2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как повысить крутящий момент двигателя

Что такое крутящий момент двигателя и как его увеличить?

Что значит крутящий момент двигателя? Сила вращения коленчатого вала автомобиля – качественный показатель работы двигателя. Характеристика получила термин «крутящий момент». КМ отличается от силы вращения, происходящей снаружи, внутренним воздействием на вал. От него зависит возможность увеличения скорости авто и тяговые характеристики мотора. Как увеличить крутящий момент двигателя – разберем подробнее.

Зависимость крутящего момента

Чтобы проще объяснить, что означает крутящий момент двигателя автомобиля, представим вращающийся выходной вал. Чтобы придать ему движение, требуется сила, способная провернуть вал с грузом. Величина КМ – непостоянная и напрямую зависит от возможности мотора. Кроме того, простого сгорания топлива недостаточно для организации движения. В процессе участвует коробка передач, трансмиссия, раздатка, ШРУСы, редуктор. Имеет значение и тип привода авто – задний или передний.

Два термина – крутящий момент и мощность двигателя – неразрывны и вытекают один из другого. Формуладля расчета каждого такова:

  • M=P/N, где N – обороты двигателя.

Н*М – ньютон-метры – величина, в которой измеряется крутящий момент двигателя. Формуламощности:

  • P=M×N. В официальных документах величина обозначена в киловаттах, разговорная единица – лошадиные силы.

Три фактора, на что влияет крутящий момент двигателя – это давление газов на поршень, объем цилиндров и сила сжатия газовоздушной смеси. Увеличение или уменьшение каждого из параметров, влечет за собой возрастание или падение скорости автомобиля.

Номинальное и максимальное значение крутящего момента

Водитель в процессе езды изменяет силу вращения вала ввиду увеличения темпа движения (добавление газа) или торможения. Однако, предел развития скорости все же существует – понятие о максимальном и номинальном КМ описывается в механике:

  • Номинальный КМ– работа двигателя в нормальном режиме без дополнительной нагрузки. В этом случае, автомобиль развивает скорость, на которую способна марка и зависимость мощности активно не проявляется.
  • Максимальное значение КМ – это наибольший показатель двигателя. Он растет пропорционально оборотам мотора. Однако, наступает момент, когда количество воздуха в цилиндрах оказывает сильнейшее сопротивление газовоздушной смеси и она недостаточно поступает в камеру сгорания. Как следствие – обороты вала снижаются и скорость падает. Возрастает мощность и тяговые возможности автомобиля. При такой работе, железный конь легко преодолевает подъемы, препятствия, тянет прицеп или аварийную машину. Несмотря на нагрузку, низкие обороты при высоком крутящем моменте помогают экономить топливо.

Кроме нагрузки, на уменьшение показателя максимального крутящего момента влияют механические потери (износ деталей), трение, сопротивление материалов, из которых изготовлены элементы двигателя и трансмиссии и прочее.

Отличие крутящего момента дизельного двигателя авто от бензинового

КМ бензинового и дизельного двигателя существенно различен. От чего зависит характеристика момента – подробнее:

  • Характеристика ДТ серьезно превышает АИ, так как сжатие газовоздушной смеси в цилиндре дизельного авто, а, следовательно, и энергия в два раза больше, чем у традиционного мотора.
  • Максимальные обороты дизельного агрегата – до 5000. Однако, КМ может быть выше и используется даже на холостом ходу. Отсюда высокая экономия топлива.
  • Испытания двигателей с одинаковой мощностью, показывают преимущество дизельного агрегата с выгодой до 30% н*мот номинального параметра–то, в чем измеряется крутящий момент двигателя.

Из перечисленного следует, что не только мощность имеет главное значение при выборе типа двигателя. Для высоких динамических характеристик важен крутящий момент.

Увеличение КМ

Для чего и как повысить крутящий момент двигателя? На первую часть вопроса ответить легко. Обычно недовольство КМвозникает у владельцев малолитражек – ходовые характеристики машины снижаются по любому поводу, будь то включенный кондиционер или гидроусилитель руля. С увеличением характеристики растут и возможности автомобиля. Это разгон и тяговые качества.

Логично предположить, что вторая часть вопроса – как поднять КМ – решается заменой или доработкой комплектующих двигателя. Некоторые способы выполняются самостоятельно, другие требуют профессионального вмешательства. Подробно:

  1. Замена распредвала, выпускных клапанов и фильтров на детали с большим КПД. Например, возможно использовать вал с коленами большего размера или откорректировать крутящий момент на колесе автомобиля. В последнем случае в коробку передач устанавливаются особые шестерни с высоким передаточным числом. Любители, возможно, не справятся с работой – установку комплектующих лучше отдать на откуп специалистам по автомобильному тюнингу.
  2. Увеличение объема поршневой системы. Это предполагает расточку цилиндров и замену диаметра поршня на больший. Результат увеличения значения крутящего момента гарантирован из-за возросшей мощности двигателя – закономерного эффекта. Минус способа – увеличение расхода топлива.
  3. Повышение степени сжатия газовоздушной смеси. Для этого требуется уменьшить объем камеры сгорания, чтобы получить избыток давления. Высокий показатель, естественно увеличит силу поршня, но при этом порог детонирования существенно снижается. Как итог – износ поршневой группы и опасность преждевременного возгорания топлива.
  4. Увеличение диаметра впускных клапанов. Принцип прост: чем больше топлива, тем выше образование выделяющегося тепла. Это то,что дает крутящий момент двигателя – возрастание энергии. Чтобы установить новые клапана большего диаметра снова требуется расточка деталей. Без опыта, смысла проводить работу, нет – можно легко повредить систему. А новые оригинальные комплектующие – дороги.
  5. Турбирование. Заключается в доработке головки блока цилиндра. Что дает крутящий момент двигателя в этом случае? После модификации увеличивается объем газовоздушной смеси, следовательно, после детонации мощность кратно возрастает. Соответственно увеличивается КМ. Недостаток способа – дорогостоящая работа, что не всегда оправдано для автомобилей бюджетных классов.
  6. Электронная настройка, прошивка блока или чип-тюнинг. Заключается в перепрограммировании контролера двигателя. Как узнать о коррекции КМ? Изменения времени открытия впускных клапанов делаются в большую сторону, следовательно, расход топлива увеличится. Кроме временного промежутка, меняется множество других параметров –система охлаждения, вентиляции, воздухозаборников и прочего. Достоинства способа в безопасности – всегда можно вернуть настройки по умолчанию.
  7. Замена тяжелых поршней на облегченные. Усилий на работу потребуется меньше, динамика двигателя возрастет, повысится скорость автомобиля. Минус – способ годится для бензиновых авто, где степень сжатия меньше и порог детонирования выше. Иначе быстрого износа легких деталей не избежать.
Читать еще:  Какой двигатель подойдет на ваз 2108

Итак, крутящий момент асинхронного двигателя и мощность – связанные понятия. Вся работа по изменению значения одного параметра влечет за собой коррекцию другого.

Как увеличить крутящий момент двигателя

Многие автовладельцы привыкают к мощности собственного автомобиля, при этом остаются недовольными его динамическими чертами. Обладатели малолитражных авто часто испытывают дискомфорт, так как ресурс таких моторов гораздо меньше, чем у движков с большим объемом. Тем не менее, увеличенная нагрузка оказывает негативное воздействие на износ узлов агрегата. Все это наталкивают на идею: как увеличить крутящий момент без ущерба для двигателя?

Что такое крутящий момент двигателя

У каждого силового агрегата есть свои характеристики. У какого-то мотора они больше, а у другого – намного меньше. Всем автолюбителям известно, что для хорошей динамики машине требуется большая мощность, однако не все знают, что значит определение «крутящий момент двигателя».

Можно это объяснить простым языком, крутящий момент – это сила, которая прилагается к коленчатому валу, чтобы он провернулся в полный оборот. Соответственно, чем выше данный показатель, тем динамичнее транспортное средство. Однако если мощность растет до 5500-6000 оборотов, крутящий момент до максимально-возможного значения развивается только на средних оборотах.

Увеличение крутящего момента двигателя – приемы модернизации

Такая величина, как крутящий момент, совсем мало зависит от того, насколько быстро вращается коленвал, так как он определяется объемом мотора и давлением в цилиндре. Существует несколько способов, с помощью которых его можно увеличить:

Чип тюнинг двигателя

Первый вариант тюнинга заключается в оптимизации всего, с чем работает агрегат. Система выпуска и заводские распределительные валы заменяются аналогами, с более высокой производительностью. Далее стоит заменить воздушный фильтр, дроссельную заслонку. Этот подход относительно прост и не затратный, однако можно рассчитывать на прирост мощности не более, чем на 20-30%.

Второй путь – модификация двигателя. Здесь предстоит несколько изменить характеристики двигателя. Данный способ идеален для инжекторных авто. Его суть в программном изменении чипа, подающего сигналы основным устройствам транспортного средства. Однако действовать нужно предельно осторожно, тщательно подбирая изменения, которые будут внесены.

В результате такой сложной модификации, крутящий момент авто может увеличиться на 5-20%. На расходе топлива это сильно не отобразится, а в некоторых случаях он даже может снизиться. Помимо этого, достаточно высокие результаты даст прошивка.

Распределительный вал

Когда есть возможность, можно заменить обычный распредвал на спортивный, прирост производительности сразу даст изменение программы, которая управляет подачей рабочей смеси. Спортивный распределительный вал отличается от стокового профилем кулачков, а соответственно – фазами газораспределения. Это значит, что, таким образом можно добиться эффективной подачи рабочей смеси. Чем ее больше – тем больше давление на поршень. Такие действия способствуют к увеличению крутящего момента.

Доработка головки блока цилиндра

Значительный прирост производительности даст турбирование агрегата. В не модифицированном моторе сгораемая смесь, которая впускается головкой блока цилиндра, эффективно всасывается тактом. В случае модификации, смесь подается непосредственно турбиной, что позволяет существенно увеличить объем сгораемого газа, а значит и увеличить мощность.

Рабочий объем

Действенный метод увеличить крутящий момент – увеличить рабочий объем. Для этого шатуны, поршни и коленчатый вал меняются на аналоги, только с лучшими характеристиками. Такая модификация несколько увеличит крутящий момент, но только между низкими и средними оборотами агрегата. Это значит, что для получения необходимой мощности теперь не придется раскручивать мотор до максимально высоких оборотов, что положительно скажется на рабочих характеристиках.

Камера сгорания

Прирост мощности мотора даст возможность уменьшить камеру сгорания, поскольку уменьшение объема незначительно увеличит степень сжатия. Для того чтобы уменьшить камеру сгорания, вероятнее всего, придется фрезеровать головки блока цилиндра. Помимо этого, можно попробовать подобрать поршень такого размера, чтобы он занимал больший объем в верхней части. Однако стоит учитывать, что в 16-от клапанных моторах поршень, как правило, вплотную приближен к клапанам, поэтому заменить его поршнем иной формы не получится.

Поршни

Еще один способ увеличит крутящий момент – поршни двигателя заменить на более легкие аналоги. Это поможет уменьшить нагрузку на коренные шейки и коленчатый вал. Легкие поршни не так инертны, а значит – они намного легче смогут останавливаться в «мертвых точках».

Так же можно поставить поршни большего диаметра. Для этого придется расточить блоки цилиндров, однако это так же негативно скажется на динамических свойствах мотора: может уменьшиться ресурс двигателя. Прибегать к данному способу стоит в исключительных случаях.

Крутящий момент дизельного двигателя – нюансы этого вида мотора

Что касается дизельных двигателей, то можно выделить несколько основных причин, которые способствуют увеличению крутящего момента:

  • Солярка сгорает намного раньше.
  • Дизельные агрегаты имеют несколько увеличенную длину хода поршней. Увеличенное расстояние дает возможность повысить крутящий момент.
  • Топливо для дизельного мотора более энергоемкое, чем бензин. Это значит, что из него можно извлечь больше энергии, чем из такого же количества бензина.
  • Дизельные силовые установки чаще всего имеют турбонаддув и выполнены из компонентов, предназначенных для моторов с турбонаддувом. Соответственно, у них блок более прочный, поршни гораздо тяжелее и т.д. Благодаря этому, мотор выдерживает большую степень сжатия.

Крутящий момент двигателя – это важная характеристика, с помощью которой можно выделить силовую установку из общего ряда. Подводя итоги, стоит добавить, что более объемные агрегаты обладают большим крутящим моментом, соответственно и большей мощностью.

АВТО NEWS

Как повысить крутящий момент?

В физике крутящий момент или момент сил — это векторная величина, равная произведению действующей силы на рычаг, измеряется она в Ньютон-метрах.

Читать еще:  Настройка зажигания ваз 21099 карбюратор

Для того,чтобы увеличить эту величину, необходимо либо повышать силу, либо увеличивать плечо приложения силы. Проще всего увеличить силу, но надёжности от этого не прибавится. Повысить силу можно только одним методом. Для этого необходимо увеличить давление в цилиндре в момент сгорания топлива. Для бензиновых двигателей эта величина составляет около 40 атмосфер,при степени сжатия в 9.5, а компрессии 11 атмосфер. Атмосфер – несистемная физическая величина, которая измеряется в килограммах, делённых на сантиметр квадратный. Увеличить давление можно двумя путями: первый – увеличить массу рабочей смеси. Второй — уменьшив площадь камеры сгорания и поршня. Итак, первый метод. Для того, чтобы увеличить массу рабочей смеси, а это воздух и бензин, необходимо сделать следующие действия. 1 увеличить впускные клапаны или поставить клапаны другой формы, и убрать лишние наплавления внутри головки двигателя.

2 сместить фазы впуска и выпуска топлива, для этого необходимо поставить другой распределительный вал.

И, наконец,самый эффективный метод-установка нагнетателей : турбина или компрессор дадут намного больший прирост мощности и крутящего момента .

Второй метод. Уменьшение камеры сгорания, то есть увеличение степени сжатия даёт повышение крутящего момента. Этот метод используется в дизельных двигателях. Именно поэтому у дизеля больший крутящий момент. При этом придется использовать топливо с большим октановым числом, иначе детонации вам не избежать. Достичь это можно несколькими способами. Можно поставить удлинённые шатуны

или снять несколько миллиметров с блока двигателя. Уменьшение площади поршня приводит к уменьшению рабочего объема двигателя, в результате чего уменьшается масса воздушно — топливной смеси. А значит, будет сгорать меньше топлива, и мощности будет меньше. Все эти методы имеют два существенных недостатка – увеличение расхода топлива и уменьшение ресурса двигателя.

Безболезненный метод заключается в увеличении рычага. Этого можно достичь благодаря увеличению коленвала. Необходимо установить коленвал с большим выносом шатунной шейки. В результате, сила, которая действует со стороны поршня через шатун на коленвал, будет прилагаться к большему плечу, а значит, момент будет больше. При этом увеличивается объем двигателя и не изменится диаметр цилиндра. Этот метод самый дешевый из всех. Ресурс двигателя не изменяется, а расход топлива остаётся таким как раньше или даже уменьшается. Недостатком является уменьшение максимальных оборотов двигателя. Максимальные обороты двигателя упадут не больше чем на тысячу. Иногда это 200 об/мин иногда 300 в зависимости от того, какой коленвал будет установлен. Если вы не гонщик, то разницы в оборотах вы не заметите.

Крутящий момент двигателя

Рассуждая о главнейшем автомобильном узле — двигателе, стало принято превозносить мощность превыше других параметров. Между тем, вовсе не мощностные способности являются первостепенной характеристикой силовой установки, а явление, называемое крутящим моментом. Потенциал любого автомобильного двигателя напрямую определяется данной величиной.

Понятие крутящего момента ДВС. О сложном простыми словами

Крутящим моментом применительно к двигателям автомобилей называется произведение значения силы и плеча рычага, или, простыми словами, сила давления поршня на шатун. Исчисляется эта сила ньютон-метрами, и чем выше ее величина, тем резвее машина.

Более того, мощность двигателя, выражаемая в ваттах, — это не что иное, как умноженное на частоту вращения коленвала значение крутящего момента в ньютон-метрах.

Представим лошадь, которая тащит тяжелые сани и увязает в канаве. Вытянуть сани не получится, если лошадь будет пытаться выскочить из канавы с разбега. Здесь необходимо приложить определенную силу, которая и будет являться крутящим моментом (КМ).

Часто крутящий момент путают с частотой вращения коленвала. В реальности это два совершенно разных понятия. Если вернуться к примеру с лошадью, застрявшей в канаве, частота шага будет символизировать частоту оборотов двигателя, тогда как сила, прикладываемая животным при отталкивании во время шага, олицетворяет в данном случае крутящий момент.

Факторы, влияющие на величину крутящих моментов

Из примера с лошадью легко догадаться, что в данном случае значение КМ будет во многом определяться мышечной массой животного. Применительно к автомобильному двигателю внутреннего сгорания эта величина зависит от рабочего объема силовой установки, а также от:

  • уровня рабочего давления внутри цилиндров;
  • размера поршня;
  • диаметра кривошипа коленвала.

Наиболее сильно крутящий момент зависим от рабочего объема и давления внутри силовой установки, и эта зависимость прямо пропорциональна. Другими словами, двигатели с большим объемом и давлением, соответственно, отличаются и большим моментом.

Прямая зависимость наблюдается также между КМ и радиусом кривошипа коленвала. Однако конструкция современных автомобильных двигателей такова, что не позволяет варьировать значения момента в широких пределах, из-за чего возможности добиться повышенного крутящего момента за счет радиуса кривошипа коленчатого вала у конструкторов ДВС невелики. Вместо этого разработчики прибегают к таким способам увеличить момент, как использование технологий турбонаддува, увеличение степени сжатия, оптимизация процесса сгорания топлива, использование впускных коллекторов специальных конструкций, и т.д.

Важно, что КМ увеличивается с ростом оборотов двигателя, однако после достижения максимума на определенном диапазоне крутящий момент понижается несмотря на продолжающийся прирост частоты вращения коленвала.

Влияние крутящего момента ДВС на характеристики автомобиля

Величина крутящего момента выступает тем самым фактором, который непосредственным образом задает динамику разгона автомобиля. Если вы — заядлый автолюбитель, то могли заметить, что разные автомобили, но с одинаковым силовым агрегатом, по-разному ведут себя на дороге. Или на порядок менее мощный автомобиль на дороге превосходит того, у которого под капотом лошадиных сил больше, причем даже тогда, когда сравнимые авто имеют одинаковые размеры и вес. Причина заключается как раз в разнице в крутящих моментах.

Лошадиные силы можно представить как индикатор выносливости мотора. Именно этот показатель определяет скоростные возможности автомобиля. Но поскольку крутящий момент является разновидностью силы, то непосредственно от его величины, а не от количества «лошадей», зависит то, насколько быстро автомобиль сможет достичь максимального скоростного режима. По этой причине далеко не каждое мощное авто обладает хорошей динамикой разгона, а те, что способны разгоняться быстрее других, необязательно оснащены мощным двигателем.

Читать еще:  Нормальная рабочая температура двигателя

Вместе с тем высокий крутящий момент еще не гарантирует сам по себе отличную динамичность машины. Ведь кроме прочего, динамика увеличения скорости, а также способность авто к резвому преодолению подъемов участков, зависит от диапазона работы силовой установки, передаточных чисел трансмиссии, отзывчивости педали газа. Наряду с этим нужно учитывать, что момент существенно понижается из-за различных противодействующих явлений — сил качения колес и трения в различных автомобильных узлах, из-за аэродинамических и прочих явлений.

Крутящий момент vs. мощность. Связь с динамикой автомобиля

Мощность — производное такого явления, как крутящий момент, ею выражается работа силовой установки, выполненная за определенное время. А поскольку КМ олицетворяет собой непосредственную работу мотора, то в виде мощности отражается величина момента в соответствующий период времени.

Наглядно увидеть связь между мощностью и КМ позволяет следующая формула:

Где: P в формуле означает мощность, М — крутящий момент, N — обороты двигателя за минуту, а 9549 — коэффициент обращения N в радианы в секунды. Результатом вычислений по данной формуле будет являться число в киловаттах. Когда нужно перевести полученный результат в лошадиные силы, полученное число умножают на 1.36.

По сути, крутящим моментом является мощность при неполных оборотах, например, во время обгона. Мощность возрастает по мере роста момента, и чем выше этот параметр, тем больше запас кинетической энергии, тем легче автомобиль преодолевает противодействующие на него силы и тем лучше его динамические характеристики.

При этом важно помнить, что мощность достигает своих максимальных значений не сразу, а постепенно. Ведь с места автомобиль трогается на минимуме оборотов, и затем скорость наращивается. Именно здесь и подключается сила под названием крутящий момент, и именно она определяет тот самый временной отрезок, за который авто достигнет своей пиковой мощности, или, другими словами, скоростную динамику.

Из этого следует, что машина с силовым агрегатом мощнее, но обладающим недостаточно высоким крутящим моментом, уступит по скорости разгона модели с мотором, который, напротив, не способен похвастать хорошей мощностью, но превосходит конкурента в крутящем моменте. Чем большая тяга, сила передается ведущим колесам и чем богаче диапазон оборотов силовой установки, в котором достигается высокий КМ, тем быстрее происходит ускорение автомобиля.

В то же время существование крутящего момента возможно без мощности, но существование мощности без момента — нет. Представьте, что наша лошадь с санями увязла в грязи. Производимая лошадью мощность в этот момент будет равняться нулю, но крутящий момент (попытки выбраться, тяга), хотя его может быть недостаточно для движения, будет присутствовать.

Дизельный момент. Отличия между КМ бензинового и дизельного двигателей

Если сравнивать бензиновые силовые установки с дизельными, то отличительной особенностью последних (всех без исключения) является повышенный крутящий момент при меньшем количестве лошадиных сил.

Бензиновый ДВС достигает своих максимальных значений КМ при трех-четырех тысячах оборотов в минуту, но затем способен стремительно нарастить мощность, раскрутившись за минуту до семи-восьми тысяч раз. Диапазон оборотов же коленчатого вала дизельного двигателя обычно ограничен тремя-пятью тысячами. Однако в дизельных установках больше ход поршня, выше уровень сжатия и другая специфика сгорания топлива, что обеспечивает не только более высокий относительно бензиновых установок крутящий момент, но и доступность этой силы едва ли не с холостого хода.

По этой причине смысла добиваться повышенной мощности дизельных двигателей нет: уверенная, доступная «с низов» тяга, высокий коэффициент полезного действия и топливная эффективность полностью нивелируют отставание таких ДВС от бензиновых как по мощностным показателям, так и по скоростному потенциалу.

Особенности правильного разгона машины. Как выжать из авто максимум

Основа правильного разгона — умение работать с коробкой передач и следование принципу «от максимума момента до пика мощности». То есть, добиться наилучшей динамики разгона машины можно только поддерживая частоту вращения коленвала в том диапазоне значений, при которых КМ достигает своего максимума. Очень важно, чтобы обороты совпали с пиком крутящего момента, но при этом должен оставаться запас по их увеличению. Если разгоняться на оборотах выше пиковой мощности, динамика разгона будет меньше.

Диапазон оборотов, соответствующий максимуму крутящего момента, обусловлен характеристиками двигателя.

Выбор двигателя. Какой лучше — с высоким моментом или повышенной мощностью?

Если подвести итоговую черту под всем вышесказанным, то станет очевидно, что:

  • крутящий момент — ключевой фактор, характеризующий возможности силовой установки;
  • мощность — это производная КМ и, соответственно, вторичная характеристика двигателя;
  • прямую зависимость мощности от момента можно увидеть по выведенной физиками формуле Р (мощность) = М (момент) * n (частота вращения коленвала в минуту).

Таким образом, выбирая между двигателем с большим количеством лошадиных сил, но меньшим крутящим моментом, и двигателем с большим КМ, но меньшей мощностью, приоритетным будет второй вариант. Использовать весь заложенный в автомобиль потенциал позволит только такой мотор.

При этом не следует забывать о взаимосвязи динамических характеристик автомобиля с такими факторами, как отзывчивость педали газа и коробка переключения передач. Лучшим вариантом станет то авто, которое не только оснащено двигателем с высоким крутящим моментом, но и имеет наименьшую длину задержки между нажатием педали газа и реакцией двигателя, а также трансмиссию с короткими соотношениями передач. Наличие этих особенностей компенсирует маломощность силовой установки, заставляя автомобиль разгоняться быстрее, чем машина с двигателем похожей конструкции, но с меньшей силой тяги.

Видео: Мощность и крутящий момент двигателя

Видео: Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словами

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector