Что такое крутящий момент двигателя простыми словами
Перейти к содержимому

Что такое крутящий момент двигателя простыми словами

  • автор:

Крутящий момент двигателя: что это такое

Даже тем людям, которые не очень интересуются автомобилями, у которых их никогда не было и которые не намереваются становиться их владельцами, отлично известно, что одной из основных характеристик этих транспортных средств является мощность двигателя. Ее принято измерять в лошадиных силах (несколько реже используют более «правильную» с технической точки зрения величину — киловатт), причем вполне справедливо считается, что чем выше значение этого показателя — тем лучше.

С другой стороны такая важная характеристика как крутящий момент двигателя часто остается неизвестной даже некоторым автолюбителям. И это при том, что она является, на самом деле, ничуть не менее значимой характеристикой двигателя, чем его мощность и обороты, с которыми, кстати, находится в весьма тесной и даже неразрывной взаимосвязи.

В данной статье мы попробуем объяснить, что такое крутящий момент двигателя, чем он отличается от мощности, от чего зависит и на что влияет.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами

крутящий момент и мощность двигателей ВАЗ

Крутящий момент и мощность двигателей ВАЗ. Как видно из графиков, максимальная мощность достигается только на максимальных оборотах, тогда как пик крутящего момента находится между 3000 и 4500 оборотов.

Чтобы ответить на этот вопрос простыми словами нужно сначала выяснить, что подразумевается под терминами «мощность», «крутящий момент», а также число оборотов. С первой из этих характеристик дело обстоит несколько проще, поскольку всем тем, кто хорошо учился в средней школе, известно, что мощность — это работа, производимая в единицу времени.

Двигатель внутреннего сгорания, потребляя топливо, преобразовывает тепловую энергию его сгорания в кинетическую, совершая при этом работу. Она заключается во вращении коленчатого вала, и этот показатель измеряется в количестве оборотов в минуту. Соответственно, от частоты, с которой в цилиндрах ДВС происходит сгорание топливной смеси, напрямую зависит и работа, которую производит двигатель, и его мощность. Зависимость эта — прямо пропорциональная.

Что же касается крутящего момента, то с ним отнюдь не все так очевидно, как с мощностью и количеством оборотов. Он является, по сути дела, величиной, производной от них и представляет собой произведение силы на плечо рычага. Поскольку сила (в данном случае та, которая возникает при сгорании топлива и воздействует на поршень) измеряется в физике в ньютонах, а длина (в данном случае — длина плеча кривошипа коленчатого вала) — в метрах, то единицей измерения крутящего момента, является Нм.

Таким образом, получается, что крутящий момент представляет собой усилие, которое развивает двигатель. Именно его значение определяет силу тяги, обеспечивающую разгон автомобиля и его движение. Следовательно, чем больше крутящий момент, тем автомобиль «резвее», что есть тем лучше его динамика. Поскольку сила, воздействующая на поршень при сгорании топлива, растет с увеличением рабочего объема двигателя, то чем он больше, тем выше крутящий момент.

Следует заметить, что в характеристиках двигателей внутреннего сгорания всегда указывается максимальная мощность, которую они способны развить. Крутящий момент определяет, как быстро она достигается, и поэтому он указывается для конкретного числа оборотов. Иными словами, он определяет, как быстро силовой агрегат «выбирает» тот потенциал мощности, который в нем заложен конструкторами. Именно поэтому, к примеру, при достаточно спокойной езде на невысоких оборотах (до 2500 об/мин) для быстрого ускорения самым предпочтительным двигателем является тот, который имеет максимальный крутящий момент именно на них.

От чего зависит величина крутящего момента двигателя

Крутящий момент двигателя зависит от целого ряда показателей, среди которых основными являются следующие:

  • Рабочий объем двигателя;
  • Рабочее давление, создаваемое в цилиндрах;
  • Площадь поршня;
  • Радиус кривошипа коленчатого вала.

С таким показателем, как рабочий объем двигателя, его крутящий момент, как уже было отмечено выше, при прочих равных связан прямо пропорциональной зависимостью. Это объясняется чисто математически: с ростом рабочего объема растет сила, воздействующая на поршень, и, соответственно, значение крутящего момента.

Такая же зависимость наблюдается и относительно такого фактора, как радиус кривошипа коленчатого вала. Правда, конструктивно современные двигатели внутреннего сгорания устроены таким образом, что значение этой величины можно варьировать только в весьма ограниченных пределах, так что возможности для увеличения крутящего момента за счет этого показателя у разработчиков ДВС относительно невелики.

В прямо пропорциональной зависимости величина крутящего момента двигателя находится и по отношению к рабочему давлению, создаваемому в камере сгорания. Это тоже вполне логично, поскольку чем оно больше, тем больше сила, которая давит на поршень. От его площади же величина крутящего момента зависит обратно пропорционально, поскольку с ее ростом удельное давление падает и сила, соответственно, уменьшается.

Читайте также: Роторный двигатель : принцип работы и устройство.

На что влияет крутящий момент двигателя

Если производить аналогию с человеческим организмом, то можно условно определить, что крутящий момент — это аналог силы, а мощность — это аналог выносливости. Именно от мощности двигателя внутреннего сгорания в конечном итоге зависит то, какую максимальную скорость может развить автомобиль, а от крутящего момента — то, как быстро сможет он это сделать. Именно поэтому далеко не все мощные автомобили имеют хорошую динамику разгона, и далеко не все, у которых она находится на высоком уровне, располагают очень мощными моторами.

Опытные автомобилисты отлично знают, что лучше всего выбирать для себя автомобиль с таким двигателем, показатель крутящего момента которого при работе на тех оборотах, на которых он обычно функционирует, является наилучшим. Дело в том, что это позволяет им использовать потенциал мощности ДВС в максимальной степени.

Следует заметить, что производители двигателей внутреннего сгорания всячески стремятся увеличить их крутящие моменты, причем во всем диапазоне работы моторов. Чаще всего пытаются достичь этого (и, кстати говоря, достаточно успешно) с помощью турбонаддува, управляемых фаз газораспределения (это оптимизирует процесс сгорания топливной смеси), повышения степени сжатия, использованием особых конструкций впускного коллектора и целым рядом других способов.

Читайте также: Чем отличается задний привод от переднего.

Видео на тему

Мощность и крутящий момент двигателя

  • Мощность и крутящий момент двигателя

    Урок 4 - объем, мощность, крутящий момент, расход топлива двигателя, малолитражки, крупнолитражки.

  • Урок 4 — объем, мощность, крутящий момент, расход топлива двигателя, малолитражки, крупнолитражки.

    Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словами

  • Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словами

    Что такое крутящий момент двигателя

    Ко мне на блог приходит много вопросов, и один из таких вопросов – что такое крутящий момент двигателя. Если честно, то это курс физики, еще школьной программы, однако многие из нас физику не учили, другие не понимали, а поэтому про этот момент многого не знают. Нет они про него слышали, в рекламах и буклетах, а вот что это такое, и с чем его едят, не знают. Сегодня я постараюсь простым языком рассказать про крутящий момент двигателя…

    Что такое крутящий момент двигателя

    Итак, начнем с теории, именно с курса физики школы.

    Крутящий момент двигателя

    Крутящий момент двигателя – это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена. Если помните, то сила измеряется в Ньютонах, а вот плечо рычага измеряется в метрах – Нм. 1 Нм равняется силе в 1Н (Ньютон), которая приложена к рычагу в 1 метр.

    В двигателях внутреннего сгорания сила передается от топлива, которое воспламеняется, поршню, от поршня кривошипному механизму, от кривошипного механизма коленвалу. А вот уже коленвал через систему трансмиссии и приводов раскручивает колеса.

    Понятно, что он не постоянен. Сильнее — когда на плечо действует большая сила, слабее — когда сила перестает действовать. То есть когда мы давим на педаль газа то сила, действующая на плечо увеличивается, а соответственно увеличивается и момент.

    Мощность двигателя

    Крутящий момент напрямую связан с мощностью двигателя, куда же без нее. Мощность если сказать простыми словами – это работа двигателя совершенная за определенную единицу времени. А так как крутящий момент, это и есть работа двигателя, то мощность характеризует, сколько раз в единицу времени, двигатель совершил крутящий момент.

    Физики вывели формулу которая связывает крутящий момент и мощность.

    P (мощность) = Мкр (момент крутящий) * N (обороты двигателя, измеряются в об./мин)/9549.

    Мощность измеряется в киловаттах. Однако у нас в стране киловатты сложны для потребителя, мы привыкли измерять мощность в лошадиных силах (л.с.). И тут все просто, для того чтобы перевести киловатты в лошадиные силы, нужно количество киловатт умножить на 1.36

    Крутящий момент и мощность двигателя

    С крутящим моментом и мощностью разобрались. Теперь давайте подумаем — на что влияет мощность, а на что крутящий момент?

    Мощность влияет на преодоление различных сил, которые мешают автомобилю. Это сила трения в двигателе, трансмиссии и в приводах автомобиля, аэродинамические силы, силы качения колес и т.д. Чем больше мощность, тем большее сопротивление сил автомобиль может преодолеть и развить большую скорость. Но мощность сила не постоянная, а зависящая от оборотов двигателя. На холостом ходу, мощность одна, а при максимальных оборотах мощность другая. Многие производители указывают, при каких оборотах достигается максимальная мощность автомобиля.

    Важно помнить одно – максимальная мощность не развивается сразу, автомобиль стартует с места практически при минимальных оборотах, чуть выше холостого хода, а вот чтобы мобилизировать полную мощность нужно время, вот тут то и вступает в игру крутящий момент. Именно от него зависит, за какой отрезок времени автомобиль достигнет максимальной мощности, простыми словами динамика разгона автомобиля.

    Бензин – дизель

    Бензиновые двигатели обладают не самым большим показателем. Своего, практически максимального значения, бензиновый двигатель достигает при средних оборотах 3 – 4 тысячи, но бензиновый двигатель быстро может увеличить мощность и раскрутиться до 7 – 8 тыс. оборотов. Если верить выше приведенным формулам, то при таких оборотах мощность возрастает в разы.

    Дизельный двигатель не обладает высокими оборотами, обычно это 3 – 5 тысяч в максимуме, тут он проигрывает бензиновым двигателям. Однако крутящий момент дизеля выше в разы, причем он доступен практически с холостого хода.

    И что же лучше? Мощность или крутящий момент?

    Простой пример – берем два двигателя от компании AUDI, один дизельный 2.0 TDI (мощность 140 л.с. крутящий момент – 320 Нм), другой бензиновый 2.0 FSI (мощность — 150 л.с., крутящий момент – 200 Нм.). После тестирования в различных режимах получается, что дизель в диапазоне от 1 до 4.5 тысяч оборотов, мощнее бензинового двигателя. Причем на значительные 30 – 40 л.с., поэтому не стоит смотреть только на л.с., бывает что двигатель с меньшим объемом, но с высоким крутящим моментом намного динамичнее, чем двигатель с большим объемом и низким моментом.

    В итоге, чтобы закончить тему, хочу сказать, классифицировать машины, только по мощности (л.с.) двигателя не правильно. Нужно смотреть еще и на крутящий момент (Нм), запомните если момент двигателя намного выше чем у конкурента, то такой двигатель будет обладать большей динамикой.

    А сегодня у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.

    (32 голосов, средний: 4,34 из 5)

    Крутящий момент двигателя: на что влияет и почему он так важен

    Фото: Shutterstock

    Многие уверены, что главной характеристикой двигателя автомобиля является мощность, которая обычно измеряется в лошадиных силах (на самом деле — в ваттах, но применительно к машинам часто используют «лошадей»). Но ведь есть еще такая характеристика как крутящий момент.

    • Что это такое
    • На что влияет
    • Что важнее — момент или мощность
    • Дизель и бензин

    Что такое крутящий момент?

    Крутящий момент – это векторная величина, определяемая как произведение радиус-вектора точки приложения силы и вектора силы. В простейшем случае – это произведение прикладываемой силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Единица измерения у крутящего момента – соответствующая: ньютоны на метры (Н∙м).

    Звучит сложно, но попытаемся объяснить на простом примере. Представьте себе механическую мясорубку, которую нужно крутить за ручку. Так вот, в ней прикладываемая сила – это та сила, с которой вы крутите ручку. А плечо – это сама ручка. И чем она длиннее, тем выше крутящий момент при тех же ваших усилиях.

    10 автомобилей, которые удивили мощностью и динамикой

    Железные мускулы. 10 лучших двигателей в истории

    Как это всё относится к двигателю автомобиля? Очень просто. В моторе сила давления сгорающей смеси бензина и воздуха передаётся через поршень на кривошипно-шатунный механизм. Сила «берётся» из сгорания топлива, а в качестве рычага выступают детали механизма.

    На что влияет крутящий момент

    Крутящий момент характеризует «итоговую» тягу двигателя. Он говорит «насколько двигатель сильный», какую силу тяги может создавать. При этом надо понимать, что на колёса крутящий момент доходит уже изменённым, ведь шины связаны с мотором не напрямую, а через трансмиссию, в которой момент изменяется в зависимости от передаточного соотношения.

    Крутящий момент — величина не постоянная. Момент изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателями. Поэтому для оценки возможностей двигателя обычно используют график крутящего момента, который иллюстрирует его зависимость от оборотов.

    Особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться

    Особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться (Фото: Shutterstock)

    Чем большее усилие развивает двигатель — тем лучше автомобиль разгоняется. Поэтому максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений.

    Но особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться. Решить эту проблему помогает коробка передач: при разгоне мы включаем нужную передачу, поддерживая обороты на оптимальном уровне. И поэтому так важно, чтобы двигатель на как можно большем промежутке оборотов выдавал максимальную тягу.

    Крутящий момент и мощность: что важнее

    Но что важнее? Крутящий момент или мощность двигателя? Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нужно понять, что такое вообще мощность.

    С точки зрения физики мощность получается путём деления совершенной работы на время, за которое работа совершилась. То есть, эта характеристика показывает не «что было сделано», а «что было сделано за определённое время». Например, перенести из пункта А в пункт Б десять ящиков можно за пять минут, а можно за сорок. Выполненная работа будет одинакова. А вот мощность — нет.

    Применительно к автомобильному двигателю мощность тоже является такой же «оценочной» характеристикой. При этом, можно сказать, что работой двигателя, по сути, является… крутящий момент. Ведь работа мотора — это крутить коленвал. Следовательно, крутящий момент и мощность — величины взаимосвязанные.

    Вернемся к воображаемой мясорубке. Длинная ручка обеспечивает высокий крутящий момент, то есть вы можете прокручивать, например, не обычное мясо, а замороженное. Допустим, за один оборот сквозь мясорубку проходит 10 граммов такого мяса, а если у вас получится делать 100 оборотов в минуту — на выходе получится килограмм фарша. Это и есть ваша мощность.

    В автомобилях мощность мотора равняется его крутящему моменту на данных оборотах в минуту, умноженному на число этих оборотов и разделённому на определённый коэффициент. Она показывает «суммарное количество» крутящего момента, то есть, работы, совершённой двигателем за определённое время. Чем больше момент, «сила кручения» — тем больше мощность.

    Часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.

    Часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность. (Фото: drive2.ru)

    Отметим, что как для крутящего момента, так и для мощности существуют графики, демонстрирующие зависимость от числа оборотов. Более того, часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.

    Вот и получается, что вопрос о том, что из этих показателей важнее — не совсем корректен. Во-первых, они взаимосвязаны. А, во-вторых, значение имеют не только сами эти показатели, но и обороты.

    Крутящий момент в дизельных и бензиновых двигателях

    Какой двигатель обладает большим крутящим моментом — бензиновый или дизельный? Как правило, у дизеля крутящий момент заметно выше, чем у аналогичного бензинового мотора. Причём на низких оборотах эта разница наиболее значительна. Дизель развивает хорошую тягу «сразу», чуть ли не с холостых оборотов. А бензиновый должен сперва раскрутиться.

    Максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений

    Максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений (Фото: Shutterstock)

    С другой стороны, у дизельных двигателей в силу особенности конструкции меньше рабочий диапазон оборотов: когда при разгоне бензиновый двигатель продолжает раскручиваться, дизельный уже требует перехода на высшую передачу.

    Значит ли это, что дизель со своим большим крутящим моментом подходит только ля грузовиков и внедорожников? Когда-то многие были в этом уверены. Однако современные дизельные двигатели отлично ведут себя на быстрых спортивных автомобилях.

    • Топ-5 автоподстав. Видеопримеры и разбор от экспертов
    • Антидождь для автомобиля — что это за средство и как оно работает
    • Автомагистраль: что это и чем она отличается от других дорог

    Что такое крутящий момент

    Что такое крутящий момент

    Предлагаем отвлечься от ньютон-метров, лошадиных сил, кВт/ч, графиков и формул, и поговорить простыми словами о том, как крутящий момент влияет на эксплуатационные характеристики автомобиля. Ведь, в конечном итоге, нас интересуют именно потребительские качества автомобиля, а не «занимательная механика» за шестой класс. Однако, в рамках этого учебного пособия дадим определение.

    Крутящий момент – это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена. А теперь поищем этот «рычаг» в машине, а он там не один.

    Так химическая энергия сгорания рабочей смеси в цилиндрах ДВС преобразуется в количество оборотов коленчатого вала в единицу времени. Является ли эта величина постоянной? Ну, конечно, нет – любой, кто хоть раз в жизни нажимал на педаль акселератора смог в этом убедиться.

    Как повлиять на рабочие характеристики двигателя?

    Наверное, читателю приходилось слышать – «двигатель имеет спортивные настройки», или «под капотом тяговитый мотор». Откуда берутся такие термины?

    • Подача топлива и подготовка смеси. От карбюратора к инжектору и прямому впрыску или дизельным форсункам – конструкторы всегда старались сделать подготовку горючей и рабочей смеси максимально эффективной, чтобы сделать её сгорание максимально полным. Это благотворно сказывается на КПД и продлении ресурса двигателя.
    • Момент воспламенения рабочей смеси. Регулировкой момента зажигания можно добиться изменения рабочих параметров мотора.
    • Повышение эффективности двигателя без увеличения номинальной мощности. Использование одной или нескольких турбин позволяет максимально эффективно сжигать рабочую смесь, увеличивая мощностные показатели мотора без расширения объема цилиндров. Правда, ресурс большинства турбированных моторов меньше, чем у их атмосферных собратьев, хотя, на это влияет целый комплекс факторов.
    • Качественные смазочные материалы и обработка поверхностей. Снижение трения на всех этапах эволюции двигателей являлось одной из ключевых задач для конструкторов. Для простого автолюбителя важно помнить, что использовать нужно именно рекомендованные для конкретного мотора смазочные материалы – не стоит лить в мотор пятнадцатилетнего седана масло для гоночного болида.

    Таким образом, уже на стадии производства от мотора можно добиться различных характеристик. Что это значит на практике? Слишком «злые» спортивные настройки двигателя доставят удовольствие опытному любителю экстремальной езды, выручат при необходимости форсировать обгон, но новичку могут и ускорить встречу с фонарным столбом. Напротив, рассчитанные на буксировку прицепов и суровое бездорожье тяговые настройки, сделают езду по трассе унылой и долгой.

    Как передается крутящий момент от мотора к колесу

    Уже на самой заре автомобилестроения было очевидно, что этот процесс нужно прерывать и регулировать. Так появились сцепление, коробки передач различных конструкций и не меньшее количество вариантов приводов колёс. Более того, конструкторы научились перераспределять крутящий момент в разных пропорциях между осями в постоянном режиме и колёсами, при пробуксовке, а также доверили компьютеру принятие решений о перераспределении крутящего момента в экстренных ситуациях (системы активной безопасности и помощники управления). Иногда приходится слышать о том, что у какой-либо модели, неплохой двигатель «задушен» коробкой передач – это означает, что крутящий момент снимается и передается колесам в несоответствующем основной манере езды режиме. (например, передача момента осуществляется с задержкой или «автомат» отличается неторопливостью смены передач).

    Что надо понимать на практике

    • В городском режиме нам не очень нужны полный привод, многоступенчатые коробки передач и т.п. В принципе, достаточно переднего привода, 5-6 ступенчатой коробки (лучше автомат, но это дело темперамента) и двигателя, стабильно работающего на 2000 – 2500 об/мин.
    • Для частых поездок по трассам с высоким скоростным режимом, на первый план выходит возможность поддерживать высокую скорость на средних оборотах, чему способствуют высокий крутящий момент и наличие 6 и выше режимов коробки передач. Иными словами, для поддержания скорости, нам не надо держать «газ в пол», что существенно продлевает жизнь мотора.
    • Для внедорожников в их родной стихии важен низкий крутящий момент при высокой мощности двигателя. Однако, выехав на трассу, «джип» становится просто машиной, поэтому большинство производителей находят компромисс, уходя в сторону кроссоверов и «паркетников», то есть городских автомобилей повышенной проходимости.

    У внедорожников есть много вариантов передачи крутящего момента от двигателя к колесам. На практике – чем больше всяких промежуточных передач, тем выше трение, а значит, повышается расход топлива и смазочных материалов, и отключение привода на передние или задние колёса в городском режиме не всегда снимает эту проблему.

    Итак, что же важнее — мощность двигателя, или крутящий момент? А это во многом связанные понятия. В автомобилях мощность мотора равняется его крутящему моменту на данных оборотах в минуту, умноженному на число этих оборотов и разделенному на определенный коэффициент. Она показывает «суммарное количество» крутящего момента, то есть, работы, совершаемой двигателем за определённое время. Чем больше момент, «сила кручения» — тем больше мощность.

    Вообще, для рядового автовладельца, крутящий момент на коленвале – дело десятое. Машина – единый организм, поэтому её управляемость и другие характеристики зависят от сочетания многих факторов, от рассматриваемой характеристики до резины на колёсах. Надо изучать характеристики и отзывы по конкретной комплектации понравившейся модели и делать выбор на основе комплекса характеристик.

    Здоровья вам и вашему автомобилю, и удачи на дорогах.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *