что это, на что влияет, почему он важнее мощности :: Autonews

Многие уверены, что главной характеристикой двигателя автомобиля является мощность, которая обычно измеряется в лошадиных силах (на самом деле — в ваттах, но применительно к машинам часто используют «лошадей»). Но ведь есть еще такая характеристика как крутящий момент.

• Что это такое
• На что влияет
• Что важнее — момент или мощность
• Дизель и бензин

adv.rbc.ru

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент – это векторная величина, определяемая как произведение радиус-вектора точки приложения силы и вектора силы. В простейшем случае – это произведение прикладываемой силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Единица измерения у крутящего момента – соответствующая: ньютоны на метры (Н∙м).

Звучит сложно, но попытаемся объяснить на простом примере. Представьте себе механическую мясорубку, которую нужно крутить за ручку. Так вот, в ней прикладываемая сила – это та сила, с которой вы крутите ручку. А плечо – это сама ручка. И чем она длиннее, тем выше крутящий момент при тех же ваших усилиях.

Как это всё относится к двигателю автомобиля? Очень просто. В моторе сила давления сгорающей смеси бензина и воздуха передаётся через поршень на кривошипно-шатунный механизм. Сила «берётся» из сгорания топлива, а в качестве рычага выступают детали механизма.

На что влияет крутящий момент

Крутящий момент характеризует «итоговую» тягу двигателя. Он говорит «насколько двигатель сильный», какую силу тяги может создавать. При этом надо понимать, что на колёса крутящий момент доходит уже изменённым, ведь шины связаны с мотором не напрямую, а через трансмиссию, в которой момент изменяется в зависимости от передаточного соотношения.

Крутящий момент — величина не постоянная. Момент изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателями. Поэтому для оценки возможностей двигателя обычно используют график крутящего момента, который иллюстрирует его зависимость от оборотов.

Особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться
(Фото: Shutterstock)

Чем большее усилие развивает двигатель — тем лучше автомобиль разгоняется. Поэтому максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений.

Но особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться. Решить эту проблему помогает коробка передач: при разгоне мы включаем нужную передачу, поддерживая обороты на оптимальном уровне. И поэтому так важно, чтобы двигатель на как можно большем промежутке оборотов выдавал максимальную тягу.

Крутящий момент и мощность: что важнее

Но что важнее? Крутящий момент или мощность двигателя? Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нужно понять, что такое вообще мощность.

С точки зрения физики мощность получается путём деления совершенной работы на время, за которое работа совершилась. То есть, эта характеристика показывает не «что было сделано», а «что было сделано за определённое время». Например, перенести из пункта А в пункт Б десять ящиков можно за пять минут, а можно за сорок. Выполненная работа будет одинакова. А вот мощность — нет.

Применительно к автомобильному двигателю мощность тоже является такой же «оценочной» характеристикой. При этом, можно сказать, что работой двигателя, по сути, является… крутящий момент. Ведь работа мотора — это крутить коленвал. Следовательно, крутящий момент и мощность — величины взаимосвязанные.

Вернемся к воображаемой мясорубке. Длинная ручка обеспечивает высокий крутящий момент, то есть вы можете прокручивать, например, не обычное мясо, а замороженное. Допустим, за один оборот сквозь мясорубку проходит 10 граммов такого мяса, а если у вас получится делать 100 оборотов в минуту — на выходе получится килограмм фарша. Это и есть ваша мощность.

В автомобилях мощность мотора равняется его крутящему моменту на данных оборотах в минуту, умноженному на число этих оборотов и разделённому на определённый коэффициент. Она показывает «суммарное количество» крутящего момента, то есть, работы, совершённой двигателем за определённое время. Чем больше момент, «сила кручения» — тем больше мощность.

Часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.
(Фото: drive2.ru)

Отметим, что как для крутящего момента, так и для мощности существуют графики, демонстрирующие зависимость от числа оборотов. Более того, часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.

Вот и получается, что вопрос о том, что из этих показателей важнее — не совсем корректен. Во-первых, они взаимосвязаны. А, во-вторых, значение имеют не только сами эти показатели, но и обороты.

Крутящий момент в дизельных и бензиновых двигателях

Какой двигатель обладает большим крутящим моментом — бензиновый или дизельный? Как правило, у дизеля крутящий момент заметно выше, чем у аналогичного бензинового мотора. Причём на низких оборотах эта разница наиболее значительна. Дизель развивает хорошую тягу «сразу», чуть ли не с холостых оборотов. А бензиновый должен сперва раскрутиться.

Максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений
(Фото: Shutterstock)

С другой стороны, у дизельных двигателей в силу особенности конструкции меньше рабочий диапазон оборотов: когда при разгоне бензиновый двигатель продолжает раскручиваться, дизельный уже требует перехода на высшую передачу.

Значит ли это, что дизель со своим большим крутящим моментом подходит только ля грузовиков и внедорожников? Когда-то многие были в этом уверены. Однако современные дизельные двигатели отлично ведут себя на быстрых спортивных автомобилях.

• Топ-5 автоподстав. Видеопримеры и разбор от экспертов
• Антидождь для автомобиля — что это за средство и как оно работает
• Автомагистраль: что это и чем она отличается от других дорог
  
   

Что такое крутящий момент

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). Расскажем о нем более подробно далее.

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.

Что такое крутящий момент в автомобилях?

1. Автомобильные рейтинги
2. Путеводители по покупкам автомобилей
3. Что такое крутящий момент в автомобилях?

Беверли Брага | 05 октября 2020 г.

Мощность и крутящий момент являются основными показателями мощности трансмиссии. Лошадиная сила по какой-то причине получает известность и дает право хвастаться. Да, больше лошадей означает больше мощности, но лошадиные силы измеряют только максимальную производительность двигателя или мотора, а не меру его мощности.

Крутящий момент измеряет крутящую силу или силу двигателя или мотора. Это ощущение, когда тебя откидывают на сиденье, когда ты нажимаешь на педаль газа? Это крутящий момент. На примере, не связанном с автомобилем, при открытии банки крутящий момент — это усилие, с которым вы открываете крышку, а лошадиная сила — это скорость, с которой вы ее откручиваете.

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

Хотите действовать?

Хотите действовать?

Интернет-магазин автомобилей для продажи

Хотите нырнуть глубже?

Хотите нырнуть глубже?

Сравните автомобили онлайн

ХОТИТЕ МАКСИМАЛЬНО ПОВЫСИТЬ ПОКУПАТЕЛЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ?

ХОТИТЕ МАКСИМАЛЬНО ПОВЫСИТЬ ПОКУПАТЕЛЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ?

Найдите местные поощрения и скидки на новые автомобили

Благодарю вас

Теперь вы подписаны на информационный бюллетень J.D. Power Cars.

Обзор новых автомобилей

Ford F-Series Super Duty 2023 года выпуска

Грузовики F-Series Super Duty получили то, что им было нужно для модели 2023 года. Ford анонсировал более мощную линейку тяжелых грузовиков с множеством доступных новых технологий, отличными стандартными функциями безопасности и уникальными улучшениями, чтобы сделать грузовики более подходящими для конкретных отраслей.

Читать полный обзор

Honda Pilot 2023 года выпуска

Honda Pilot четвертого поколения 2023 года вот-вот поступит в продажу, и Honda существенно модернизирует его по сравнению с популярной моделью третьего поколения, которую он заменяет. Honda предложит обновленный Pilot 2023 года в комплектациях Sport, EX-L, TrailSport, Touring и Elite в декабре 2022 года.
Ram использовал Ярмарку штата Техас 2022 года, чтобы продемонстрировать свой новый 2500 Heavy Duty Rebel, мощный внедорожный грузовик, который сохранил свои возможности рабочего грузовика. Он предлагает хардкорные обновления для бездорожья, такие как задний дифференциал с электронной блокировкой и задний дифференциал повышенного трения.

Читать весь обзор

Читать все статьи

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

Советы и рекомендации

• Главная
• Особенности
• Советы и рекомендации

Значения крутящего момента двигателя обычно сравнивают, но что такое крутящий момент и почему он важен?

автор: Авто Экспресс

16 дек 2020

16 Dec 2020

Крутящий момент — это слово, которое свободно используется производителями автомобилей, рекламодателями и обозревателями, и оно так же важно, как и другие заголовки, которые вы встретите, такие как мощность. Однако реклама крутящего момента не всегда была чем-то само собой разумеющимся — оглянитесь на автомобильную рекламу 1980-х годов, и вы обнаружите, что он почти никогда не упоминается.

В основном из-за лишнего веса новых автомобилей. Современные моторы настолько перегружены 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 лошадиные силы, 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 пиковый крутящий момент развивается в нижнем диапазоне оборотов, но многим людям нравятся мощные двигатели, которые необходимо сильно раскручивать, прежде чем они развивают пиковый крутящий момент.

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

Что такое крутящий момент?

Проще говоря, определение крутящего момента — это сила вращения двигателя. Он отличается от лошадиных сил, поскольку относится к объему работы, которую может выполнить двигатель, а мощность определяет, насколько быстро эта работа может быть выполнена. Вот почему крутящий момент часто называют неспециалистами «тяговой силой», «мощностью» или «ворчанием».

Крутящий момент обычно измеряется в ньютон-метрах (Нм) или фунт-футах (фунт-фут) – последнее не следует путать с фут-фунтом (фут-фунт), поскольку один фут-фунт относится не к силе кручения, а к количеству энергии, необходимой для подъема груза массой 1 фунт на расстояние 1 фут.

В частности, крутящий момент фактически измеряет величину силы, необходимой для скручивания объекта (например, при затягивании крышки на бутылке с газировкой, колесной гайки или болта головки цилиндра). Или, в случае двигателя, он измеряет, какое крутящее усилие доступно на коленчатом валу при любых заданных оборотах двигателя (об/мин).

• Автомобили категорий D и C: объяснение списания по страховке

В автомобиле мощность – это мера того, насколько быстро двигатель может развивать один и тот же крутящий момент с течением времени, поэтому быстрее вы можете ускориться. Одна лошадиная сила (HP) — это совершенно произвольная единица, придуманная инженером Джеймсом Уаттом. Это эквивалентно тому, что одна лошадь поднимает вес в 33 000 фунтов на высоту в двенадцать дюймов за одну минуту — или 33 000 футо-фунтов в минуту. Метрический эквивалент (PS) равен 4500 кг-м в минуту, или 0,97 л.с.

Тормозная мощность (BHP) немного ниже, чем HP, но, возможно, является более точным показателем, поскольку учитывает потери мощности на внутреннее трение двигателя.

Основные уравнения крутящего момента

Допустим, мы используем гаечный ключ длиной 0,5 м для затягивания колесной гайки, и нам нужно опереться на дальний конец ключа с усилием 50 ньютонов, чтобы затянуть ее. Простое умножение двух чисел дает требуемый показатель крутящего момента в ньютон-метрах: 

50 (Н) x 0,5 (м) x = 25 Нм крутящего момента

Если вы хотите сохранить старую школу, вы можете измерять расстояние в футах и ​​силу в фунтах. На этот раз наш ключ может быть 18 дюймов (1½ фута), и мы прикладываем усилие 20 фунтов к дальнему концу:

20 (фунтов) x 1½ (футов) = 30 фунт-футов крутящего момента крутящий момент выглядит?

Если двигатель развивает крутящий момент 500 Нм, мы можем использовать аналогичную визуализацию в обратном направлении, чтобы лучше понять задействованные силы. Чтобы остановить вращение такого двигателя, потребуется гаечный ключ длиной один метр, прикрепленный к коленчатому валу, с усилием в 500 ньютонов на другом конце. Так как один килограмм действует с силой примерно в 90,8 ньютона в гравитации Земли, это означает, что вам понадобится 50-килограммовый жокей, чтобы стоять на конце. Или Аллан Макниш.

• Автомобильные часы: законна ли корректировка пробега?

Если это не кажется большим усилием, чтобы остановить двигатель, развивающий внушительные 500 Нм, не забывайте, что крутящий момент на колесах значительно увеличивается при снижении оборотов двигателя. Таким образом, жокей мог остановить двигатель, но он не мог остановить машину!

Что лучше, крутящий момент или мощность?

Крутящий момент и мощность очень тесно связаны, потому что в двигателе внутреннего сгорания одно не может быть без другого. Снова математика, так как HP рассчитывается следующим образом: 

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

Это означает, что если сравнить два двигателя с разным крутящим моментом, двигатель с более высоким крутящим моментом всегда будет иметь большую мощность при любой заданной частоте вращения двигателя.