий момент до 5500 оборотов в минуту продолжает увеличиваться вплоть до 124 лошадиных сил, как на примере, затем после значительного уменьшения крутящего момента, также падает.

Физически это объяснить нетрудно. На малых оборотах в область сгорания в единицу времени поступает незначительное количество топливно-воздушной смеси, соответственно, сила, воздействующая на поршни, обеспечивающие крутящий момент, небольшие. При увеличении оборотов сгорание больше, крутящий момент увеличивается. Его уменьшение при дальнейшем увеличении оборотов связано с:

• увеличивающимися потерями мощности на трение механизмов двигателя;
• инерционными потерями;
• кислородным голоданием двигателя.

Современные двигатели с турбонаддувом обеспечивают поступление топливно-воздушной смеси в полном объеме и на малых оборотах, кроме этого имеют отлаженную систему электронного регулирования. За счет этого характеристика крутящего момента на различных оборотах более равномерная, как показано на графике 2:

Из графика видно, что высокий крутящий момент обеспечивается на низких оборотах вплоть до 2000 об./минуту и не сильно уменьшается до 5500 об./минуту.

Высокооборотные двигатели позволяют увеличить мощность за счет увеличения количества оборотов до 7.000 – 8.000 в минуту и более, как показано на графике 3:

Как видно из графиков, мощность двигателя является зависимой от крутящего момента и количества оборотов двигателя величиной. Приобретая автомобиль, желательно ознакомиться с динамическими характеристиками двигателя, зависимостью крутящего момента от величины оборотов.

Если вы желаете комфортно передвигаться в городском ритме движения, совершая уверенные обгоны и перестроения, лучше приобрести автомобиль с низкооборотным двигателем либо турбонаддувом. В том случае, если вы любитель погонять с ветерком на автобане, подходит вариант высокооборотного движка.

Видео — крутящий момент, мощность и обороты ДВС:

Как его увеличить и в каких случаях это оправдано

Первоначально крутящий момент определяется на этапе конструкторской разработки двигателя внутреннего сгорания. Существенно увеличить эту характеристику можно, разве что при конструктивных изменениях ДВС. В практике специальных мастерских такой метод увеличения крутящего момента называется форсирование двигателя. Он заключается в увеличении компрессии за счет изменения геометрии поршневой группы, замене штатных форсунок, увеличения воздухозабора, других конструктивных решениях.

Более доступный способ увеличения крутящего момента – коррекция топливной карты с помощью чипования блока управления. Существенного увеличения крутящего момента (более 20%) при чиповании ожидать не следует, но такой метод менее дорогостоящий, не требует конструктивных изменений.

В любом случае, увеличение крутящего момента значительно уменьшает ресурс двигателя, так как все механические нагрузки на узлы двигателя рассчитаны, исходя из крутящего момента, определенного производителем. Их увеличение может вызвать преждевременный износ деталей.

Если вы пока не планируете участвовать на своем авто в соревнованиях по дрифтингу, дрэг-рейсингу и другим экстремальным видам автомобильных состязаний, лучше отложить идею увеличения крутящего момента до тех времен, когда участие в таких соревнованиях будет для вас реальной целью.

Читайте про то, как работает круиз-контроль на механике и какие особенности он имеет.

А в ЭТОЙ СТАТЬЕ узнаете как правильно демонтировать сигнализацию на машине.

Как восстановить работу https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/obogreva-zadnego-stekla.html обогрева заднего стекла автомобиля.

Видео — что важнее мощность или крутящий момент:

Мощность и крутящий момент – что это такое простыми словами

В Интернете куча статей, посвященных объяснению того, что такое мощность и крутящий момент автомобильного мотора. Зачем нам тогда писать еще одну? А дело в том, что имеющиеся очень сложные и непонятные. Формулы, расчеты, заумные слова – если подзабыл курс физики со школы, то понять все очень непросто. Поэтому мы решили осветить очень популярную тему и как говорится «на пальцах» рассказать, что и как. Сразу предупредим, определенное упрощение и аналогии, которые мы используем для наглядности, не являются строго научными, а призваны именно продемонстрировать понятия.

Автомобиль и лошадь

Предыстория

Любой мотор начинается с показателя его мощности – во всех рекламных проспектах и документах указана она, с нее же рассчитывается налог и коэффициент ОСАГО. Показатели крутящего момента же можно встретить только в специализированных справочниках, ими интересуется куда как меньшее количество человек. Но это не значит, что мощность важнее, просто так повелось – все считать в л.с.

Кстати, сама «лошадиная сила» это условное понятие, ее вычисляли как количество работы, которое нужно произвести, чтобы поднять 75 кг на 1 метр, способности лошадей тут ни причем. Более того, если загнать реальное животное на динамометрический стенд, то результат у среднестатистической лошади будет около 15 л.с., правда, пока она не устанет, потом ее «мощность» падает. Интересно также, что тип подсчета л.с. в разных странах отличается. В России, чтобы высчитать л.с., нужно мощность мотора в киловаттах умножить на 1,36, а, например, в Англии на 1,34.

На фото — показатели мощности двигателя V10 5. 2 FSI

По-хорошему, мощность давно пора считать в киловаттах, как это и должно быть с точки зрения физики, но привычка и маркетинг непобедимы. Как рассказывать покупателям, что твой мотор в 100 кВт это лучше чем 120 л.с. у конкурентов, никто же не поймет. С крутящим моментом проще. Он никогда не был маркетинговым, поэтому всегда измерялся физическими величинами, а именно ньютоны умножить на метры.

1 КВТ — 1,36 л.с.

Определения

Давайте опишем интересующие нас понятия. Сначала скучные физические определения. Мощность – величина, характеризующая мгновенную скорость передачи энергии от одной физической системы к другой. Крутящий момент –величина, характеризующая действие силы на механический объект, которое может вызвать его вращательное движение.

Теперь рассказываем своими словами. Крутящий момент – то, с какой «силой» мотор может вращать колеса, мощность – как быстро он это может делать. «Силу» мы берем в кавычки, потому что используем как бытовое слово, а не как физический термин. Несмотря на то, что мы максимально упростили, все равно как-то не очень понятно, поэтому теперь прокомментируем, что все это значит для реальных водителей.

Крутящий момент

Когда мы жмем на газ чтобы тронуться, двигатель прикладывает «силу», чтобы преодолеть факторы, которые делают машину неподвижной, например, трение, гравитацию, сопротивление ветра и так далее. Для поддержания движения нужна «сила», для набора скорости тоже, да, в общем, для всего нужна, автомобиль же не в космосе, где можно дать импульс и потом лететь пока не затормозишь. Крутящий момент как раз и показывает как много этой условной «силы» двигатель может дать. Чем больше «силы», тем более тяжелые грузы машина может сдвинуть с места, лучше разгоняться, на более крутые горки заезжать, не вязнуть в сыпучих грунтах и так далее. Тут работает простой принцип «чем больше, тем лучше», но говорить об абсолютной цифре в отрыве от транспортного средства нет смысла – чтобы поднять на высокую гору легкий мопед и 20-тонную фуру нужны совершенно разные усилия.

На фото — Jaguar F-Type

Понятие «мощность» на этом плане немного теряется, ведь мы уже сказали, что «силу» мотора определяет крутящий момент, а что еще нужно? А еще нужна динамика, для реальной эксплуатации это, пожалуй, самый важный фактор. Когда мы представляем характеристики машины, то не думаем может ли она разогнаться до определенной скорости (хватит ли у нее для этого «силы»), а думаем сколько времени она тратит на разгон. Чем быстрее – тем комфортнее и безопаснее ездить. Но «крутящий момент» ничего не говорит про время, понятие времени есть только у «мощности».

Мощность мотора

Если очень грубо, то крутящий момент показывает насколько автомобиль может разогнаться, а мощность – как быстро это делает. Для характеристики максимального разгона на пределе, а именно это обычно интересует покупателей, понятие «мощность» оказывается предпочтительнее.

Братья навек

При этом противопоставлять «мощность» и «крутящий момент», что, мол, каждое отвечает за что-то одно неправильно, это мы просто сильно упростили – на самом деле оба понятия работают в паре, а сама мощность в киловаттах – это показатель крутящего момента, умноженный на количество оборотов и разделенный на 9549 (не спрашивайте почему именно это число, просто так считается). Распределение крутящего момента по оборотам – это особенность характеристик мотора, а вот мощность всегда зависит от оборотов. Неудивительно, что любое транспортное средство быстрее всего разгонится если крутить мотор до отсечки, ведь разгон – это мощность, а она живет именно на максимальных оборотах.

Инфографика — kolesa.ru

Но мы не на гоночной трассе, не ездим постоянно с педалью газа в полу. На комфортную езду в повседневном режиме на низких оборотах уже оказывает влияние показатель крутящего момента, ведь чем он выше, тем больше мощность на данных оборотах. Поэтому спор какой из показателей главнее непродуктивен: и «мощность», и «крутящий момент» важны для мотора, они показывают возможности двигателя в разных ситуациях, и оба пригождаются. Тем более, что отделить один показатель от другого весьма проблематично.

Но можно сравнивать показатели разных моторов. Если у двух двигателей одинаковый крутящий момент, но у первого выше мощность, то он гораздо предпочтительнее. В обратной ситуации тоже самое: если мощность одинаковая, но у второго момент выше, то берем второй. Чисто теоретически возможна ситуация, когда у первого мотора будет выше мощность, а у второго – крутящий момент (хотя на практике это очень редкая ситуация), тогда выбирать нужно исходя из задач. Для гоночных треков мотор, у которого больше мощность, для размеренной повседневной езды – мотор с большим крутящим моментом.

Автор — Александр Нечаев.

Какой крутящий момент у автомобиля?

• Блог
• Что такое крутящий момент?

25.03.2022

Автор:

Эндрю Брэди

• Узнайте, что такое крутящий момент и почему он важен 
• Почему у дизелей больше крутящий момент?
• Узнайте, как связаны крутящий момент и мощность

Вы можете слышать слово «крутящий момент», когда речь идет об автомобилях и их двигателях. Это часто говорят на одном дыхании с лошадиными силами, и это полезная концепция для понимания. Крутящий момент больше, чем лошадиные силы, напрямую связан с тем, насколько мощным кажется двигатель или электродвигатель, когда вы нажимаете педаль газа.

Что такое крутящий момент в автомобиле?

Мощность двигателя измеряется по двум шкалам: мощность и крутящий момент. Если бы автомобильный двигатель был оппозитным, крутящий момент был бы силой, стоящей за его ударом, а мощность была бы скоростью, с которой он ударяет.

Применительно к двигателю крутящий момент — это сила вращения. Лошадиная сила — это то, как быстро эта сила может быть доставлена. В автомобиле чем больше крутящий момент у двигателя, тем более легким будет его ускорение.

Что означает крутящий момент?

Как мы уже видели, крутящий момент является мерой вращательного эффекта. В повседневном использовании, когда мы открываем банку с вареньем или бутылку с напитком, мы прикладываем крутящий момент к крышке. Стоя на педали велосипеда, создается крутящий момент. И если вы слышите, как механик гаража заявляет, что он «затягивает» колесную гайку, это просто еще один способ сказать, что он ее затягивает.

В случае двигателя крутящий момент показывает, какое вращающее усилие он может передать через свой коленчатый вал, т. е. мощность, которая в конечном итоге вращает колеса.

В чем измеряется крутящий момент?

Большинство производителей автомобилей рассчитывают крутящий момент в ньютон-метрах (Нм), но он также может быть указан в фунтах на фут (lb/ft).

Какой крутящий момент в автомобиле считается хорошим?

Это зависит от автомобиля. Чем больше автомобиль, тем важнее значение крутящего момента, поскольку для быстрого ускорения ему требуется больший крутящий момент. Вот почему производители автомобилей теперь упоминают крутящий момент в своей рекламе; автомобили стали тяжелее, что делает крутящий момент более актуальным для повседневного вождения.

Скорость, с которой поршни двигателя движутся вверх и вниз в цилиндрах, чтобы вращать коленчатый вал, измеряется в оборотах в минуту или об/мин. Максимальный крутящий момент двигателя показан в зависимости от числа оборотов в минуту. Чем выше число крутящего момента и чем ниже число оборотов в минуту, тем более отзывчивым будет двигатель.

Почему дизельные автомобили имеют больший крутящий момент

Изначально дизельный двигатель был разработан, чтобы конкурировать с паровым двигателем. Приходилось тянуть тяжелые грузы. А для этого требовался большой крутящий момент.

Дизельные двигатели развивают максимальный крутящий момент при более низких оборотах, чем бензиновые двигатели. Это связано с тем, что поршни в дизельных двигателях перемещаются на большее расстояние, чем в бензиновых двигателях, и поэтому им не нужно двигаться так быстро.

Кроме того, дизельное топливо плотнее бензина и имеет больше энергии на единицу. При сгорании дизельного топлива больше энергии передается поршням, коленчатому валу и, в конечном счете, колесам.

Как это работает на самом деле

Внедорожник Audi Q7 с 3,0-литровым турбодизельным двигателем развивает внушительный максимальный крутящий момент 760 Нм в диапазоне от 1750 до 3000 об/мин.

Для сравнения, Ford Fiesta с 1,0-литровым бензиновым двигателем значительно меньше и легче, чем Q7. Его двигатель развивает максимальный крутящий момент 105 Нм при 4100 об/мин.

Разгон с места до предельной скорости 70 миль в час на Audi будет относительно расслабляющим занятием. Огромный крутящий момент позволит автоматической коробке передач переключать передачи довольно низко в диапазоне оборотов. Он будет быстрым и плавным.

С другой стороны, Fiesta будет не только медленнее, но и более неистовой. Поскольку крутящий момент меньше, и вам нужно увеличить обороты двигателя, чтобы получить доступ к максимальному крутящему моменту, вы будете переключать передачи на более высоких оборотах. От этого в машине будет шумнее.

Вот почему спортивные автомобили почти всегда бензиновые и часто спроектированы так, чтобы развивать максимальный крутящий момент при более высоких оборотах. Чем выше обороты двигателя, тем гонче он ощущается.

Электродвигатели немного другие

То, как электрические двигатели обеспечивают свою мощность, отличается от двигателя внутреннего сгорания. Электродвигатель может использовать всю свою мощность из состояния покоя. Вот почему даже относительно скромный Renault Zoe может показаться довольно шустрым. Именно поэтому самая быстрая Tesla Model S может разогнаться до 100 км/ч за 2,4 секунды.

Где полезен крутящий момент

Когда люди говорят о том, насколько мощным является двигатель их автомобиля, они обычно имеют в виду его крутящий момент. Это сила, которую вы действительно чувствуете, когда ваша машина ускоряется. А если вам нужна машина, которая кажется легкой, это довольно просто: чем больше крутящий момент, тем лучше.

Любой, кто ищет автомобиль для буксировки чего-либо, например каравана или лодки, должен учитывать показатель крутящего момента любого автомобиля, на который они смотрят. Это действительно сильно облегчит жизнь. Именно поэтому люди, которые много буксируют, обычно выбирают дизели.

Как связаны крутящий момент и мощность?

Двигатель внутреннего сгорания производит как крутящий момент, так и мощность. Эти двое женаты друг на друге. На самом деле, вы можете рассчитать мощность, умножив крутящий момент на число оборотов в минуту и ​​разделив на 5252. Это означает, что чем больше крутящий момент производит автомобиль, тем больше лошадиных сил он, вероятно, будет производить.

Но если двигатель имеет большой крутящий момент (как в нашем примере с Audi выше), ему не нужно работать на высоких оборотах, чтобы его можно было водить. Вот почему многие дизельные двигатели с высоким крутящим моментом не обладают невероятной мощностью. Крутящий момент означает, что он им не нужен.

Что это такое и почему это важно?

Статья

Мощность и крутящий момент часто упоминаются при покупке автомобиля, но в чем разница и почему они важны?

04 августа 2015 г.

Мощность и крутящий момент. Это слова, которые вы неоднократно будете встречать вместе, исследуя характеристики модели автомобиля. Крутящий момент — это показатель, измеряемый в фунтах на фут (lb-ft. ), который позволяет вам оценить, какую мощность вы получаете, и автолюбители часто хвастаются им.

Но что такое крутящий момент ? Чем она отличается от лошадиных сил и почему это важно? Если вы не уверены на 100%, то вы точно не одиноки. Это важные вопросы, на которые автомобильная промышленность, кажется, полагает, что мы знаем ответы, поэтому никогда не объясняйте их полностью. Здесь мы развеем тайну, связанную с крутящим моментом, и дадим вам простые ответы на эти вопросы.

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

«сила, которая стремится вызвать вращение.
«трехлитровый двигатель имеет большой крутящий момент»

Не очень понятно, не так ли? Однако, если вы углубитесь в несколько статей в Интернете и прочитаете многословные объяснения, вы обнаружите, что крутящий момент в основном означает, сколько энергии требуется автомобилю для достижения 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, чтобы выработать определенное количество энергии для вращения двигателя вокруг своей оси. Сила измеряется в фунтах (фунтах) на фут (фут) вращения вокруг одной точки. Умножьте эту крутящую силу (в фунто-футах) на скорость вращения оси в минуту (об/мин), и вы получите выходную мощность двигателя. Именно это определяет, насколько эффективно автомобиль может разгоняться на разных скоростях, и важно для высокопроизводительных автомобилей.

На этом графике показано, как крутящий момент и мощность соотносятся друг с другом: крутящий момент показан по вертикали, а обороты по горизонтали. Пик крутящего момента на графике приходится всего на 2500 об/мин, что означает, что автомобиль имеет «низкий крутящий момент». Это характерно для автомобилей с высокими характеристиками, таких как линейка Nissan NISMO и совершенно новый Ford Focus RS, которые могут очень быстро разгоняться с низких скоростей.

Пример:
— Абсолютно новый Ford Focus RS имеет крутящий момент 325 фунт-футов в диапазоне 2000–4500 об/мин (низкий крутящий момент). Это означает, что двигатель может развивать силу 347 фунтов в пределах одного фута вращения двигателя и быстро разгоняется с низкой скорости.

На графике показана кривая крутящего момента рядом с мощностью в лошадиных силах для автомобиля с низким крутящим моментом.
 

Если вы хотите взглянуть на крутящий момент с другой стороны, грузовые автомобили, перевозящие тяжелые грузы, требуют «высокого крутящего момента», 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 спокойное 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 вниз при разгоне с малых скоростей, а езда будет более расслабленной.

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

Облегчение движения по крутым склонам — Дополнительный крутящий момент также создает достаточную мощность для движения автомобиля, особенно при движении вверх по крутым склонам. Так что крутящий момент может пригодиться при езде по бездорожью и в экстремальных условиях.

Распределение крутящего момента — Распределение крутящего момента — относительно новая технология, позволяющая дифференциалу автомобиля распределять определенные уровни крутящего момента на каждое колесо.