На что влияет крутящий момент двигателя: Что важнее — мощность или крутящий момент — Лайфхак

Содержание

Крутящий момент двигателя — какой максимальный и оптимальный

Каждый владелец автомобиля хотя бы один раз слышал выражение «крутящий момент двигателя». Этот параметр напрямую влияет на такие характеристики машины, как расход топлива, время разгона до 100 километров в час, мощность мотора и содержание вредных веществ в выхлопе.

Что такое крутящий момент

 

Во время работы бензинового, газового или дизельного двигателя, топливовоздушная смесь сгорает с выделением большого количества выхлопных газов. Во время горения смеси давление в камере сгорания возрастает и газы начинают искать выход. Поскольку единственная подвижная вещь в камере сгорания – поршень, то газы начинают давить на него. В результате чего поршень с помощью шатуна проворачивает коленчатый вал мотора. По мере набора оборотов двигателя эффективность передачи энергии расширения газов увеличивается. На средних и высоких оборотах в дело вступает маховик, увеличивая общую инерционность системы, в результате чего энергия инерции системы и сила давления газов складываются, образуя тот самый крутящий момент, то есть способность вращаться, преодолевая сопротивление.

От чего зависит крутящий момент

В любом описании машины или автомобильного двигателя указан крутящий момент на определенных оборотах. Это связано не только с инерционностью поршней, шатунов и коленчатого вала, но и с таким параметром, как аэродинамическое сопротивление. Чем выше обороты двигателя и сильней нажата педаль газа, тем больше воздуха проходит через впускной коллектор и каналы головки блока цилиндров. Это приводит к увеличению скорости движения воздуха, который тоже обладает определенной инерционностью. Поэтому нельзя увеличивать обороты мотора до бесконечности, ведь наступает момент, когда инерционность и вязкость воздуха окажутся настолько велики, что разряжения, создаваемого поршнем, не хватит для заполнения камеры сгорания.

 

В результате количество (а нередко и соотношение) топливовоздушной смеси окажется недостаточным для дальнейшего увеличения оборотов двигателя и мощность мотора начнет падать. Поэтому максимальный вращающий момент, указанный в справочниках и каталогах, соответствует оборотам, на которых двигатель максимально наполняется воздухом, ведь это обеспечивает наибольшее давление выхлопных газов. Увеличение количества топлива приводит к дальнейшему росту оборотов мотора, но крутящий момент начинает падать. Затем обороты двигателя достигают того значения, когда дальнейший рост оборотов возможет лишь без нагрузки, поэтому мощность мотора начинает снижаться. Поэтому максимальный крутящий момент большинства моторов приходится на средние обороты, а пик мощности на высокие.

Стенд для измерения

Оптимальный и максимальный вращающий момент 

Когда обороты двигателя соответствуют наибольшему крутящему моменту, его КПД (коэффициент полезного действия) максимален. На этих оборотах состав топливовоздушной смеси оптимален, за счет этого снижается расход топлива и износ делателей двигателя. Топливовоздушная смесь сгорает с меньшей температурой, чем в режиме максимальной мощности, поэтому нагрузка на систему охлаждения заметно ниже. Также образуется намного меньше частиц недогоревшего топлива (сажи), которые приводят к закоксовыванию мотора. В этом режиме масляная система мотора обеспечивает максимально эффективную смазку всех трущихся поверхностей.

 

Если вы хотите, чтобы двигатель вашего автомобиля работал долго и эффективно, старайтесь ездить на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту. Переход на более высокую передачу позволит снизить обороты и расход топлива (незначительно), зато увеличит износ мотора из-за увеличенной нагрузки на коленчатый вал, шатуны и поршни, а также неоптимального состава топливовоздушной смеси. Поэтому движение на 3-й передаче (обороты соответствуют максимальному крутящему моменту) предпочтительней перехода на 4-ю передачу, где обороты мотора будут заметно ниже. 

Мощность и крутящий момент – что важнее? Разбираемся в деталях

Энцо Феррари как-то сказал: «Лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки». И наверняка создатель одних из лучших гоночных автомобилей своего времени что-то да знал. Но так ли все однозначно? Неужели и впрямь количество лошадиных сил – не более, чем красивая цифра для маркетологов, в то время как крутящий момент – по-настоящему важный показатель мотора, на который обращают внимание истинные автомобилисты?

Сегодня с этим можно поспорить. Со времен, когда Энцо Феррари начинал создавать свои прекрасные машины, автомобильный мир изменился. Дизельные моторы вышли из тени и неслабо так подвинули бензиновые. Даже несмотря на пресловутый “дизельгейт” моторы на тяжелом топливе продолжают пользоваться популярностью, а для некоторых, в том числе и новых моделей их предложено больше, нежели бензиновых. И каждый второй владелец дизеля (по крайней мере, у нас в стране) готов ткнуть носом своих «бензиновых» коллег в превосходство Ньютоно-метров над лошадиными силами (он, конечно, еще и про расход вспомнит). Получается, теперь крутящий момент продает машины, и он же еще и гонки может выигрывать? А на кой черт нам тогда сдались эти лошадиные силы? Ну что же, будем разбираться!

Энцо Ансельмо Феррари — итальянский конструктор, предприниматель и автогонщик. Основатель автомобильной компании «Феррари» и одноимённой автогоночной команды.

Для начала давайте немного познакомимся с нашими сегодняшними противниками. Крутящий момент измеряется в Ньютоно-метрах (Н·м) или килограмм-силах на метр (кгс·м). 1 килограмм-силы на метр приблизительно равен 10 Ньютоно-метрам. Чтобы понять сколько это, давайте представим, что нам нужно закрутить гайку с усилием, скажем, в те самые десять Ньютоно-метров. Для этого необходимо надеть на нее гаечный ключ и приладить к нему рычаг длиной в один метр, а на его край повесить гирьку массой в 1 кг. Тогда на гайке мы получим крутящий момент равный как раз 10 Н·м. Нетрудно посчитать, что для получения усилия в 1 Н·м нам необходима гирька массой 0,1 кг.

Так создается крутящий момент

С моментом немного разобрались, давайте перейдем к мощности. С ней все несколько сложнее. Согласно определению: «Мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени». Значит, мощность характеризует скорость выполнения работы. Чтобы лучше это понять, давайте немного позанудствуем и взглянем на формулу расчета мощности двигателя:

Ne=(Mk×n)÷9549

где Mk – это крутящий момент в Н·м; n – это количество оборотов двигателя за минуту; а число 9549 помогает нам привести результат к нормальным значениям.

Благодаря этой формуле, мы можем рассчитать мощность при любых оборотах, только для этого необходимо знать значение крутящего момента при этих оборотах. Выходит, эти два показателя взаимосвязаны? Да, так и есть. На движение автомобиля влияет усилие, которое генерирует двигатель (крутящий момент), и частота, с которой он его генерирует (обороты). Соотношение этих показателей характеризуется значением мощности мотора. Мощность измеряют в киловаттах или лошадиных силах. В чем между ними разница мы уже разбирались в одном из наших материалов:

Теперь давайте рассмотрим две крайности двигателестроения: дизель от трактора МТЗ-80 и великолепный бензиновый мотор автомобиля Honda S2000. На тракторе установлен четырехцилиндровый дизель объемом 4,75 л. Его максимальная мощность всего лишь 80 л.с, зато крутящий момент – целых 422 Н·м, которые доступны уже с 1500 об/мин. Максимальные же обороты этого двигателя – скромные 2200 об/мин. Дизели, как мы знаем, вообще не любят высокие обороты.

Эти две машины созданы для совершенно разных задач. Трактор – работяга. Ему важен высокий крутящий момент уже на малом ходу. Хонда же – автомобиль для удовольствия. Здесь нужно, чтобы двигатель вез на все деньги.

Бензиновый же мотор Honda S2000 наоборот – обожает их. Он способен крутиться аж до 9200 об/мин, и при объеме всего в два литра выдает целых 250 л.с при 8300 об/мин и немаленькие 218 Н·м при 7300 об/мин. И это без наддува (долгое время этот агрегат был самым высокофорсированным атмосферным двигателем в мире). Выходит, что мотор Honda при меньшем в 2,37 раза объеме имеет почти в два раза меньший момент, и это вполне логично. При этом он почему-то мощнее тракторного в 3,1 раза. Как так получилось? Ведь мы помним, что мощность зависит от крутящего момента. Но зависит она еще и от оборотов, а у трактора они совсем невысокие. Его задача тягать тяжелые веса, для этого нужно большое усилие на колесах и совсем неважна скорость – трактора неспешные ребята.

И вот мы и подошли к сути вопроса. У трактора двигатель большого объема с большой площадью днища поршня и объемом камеры сгорания, давление в которой у дизельного мотора выше, чем у бензинового. Детали этого двигателя достаточно тяжелые, а кривошипно-шатунный механизм имеет более длинные рычаги. Все это приводит к тому, что дизель уже на невысоких оборотах будет создавать много крутящего момента. Гораздо больше, чем компактный двигатель Хонды. Если провести аналогию, то дизельный мотор трактора – это большой и сильный пауэрлифтер. А двигатель Honda S2000 – это, скорее,  спортивный гимнаст. Он не может поднять за раз большой вес, зато он гораздо более быстрый, проворный и может выполнить много работы в короткий промежуток времени.

Только не нужно эту аналогию считать применимой для любого бензинового и дизельного двигателя. Современные дизели далеко ушли от своих предков. Сегодня хорошо настроенный дизель – это тихий, быстрый и очень тяговитый агрегат. Хорошим примером является четырехлитровый V8 с тремя нагнетателями на 435 л. с. и 900 Нм от концерна VAG. Этот мотор превращает Audi SQ7 в самый мощный дизельный кроссовер на планете и катапультирует его с нуля до первой сотни за 4,8 секунды – проворный, однако, пауэрлифтер!

Этот двигатель делает Audi SQ7 самым мощным серийным дизельным кроссовером в мире

Теперь, когда мы поняли, кто есть кто, давайте разберемся с еще одним обстоятельством. Крутящий момент двигателя, проходя через трансмиссию, изменяется. Например, максимальный крутящий момент мотора ВАЗ-2108 равен 98.4 Н·м. Но на первой передаче на колёсах этот показатель будет увеличен в 14,157 раз (при максимальной нагрузке двигателя и без учета потерь в трансмиссии). Как правило, в традиционных пятиступенчатых коробках передач первые три передачи являются понижающими (т.е они понижают обороты и увеличивают момент), четвертая – прямая, а остальные уже наоборот повышают обороты и понижают момент. Влияние передаточного отношения трансмиссии хорошо известно тем, кому доводилось заниматься доработкой ВАЗовских переднеприводников. Для них доступны различные комплекты рядов КПП и главной пары. При установке «короткого» ряда (с большим передаточным отношением) автомобиль быстрее разгоняется на первых передачах и лучше преодолевает подъемы, но максимальная скорость уменьшается. Если же наоборот установить комплект с меньшим передаточным числом, то можно несколько увеличить “максималку”, но потерять в разгоне на низших передачах.

Понять, насколько хороший двигатель автомобиля, помогут не значения мощности и момента, а ощущения за рулем

Из этого всего можно сделать вывод, что для автомобиля важны не цифры мощности и момента, а сочетание характеристик двигателя (будь то бензиновый мотор, дизельный или даже гибридная силовая установка) и трансмиссии, и то, насколько они подходят конкретной машине. Только по одним цифрам вообще тяжело выбрать двигатель, ведь в них указывают лишь максимальные значения мощности и момента. Возвращаясь к характеристикам Honda S2000, можно отметить, что максимальный момент у нее достигается при 7300 об/мин. Но это же не значит, что, скажем, при 3500 об/мин тяги вообще не будет. Многие журналисты, которым посчастливилось поездить на этой машине, и вовсе отмечают, что несмотря на явно высокооборотистый характер ее двигателя, он приемлемо тянет и на низких оборотах. И это подводит нас к неожиданному выводу. Если вы выбираете трактор, то вам нужно знать не его мощность и крутящий момент, а то сколько он способен потянуть (для этого даже специальная характеристика есть: сила тяги на крюке). Мы же, в первую очередь, говорим про легковые авто. И здесь тоже сами по себе цифры момента и мощности мало что значат. Важно то, как машина едет: хороший мотор может быть испорчен плохой коробкой и наоборот. И все это не будет иметь смысла, если установлено на неудачном шасси. Поэтому наш совет: выбирая машину, не зацикливайтесь на цифрах. Проедьтесь на ней, и вам все станет ясно! А также читайте наши тест-драйвы – в них мы детально разбираемся со всеми важнейшими характеристиками автомобиля в деле!

» Что такое крутящий момент двигателя

Двигатель – основополагающий элемент конструкции автомобиля. Любой силовой агрегат имеет максимальное ограничение мощности, достигаемое при определенном числе оборотов коленвала.

Помимо этого, хорошо всем известного, параметра существует понятие крутящего момента, не менее важного, чем количество лошадиных сил и ступеней КПП.

На что влияет

Автомобили выпускается с конвейера преимущественно с дизельным и бензиновым типами двигателя. Машины, заправленные бензином, с мощностью двигателя, например, 120 л.с., могут уступать в разгоне автомобилю с мотором меньшей силы, но заправленным ДТ.

Это объясняется тем, что дизельное топливо имеет более высокую степень сжатия в камере сгорания (АИ – десять к одному, ДТ – двадцать к одному).

Конечно, это не единственная причина, кроме этого имеют влияние размера колеса, коэффициент полезного действия трансмиссии и ее передаточное число.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что чем выше обороты двигателя, тем быстрее автомобиль набирает скорость, также значительно увеличиваются его проходимость и грузоподъемность.

Где берет свое начало

Посредством нажатия на газовую педаль, скорость движения поршня увеличивается, а соответственно и скорость коленвала, что способствует повышению оборотов и крутящего момента.

 

Подробнее, этот процесс представляет собой несколько этапов:

  1. Смешанное с воздухом, необходимым для последующего возгорания жидкости, топливо (ДТ или бензин) впрыскивается в цилиндр. Сжимая попавший внутрь объем смеси, поршень поднимается в верхнюю часть цилиндра из нижней.
  2. Сдавленная топливно-воздушная смесь возгорается за счет искры, подаваемой свечой, что способствует нагреванию топлива и воздуха. Поршень начинает опускаться вниз цилиндра, под воздействием расширившейся смеси от нагрева.
  3. Коленчатый вал приводится в движение благодаря перемещению поршня, который толкает шатун. Движение поршня (туда – обратно) равняется одному обороту коленвала вокруг себя.
  4. Именно так выглядит эффект крутящего момента. Чем выше сила давления на поршень газов, степень сжатия топливно-воздушной смеси, рабочий объем двигателя, тем выше крутящий момент автомобиля.

Усилие (усиление), которое развивается двигателем автомобиля называется крутящим моментом, зависящим от рабочего объема двигателя.

Мощность машины зависит от объема ее двигателя.

Мощностью двигателя называют величину, которая характеризует работу двигателя за определенное количество времени. Чем мощность больше, тем соответственно больше скорость.

Сравнивая эти два показателя, можно выделить следующие моменты:

  1. Мощность двигателя это производная крутящего момента.
  2. От частоты вращения коленвала зависит мощность двигателя.
  3. При выборе автомобиля стоит обращать внимание не только на мощность, но и на крутящий момент, который имеет преимущество перед этой величиной.
  4. От максимального значения крутящего момента зависит динамика разгона машины, а также возможность его быстрого преодоления горок.

Как увеличить силу крутящего момента

Поскольку наивысшее значение крутящего момента достигается на разных моторах в различных диапазонах (от 1800 оборотов в минуту до 4000 оборотов в минуту), и не на всех оборотах доступно, у многих автомобилистов возникает необходимость в его увеличении.

Использование турбо или механического надува – наиболее оптимальный вариант в такой ситуации. Сделать это можно различными способами:

  1. Крыльчатка с регулируемым углом атаки;
  2. Повышение степени сжатия;
  3. Увеличение числа клапанов на цилиндре;
  4. Замена распределительных валов;
  5. Установка облегченных шатунов, коленвала, маховика;
  6. Прошивка бортового компьютера автомобиля с целью смены показателей на более высокие;
  7. Снятие катализаторов и установка обманок;
  8. Применение выпускного коллектора и т.д.

Крутящий момент — что это такое?


Автолюбители постоянно спорят о том, чей двигатель мощнее, но не все знают, из чего складывается этот параметр. Всем знакомый термин «лошадиная сила» был предложен изобретателем Джеймсом Уаттом в восемнадцатом веке. Идея появилась у изобретателя, пока он наблюдал за лошадью, запряженной в машину, поднимавшую уголь из шахты.

Расчеты показали, что одна лошадь способна за минуту поднять 150 кг угля на высоту 30 метров.Н•м (Ньютон-метр) — единица измерения момента силы, входящая в международную систему единиц«СИ». Лошадиная сила стала «несистемной» величиной для измерения мощности. Одна лошадиная сила равна 735,5 Вт (Ватт — системная единица измерения, названная в честь того же английского ученого). Впоследствии лошадиные силы стали применять для обозначения мощности двигателя автомобиля.

Что интересует людей, изучающих технические характеристики того или иного автомобиля? В первую очередь мощность, затем расход топлива и максимальная скорость. О крутящем моменте вспоминают редко. А зря.

Что такое крутящий момент?


Крутящий момент двигателя – это тяговая характеристика двигателя, которая в отличие от мощности дает весьма отдаленное представление об истинных возможностях автомобиля. Для того чтобы наиболее полно ответить на вопрос: «Крутящий момент что это?», необходимо, прежде всего, уяснить, что момент двигателя и момент на колесах автомобиля – это две большие разницы. Крутящий момент двигателя, будучи величиной, равной силе на плечо (Н*м) – сила давления сгоревших в двигателе газов через поршень и шатун на плечо кривошипа коленвала, показывает лишь потенциал мотора, а сам автомобиль, в конечном итоге, движет крутящий момент на колесах.

Для оценки реальных тягово-динамических возможностей автомобиля на основе крутящего момента двигателя, необходимо провести довольно утомительный расчет крутящего момента на колесах автомобиля. Для данного расчета также понадобятся, указанные в технических характеристиках, величины оборотов двигателя, передаточных чисел КПП и главной передачи, диаметра колес и т.д. Тогда как указанная величина мощности двигателя, не требуя дополнительных данных и расчетов, наглядно демонстрирует тягово-динамические возможности автомобиля, то есть крутящий момент на колесах.

Пример №1. Суперкар мощностью 500 сил с крутящим моментом двигателя 500 Н*м и магистральная фура-тягач с отдачей 500 сил и 2500 Н*м, на колесах, тем не менее, имеют абсолютно равный крутящий момент при движении с одинаковой скоростью на оборотах максимальной мощности: М (момент на колесах, приводящий машины в движение) = N (мощность двигателя) / n (обороты колеса, при условии, что у суперкара и фуры они одинакового диаметра).

Вывод: цифра мощности отражает тягу и динамику автомобиля, а цифра крутящего момента двигателя, не учавствующая в вычислениях, может быть любой и не имеет значения.

Пример №2. Зайдем с другой стороны. Тот же суперкар и фура с вышеуказанными характеристиками (аналоги Porsche 911 GT3 RS 4.0, Scania R500 и многие другие суперкары и грузовики), как правило, имеют максимальные обороты двигателя около 9000 и 1800 соответственно. Для того чтобы компенсировать пятикратную разницу в оборотах (иметь ту же скорость движения), на фуре придется применять в пять раз более «длинную» трансмиссию, которая, соответственно, будет передавать в 5 раз меньше момента на колеса: 2500 Н*м делим на 5 и получаем те же 500 Н*м (приведенный момент), как в суперкаре.

Вывод: мы получили то же равенство тягово-динамического потенциала машин равной мощности, что и в примере №1.

Роль мощности в крутящем моменте


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.

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.

Как повысить крутящий момент?


Дорогие и сложные способы увеличения мощности и крутящего момента



Дорогостоящие и сложные способы подразумевают внутреннее вмешательство в устройство двигателя автомобиля (технический тюнинг) и требуют значительных временных затрат на исполнение и большого опыта специалиста, осуществляющего тюнинг, а так же очень значительных финансовых вложений со стороны заказчика. При этом разница в работе двигателя автомобиля после осуществления дорогостоящего технического тюнинга будет очень ощутимой, но и заметно скажется на его моторесурсе. В дальнейшем ремонт форсированного двигателя будет сильно бить по карману, если Вам вообще удастся найти исполнителей. К дорогостоящим способам увеличения мощности и крутящего момента двигателя относятся:
Установка наддува на атмосферный двигатель

Это самый дорогостоящий и сложный способ технического тюнинга автомобиля, включающий в себя ряд сложных мероприятий (подбор нагнеталеля, форсирование двигателя, доработка коллекторов, тестирование и т.д. и т.п.). При этом установка наддува может в огромной степени увеличить как мощность, так и крутящий момент за счет значительного увеличения поступаемого в камеру сгорания воздуха. Наддув бывает двух типов: наиболее распространенный турбонаддув (анг. «turbocharger») и механический наддув (компрессор, анг. «supercharger»).
Замена двигателя

Определенно чтобы увеличить мощность и крутящий момент таким способом требуется большой опыт исполнителя и значительные финансовые затраты как на новый мотор, так и на его установку, которая подразумевает под собой ряд мероприятий: определение подходящего двигателя для замены, доработка подкапотного пространства, подключение электрики, замена ЭБУ и прочее.
Форсирование

Подразумевает механическое вмешательство в устройство двигателя: замена определенных его элементов (например, распредвала, дроссельной заслонки или турбины) на спортивные, а так же расточка блока цилиндров, что приведет к увеличению объема мотора и соответственно к увеличению мощности и крутящего момента. Кроме того, двигатель станет намного требовательнее к обслуживанию.

Бюджетные и доступные способы увеличения мощности и крутящего момента



Так же существуют менее затратные и доступные способы, не подразумевающие технического вмешательства в устройство двигателя. Основным принципом подобных методов является устранение ограничителей в работе двигателя, предусмотренных изготовителем в целях соответствия автомобиля экологическим стандартам, а так же в целях снижения числа гарантийных обращений в сервисные центры. К доступным способам увеличения мощности относятся:
Чип-тюнинг

Программная оптимизация работы двигателя, подразумевает собой изменение установленных заводом параметров работы ЭБУ различными методами: с помощью электронных модулей или при помощи ручной корректировки («прошивки») программы блока управления. Электронные модули имеют большой ряд преимуществ перед услугой «прошивки» ЭБУ, а негативные отзывы в их сторону, как правило, не подкреплены никакими фактами. При этом новейшие электронные модули ProRacing OBD способны автоматически, автономно и безопасно увеличивать скоростные характеристики автомобилей. Чип-тюнинг — самый действенный из бюджетных способов увеличения мощности и крутящего момента и не требующий никакого технического вмешательства. Кроме того, грамотный чип-тюнинг способствует снижению расхода топлива.
Доработка или замена системы впуска воздуха


Это достигается установкой фильтра нулевого сопротивления либо полной заменой штатной системы впуска. В первом случае прирост мощности будет в пределах 2-5% за счет снижения сопротивления фильтрующего элемента входящему потоку воздуха, во втором же случае увеличение может быть весьма значительным не только за счет снижения сопротивления фильтра, но и за счет увеличения поступления холодного воздуха. Данный способ заслуживает подробного изучения и требует правильного подхода к осуществлению, иначе можно серьезно навредить двигателю либо просто не ощутить результат.
Доработка или замена системы выпуска выхлопных газов

В угоду экологии, а так же для значительного снижения исходящего шума стандартная система выхлопа в определенной мере ограничивает возможности двигателя. Определенные меры, например, замена катализатора на пламегаситель и удаление антисажевого фильтра, облегчат «выдох» двигателя и обеспечат определенное количество дополнительных лошадиных сил и ньютон-метров. Более дорогим, но и более действенным способом является полная замена штатной выхлопной системы на спортивную. Это даст не только заметную прибавку мощности и крутящему моменту, но и уровняет срок жизни выхлопной системы со сроком жизни автомобиля в целом, т.к. спортивные системы выхлопа изготавливаются из качественной нержавеющей стали.
Использование качественных расходных материалов

Иридиевые свечи зажигания

Данный способ нельзя назвать тюнингом, но это не значит, что им нужно пренебрегать. Использование качественных и дорогих расходных материалов, таких как моторное масло, фильтры, свечи зажигания, а так же топливо, самым непосредственным образом влияют как на мощность, так и на крутящий момент. Отдельным пунктом можно выделить использование дорогих иридиевых или платиновых свечей зажигания, которые очень значительно влияют на работу бензиновых двигателей и способны не только увеличить мощность и крутящий момент, но и снизить расход топлива.

Источник

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!


Ключевые теги: двигатель

Крутящий момент двигателя автомобиля – откуда берётся и что означает

Мало кто может в полной мере рассказать о том, что представляет собой крутящий момент силового агрегата. Редко кто из автолюбителей при покупке автомобиля обращает внимание на такой параметр. Многим достаточно узнать о количестве «лошадок» под капотом и числе ступеней в коробке переключения передач.

Однако, этот параметр является одним из самых важных для автомобиля. Мощность, максимальная скорость, ускорение, напрямую зависит не только от количества «лошадок», спрятанных под капотом, но и от того какой крутящий диапазон может развить ваш «стальной конь». Например, в гонках «Формулы-1» недостаток этого параметра вполне может стоить пилоту победы.

Вы когда-нибудь спрашивали себя о том, почему вы переключаете передачи при достижении стрелки тахометра в четыре тысячи оборотов в минуту? Задавали себе вопрос о том, почему при подъёме в гору необходимо понижать передачу для сохранения скорости движения автомобиля? Всё это необходимо для поддержания оптимального крутящего пика, так как если он упадёт до критического минимума, то автомобиль попросту заглохнет.

Зарождение крутящего момента

Итак, для того чтобы узнать, откуда всё-таки берётся это явление, нам, прежде всего, необходимо будет понять сам принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Весь процесс рассматривать не будем, так как для подобного параметра нам понадобится только то, что происходит в цилиндрах двигателя.

Сначала в цилиндр впрыскивается топливо-воздушная смесь (бензин либо дизельное топливо, смешанное с воздухом), воздух необходим для дальнейшего возгорания топливной жидкости в цилиндре. После чего поршень, находящийся внизу цилиндра, поднимается вверх, тем самым сжимая поступившую порцию топливо-воздушной смеси до максимально возможного предела.

Далее, в процесс работы подключается свеча зажигания. Подавая искру в цилиндр, свеча зажигает сжатую в нём поршнем топливо-воздушную смесь. В результате этих действий загоревшаяся смесь мгновенно нагревает остатки воздуха и само топливо. Из-за высокой температуры сжатая смесь резко расширяется, тем самым заставляя поршень вновь смещаться вниз по цилиндру.

Поршень, спускаясь в обратном направлении, используя при этом шатун и его шейку, заставляет вращаться коленчатый вал. Это и является проявлением этого эффекта в двигателе внутреннего сгорания. За один полный цикл (вверх и вниз) поршень заставляет коленчатый вал совершить один полный оборот вокруг своей оси.

Нажимая на педаль газа, вы увеличиваете объём одной порции топливо-воздушной смеси, подаваемой в цилиндр, тем самым заставляя поршень двигаться быстрее, который, в свою очередь, увеличивает скорость вращения коленчатого вала. Вот таким образом повышаются обороты и, соответственно, крутящий момент двигателя.

На что влияет этот параметр силового агрегата

Давайте, прежде всего, определим, что и отчего зависит в работе силового агрегата. Начнём с максимальной скорости автомобиля.

Максимальная скорость напрямую зависит от быстроты разгона машины. Чем быстрее автомобиль ускоряется, тем быстрее он достигнет своей максимально допустимой скорости. На ускорение, в свою очередь, влияет мощность силового агрегата. Мощность машины − сила непостоянная и она регулируется количеством оборотов двигателя, чем выше обороты, тем выше будет мощность в этот отрезок времени. То с какой скоростью автомобиль будет увеличивать обороты напрямую зависит от количества вращений на этот промежуток времени. А вот скорость набираемых оборотов, в свою очередь, уже напрямую зависит от крутящего момента. Ну а крутящий момент автомобиля имеет прямую зависимость от количества вращений, силового агрегата на этот промежуток времени.

Из всего этого мы видим, что явление описываемого нами параметра влияет на скорость разгона автомобиля, так как ускорение зависимо от мощности силового агрегата, а для того, чтобы быстро набрать полную мощность машине, требуется максимальный пик описываемого нами явления. Именно от этого явления зависит то, за какой промежуток времени ваш «стальной друг» разгонится от нуля до ста километров в час. Вот такой замкнутый круг получается в работе двигателя.

Как рассчитать крутящий момент

Крутящий момент на примере работы двигателя

В физике расчёт крутящего момента производится по формуле:

M = F x R

F – это постоянно действующая сила, а R – плечо, к которому и приложена эта сила.

Но точно измерить наше явление в автомобиле по такой формуле невозможно из-за того, что сила, заставляющая поршень спускаться вниз по цилиндру, непостоянна. При движении поршня вниз в цилиндре увеличивается свободное место, в результате чего сила, воздействующая на поршень, теряет свою мощность вплоть до полного исчезновения. Также не обходится и без системы охлаждения цилиндров, от действия которой топливо-воздушная смесь быстро охлаждается и прекращает своё дальнейшее расширение. Трение поршня о стенки цилиндра тоже играет свою роль в его замедлении.

Поэтому этот параметр не рассчитывается в двигателях внутреннего сгорания, а определяется по количеству оборотов. Но не стоит думать, что крутящий момент будет постоянно расти вместе с увеличением оборотов. Этот параметр начинает постепенно увеличиваться и достигает своего максимально возможного пика при трёх, четырёх тысячах оборотов в минуту, а максимально допустимое число оборотов при этом может составлять от семи до восьми тысяч. Что же будет с моментом, когда число оборотов превысит четыре тысячи? Начнётся постепенное снижение этого параметра. Это можно увидеть на примере разгона автомобиля.

Многие замечали такой факт, что при старте машина разгоняется медленнее, но через небольшой промежуток времени скорость ускорения увеличивается, а затем снова начинает постепенно снижаться. Это, собственно, и является наглядным примером того, как работает крутящий момент двигателя.

Итак, теперь вы в полной мере знакомы с таким параметром, как крутящий момент. Зная самое важное по этой теме, вы легко станете первоклассным водителем и сможете совершать стремительные обгоны более медленных участников дорожного движения, автомобиль в ваших руках станет намного резвее. Вы будете приятно удивлены тем, какой потенциал скрывал в себе ваш «стальной конь».

Крутящий момент и мощность – основные характеристики двигателя — Автомобильный журнал АВТОГИД 174

Крутящий момент и мощность – основные характеристики двигателя

Итак, что же это за основные характеристики и на что они влияют. Если с мощностью более-менее понятно и среднестатистический автолюбитель скажет, что для бюджетного хатчбека 100 лошадиных сил вполне хватает, то с крутящим моментом начинается полная неразбериха.

Мощность автомобиля характеризует его скоростные качества – чем выше мощность, тем выше можно развить скорость. Так уж повелось, что в автомобильном мире мощность принято измерять лошадиными силами. Однако, мощность двигателя является величиной не постоянной и напрямую зависит от его оборотов. Другими словами, на низких оборотах в работе двигателя задействован далеко не весь «табун лошадей», а только некоторая его часть. Так для бензиновых двигателей большинства современных автомобилей максимальная мощность (которую указывают в паспорте) достигается при 5000-6000 оборотах в минуту, а для дизельных – 3000-4000. Однако, в повседневной городской езде обороты двигателя, как правило, ниже, а значит, ниже мощность. А теперь представим, что нам надо ускориться для обгона – мы нажимаем на педаль и обнаруживаем, что «автомобиль не едет». В чем же причина? Причина – в крутящем моменте.

Крутящий момент – это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена, Мкр = F х L. Сила измеряется в ньютонах, рычаг – в метрах. 1 Нм – крутящий момент, который создает сила в 1 Н, приложенная к концу рычага длиной 1 м. В двигателе внутреннего сгорания роль рычага исполняет кривошип коленчатого вала. Сила, рождаемая при сгорании топлива, действует на поршень, через который и создает крутящий момент. В контексте настоящей статьи крутящий момент есть величина, определяющая насколько быстро двигатель может набрать максимальную мощность. Нетрудно догадаться, что именно эта величина характеризует динамику разгона. Также как и мощность, максимальный крутящий момент указывается для конкретных оборотов двигателя. При этом важным параметром является не столько величина момента, сколько обороты, на которых он достигается. Например, для резкого ускорения при спокойной езде (2000-2500 об./мин.) более предпочтителен тот двигатель, крутящий момент которого достигается на низких оборотах – нажал на педаль и машина выстрелила.

Известно, что серийные бензиновые двигатели развивают не самый большой крутящий момент, при этом максимальное значение достигается только на средних оборотах (обычно 3000-4000). Зато бензиновые двигатели могут раскручиваться до 7-8 тыс. об./мин., что позволяет им развивать довольно большую мощность. В противоположность таким моторам «тихоходные дизели», развивающие не более 5 000 об./мин., обладают внушительным моментом, доступным практически с самых «низов», при этом проигрывают в максимальной мощности.

И на десерт капелька математики. Мощность двигателя можно рассчитать по формуле:
P = Mкр*n/9549 [кВт],

где Mкр – крутящий момент двигателя (Нм), n – обороты коленчатого вала двигателя (об./мин.).

Для получения лошадиных сил необходимо полученный результат умножать на коэффициент 1,36.

На практике известно, что мощность двигателя в большей степени зависит от оборотов, потому что эту величину «проще нарастить», чем крутящий момент.

Сухой остаток: для максимальной скорости важна мощность двигателя, а для ускорения – крутящий момент. При этом важной характеристикой являются обороты двигателя, на которых этот крутящий момент максимален, то есть на которых возможно максимальное ускорение.

Источник: CAR-TALES.RU

Эволюция двигателя автомобиля. Первые автомобили

Любой двигатель рассчитан на вполне конкретную мощность, которую он будет иметь, если наберет определенную частоту оборотов. Кроме этой максимальной мощности у двигателей есть не менее важный параметр – наибольший крутящий момент. Он достигается на оборотах не таких, при которых мощность двигателя максимальна.

Две важных параметра – максимальная мощность двигателя и максимальный крутящий момент достигаются на разных оборотах коленвала. Почему это происходит?

Крутящий момент – это момент силы, поворачивающей рычаг. Эта физическая величина, измеряемая Ньютонами на метр (Нм), определяется произведением плеча приложенной к рычагу силы и ее собственной величины. Иначе говоря, если к полуметровой монтировке прикладывается сила 20 Ньютонов (вес тела, массой двадцать килограммов), то крутящий момент получается равным 10 Нм.

Изменить крутящий момент возможно одним из двух способов. Изменением приложенной силы, либо изменением длины рычага. Конечно, можно изменять и то, и другое, но если обе эти величины увеличить в одинаковое количество раз, то увеличение крутящего момента не произойдет.

Можно утверждать, что тяговые возможности двигателя напрямую зависят от его крутящего момента.

Только ли крутящий момент влияет на тяговые возможности автомобиля?

Судить о тяговых способностях автомобильного двигателя по одной только максимальной мощности можно лишь косвенно. На максимальных оборотах вряд ли кто стремится ездить, а вот при движении с места, каждый желает от своей машины получать достаточно хорошее ускорение. Но одни автомобили могут это обеспечить это только на высоких оборотах, а другие и на низких резво разгоняются.

Почему становится возможным случай, когда автомобиль с двигателем в полтора раза менее сильный способен с легкостью обойти более мощного соседа?

Дело в том, что итоговая величина тяги будет связана сразу с несколькими показателями автомобиля. Их четыре – крутящий момент, передаточное число, КПД трансмиссии и размер колеса.

На каких оборотах достигается наибольший крутящий момент

В готовом моторе увеличить крутящий момент возможно только за счет увеличения одной величины – силы. Поэтому максимальным он будет тогда, когда горение рабочей смеси происходит наиболее эффективно. Одни моторы обеспечивают такую возможность при оборотах до 3000 об/мин, другим потребуется более высокие обороты.

При выборе автомобиля стоит поинтересоваться этим показателем.

лошадиных сил против крутящего момента: в чем разница?

Когда вы сравниваете автомобили, вы, скорее всего, увидите, что характеристики их двигателей описываются в лошадиных силах, и большинство людей считают, что большее число означает более мощный двигатель. В какой-то степени это правильно, но есть еще одна цифра, которую следует учитывать, чтобы получить полное представление о выходной мощности двигателя.

(Fiat Chrysler Automobiles)

Это крутящий момент, и легко найти множество заумных математических объяснений, что это такое.Говоря простым автомобильным языком, это мера крутящего момента, создаваемого двигателем или мотором. Эта вращающая сила затем применяется к шестерням в трансмиссии и передается на колеса.

Крутящий момент отличается от лошадиных сил, но эти два числа связаны.

Какая разница?

Лошадиная сила — это мера количества работы, выполненной за определенный период времени. В частности, одна лошадиная сила — это количество усилий, необходимых для подъема 33 000 фунтов на один фут за одну минуту.Покупатели часто считают лошадиные силы синонимом скорости или быстроты автомобиля, но на самом деле все гораздо сложнее.

Конечно, у автопроизводителей нет груды 33000-фунтовых блоков, чтобы вычислить, сколько лошадиных сил производит автомобиль. Они используют устройство, называемое динамометром, которое измеряет крутящий момент двигателя при различных оборотах двигателя, а затем выполняют расчеты, используя значения крутящего момента и число оборотов двигателя, чтобы определить его мощность в лошадиных силах.

На основе этих расчетов они получают графики мощности и крутящего момента при увеличении частоты вращения двигателя от холостого хода до максимальной номинальной скорости или красной линии.Цифры, которые публикуют производители, обычно представляют собой максимальные точки на графике и частоту вращения двигателя, в которой они встречаются.

(Porsche Cars North America, Inc.)

Например, четырехцилиндровый двигатель Honda Accord 2017 года развивает мощность 185 лошадиных сил при 6400 об/мин в большинстве моделей и 181 фунт-фут крутящего момента при 3900 об/мин. Для сравнения, Dodge Challenger Hellcat 2017 года развивает 707 лошадиных сил при 6200 об/мин и 650 фунт-фут крутящего момента при 4800 об/мин.

Некоторые автомобили, особенно с турбонагнетателями и нагнетателями, могут развивать пиковую мощность в широком диапазоне оборотов двигателя.Возьмем, к примеру, Porsche 718 Boxster 2017 года. Его четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом развивает мощность 300 лошадиных сил при 6500 об/мин и крутящий момент 280 фунт-фут при частоте вращения двигателя от 1950 до 4500 об/мин. Это называется широким диапазоном мощности или плоской кривой крутящего момента.

Пиковая мощность почти всегда приходится на верхний правый квадрант графика при сочетании значительного крутящего момента и высоких оборотов. С другой стороны, пиковый крутящий момент может возникать при разных оборотах двигателя, в зависимости от типа двигателя и его назначения.За счет увеличения размера камеры сгорания или давления на поршень, создаваемого сгоранием топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя, можно увеличить максимальный крутящий момент двигателя.

(Mazda North American Operations)

Математически существует взаимосвязь между мощностью, крутящим моментом и частотой вращения двигателя. Двигатели, создающие значительный крутящий момент при низких оборотах, могут развивать такую ​​же мощность, как и двигатели, которые не создают большого крутящего момента, но работают на очень высоких скоростях.

Какой из них лучше?

То, что вы хотите, зависит от того, для чего вам нужен автомобиль. Если вы собираетесь буксировать, предпочтительны двигатели с высоким крутящим моментом, а дизели — короли, когда дело доходит до крутящего момента. Ram 1500 EcoDiesel 2016 года производит всего 240 лошадиных сил, но он развивает крутящий момент в 420 фунт-футов. Другими словами, когда вам нужно вытащить лодку из воды, у Ram достаточно рычания на низких оборотах, чтобы выполнить свою работу.

С другой стороны, высокооборотные спортивные автомобили, которые не развивают большого крутящего момента.Mazda MX-5 Miata 2017 года развивает крутящий момент всего 148 фунт-футов при 4600 об/мин, но водители любят заставлять его кричать, поощряя его четырехцилиндровый двигатель развивать максимальную мощность в 155 лошадиных сил при 6000 об/мин. Если бы вы попытались тянуть прицеп с помощью Miata, двигатель должен был бы работать на высокой скорости, чтобы генерировать достаточно лошадиных сил, чтобы даже машина двигалась.

Другими словами, большая тяговая мощность исходит от двигателей, которые развивают максимальный крутящий момент при низких оборотах, но более спортивными характеристиками обладают двигатели с высокими оборотами и высокой мощностью.Говорят, что лошадиные силы заставляют вас двигаться быстро, но крутящий момент — это сила, которая вдавливает вас обратно в сиденье, когда вы покидаете стартовую линию.

В легковых и грузовых автомобилях с бензиновым и дизельным двигателем как мощность, так и крутящий момент увеличиваются по мере увеличения частоты вращения двигателя, достигая пика, а затем обычно снижаясь. У электромобилей и некоторых гибридов пиковый крутящий момент возникает в тот момент, когда двигатель начинает вращаться, а затем снижается. Это дает электромобилям, таким как Chevrolet Bolt 2017 года, хорошую производительность при вождении по городу, но их ускорение заканчивается вскоре после того, как они достигают скоростей на шоссе.

Дополнительные инструменты для покупок из U.S. News & World Report

Изучите наш новый рейтинг автомобилей, прежде чем приступить к покупке. Покупатели могут сравнивать конкурентов по нескольким факторам, включая производительность, чтобы найти правильный баланс мощности и цены для своих нужд. Прежде чем заключать сделку, покупатели должны попробовать нашу программу лучшей цены, в рамках которой мы работаем с местными дилерами, чтобы обеспечить гарантированную экономию от рекомендуемой производителем розничной цены.

Получите желаемую мощность и крутящий момент в своей новой Toyota Camry 2021 года с двумя доступными вариантами двигателя

2021 Toyota Camry Варианты двигателя

Если вы ищете новый автомобиль, который может предложить вам производительность и эффективность, которые вы хотите на дороге, вы обнаружите, что у вас есть много вариантов выбора при проведении необходимых исследований.Если вы хотите ездить на своем автомобиле, который может предложить вам различные варианты двигателей на выбор, может предложить вам захватывающий опыт вождения и выдающийся рейтинг экономии топлива по доступной цене, Toyota Camry 2021 года — идеальный выбор. Продолжайте читать, чтобы узнать больше об обоих вариантах двигателя, которые вы можете выбрать при покупке нового седана Toyota Camry 2021 года.

[Исследование модели: Toyota Camry 2021 ]  

Toyota Camry 2021 г. Мощность и крутящий момент

Toyota Camry 2021 предлагает вам выбор между двумя инновационными вариантами двигателей, которые обеспечивают разную мощность и крутящий момент.Имея на выбор два варианта двигателя, у вас не возникнет проблем с получением необходимой мощности и крутящего момента на дороге. Длинный список функций производительности также помогает обеспечить удовольствие от вождения и волнение, которые вы искали в новом седане.

2,5-литровый 4-цилиндровый двигатель Dynamic Force = крутящий момент 203 л.с./184 фунт-фут  

  • Этот вариант двигателя Toyota Camry 2021 года в стандартной комплектации поставляется с 8-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач с электронным управлением и интеллектуальными функциями (ECT-i) и режимом последовательного переключения передач.Передний привод является стандартным, а полный привод доступен.

3,5-литровый V6 = крутящий момент 301 л.с./267 фунт-фут  

  • Этот мощный вариант двигателя придает Toyota Camry 2021 года невероятную мощность и удивительные ходовые качества. Он также получает 8-ступенчатую автоматическую коробку передач и передний привод в стандартной комплектации.

[Вам также может понравиться: 2021 Toyota Camry Гибрид ]  

Еще от Дэна Кавы Toyota World

Мощность против.Крутящий момент – x-engineer.org

В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как рассчитывается мощность двигателя и что такое кривая крутящего момента и мощности . Кроме того, мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).

К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как вращающую силу , приложенную к объекту. Крутящий момент (вектор) — это векторное произведение силы (вектор) и расстояния (скаляр). Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между силой и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки колесного болта

Представьте, что вы хотите затянуть/ослабить болты колеса.Нажатие или вытягивание рукоятки ключа, соединенной с гайкой или болтом, создает крутящий момент (крутящую силу), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Крутящий момент T [Нм]  является произведением силы F [Н] и длины плеча рычага a [м] .

\[\bbox[#FFFF9D]{T = F \cdot a}\]

Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, либо длину плеча рычага, либо и то, и другое.

Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если плечо ключа имеет 0.25 м и приложенная сила 100 Н (что приблизительно эквивалентно толкающей силе 10 кг )

\[T = 100 \cdot 0,25 = 25 \text{ Нм}\]

Тот же крутящий момент можно было бы получить, если бы плечо рычага было 1 м , а сила только 25 Н .

Тот же принцип применяется к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, прикладываемой к шатунной шейке через шатун.

Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом валу на каждой шатунной шейке каждый раз, когда поршень находится в рабочем такте.Плечо рычага a в данном случае представляет собой радиус кривошипа (смещение) .

Величина силы F зависит от давления сгорания в цилиндре. Чем выше давление в цилиндре, тем выше усилие на коленчатый вал, тем выше выходной крутящий момент.

Изображение: Функция расчета крутящего момента двигателя по давлению в цилиндре

Длина плеча рычага влияет на общий баланс двигателя . Слишком большое его увеличение может привести к дисбалансу двигателя, что приведет к увеличению усилий на шейках коленчатого вала.

Пример . Смещение кривошипа, a [мм] 62

Сначала рассчитаем площадь поршня (при условии, что головка поршня плоская и ее диаметр равен диаметру цилиндра):

\ [A_p = \frac{\pi B^2}{4}=\frac{\pi \cdot 0.2\]

Во-вторых, рассчитаем силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в Н (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па (Паскаль).

\[F = p \cdot A_p = 120000 \cdot 0,0056745 = 680,94021 \text{ N}\]

Предполагая, что вся сила в поршне передается на шатун, крутящий момент рассчитывается как:

\[T = F \cdot a = 680,94021 \cdot 0,062 = 42,218293 \text{ Нм}\]

Стандартной единицей измерения крутящего момента является Н·м (ньютон-метр).Особенно в США единицей измерения крутящего момента двигателя является фунт-сила-фут (фут-фунт). Преобразование между Н·м и lbf·ft :

\[ \begin{split}
1 \text{ lbf} \cdot \text{ft} &= 1.355818 \text{ N} \cdot \text {m}\\
1 \text{ N} \cdot \text{m} &= 0,7375621 \text{ lbf} \cdot \text{ft}
\end{split} \]

В нашем конкретном примере крутящий момент в имперских единицах (США):

\[T = 42,218293 \cdot 0,7375621 = 31,138615 \text{ lbf} \cdot \text{ft}\]

Крутящий момент T [N] также может быть выражен как функция среднее эффективное давление двигателя.

\[T = \frac{p_{me} V_d}{2 \pi n_r}\]

где:
p me [Па] – среднее эффективное давление
V d 3 ] – рабочий объем двигателя (объем)
n r [-] – число оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )

Определение мощности1 900

В физике в степени — это работа, выполненная за время, или, другими словами, — скорость выполнения работы .В вращательных системах мощность P [Вт] является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад/с] .

\[\bbox[#FFFF9D]{P = T \cdot \omega}\]

Стандартная единица измерения мощности Вт (Ватт), а скорости вращения рад/с (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств обеспечивают мощность двигателя в л.с. (тормозная мощность) и скорость вращения в об/мин (оборотов в минуту).Поэтому мы собираемся использовать формулы преобразования как для скорости вращения, так и для мощности.

Чтобы преобразовать об/мин в рад/с , мы используем:

\[\omega \text{ [рад/с]} = N \text{ [об/мин]} \cdot \frac{\pi}{ 30}\]

Чтобы преобразовать рад/с в об/мин , мы используем:

\[N \text{ [об/мин]} = \omega \text{ [рад/с]} \cdot \frac{30 }{\pi}\]

Мощность двигателя также может быть измерена в кВт вместо Вт для более компактного значения.Чтобы преобразовать кВт в л.с. и наоборот, мы используем:

\[ \begin{split}
P \text{ [л.с.]} &= 1,36 \cdot P \text{ [кВт]}\\
P \text{ [кВт]} &= \frac{P \text{ [л.с.]}}{1.36}
\end{split} \]

В некоторых случаях вы можете найти л.с. (лошадиная сила) вместо л.с. как единица измерения мощности.

Имея скорость вращения, измеренную в об/мин и крутящий момент в Нм , формула для расчета мощности :

\[ \begin{split}
P \text{ [кВт]} &= \frac{\pi \cdot N \text{ [об/мин]} \cdot T \text{ [Нм]}}{30 \cdot 1000}\\
P \text{ [л.с.]} &= \frac{1.36 \cdot \pi \cdot N \text{ [об/мин]} \cdot T \text{ [Нм]}}{30 \cdot 1000}
\end{split} \]

Пример . Рассчитайте мощность двигателя как в кВт , так и в л.с. , если крутящий момент двигателя 150 Нм и частота вращения двигателя 2800 об/мин .

\[ \begin{split}
P &= \frac{\pi \cdot 2800 \cdot 150}{30 \cdot 1000} = 44 \text{ кВт}\\
P &= \frac{1,36 \cdot \ pi \cdot 2800 \cdot 150}{30 \cdot 1000} = 59,8 \text{ л.с.}
\end{split} \]

Динамометр двигателя

Частота вращения двигателя измеряется датчиком на коленчатом валу (маховике).В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленчатом валу с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий работы коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя датчиком не является надежным методом. Кроме того, стоимость датчика крутящего момента довольно высока. Поэтому крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне скоростей и нагрузок с помощью динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блоке управления двигателем.

Изображение: Схема динамометра двигателя

Динамометр представляет собой тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Наиболее часто используемым и лучшим типом динамометра является электрический динамометр . На самом деле это электрическая машина , которая может работать как генератор или двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель можно перевести в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при остановке подачи топлива (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для вращения двигателя. Таким образом, можно измерить потери на трение в двигателе и насосный момент.

У электрического динамометра ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор крепится плечом рычага к тензодатчику . Чтобы сбалансировать ротор, статор будет давить на тензодатчик. Крутящий момент T рассчитывается путем умножения силы F , измеренной датчиком силы, на длину плеча рычага a .

\[T = F \cdot a\]

Параметры двигателя: тормозной момент, тормозная мощность (л.с.) или удельный расход топлива при торможении (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», поскольку для их измерения используется динамометр (тормоз) .

В результате динамометрического испытания двигателя получаются карты крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенной частоте вращения и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карта крутящего момента для бензина, искры зажигания (Si) Engine :

:

:

2
Engine
крутящий момент
[NM]

[NM]
Ускоритель педаль [%]
5 10 20 30 40 50 60 100
Двигатель
скорость
[мин]
800 45 90 107 109 110 111 114 116
1300 60 105 132 133 134 136 138 141
1800 35 89 1 33 141 142 144 145 149
2300 19 70 133 147 148 150 151 155
2800 3 55 133 153 159 161 163 165
3300 0 41 126 152 161 165 167 171
3800 0 33 116 150 160 167 170 175
4300 0 26 110 155 169 176 90 176 180 184
4800 0 18 106 155 174 179 185 190
5300 0 12 96 147 167 175 181 187
5800 0 4 84 136 161 170 175 183

4
6300 6300 0 0 72 120 145 145 153 159 171

Пример Карта электроэнергии для бензина, Спригное зажигание (SI) Двигатель :

Двигатель
мощность
[л.с.]
Ускоритель положение педали [%]
5 10 20 30 40 50 60 100
двигателя
скорость
[мин]
800 5 10 12 12 13 13 13 13
1 300 11 19 24 25 25 25 26 26
1800 9 23 34 36 36 37 37 38
2300 6 23 44 48 48 49 49 51
2800 1 22 53 61 63 64 65 66
3300 0 19 59 71 76 78 78 80
3800 0 18 63 81 87 90 92 95
4300 0 16 67 95 103 108 110 113
4800 0 12 72 106 119 122 126 130
5300 0 9 72 111 126 132 137 141
5800 0 3 69 112 133 140 145 151
6300 0 0 65 108 130 137 143 153

электронный блок управления (ЭБУ ) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущей частоты вращения двигателя и нагрузки. В ECM нагрузка выражается давлением во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и временем впрыска или массой топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки, основанные на температуре и давлении воздуха на впуске.

График данных крутящего момента и мощности, функции частоты вращения двигателя и нагрузки, дает следующие поверхности:

Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.

Изображение: Кривые крутящего момента двигателя SI

Изображение: Кривые мощности двигателя SI двигатель зависит как от оборотов двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривой (кривые) при полной нагрузке (100% положение педали акселератора). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке показывают максимальное распределение крутящего момента и мощности во всем диапазоне частоты вращения двигателя.

Изображение: Параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

Форма приведенных выше кривых крутящего момента и мощности не соответствует реальному двигателю, их целью является объяснение основных параметров. Тем не менее, формы аналогичны реальным характеристикам двигателя с искровым зажиганием (бензин), портового впрыска, атмосферного двигателя.

Частота вращения двигателя N e [об/мин] характеризуется четырьмя основными моментами:

N мин – минимальная устойчивая частота вращения двигателя при полной нагрузке
N Tmax 7 – частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
Н Pmax – частота вращения двигателя при максимальной мощности двигателя; также называется номинальная частота вращения двигателя
N max – максимальная стабильная частота вращения двигателя

При минимальной частоте вращения двигатель должен работать ровно, без колебаний и остановок.Двигатель также должен позволять работать на максимальных оборотах без каких-либо повреждений конструкции.

Кривая T e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T 0 – крутящий момент двигателя при минимальной частоте вращения двигателя крутящий момент (пиковый крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T P – крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T M – крутящий момент двигателя при максимальных оборотах двигателя с турбонаддувом) пиковый крутящий момент может быть либо точкой, либо линией.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Кривая мощности двигателя при полной нагрузке P e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:

P 0 – мощность двигателя при минимальных оборотах двигателя

макс. мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P T – мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P M – мощность двигателя при максимальных оборотах двигателя

Область между минимальными оборотами двигателя Н мин и максимальный крутящий момент оборотов двигателя N Tmax называется нижней границей зоны крутящего момента.Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше стартовые/разгонные возможности автомобиля. Когда двигатель работает в этой области, при полной нагрузке, если увеличивается сопротивление дороги, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и остановке двигателя . По этой причине эта область также называется областью нестабильного крутящего момента.

Область между частотой вращения двигателя с максимальным крутящим моментом Н Tmax и частотой вращения двигателя с максимальной мощностью Н Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших результатов переключение передач (вверх) следует выполнять при максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач, после переключения выбранная передача будет снижать частоту вращения двигателя при максимальном крутящем моменте, что обеспечит оптимальное ускорение. Переключение передач при максимальной мощности двигателя будет поддерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N max называется зоной верхнего предела крутящего момента.Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что приводит к более высокой максимальной скорости автомобиля и лучшему ускорению на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальным крутящим моментом оборотов двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N max , если сопротивление дороги автомобиля увеличивается, частота вращения двигателя падает, а выходной крутящий момент увеличивается, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента.

Ниже приведены примеры кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с воспламенением от сжатия) и типа впуска воздуха (атмосферный или с турбонаддувом).

Honda 2.0 крутящий момент двигателя и мощности на полную нагрузку

4

4

5

4
4 IN-Line

Изображение: Honda 2.0 Si Двигатель — крутящий момент и кривые власти на полную нагрузку

Топливо бензин (СИ)
Объем двигателя [см 3 ] +1998
впрыска топлива порт клапана впускного
Воздух атмосферного
газораспределения переменная
Т макс [Нм] 190
Н Тмакс [мин] 4500
Р макс [ HP] 155
N Pmax [об/мин] 6000
Н макс. [об/мин] 6800

Saab 2.0T крутящий момент двигателя и мощность на полной нагрузке

5 901 74
4 IN-RAINE

Изображение: Saab 2.0T SI Двигатель — крутящий момент и кривые власти на полную нагрузку

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
впрыска топлива порт клапан впускной
Air турбинным
Клапан Timing фиксированные
T Max [NM] 265
N TMAX [RPM]

2500
P Max [HP] 175
N Pmax [об/мин] 5500
Н макс. [об/мин] 6300

Audi 2.0 TFSI Двигатель и мощность на полную нагрузку

5

5 N Tmax [RPM]
4 IN-Line

Изображение: AUDI 2.0 TFSI SI Двигатель — крутящий момент и кривые власти на полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1994
впрыска топлива прямой
Воздухозаборник турбинным
Клапан Timing фиксирован
T Max [NM] 280
1800 — 5000
P Max [ HP] 200
N Pmax [об/мин] 5100 – 6000
Н макс [об/мин] 6500

Тойота 2.0 D-4D двигатель крутящий момент и мощность на полную нагрузку

5 9017 9
4 IN-Line

Изображение: Toyota 2.0 ДВИГАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЬ — крутящий момент и кривые мощности на полной нагрузке

Топливо дизельное топливо (ДИ)
Объем двигателя [см 3 ] +1998
впрыска топлива прямое потребление
Воздух турбинным
Фазы газораспределения фиксированной
T макс [Нм] 300
Н Тмакс [мин] 2000 — 2800
P макс [л.с.] 126
N Pmax [об/мин] 3600
N макс. [об/мин] 5200

Mercedes-Benz 1.8 kompressor двигатель крутящий момент и мощность на полной нагрузке

5

5 BMW 3.0 Твинтрубо двигатель двигателя и мощность на полную нагрузку
4 IN-Line

Изображение: Mercedes Benz 1.8 Kompressor Si Двигатель Si — крутящий момент и кривые силы на полную нагрузку

бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1796
впрыска топлива порт клапан впускной
Air наддувом
клапан времени фиксированной
Т макс [Нм] 230
Н Тмакс [мин] 2800 — 4600
Р макс [л.с. ] 156
N Pmax [об/мин]

5
6 IN-Line

Изображение: BMW 3.0 TWINTURBO SI Двигатель Si — крутящий момент и кривые власти на полную нагрузку

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 2979
впрыска топлива прямой
Воздухозаборник двухступенчатая
турбинным
газораспределения переменная
Т макс [Нм] 400
Н Тмакс [мин] 1300 — 5000
Р макс [л.с.] 306
Н Pmax [об/мин] 90 176 5800
Н макс. [об/мин] 7000

Mazda 2.6 крутящий момент вращения двигателя и мощность на полную нагрузку

5 9017 9
2 Wankel

Изображение: Mazda 2.6 Si Engine — крутящий момент и кривые мощности на полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1308 (2616)
Топливный клапан порт
Забор воздуха атмосферная
клапан времени фиксированной
T макс [Нм] 211
Н Тмакс [мин] 5500
Р макс [л.с.] 231
Н Pmax [об/мин] 8200
N макс. [об/мин] 9500

Porsche 3.6 крутящий момент двигателя и мощность на полную нагрузку

5 9 0175 N MAX N MAX [RPM]
6 квартал 6 квартал

Изображение

Изображение

Изображение: Porsche 3.6 Engine Engine — крутящий момент и кривые власти на полной нагрузке

Топливо бензин бензин бензин бензин
Объем двигателя [см 3 ] 3600
впрыска топлива порт клапана впускного
Воздух атмосферная
Фазы газораспределения переменная
Т макс [Нм] 405
Н Тмакс [мин] 5500
Р макс [л.с.] 415
Н Pmax [об/мин] 7600
8400 9400

ключевых заявлений, чтобы иметь в виду, что касается мощности двигателя и крутящего момента:

крутящий момент

  • крутящий момент — это компонент мощности
  • крутящий момент может быть увеличен за счет увеличения среднего эффективного давления двигателя или снижения потерь крутящего момента (трение, прокачка)
  • наличие более низкого максимального крутящего момента, распределенного по диапазону скоростей двигателя, с точки зрения тяги лучше, чем при более высоком максимальном крутящем моменте
  • крутящий момент на низких оборотах очень важен для пусковых способностей транспортных средств
  • высокий крутящий момент полезен в условиях бездорожья, когда автомобиль эксплуатируется на больших уклонах дороги, но на низкой скорости

Мощность

  • мощность двигателя зависит как на крутящий момент, так и на скорость
  • мощность можно увеличить, увеличив крутящий момент или скорость двигателя
  • высокая мощность r важен для высоких скоростей автомобиля, чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость автомобиля
  • распределение мощности двигателя при полной нагрузке в диапазоне оборотов двигателя влияет на способность автомобиля к ускорению на высоких скоростях
  • для наилучшего характеристики ускорения, автомобиль должен эксплуатироваться в диапазоне мощности, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью

По любым вопросам или замечаниям относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

л.с. и крутящий момент: как оба показателя дают представление о характеристиках двигателя

крутящий момент

Крутящий момент — это измерение скручивающей или вращательной силы. В двигателях тяжелой техники крутящий момент представляет собой вращающую силу, создаваемую валом двигателя. Чем больше крутящий момент выдает двигатель, тем больше его способность выполнять работу.

лошадиных сил

Лошадиная сила определяется как скорость выполнения работы или скорость выполнения работы.Значение лошадиных сил говорит вам, какую работу способен выполнить ваш двигатель за определенный период времени. Это значение зависит как от крутящего момента, так и от оборотов.

Основные уравнения, связывающие крутящий момент и скорость вращения с мощностью, следующие:

Мощность (л.с.) = крутящий момент (фут-фунт) x об/мин / 5252

Мощность (кВт) = крутящий момент (Нм) x об/мин / 9550

Как измерить крутящий момент и мощность двигателя

Наиболее распространенным методом измерения крутящего момента и мощности двигателя является динамометрический тест.Этот тест обычно работает путем подключения выходного вала двигателя к установке, которая прикладывает резистивную нагрузку.

При приложении резистивной нагрузки динамометр измеряет как крутящий момент, так и скорость вращения двигателя. Конечным результатом является кривая производительности двигателя, которая отображает крутящий момент, скорость и мощность. Этот метод используется производителями двигателей для разработки спецификаций для конкретного двигателя. Это также распространенный метод количественной оценки истинной выходной мощности автомобилей, как показано на изображении ниже:

  Рис. 1. Стенд для автомобильных динамометрических испытаний. Ролики под колесами измеряют крутящий момент и скорость, а затем рассчитывают мощность по приведенному выше уравнению.

Хотя этот метод является простым для передвижных механизмов (таких как транспортные средства), он не идеален в ситуациях, когда оборудование уже установлено. Испытания на динамометрическом стенде в таких ситуациях требуют, чтобы оборудование было физически разобрано и отправлено на место испытаний. Затраты и время простоя, связанные с этим подходом, могут быть значительными.

Существует несколько способов измерения истинного крутящего момента (и мощности) вашего двигателя, которые не требуют разборки или модификации оборудования. Как эксперты по телеметрии крутящего момента, мы обнаружили, что система телеметрии крутящего момента для поверхностного монтажа , основанная на тензометрическом датчике , является наиболее точным вариантом. Испытания можно проводить на установленном оборудовании, и данные о мощности выдаются быстро и точно.

Рис. 2. Система телеметрии крутящего момента Binsfeld в сочетании с датчиком скорости помогает проверять выходную мощность морского судна. (Для полного примера нажмите ЗДЕСЬ )

 

Почему мощность и крутящий момент важны для понимания и проверки характеристик двигателя?

Для точного количественного определения производительности двигателя необходимы мощность и крутящий момент. Давайте рассмотрим сценарий, в котором оба эти значения важны.

Допустим, вы судовладелец и обеспокоены тем, что ваш недавно переоборудованный корабль не выдает той мощности, которая должна быть.Вам нужно, чтобы этот корабль функционировал на своей номинальной мощности, чтобы гарантировать, что вы работаете эффективно. Корабли, которые функционируют ниже своих определенных возможностей, неэффективны, вероятно, потребляют больше топлива и, как правило, работают в убыток.

Чтобы убедиться, что ваш корабль работает так, как сказал производитель, вы должны выполнить тест, который количественно определяет реальную мощность двигателя — проверочный тест мощности двигателя. Вы знаете, на какую мощность должен быть рассчитан корабль, но чтобы определить реальную выходную мощность корабля, вы начнете с измерения крутящего момента.

Используя тензодатчик, подключенный к системе телеметрии крутящего момента , вы можете увидеть, какой крутящий момент выдает двигатель. Объедините это с числом оборотов корабля, завершите расчет лошадиных сил, и вы получите фактическую мощность корабля.

Вы можете сравнить расчетную мощность с заявленной производителем, чтобы увидеть, как ведет себя ваш корабль. Если эти значения совпадают, ваш корабль работает должным образом. Если ваши расчеты ниже заявленных производителем, теперь у вас есть информация, необходимая для определения того, почему ваш корабль работает не так, как должен.

На этом этапе вы можете поговорить либо с консультантом, либо с изготовителем двигателя, либо с изготовителем гребного винта, чтобы определить источник проблемы с производительностью судна и решить, как ее исправить.

Мощность и крутящий момент обеспечивают базовую информацию о характеристиках двигателя

Не зная фактического крутящего момента вашей машины, невозможно точно оценить ее производительность. Вы можете смотреть на число оборотов в минуту и ​​другие показатели двигателя, но вам нужно знать крутящий момент, чтобы рассчитать мощность и эффективно оценить производительность двигателя.

Как мы упоминали ранее в нашей статье о мониторинге производительности корабля, когда у вас есть возможность точно измерять и контролировать мощность, вы можете следить за рядом показателей диагностики производительности. От профилактического обслуживания до оптимизации топливной экономичности, когда вы можете регулярно контролировать работу двигателя, вы можете повысить эффективность работы и сократить время простоя.

Измерение крутящего момента

может предоставить вам информацию, необходимую для правильной и эффективной работы тяжелого промышленного и производственного оборудования.Если вы готовы инвестировать в высококачественную систему измерения крутящего момента, поговорите со специалистами Binsfeld.

Сколько лошадиных сил и крутящего момента производит Ford F-150 2021 года выпуска?

Варианты двигателя Ford F-150 2021 года, мощность и крутящий момент

Ford представил Ford F-150 2021 модельного года 2021 года по стартовой рекомендованной розничной цене 29 290 долларов. Вам интересна информация, которую Ford опубликовал об этом чудовище? Самая захватывающая часть этого грузовика от Ford — это мощность и крутящий момент для каждого варианта двигателя F-150 2021 года.Чтобы впитать эти цифры для себя, продолжайте читать приведенный ниже блог, представленный вам ниже Лэнгдейлом Фордом в Вальдосте, Джорджия.



В зависимости от того, какой двигатель установлен, Ford F-150 2021 года может производить от 250 до 430 лошадиных сил и от 265 до 570 фунт-футов крутящего момента.

Грузовик предлагается с шестью различными силовыми агрегатами: 3,3-литровый V6, твин-турбо 2,7-литровый EcoBoost V-6, твин-турбо 3,5-литровый EcoBoost V-6, бензиново-электрический гибрид PowerBoost (на базе 3.5-литровый V6), турбодизельный 3,0-литровый V-6 и традиционный 5,0-литровый V8. Каждый силовой агрегат работает в паре с 10-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач.

Engine

лошадиные силы

6
крутящий момент
3,3-литровый V-6 290 HP 265 LB-FT
2,7-литровый ECOBOOST V-6 325 л.с. 400 фунт-фут
5,0-литровый V8 400 л.с. 410 фунт-фут
3.0-литровый силовой ход V-6, турбо-дизель 250 HP 440 LB-FT
3,5-литровый ECOBOOST V-6 400 HP 500 LB-FT
3,5-литровый PowerBoost V-6, гибридный 430 л.с. 570 фунт-фут

Запланировать тест-драйв в Вальдосте, Джорджия


Улучшения мощности и крутящего момента F-150 2021 г. по сравнению с 2020 г.

Газовый двигатель V-8, который использовался в прошлом году, теперь развивает на пять лошадиных сил больше и крутящий момент на 10 Нм больше для модели 2021 года.Точно так же 3,5-литровый вариант EcoBoost V-6 получает дополнительные 25 л.с. и 30 фунт-футов по сравнению с последней итерацией.

Новый гибрид PowerBoost развивает самый высокий крутящий момент среди всех силовых агрегатов Ford F-150. Впервые половина силовых агрегатов F-150 2021 года имеет мощность 400 и более лошадиных сил. И новая модель Raptor еще не раскрыта. Грузоподъемность Ford F-150 2021 года составляет 3325 фунтов, а тяговое усилие — 14000 фунтов.


Каковы основные характеристики и опции Ford Mustang GT Premium 2021 года?


Что такое турбо, мощность, крутящий момент? I Country Truck Service

лошадиных сил, турбо, крутящий момент, что все это значит? Почему это имеет значение?

Мощность в л.с.
Мощность в л.с. — это наиболее часто используемый термин для обозначения мощности, которую может генерировать двигатель.Он измеряет, какую постоянную работу может выполнять двигатель. Одна единица лошадиной силы конкретно измеряется как 33 000 футо-фунтов в минуту. Это соответствует 746 Вт, 2545 БТЕ или 2 684 975 джоулей энергии.

Однако использование лошадиных сил может показаться необычным для людей, не знакомых с историей двигателей. Он был придуман в середине-конце 1700-х годов Джеймсом Уаттом, инженером, работавшим над паровыми двигателями. Он хотел найти способ сформулировать мощность, вырабатываемую лошадьми, чтобы он мог объяснить, насколько мощнее двигатель.Это стало широко используемым способом описания двигателей для тех, кто не знаком с тем, как они работают, как способ сравнения яблок с апельсинами. Теперь все, что имеет двигатель, будет описывать его мощность, будь то газонокосилка или автомобиль/грузовик.

Турбина
Возможно, вы заметили, что ваш автомобиль имеет дополнительные цифры и/или буквы в эмблемах на багажнике, задней двери и/или в описании двигателя в руководстве по эксплуатации. Если он включает букву «T» (например, 2.0T), ваш двигатель может быть с турбонаддувом.Многие двигатели имеют так называемый турбокомпрессор. Используется для увеличения мощности двигателя. Например, четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом может производить такую ​​же мощность, как и более крупный шестицилиндровый двигатель. Однако, как двигатель меньшего размера, четырехцилиндровый двигатель потребляет меньше топлива при обычном движении. Это означает, что вы получаете выгоду от лучшей экономии топлива, но при этом получаете дополнительную мощность, когда вам это нужно.

Крутящий момент
Крутящий момент немного отличается от мощности в лошадиных силах, но также является показателем мощности двигателя.Однако крутящий момент измеряет тяговое усилие двигателя из остановленного положения. Грузовикам нужен большой крутящий момент для перемещения тяжелых грузов. Самая сложная часть буксировки двигателя — это привести груз в движение, и именно здесь важен высокий крутящий момент. Когда транспортное средство движется, важны другие факторы, такие как мощность и скорость.

Мощность в л.с. и крутящий момент
Эти два понятия тесно связаны, поскольку мощность в л.с. зависит от крутящего момента и частоты вращения двигателя. Вы можете рассчитать мощность, умножив крутящий момент на частоту вращения двигателя в об/мин, разделенную на 5252 (лошадиная сила = крутящий момент x [об/мин/5252]).Кроме того, всякий раз, когда вы слышите о мощности и крутящем моменте, имейте в виду, что это пиковые значения двигателя. Только двигатель с турбокомпрессором, вероятно, сможет поддерживать максимальный крутящий момент в течение любого промежутка времени.

Однако размышления о лошадиных силах, турбонаддуве или крутящем моменте не дадут вам полной картины, потому что эти концепции работают вместе, чтобы создать общее впечатление от вождения. Грузовик с высокой мощностью, но низким крутящим моментом будет ощущаться, как будто он плохо разгоняется с места, но будет чувствовать себя сильнее на более высоких скоростях.Двигатель с высоким крутящим моментом и малой мощностью будет более плавно разгоняться после остановки, но будет испытывать затруднения при увеличении скорости двигателя (до тех пор, пока ваша коробка передач не переключит передачу). Вес автомобиля/грузовика также может влиять на ускорение. Таким образом, даже если двигатель очень большой, тяжелое транспортное средство значительно повлияет на ощущения от вождения. Кроме того, двигатели с высоким крутящим моментом могут вызвать проблемы с проскальзыванием колес в условиях низкого сцепления с дорогой, например, в дождь и снег. В конечном счете, поиск автомобиля, в котором вы чувствуете себя комфортно во время вождения и который может выполнять необходимую вам работу, должен быть вашей главной задачей при выборе автомобиля.

 

Крутящий момент

Загрузка

 

Мощность — это скорость, с которой совершается работа, то есть скорость, с которой энергия передается силой. Сила вращения, создаваемая двигателем (с помощью которой передается энергия), называется крутящим моментом.

об/мин — это сокращение от «оборотов в минуту». Это скорость, с которой двигатель вращает маховик.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) не производят одинаковую мощность на всех скоростях двигателя, поэтому существует частота вращения двигателя (об/мин), при которой двигатель будет генерировать максимальную мощность.То же самое и с крутящим моментом.
В качестве характеристики двигателя внутреннего сгорания максимальный крутящий момент обычно создается при меньшей частоте вращения двигателя, чем при максимальной мощности.

Гораздо проще.
Мощность — это количество энергии, которое двигатель может передать за время… (Вот откуда вы берете пикап)
Крутящий момент — это грузоподъемность.
Так что это зависит от ваших потребностей. Чем большее ускорение вы хотите, тем больше мощности вам нужно… в то время как в случае, если вам нужно нести груз, вам нужен больший крутящий момент.
Об/мин указывает, при каких оборотах двигатель может развивать максимальную мощность/крутящий момент.
Бензиновые автомобили лучше развивают мощность, а дизельные двигатели — крутящий момент.
Для ускорения нужны и мощность, и крутящий момент. Проще говоря, крутящий момент — это скорость, с которой двигатель может производить мощность. Помните, что ускорение — это скорость, с которой изменяется скорость, поэтому для поддержания скорости вам нужна мощность для преодоления сопротивления (трение о дорогу, трение о воздух, а также трение в движущихся частях двигателя автомобиля и трансмиссии).2).Радиус F x станет более важно позже.

Крутящий момент — это мера того, какая сила, действующая на объект, заставляет этот объект вращаться. Объект вращается вокруг оси, которую мы назовем точкой вращения и обозначим буквой «О». Мы назовем силу «F». Расстояние от точки вращения до точки, в которой действует сила, называется плечом момента и обозначается буквой «r». Обратите внимание, что это расстояние «r» также является вектором и указывает от оси вращения до точки, где действует сила.(Обратитесь к рисунку 1 для графического представления этих определений.)

Вы создаете крутящий момент каждый раз, когда прикладываете усилие с помощью гаечного ключа. Хорошим примером является затяжка гаек на колесах. Когда вы используете гаечный ключ, вы прикладываете усилие к рукоятке. Эта сила создает крутящий момент на гайке, который стремится провернуть гайку.
Единицей СИ для крутящего момента является ньютон-метр (Нм). В имперских и американских единицах измерения он измеряется в фут-фунтах (фут-фунт-сила) (также известный как «фунт-фут»), а для меньшего измерения крутящего момента: в дюйм-фунтах (дюйм-фунт-сила) или даже в дюйм-унциях (дюйм-унция). .

Крутящий момент определяется как:

r X F = r F sin

 

Обратите внимание, что единицы крутящего момента содержат расстояние и силу. Чтобы рассчитать крутящий момент в имперских единицах, вы просто умножаете силу на расстояние от центра. В случае с зажимными гайками, если ключ имеет длину в фут и вы прикладываете к нему усилие в 200 фунтов, вы создаете крутящий момент в 200 фунт-футов.Если вы используете 2-футовый ключ, вам нужно приложить к нему всего 100 фунтов силы, чтобы создать такой же крутящий момент.
В единицах СИ сила в три ньютона, приложенная, например, в двух метрах от зажимных гаек, создает такой же крутящий момент, как один ньютон, приложенный в шести метрах от зажимных гаек. Это предполагает, конечно, в обоих случаях, что сила направлена ​​под прямым углом к ​​прямому рычагу.

Автомобильный двигатель создает крутящий момент и использует его для вращения коленчатого вала. Этот крутящий момент создается точно так же: сила прикладывается на расстоянии.Давайте внимательно посмотрим на некоторые детали двигателя:

Сгорание газа в цилиндре создает давление на поршень. Это давление создает силу на головке поршня, которая толкает ее вниз. Усилие передается от поршня к шатуну, а от шатуна к коленчатому валу. Обратите внимание, что точка крепления шатуна к коленчатому валу находится на некотором расстоянии от центра вала. Горизонтальное расстояние изменяется по мере вращения коленчатого вала, поэтому изменяется и крутящий момент, поскольку крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние.
Вам может быть интересно, почему только горизонтальное расстояние важно для определения крутящего момента в этом двигателе. Вы можете видеть, что когда поршень находится в верхней или нижней части своего хода, шатун указывает прямо вниз или вверх в центре коленчатого вала. В этом положении крутящий момент не создается, потому что только сила, действующая на рычаг в направлении, перпендикулярном рычагу, создает крутящий момент.

 

 

Таким же образом можно описать работу двигателя Roto Wankel.На изображении выше вы можете видеть синий «шатун», соединенный с центральным валом. При изменении угла изменяется крутящий момент, но редко случается, что «синий шатун» указывает прямо на центр коленчатого вала. Точнее, каждое третье вращение. Двигатель Отто делает это дважды за каждый оборот. И, как я объяснял ранее, это момент, когда крутящий момент равен 0. Вот почему двигатель Ванкеля имеет лучший крутящий момент и мощность, чем двигатель Отто.

Крутящий момент в физике — это псевдовектор, который измеряет тенденцию силы вращать объект вокруг некоторой оси (или точки опоры, или точки поворота).Точно так же, как сила представляет собой толчок или тягу, крутящий момент можно рассматривать как крутящий момент. Символом крутящего момента является греческая буква тау.

Крутящий момент также называют моментом или моментом силы. Это не следует путать с различными другими определениями «момент» в физике. В контексте машиностроения термины «момент» и «крутящий момент» не обязательно взаимозаменяемы; скорее, тот или иной предпочтительнее в конкретном контексте. Например, «крутящий момент» обычно используется для описания силы вращения на валу, например, с помощью гаечного ключа, тогда как «момент» чаще используется для описания изгибающей силы, действующей на балку.

Величина крутящего момента зависит от трех величин: во-первых, приложенной силы; во-вторых, длина плеча рычага, соединяющего ось с точкой приложения силы; и в-третьих, угол между ними. Опять же условными обозначениями:

Где


Особенно важна длина плеча рычага; Правильный выбор этой длины лежит в основе работы рычагов, шкивов, шестерен и большинства других простых механизмов, требующих механического преимущества

Направление крутящего момента можно определить с помощью правила захвата правой рукой: согните пальцы правой руки, чтобы указать направление вращения, и вытяните большой палец так, чтобы он совпадал с осью вращения.Ваш большой палец указывает в направлении вектора крутящего момента.

Крутящий момент является частью базовой спецификации двигателя: выходная мощность двигателя выражается как его крутящий момент, умноженный на его скорость вращения оси. Двигатели внутреннего сгорания создают полезный крутящий момент только в ограниченном диапазоне скоростей вращения (обычно от 2000 до 5000 об / мин для небольшого автомобиля). Изменение выходного крутящего момента в этом диапазоне можно измерить с помощью динамометра и показать в виде кривой крутящего момента. Пик этой кривой крутящего момента находится несколько ниже общего пика мощности.Пик крутящего момента не может по определению появляться при более высоких оборотах, чем пик мощности.

Понимание взаимосвязи между крутящим моментом, мощностью и частотой вращения двигателя имеет жизненно важное значение в автомобилестроении, поскольку оно связано с передачей мощности от двигателя через трансмиссию к колесам. Мощность обычно зависит от крутящего момента и частоты вращения двигателя. Зубчатая передача трансмиссии должна быть выбрана соответствующим образом, чтобы максимально использовать характеристики крутящего момента двигателя.

Как правило, кривая крутящего момента двигателя с турбонаддувом представляет собой крутой подъем, а затем пологую почти до максимальных оборотов.Типичный атмосферный двигатель очень отличается, с очень низким крутящим моментом на низких оборотах, а затем быстрым ростом оборотов до пикового крутящего момента, а затем снова быстрым падением. Область под кривой крутящего момента Turbo намного больше у турбодвигателя. И если вы удвоите крутящий момент, вы удвоите ускорение, уберите из него коробку передач. Крутящий момент играет роль в улучшении ускорения именно по тем причинам, которые я изложил в отношении кривой крутящего момента: большее количество передач позволяет разработчику удерживать двигатель в более точном диапазоне оборотов, обеспечивающих максимальный крутящий момент.Атмосферному двигателю нужны обороты для производства мощности.

Если сила действует на расстоянии, она совершает механическую работу. Точно так же, если крутящему моменту позволено действовать через расстояние вращения, он совершает работу. Мощность — это работа в единицу времени. Однако время и расстояние вращения связаны угловой скоростью, где каждый оборот приводит к тому, что длина окружности проходит под действием силы, создающей крутящий момент.
Мощность, инжектируемая приложенным крутящим моментом, может быть рассчитана как:

Мощность = крутящий момент x угловая скорость

Как видите, крутящий момент и мощность напрямую связаны.Мощность — это просто приложение X количества крутящего момента в течение Y времени. Необходимо использовать согласованные единицы. Для метрических единиц СИ мощность — это ватты, крутящий момент — это ньютон-метры, а угловая скорость — это радианы в секунду (не об/мин и не обороты в секунду).
В правой части это скалярное произведение двух векторов, дающее скаляр в левой части уравнения. Математически уравнение можно изменить, чтобы вычислить крутящий момент для заданной выходной мощности. Обратите внимание, что мощность, подаваемая крутящим моментом, зависит только от мгновенной угловой скорости, а не от того, увеличивается ли угловая скорость, уменьшается или остается постоянной во время приложения крутящего момента (это эквивалентно линейному случаю, когда мощность, подаваемая силой зависит только от мгновенной скорости, а не от результирующего ускорения, если таковое имеется).

Для различных единиц мощности, крутящего момента или угловой скорости в уравнение необходимо ввести коэффициент преобразования. Кроме того, если скорость вращения (оборот за время) используется вместо угловой скорости (радианы за время), необходимо добавить коэффициент преобразования 2Pi, поскольку в одном обороте 2Pi радиан:

Мощность = крутящий момент X 2π X скорость вращения

, где скорость вращения выражается в оборотах в единицу времени.

Теперь вы можете рассчитать мощность вашего автомобиля при заданных оборотах.И теперь вы понимаете, почему Формула 1 так жаждет оборотов двигателя. Самый «простой» способ увеличить мощность — увеличить скорость вращения двигателя.

Аа, кстати, Формула 1!

В Формуле-1 инженеры склонны сопоставлять уровень крутящего момента двигателя для отдельных трасс, для разных участков трассы и для разных условий на гоночной трассе. Карты двигателей — одно из темных искусств F1. На мокрой трассе нет смысла использовать высокое значение крутящего момента. Карта крутящего момента двигателя представляет крутящий момент, создаваемый двигателем, в зависимости от частоты вращения двигателя и положения дроссельной заслонки двигателя.В ЭБУ карта крутящего момента двигателя используется для позиционирования дроссельной заслонки двигателя в соответствии с потребностями водителя в крутящем моменте. Карта крутящего момента водителя представляет крутящий момент, запрошенный водителем, в зависимости от частоты вращения двигателя и положения педали акселератора. FIA ввела правила, которые определяют, как вы можете контролировать крутящий момент двигателя, и подпадают под действие статей 5.5 и 5.6 технического регламента.
За некоторыми особыми исключениями, крутящий момент двигателя должен контролироваться водителем. Эти исключения включают в себя: переключение на более низкую передачу, ограничитель скорости на пит-лейн, функцию предотвращения заклинивания и стратегию ограничителя конца прямой.Обратите внимание, что здесь перечислены не все исключения. Есть много других.
Водитель может управлять крутящим моментом только с помощью одной педали акселератора.
При педали с нулевым процентом (при выключенной дроссельной заслонке) требуемый крутящий момент должен быть меньше или равен нулю; при педали 100% (полный газ) требуемый крутящий момент должен соответствовать или превышать максимальный крутящий момент двигателя в его текущем состоянии (Статья 5.5.3).
Существуют ограничения на форму потребности в крутящем моменте в зависимости от положения педали и частоты вращения двигателя (для предотвращения характеристик двигателя, которые могут использоваться в качестве вспомогательных средств для водителя).
При соблюдении этих ограничений требуемый крутящий момент формируется в зависимости от положения дроссельной заслонки и частоты вращения двигателя, чтобы обеспечить желаемую реакцию водителя и автомобиля.
Карты педалей водителя можно менять от цепи к цепи в зависимости от характеристик цепи. Например, водители могут захотеть большей точности при первом нажатии педали в Монако. Точно так же некоторые водители настаивают на карте педали для влажной погоды.
Карты крутящего момента двигателя также корректируются с учетом выходной мощности двигателя в зависимости от условий окружающей среды.Все двигатели будут развивать больший крутящий момент в холодный день в Сильверстоуне, чем в Интерлагосе (низкое давление воздуха) или Малайзии (высокая удельная влажность). Это гарантирует, что водители будут чувствовать одинаковую реакцию двигателя при частичной нагрузке, независимо от погоды.
Карты крутящего момента также могут измениться вследствие изменений в выхлопной системе или воздухозаборнике (если команды представят новую конструкцию выхлопной трубы или новый воздухозаборник).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.