Крутящий момент двигателя: что это такое?

В Интернете куча статей, посвященных объяснению того, что такое мощность и крутящий момент автомобильного мотора. Зачем нам тогда писать еще одну? А дело в том, что имеющиеся очень сложные и непонятные.

Формулы, расчеты, заумные слова – если подзабыл курс физики со школы, то понять все очень непросто. Поэтому мы решили осветить очень популярную тему и как говорится «на пальцах» рассказать, что и как.

Сразу предупредим, определенное упрощение и аналогии, которые мы используем для наглядности, не являются строго научными, а призваны именно продемонстрировать понятия.

Крутящий момент двигателя: что это такое?Автомобиль и лошадь

Предыстория

Любой мотор начинается с показателя его мощности – во всех рекламных проспектах и документах указана она, с нее же рассчитывается налог и коэффициент ОСАГО. Показатели крутящего момента же можно встретить только в специализированных справочниках, ими интересуется куда как меньшее количество человек. Но это не значит, что мощность важнее, просто так повелось – все считать в л.с.

Кстати, сама «лошадиная сила» это условное понятие, ее вычисляли как количество работы, которое нужно произвести, чтобы поднять 75 кг на 1 метр, способности лошадей тут ни причем.

Более того, если загнать реальное животное на динамометрический стенд, то результат у среднестатистической лошади будет около 15 л.с., правда, пока она не устанет, потом ее «мощность» падает. Интересно также, что тип подсчета л.с. в разных странах отличается.

В России, чтобы высчитать л.с., нужно мощность мотора в киловаттах умножить на 1,36, а, например, в Англии на 1,34.

Крутящий момент двигателя: что это такое?На фото — показатели мощности двигателя V10 5.2 FSI

По-хорошему, мощность давно пора считать в киловаттах, как это и должно быть с точки зрения физики, но привычка и маркетинг непобедимы. Как рассказывать покупателям, что твой мотор в 100 кВт это лучше чем 120 л.с. у конкурентов, никто же не поймет. С крутящим моментом проще. Он никогда не был маркетинговым, поэтому всегда измерялся физическими величинами, а именно ньютоны умножить на метры.

Крутящий момент двигателя: что это такое?1 КВТ — 1,36 л.с.

Определения

Давайте опишем интересующие нас понятия. Сначала скучные физические определения. Мощность – величина, характеризующая мгновенную скорость передачи энергии от одной физической системы к другой. Крутящий момент –величина, характеризующая действие силы на механический объект, которое может вызвать его вращательное движение.

Теперь рассказываем своими словами. Крутящий момент – то, с какой «силой» мотор может вращать колеса, мощность – как быстро он это может делать.

«Силу» мы берем в кавычки, потому что используем как бытовое слово, а не как физический термин.

Несмотря на то, что мы максимально упростили, все равно как-то не очень понятно, поэтому теперь прокомментируем, что все это значит для реальных водителей.

Крутящий момент двигателя: что это такое?Крутящий момент

Когда мы жмем на газ чтобы тронуться, двигатель прикладывает «силу», чтобы преодолеть факторы, которые делают машину неподвижной, например, трение, гравитацию, сопротивление ветра и так далее.

Для поддержания движения нужна «сила», для набора скорости тоже, да, в общем, для всего нужна, автомобиль же не в космосе, где можно дать импульс и потом лететь пока не затормозишь. Крутящий момент как раз и показывает как много этой условной «силы» двигатель может дать.

Чем больше «силы», тем более тяжелые грузы машина может сдвинуть с места, лучше разгоняться, на более крутые горки заезжать, не вязнуть в сыпучих грунтах и так далее.

 Тут работает простой принцип «чем больше, тем лучше», но говорить об абсолютной цифре в отрыве от транспортного средства нет смысла – чтобы поднять на высокую гору легкий мопед и 20-тонную фуру нужны совершенно разные усилия.

Крутящий момент двигателя: что это такое?На фото — Jaguar F-Type

Понятие «мощность» на этом плане немного теряется, ведь мы уже сказали, что «силу» мотора определяет крутящий момент, а что еще нужно? А еще нужна динамика, для реальной эксплуатации это, пожалуй, самый важный фактор.

Когда мы представляем характеристики машины, то не думаем может ли она разогнаться до определенной скорости (хватит ли у нее для этого «силы»), а думаем сколько времени она тратит на разгон. Чем быстрее – тем комфортнее и безопаснее ездить.

Но «крутящий момент» ничего не говорит про время, понятие времени есть только у «мощности».

Крутящий момент двигателя: что это такое?Мощность мотора

Если очень грубо, то крутящий момент показывает насколько автомобиль может разогнаться, а мощность – как быстро это делает. Для характеристики максимального разгона на пределе, а именно это обычно интересует покупателей, понятие «мощность» оказывается предпочтительнее.

Братья навек

При этом противопоставлять «мощность» и «крутящий момент», что, мол, каждое отвечает за что-то одно неправильно, это мы просто сильно упростили – на самом деле оба понятия работают в паре, а сама мощность в киловаттах – это показатель крутящего момента, умноженный на количество оборотов и разделенный на 9549 (не спрашивайте почему именно это число, просто так считается). Распределение крутящего момента по оборотам – это особенность характеристик мотора, а вот мощность всегда зависит от оборотов. Неудивительно, что любое транспортное средство быстрее всего разгонится если крутить мотор до отсечки, ведь разгон – это мощность, а она живет именно на максимальных оборотах.

Крутящий момент двигателя: что это такое?Инфографика — kolesa.ru

Но мы не на гоночной трассе, не ездим постоянно с педалью газа в полу. На комфортную езду в повседневном режиме на низких оборотах уже оказывает влияние показатель крутящего момента, ведь чем он выше, тем больше мощность на данных оборотах.

Поэтому спор какой из показателей главнее непродуктивен: и «мощность», и «крутящий момент» важны для мотора, они показывают возможности двигателя в разных ситуациях, и оба пригождаются.

Тем более, что отделить один показатель от другого весьма проблематично.

Но можно сравнивать показатели разных моторов. Если у двух двигателей одинаковый крутящий момент, но у первого выше мощность, то он гораздо предпочтительнее. В обратной ситуации тоже самое: если мощность одинаковая, но у второго момент выше, то берем второй.

Чисто теоретически возможна ситуация, когда у первого мотора будет выше мощность, а у второго – крутящий момент (хотя на практике это очень редкая ситуация), тогда выбирать нужно исходя из задач.

Для гоночных треков мотор, у которого больше мощность, для размеренной повседневной езды – мотор с большим крутящим моментом.

Автор — Александр Нечаев.

Крутящий момент двигателя: что это такое, как его увеличить

https://ria.ru/20221217/dvigatel-1839454906.html

  • Крутящий момент двигателя: что это такое, как его увеличить
  • Крутящий момент двигателя: что это такое, какой должен быть, на что влияет
  • Крутящий момент двигателя: что это такое, как его увеличить

Крутящий момент двигателя — показатель силы оборотов коленчатого вала. О том, что это такое, каким бывает максимальный показатель, как рассчитать величину по… РИА Новости, 17.12.2022

  1. 2022-12-17T21:06
  2. 2022-12-17T21:06
  3. 2022-12-17T21:06
  4. экономика
  5. авто
  6. василий нестеренко

/html/head/meta[@name='og:title']/@content

/html/head/meta[@name='og:description']/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/0c/0f/1838950260_0:160:3072:1888_1920x0_80_0_0_3e9dbde83e08542b196b4bab1fce8ef1.jpg

МОСКВА, 17 дек — РИА Новости. Крутящий момент двигателя — показатель силы оборотов коленчатого вала. О том, что это такое, каким бывает максимальный показатель, как рассчитать величину по формуле, используя число оборотов, и какой должен быть показатель в зависимости от вида двигателя — в материале РИА Новости.

https://www.youtube.com/watch?v=ZPvmdy3HquM\u0026pp=ygVL0JrRgNGD0YLRj9GJ0LjQuSDQvNC-0LzQtdC90YIg0LTQstC40LPQsNGC0LXQu9GPOiDRh9GC0L4g0Y3RgtC-INGC0LDQutC-0LU_

Крутящий момент двигателяПри покупке автомобиля многие руководствуются такой характеристикой, как мощность двигателя. Однако есть еще один важный показатель — крутящий момент двигателя, о котором необходимо знать для дальнейшей эффективной эксплуатации транспортного средства.

Что этоКрутящий момент двигателя — одна из характеристик мотора, которая позволяет оценить его динамичность и способность разгонять машину в широком диапазоне скоростей. Это расчетный параметр прикладываемой силы на плечо рычага. В качестве единицы измерения выступает Ньютон на метры (Н*м).

Также крутящий момент двигателя определяют как показатель характеристики силы вращения коленчатого вала (механической детали автомобиля).Для простого примера можно представить обычный ручной комбайн с крутящейся ручкой. Прикладываемая сила в нем — это та сила, с которой человек крутит ручку.

Плечом является сама ручка, а ее длина обозначает сам крутящий момент (КМ) — чем она длиннее, тем он выше.“Крутящий момент — это величина непостоянная. Она изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателя. Поэтому при оценке крутящего момента обязательно учитывается его зависимость от оборотов”, — пояснил автомеханик Василий Нестеренко.

На что влияетКМ прямым образом влияет на быстроту развития скорости. Кроме этого, крутящий момент позволяет понять, насколько сильный двигатель у автомобиля. То есть чем выше эта характеристика (показатель силы), тем мощнее машина.

От чего зависитВеличина КМ зависит от нескольких важных показателей:Каждый из них взаимосвязан — рост объема двигателя провоцирует рост силы, что в итоге выражается в значении крутящего момента. То же касается и рабочего давления, создаваемого в цилиндрах — чем оно выше, тем больше сила, давящая на площадь поршня.

Радиус кривошипа обуславливается той же схемой, однако в современных двигателях этот показатель можно варьировать только в ограниченных рамках.Формула расчетаЧтобы рассчитать крутящий момент в ньютонах, можно использовать общепринятую формулу:M = P х 9550 / NP — мощность двигателя в киловаттах (кВт).N — число оборотов двигателя в минуту.M — крутящий момент.

9550 — постоянный коэффициент в формуле.Такая формула позволяет оценить эффективность крутящего момента в совокупности с мощностью и числом оборотов двигателя в минуту.Чтобы не запутаться, можно использовать конвертер на разных автолюбительских сайтах в интернете.

Кроме этого, если есть необходимость вычислить крутящий момент двигателя, мощность которого выражается в лошадиных силах, то можно применить калькулятор перевода из данного показателя в киловатты.Увеличение крутящего моментаВеличина крутящего момента напрямую отражает эффективность двигателя внутреннего сгорания, а также позволяет оценивать время разгона машины.

Читайте также:  Покраска литых дисков своими руками: как самому покрасить диски автомобиля

Повлиять на этот результат можно несколькими способами:Кроме вышеперечисленных способов, можно также попробовать настроить карбюратор, увеличить турбонаддув, заменить форсунки, увеличить компрессию или выполнить расточку цилиндров.“Как правило, для увеличения используют сразу несколько вариантов на выбор, чтобы достичь нужных значений”, — прокомментировал эксперт.

Максимальный крутящий моментМаксимальный крутящий момент — это пик, после которого показатель не растет. Уровень КМ зависит от оборотов в цилиндре. При малых вращениях показатель низкий, при средних — начинает расти, а при максимальных — достигает пика.

Стоит понимать, что при максимальных значениях “теряются” значения крутящего момента из-за сильного разогрева масла, трения поршней и других деталей. Поэтому рост качества работы прекращается и идет на спад.“Самый максимальный крутящий момент выдают бензиновые двигатели (при оборотах 3000-6000 в минуту в зависимости от марки машины)”, — добавил Василий Нестеренко.

Крутящий момент у бензиновых и дизельных моторовУ разных двигателей могут значительно отличаться показатели крутящего момента. При условии одинакового объема двигателя дизельный мотор позволяет разгоняться быстрее, в то время как бензиновый дает более высокую скорость.

На низких оборотах разница наиболее заметна — дизель способен развивать тягу практически сразу, а бензиновому нужно время раскрутиться. Однако у дизеля имеется более “скромный” диапазон оборотов и требуется переход на высшую передачу, в то время как бензиновый еще продолжает раскручиваться. Поэтому выбор машины с тем или иным мотором зависит от того, какие цели преследует водитель.

Крутящий момент в легковом и грузовом транспортеЛегковой и грузовой транспорт отличаются крутящим моментом. Для второго варианта крайне важен именно высокий крутящий момент для перевозки тяжелых грузов и для того, чтобы успешно тронуться с места. Вдобавок, чем больше КМ у грузовика, тем больше его грузоподъемность.

В случае с легковыми автомобилями крутящий момент больше необходим для оценки разгона и других параметров работы двигателя.Кроме этого, если рассматривать дизельный мотор у двух видов транспорта, то пик крутящего момента у легковой машины достигается примерно при 2000-3000 оборотах, а у грузовика — при 900-1500.Что важнее – крутящий момент или мощностьВо время оценки автомобиля и его двигателя важно обращать внимание сразу на два показателя — крутящий момент и мощность. Они одинаково важны, так как взаимосвязаны — в машине мощность мотора равна его крутящему моменту на данных оборотах в минуту. При этом, чем больше КМ, тем больше мощность.“Мощность — это работа силы, совершаемая в единицу времени. Чтобы ее рассчитать необходимо умножить число оборотов на крутящий момент”, — пояснил автомеханик.К тому же, по словам эксперта, стоит также изучить обороты двигателя внутреннего сгорания. Как правило, в технических характеристиках автомобилей указывается показатель максимального крутящего момента и мощность в сочетании с количеством оборотов. Это связано с тем, что именно благодаря оборотам достигается определенная величина КМ.

https://ria.ru/20220508/avtomobil-1787453793.html

https://ria.ru/20220505/benzin-1786896396.html

https://ria.ru/20220430/mashina-1786334356.html

РИА Новости

  • internet-group@rian.ru
  • 7 495 645-6601
  • ФГУП МИА «Россия сегодня»
  • https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2022

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

  1. internet-group@rian.ru
  2. 7 495 645-6601
  3. ФГУП МИА «Россия сегодня»
  4. https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/0c/0f/1838950260_171:0:2902:2048_1920x0_80_0_0_804b886eb7ed1882b3578befbffb0874.jpg

РИА Новости

  • internet-group@rian.ru
  • 7 495 645-6601
  • ФГУП МИА «Россия сегодня»
  • https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

экономика, авто, василий нестеренко

Экономика, Авто, Василий Нестеренко

МОСКВА, 17 дек — РИА Новости. Крутящий момент двигателя — показатель силы оборотов коленчатого вала. О том, что это такое, каким бывает максимальный показатель, как рассчитать величину по формуле, используя число оборотов, и какой должен быть показатель в зависимости от вида двигателя — в материале РИА Новости.

При покупке автомобиля многие руководствуются такой характеристикой, как мощность двигателя. Однако есть еще один важный показатель — крутящий момент двигателя, о котором необходимо знать для дальнейшей эффективной эксплуатации транспортного средства.

Крутящий момент двигателя — одна из характеристик мотора, которая позволяет оценить его динамичность и способность разгонять машину в широком диапазоне скоростей.

Это расчетный параметр прикладываемой силы на плечо рычага. В качестве единицы измерения выступает Ньютон на метры (Н*м).

Также крутящий момент двигателя определяют как показатель характеристики силы вращения коленчатого вала (механической детали автомобиля).

Для простого примера можно представить обычный ручной комбайн с крутящейся ручкой. Прикладываемая сила в нем — это та сила, с которой человек крутит ручку. Плечом является сама ручка, а ее длина обозначает сам крутящий момент (КМ) — чем она длиннее, тем он выше.

“Крутящий момент — это величина непостоянная. Она изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателя. Поэтому при оценке крутящего момента обязательно учитывается его зависимость от оборотов”, — пояснил автомеханик Василий Нестеренко.

КМ прямым образом влияет на быстроту развития скорости. Кроме этого, крутящий момент позволяет понять, насколько сильный двигатель у автомобиля. То есть чем выше эта характеристика (показатель силы), тем мощнее машина.

https://www.youtube.com/watch?v=ZPvmdy3HquM\u0026pp=YAHIAQE%3D

Величина КМ зависит от нескольких важных показателей:

  • рабочий объем двигателя;
  • рабочее давление, создаваемое в цилиндрах;
  • площадь поршня;
  • радиус кривошипа (рычага) коленчатого вала.

Каждый из них взаимосвязан — рост объема двигателя провоцирует рост силы, что в итоге выражается в значении крутящего момента. То же касается и рабочего давления, создаваемого в цилиндрах — чем оно выше, тем больше сила, давящая на площадь поршня. Радиус кривошипа обуславливается той же схемой, однако в современных двигателях этот показатель можно варьировать только в ограниченных рамках.

Чтобы рассчитать крутящий момент в ньютонах, можно использовать общепринятую формулу:

P — мощность двигателя в киловаттах (кВт).

N — число оборотов двигателя в минуту.

9550 — постоянный коэффициент в формуле.

Такая формула позволяет оценить эффективность крутящего момента в совокупности с мощностью и числом оборотов двигателя в минуту.

Чтобы не запутаться, можно использовать конвертер на разных автолюбительских сайтах в интернете. Кроме этого, если есть необходимость вычислить крутящий момент двигателя, мощность которого выражается в лошадиных силах, то можно применить калькулятор перевода из данного показателя в киловатты.

Крутящий момент двигателя: что это такое?Россиянам рассказали, как подготовить машину к путешествиям

Величина крутящего момента напрямую отражает эффективность двигателя внутреннего сгорания, а также позволяет оценивать время разгона машины. Повлиять на этот результат можно несколькими способами:

  • уменьшить объем камеры сгорания для повышения степени сжатия;
  • установить коленчатый вал с большим коленом — придется поменять цилиндры, что, в свою очередь, приведет к увеличению рабочего объема;
  • с помощью чип-тюнинга двигателя — замены программного обеспечения электронного блока управления мотора;
  • замена поршни на более легкие аналоги или большего диаметра;
  • доработка головки блока цилиндра.

Кроме вышеперечисленных способов, можно также попробовать настроить карбюратор, увеличить турбонаддув, заменить форсунки, увеличить компрессию или выполнить расточку цилиндров.

“Как правило, для увеличения используют сразу несколько вариантов на выбор, чтобы достичь нужных значений”, — прокомментировал эксперт.

Крутящий момент двигателя: что это такое?Эксперт рассказал, что будет с мотором, если залить бензин подешевле

Максимальный крутящий момент — это пик, после которого показатель не растет. Уровень КМ зависит от оборотов в цилиндре. При малых вращениях показатель низкий, при средних — начинает расти, а при максимальных — достигает пика.

Стоит понимать, что при максимальных значениях “теряются” значения крутящего момента из-за сильного разогрева масла, трения поршней и других деталей. Поэтому рост качества работы прекращается и идет на спад.

“Самый максимальный крутящий момент выдают бензиновые двигатели (при оборотах 3000-6000 в минуту в зависимости от марки машины)”, — добавил Василий Нестеренко.

У разных двигателей могут значительно отличаться показатели крутящего момента. При условии одинакового объема двигателя дизельный мотор позволяет разгоняться быстрее, в то время как бензиновый дает более высокую скорость.

На низких оборотах разница наиболее заметна — дизель способен развивать тягу практически сразу, а бензиновому нужно время раскрутиться. Однако у дизеля имеется более “скромный” диапазон оборотов и требуется переход на высшую передачу, в то время как бензиновый еще продолжает раскручиваться. Поэтому выбор машины с тем или иным мотором зависит от того, какие цели преследует водитель.

Легковой и грузовой транспорт отличаются крутящим моментом. Для второго варианта крайне важен именно высокий крутящий момент для перевозки тяжелых грузов и для того, чтобы успешно тронуться с места. Вдобавок, чем больше КМ у грузовика, тем больше его грузоподъемность. В случае с легковыми автомобилями крутящий момент больше необходим для оценки разгона и других параметров работы двигателя.

https://www.youtube.com/watch?v=BcUCyxwXhZ0\u0026pp=ygVL0JrRgNGD0YLRj9GJ0LjQuSDQvNC-0LzQtdC90YIg0LTQstC40LPQsNGC0LXQu9GPOiDRh9GC0L4g0Y3RgtC-INGC0LDQutC-0LU_

Кроме этого, если рассматривать дизельный мотор у двух видов транспорта, то пик крутящего момента у легковой машины достигается примерно при 2000-3000 оборотах, а у грузовика — при 900-1500.

Крутящий момент двигателя: что это такое?Как и где купить хорошую машину в 2023 году: рекомендации экспертов

Читайте также:  АКПП Додж Караван: особенности и эксплуатация

Во время оценки автомобиля и его двигателя важно обращать внимание сразу на два показателя — крутящий момент и мощность. Они одинаково важны, так как взаимосвязаны — в машине мощность мотора равна его крутящему моменту на данных оборотах в минуту. При этом, чем больше КМ, тем больше мощность.

“Мощность — это работа силы, совершаемая в единицу времени. Чтобы ее рассчитать необходимо умножить число оборотов на крутящий момент”, — пояснил автомеханик.

К тому же, по словам эксперта, стоит также изучить обороты двигателя внутреннего сгорания. Как правило, в технических характеристиках автомобилей указывается показатель максимального крутящего момента и мощность в сочетании с количеством оборотов. Это связано с тем, что именно благодаря оборотам достигается определенная величина КМ.

Мощность двигателя, связь с крутящим моментом

Так принято, что во время оценки технических характеристик любого автомобиля, прежде всего, смотрят на его мощность, однако не менее значительным показателем считается крутящий момент. Что представляют собой оба этих понятия, какова история их появления – обо всем этом и многом другом пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.

Лошадиная сила и Ватт

Лошадиная сила — что это такое

Понятие «лошадиная сила» впервые использовал известный изобретатель и инженер конца 18-го – начала 19-го века Джеймс Уатт. Именно он придумал паровой мотор, а также первым просчитал мощность, которую развивает лошадь, поднимая уголь из шахты. 

С тех пор, а это уже более чем 200 лет, развиваемая одной лошадью мощность, то бишь одна лошадиная сила, составляет 33 тыс. футов в мин.

Эта мера используется в некоторых мировых государствах, но если говорить о Европе, то большее распространение там получила еще одна единица измерения мощности, именуемая ваттами. Ученые даже вывели формулу, и в соответствии с ней 1 л.с. = 746 Вт.

Говоря иными словами, 1 кВт, равный 1 тыс. ваттам, соответствует 1 л.с., которая была умножена на 1,34.

Мощность двигателя: как измеряют

Крутящий момент двигателя: что это такое?

Говоря о понятии «мощность двигателя», важно отметить, что для него существуют не только различные единицы измерения, но и разные их способы, причем, каждый из этих способов измерения демонстрирует другой результат. 

Так, в Японии и Соединенных Штатах для этого привлекают две разновидности показателей:

  •  Нетто. Подразумевается испытание мотора на стенде, причем, мотора, который оснащен всем, что необходимо для полноценной эксплуатации ТС – глушителем, вентилятором, генератором и т.д.
  •  Брутто. Данным способом испытывают обычно силовые установки, которые не оснащены дополнительными агрегатами. Мощность брутто на 10-20 процентов превышает мощность нетто. 

 DIN. Этот способ расчета мощности был внедрен немецким институтом стандартизации специально для измерения показателей моторов с т.н. неотделимым оборудованием, которое присутствует в машине по умолчанию. В этом случае имеется в виду насос и вентилятор системы охлаждения, генератор без нагрузки, топливный и масляный насос. 

Крутящий момент, его соотношение с мощностью

Обе упомянутых выше единицы измерения мощности (лошадиные силы и ватты, а для укрупнения показателей последней единицы принято использовать понятие киловатт) придумал Дж. Уатт, однако движет авто крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах. Почему не от мощности двигателя машины зависит ее способность к движению?

Мощность и крутящий момент – тесно связанные между собой характеристики: мощность, измеряемая в ваттах, представляет собой пример умножения крутящего момента на 0,1047 и на число об./мин.

Говоря иными словами, мощность показывает объем работы, выполняемой за указанный промежуток времени. Крутящий момент демонстрирует саму способность двигателя выполнять эту работу. 

Например, если авто застряло в болоте и перестало двигаться, мощность мотора равняется нулю, т.к. никакая работа не выполняется, тогда как крутящий момент присутствует даже при том, что его показатели окажутся минимальными, недостаточными для начала движения. Таким образом, крутящий момент без мощности бывает, но не наоборот. 

На практике от мощности напрямую зависят скоростные показатели транспортного средства: чем она выше, тем быстрее может двигаться автомобиль.

Крутящий момент (его еще называют «момент силы») — показатель силы вращения коленвала и его способность оказывать сопротивление вращению.

Высокий крутящий момент двигателя нагляднее всего в процессе разгона или при езде в тяжелых условиях, когда мотор выдерживает критические нагрузки. 

Еще одним важнейшим показателем, отображающим возможности двигателя, по праву считается диапазон оборотов, когда достигается наибольшая тяга.

Также немаловажное значение имеет эластичность мотора, то есть его возможность развивать высокие обороты под большой нагрузкой.

Имеется в виду соотношение между числом оборотов для наивысшей мощности и для достижения максимально возможного крутящего момента. 

Крутящий момент двигателя: что это такое?

Это влияет на регулировку скорости движения посредством педалей акселератора и тормоза без использования КПП, а также возможность движения с маленькой скоростью на высших передачах.

Так, например, благодаря хорошей эластичности двигателя машина на 5-й передаче ускорится с 75-80-ти км/час до 120-ти, и чем быстрее это произойдет, тем эластичнее силовая установка. Если будет стоять выбор между двумя моторами с аналогичным объемом и мощностью, то лучше тот, который эластичнее, ведь он экономичнее, тише в работе, отличается большей износостойкостью. 

Обороты силовой установки

При указании технических характеристик ТС присутствует понятие не только крутящего момента, но и оборотов двигателя. Понять, как они связаны между собой, можно лишь разобравшись в самой природе ДВС, а он представляет собой агрегат, в котором химическая энергия сгорающего в рабочей зоне топлива превращается в механическую работу. 

Так, из-за возгорания топливной смеси начинается перемещение поршня, влекущее за собой проворачивание коленвала. Получается, что происходящие поочередные циклы расширения и сжатия активируют механизм, а он обеспечивает преобразование движений поршня в обороты коленвала.

Это позволяет нам сделать вывод, что основные характеристики любого ТС – это крутящий момент и мощность двигателя плюс обороты, когда требуемые показатели достигаются. Само понятие обозначает число выполненных коленвалом оборотов в мин. Мощность и крутящий момент – переменные величины, непосредственное воздействие на которые оказывает как раз количество оборотов.

Для расчета мощности специалисты пользуются обычными математическими вычислениями, в частности, существует формула крутящего момента через мощность, которая выглядит так:

Крутящий момент двигателя: что это такое?

Где

  • М — крутящий момент;
  • n — частота вращения, измеряемая в оборотах в минуту;
  • w — угловая скорость вращения вала.

У многих людей возникает вполне логичный вопрос о том, зачем измерять мощность через обороты и крутящий момент. На самом деле это важно по ряду причин и во многих случаях, в частности составление графика крутящего момента двигателя — обязательная процедура в процессе разработки и сертификации каждой новой силовой установки.

Полученные данные нужны для возможного дальнейшего совершенствования двигателя и достижения максимальных эксплуатационных характеристик.Благодаря периодическому проведению всех требуемых замеров и составлению графика можно оценить реальное техническое состояние мотора.

Что важнее?

Ключевым достижением или главной целью любого работающего мотора является тяга, для нее тепловая энергия и трансформируется в механическую. Высокие тяговые показатели больше присущи силовым агрегатам, работающим на дизтопливе, которые отличаются большим ходом поршня. 

Высокий крутящий момент в этом случае сводится на нет сравнительно небольшим максимально допустимым количеством оборотов – это специальное решение конструкторов с целью увеличения ресурса мотора. 

Для бензиновых же агрегатов характерно большее число оборотов, а также определенный крен к мощности, и обусловлено это легкостью деталей и низкой степенью сжатия.

Справедливости ради следует отметить, что с каждым годом оба вида моторов (и на дизельном топливе, и на бензине) совершенствуются, поэтому они становятся ближе не только с конструктивной точки зрения, но и в плане показателей, а вот простейшее правило рычага все еще сохраняется: если больше сила, ниже скорость и меньше расстояние и наоборот.

  • Однозначно никто не скажет, что важнее – мощность или крутящий момент, не существует, ведь оба показателя важны.
  • Так как с ростом крутящего момента увеличивается мощность, то те силовые установки, обороты которых выше, обычно характеризуются и большим количеством «лошадок». 
  • Здесь целесообразно упомянуть понятие рабочего диапазона — расстояния, если можно так выразиться, между предельно высоким крутящим моментом и аналогичной мощностью, когда мотор работает наиболее эффективно и демонстрирует высокую производительность в сочетании с экономичным расходом топлива.

Подводя итоги

Подводя итоги, следует отметить, что и мощность двигателя, и крутящий момент неимоверно важны. Касаемо того, какую силовую установку предпочесть – более мощную или ту, у которой выше крутящий момент, то при сравнительно одинаковой мощности лучше взять мотор более «моментный». Это особенно актуально в машинах и механической коробкой передач. 

Мощность и крутящий момент двигателя

Поиск запроса «мощность двигателя» по информационным материалам и форуму

Как измерить крутящий момент?

Если вы не пропускали уроки физики в школе, то помните, что сила — это воздействие, приводящее тело в движение в течение времени.

Например, простое линейное усилие может толкнуть (или притянуть) массу в состоянии покоя и изменить её скорость путём ускорения. Крутящий момент — сила, которая вызывает вращение тела по своей оси вращения.

Так, крутящий момент — это крутящее усилие, которое называют вращающей силой

Наиболее очевидный пример крутящего момента — приводной вал автомобиля. Вызываемый двигателем крутящий момент вала приводит автомобиль в движение. Крутящий момент — это вектор: это означает, что он имеет направление. 

Крутящий момент — усилие, вращающее или поворачивающее приводной вал, винт или колесо.

Читайте также:  Технические характеристики каз-4540

Вращающее усилие

Также крутящий момент называют моментом или моментом силы. Как правило, крутящий момент обозначают символом ( au ) (греческой буквой «т»). Единица измерения крутящего момента по системе СИ — (N⋅m (Н·м)). 

В США для его выражения используют футо-фунты ((ft/lbs)). Для перевода (N⋅m) в (ft/lbs) достаточно разделить N⋅m на 1,356.

Старшина второй статьи Джеймс Р. Эванс (James R. Evans) осматривает приводной вал хвостового винта вертолёта ВМС США

Для чего измеряют крутящий момент?

Измерение механического крутящего момента торсионных валов — важнейший этап проектирования и сбора различных машин, а также устранения их неисправностей. Истинное значение механического крутящего момента вала, пропеллера или другого вращающегося компонента — единственный способ понять, отвечает ли он требованиям. 

В некоторых случаях крутящий момент необходимо отслеживать постоянно: например, чтобы предотвратить потенциально опасный чрезмерный крутящий момент, который может привести к выходу системы из строя. Также измерения крутящего момента играют важную роль при диагностическом техническом обслуживании.

Какие виды крутящего момента существуют?

Крутящий момент делится на два вида: вращающий и реактивный:

  • вращающий — то есть вращающий или динамический крутящий момент;
  • реактивный — то есть стационарный или статичный крутящий момент.

Вращающий момент

Тела, которые многократно (или постоянно) вращаются вокруг своей оси (например, валы, турбины, колёса), имеют вращающий момент.

Реактивный момент

Воздействующая на тело статичная сила называется реактивным крутящим моментом. Например, при попытке закрутить болт ключом на болт воздействует реактивная сила. Такая сила воздействует даже тогда, когда болт не крутится. В таких случаях крутящий момент измеряют не за полный оборот.

Как измеряется крутящий момент?

Крутящий момент можно измерить косвенно или напрямую. Если известны КПД двигателя и скорость вала, с помощью измерителя мощности можно вычислить крутящий момент. Такое измерение называют косвенным.

https://www.youtube.com/watch?v=BcUCyxwXhZ0\u0026pp=YAHIAQE%3D

Более точным методом является прямое измерение крутящего момента с помощью датчиков крутящего момента или роторных моментомеров. Чем они отличаются?

Датчики реактивного (статичного) крутящего момента

Датчик Torquemaster

Датчик реактивного крутящего момента измеряет статический крутящий момент.

Пример датчика крутящего момента — динамометрический ключ. С помощью таких ключей можно точно измерить крутящий момент, прилагаемый к болту, гайке или другому креплению.

В основании ключа можно задать нужный крутящий момент, после чего при затягивании крепления оператором до нужного момента раздастся щелчок. Как правило, такие ключи называют щелчковыми.

На них можно задать несколько значений момента.

Цифровые динамометрические ключи оснащены иглой или цифровым дисплеем, на котором отображается прилагаемое усилие. Ряд электронных моделей (в частотности промышленных) имеют память, в которой хранится каждое измерение значение (для ведения документации или контроля качества).

Принцип работы щелчкового динамометрического ключа продемонстрирован в следующем видео:

В основе датчика реактивного крутящего момента лежит кварцевый пьезоэлектрический датчик или тензодатчик. Сегодня на рынке представлены различные виды и конфигурации динамометрических ключей и отвёрток.

Датчики крутящего момента

Датчик крутящего момента — это преобразователь, который преобразовывает вращающий момент в сигнал, который можно измерить, проанализировать, отобразить и сохранить. Преобразователи крутящего момента применяются для испытаний крутящего момента двигателя, испытаний ДВС, испытаний электродвигателей, валов, турбин, генераторов и т.д.

Измерить крутящий момент можно как напрямую, так и косвенно. 

Косвенное измерение крутящего момента — более экономичный и удобный метод измерения, точность которого уступает методу прямого измерения. Он подходит для случаев, когда известен КПД двигателя и имеется возможность измерить скорость вала и расход тока.

Прямое измерение — более точный способ. Для прямого измерения на вале закрепляют тензодатчик, который измеряет крутящее усилие на вале. 

Strain gages bonded to a drive shaft. The application of rotary force causes the shaft to twist.На вале закрепляют тензодатчик. Вращательное усилие заставляет вал вращаться.

При повороте вала двигателем вращательное усилие будет незначительным. Из-за жёсткости стали увидеть вращение нельзя, однако его можно считать с помощью закреплённых на вале тензодатчиков. Четыре датчика образуют мост Уитстона, выход которого балансируется и нормируется системой измерения крутящего момента.

Выход тензодатчика можно передать по проводу (если возможно) или дистанционно на систему измерения крутящего момента или систему сбора данных. 

Стандартная система измерения крутящего момента

Внутри датчика крутящего момента выходы закреплённых на вале тензодатчиков передаются на электронные компоненты по контактному кольцу (на тензодатчики должно подаваться питание).

Также можно подключить бесщёточный или индуктивный датчик: он повышает скорость и меньше изнашивается, а значит требует меньшего технического обслуживания.

Бесконтактным способом можно измерить угол и частоту вращения. 

Системы сбора данных Dewesoft — идеальные решения для измерения любых физических параметров, в том числе крутящего момента. В них встроены изолированные блоки преобразования сигналов, которые сокращают количество шумов и гарантируют высокую точность данных.

Также они имеют входы счётчика, частоты вращения и энкодера, а значит подходят для одновременного измерения скорости, угла и положения вала.

В системах сбора данных данные с аналоговых и цифровых счётчиков полностью синхронизированы между собой, и этот фактор играет важную роль при решении любых задач, особенно при испытании вибрации кручения и вращения. Подробнее об этом — в следующем разделе.

DewesoftX torsional and rotational vibration test outputИспытание вибрации кручения и вращения в ПО Dewesoft X

Стационарные системы измерения крутящего момента

В представленной выше системе датчик крутящего момента закреплён между двигателем и тормозом с помощью соединений с каждой стороны. Проходящий через вал датчик оснащен тензодатчиком, который измеряет крутящее усилие вала. После преобразования выход сигнала отправляется на систему сбора данных, цифровой дисплей или аварийную систему (при мониторинге, а не записи данных).

При необходимости датчики крутящего момента можно оснастить энкодером, который точно выводит скорость и угол вала. Такие выводы применяют для анализа вибрации кручения и вращения. Выводы скорости и угла крайне важны при использовании динамометров для вычисления выходной мощности (выраженной в (HP) или (Kw)) и КПД двигателя. 

Портативные системы измерения крутящего момента

Для временных измерений крутящего момента тензодатчики можно закрепить на приводном вале. Компактный интерфейс с питанием от аккумулятора питает датчики и дистанционно передаёт данные на ближайший блок преобразования, в котором с помощью системы сбора данных их можно записать, отобразить или проанализировать. 

Беспроводной датчик крутящего момента

Беспроводные датчики Parker-Lord совместимы с ПО Dewesoft X: их можно объединить с системами сбора данных и использовать на неограниченном количестве каналов.

Области применения порядкового анализа

Вибрации кручения могут стать причиной выхода торсионных валов из строя. Анализ вибрации вращения и кручения — важный способ устранения неисправностей валов, коленчатых валов и зубчатых передач в автомобилестроении, промышленности и в производстве электроэнергии.

Что такое вибрация кручения?

Вибрации кручения — угловые вибрации тела (как правило, вала по оси вращения). Данные механических вибраций вызваны изменениями крутящего момента с течением времени, наложенными на постоянную скорость торсионного вала. В автомобилестроении основной причиной вибраций кручения становятся колебания полезной мощности двигателя.

Вибрации кручения оценивают как изменение скорости вращения в цикле вращения. Изменения частоты вращения обусловлены нестабильным крутящим моментом или переменной нагрузкой.

Что такое вибрация вращения?

Вибрация вращения — динамическая составляющая скорости вращения. При точном измерении вибрации вращения вала в некоторых участках разгона можно увидеть сильное отклонение скорости вращения. Отклонение возникает в результате угловой вибрации, пересекающей собственную угловую частоту вала. Угловая вибрация вычисляется путём отсечения постоянной составляющей скорости или угла вращения;

Вибрация кручения зависит от ряда параметров: свойств материала и условий эксплуатации (температуры, нагрузки, частоты вращения и т.д.).

Как измерять вибрацию вращения и кручения

В этом коротком видео показаны способы измерения вибрации и вращения, а также описана базовая теория и практические преимущества таких измерений.

Видео об измерении вибрации кручения и вращения

Модуль вибрации кручения Dewesoft X автоматически вычисляет следующие параметры:

  • угол поворота: фильтрованное значение угла вибрации;
  • скорость вращения: фильтрованное значение скорости вибрации;
  • угол кручения: динамический угол кручения, который представляет собой разность углов, полученных от датчика 1 и датчика 2;
  • скорость кручения: разница угловых скоростей, полученных от датчика 1 и датчика 2;
  • опорный угол по оси X: опорный угол, который всегда составляет от 0 до 360° и может быть использован в качестве опорного на графике XY;
  • частота: об/мин.
  • Вычисления можно провести в ходе измерения, а также на этапе обработки (по необработанным данным).
  • Подробнее:

Анализ крутильных колебаний

Итог

Датчики крутящего момента применяются для решения сотен задач во всех отраслях. Датчики реактивного крутящего момента применяются в динамометрических ключах и других инструментах.

В автомобилестроении датчики крутящего момента устанавливают в стойки испытания двигателей, динамометры, испытательные стенды, а также стенды испытаний на долговечность.

Но это лишь базовые применения, помимо которых датчики применяют для испытания промышленных установок кондиционирования воздуха, крупномасштабных кормушек для животных и птиц, робототехники, монтажного и медицинского оборудования, электрооборудования и т.д. 

Крутящий момент — важный параметр в множестве отраслей. К счастью, его можно измерить с помощью датчиков и преобразователей, и отобразить, записать и проанализировать с помощью систем сбора данных.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector