Двс крутящий момент: Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

23 сентября, 2020
Разное
By alexxlab

Содержание

Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

Главная
Статьи
Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

Автор:
Борис Игнашин

Этот вопрос – одна из главных тем «холиваров» на автомобильных форумах. Оппоненты готовы порвать друг друга, приводя десятки аргументов. А ведь все просто: мощность — это и есть момент! Как так? Сейчас объясним.

В детстве многие люди постарше собирали фантики «Турбо», на них почти обязательно указывались мощность и максимальная скорость машины. Чем больше цифры, тем больше почтения модели авто. Похоже, так и продолжается до сих пор — лишние несколько лошадиных сил часто становятся решающим аргументом «за» или «против» какой-либо машины.

Но вот уже слышны голоса познавших дизельный Дзен о том, что важен только Крутящий Момент, да и подозрительно хорошая динамика более слабых бензиновых моторов со всякими турбинами или разными там системами VVT-i заставляет иногда водителей усомниться в верности принципа «чем мощнее, тем быстрее», а уж про налоги, которые почему-то зависят от мощности, и так все наслышаны.

Так что же такое мощность и как она связана с динамикой?

В паспортных характеристиках машины и на тех самых вкладышах «Турбо» указана максимальная мощность двигателя. Но что она дает машине? И как с ней связан крутящий момент? Постараемся объяснить максимально просто эту важную истину.

Крутящий момент, напомним, есть произведение силы на плечо рычага. А для двигателя — это сила, с которой вращается коленчатый вал двигателя. Измеряется обычно в ньютонах на метр или в килограмм-силах на метр.

График внешней характеристики двигателя

Собственно, момент возникает, если тормозить вращение коленчатого вала каким-то способом — гидротормозом, генератором или заставить тянуть машину. Именно так его и замеряют — тормозят сам двигатель или колеса машины гидротормозом. Для двигателя обычно указывается максимальный крутящий момент, который развивает мотор при полностью нажатой педали газа, с чьей помощью водитель как раз регулирует, какую часть момента может дать двигатель. Осталось понять, как этот самый момент изменяется.
Крутящий момент зависит от величины оборотов двигателя и в начале невелик, потом растет до определенного момента, а затем падает. Почему же?

Пики и спады на графике

В реальной эксплуатации полный момент бывает нужен редко, как раз в тех случаях, когда вы прожимаете педаль газа в пол и надеетесь, что двигатель «вытянет», всё остальное время он меньше максимального на этих оборотах.
Но мы уже знаем, что момент меняется не только под воздействием нажатия на педаль газа (механической или электронной), но и с оборотами. На различных оборотах процессы, происходящие в камере сгорания мотора, различны. Дополнительные системы, такие как наддув, системы регулировки фаз ГРМ и прочие, еще сильнее изменяют наполнение камеры сгорания, количество топлива и момент зажигания, и в результате качество и сила рабочего хода зависят от оборотов мотора.
Даже если нет никаких систем электронного регулирования, всё равно количество воздуха, попадающего в цилиндр, количество оставшегося выхлопа и оптимальный угол опережения зажигания меняются с оборотами. На самых малых оборотах в цилиндре слишком много остаточных газов или слишком вероятна детонация, потому крутящий момент на малых оборотах обычно намного меньше максимального.
На средних оборотах мотор «оживает» — за счет пульсаций во впускном трубопроводе больше воздуха поступает в цилиндры, меньше остаточных газов, потому и растет крутящий момент. Если у машины есть турбина или нагнетатель, то они начинают работать в полную силу.
Но с ростом оборотов растут и механические потери на трение поршневых колец, трение и инерционные потери в ГРМ, на разогрев масла в подшипниках и т.д. и т.п., а качество рабочего процесса не улучшается или даже начинает падать. В результате на высоких оборотах момент начинает уменьшаться за счет возрастающих потерь. А у турбонаддувного двигателя в какой-то момент перестает хватать производительности турбины и момент тоже начинает снижаться.
Теперь взглянем на график типичного атмосферного (то есть безнаддувного) мотора времен 90-х годов, где есть кривые не только момента, но и мощности.

А вот турбомотор схожего объема, у него момент в зоне средних оборотов ограничен электроникой, часто на пределе прочности цилиндро-поршневой группы, и график мощности тоже очень «гладкий». Хорошо заметно, на сколько выше у него мощность в начале и середине графика.

Обратите внимание именно на кривую мощности. Она круто идет вверх там, где момент большой, и почти не растет там, где он падает. Объяснение этому очень простое:
Мощность — это то, сколько работы может выполнить мотор за секунду.
Для двигателя внутреннего сгорания мощность в киловаттах в каждой точке графика можно получить, умножив момент двигателя в ньютонах на число оборотов в минуту и разделив на 9549, то есть примерно так:

Следовательно, мощность мотора на любых оборотах зависит только от крутящего момента на этих оборотах, а максимальная мощность получается в точке, в которой момент уже уменьшается, но при этом произведение мощности и оборотов пока еще увеличивается.
И чтобы увеличить максимальную мощность, можно просто увеличить момент на высоких оборотах или сделать так, чтобы он уменьшался не так быстро. Взгляните на типичный график высокооборотного мотора Honda — японцы поступили именно так.

Надеюсь, достаточно понятна точка зрения тех, кто говорит, что «мощность не важна — важен только момент»? Еще раз: мощность как таковая зависит напрямую от момента и сама по себе является математической, расчетной величиной, которую невозможно измерить отдельно от момента.
Крутящий момент, по сути, отражает ту мощность, которая будет доступна на «неполных» оборотах двигателя, а просто при нажатии на газ при обгоне. И чем момента больше, тем лучше! Ведь и мощность на этих оборотах будет выше. А чем больше мощности, тем больше энергии можно придать машине, тем лучше динамика разгона.
А максимальная мощность в первую очередь влияет на максимальную скорость машины.
Ведь при правильно рассчитанных передаточных числах главной передачи и КПП получается, что максимальная скорость достигается тогда, когда затрачиваемая мощность будет равна мощности мотора. А мощность всех потерь как раз зависит от скорости движения, в первую очередь от сопротивления воздуха и сопротивления качению колес, и в какой-то момент она обязательно совпадет с мощностью мотора, именно эта скорость и будет максимальной. Бывают, конечно, просчеты, когда двигатель или не может развить обороты максимальной мощности, или уже «упирается» в ограничитель, но это бывает не так уж часто.

Дизельный момент

Теперь отвечу на типичный, но простой вопрос: «Почему на дизельных моторах традиционно большой крутящий момент, но при этом сравнительно с бензиновыми у них невысокая мощность?». Всё потому, что у дизеля ограничены рабочие обороты. Из-за высокой степени сжатия дизельных моторов и более медленно горящего топлива дизели хуже работают на больших оборотах, зато у них нет риска детонации, да и турбину можно поставить более эффективную и сложную из-за более низкой температуры газов на выпуске, так что можно подать очень много воздуха и топлива, и момент на малых оборотах получится очень большой. А иногда по мощности они даже будут не так уж далеки от турбонаддувных бензиновых, но момент будет не просто большим, а огромным.
Для сравнения приведем характеристики двух трехлитровых моторов от современной BMW 5 series, где будет видно, что дизели эффективны в более низких оборотах.
Дизель можно сделать мощнее бензинового мотора, но тогда и так большой момент будет больше еще на четверть, а это означает, что понадобится новая коробка передач и новые карданные валы, способные выдерживать такую мощность. Да и сам двигатель придется сделать еще прочнее и тяжелее. Или можно его «раскрутить», но тогда сложнее будет работать топливной аппаратуре, а допускать дымления и неполного сгорания топлива нельзя.

Так как же правильно разгоняться?

Тут важно уметь работать с коробкой передач. Для максимального разгона нужно переключаться так, чтобы обороты упали примерно на пик крутящего момента или выше него, но чтобы оставался запас по увеличению оборотов — разгон выше оборотов максимальной мощности будет идти медленнее. Идеальный вариант на гражданских машинах — разгон «от пика момента до пика мощности». Впрочем, обычно на современных моторах электроника просто не даст «перекрутить» мотор сильно выше пика мощности — это называется отсечкой.
Можно попробовать представить себе это визуально. Посмотрите на график внешней скоростной характеристики. Мотор при разгоне должен как можно больше работать в зоне, где его мощность максимальна, то есть на высоких оборотах вблизи точки максимальной мощности. И при переключении передач попадать в зону с как можно большей достижимой мощностью.
Внизу — графики мощности и момента уже знакомых нам атмосферного Honda Accord Type R и турбированного Saab 9-3. На графиках мы выделили диапазоны оборотов, в которых будет работать двигатель, если включить вторую или третью передачу на скорости около 50 км/ч. Чем больше площадь фигуры под кривой мощности, тем эффективнее разгон.

Если коробка умеет переключаться очень быстро, то идеальным случаем будет КПП с очень «короткой» первой передачей с большим-пребольшим передаточным числом для очень высокого момента. А кроме того, очень большим количеством передач «на все случаи жизни».
Короткая первая позволит практически сразу со старта поднимать обороты до необходимых для уверенного разгона, а затем мотор всё время будет работать вблизи своего эффективного максимума. Есть одна проблема. К сожалению, таких коробок передач не бывает.
Лучше всего была бы электрическая передача, но ее масса и невысокий КПД (то есть потери мощности при «пропускании» через такую трансмиссию) при мощности меньше нескольких тысяч киловатт делают ее применение нерациональным, если только на гибридах, как например на «Мицубиши Аутлендер PHEV».
Казалось бы, есть почти идеальный вариатор, где передаточных чисел бесконечное множество, так как они меняются плавно. Но он тоже страдает низким КПД при больших передаточных отношениях и не умеет менять его очень быстро… И в итоге разгон не лучше, чем у других трансмиссий.
Гидротрансформатор на традиционных АКПП еще хуже, но в сочетании с механической коробкой передач обеспечивает и надежность, и приличную скорость. А механические коробки и особенно «роботы», несмотря на неизбежные потери мощности на старте при трении дисков в сцеплении, всё равно оказываются быстрее всех! Нужно лишь очень много передач. Например, десять, как в новой версии коробки DSG. Впрочем, половина из них нужна не для разгона, а для экономичного движения, но об этом в другой раз.

Какой мотор предпочесть — с высоким моментом или высокой мощностью?

Если мощность двух моторов, между которыми вы выбираете, отличается не слишком значительно, то выбирайте более «моментный». Особенно если вы пользуетесь механической коробкой передач. Показатель максимального момента и мощности на промежуточных режимах в данном случае важнее. Если же двигаться приходится постоянно «на пределе», то более тяговитый мотор, да еще и более слабый, преимущества иметь не будет, посмотрите хотя бы на мотоциклы, высокооборотные, но не моментные легко выигрывают у более тяговитых низкооборотных.
Но показатели надо оценивать в комплексе. Вернемся к нашим «пятеркам» BMW. Бензиновая 535i разгоняется до 100 км/ч за 5,6 секунды, а дизельная 530d — за 5,7, потому что мощность у бензиновой почти на 50 л.с. выше, причем это — турбонаддувный мотор с хорошей мощностью в зоне средних оборотов тоже и многоступенчатая АКПП, быстрая и современная.
Мощности должно быть много, но не только на максимальных оборотах, а величина крутящего момента говорит нам именно о том, на сколько много мощности двигатель выдает при обычном движении. Насколько удобно ускоряться без переключений передач. И абсолютная величина крутящего момента говорит даже меньше, чем указание диапазона оборотов, на которых момент близок к своему максимуму и насколько близки эти обороты к оборотам максимальной мощности. И лучше всего с этим справляется график внешней скоростной характеристики. А вот сама величина момента не толкает вас, ведь у более моментного мотора просто будут другие передаточные числа главной передачи и на колесах будет ровно та же мощность.

&amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;lt;a href=»http://polldaddy. com/poll/8627239/»&amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;gt;Какой мотор предпочтете?&amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;lt;/a&amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;gt;

Новые статьи

Статьи / Популярные вопросы

Не только алкоголь: с какими симптомами запрещено садиться за руль

Обычно ограничениями, с которыми запрещено садиться за руль, считают только алкогольное и наркотическое опьянение. При этом все симптомы, с которыми нельзя водить машину, указаны в одном пу…

07.11.2022

Статьи / Интересно

5 причин покупать и не покупать Daewoo Matiz I

Пожалуй, Matiz в России стал третьим автомобилем по количеству насмешек после Запорожца и Оки. Но справедливы ли эти язвительные смешки в сторону симпатичной машинки? Может, это просто бры…

945

06.11.2022

Статьи / Суперкары

Страшно, очень страшно: почему в США запрещали дрэг на Dodge Demon и других серийных машинах

Быстрые машины покупают для того, чтобы быстро ездить. А чтобы ездить максимально быстро, нужно ездить по прямой. Эти прописные истины особенно хорошо понимают в Америке – стране, которая, с…

1157

05.11.2022

Крутящий момент двигателя: что это такое?

В списке ключевых характеристик любого бензинового или дизельного ДВС обязательно указывается мощность и крутящий момент двигателя. Что касается самого транспортного средства, отдельный акцент делается на разгонной динамике автомобиля 0-100 км/ч. независимо от типа силового агрегата под капотом (бензин, дизель, гибридный двигатель и т.д.). Традиционно сложилось, что максимум внимания покупателей изначально обращен на мощность двигателя, выраженную в лошадиных силах (л.с.). Прочно укоренилось мнение, что чем больше л.с. выдает двигатель, тем быстрее, динамичнее и, зачастую, престижнее окажется автомобиль в конечном итоге. Параллельно с этим показатель крутящего момента, который выражается в ньютон-метрах (Н∙м), маркетологи сознательно отодвигают на второй план.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое объем двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, по каким параметрам измеряется и на что влияет рабочий объем ДВС.

Такой подход хорошо иллюстрирует распространенное выражение среди продавцов автомобилей в США. Как они говорят, продавать машины помогают «лошади», то есть мощность, при этом двигает автомобиль вперед крутящий момент. Далее мы подробно рассмотрим, что такое крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, а также взглянем на зависимость характеристик мощности двигателя, крутящего момента и разгонной динамики.

Содержание статьи

Мощность и крутящий момент ДВС
Как мощность двигателя и крутящий момент влияют на разгон автомобиля
Крутящий момент дизельного двигателя
Подведем итоги

Мощность и крутящий момент ДВС

Для большинства рядовых автолюбителей понятие о показателе максимальной мощности и крутящего момента сводится к тому, что чем больше мощность, тем больше окажется и крутящего момента, а также более мощный двигатель всегда лучше. При этом чёткое понимание указанных характеристик мотора у многих отсутствует.

Смятение в этот лагерь также внесло растущее число «дизелистов», среди которых намного больше внимания уделяется именно кутящему моменту, а не мощности дизельного мотора. Также следует упомянуть и о турбомоторах, которые могут разгонять автомобиль намного быстрее, хотя мощность самого ДВС с наддувом заметно уступает атмосферным аналогам с намного более внушительным количеством «лошадей» под капотом. Получается, мощнее, но не всегда динамичнее и быстрее? Давайте разбираться, почему так происходит и чем «моментная» характеристика отличается от «мощностной».

Как мощность двигателя и крутящий момент влияют на разгон автомобиля

Как уже было сказано, в технических характеристиках указывается максимальная мощность двигателя и крутящий момент. Итак, крутящий момент представляет собой силу вращения коленвала ДВС. Измеряется крутящий момент в ньютон-метрах. Также моментная характеристика может быть выражена в килограмм-силах на метр. Крутящий момент возникает тогда, когда свободно вращающийся коленвал начинают тормозить.

Другими словами, на коленвал подается нагрузка, которая заставляет двигать автомобиль. Отметим, что крутящий момент имеет прямую зависимость от числа оборотов двигателя. Для двигателей внутреннего сгорания характерной особенностью является то, что на низких оборотах крутящий момент небольшой, затем наблюдается рост момента параллельно росту оборотов силового агрегата, далее происходит спад момента, хотя обороты остаются высокими. Обратите внимание, в характеристиках указывается максимальная мощность двигателя, например, 150 л.с. при 6000 об/мин. При этом максимальный крутящий момент указан на отметке 3500-3700 об/мин.

Так происходит по причине того, что на разных оборотах в камере сгорания происходят разные процессы, что отражается на эффективности наполнения цилиндров, качестве сгорания топливно-воздушной смеси, вентиляции цилиндров и т.д. Другими словами, количество воздуха на впуске, угол опережения зажигания, объем отработавших газов и ряд других параметров меняется в зависимости от числа оборотов коленвала. По этой причине каждому водителю бензиновой машины с малообъемным атмосферным мотором хорошо знакома ситуация, когда на «низах» при езде на высокой передаче двигатель не тянет, то есть крутящий момент очень мал.

Нажатие на педаль газа и поднятие оборотов до средних значений приводит к тому, что эффективность наполнения воздухом на впуске растет, топливно-воздушная смесь сгорает более полноценно, цилиндры лучше вентилируются. Результатом становится то, что крутящий момент растет. Добавим, что турбомоторы в среднем диапазоне оборотов полностью преодолевают эффект турбоямы, после чего у двигателя возникает желаемый подхват. Дело в том, что поток отработавших газов после раскручивания двигателя начинает эффективно вращать крыльчатку турбокомпрессора для подачи большего количества воздуха в цилиндры.

Рекомендуем также прочитать статью об устройстве турбонаддува. Из этой статьи вы узнаете о конструктивных особенностях турбины, а также о преимуществах и недостатках данного способа увеличению мощности двигателя без увеличения его физического объема.

Дальнейший рост оборотов вызывает то, что в двигателе существенно растут механические потери. К таким потерям следует отнести трение поршневых колец о стенки цилиндров, а также различные инерционные потери в других узлах и механизмах двигателя. В результате КПД мотора падает, энергия начинает расходоваться на преодоление таких потерь в условии езды на приближенных к максимальным оборотах. Закономерно, что крутящий момент начинает уменьшаться с учетом растущих нагрузок. Турбомоторы также теряют отдачу, так как сам турбонагнетатель не обеспечивает должную производительность на максимальных оборотах.

Если сказать иначе, мощность двигателя означает количество работы, которую агрегат способен выполнить за определенный промежуток времени. Мощность ДВС измеряется в киловаттах (кВт) и напрямую зависит от показателя крутящего момента на конкретных оборотах. Не вдаваясь в подробности, мощность является расчетной величиной и не измеряется отдельно от кутящего момента. Что касается максимальной мощности, такая мощность представляет собой условную точку начала уменьшения крутящего момента, но произведение мощности и оборотов еще не стремится к увеличению. С учетом данной информации становится понятно, что такое полка крутящего момента, которая часто отображается на графиках. Под такой полкой следует понимать диапазон оборотов, на которых постоянно доступен максимум крутящего момента.

Простыми словами, крутящий момент и есть мощность двигателя, которая будет доступна на разных оборотах мотора. Этой фактической мощностью, а не разрекламированной маркетологами «максималкой», водители каждый день пользуются во время обгонов и резких ускорений. Вот и получается, что ездим мы на крутящем моменте, а не на максимальной мощности, оценивая динамику разгона на том или ином двигателе.

Что касается самой максимальной мощности, от данного показателя зависит, прежде всего, та максимальная скорость, с которой способен двигаться автомобиль. Максимальная скорость становится доступной в том случае, когда расходуемая мощность равна мощности ДВС. При этом для определения «максималки» конструкторами учитывается ряд потерь на инерцию и трение, сопротивление потокам воздуха и качению колес. Если проще, от запаса мощности зависит способность мотора преодолевать растущие потери и сопротивление, что и позволяет агрегату разогнать автомобиль только до определенного предела и далее поддерживать набранную скорость.

Крутящий момент дизельного двигателя

Особенностью дизельных двигателей сравнительно с бензиновыми аналогами является более высокий крутящий момент и меньшая мощность. Дело в том, что дизельные моторы имеют суженный диапазон оборотов. Это связано с конструктивными отличиями таких моторов (ход поршня), а также более высокой степенью сжатия и спецификой процесса сгорания дизтоплива.

Другими словами, дизель изначально не приспособлен для работы на высоких оборотах. Следовательно, агрегат не так хорошо раскручивается. Параллельно с этим температура выхлопа у дизельного двигателя ниже по сравнению с бензиновым, а также на «низах» моторы на солярке не так склонны к детонации. В результате конструкторы смогли установить сложные и максимально эффективные системы турбонаддува именно на дизель.

Благодаря таким особенностям крутящий момент дизельного двигателя на низких оборотах намного выше аналогичных атмосферных или тубированных бензиновых ДВС. Поднимать мощность такого агрегата не имеет смысла, так как уверенная тяга на низах, высокий КПД и топливная экономичность полностью перекрывают небольшое отставание дизелей по показателю мощности и максимальной скорости.

Добавим, что потенциал дизеля позволяет сделать его даже мощнее бензиновых собратьев, но это приведет к существенному удорожанию и утяжелению всей конструкции двигателя. Также понадобится доработка системы питания дизельного мотора и установка более выносливой КПП, которая будет способна выдерживать просто огромный крутящий момент. Не следует забывать и об экологических нормах, для соответствия которым мощные дизели потребуют серьезной модернизации. Получается, поднимать мощность дизеля сегодня попросту нецелесообразно.

Подведем итоги

Если вы столкнулись с возможностью выбрать автомобиль с незначительно отличающимися по характеристикам двигателями, тогда оптимально выбирать агрегат с большим крутящим моментом. Данное правило особенно актуально для машин с МКПП. Например, производитель может выпускать одну и ту же модель, которая получает ДВС с рабочим объемом 1.8 литра (140 л.с.) и 2.0 (155 л.с.). Также следует учитывать и упомянутую выше полку крутящего момента, то есть зависимость мощности и крутящего момента от оборотов двигателя.

Лучшим вариантом двигателя будет тот, когда мотор выходит на пик момента не на определенных оборотах, а в максимально широком диапазоне. Например, простой атмосферный двигатель может иметь пик крутящего момента на 3500 об/мин, в то время как его продвинутый высокотехнологичный аналог с турбиной выходит на пик момента уже при 1500 об/мин, сохраняя «ровную» полку до 4500 об/мин. Это значит, что в первом случае для уверенного разгона мотор нужно крутить, удерживать ДВС на оборотах максимального момента, а также чаще переключать передачи вниз при возникновении нагрузок. Во втором случае максимум крутящего момента будет доступен водителю в широком диапазоне оборотов, что позволяет эффективно ускоряться и справляться с меняющимися нагрузками без частого переключения передачи на пониженную. Другими словами, доступность высокого крутящего момента в расширенном диапазоне фактически означает, что и мощности почти всегда достаточно.

Указанные особенности разных ДВС и умение справляться с нагрузками определяют следующий показатель, который известен как эластичность двигателя. Под эластичностью мотора следует понимать способность агрегата набирать обороты и разгонять автомобиль в условиях растущей нагрузки без переключения передачи на пониженную.

Различные силовые установки тестируются на эластичность путем анализа тяги и разгона с 60 до 100 км/ч при движении на четвёртой передаче или ускорения с 80 до 120 км/ч на включенной пятой передаче. По этой причине малообъемный высокофорсированный двигатель, который имеет отличный подхват на низких оборотах и широкую полку момента, покажет себя отличным вариантом для города. Именно в городском цикле, то есть в условиях умеренных скоростей и режимов ускорение-замедление, потенциала такого ДВС более чем достаточно. При этом следует учитывать, что на более высокой скорости в режиме трассы подобный агрегат может не обеспечить уверенного обгона, уступив в этом плане простому атмосферному двигателю с большим крутящим моментом и мощностью.

Простое объяснение технологии: Крутящий момент в автомобилях

Время считывания 6 минут

Мощность двигателя, максимальная скорость, ускорение от 0 до 60 миль в час (от 0 до 100 км/ч) — вот ключевые цифры для автомобилей, о которых знают даже дети. Тем не менее, когда дело доходит до крутящего момента, даже заядлым фанатикам моторов может быть трудно объяснить это. Его значение при вождении автомобиля гораздо больше, чем многие думают. Итак, что такое крутящий момент? И как это влияет на автомобили? Читайте дальше, чтобы узнать ответы.

13 апреля 2021 г.

Активируйте push-уведомления

Инновационная мобильность, захватывающие тенденции будущего и высокие обороты в минуту: подпишитесь сейчас, чтобы получать уведомления о новом контенте.

Подписка успешная .

Подписка не удалась . Если вам нужна помощь, перейдите по ссылке для получения поддержки.

Как это звучит?

Эту статью также можно прослушать в официальном подкасте BMW Change Lanes.

Помимо этой и других статей, «Changing Lanes» каждую неделю предлагает вам свежие новые эпизоды, наполненные эксклюзивными сведениями о технологиях, образе жизни, дизайне, автомобилях и многом другом, которые вам принесут ведущие Ники и Джонатан.

Найдите и подпишитесь на Change Lanes на всех основных платформах подкастинга.

applepodcast googlepodcast Spotify Deezer

Объяснение BMW
Опыт вождения
Технологии

Краткие факты

В физике крутящий момент определяется силой, которая воздействует на тело рычагом.
Применительно к двигателям внутреннего сгорания или электродвигателям крутящий момент указывает силу, которой подвергается приводной вал.
Крутящий момент выражается в фунт-футах (lb-ft) или ньютон-метрах (Nm).
Взаимодействие крутящего момента и частоты вращения двигателя (об/мин) определяет мощность двигателя.

Если вы никогда не путешествовали на электромобиле (➜ Подробнее: Объяснение электромобилей и подключаемых гибридов), время пришло. Это не только хорошо для вашей зеленой совести, но и удовольствие от вождения (➜ Читать далее: Развенчание мифов об электромобилях), безусловно, тоже не осталось без внимания. Одной из причин этого является крутящий момент. Или, точнее: мгновенность, с которой это применяется, когда вы нажимаете на акселератор. Но какую роль в этом играет мощность двигателя, т.е. показатель в кВт или в л.с.?

Чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно вернуться на шаг назад, как объясняет эксперт BMW Михаэль Гризе: «Важно то, что вы, как водитель, ожидаете от своего автомобиля. Это высокий уровень мощности двигателя или крутящего момента?» В конце концов, все сводится к тому, действительно ли вам нужна высокая максимальная скорость или быстрая реакция на педаль акселератора.

Начнем с теории. В физике крутящий момент определяется как сила, действующая на точку вращения с помощью плеча рычага. Формула крутящего момента, закон рычага: крутящий момент = сила (Н) х плечо рычага (м). Единицами крутящего момента являются ньютон-метры (Нм) или фунт-футы (фунт-фут). Ньютон (или фунт) обозначает действующую силу, а метры (или футы) обозначают длину плеча рычага. Другое название крутящего момента, которое, возможно, дает более четкое представление о его значении, — вращательная сила. Как следует из этого названия, сила вращения или крутящий момент обеспечивают вращение объекта. Таким образом, он указывает силу, действующую на приводной вал автомобиля при его вращении. Сила (N), с другой стороны, линейно ускоряет объекты. Мощность двигателя есть произведение силы и скорости действия этой силы. Мощность двигателя и крутящий момент являются показателями, которые зависят от частоты вращения двигателя.

Высокий крутящий момент обеспечивает эффективное и энергосберегающее вождение. Высокая мощность двигателя позволяет автомобилю быстро разгоняться и достигать высокой максимальной скорости.

Михаэль Гризе

Руководитель проекта по системам электропривода, BMW Group

Итак, это была теория, а теперь перейдем к практике. В конструкции двигателя внутреннего сгорания цель состоит в том, чтобы обеспечить водителю высокий крутящий момент даже при низких оборотах двигателя (вращения). В то же время крутящий момент следует прикладывать в максимально возможном диапазоне частоты вращения двигателя. С точки зрения опыта вождения, высокий крутящий момент означает максимально короткую задержку между нажатием водителем на педаль газа и реакцией двигателя. Высокий крутящий момент воспринимается водителем как отличная тяга при трогании с места или обгоне.

Таким образом, заблаговременное применение мощного крутящего момента означает высокую степень уверенности (при обгоне), удовольствие от вождения и эффективную тягу для водителя. Тем не менее, со всеми двигателями внутреннего сгорания всегда есть мгновенная задержка (хотя и небольшая, в зависимости от конструкции) перед тем, как крутящий момент начнет действовать — в отличие от двигателя электромобиля, как мы увидим ниже. Короче говоря, высокий крутящий момент, доступный на раннем этапе, дает только преимущества для водителей.

Крутящий момент и его значение для водителей лучше всего иллюстрируется его отличием от термина «мощность двигателя» или «выходная мощность». Здесь также лучше привести краткий теоретический фон в качестве основы для объяснения эксперта BMW: с мощностью двигателя в игру вступает фактор времени. Проще говоря, это указывает на энергию, преобразованную в данный период времени. Физическая формула такова: мощность = сила х скорость. Он указывается в киловаттах (кВт), ранее в лошадиных силах (л.с.). Один ватт (Вт) соответствует одному ньютон-метру в секунду, а 1 лошадиная сила — это мощность, необходимая для подъема 33 000 фунтов ровно на один фут за одну минуту. Двигатель достигает высокой мощности либо за счет высокого крутящего момента, либо за счет высокой скорости вращения двигателя. Максимальная мощность двигателя, заявленная производителями, а также указанная в техпаспорте автомобиля, обычно доступна при высоких оборотах двигателя.

Измерение стандартного ускорения (➜ Подробнее: От 0 до 60: Разогнаться до скорости) Сюда хорошо подходит: передачи полностью выдвинуты, двигатель работает в высоких (вращательных) диапазонах оборотов, максимальные номинальные можно призвать силу. Чтобы понять крутящий момент и мощность двигателя, а также повседневное использование автомобиля, важно знать, что двигатель внутреннего сгорания достигает своего максимального крутящего момента при частоте вращения ниже максимальной выходной мощности. Поэтому, когда мы говорим о хорошей мощности в нижнем диапазоне оборотов двигателя, мы имеем в виду высокий крутящий момент даже при низких оборотах двигателя. Это полезно знать для ограничения переключения передач при вождении автомобилей с механической коробкой передач. Или для буксировки прицепов в вашем автомобиле и для движения в гору.

Пример иллюстрирует разницу между крутящим моментом и мощностью двигателя. Если, как водитель автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, вы будете следить за циферблатами на дисплее, вы увидите, что по мере увеличения частоты вращения двигателя (об/мин) вы достигнете точки, в которой крутящий момент равен его максимум. В то же время мощность двигателя увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Когда водитель чувствует, что мощность двигателя, производительность двигателя падает по отношению к оборотам двигателя, он переключается на более высокую передачу (конечно, автомат делает это сам). Затем обороты двигателя падают, и игра начинается сначала.

Вопреки распространенному мнению (то есть тому, что думают ваши друзья), в повседневной жизни с автомобилем крутящий момент двигателя играет более важную роль, чем (максимальная) мощность двигателя. Это потому, что для сохранения ресурсов — окружающей среды, кошельков людей и их нервов — инженеры хотят, чтобы водители ехали с хорошей тягой в диапазоне низких оборотов двигателя. Что подводит нас к двигателю электромобиля. В чем большой плюс электромобилей? Они обеспечивают полный крутящий момент с самого начала. Безо всяких задержек. Вот почему ускорение электромобилей (➜ Подробнее: Факты об электромобилях со всего мира) так запоминается как водителям, так и пассажирам. И не только это, но и без рывков и без переключения передач, так как многие электромобили идут с одноступенчатой автоматической коробкой передач.

При низких оборотах двигателя важен крутящий момент, при высоких оборотах — мощность двигателя.

Михаэль Гризе

Руководитель проекта по системам электропривода, BMW Group

Эксперт BMW Гриз объясняет, в чем особенность электромобилей. «Высокий крутящий момент электродвигателя позволяет транспортным средствам с такими двигателями эффективно передвигаться и экономить энергию». Максимально возможная скорость, которая достигается за счет высокой мощности двигателя, — не единственная цель электромобилей. Электромобили обладают отличным сцеплением с дорогой, что обеспечивает комфортное и эффективное вождение, но они также не пренебрегают удовольствием от вождения!

Другими словами, максимальный крутящий момент электродвигателя фактически достигается при низких оборотах. «И она остается близкой к постоянной до тех пор, пока вы не достигнете максимальной мощности двигателя», — поясняет далее инженер Гризе. Оттуда крутящий момент падает, а мощность двигателя остается постоянной. Как только достигается точка максимального крутящего момента, автомобиль больше не разгоняется быстрее. Эксперт BMW Гриз резюмирует следующим образом: «При низких оборотах двигателя важен крутящий момент, при высоких — мощность двигателя».

Что важнее, высокая мощность двигателя или высокий крутящий момент? Все сводится к тому, что вам как водителю нужно. Если, например, вы предпочитаете высокую максимальную скорость, вы найдете ее в автомобиле с высокой номинальной выходной мощностью. Если, с другой стороны, вы предпочитаете эффективный и комфортный стиль вождения с быстрым стартом на светофоре, вы полагаетесь на фактор крутящего момента — как в случае с электромобилями.

Что такое крутящий момент в автомобиле?

Крутящий момент — это физическая величина, которая указывает тяговое усилие в конструкции двигателя. Физической единицей крутящего момента является ньютон-метр (Нм). Для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания цель состоит в том, чтобы как можно раньше достичь высокого крутящего момента при низких оборотах двигателя. В электромобилях крутящий момент доступен сразу, и это преимущество.

Автор: Нильс Арнольд; Иллюстрации: Майкл Блосс; Фото/Видео: BMW

Automotive Life
Insight
Performance
Technology

Что такое крутящий момент двигателя? Его характеристики и формула

Что такое крутящий момент двигателя?

Крутящий момент, говоря простым языком, равен ‘ Крутящая или вращающая сила ’. По определению, сила стремится повернуть объект вокруг оси. Говоря автомобильным языком, он измеряет вращательное усилие, прилагаемое поршнем к коленчатому валу двигателя.

Крутящий момент = сила x расстояние. В системе СИ для измерения крутящего момента используется ньютон-метров (Нм). Другими единицами измерения являются килограмм-метров (кг-м) в метрических единицах и фут-фунт-сила ’ (фут-фунт) в имперских/британских единицах.

Диаграмма определения крутящего момента

Каждый двигатель спроектирован и изготовлен для определенной цели. Следовательно, его выход варьируется в зависимости от его применения. Выходной крутящий момент автомобильного двигателя в основном зависит от его отношения длины хода к диаметру цилиндра и степени сжатия. Кроме того, это также зависит от давления сгорания и скорости в об/мин. Большинство «подквадратных» двигателей с большей длиной хода, чем их диаметр цилиндра, имеют тенденцию развивать большой «крутящий момент на низких оборотах». Крутящий момент, который может развить двигатель, зависит от скорости вращения двигателя или оборотов.

Различные конструкции/конфигурации двигателей имеют разные характеристики крутящего момента, такие как пиковая кривая/плоская кривая . Большинство автомобильных двигателей создают хороший выходной крутящий момент в узком диапазоне всего диапазона оборотов двигателя. В бензиновых двигателях он характерно начинается при 1000-1200 об/мин и достигает пика в диапазоне 2500-4000 об/мин. Напротив, дизельный двигатель запускается примерно при 1500-1700 об/мин и достигает максимума при 2000-3000 об/мин. Bugatti Veyron — один из автомобилей в мире с самыми высокими показателями крутящего момента.

График

Как рассчитать крутящий момент двигателя?

Если вам известна мощность двигателя, то вы можете использовать следующую формулу:

Крутящий момент = 5252 x л.с./об/мин

Почему это так важно?

Крутящий момент и мощность в лошадиных силах — две характеристики двигателя. Они связаны и пропорциональны друг другу по скорости. ‘ диапазон крутящего момента ’ на кривой двигателя представляет его тяговое усилие . Определяет номер автомобиля ‘ управляемость ‘ & ‘ ускорение .’ Крутящий момент наиболее необходим при движении автомобиля с места и/или подъеме по склону.

Аналогичным образом, чем тяжелее транспортное средство, либо транспортное средство с полной номинальной нагрузкой требует более высокого крутящего момента, чтобы тянуть его и приводить в движение. В обычном двигателе мощность определяет максимальную скорость автомобиля (через передаточные числа). Тем не менее, крутящий момент управляет его ускорением/подхватом. Скорость ускорения также зависит от веса транспортного средства и «нагрузки», которую несет транспортное средство.

Flat-Curve vs Peak-Curve:

Большинство бензиновых двигателей, как правило, развивают значительно высокий «крутящий момент на низких оборотах». . В схеме «пик-кривая» пик крутящего момента приходится на середину диапазона оборотов двигателя (около 2500–3000 об/мин). После этого он начинает быстро исчезать, в то время как мощность продолжает расти. В результате мощность достигает своего максимального значения позже при более высоких оборотах двигателя и исчезает у красной линии.

Пиковый крутящий момент по сравнению с крутящим моментом на плоской кривой

Большинство современных дизельных двигателей развивают крутящий момент ‘ на плоской кривой ’ крутящего момента. В конструкции с «плоской кривой» двигатель развивает максимальный крутящий момент на ‘ от нижнего до среднего ‘ его скорости, т. от 1500 об/мин. Его значение остается практически одинаковым или «ровным» в большинстве диапазонов оборотов двигателя (2500-4000 об/мин). Таким образом, это способствует лучшему ускорению и меньшему количеству переключений передач во время вождения.

Что такое низкий крутящий момент?

Часто производители используют этот термин для описания характеристики крутящего момента двигателя. ‘ Low-End-Torque ’ — крутящий момент двигателя в нижнем диапазоне оборотов двигателя, т. е. между 1000-2000 об/мин. Этот диапазон оборотов очень важен при трогании автомобиля с места или движении на низкой скорости, например, в пробке.

Если двигатель создает более значительный крутящий момент в нижней части диапазона оборотов, это означает, что двигатель имеет более высокий «крутящий момент на низких оборотах» или лучшую тяговую способность на малых скоростях. Это также означает, что двигатель может быстро трогать автомобиль с места, тянуть более тяжелые грузы или относительно легко подниматься по склону, в зависимости от обстоятельств, без резкого увеличения оборотов.

Крутящий момент и КПД двигателя:

Затем крутящий момент достигает своего пикового значения на скорости, при которой он наиболее эффективен. Другими словами, эффективность двигателя максимальна на скорости, при которой он развивает свой пиковый крутящий момент. Если поднять двигатель выше этой скорости, его крутящий момент начнет уменьшаться из-за повышенного трения движущихся частей. Таким образом, даже если вы увеличиваете скорость двигателя до скорости пикового крутящего момента, крутящий момент больше не увеличивается.

Коробка передач автомобиля увеличивает крутящий момент двигателя. Следовательно, чем ниже выбрана передача (т. е. 1-я передача с высоким передаточным числом), тем выше тяговая способность двигателя. Таким образом, тяговитость автомобиля наибольшая на первой передаче. Однако, если вы увеличиваете обороты двигателя на 1-й передаче, через некоторое время он достигает своего предела, побуждая водителя переключиться на следующую передачу. Напротив, автомобиль может потерять ускорение, если вы переключите передачу до того, как крутящий момент двигателя достигнет своего «пикового» значения. В результате колеса не получали достаточной силы для вращения. Таким образом, он заставляет водителя переключиться на предыдущую/пониженную передачу.

Вождение:

Вы можете добиться максимальной эффективности использования топлива, переключая передачи в «диапазоне мощности» автомобиля и как можно ближе к значению пикового крутящего момента . Кроме того, для повышения эффективности выберите правильную передачу/передачи, соответствующие скорости автомобиля/об/мин двигателя в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля.

1. Сценарий «Шоссе»:

Самая высокая доступная передача (т. е. 5-я, 6-я и т. д.) + Самая низкая скорость двигателя = Лучшая топливная экономичность

2. При подъеме по склону/уклону:

Пониженная передача (т.е. 1-я) + Высокая скорость двигателя = Наименьшая топливная экономичность, но большая тяговая способность.

Когда скорость вашего автомобиля превышает 60 км/ч, например, на шоссе, вам не нужны высокие обороты двигателя, чтобы продолжать движение. Таким образом, во время движения по шоссе/автобанам используйте самую верхнюю передачу и держите обороты двигателя ниже 2500, чтобы получить максимальную эффективность.

Blog Detail