крутящий момент электродвигателя что это
Что такое крутящий момент, и почему он важен?
Узнайте о крутящем моменте, его применении к двигателям, и почему значения крутящего момента так важны для ваших проектов.
В базовой физике вы, вероятно, привыкли думать о линейных силах, например, о силе тяжести, притягивающей предметы вниз, или о силе, которую вы прикладываете к тележке для покупок, толкая ее. Крутящий момент аналогичен линейным силам, но в то время как линейные силы заставляют объект двигаться по прямой линии, крутящий момент заставляет объекты вращаться.
Если вы когда-либо открывали дверь, у вас должно быть интуитивное понимание крутящего момента. Когда вы открываете дверь, вы прикладываете силу на той стороне двери, которая находится дальше всего от петель. Поскольку дверь твердая, ваша сила, действующая на расстоянии от центра вращения двери (петли), заставляет дверь вращаться и открываться. Вы можете открыть дверь, нажав на сторону двери, ближайшую к петлям, однако, как вы знаете, для открытия двери в этом случае потребуется гораздо больше усилий. Это потому, что, уменьшая расстояние между вами и центром вращения двери, вы создаете меньший крутящий момент.
Крутящий момент рассчитывается путем умножения линейной силы на расстояние, на котором эта сила действует от центра вращения. Классическим примером крутящего момента является гаечный ключ при откручивании гайки. Если у вас есть гаечный ключ длиной 20 см, и вы нажимаете на ключ с силой 2 кг, крутящий момент на гайке составит (20 см x 2 кг =) 40 кг·см.
Рисунок 1 – Классический пример крутящего момента можно увидеть, когда вы используете гаечный ключ для закручивания гайки.
Когда мы смотрим на двигатели, расчет крутящего момента аналогичен – сила, умноженная на расстояние.
Единственное отличие состоит в том, что в отличие от гаечного ключа, где сила прикладывается к рычагу, в случае с двигателем крутящий момент прикладывается непосредственно в центре вращения, создавая линейную силу на конце рычага. Размышляя о крутящем моменте двигателя, вы можете представить себе двигатель, использующий руку для поднятия веса. Максимальный вес, который может поднять двигатель, будет соответствовать максимальному крутящему моменту.
Рисунок 2 – В двигателях крутящий момент прикладывается в центре вращения для создания линейной силы.
Двигатели, предназначенные для обеспечения большего крутящего момента, способны оказывать большее воздействие на другие объекты.
Почему крутящий момент важен?
Крутящий момент, в особенности при разработке систем с двигателями, которые обеспечивают правильную величину крутящего момента, невероятно важен в широком диапазоне различных применений.
Допустим, вы строите робота. Если вы хотите построить более крупного робота или робота, способного поднимать тяжелые предметы, вам понадобятся более мощные двигатели, способные создавать больший крутящий момент, чтобы заставить робота двигаться.
Для летательных аппаратов крутящий момент, создаваемый двигателями, напрямую определяет максимальную подъемную силу, которую могут создавать пропеллеры.
Рисунок 3 – Создание подъемной силы крутящим моментом.
Если вы строите автомобиль и хотите, чтобы он ускорялся быстрее, вам потребуется от двигателей больший крутящий момент – в автомобиле сила, движущая его вперед, равна (примерно) крутящему моменту двигателя, деленному на радиус колес.
Электромобили, такие как Tesla Model S, известны своим быстрым ускорением, потому что их электродвигатели генерируют огромную величину крутящего момента. Этот крутящий момент непосредственно передается в большую силу, применяемую колесами к поверхности дороги. Как учат основы физики, воздействие на объект большей силы заставит его ускоряться быстрее.
Какие факторы влияют на крутящий момент двигателя
Когда речь идет о максимальном значении крутящего момента двигателя, существует три разных, но взаимосвязанных ограничивающих фактора.
Механические свойства материалов
Во-первых, это механические свойства материалов. Хорошим примером такого подхода к проектированию являются разные серводвигатели.
Более дешевые сервоприводы с более низким крутящим моментом используют пластиковые шестерни, обычно сделанные из нейлона. Производство пластиковых шестеренок недорогое, что делает сервоприводы с нейлоновыми шестеренками более дешевыми в производстве, и, следовательно, их можно дешевле купить. Нейлоновые шестерни также более легкие, по сравнению с металлическими, что является важным фактором для робототехники и летательных аппаратов. Однако если на эти нейлоновые шестерни будет приложен слишком большой крутящий момент, они сломаются.
Сервоприводы с более высоким крутящим моментом содержат металлические шестерни, поэтому они могут выдавать более высокий крутящий момент без поломок.
Материалы, используемые в конструкции двигателя, играют огромную роль в определении того, какой крутящий момент двигатель будет способен создать.
Рисунок 4 – Двигатели изготавливаются из различных материалов, но, как правило, те, что изготовлены из металла, имеют более высокий крутящий момент, чем те, что изготовлены из нейлона или другого пластика.
Максимальное напряжение двигателя
Вторым фактором, влияющим на максимальный крутящий момент двигателя, является максимальное напряжение, на которое рассчитан двигатель. Если вы посмотрите на страницу характеристик любого сервопривода, вы найдете разные значения крутящего момента для разных напряжений. Более высокие напряжения дают двигателю большую мощность для обеспечения более высокого крутящего момента. Тем не менее, двигатель и его схема управления могут принимать ограниченное напряжение из-за возможности перегрева и сгорания. Максимальное напряжение, которое двигатель может принять без сбоев, влияет на величину его максимального крутящего момента.
Рисунок 5 – Максимальное напряжение двигателя указывается в технических характеристиках, представленных производителями. Связь между рабочим напряжением и крутящим моментом.
Тепловыделение двигателя
Это подводит нас к последнему фактору, ограничивающему максимальный крутящий момент двигателя. Поскольку двигатели работают, они генерируют ненужное тепло. Чем тяжелее работает двигатель, тем больше тепла он выделяет.
Для большинства двигателей, используемых в любительских проектах, от двигателей постоянного тока до сервоприводов и шаговых двигателей, создаваемое тепло просто излучается в воздух. У них нет активного охлаждения, как, например, в электромобиле. Следовательно, двигатель ограничен тем, какой крутящий момент (а также скорость) он может генерировать без риска сбоя по температуре.
Измерьте крутящий момент двигателя сами
Мы рассмотрели, почему так важно оставаться в пределах максимального крутящего момента двигателя. Так что же делать, если вы думаете, что ваш двигатель не соответствует требованиям? Не бойтесь! У нас есть проект, который может показать вам, как измерить крутящий момент серводвигателя (в следующей статье).
Дважды проверьте крутящий момент вашего серводвигателя перед тем, как добавить его в свой проект. Это поможет вам избавиться от разочарований от сборки и от повторного переделывания.
Что такое крутящий момент электродвигателя
Одним из важных параметров электродвигателя, который так же важен при его выборе, является крутящий момент. Эта величина определяется произведением приложенной к плечу рычага силы и зависит исключительно от степени нагрузки. Если в двигателях внутреннего сгорания данную нагрузку задаётся коленчатым валом, то асинхронные электродвигатели получают величину крутящего момента от токов возбуждения. При этом величина этого момента будет зависеть от скорости вращающегося в магнитном поле статора устройства, называемого ротор. В зависимости от периода и способа определения, крутящий момент разделяют на:
Для вычисления величины крутящего момента, определяющегося в «кгм» (килограмм на метр) или «Нм» (ньютон на метр), многие электротехнические пособия предлагают специальные формулы, учитывающие кроме основного действия вращающегося магнитного поля ряд всевозможных факторов, например:
Но, рост скольжения не всегда приносит высокий момент. Зачастую, при достижении критических значений, наблюдается его резкое снижение. Такое явление обозначается как опрокидывающий момент. Одним из устройств, стабилизирующих скорость вращения ротора, а значит и величину момента кручения является частотный преобразователь, применение которого сейчас очень распространено во всех сферах, где от контроля работы двигателя зависит и успешность выполнения множественных производственных задач.
Выбираем электродвигатель по крутящему моменту
Для выбора, требуемого к выполнению тех или иных задач электродвигателя, берут в учёт практически все его характеристики, начиная от показателей мощности и заканчивая массогабаритными параметрами. Каждый из элементов по-своему важен в решении нюансов. Не меньшее значение припадает и на крутящий момент. Благодаря тому, что момент кручения напрямую связан с оборотами в соотношении: чем больше сами обороты, тем меньше будет момент, выбор электродвигателя будет исходить из следующих нюансов:
Стоит помнить, что выбор осуществляется не по одному из показателей, даже при ориентировании относительно крутящего момента, ведь каждый из показателей ориентируется по рабочей предрасположенности электротехнического приводного устройства и его рабочих нагрузок в статистических и динамических эксплуатационных условиях, задаваемых самим предприятием.
Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)
Крутящий момент двигателя: что это такое простыми словами, в чем измеряется, на что влияет, чем он важнее лошадиных сил
Крутящий момент двигателя автомобиля (момент силы) — это векторная физическая величина, равная произведению силы на плечо рычага, к которому она приложена.
В чём измеряется крутящий момент? В общепринятой системе единиц величина обозначается в ньютон-метрах (Н·м). Следовательно, 1 Н·м это 1H (Ньютон), приложенному к рычагу, равному 1 м. Эти понятия имеют тесную связь с мощностью и оборотами, которые совершают коленчатый вал и мотор. Чем длиннее рычаг, тем больше тяга у двигателя.
Крутящий момент имеет разную величину, он увеличивается, когда к плечу приложена большая сила, и слабеет, когда эта сила не действует. Приведу пример. Когда нога водителя давит на педаль акселератора, то сила, приложенная к плечу, возрастает, что ведёт к повышению крутящего момента мотора.
Зачем нужен момент в автомобиле? Физический смысл крутящего момента на примере: если крутящий момент прикладывается к колесу радиусом 0,7 м, то крутящий момент составит 2300 Н·м, то есть сила двигателя автомобиля будет составлять 6440 H. Чем больше значение крутящего момента, тем сильнее двигатель будет тянуть автомобиль.
Мощность – это количество работы, совершаемой за определённое время, то есть это скорость выполнения. На примере: трактор сможет за минуту накосить больше травы, чем газонокосилка. Измеряется мощность в ваттах (Вт), что означает работу в 1 джоуль (Дж), совершённую за 1 секунду. А самая известная внесистемная единица – это лошадиная сила (л.с.), которая равна 0,736 кВт. Например, мощность мотора 200 кВт равна 272 л.с. Оба показателя тесно связаны: мощность равна произведению крутящего момента на угловую скорость.
Как ни странно, но, несмотря на то, что гужевые средства передвижения остались в истории, показатель «л.с.» до сих пор является неофициальной важной единицей измерения. Причём это касается не только производителей авто, но и государственных законов (помните про квитанцию об уплате транспортного налога?).
«Лошадиная сила» — это не совсем точный показатель производительности, который равен количеству усилий стандартной лошади для подъёма груза в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Этот показатель придумали в период промышленной революции для сравнения превосходства механизмов над лошадьми. Джеймс Уатт, инженер из Шотландии, ввёл официальную единицу измерения мощности, которая была названа в честь его имени – «Вт» — ватты. 1 кВт равняется 1,36 л.с., но этот показатель измерения мощности не прижился, в обиходе остался привычная всем лошадиная сила. Тем не менее, автомобиль толкает впёрёд не мощность, а крутящий момент.
В современном мире лошадиные силы не совсем точно определяют параметры автомобиля. Транспорт с малой мощностью может быть резвее, чем другая более мощная машина. А вот автомобили на дизельном моторе показывают лучше тягу и динамику, чем на бензиновом. В результате производители придумали более интересную характеристику, которая бы лучше описывала современный двигатель. Этот параметр называется крутящий момент.
В статье – что такое крутящий момент, в чём измеряется, от чего зависит, на что влияет, в чём разница между мощностью, лошадиными силами и крутящим моментом.
Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами
Для понимания термина «крутящий момент» стоит рассмотреть основную информацию:
Приведённые термины – это простая физика, и в них стоит разобраться, чтобы понять, как работает ДВС, что достигается за счёт мощности и какой показатель является основным для динамики автомобиля.
В каких единицах измеряется крутящий момент – ньютон-метр.
Часто крутящий момент (КМ) двигателя внутреннего сгорания соизмеряют с силой или скоростью вращения. Чтобы разобраться с этим понятием, следует понять, какую работу выполняет мотор за один оборот. Именно величина этой силы измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Сам крутящий момент любого двигателя можно представить в виде простой формулы с множителем, где сила умножается на движение и на выходе получается работа.
Крутящий момент на холостом ходу и при переходе на нейтральную передачу будет разным. Его величина не является постоянной и сильно зависит от интенсивности работы ДВС. Именно поэтому технические характеристики транспорта определяют максимальный крутящий момент коленчатого вала, при которых показатель достигает, например, 200 Н·м при 3000 об/мин. — вот что значит ньютон на метр крутящего момента.
При рассмотрении возможностей ДВС, этот показатель является бессмысленным, поскольку итоговое число может быть умножено на конкретную передачу. Следовательно, даже при минимальных оборотах мотор будет производить больше энергии.
Примеры
Если автомобиль увяз в песке и не может из него выехать, то мощность мотора в этом случае будет нулевая, поскольку никакой работы не происходит. А крутящий момент в этом случае будет присутствовать. Поэтому вывод: крутящий момент без мощности существует, а мощности без крутящего момента не бывает.
Представим, что автомобиль упёрся колёсами в стену и не может тронуться с места. Мощность здесь будет нулевая, при этом крутящий момент увеличивается. То есть крутящий момент – это та сила, которую производит мотор, преобразуя тепловую энергию в механическую.
Когда авто едет по прямой дороге и резко начинается подъём, то сопротивление на колёсах станет больше, обороты мотора снизятся, причём топливо будет подаваться в прежнем количестве. Если мотор работает исправно, то крутящий момент в этом случае увеличится. ДВС как бы приспособится к нагрузке и водителю не потребуется переключить более низкую передачу. А во время спуска авто будет разгоняться, тяга уже не так важна, как тот факт, чтобы мотор смог успевать её производить. Мощность становится важнее крутящего момента.
Следующий пример. Лошадь с тяжёлыми санями в дороге застревает в канаве. Если животное будет с разбегу пытаться выскочить из канавы, то у него ничего не получится. Здесь понадобится приложить такую силу, которая будет являться крутящим моментом. Сила шага лошади при отталкивании будет являться олицетворением крутящего момента. А частота шага будет сравнима с частотой оборотов мотора.
Ещё более простой пример. Работник, обрабатывающий мотыгой поле. Здесь количество ударов мотыгой в минуту приравнивается к числу оборотов мотора. А сила, с которой человек ударяет мотыгой о землю, олицетворяет крутящий момент мотора. Таким образом, мощность ДВС – это совокупность числа оборотов и крутящего момента, то есть, сколько полей человек может обработать за определённый период времени. Работник может применять небольшую мотыгу (малый крутящий момент) и работать ей быстро (повышенные обороты мотора), либо бить медленно большой мотыгой (малые обороты), но сильно (большой крутящий момент). Отмечу, что количество проделанной работы может быть равным при самых разных значениях крутящего момента.
Чем раньше достигается пиковое значение крутящего момента, и чем позже максимум мощности, тем больше двигатель раскрывает свой потенциал. Оптимальные показатели в этом случае имеют электрические моторы. Они обладают пиковой тягой почти сразу после начала движения. А вот мощность увеличивается постепенно. Также одним из главных свойств, влияющих на мощность и крутящий момент, являются обороты ДВС. Чем больше оборотов мотора, тем он больше мощности выдаёт.
Немного расскажу про моторы, устанавливаемые на гоночные автомобили. Такие двигатели имеют небольшой размер и небольшой показатель крутящего момента. Но эти моторы могут набирать до 20 000 об/мин., то есть на выходе получается просто сверхмощность. Если обычный мотор при 4 тыс. об./мин. выдаёт 250 Н·м при 140 л.с., то суперкар при 18 тыс. об./мин. выдаёт почти 650 л.с.!
Но на практике сильно повысить частоту мотора тяжело, ведь в противовес вступают трение и инерционные нагрузки. Если попытаться раскрутить мотор от 4000 до 8000 об./мин., то инерционные силы увеличатся в 4 раза, что может вывести мотор из строя. Турбонаддув способен неплохо повысить КМ, но это зачастую приводит к сильному нагреву мотора.
Сила в моторах, которая толкает поршни, возникает в результате энергии микровзрывов топливно-воздушной смеси. То есть поршень схож с лошадиной силой. Благодаря поршню происходит раскручивание коленвала и передача через систему валов трансмиссии энергии для раскручивания колёс автомобиля. Чем быстрее вращается коленвал, тем больше мощность ДВС.
При высоком крутящем моменте колёса автомобиля вращаются быстрее, то есть транспортное средство получает больше динамики, оно становится более «резвее».
От чего зависит крутящий момент двигателя
Чтобы понять, какой крутящий момент для автомобиля лучше, стоит разобраться, какие основные факторы влияют на его образование. Физический смысл КМ понятен, но он изменяется зависимо от нескольких факторов:
Показатели КМ и мощности достигают максимальных показателей при конкретных оборотах двигателя. Но, это значение – совершенно неважно для рядового автовладельца. Генри Форд сказал: «лошадиные силы продают автомобиль, а крутящий момент выигрывает гонки». И эта фраза как нельзя лучше позволяет разобраться в проблеме – первое, на что стоит обращать внимание при выборе мотора – это его объём.
Крутящий момент увеличивается при увеличении оборотов мотора, но после достижения своего максимального значения КМ снижается, несмотря на увеличение частоты вращения коленчатого вала.
На что влияет крутящий момент
Высокие показатели КМ помогают быстрее разогнать автомобиль, но так происходит не всегда. В отдельных случаях, даже при повышенных значениях момента, машина набирает скорость в движении довольно медленно. Связано это с тем, что двигателю нужно время на прогрев (простыми словами – «набрать обороты»).
При сравнении с организмом человека можно сказать что мощность – это выносливость, а крутящий момент – это сила. Мощность мотора напрямую зависит от того, какую максимальную скорость может набрать транспортное средство, а крутящий момент определяет, насколько быстрее будет достигнут максимальный показатель скорости. Поэтому авто с мощными двигателями не особо быстро разгоняются, а в тех машинах, где моторы послабже, быстрее набирают скорость.
Специалисты со стажем прекрасно понимают, что лучше выбрать машину с таким мотором, в котором значение крутящего момента при стандартных оборотах является наилучшим. Это максимально раскрывает потенциал мощности двигателя внутреннего сгорания.
Как крутящий момент влияет на разгон? Этот показатель прямо влияет на динамику разгона, причём маломощные моторы показывают лучшие результаты, чем те, которые на порядок мощнее при одинаковом весе и размере автомобиля. Всё дело в крутящем моменте, который является важнее при разгоне, чем мощность ДВС и лошадиные силы. Но сам по себе КМ может не обеспечить хорошую динамичность авто, поскольку это зависит от других факторов, таких как передаточные числа трансмиссии, диапазоны силового агрегата и прочие внешние условия.
Плюсы максимального крутящего момента
Максимальный крутящий момент позволяет эффективно разогнать машину, но без других важных для динамики показателей, он не эффективен. Именно эта сила обеспечивает ускорение после нажатия на педаль газа.
Главное преимущество максимального показателя – быстрый разгон с места (при условии достаточного объёма двигателя) и простота обгона в движении. При выборе нового автомобиля стоит обращать внимание именно на этот показатель, потому что он существенно упрощает вождение. В тоже время, реализовать и применить доступные лошадиные силы в полную силу в городских условиях – практически невозможно.
Для оценки роли крутящего момента учитываются следующие факты:
Вывод – скорость разгона автомобиля зависит только от крутящего момента, а не от мощности мотора. Чем больше крутящий момент, который передаётся на ведущую ось автомобиля, и чем быстрее он достигнет максимальных значений, тем легче преодолевать сложные участки пути.
Как можно повысить крутящий момент?
Важно понимать, что самостоятельное повышение крутящего момента путём внесения изменений в заводскую конструкцию автомобиля сильно снижает ресурс мотора.
Что такое мощность двигателя
Мощность – это физическая величина, отражающая совершаемую двигателем работу за определённую единицу времени. При вращательном движении она устанавливается как произведение крутящего момента на скорость коленвала. Чаще всего она определяется в лошадиных силах, но могут применять и другие единицы измерения, например кВт.
Для установления основных характеристик авто используются следующие показатели мощности:
Индикаторная мощность – это такая сила, с которой газ оказывает давление на поршень. Другие факторы в расчёт не берутся – только приложенная сила в момент сгорания топливной смеси. Она является пропорциональной объёму мотора и среднему показателю давления газов в цилиндрах
Эффективная мощность передаётся коленчатому валу и КПП. А литровая мощность представлена соотношением объёма мотора к его максимальной мощности. У дизельных ДВС она составляет 10-15 кВт/л.
Мощность не является величиной постоянной. Каждый двигатель имеет собственную кривую линию, отображающую на графике зависимость от частоты вращения коленвала. До достижения пиковых отметок проходит примерно 4-5 тысяч оборотов, мощность возрастает пропорционально им, а далее начинает плавно отставать, что приводит к наклону кривой. Перекрытие клапанов при максимальной частоте вращения и коэффициенте полезного действия возникает из-за недостаточного газообмена.
Узнать мощность мотора, установленного на конкретной машине можно при помощи инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими показателями будет указана вся информация в виде пиковых значений. Если мощность установлена производителем в кВт, как рассчитать число лошадок становится понятно (1 кВт = 1,36 л.с.).
Что такое «лошадиные силы» и откуда они появляются
Понятие «лошадиной силы» придумал инженер из Шотландии Джеймс Уатт, который внёс свой вклад в историю. Его именем сейчас измеряют мощность бытовых приборов. Он жил в первой половине 19 века и объяснял, что измерять мощность на примере лошадей его «научили» пони, которые в то время долго использовались в горной промышленности. Он заметил, что каждая лошадь может поднять примерно 150 кг массы за 1 минуту на расстояние 30 м. Это и натолкнуло его на расчёт.
Животное массой почти 500 кг ходило по кругу и натягивало канат через систему блоков, что имитировало работу крана, который бы поднимал груз кг со скоростью 1 м/с. Груз имел массу 140-190 кг каждый. Таким образом, за 8-часовой рабочий день лошадь могла без особого труда со скоростью 3 км/ч поднять около 14 тонн груза.
В основных европейских странах одну лошадиную силу сравнивают с 75 кг/с – это поднятие груз весом 75 кг на высоту, равную 1 метру за секунду. В физике единица измерения, именующаяся лошадиными силами – не прижилась, чаще её используют в автомобильной сфере. Технологии развиваются, но сам термин остался в обращении.
Если в технической документации транспортного средства, его мощность описывается в кВт, установить количество л.с не сложно. Показатель, имеющийся в паспорте достаточно разделить на стабильную величину, равную 0,735. Так и получают количество лошадиных сил.
Но, надо помнить, что мощность не является постоянной величиной. Она сильно зависит от количества оборотов двигателя, потому рядом с ней указывают их показатель. Современные ДВС проявляют максимальную тяговую силу при 5-6 тыс. об/мин, но в таком режиме в условиях города никто не ездит. Показатели на тахометре чаще всего едва достигают 3 тыс об/мин, соответственно в этом случае мотор показывает половину от своей силы.
Крутящий момент и лошадиные силы: в чем разница
Рассмотрим такой вопрос, как разница между крутящим моментом и лошадиными силами. Сразу заметим, что важны оба показателя, но установить степень их ценности можно при рассмотрении конкретных примеров.
Если вам нужно ускориться, чтобы совершить обгон или успеть проехать светофор на мигающий зелёный свет, понадобиться использовать именно лошадиные силы. Безусловно, «запустить» их в один момент не получится, потому что двигателю придётся сначала разогнаться до определённых оборотов, а для этого необходимо время. Тут к делу подключается именно крутящий момент, благодаря которому удаётся совершить быстрый разгон.
Мощность мотора это продуцируемая энергия, которая преобразуется на валу двигателя, изменяется в коробке переключения передач и редукторе, а потом переходит на ведущее колесо. Следовательно, крутящий момент и является той самой толкающей силой.
Если двигатель имеет малую мощность, машина тронется с места с грузом при правильном выборе позиции в КПП. Но, чтобы ехать с большей скоростью потребуется именно достаточный крутящий момент и хороший запас мощности мотора.
Приведу пример. Давайте сравним трактор и гоночный болид. При равном объёме двигателя и количестве лошадиных сил болид использует крутящий момент для увеличения скорости – большое количество мощности применяется для увеличения скорости. А трактор использует мощность для выработки тяги, а не для скорости, чтобы он мог передвигать тяжёлый груз, пахать землю и др.
Что важнее: мощность или крутящий момент для динамики авто
На этом показателе стоит остановить внимание при выборе автомобиля. Если мощность двух ДВС различается несущественно, стоит выбирать самый моментный, особенно если используется механическая коробка переключения передач. Именно этот показатель в промежуточных режимах сыграет ключевую роль. Если мотор всё время будет работать на пределе, мощность ничего не даст. Она важна, но только не при максимальных оборотах. В остальных условиях, двигатели с большим крутящим моментом выиграют.
Для широкого понимания темы нужно углубиться в оба термина и рассмотреть их детали, чтобы понять, чем отличается мощность от крутящего момента. Для этого сравним рабочие характеристики этих показателей:
Какие выводы из этого можно сделать?
Отмечу, что двигатель выдаст максимум тяги не в одной точке, а в диапазоне – это «полка крутящего момента». Это можно легко заметить при движении авто в гору с механической КПП. Здесь диапазона мощности хватает, чтобы не переходить на низкую передачу, потому что запаса крутящего момента хватит, чтобы тянуть авто в пределах одной передачи. То же самое касается и динамичных манёвров на высокой скорости.
Если крутящий момент можно увеличить в несколько раз, то почему у него есть предел — «потолок», выше которого он не может быть увеличен? Главная характеристика мотора – это мощность, которую никак не изменить. Если водитель выиграет в скорости, то проиграет в крутящем моменте, и наоборот. Хоть это и звучит нелогично, но показатель КМ не должен вообще интересовать автомобилиста, ведь раскрутить мотор можно и при высоком передаточном числе.
Мощность является расчётной величиной, которую нельзя измерить отдельно от крутящего момента, поскольку она от него зависит. Крутящий момент показывает ту мощность, которая будет видна при нажатии педали газа при обгоне. Чем больше момента, тем лучше динамика автомобиля. Мощность просто влияет на максимальную скорость машины.
Чем отличается крутящий момент для бензинового и дизельного мотора
Бензиновые двигатели не отличаются существенными показателями КМ по сравнению с дизельными. Их максимум приходится как раз таки на средние обороты и составляет приблизительно 3-4,5 тыс. оборотов. Но, бензиновый двигатель способен раскрутиться и до 7-8 тыс. об./мин., тогда мощность будет зависеть от оборотов. Дизель имеет скромный диапазон оборотов 5 тыс. в минуту, потому в схожих ситуациях заметно проигрывает бензиновому.
Ещё раз повторю: максимальная мощность требуется для достижения скорости, а крутящий момент именно определяет её. Целесообразно вспомнить курс теоретической механики. В нём указано, что если достигнут максимальный крутящий момент, то частота вращения снижается. Но, описанные правила не как не меняют будни и применимы только для гонок по трассе и используются для машин спорт-класса. Там бензиновый двигатель даст фору дизельному, именно пользуясь КМ. В тоже время последний имеет большую тягу даже с холостого хода и легко возьмёт груз под горку. Высокий КПД, мощная тяга и эффективное расходование топлива с лихвой уравнивают дизели с бензиновыми моторами как по мощности, так и скоростным показателям.
Почему крутящий момент падает? Действительно, он нарастает мгновенно, а потом снижается. Связано это с подачей свежей смеси в цилиндры.
В последние годы электродвигатели становятся более популярными, но принцип их работы совершенно другой. Если их крутящий момент будет ниже, то мощность возрастёт. Этим и объясняется популярность гибридов, где крутящий момент электродвигателя будет максимальным.
Рассмотрим пример. Были проведены теста 2-х моторов Audi: дизельного 2 л, мощностью 140 л.с., КМ 320 Н·м и бензинового 2 л, 150 л.с., КМ 200 Н·м. После тестов выяснилось, что дизель почти на 40 л. с. мощнее, чем бензиновый мотор. Поэтому при выборе авто не всегда стоит смотреть только на количество лошадок. Ведь машина с более высоким крутящим моментом может показать себя гораздо динамичнее.
Самый лучший показатель качества отдачи автомобильного мотора – это его эластичность, то есть насколько хорошо он набирает обороты под нагрузкой. К примеру, это разгон от 60 до 100 км/ч на 4 передаче, либо с 80 до 120 км/ч на 5-й. Это стандартные тесты в автомобильной промышленности.
Посмотрите интересное видео по теме:
Крутящий момент двигателя автомобиля это особый термин, включающий в себя произведение силы, приложенной к плечу рычага. Эта величина непостоянная, она изменяется в ньютонах, а плечо в метрах. Величина измерения это 1 Н·м, равный 1 Н при воздействии на рычаг в 1 м.
Разобраться с описываемыми понятиями можно, если рассмотреть другие термины, такие как мощность двигателя и обороты, которые совершает вал. После прочтения статьи, думаю, у вас не будет вопросов о том, что такое лошадиные силы и что именно они отображают, а также понятно значение крутящего момента для автомобиля.