Что такое эффективный крутящий момент двигателя

Крутящий момент и мощность — что это?

Чем отличается крутящий момент от мощности? Как двигатель может быть одним и тем же, но с разной отдачей? Автоинструкторы отвечают на эти вопросы подробно.

Измерение л.с.

Когда речь идет о грузовиках, говорят о большом крутящем моменте мотора и о количестве лошадиных сил. Причем чем больше эти цифры, тем лучше. Инструкторы по вождению объяснили нам, что означают эти два показателя?

Лошадиная сила — это мощность, которая вырабатывается двигателем. Если говорить с математической точки зрения, то одной лошадиной силы хватит для того, чтобы поднять вес в 75 кг за 1 секунду на высоту один метр.

Мощность в лошадиных силах замеряется динамометром. При этом данный прибор измеряет эффективный крутящий момент мотора на разных скоростях его вращения или в об/мин. Чтобы получить мощность в л.с., нужно об/мин умножить на крутящий момент и разделить на число 5252.

Эксперты высчитывают л.с. двумя вариантами: брутто и нетто. В первом случае с двигателя убирают некоторые нагрузки, например, управление выхлопом (самый частый вариант). Мощность нетто определяется в рекламных целях и указывается в технической документации на автомобиль.

Почему мощность в л.с. замеряется через крутящий момент? Потому, что его проще определить. Крутящий момент замеряется как вращающая сила, которая вызывает движение или не вызывает. Если движение объекта вызвано, то оно становится уже «работой», которая и считается крутящим моментом двигателя. Чем он выше, тем больше потенциальной работы можно получить.

Как связан момент с мощностью?

Мощности и крутящему моменту уделяют много внимания, ведь именно они наглядно показывают важнейшие характеристики грузового и легкового транспорта. Более того, эти цифры важны для определения поведения автомобиля в реальных условиях езды.

Крутящий момент — показатель работы двигателя, а мощность — основной показатель выполнения этой работы. Например, редуктор может напрямую влиять на функционирование мотора. Так, пикап для большего крутящего момента способен работать на низкой передаче, к примеру, при выполнении каких-либо задач: транспортировка очень больших и тяжелых грузов. Но если Dodge RAM 1500 или Saturn SL1 поедут на одной передаче, то грузоподъемность первого будет значительно выше по причине большего числа лошадиных сил. Получается, что чем больше производится л.с., тем больше потенциал крутящего момента.

Отметим, что это именно потенциал, который применяется в реальных условиях через трансмиссию и полуоси автомобиля. Соединение этих элементов вместе определяет, как мощность может переходить в крутящий момент.

Гоночное авто и трактор — отличия

Чтобы понять всё вышесказанное, рассмотрим отличия трактора от гоночного автомобиля.

У гоночного автомобиля л.с. много, однако крутящий момент здесь нужен для увеличения скорости через редуктор. Чтобы такая машина двигалась вперед, нужно совсем немного работы, так что основная часть мощности направлена на развитие скорости.

Что касается трактора, то у него может быть мотор с таким же объемом, который вырабатывает столько же л.с. Мощность здесь необходима для работы через редуктор. Как известно, трактор не развивает высоких скоростей, но он может легко буксировать и толкать немалые грузы.

Крутящий момент и мощность двигателя тесно связаны, но они выполняют абсолютно разные функции в работе легкового и грузового транспорта.

Видео о том, как можно точно замерить мощность и крутящий момент авто:

Будьте внимательны на дорогах и счастливого пути

Крутящий момент двигателя – как сделать мощнее свой автомобиль?

От чего зависит мощность и как повысить максимальный крутящий момент двигателя? Вот два вопроса, в решении которых заинтересован практически каждый опытный автолюбитель. Мы же попытаемся вникнуть в эти понятия и определить пути решения поставленных вопросов.

Что такое крутящий момент двигателя?

Для начала вспомним, что же такое мощность и как с ней связан крутящий момент. Параметр мощность при поступательном движении – это произведение силы на скорость, а крутящий момент мотора определяется как произведение силы, воздействующей на рычаг, на расстояние от оси его вращения до точки приложения силы. Но как отнести к работе автомобиля эти физические формулы?

Если переформулировать это по-другому, то крутящий момент – это тяговые возможности. От этой величины зависит грузоподъемность автомобиля и степень ускорения, которую он развивает. Два этих понятия порой плохо совместимы, поскольку мощность мотора оказывает небольшое значение на динамику автомобиля. Главное – это величина крутящего момента, и чем она больше, тем быстрее происходит разгон.

Увеличение крутящего момента двигателя – приемы модернизации

Какие существуют способы улучшения динамики автомобиля, что дает и как увеличить крутящий момент двигателя? Можно прибегнуть к простым и недорогим методам:

• установить на двигателе фильтр нулевого сопротивления;
• заменить стандартный глушитель на прямоточный;
• провести прошивку (чип-тюнинг).

К затратным, но эффективным методам увеличения крутящего момента относятся:

• фрезерная расточка блока, то есть увеличение объема цилиндров (так называемый форсированный двигатель);
• установка распределительного вала с измененными газораспределительными фазами;
• установка системы питания с оксидом азота;
• установка турбокомпрессора, что значительно увеличивает крутящий момент любого мотора.

На серийных автомобилях для увеличения этого показателя силовой агрегат оборудуют тремя и даже пятью клапанами на каждый цилиндр, изменяют выпускные тракты, на турбокомпрессорах устанавливают керамические крыльчатки с изменяемым углом наклона.

Цель всех подобных модернизаций – совершенствование процесса наполнения цилиндров мотора воздушно-топливной смесью.

Крутящий момент дизельного двигателя – нюансы этого вида моторов

Как же осуществить расчет и увеличение крутящего момента двигателя? В качестве исходных данных используют величину давления газов в цилиндрах, площадь днища поршней и радиус кривошипно-шатунного механизма. Но наиболее точные результаты можно получить лишь экспериментальным путем на специальных опытных стендах.

На современных автомобилях устанавливают два типа моторов: дизельные и работающие на бензине. Далее подробно остановимся на характеристиках дизелей, как более мощных силовых агрегатах. Достоинства дизельных двигателей:

• вследствие низкого расхода топлива существенно снижаются затраты, связанные с эксплуатацией автомобиля, так как у дизельного двигателя степень сжатия находится на уровне 20 единиц;
• высокий КПД, который достигает более 30 %;
• выхлопные газы дизельного двигателя содержат гораздо меньший процент окиси углерода, чем бензиновые;
• дизельное топливо отличается низкой летучестью;
• масса впрыскиваемого топлива в цилиндры в полтора раза меньше, чем у бензиновых двигателей;
• высокое значение, которое приобретает крутящий момент дизельного двигателя на небольших оборотах, позволяет более эффективно использовать его мощность, поэтому на большинстве внедорожников устанавливают данный тип силового агрегата.

К сожалению, получить увеличение крутящего момента мотора на любых оборотах практически невозможно, поскольку у разных агрегатов его наивысшее значение достигается на различных режимах. Это связано с различиями в механизмах впускного тракта, а также фаз газораспределения, что оказывает существенное влияние на эффективность наполнения цилиндров воздушно-топливной смесью при различных оборотах двигателя.

Совершенство силового агрегата

Лидирующая на рынке эффективность использования топлива начинается с двигателя. DAF XF комплектуется двигателями PACCAR MX-11 и MX-13 с различным крутящим моментом; предусмотрены новые варианты номинальной мощности, в том числе сверхмощные- 390 кВт/530 л.с. Множество инноваций обеспечивают еще более высокий крутящий момент на более низких оборотах, что гарантирует эффективный расход топлива. Теперь автомобили могут двигаться на крейсерской скорости при частоте вращения двигателя всего 1000 об/мин, что позволяет значительно снизить уровень шума этих грузовиков высшего класса. На высоких передачах доступен дополнительный крутящий момент, повышающий управляемость автомобиля. Новая система MX Engine Brake обеспечивает торможение мирового класса на более низких оборотах.

Инновационный двигатель

Масляный насос, насос рулевого управления и насос системы охлаждения переменной Производительности, а так же новые поршневые кольца и новый профиль юбки поршня – это комплексные меры, направленные На снижение трения и обеспечение передовых показателей топливной экономичности. Но это еще не все: мы разработали еще более эффективные турбокомпрессор и систему впрыска топлива.

Расширенный режим Eco

В DAF XF предусмотрен расширенный набор режимов Eco, что позволяет повысить эффективность расхода топлива, а также снизить уровень выбросов и эксплуатационные расходы. Режим Eco-Perfomance обеспечивает оптимальный баланс между высокой управляемостью и топливной экономичностью. Если в приоритете топливная экономичность, рекомендуется использовать режим Eco-Fuel, когда, например, переключение передач происходит на более низких оборотах двигателя.

Минимальные затраты на ремонт

Затраты на услуги по ремонту и техническому обслуживанию значительно сокращают вашу чистую прибыль. Поэтому мы внедрили несколько новых технических решений, направленных на обеспечение минимального естественного износа. Например, механизм управления сцеплением расположен теперь в самом кожухе сцепления, что обеспечивает защиту от повреждений, вызванных водой или грязью. Электронное управление работы генератора контролирует корректность зарядки аккумуляторных батарей. Все эти нововведения повышают долговечность, надежность грузовиков и, в конечном счете, вашу прибыль.

Высокоэффективные коробки передач

DAF XF поставляется с автоматическими коробками передач TraXon (12 и 16-ступенчатыми) нового поколения. Меньшие потери за счет трения, еще более быстрое переключение на следующую передачу и расширенные возможности использования функции EcoRoll вместе обеспечивают минимальный расход топлива. В то же время за счет плавной и бесшумной работы и точного срабатывания муфты сцепления повышается комфорт водителя. Автоматические трансмиссии TraXon нового поколения также обеспечивают более высокие передаточные числа на самых низких передачах, что позволяет оптимизировать работу карданной передачи.

Высокоэффективные задние мосты.

В дополнение к новым двигателям и коробкам передач мы также разработали высокоэффективные задние мосты с колесными приводами с низким трением. Это еще не все: более низкие передаточные числа (начиная с 2,05) гарантируют более высокую топливную экономичность при низких оборотах двигателя. В целях снижения потерь за счет трения мы разработали специальные шлифованные комплекты шестерен дифференциала и установили новые подшипники и уплотнения задней оси. Также в качестве смазки теперь применяется низкофрикционное масло.

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ, МОЩНОСТЬ И ДРУГИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

Эффективным крутящим моментом Ме называют результирующий момент системы сил, действующих на коленчатый вал двигателя и вызывающих его вращение. Мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя, равна произведению эффективного крутящего момента Мг на угловую скорость, ω вращения коленчатого вала:
Ме — Меω кГ-м/сек, где ω — скорость в рад/сек (1/сек);

или
если nе — угловая скорость в об/мин, то

У двигателя различают:
индикаторную мощность, т. е. мощность, снимаемую с поршня двигателя. Ее называют индикаторной, так как определяют с помощью специального прибора — индикатора;
эффективную мощность, т. е. мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя.
Как известно, всякое преобразование энергии сопровождается ее потерями. Отношение энергии, воспринимаемой поршнем, к энергии сгорающего в двигателе топлива называют индикаторным коэффициентом полезного действия (к. п. д.), который меньше единицы. Механический к. п. д. представляет собой отношение эффективной мощности к индикаторной. Эффективный к. п. д. равен произведению индикаторного и механического к. п. д.
Для карбюраторных двигателей значение индикаторного к. п. д. составляет около 0,30. Это означает, что из 100 кал теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах, только 30 кал превращаются в полезную механическую работу. Малое значение к. п. д. объясняется тем, что значительную часть теплоты уносят с собой охлаждающая вода и отработавшие газы. Механический к. п. д. двигателя равен примерно 0,85 вследствие потерь мощности на преодоление трения в различных механизмах двигателя. Таким образом, эффективный к. п. д. карбюраторных двигателей составляет 0,30 X 0,85 = 0,25.
В технической характеристике автомобиля указывают число и диаметр цилиндров двигателя, ход поршня и рабочий объем (литраж) двигателя.
Ход поршня представляет собой путь, пройденный поршнем от одного крайнего положения до другого, которые называют верхней и нижней мертвыми точками (в. м. т. и н. м. т.).
Рабочим объемом цилиндра называют объем, освобождаемый поршнем при его движении от в. м. т. к н. м. т.
Рабочий объем (литраж) двигателя равен сумме рабочих объемов всех его цилиндров или рабочему объему одного из цилиндров, умноженному на их число.
Если диаметр цилиндра D и ход поршня S измерены в сантиметрах, то рабочий объем цилиндра

а рабочий объем двигателя, имеющего i цилиндров,

Важным показателем, характеризующим совершенство конструкции двигателя, является литровая мощность, которая представляет собой отношение максимальной эффективной мощности двигателя к его рабочему объему,
т.е.

Другими словами, литровая мощность — это максимальная эффективная мощность, снимаемая с 1 л рабочего объема двигателя. Литровая мощность автомобильных двигателей массового производства находится в пределах 40—50 л. с. /л., а у двигателей спортивных автомобилей превосходит 100 л. с./л.
Удельным эффективным расходом топлива называют расход топлива в граммах, отнесенный к единице произведенной двигателем работы, т. е. к 1 л. с. ч. Минимальное значение этого расхода для современного карбюраторного двигателя составляет примерно 205 г/(л. с. ч.).
Следует однако отметить, что такие показатели работы двигателя, как эффективная мощность и удельный эффективный расход топлива, зависят от числа оборотов двигателя и нагрузки.