Крутящий момент и мощность двигателя: Крутящий момент и мощность двигателя. Что важнее? Пару слов про обороты. Простыми словами + формулы и видео

Крутящий момент и мощность двигателя особенности и нюансы

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

 

 

Содержание

Понятие крутящего момента ДВС. О сложном простыми словами

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

Крутящий момент_torqueКрутящий момент_torque

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

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

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

Факторы, влияющие на величину крутящих моментов

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

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

 

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

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

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

 

 

Влияние крутящего момента ДВС на характеристики автомобиля

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

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

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

Крутящий момент vs. мощность. Связь с динамикой автомобиля

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

Наглядно увидеть связь между мощностью и КМ позволяет следующая формула:

P=М*N/9549

 

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

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

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

 

 

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

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

 

Дизельный момент. Отличия между КМ бензинового и дизельного двигателей

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

Крутящий момент_torque

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

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

Особенности правильного разгона машины. Как выжать из авто максимум

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

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

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

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

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

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

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

Видео: Мощность и крутящий момент двигателя

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

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Что такое мощность двигателя и крутящий момент. Как рассчитать мощность мотора

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 82

Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).

ДВС в машине

Как рассчитывается мощность двигателя?

Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.

N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв

где:

N_дв – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент, Нм;

ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;

π – математическая постоянная, равная 3,14;

n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.

Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.

N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120

где:

V_дв – объем двигателя, см3;

P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;

120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).

Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.

N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74

где:

N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.

Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.

На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.

Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.

Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.

Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.

Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.

У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.

Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

как повысить мощность двигателя

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

Мощность и крутящий момент — что это?

ЧТО ТАКОЕ ЛОШАДИНАЯ СИЛА?

— У тебя сколько сил? — такой вопрос слышал любой, кто хоть немного касался мира автомобилей. Никому даже пояснять не надо, какие силы на самом деле имеются в виду — лошадиные. Именно в них мы привыкли оценивать мощность мотора, одну из важнейших потребительских характеристик машины.

Уже и гужевого транспорта практически не осталось даже в деревнях, а эта единица измерения живёт и здравствует больше ста лет. А ведь лошадиная сила — величина, по сути, нелегальная. Она не входит в международную систему единиц (полагаю, многие со школы помнят, что называется она СИ) и потому не имеет официального статуса. Более того, Международная организация законодательной метрологии требует как можно скорее изъять лошадиную силу из обращения, а директива ЕС 80/181/EEC от 1 января 2010 прямо обязует автопроизводителей использовать традиционные «л.с.» только как вспомогательную величину для обозначения мощности.

Но не зря считается, что привычка — вторая натура. Ведь говорим же мы в обиходе «ксерокс» вместо копир и обзываем клейкую ленту «скотчем». Вот и непризнанные «л.с.» сейчас используют не только обыватели, но и едва ли не все автомобильные компании. Какое им дело до рекомендательных директив? Раз покупателю удобнее — пусть так и будет. Да что там производители — даже государство на поводу идёт. Если кто забыл, в России транспортный налог и тариф ОСАГО именно от лошадиных сил высчитываются, как и стоимость эвакуации неправильно припаркованного транспорта в Москве.

Лошадиная сила родилась в эпоху промышленной революции, когда потребовалось оценить, насколько эффективно механизмы заменяют животную тягу. По наследству от стационарных двигателей эта условная единица измерения мощности со временем перешла и на автомобили

И никто бы к этому не придирался, если не одно весомое «но». Задуманная, чтобы упростить нам жизнь, лошадиная сила на самом деле вносит путаницу. Ведь появилась она в эпоху промышленной революции как совершенно условная величина, которая не то что к автомобильному мотору, даже к лошади имеет достаточно опосредованное отношение. Смысл этой единицы в следующем — 1 л.с. достаточно, чтобы поднять груз массой 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Фактически, это сильно усреднённый показатель производительности одной кобылы. И не более того.

Иными словами, новая единица измерения очень пригодилась промышленникам, добывавшим, к примеру, уголь из шахт, и производителям соответствующего оборудования. С её помощью было проще оценить преимущество механизмов над животной силой. А поскольку приводились станки уже паровыми, а позднее и керосиновыми двигателями, то «л.с.» перешли по наследству и к самобеглым экипажам.

Джеймс Уатт — шотландский инженер, изобретатель, учёный, живший в XVIII — начале XIX века. Именно он ввёл в обращение как «нелегальную» сейчас лошадиную силу, так и официальную единицу измерения мощности, которую назвали его именем

По иронии судьбы изобрёл лошадиную силу человек, именем которого названа официальная единица измерения мощности — Джеймс Уатт. А поскольку ватт (а точнее, применительно к могучим машинам, киловатт — кВт) к началу XIX века тоже активно входил в оборот, пришлось две величины как-то приводить друг к другу. Вот здесь-то и возникли ключевые разногласия. Например, в России и большинстве других европейских стран приняли так называемую метрическую лошадиную силу, которая равна 735,49875 Вт или, что сейчас нам более привычно, 1 кВт = 1,36 л.с. Такие «л.с.» чаще всего обозначают PS (от немецкого Pferdestärke), но есть и другие варианты — cv, hk, pk, ks, ch... При этом в Великобритании и ряде её бывших колоний решили пойти своим путём, организовав «имперскую» систему измерений с её фунтами, футами и прочими прелестями, в которой механическая (или, по-другому, индикаторная) лошадиная сила составляла уже 745,69987158227022 Вт. А дальше — пошло-поехало. К примеру, в США придумали даже электрическую (746 Вт) и котловую (9809,5 Вт) лошадиные силы.

Вот и получается, что один и тот же автомобиль с одним и тем же двигателем в разных странах на бумаге может иметь разную мощность. Возьмём, например, популярный у нас кроссовер Kia Sportage — в России или Германии по паспорту его двухлитровый турбодизель в двух вариантах развивает 136 или 184 л.с., а в Англии — 134 и 181 «лошадку». Хотя на самом деле отдача мотора в международных единицах составляет ровно 100 и 135 кВт — причём в любой точке земного шара. Но, согласитесь, звучит непривычно. Да и цифры уже не такие впечатляющие. Поэтому автопроизводители и не спешат переходить на официальную единицу измерения, объясняя это маркетингом и традициями. Это как же? У конкурентов будет 136 сил, а у нас всего 100 каких-то кВт? Нет, так не пойдёт...

КАК ИЗМЕРЯЮТ МОЩНОСТЬ?

Впрочем, «мощностные» хитрости игрой с единицами измерения не ограничиваются. До последнего времени её не только обозначали, но даже измеряли по-разному. В частности, в Америке долгое время (до начала 1970-х годов) автопроизводители практиковали стендовые испытания двигателей, раздетых догола — без навески вроде генератора, компрессора кондиционера, насоса системы охлаждения и с прямоточной трубой вместо многочисленных глушителей. Само собой, сбросивший оковы мотор легко выдавал процентов на 10-20 больше «л.с.», так необходимых менеджерам по продажам. Ведь в тонкости методики испытаний мало кто из покупателей вдавался.

Другая крайность (но гораздо более приближенная к реальности) — снятие показателей прямо с колёс автомобиля, на беговых барабанах. Так поступают гоночные команды, тюнинговые мастерские и прочие коллективы, которым важно знать отдачу мотора с учётом всех возможных потерь, и трансмиссионных в том числе.

Мощность также зависит от того, как её измерять. Одно дело крутить на стенде «голый» мотор без навесного оборудования и совсем другое — снимать показания с колёс, на беговых барабанах, с учётом трансмиссионных потерь. Современные методики предлагают компромиссный вариант — стендовые испытания двигателя с необходимой для его автономной работы навеской

Но в итоге за образец в различных методиках вроде европейских ECE, DIN или американских SAE приняли компромиссный вариант. Когда двигатель устанавливают на стенде, но со всей необходимой для бесперебойного функционирования навеской, включая стандартный выпускной тракт. Снять можно только оборудование, относящееся к другим системам машины (к примеру, компрессор пневмоподвески или насос гидроусилителя руля). То есть тестируют мотор ровно в том виде, в котором он фактически стоит под капотом автомобиля. Это позволяет исключить из финального результата «качество» трансмиссии и определить мощность на коленвале с учётом потерь на привод основных навесных агрегатов. Так, если говорить о Европе, то эту процедуру регламентирует директива 80/1269/EEC, впервые принятая ещё в 1980 году и с тех пор регулярно обновляемая.

ЧТО ТАКОЕ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?

Но если мощность, как говорят в Америке, помогает автомобили продавать, то двигает их вперёд крутящий момент. Измеряют его в ньютон-метрах (Н∙м), однако у большинства водителей до сих пор нет чёткого представления об этой характеристике мотора. В лучшем случае обыватели знают одно — чем выше крутящий момент, тем лучше. Почти как с мощностью, не правда ли? Вот только чем тогда «Н∙м» отличаются от «л.с.».?

На самом деле, это связанные величины. Более того, мощность — производная от крутящего момента и оборотов мотора. И рассматривать их по отдельности просто нельзя. Знайте — чтобы получить мощность в ваттах необходимо крутящий момент в ньютон-метрах умножить на текущее число оборотов коленвала и коэффициент 0,1047. Хотите привычные лошадиные силы? Нет проблем! Делите результат на 1000 (таким образом получатся киловатты) и умножайте на коэффициент 1,36.

Чтобы обеспечить дизелю (на фото слева) высокую степень сжатия, инженеры вынуждены делать его длинноходным (это когда ход поршня превышает диаметр цилиндра). Поэтому у таких моторов крутящий момент конструктивно получается большим, но предельное число оборотов приходится ограничивать ради повышения ресурса. Разработчикам бензиновых агрегатов, наоборот, проще получить высокую мощность — детали здесь не такие массивные, степень сжатия меньше, так что двигатель можно сделать короткоходным и высокооборотным. Впрочем, в последнее время различие между дизелями и бензиновыми агрегатами постепенно стирается — они становятся всё более похожими как по конструкции, так и по характеристикам

Выражаясь техническим языком, мощность показывает, сколько работы способен выполнить мотор за единицу времени. А вот крутящий момент характеризует потенциал двигателя к совершению этой самой работы. Показывает сопротивление, которое он может преодолеть. Например, если машина упрётся колёсами в высокий бордюр и не сможет тронуться с места, мощность будет нулевой, так как никакой работы мотор не совершает — движения нет, но крутящий момент при этом развивается. Ведь за то мгновение, пока движок не заглохнет от натуги, в цилиндрах сгорает рабочая смесь, газы давят на поршни, а шатуны стараются привести во вращение коленвал. Иными словами, момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет. То есть именно «Н∙м» являются основной «продукцией» двигателя, которую он производит, превращая тепловую энергию в механическую.

Если проводить аналогии с человеком, «Н∙м» отражают его силу, а «л.с.» — выносливость. Именно поэтому тихоходные дизельные двигатели в силу своих конструктивных особенностей у нас, как правило, тяжелоатлеты — при прочих равных условиях они могут тащить на себе больше и легче преодолевают сопротивление на колёсах, пусть и не так проворно. А вот быстроходные бензиновые моторы скорее относятся к бегунам — нагрузку держат хуже, зато перемещаются быстрее. В общем, действует простое правило рычага — выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии или скорости. И наоборот.

Так называемая внешняя скоростная характеристика двигателя отражает зависимость мощности и крутящего момента от оборотов коленвала при полностью открытом дросселе. По идее, чем раньше наступает пик тяги и позже — мощности, тем проще мотору адаптироваться к нагрузкам, его рабочий диапазон увеличивается, что позволяет водителю или электронике реже переключать передачи и почём зря не жечь топливо. На этих графиках видно, что бензиновый двухлитровый турбомотор (справа) выигрывает по этому показателю у турбодизеля аналогичного объёма, но уступает ему в абсолютной величине крутящего момента

Как это выражается на практике? В первую очередь, надо понять, что именно кривые крутящего момента и мощности (вместе, а не по отдельности!) на так называемой внешней скоростной характеристике двигателя будут раскрывать его истинные возможности. Чем раньше достигается пик тяги и позже пик мощности, тем лучше мотор приспособлен к своим задачам. Возьмём простой пример — автомобиль движется по ровной дороге и вдруг начинается подъём. Сопротивление на колёсах возрастает, так что при неизменной подаче топлива обороты станут падать. Но если характеристика двигателя грамотная, крутящий момент при этом наоборот начнёт расти. То есть мотор сам приспособится к увеличению нагрузки и не потребует от водителя или электроники перейти на передачу пониже. Перевал пройден, начинается спуск. Машина пошла на разгон — высокая тяга здесь уже не так важна, критичным становится другой фактор — мотор должен успевать её вырабатывать. То есть на первый план выходит мощность. Которую можно регулировать не только передаточными числами в трансмиссии, а повышением оборотов двигателя.

Здесь уместно вспомнить гоночные автомобильные или мотоциклетные моторы. В силу относительно небольших рабочих объёмов, они не могут развить рекордный крутящий момент, зато способность раскручиваться до 15 тысяч об/мин и выше позволяет им выдавать фантастическую мощность. К примеру, если условный двигатель при 4000 об/мин обеспечивает 250 Н∙м и, соответственно, примерно 143 л.с., то при 18000 об/мин он мог бы выдать уже 640,76 л.с. Впечатляет, не правда ли? Другое дело, что «гражданскими» технологиями это не всегда получается добиться.

И, кстати, в этом плане близкую к идеальной характеристику имеют электродвигатели. Они развивают максимальные «ньютон-метры» прямо со старта, а потом кривая крутящего момента плавно падает с ростом оборотов. График мощности при этом прогрессивно возрастает.

Современные моторы «Формулы 1» имеют скромный объём 1,6 л и относительно невысокий крутящий момент. Но за счёт турбонаддува, а главное — способности раскручиваться до 15000 об/мин, выдают порядка 600 л.с. Кроме того, инженеры грамотно интегрировали в силовой агрегат электродвигатель, который в определённых режимах может добавлять ещё 160 «лошадок». Так что гибридные технологии могут работать не только на экономичность

Думаю, вы уже поняли — в характеристиках автомобиля важны не только максимальные значения мощности и крутящего момента, но и их зависимость от оборотов. Вот почему журналисты так любят повторять слово «полка» — когда, допустим, мотор выдаёт пик тяги не в одной точке, а в диапазоне от 1500 до 4500 об/мин. Ведь если есть запас крутящего момента, мощности тоже, скорее всего, будет хватать.

Но всё же лучший показатель «качества» (назовём его так) отдачи автомобильного двигателя — его эластичность, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Она выражается, например, в разгоне от 60 до 100 км/ч на четвёртой передаче или с 80 до 120 км/ч на пятой — это стандартные тесты в автомобильной индустрии. И может случиться так, что какой-нибудь современный турбомотор с высокой тягой на малых оборотах и широченной полкой момента даёт ощущение отличной динамики в городе, но на трассе при обгоне окажется хуже древнего атмосферника с более выгодной характеристикой не только момента, но и мощности...

Так что пусть в последнее время разница между дизельными и бензиновыми агрегатами становится всё более расплывчатой, пусть развиваются альтернативные моторы, но извечный союз мощности, крутящего момента и оборотов двигателя останется актуальным. Всегда.

Крутящий момент двигателя - что это за характеристика и на какие параметры влияет
Автоблог avtonam.ru Контакты Menu Menu
  • Главная
  • Обзоры авто
      • audiAudi
      • bmwBMW
      • cadillacCadillac
      • chevroletChevrolet
      • citroenCitroen
      • fordFord
      • geelyGeely
      • hondaHonda
      • hyundaiHyundai
      • infinitiInfiniti
      • jaguarJaguar
      • kiaKia
      • ladaLada
      • land-roverLand Rover
      • lexusLexus
      • mazdaMazda
      • mercedesMercedes
      • mitsubishiMitsubishi
Мощность и вращающий момент электродвигателя. Что это такое?

Мощность и вращающий момент электродвигателя

Данная глава посвящена вращающему моменту: что это такое, для чего он нужен и др. Мы также разберём типы нагрузок в зависимости от моделей насосов и соответствие между электродвигателем и нагрузкой насоса.

Вы когда-нибудь пробовали провернуть вал пустого насоса руками? Теперь представьте, что вы поворачиваете его, когда насос заполнен водой. Вы почувствуете, что в этом случае, чтобы создать вращающий момент, требуется гораздо большее усилие.



А теперь представьте, что вам надо крутить вал насоса несколько часов подряд. Вы бы устали быстрее, если бы насос был заполнен водой, и почувствовали бы, что потратили намного больше сил за тот же период времени, чем при выполнении тех же манипуляций с пустым насосом. Ваши наблюдения абсолютно верны: требуется большая мощность, которая является мерой работы (потраченной энергии) в единицу времени. Как правило, мощность стандартного электродвигателя выражается в кВт.



Вращающий момент (T) - это произведение силы на плечо силы. В Европе он измеряется в Ньютонах на метр (Нм).



Как видно из формулы, вращающий момент увеличивается, если возрастает сила или плечо силы - или и то и другое. Например, если мы приложим к валу силу в 10 Н, эквивалентную 1 кг, при длине рычага (плече силы) 1 м, в результате, вращающий момент будет 10 Нм. При увеличении силы до 20 Н или 2 кг, вращающий момент будет 20 Нм. Таким же образом, вращающий момент был бы 20 Нм, если бы рычаг увеличился до 2 м, а сила составляла 10 Н. Или при вращающем моменте в 10 Нм с плечом силы 0,5 м сила должна быть 20 Н.




Работа и мощность

Теперь остановимся на таком понятии как «работа», которое в данном контексте имеет особое значение. Работа совершается всякий раз, когда сила - любая сила - вызывает движение. Работа равна силе, умноженной на расстояние. Для линейного движения мощность выражается как работа в определённый момент времени.

Если мы говорим о вращении, мощность выражается как вращающий момент (T), умноженный на частоту вращения (w).



Частота вращения объекта определяется измерением времени, за которое определённая точка вращающегося объекта совершит полный оборот. Обычно эта величина выражается в оборотах в минуту, т.е. мин-1 или об/мин. Например, если объект совершает 10 полных оборотов в минуту, это означает, что его частота вращения: 10 мин-1 или 10 об/мин.



Итак, частота вращения измеряется в оборотах в минуту, т.е. мин-1.

Приведем единицы измерения к общему виду.



Для наглядности возьмём разные электродвигатели, чтобы более подробно проанализировать соотношение между мощностью, вращающим моментом и частотой вращения. Несмотря на то, что вращающий момент и частота вращения электродвигателей сильно различаются, они могут иметь одинаковую мощность.



Например, предположим, что у нас 2-полюсный электродвигатель (с частотой вращения 3000 мин-1) и 4-полюсной электродвигатель (с частотой вращения 1500 мин-1). Мощность обоих электродвигателей 3,0 кВт, но их вращающие моменты отличаются.



Таким образом, вращающий момент 4-полюсного электродвигателя в два раза больше вращающего момента двухполюсного электродвигателя с той же мощностью.

Как образуется вращающий момент и частота вращения?

Теперь, после того, как мы изучили основы вращающего момента и скорости вращения, следует остановиться на том, как они создаются.

В электродвигателях переменного тока вращающий момент и частота вращения создаются в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем. Магнитное поле вокруг обмоток ротора будет стремиться к магнитному полю статора. В реальных рабочих условиях частота вращения ротора всегда отстаёт от магнитного поля. Таким образом, магнитное поле ротора пересекает магнитное поле статора и отстает от него и создаёт вращающий момент. Разницу в частоте вращения ротора и статора, которая измеряется в %, называют скоростью скольжения.



Скольжение является основным параметром электродвигателя, характеризующий его режим работы и нагрузку. Чем больше нагрузка, с которой должен работать электродвигатель, тем больше скольжение.

Помня о том, что было сказано выше, разберём ещё несколько формул. Вращающий момент индукционного электродвигателя зависит от силы магнитных полей ротора и статора, а также от фазового соотношения между этими полями. Это соотношение показано в следующей формуле:



Сила магнитного поля, в первую очередь, зависит от конструкции статора и материалов, из которых статор изготовлен. Однако напряжение и частота тока также играют важную роль. Отношение вращающих моментов пропорционально квадрату отношения напряжений, т.е. если подаваемое напряжение падает на 2%, вращающий момент, следовательно, уменьшается на 4%.




Потребляемая мощность электродвигателя

Ток ротора индуцируется через источник питания, к которому подсоединён электродвигатель, а магнитное поле частично создаётся напряжением. Входную мощность можно вычислить, если нам известны данные источника питания электродвигателя, т.е. напряжение, коэффициент мощности, потребляемый ток и КПД.



В Европе мощность на валу обычно измеряется в киловаттах. В США мощность на валу измеряется в лошадиных силах (л.с.).

Если вам необходимо перевести лошадиные силы в киловатты, просто умножьте соответствующую величину (в лошадиных силах) на 0,746. Например, 20 л.с. равняется (20 • 0,746) = 14,92 кВт.

И наоборот, киловатты можно перевести в лошадиные силы умножением величины в киловаттах на 1,341. Это значит, что 15 кВт равняется 20,11 л.с.


Момент электродвигателя

Мощность [кВт или л.с.] связывает вращающий момент с частотой вращения, чтобы определить общий объём работы, который должен быть выполнен за определённый промежуток времени.

Рассмотрим взаимодействие между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения, а также их связь с электрическим напряжением на примере электродвигателей Grundfos. Электродвигатели имеют одну и ту же номинальную мощность как при 50 Гц, так и при 60 Гц.



Это влечёт за собой резкое снижение вращающего момента при 60 Гц: частота 60 Гц вызывает 20%-ное увеличение числа оборотов, что приводит к 20%-ному уменьшению вращающего момента. Большинство производителей предпочитают указывать мощность электродвигателя при 60 Гц, таким образом, при снижении частоты тока в сети до 50 Гц электродвигатели будут обеспечивать меньшую мощность на валу и вращающий момент. Электродвигатели обеспечивают одинаковую мощность при 50 и 60 Гц.

Графическое представление вращающего момента электродвигателя изображено на рисунке.



Иллюстрация представляет типичную характеристику вращающий момент/частота вращения. Ниже приведены термины, используемые для характеристики вращающего момента электродвигателя переменного тока.

Пусковой момент (Мп): Механический вращающий момент, развиваемый электродвигателем на валу при пуске, т.е. когда через электродвигатель пропускается ток при полном напряжении, при этом вал застопорен.

Минимальный пусковой момент (Ммин): Этот термин используется для обозначения самой низкой точки на кривой вращающий момент/частота вращения электродвигателя, нагрузка которого увеличивается до полной скорости вращения. Для большинства электродвигателей Grundfos величина минимального пускового момента отдельно не указывается, так как самая низкая точка находится в точке заторможенного ротора. В результате для большинства электродвигателей Grundfos минимальный пусковой момент такой же, как пусковой момент.

Блокировочный момент (Мблок): Максимальный вращающий момент - момент, который создаёт электродвигатель переменного тока с номинальным напряжением, подаваемым при номинальной частоте, без резких скачков скорости вращения. Его называют предельным перегрузочным моментом или максимальным вращающим моментом.

Вращающий момент при полной нагрузке (Мп.н.): Вращающий момент, необходимый для создания номинальной мощности при полной нагрузке.


Нагрузка насосов и типы нагрузки электродвигателя

Выделяют следующие типы нагрузок:

Постоянная мощность

Термин «постоянная мощность» используется для определённых типов нагрузки, в которых требуется меньший вращающий момент при увеличении скорости вращения, и наоборот. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т.п.



Постоянный вращающий момент

Как видно из названия - «постоянный вращающий момент» - подразумевается, что величина вращающего момента, необходимого для приведения в действие какого- либо механизма, постоянна, независимо от скорости вращения. Примером такого режима работы могут служить конвейеры.



Переменный вращающий момент и мощность

«Переменный вращающий момент» - эта категория представляет для нас наибольший интерес. Этот момент имеет отношение к нагрузкам, для которых требуется низкий вращающий момент при низкой частоте вращения, а при увеличении скорости вращения требуется более высокий вращающий момент. Типичным примером являются центробежные насосы.

Вся остальная часть данного раздела будет посвящена исключительно переменному вращающему моменту и мощности.

Определив, что для центробежных насосов типичным является переменный вращающий момент, мы должны проанализировать и оценить некоторые характеристики центробежного насоса. Использование приводов с переменной частотой вращения обусловлено особыми законами физики. В данном случае это законы подобия, которые описывают соотношение между разностями давления и расходами.



Во-первых, подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения. Это означает, что если насос будет работать с частотой вращения на 25% больше, подача увеличится на 25%.

Во-вторых, напор насоса будет меняться пропорционально квадрату изменения скорости вращения. Если частота вращения увеличивается на 25%, напор возрастает на 56%.

В-третьих, что особенно интересно, мощность пропорциональна кубу изменения скорости вращения. Это означает, что если требуемая частота вращения уменьшается на 50%, это равняется 87,5%-ному уменьшению потребляемой мощности.

Итак, законы подобия объясняют, почему использование приводов с переменной частотой вращения более целесообразно в тех областях применения, где требуются переменные значения расхода и давления. Grundfos предлагает ряд электродвигателей со встроенным частотным преобразователем, который регулирует частоту вращения для достижения именно этой цели.

Так же как подача, давление и мощность, потребная величина вращающего момента зависит от скорости вращения.



На рисунке показан центробежный насос в разрезе. Требования к вращающему моменту для такого типа нагрузки почти противоположны требованиям при «постоянной мощности». Для нагрузок при переменном вращающем моменте потребный вращающий момент при низкой частоте вращения - мал, а потребный вращающий момент при высокой частоте вращения - велик. В математическом выражении вращающий момент пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность - кубу скорости вращения.



Это можно проиллюстрировать на примере характеристики вращающий момент/частота вращения, которую мы использовали ранее, когда рассказывали о вращающем моменте электродвигателя:

Когда электродвигатель набирает скорость от нуля до номинальной скорости, вращающий момент может значительно меняться. Величина вращающего момента, необходимая при определённой нагрузке, также изменяется с частотой вращения. Чтобы электродвигатель подходил для определённой нагрузки, необходимо чтобы величина вращающего момента электродвигателя всегда превышала вращающий момент, необходимый для данной нагрузки.



В примере, центробежный насос при номинальной нагрузке имеет вращающий момент, равный 70 Нм, что соответствует 22 кВт при номинальной частоте вращения 3000 мин-1. В данном случае насосу при пуске требуется 20% вращающего момента при номинальной нагрузке, т.е. приблизительно 14 Нм. После пуска вращающий момент немного падает, а затем, по мере того, как насос набирает скорость, увеличивается до величины полной нагрузки.

Очевидно, что нам необходим насос, который будет обеспечивать требуемые значения расход/напор (Q/H). Это значит, что нельзя допускать остановок электродвигателя, кроме того, электродвигатель должен постоянно ускоряться до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости. Следовательно, необходимо, чтобы характеристика вращающего момента совпадала или превышала характеристику нагрузки на всём диапазоне от 0% до 100% скорости вращения. Любой «избыточный» момент, т.е. разница между кривой нагрузки и кривой электродвигателя, используется как ускорение вращения.


Соответствие электродвигателя нагрузке

Если нужно определить, отвечает ли вращающий момент определённого электродвигателя требованиям нагрузки, Вы можете сравнить характеристики скорости вращения/вращающего момента электродвигателя с характеристикой скорости вращения/ вращающего момента нагрузки. Вращающий момент, создаваемый электродвигателем, должен превышать потребный для нагрузки вращающий момент, включая периоды ускорения и полной скорости вращения.

Характеристика зависимости вращающего момента от скорости вращения стандартного электродвигателя и центробежного насоса.



Если мы посмотрим на характеристику , то увидим, что при ускорении электродвигателя его пуск производится при токе, соответствующем 550% тока полной нагрузки.



Когда двигатель приближается к своему номинальному значению скорости вращения, ток снижается. Как и следовало ожидать, во время начального периода пуска потери на электродвигателе высоки, поэтому этот период не должен быть продолжительным, чтобы не допустить перегрева.

Очень важно, чтобы максимальная скорость вращения достигалась как можно точнее. Это связано с потребляемой мощностью: например, увеличение скорости вращения на 1% по сравнению со стандартным максимумом приводит к 3%-ному увеличению потребляемой мощности.

Потребляемая мощность пропорциональна диаметру рабочего колеса насоса в четвертой степени.



Уменьшение диаметра рабочего колеса насоса на 10% приводит к уменьшению потребляемой мощности на (1- (0.9 * 0.9 * 0.9 * 0.9)) * 100 = 34%, что равно 66% номинальной мощности. Эта зависимость определяется исключительно на практике, так как зависит от типа насоса, конструкции рабочего колеса и от того, насколько вы уменьшаете диаметр рабочего колеса.


Время пуска электрдвигателя

Если нам необходимо подобрать типоразмер электродвигателя для определённой нагрузки, например для центробежных насосов, основная наша задача состоит в том, чтобы обеспечить соответствующий вращающий момент и мощность в номинальной рабочей точке, потому что пусковой момент для центробежных насосов довольно низкий. Время пуска достаточно ограниченно, так как вращающий момент довольно высокий.



Нередко для сложных систем защиты и контроля электродвигателей требуется некоторое время для их пуска, чтобы они могли замерить пусковой ток электродвигателя. Время пуска электродвигателя и насоса рассчитывается с помощью следующей формулы:



tпуск = время, необходимое электродвигателю насоса, чтобы достичь частоты вращения при полной нагрузке

n = частота вращения электродвигателя при полной нагрузке

Iобщ = инерция, которая требует ускорения, т.е. инерция вала электродвигателя, ротора, вала насоса и рабочих колёс.

Момент инерции для насосов и электродвигателей можно найти в соответствующих технических данных.



Мизб = избыточный момент, ускоряющий вращение. Избыточный момент равен вращающему моменту электродвигателя минус вращающий момент насоса при различных частотах вращения.

Мизб можно рассчитать по следующим формулам:







Как видно из приведённых вычислений, выполненных для данного примера с электродвигателем мощностью 4 кВт насоса CR, время пуска составляет 0,11 секунды.


Число пусков электродвигателя в час

Современные сложные системы управления электродвигателями могут контролировать число пусков в час каждого конкретного насоса и электродвигателя. Необходимость контроля этого параметра состоит в том, что каждый раз, когда осуществляется пуск электродвигателя с последующим ускорением, отмечается высокое потребление пускового тока. Пусковой ток нагревает электродвигатель. Если электродвигатель не остывает, продолжительная нагрузка от пускового тока значительно нагревает обмотки статора электродвигателя, что приводит к выходу из строя электродвигателя или сокращению срока службы изоляции.

Обычно за количество пусков, которое может выполнить электродвигатель в час, отвечает поставщик электродвигателя. Например, Grundfos указывает максимальное число пусков в час в технических данных на насос, так как максимальное количество пусков зависит от момента инерции насоса.


Мощность и КПД (eta) электродвигателя

Существует прямая связь между мощностью, потребляемой электродвигателем от сети, мощностью на валу электродвигателя и гидравлической мощностью, развиваемой насосом.

При производстве насосов используются следующие обозначения этих трёх различных типов мощности.



P1 (кВт) Входная электрическая мощность насосов - это мощность, которую электродвигатель насоса получает от источника электрического питания. Мощность P! равна мощности P2, разделённой на КПД электродвигателя.

P2 (кВт) Мощность на валу электродвигателя - это мощность, которую электродвигатель передает на вал насоса.

Р3 (кВт) Входная мощность насоса = P2, при условии, что соединительная муфта между валами насоса и электродвигателя не рассеивает энергию.

Р4 (кВт) Гидравлическая мощность насоса.

Мощность и крутящий момент - что это?

ЧТО ТАКОЕ ЛОШАДИНАЯ СИЛА?

— У тебя сколько сил? — такой вопрос слышал любой, кто хоть немного касался мира автомобилей. Никому даже пояснять не надо, какие силы на самом деле имеются в виду — лошадиные. Именно в них мы привыкли оценивать мощность мотора, одну из важнейших потребительских характеристик машины.

Уже и гужевого транспорта практически не осталось даже в деревнях, а эта единица измерения живёт и здравствует больше ста лет. А ведь лошадиная сила — величина, по сути, нелегальная. Она не входит в международную систему единиц (полагаю, многие со школы помнят, что называется она СИ) и потому не имеет официального статуса. Более того, Международная организация законодательной метрологии требует как можно скорее изъять лошадиную силу из обращения, а директива ЕС 80/181/EEC от 1 января 2010 прямо обязует автопроизводителей использовать традиционные «л.с.» только как вспомогательную величину для обозначения мощности.

Но не зря считается, что привычка — вторая натура. Ведь говорим же мы в обиходе «ксерокс» вместо копир и обзываем клейкую ленту «скотчем». Вот и непризнанные «л.с.» сейчас используют не только обыватели, но и едва ли не все автомобильные компании. Какое им дело до рекомендательных директив? Раз покупателю удобнее — пусть так и будет. Да что там производители — даже государство на поводу идёт. Если кто забыл, в России транспортный налог и тариф ОСАГО именно от лошадиных сил высчитываются, как и стоимость эвакуации неправильно припаркованного транспорта в Москве.

Лошадиная сила родилась в эпоху промышленной революции, когда потребовалось оценить, насколько эффективно механизмы заменяют животную тягу. По наследству от стационарных двигателей эта условная единица измерения мощности со временем перешла и на автомобили

И никто бы к этому не придирался, если не одно весомое «но». Задуманная, чтобы упростить нам жизнь, лошадиная сила на самом деле вносит путаницу. Ведь появилась она в эпоху промышленной революции как совершенно условная величина, которая не то что к автомобильному мотору, даже к лошади имеет достаточно опосредованное отношение. Смысл этой единицы в следующем — 1 л.с. достаточно, чтобы поднять груз массой 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Фактически, это сильно усреднённый показатель производительности одной кобылы. И не более того.

Иными словами, новая единица измерения очень пригодилась промышленникам, добывавшим, к примеру, уголь из шахт, и производителям соответствующего оборудования. С её помощью было проще оценить преимущество механизмов над животной силой. А поскольку приводились станки уже паровыми, а позднее и керосиновыми двигателями, то «л.с.» перешли по наследству и к  самобеглым экипажам.

Джеймс Уатт — шотландский инженер, изобретатель, учёный, живший в XVIII — начале XIX века. Именно он ввёл в обращение как «нелегальную» сейчас лошадиную силу, так и официальную единицу измерения мощности, которую назвали его именем

По иронии судьбы изобрёл лошадиную силу человек, именем которого названа официальная единица измерения мощности — Джеймс Уатт. А поскольку ватт (а точнее, применительно к могучим машинам, киловатт — кВт) к началу XIX века тоже активно входил в оборот, пришлось две величины как-то приводить друг к другу. Вот здесь-то и возникли ключевые разногласия. Например, в России и большинстве других европейских стран приняли так называемую метрическую лошадиную силу, которая равна 735,49875 Вт или, что сейчас нам более привычно, 1 кВт = 1,36 л.с. Такие «л.с.» чаще всего обозначают PS (от немецкого Pferdestärke), но есть и другие варианты — cv, hk, pk, ks, ch... При этом в Великобритании и ряде её бывших колоний решили пойти своим путём, организовав «имперскую» систему измерений с её фунтами, футами и прочими прелестями, в которой механическая (или, по-другому, индикаторная) лошадиная сила составляла уже 745,69987158227022 Вт. А дальше — пошло-поехало. К примеру, в США придумали даже электрическую (746 Вт) и котловую (9809,5 Вт) лошадиные силы.

Вот и получается, что один и тот же автомобиль с одним и тем же двигателем в разных странах на бумаге может иметь разную мощность. Возьмём, например, популярный у нас кроссовер Kia Sportage — в России или Германии по паспорту его двухлитровый турбодизель в двух вариантах развивает 136 или 184 л.с., а в Англии — 134 и 181 «лошадку». Хотя на самом деле отдача мотора в международных единицах составляет ровно 100 и 135 кВт — причём в любой точке земного шара. Но, согласитесь, звучит непривычно. Да и цифры уже не такие впечатляющие. Поэтому автопроизводители и не спешат переходить на официальную единицу измерения, объясняя это маркетингом и традициями. Это как же? У конкурентов будет 136 сил, а у нас всего 100 каких-то кВт? Нет, так не пойдёт...

КАК ИЗМЕРЯЮТ МОЩНОСТЬ?

Впрочем, «мощностные» хитрости игрой с единицами измерения не ограничиваются. До последнего времени её не только обозначали, но даже измеряли по-разному. В частности, в Америке долгое время (до начала 1970-х годов) автопроизводители практиковали стендовые испытания двигателей, раздетых догола — без навески вроде генератора, компрессора кондиционера, насоса системы охлаждения и с прямоточной трубой вместо многочисленных глушителей. Само собой, сбросивший оковы мотор легко выдавал процентов на 10-20 больше «л.с.», так необходимых менеджерам по продажам. Ведь в тонкости методики испытаний мало кто из покупателей вдавался.

Другая крайность (но гораздо более приближенная к реальности) — снятие показателей прямо с колёс автомобиля, на беговых барабанах. Так поступают гоночные команды, тюнинговые мастерские и прочие коллективы, которым важно знать отдачу мотора с учётом всех возможных потерь, и трансмиссионных в том числе.

Мощность также зависит от того, как её измерять. Одно дело крутить на стенде «голый» мотор без навесного оборудования и совсем другое — снимать показания с колёс, на беговых барабанах, с учётом трансмиссионных потерь. Современные методики предлагают компромиссный вариант — стендовые испытания двигателя с необходимой для его автономной работы навеской

Но в итоге за образец в различных методиках вроде европейских ECE, DIN или американских SAE приняли компромиссный вариант. Когда двигатель устанавливают на стенде, но со всей необходимой для бесперебойного функционирования навеской, включая стандартный выпускной тракт. Снять можно только оборудование, относящееся к другим системам машины (к примеру, компрессор пневмоподвески или насос гидроусилителя руля). То есть тестируют мотор ровно в том виде, в котором он фактически стоит под капотом автомобиля. Это позволяет исключить из финального результата «качество» трансмиссии и определить мощность на коленвале с учётом потерь на привод основных навесных агрегатов. Так, если говорить о Европе, то эту процедуру регламентирует директива 80/1269/EEC, впервые принятая ещё в 1980 году и с тех пор регулярно обновляемая.

ЧТО ТАКОЕ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?

Но если мощность, как говорят в Америке, помогает автомобили продавать, то двигает их вперёд крутящий момент. Измеряют его в ньютон-метрах (Н∙м), однако у большинства водителей до сих пор нет чёткого представления об этой характеристике мотора. В лучшем случае обыватели знают одно — чем выше крутящий момент, тем лучше. Почти как с мощностью, не правда ли? Вот только чем тогда «Н∙м» отличаются от «л.с.».?

На самом деле, это связанные величины. Более того, мощность — производная от крутящего момента и оборотов мотора. И рассматривать их по отдельности просто нельзя. Знайте — чтобы получить мощность в ваттах необходимо крутящий момент в ньютон-метрах умножить на текущее число оборотов коленвала и коэффициент 0,1047. Хотите привычные лошадиные силы? Нет проблем! Делите результат на 1000 (таким образом получатся киловатты) и умножайте на коэффициент 1,36.

Чтобы обеспечить дизелю (на фото слева) высокую степень сжатия, инженеры вынуждены делать его длинноходным (это когда ход поршня превышает диаметр цилиндра). Поэтому у таких моторов крутящий момент конструктивно получается большим, но предельное число оборотов приходится ограничивать ради повышения ресурса. Разработчикам бензиновых агрегатов, наоборот, проще получить высокую мощность — детали здесь не такие массивные, степень сжатия меньше, так что двигатель можно сделать короткоходным и высокооборотным. Впрочем, в последнее время различие между дизелями и бензиновыми агрегатами постепенно стирается — они становятся всё более похожими как по конструкции, так и по характеристикам

Выражаясь техническим языком, мощность показывает, сколько работы способен выполнить мотор за единицу времени. А вот крутящий момент характеризует потенциал двигателя к совершению этой самой работы. Показывает сопротивление, которое он может преодолеть. Например, если машина упрётся колёсами в высокий бордюр и не сможет тронуться с места, мощность будет нулевой, так как никакой работы мотор не совершает — движения нет, но крутящий момент при этом развивается. Ведь за то мгновение, пока движок не заглохнет от натуги, в цилиндрах сгорает рабочая смесь, газы давят на поршни, а шатуны стараются привести во вращение коленвал. Иными словами, момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет. То есть именно «Н∙м» являются основной «продукцией» двигателя, которую он производит, превращая тепловую энергию в механическую.

Если проводить аналогии с человеком, «Н∙м» отражают его силу, а «л.с.» — выносливость. Именно поэтому тихоходные дизельные двигатели в силу своих конструктивных особенностей у нас, как правило, тяжелоатлеты — при прочих равных условиях они могут тащить на себе больше и легче преодолевают сопротивление на колёсах, пусть и не так проворно. А вот быстроходные бензиновые моторы скорее относятся к бегунам — нагрузку держат хуже, зато перемещаются быстрее. В общем, действует простое правило рычага — выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии или скорости. И наоборот.

Так называемая внешняя скоростная характеристика двигателя отражает зависимость мощности и крутящего момента от оборотов коленвала при полностью открытом дросселе. По идее, чем раньше наступает пик тяги и позже — мощности, тем проще мотору адаптироваться к нагрузкам, его рабочий диапазон увеличивается, что позволяет водителю или электронике реже переключать передачи и почём зря не жечь топливо. На этих графиках видно, что бензиновый двухлитровый турбомотор (справа) выигрывает по этому показателю у турбодизеля аналогичного объёма, но уступает ему в абсолютной величине крутящего момента

Как это выражается на практике? В первую очередь, надо понять, что именно кривые крутящего момента и мощности (вместе, а не по отдельности!) на так называемой внешней скоростной характеристике двигателя будут раскрывать его истинные возможности. Чем раньше достигается пик тяги и позже пик мощности, тем лучше мотор приспособлен к своим задачам. Возьмём простой пример — автомобиль движется по ровной дороге и вдруг начинается подъём. Сопротивление на колёсах возрастает, так что при неизменной подаче топлива обороты станут падать. Но если характеристика двигателя грамотная, крутящий момент при этом наоборот начнёт расти. То есть мотор сам приспособится к увеличению нагрузки и не потребует от водителя или электроники перейти на передачу пониже. Перевал пройден, начинается спуск. Машина пошла на разгон — высокая тяга здесь уже не так важна, критичным становится другой фактор — мотор должен успевать её вырабатывать. То есть на первый план выходит мощность. Которую можно регулировать не только передаточными числами в трансмиссии, а повышением оборотов двигателя.

Здесь уместно вспомнить гоночные автомобильные или мотоциклетные моторы. В силу относительно небольших рабочих объёмов, они не могут развить рекордный крутящий момент, зато способность раскручиваться до 15 тысяч об/мин и выше позволяет им выдавать фантастическую мощность. К примеру, если условный двигатель при 4000 об/мин обеспечивает 250 Н∙м и, соответственно, примерно 143 л.с., то при 18000 об/мин он мог бы выдать уже 640,76 л.с. Впечатляет, не правда ли? Другое дело, что «гражданскими» технологиями это не всегда получается добиться.

И, кстати, в этом плане близкую к идеальной характеристику имеют электродвигатели. Они развивают максимальные «ньютон-метры» прямо со старта, а потом кривая крутящего момента плавно падает с ростом оборотов. График мощности при этом прогрессивно возрастает.

Современные моторы «Формулы 1» имеют скромный объём 1,6 л и относительно невысокий крутящий момент. Но за счёт турбонаддува, а главное — способности раскручиваться до 15000 об/мин, выдают порядка 600 л.с. Кроме того, инженеры грамотно интегрировали в силовой агрегат электродвигатель, который в определённых режимах может добавлять ещё 160 «лошадок». Так что гибридные технологии могут работать не только на экономичность

Думаю, вы уже поняли — в характеристиках автомобиля важны не только максимальные значения мощности и крутящего момента, но и их зависимость от оборотов. Вот почему журналисты так любят повторять слово «полка» — когда, допустим, мотор выдаёт пик тяги не в одной точке, а в диапазоне от 1500 до 4500 об/мин. Ведь если есть запас крутящего момента, мощности тоже, скорее всего, будет хватать.

Но всё же лучший показатель «качества» (назовём его так) отдачи автомобильного двигателя — его эластичность, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Она выражается, например, в разгоне от 60 до 100 км/ч на четвёртой передаче или с 80 до 120 км/ч на пятой — это стандартные тесты в автомобильной индустрии. И может случиться так, что какой-нибудь современный турбомотор с высокой тягой на малых оборотах и широченной полкой момента даёт ощущение отличной динамики в городе, но на трассе при обгоне окажется хуже древнего атмосферника с более выгодной характеристикой не только момента, но и мощности...

Так что пусть в последнее время разница между дизельными и бензиновыми агрегатами становится всё более расплывчатой, пусть развиваются альтернативные моторы, но извечный союз мощности, крутящего момента и оборотов двигателя останется актуальным. Всегда.

Мощность и крутящий момент

Мощность и крутящий момент

Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что VW Golf TDI c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем Porsche 911 с 320 Нм.

Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что VW Golf TDI c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем Porsche 911 с 320 Нм.

Очевидно, что эти утверждения не соответствуют действительности.

Определения и разъяснения:

Крутящий момент:

Крутящий момент двигателя прилагается к коленчатому валу двигателя или к первичному валу коробки передач. Крутящий момент изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя. Крутящий момент на колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии.

Крутящий момент на колесах:

Это преобразованный трансмиссией крутящий момент двигателя.

Мощность двигателя непосредственно взаимосвязана с крутящим моментом двигателя, а именно, через соотношение P=M*n/9550, где М- крутящий момент двигателя. Единица измерения 1 Н*м, n – частота вращения двигателя в об/мин.

Диаграммы крутящего момента достаточно, чтобы просчитать кривую мощности (и наоборот).

Мощность и крутящий момент

Возьмем два двигателя. У обоих максимальный крутящий момент 200 Нм при 4000 об/мин и мощность 147 л.с. при 6000 об/мин. Несмотря на то, что основные данные этих двух моторов одинаковы, они все же отличаются по динамическим характеристикам. Диапазон крутящего момента и мощности первого двигателя лучше чем у второго. Предположим, что переключение передач происходит при 6500 об/мин и обороты двигателя на следующей, более высокой передаче опускаются до 4300 об/мин. Первый двигатель имеет до точки при 6000 об/мин непрерывно больший крутящий момент и мощность. Таким образом, первый автомобиль будет ускоряться лучше. Это показывает, что основные данные двигателя дают только частичную информацию.

Так что мы теперь знаем о «крутящем моменте» и «мощности двигателя»? На самом деле сравнительно мало. Поскольку трансмиссия и ее передаточное отношение играю существенную роль в движении автомобиля. Старые американские автомобили были оборудованы 2-3 ступенчатыми коробками передач, и несмотря на значительные мощности двигателей, разгонялись они достаточно скромно, т.к. падение оборотов при переключении передач было слишком большим. Как грубое сравнение можно привести Mercedes S-Klasse. Он оборудован 7-ступенчатым автоматом, который позволяет полностью использовать имеющуюся в распоряжении мощность двигателя.

Почему это так?

Все мы знаем, что ускоряется автомобиль лучше в определенной области оборотов двигателя. Оптимально, когда обороты двигателя постоянно находятся в этом диапазоне. Но это возможно лишь на немногих автомобилях оборудованных CVT (безступенчатыми трансмиссиями).

Чем больше передач имеется в распоряжении, тем меньше становится скачок оборотов и тем ближе мы становимся к оптимальному числу оборотов двигателя между переключениями. Усилие на ведущих колесах, это то, что приводит автомобиль в движение. Это сила, приложенная по касательной к окружности колеса. Она несет в себе всю информацию (Крутящий момент, передаточное отношение трансмиссии, размер колес) и направлена противоположно силе сопротивления движению и силе инерции.

Когда нужно переключаться?

Оптимальная точка переключения достигается тогда, когда на следующей высшей передаче имеется большее усилие на ведущих колесах чем на актуальной передаче. Чтобы найти оптимальную точку переключения, необходимо воспользоваться кривой крутящего момента. Диаграмма тягового усилия на ведущих колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии и размера установленных шин. Как только пересекутся кривые отдельных передач, нужно переключиться на следующую передачу, чтобы достичь лучшего ускорения. Если же кривые не пересекаются, тогда следует выкручивать двигатель до ограничителя. Далее отображены диаграммы тягового усилия на ведущих колесах, чтобы можно было прочувствовать теорию в деле.

Влияние передаточного отношения

Турбодизель достигает очень высоких значений крутящего момента при низких оборотах двигателя.

Но это только цифры, по которым можно судить о том, как автомобиль будет ускоряться и по ним нельзя делать окончательные выводы. Почему? Потому что дизелю нужно значительно дольше переключаться, чтобы достичь одинаковую с бензином скорость(т.к. число оборотов дизеля существенно ниже чем у бензинового двигателя). Это приводит к тому, что бензиновый двигатель свой низкий крутящий момент преобразует значительно лучше за счет коротких передач, чем дизель с длинными передачами.

Турбодизель против высокооборотистого атмосферного двигателя.

Несмотря на длинные передаточные отношения дизель как правило имеет лучшую тяговитость при низких оборотах. Наглядно это отображено на диаграмме сравнения BMW М3 3.2 л двигателя и BMW 535d. Несмотря на гигантский крутящий момент дизеля (520Нм), бензиновый двигатель (365Нм) в очень широком диапазоне оборотов двигателя имеет значительно большее тяговое усилие на ведущих колесах. Так что этот бензиновый двигатель (вопреки многим мнениям) может ездить с редкими переключениями, иногда даже ленивее чем 535d (на шестой передаче тяговое усилие на колесах стабильно выше чем у 535d, независимо при каких оборотах и какой скорости). Но можно говорить о том, что большая часть турбированных двигателей имеет лучшую приемистость (на низких оборотах) чем атмосферные двигатели. Так что предпочитаете ли вы двигатели имеющие «подрыв» на низких скоростях, или те, которые выдают тягу плавно, это остается делом вкуса.

Мощность и крутящий момент

Турбодизель против турбобензина

Сравним BMW E90 335i с 306 л.с. и 400 Нм и BMW E90 335d с 286 л.с. и 560 Нм. На низших передачах в среднем диапазоне оборотов тяга на колесах дизеля существенно выше, чем у бензинового двигателя. При высоких оборотах бензин свою мощность отыгрывает. На 6-й передаче бензин имеет стабильно большее усилие на колесах чем дизель.

Диаграмма тягового усилия BMW E90 335i и E90 335d

Мощность и крутящий момент

Дизель или бензин как тягач

Широко распространено мнение, что дизельный двигатель из-за его высокого крутящего момента лучше подходит для буксировки. Тем не менее из-за огромного скачка в развитии бензиновых двигателей это не совсем верно. Современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются турбонагнетателями, которые могут создавать достаточное давление наддува при низких оборотах, и следовательно достигать высокого крутящего момента. Сравним двигатели 1.4 TSI (170 л.с., 240 Нм) и 2.0TDI (170 л.с., 350 Нм) в VW Golf5.

За основу взят 5% уклон, коэффициент лобового сопротивления 0.7, площадь лобового сопротивления 5.87 м2 и общая масса 3250 кг. 1-я передача для лучшего рассмотрения исключена.

Все режимы выше голубой линии возможны с вышеназванными условиями. Все режимы ниже голубой линии ведут к снижению скорости и в конечном счете к переходу на низшую передачу. Можно увидеть, что дизель может использовать первые четыре передачи, TSI – первые пять. Максимально допустимые скорости следующие:

TDI:

68 км/ч на второй передаче (в ограничителе оборотов)

104 км/ч на третьей передаче (вблизи ограничителя оборотов около 4400 об/мин)

TSI:

99 км/ч на второй передаче (вблизи ограничителя оборотов около 7000 об/мин)

106 км/ч на третьей передаче (при около 5500 об/мин)

90 км/ч на четвертой передаче (при около 3500 об/мин)

65 км/ч на пятой передаче (при около 2300 об/мин)

В целом TSI гораздо лучше подходит для движения с прицепом. Единственным недостатком может быть значительный рост расхода топлива у бензина.

Мощность и крутящий момент

Мощность и крутящий момент

Как выглядит диаграмма тягового усилия авто со ступенчатыми коробками передач мы уже знаем.

Для полноты картины следует отметить бесступенчатую трансмиссию Audi «Multitronic».

Мощность и крутящий момент

Рассмотрим кратко, так как эта трансмиссия имеет призрачные шансы на существование. Это безступенчатая трансмиссия с различными профилями вождения. Спортивно настроенный водитель использует голубую линию для максимального ускорения, с высокими оборотами и большим расходом. Средний водитель будет использовать более низкие обороты. А значит тяга на колесах будет не так высока как в спорт режиме. Соответственно автомобиль ускоряется медленнее. CVT, как уже говорилось ранее, превосходное решение. Теоретически она позволяет получить максимальную производительность. На практике все выглядит по другому. Авто с Мультитроником ускоряются хуже, чем авто с МКПП. Потери в трансмиссии слишком велики и перекрывают все преимущества.

А что же насчет двигателей грузовиков и коммерческих автомобилей?

Глядя на кривые мощности и крутящего момента грузовиков можно быстро обнаружить существенные отличия от легковых автомобилей. В то время как на двигателях легковых авто целью является как можно более равномерное и высокое значение крутящего момента, двигателям грузовиков необходим пик крутящего момента. Покажем качественные отличия грузовых и легковых турбодизелей:

Мощность и крутящий момент

Почему так?

Области применения полностью различны. Легковому автомобилю необходимо достичь максимального ускорения и как можно более высокой максимальной скорости. В тоже время необходимо принять во внимание тот факт, что эти двигатели практически постоянно используются в режимах частичной нагрузки. Грузовые же двигатели (в качестве простого примера возьмем двигатели бульдозера или трактора) обычно используются на максимальной нагрузке. Максимальные крутящие момент и мощность ему необходимы при низких оборотах, а также как можно большее нарастание крутящего момента. Почему не падение а именно нарастание крутящего момента станет ясно в следующем абзаце.

Цель этого нарастания величины крутящего момента может быть хорошо объяснена на примере бульдозера. Насыпь земли перед ковшом бульдозера всегда большая, поэтому возникает необходимость увеличить мощность, чтобы продвинуть насыпь дальше. При этой нагрузке частота вращения двигателя падает и вместе с тем падает скорость сдвига. Снижение числа оборотов двигателя благодаря типичной для грузовых транспортных средств кривой крутящего момента ведет к росту крутящего момента и мощности двигателя (смотри график). Таким образом в некоторой степени предотвращается дальнейшее падение оборотов и скорости сдвига – чем сильнее падение числа оборотов, тем больше мощности отдает двигатель. В переносном смысле можно сказать: кривая крутящего момента таких двигателей позволяет независимо от нагрузки относительно сохранять необходимую скорость. Такие моторы имеют «иммунитет» против увеличения нагрузки и становятся ненамного медленнее при ее увеличении. Но все же почему «нарастание крутящего момента» а не «падение»? Теперь нужно смотреть на график в направлении рабочих оборотов. При нагрузке число оборотов падает и происходит РОСТ крутящего момента.

90000 Power vs. Torque - x-engineer.org 90001 90002 In this article we are going to understand how the 90003 engine torque 90004 is produced, how 90003 engine power 90004 is calculated and what is a 90003 torque and power curve 90004. Also, we are going to have a look at the engine torque and power maps (surfaces). 90009 90002 By the end of the article, the reader will be able to understand the difference between torque and power, how they affect the longitudinal dynamics of the vehicle and how to interpret torque and power curves at full load.90009 90012 Definition of torque 90013 90002 90003 Torque 90004 can be regarded as a 90003 turning force 90004 applied on an object. Torque (vector) is the cross product between a force (vector) and a distance (scalar). The distance, also called the 90003 lever arm 90004, is measured between the force and the turning point. Similar to a force, torque is a vector and is defined by an amplitude and a direction of rotation. 90009 90002 Image: Tightening torque at wheel bolt 90009 90002 Imagine that you want to tighten / loosen the bolts of a wheel.Pushing or pulling the handle of the wrench connected to a nut or bolt, produces a torque (turning force) that loosens or tightens the nut or bolt. 90009 90002 The torque 90027 T [Nm] 90028 is the product of the force 90027 F [N] 90028 and the length of the lever arm 90027 a [m] 90028. 90009 \ [\ bbox [# FFFF9D] {T = F \ cdot a} \] 90002 In order to increase the magnitude of the torque we can either increase the force, the length of the lever arm or both. 90009 90002 90003 Example 90004: Calculate the torque obtained on the bolt if the arm of the wrench has 90027 0.25 m 90028 and the applied force is 90027 100 N 90028 (which is approx. Equivalent with a pushing force of 90027 10 kg 90028) 90009 \ [T = 100 \ cdot 0.25 = 25 \ text {Nm} \] 90002 The same torque could be obtained if the lever arm was 90027 1 m 90028 and the force only 90027 25 N 90028. 90009 90002 The same principle applies to internal combustion engines. The torque at the crankshaft is produced by the force applied on the conrod journal through the connecting rod. 90009 90002 Image: Torque at crankshaft 90009 90002 The torque 90027 T 90028 will be produce at the crankshaft on each conrod journal, every time the piston is in the power stroke.The lever arm 90027 a 90028 in this case is the 90003 crank radius (offset) 90004. 90009 90002 The magnitude of the force 90027 F 90028 depends on the combustion pressure within the cylinder. The higher the pressure in the cylinder, the higher the force on the crankshaft, the higher the output torque. 90009 90002 Image: Engine torque calculation function of cylinder pressure 90009 90002 The length of the lever arm has impact on the overall 90003 engine balance 90004. Increasing it too much can lead to engine imbalance, which results in higher forces in the crankshaft journals.90009 90002 90003 Example 90004: Calculate the torque at the crankshaft for an engine with the following parameters: 90009 90078 90079 90080 90081 Cylinder bore, B [mm] 90082 90081 85 90082 90085 90080 90081 Cylinder pressure, p [bar] 90082 90081 12 90 082 90085 90080 90081 Crank offset, a [mm] 90082 90081 62 90082 90085 90098 90099 90002 First, we calculate the area of ​​the piston (assuming the the piston head is flat and its diameter is equal with the bore of the cylinder): 90009 \ [A_p = \ frac {\ pi B ^ 2} {4} = \ frac {\ pi \ cdot 0.2 \] 90002 Second, we'll calculate the force applied to the piston. To get the force in 90027 N 90028 (Newton), we'll use the pressure converted in 90027 Pa 90028 (Pascal). 90009 \ [F = p \ cdot A_p = 120000 \ cdot 0.0056745 = 680.94021 \ text {N} \] 90002 Assuming that all the force in the piston goes into the connecting rod, the torque is calculated as: 90009 \ [T = F \ cdot a = 680.94021 \ cdot 0.062 = 42.218293 \ text {Nm} \] 90002 The standard unit of measurement for torque is 90027 N · m 90028 (Newton meter).Especially in the USA, the unit of measurement for engine torque is 90027 lbf · ft 90028 (foot-pounds). The conversion between 90027 N · m 90028 and 90027 lbf · ft 90028 is: 90009 \ [\ begin {split} 90120 1 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} & = 1.355818 \ text {N} \ cdot \ text {m} \\ 90120 1 \ text {N} \ cdot \ text {m} & = 0.7375621 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} 90120 \ end {split} \] 90002 For our particular example, the torque in imperial units (USA) is: 90009 \ [T = 42.218293 \ cdot 0.7375621 = 31.138615 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} \] 90002 Torque 90027 T [N] 90028 can also be expressed as a function of the mean effective pressure of the engine.90009 \ [T = \ frac {p_ {me} V_d} {2 \ pi n_r} \] 90002 where: 90120 90027 p 90132 me 90133 [Pa] 90028 - mean effective pressure 90120 90027 V 90132 d 90133 [m 90139 3 90140 ] 90028 - engine displacement (volume) 90120 90027 n 90132 r 90133 [-] 90028 - number of crankshaft rotations for a complete engine cycle (for a 4-stroke engine 90027 n 90132 r 90133 = 2 90028) 90009 90012 Definition of power 90013 90002 In physics, 90003 power 90004 is the work done in time or, with other words, is 90003 the rate of doing work 90004.In rotational systems, power 90027 P [W] 90028 is the product of the torque 90027 T [Nm] 90028 and angular velocity 90027 ω [rad / s] 90028. 90009 \ [\ bbox [# FFFF9D] {P = T \ cdot \ omega} \] 90002 The standard unit of measurement for power is 90027 W 90028 (Watt) and for rotational speed is 90027 rad / s 90028 (radian per second) . Most of the vehicle manufacturers are providing the power of the engine in 90027 bhp 90028 (brake horse power) and the rotational speed in 90027 rpm 90028 (rotations per minute).Therefore, we are going to use conversion formulas for both rotational speed and power. 90009 90002 To convert from 90027 rpm 90028 to 90027 rad / s 90028, we use: 90009 \ [\ omega \ text {[rad / s]} = N \ text {[rpm]} \ cdot \ frac {\ pi} { 30} \] 90002 To convert from 90027 rad / s 90028 to 90027 rpm 90028, we use: 90009 \ [N \ text {[rpm]} = \ omega \ text {[rad / s]} \ cdot \ frac {30 } {\ pi} \] 90002 The engine power can also be measured in 90027 kW 90028 instead of 90027 W 90028 for a more compact value.To convert from 90027 kW 90028 to 90027 bhp 90028 and reverse, we use: 90009 \ [\ begin {split} 90120 P \ text {[bhp]} & = 1.36 \ cdot P \ text {[kW]} \\ 90120 P \ text {[kW]} & = \ frac {P \ text {[bhp]}} {1.36} 90120 \ end {split} \] 90002 In some cases you might find 90027 HP 90028 (Horse Power) instead of 90027 bhp 90028 as unit of measurement for power. 90009 90002 Having rotational speed measured in 90027 rpm 90028 and torque in 90027 Nm 90028, the formula to calculate 90003 power 90004 is: 90009 \ [\ begin {split} 90120 P \ text {[kW]} & = \ frac {\ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot тисячі} \\ 90120 P \ text {[HP]} & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot тисячі} 90120 \ end {split} \] 90002 90003 Example 90004. Calculate the engine power in both 90027 kW 90028 and 90027 HP 90028, if the engine torque is 90027 150 Nm 90028 and engine speed is 90027 2800 rpm 90028. 90009 \ [\ begin {split} 90120 P & = \ frac {\ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1 тисячі} = 44 \ text {kW} \\ 90120 P & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1 тисячі} = 59.8 \ text {HP} 90120 \ end {split} \] 90012 Engine dynamometer 90013 90002 Engine speed is measured using a sensor on the crankshaft (flywheel).Ideally, to calculate power, we should also measure the torque at the crankshaft with a sensor. Technically, this is possible but not applied in the automotive industry. Because of the operating conditions of the crankshaft (temperatures, vibrations), measuring engine torque with a sensor is not a reliable technique. Also, the cost of a torque sensor is quite high. Therefore, engine torque is measured on the full range of speed and load, using a 90003 dynamometer 90004 (test bench), and mapped (stored) into the engine control unit.90009 90002 Image: Engine dynamometer schematic 90009 90002 The dynamometer is basically a brake (mechanical, hydraulic or electrical) which absorbs the power produced by the engine. The most used and best type of dynamometer is the 90003 electric dynamometer 90004. This is actually an 90003 electric machine 90004 that can be operated as a 90003 generator 90004 or 90003 motor 90004. By varying the generator's load torque, the engine can be put in any operating point (speed and torque).Also, with the engine at fuel cut (no fuel injection), the generator can be run as an electric motor to spin the engine. This way engine friction and pumping torque losses can be measured. 90009 90002 For an electric dynamometer, the rotor is connected to the crankshaft. The link between rotor and stator is electromagnetic. The stator is fixed through a lever arm to a 90003 load cell 90004. To balance the rotor, the stator will push against the load cell. The torque 90027 T 90028 is calculated by multiplying the force 90027 F 90028 measured in the load cell with the length of the lever arm 90027 a 90028.90009 \ [T = F \ cdot a \] 90002 The engine parameters: brake torque, brake horse power (bhp) or brake specific fuel consumption (BSFC) contain the keyword "brake" because a dynamometer (brake) is used to measure them . 90009 90002 What comes out from a dynamometer engine test are 90003 torque maps 90004 (surfaces) which give the value of the engine torque at a specific engine speed and load (stationary operating points). The load of the engine is equivalent to the position of the accelerator pedal.90009 90002 Example of 90003 torque map for a gasoline, spark ignition (SI) engine 90004: 90009 90078 90079 90080 90274 90003 Engine 90120 torque 90120 [Nm] 90004 90082 90280 Accelerator pedal position [%] 90082 90085 90080 90081 90003 5 90004 90082 90081 90003 10 90004 90082 90081 90003 20 90004 90082 90081 90003 30 90004 90082 90081 90003 40 90004 90082 90081 90003 50 90004 90082 90081 90003 60 90004 90082 90081 90003 100 90004 90082 90085 90080 90318 Engine 90120 speed 90120 [rpm] 90082 90081 90003 800 90004 90082 90081 45 90082 90081 90 90082 90081 107 90082 90081 109 90082 90081 110 90082 90081 111 90082 90081 114 90082 90081 116 90082 90085 90080 90081 90003 1300 90004 90082 90081 60 90082 90081 105 90082 90081 132 90082 90081 133 90082 90081 134 90082 90081 136 90082 90081 138 90082 90081 141 90082 90085 90080 90081 90003 1800 90004 90082 90081 35 90082 90081 89 90082 90081 133 90082 90081 141 90082 90081 1 42 90082 90081 144 90082 90081 145 90082 90081 149 90082 90085 90080 90081 90003 2300 90004 90082 90081 19 90082 90081 70 90082 90081 133 90082 90081 147 90082 90081 148 90082 90081 150 90082 90081 151 90082 90081 155 90082 90085 90080 90081 90003 2800 90004 90082 90081 3 90082 90081 55 90082 90081 133 90082 90081 153 90082 90081 159 90082 90081 161 90082 90081 163 90082 90081 165 90082 90085 90080 90081 90003 3300 90004 90082 90081 0 90082 90081 41 90082 90081 126 90082 90081 152 90082 90081 161 90082 90081 165 90082 90081 167 90082 90081 171 90082 90085 90080 90081 90003 3800 90004 90082 90081 0 90082 90081 33 90082 90081 116 90082 90081 150 90082 90081 160 90082 90081 167 90082 90081 170 90082 90081 175 90082 90085 90080 90081 90003 4300 90004 90082 90081 0 90082 90081 26 90082 90081 110 90082 90081 155 90082 90081 169 90082 90081 176 90082 90081 180 90082 90081 184 90082 90085 90080 90081 90003 4800 90004 9008 2 90081 0 90082 90081 18 90082 90081 106 90082 90081 155 90082 90081 174 90082 90081 179 90082 90081 185 90082 90081 190 90082 90085 90080 90081 90003 5300 90004 90082 90081 0 90082 90081 12 90082 90081 96 90082 90081 147 90082 90081 167 90082 90081 175 90082 90081 181 90082 90081 187 90082 90085 90080 90081 90003 5800 90004 90082 90081 0 90082 90081 4 90082 90081 84 90082 90081 136 90082 90081 161 90082 90081 170 90082 90081 175 90082 90081 183 90082 90085 90080 90081 90003 6300 90004 90082 90081 0 90082 90081 0 90082 90081 72 90082 90081 120 90082 90081 145 90082 90081 153 90082 90081 159 90082 90081 171 90082 90085 90098 90099 90002 Example of 90003 power map for a gasoline, spark ignition (SI) engine 90004: 90009 90078 90079 90080 90274 90003 Engine 90120 power 90120 [ HP] 90004 90082 90280 Accelerator pedal position [%] 90082 90085 90080 90081 90003 5 90004 90082 90081 90003 10 90004 90082 90081 90003 20 90004 9 0082 90081 90003 30 90004 90082 90081 90003 40 90004 90082 90081 90003 50 90004 90082 90081 90003 60 90004 90082 90081 90003 100 90004 90082 90085 90080 90318 Engine 90120 speed 90120 [rpm] 90082 90081 90003 800 90004 90082 90081 5 90082 90081 10 90082 90081 12 90082 90081 12 90082 90081 13 90082 90081 13 90082 90081 13 90082 90081 13 90082 90085 90080 90081 90003 1300 90004 90082 90081 11 90082 90081 19 90082 90081 24 90082 90081 25 90082 90081 25 90082 90081 25 90082 90081 26 90082 90081 26 90082 90085 90080 90081 90003 1800 90004 90082 90081 9 90082 90081 23 90082 90081 34 90082 90081 36 90082 90081 36 90082 90081 37 90082 90081 37 90082 90081 38 90082 90085 90080 90081 90003 2300 90004 90082 90081 6 90082 90081 23 90082 90081 44 90082 90081 48 90082 90081 48 90082 90081 49 90082 90081 49 90082 90081 51 90082 90085 90080 90081 90003 2800 90004 90082 90081 1 90082 90081 22 90082 90081 53 90082 90081 61 90082 90081 63 90082 90081 64 90082 90081 65 90082 90081 66 90082 90085 90080 90081 90003 3300 90004 90082 90081 0 90082 90081 19 90082 90081 59 90082 90081 71 90082 90081 76 90082 90081 78 90082 90081 78 90082 90081 80 90082 90085 90080 90081 90003 3800 90004 90082 90081 0 90082 90081 18 90082 90081 63 90082 90081 81 90082 90081 87 90082 90081 90 90082 90081 92 90082 90081 95 90082 90085 90080 90081 90003 4300 90004 90082 90081 0 90082 90081 16 90082 90081 67 90082 90081 95 90082 90081 103 90082 90081 108 90082 90081 110 90082 90081 113 90082 90085 90080 90081 90003 4800 90004 90082 90081 0 90082 90081 12 90082 90081 72 90082 90081 106 90082 90081 119 90082 90081 122 90082 90081 126 90082 90081 130 90082 90085 90080 90081 90003 5300 90004 90082 90081 0 90082 90081 9 90082 90081 72 90082 90081 111 90082 90081 126 90082 90081 132 90082 90081 137 90082 90081 141 90082 90085 90080 90081 90003 5800 90004 90082 90081 0 90 082 90081 3 90082 90081 69 90082 90081 112 90082 90081 133 90082 90081 140 90082 90081 145 90082 90081 151 90082 90085 90080 90081 90003 6300 90004 90082 90081 0 90082 90081 0 90082 90081 65 90082 90081 108 90082 90081 130 90082 90081 137 90082 90081 143 90082 90081 153 90082 90085 90098 90099 90002 The electronic control module (ECM) of an ICE has the torque map stored in the memory.It calculates (interpolates) the engine torque function of the current engine speed and load. In the ECM, the load is expressed as intake manifold pressure for gasoline (spark ignition, SI) engines and injection time or fuel mass for diesel (compression ignition, CI) engines. The engine torque calculation strategy has corrections based on temperature and intake air pressure. 90009 90002 Plotting the torque and power data, function of engine speed and load, gives the following surfaces: 90009 90078 90079 90080 90081 90002 Image: SI engine torque surface 90009 90082 90081 90002 Image: SI engine power surface 90009 90082 90085 90098 90099 90002 For a better interpretation of the torque and power maps, a 2-D torque line can be plotted for a fixed value of the accelerator pedal position.90009 90078 90079 90080 90081 90002 Image: SI engine torque curves 90009 90082 90081 90002 Image: SI engine power curves 90009 90082 90085 90098 90099 90012 Engine torque and power at full load 90013 90002 As you have seen, the torque and power of an internal combustion engine depend on both engine speed and load. Usually, engine manufacturers are publishing the torque and curve characteristics (curves) at 90003 full load 90004 (100% accelerator pedal position). Full load torque and power curves highlight the maximum torque and power distribution through the whole range of engine speed.90009 90002 Image: Engine torque and power parameters at full load 90009 90002 The shape of the above torque and power curves are not from a real engine, the scope being to explain the main parameters. Nevertheless, the shapes are similar to the real characteristics of a spark ignited (gasoline), port injection, atmospheric engine. 90009 90002 Engine speed 90027 N 90132 e 90133 [rpm] 90028 is characterized by four main points: 90009 90002 90027 N 90132 min 90133 90028 - is the minimum stable engine speed at full load 90120 90027 N 90132 Tmax 90133 90028 - is the engine speed at maximum engine torque 90120 90027 N 90132 Pmax 90133 90028 - is the engine speed at maximum engine power; also called 90003 rated engine speed 90004 90120 90027 N 90132 max 90133 90028 - is the maximum stable engine speed 90009 90002 At minimum speed, the engine should run smoothly, without oscillations or stalling.The engine should also allow operation at the maximum speed without any structural damage. 90009 90002 The 90003 full load engine torque 90004 curve 90027 T 90132 e 90133 [Nm] 90028 is characterized by four points: 90009 90002 90027 T 90132 0 90133 90028 - engine torque at minimum engine speed 90120 90027 T 90132 max 90133 90028 - maximum engine torque (peak torque or 90003 rated torque 90004) 90120 90027 T 90132 P 90133 90028 - engine torque at maximum engine power 90120 90027 T 90132 M 90133 90028 - engine torque at maximum engine speed 90009 90002 Depending on the type of intake air (atmospheric or turbocharged) the peak torque can be either a point or a line.For turbocharged or supercharged engines, maximum torque can be kept constant between two engine speed values. 90009 90002 The 90003 full load engine power 90004 curve 90027 P 90132 e 90133 [HP] 90028 is characterized by four points: 90009 90002 90027 P 90132 0 90133 90028 - engine power at minimum engine speed 90120 90027 P 90132 max 90133 90028 - maximum engine power (peak power or 90003 rated power 90004) 90120 90027 P 90132 T 90133 90028 - engine power at maximum engine torque 90120 90027 P 90132 M 90133 90028 - engine power at maximum engine speed 90009 90002 The area between minimum engine speed 90027 N 90132 min 90133 90028 and maximum torque engine speed 90027 N 90132 Tmax 90133 90028 is called 90003 low end 90004 torque zone.The higher the torque in this area, the better the launch / acceleration capabilities of the vehicle. When the engine is operating in this area, at full load, if the road resistance increase, the engine speed will decrease, which will result in a drop of engine torque and an 90003 engine stall 90004. For this reason, this area is also called 90003 unstable torque region 90004. 90009 90002 The area between maximum torque engine speed 90027 N 90132 Tmax 90133 90028 and maximum power engine speed 90027 N 90132 Pmax 90133 90028 is called the 90003 power band 90004.During vehicle acceleration, for best performance, the gearshift (up) should be performed at maximum engine power. Depending on the gear ratios of the gearbox, after the gearshift, the selected gear will drop the engine speed at maximum torque, which will give optimum acceleration. Shifting the gears at maximum engine power will keep the engine speed within the power band. 90009 90002 The area between maximum power engine speed 90027 N 90132 Pmax 90133 90028 and maximum engine speed 90027 N 90132 max 90133 90028 is called 90003 high end 90004 torque zone.Higher torque results in higher output power, which translates in higher maximum vehicle speed and better acceleration at high speed. 90009 90002 When the engine speed is kept between maximum torque engine speed 90027 N 90132 Tmax 90133 90028 and maximum engine speed 90027 N 90132 max 90133 90028, if the vehicle road resistance increases, the engine speed will drop and the output torque will increase, thus compensating for the road load increase. For this reason, this area is called the 90003 stable torque region 90004.90009 90002 Below you can find some full load torque and power curves examples for different types of engines. Notice the shape of the curves function of the type of the engine (spark ignited or compression ignited) and type of air intake (atmospheric or turbo (super) charged). 90009 90012 Honda 2.0 engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 4 in-line 90082 91111 90002 Image: Honda 2.0 SI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 gasoline (SI) 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 1998 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 valve port 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 atmospheric 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 variable 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 190 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 4500 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [ HP] 90004 90082 90081 155 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 6000 90082 90085 9008 0 90081 90003 N 90132 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 6800 90082 90085 90098 90099 90012 Saab 2.0T engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 4 in-line 90082 91111 90002 Image: Saab 2.0T SI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 gasoline (SI) 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 1998 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 valve port 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 turbocharged 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 fixed 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 265 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 2500 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [HP] 90004 90082 90081 175 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 5500 90082 90085 90080 90081 90003 N 9013 2 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 6300 90082 90085 90098 90099 90012 Audi 2.0 TFSI engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 4 in-line 90082 91111 90002 Image: Audi 2.0 TFSI SI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 gasoline (SI) 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 1994 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 direct 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 turbocharged 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 fixed 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 280 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 1800 - 5000 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [ HP] 90004 90082 90081 200 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 5100 - 6000 90082 90085 90080 9 0081 90003 N 90132 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 6500 90082 90085 90098 90099 90012 Toyota 2.0 D-4D engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 4 in-line 90082 91111 90002 Image: Toyota 2.0 CI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 diesel (CI) 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 1998 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 direct 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 turbocharged 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 fixed 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 300 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 2000 - 2800 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [HP] 90004 90082 90081 126 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 3600 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 5200 90082 90085 90098 90099 90012 Mercedes-Benz 1.8 Kompressor engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 4 in-line 90082 91111 90002 Image: Mercedes Benz 1.8 Kompressor SI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 gasoline 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 1796 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 valve port 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 supercharged 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 fixed 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 230 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 2800 - 4600 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [HP ] 90004 90082 90081 156 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 5200 90082 90 085 90080 90081 90003 N 90132 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 6250 90082 90085 90098 90099 90012 BMW 3.0 TwinTurbo engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 6 in-line 90082 91111 90002 Image: BMW 3.0 TwinTurbo SI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 gasoline 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 2979 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 direct 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 dual-stage 90120 turbocharged 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 variable 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 400 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 1300 - 5000 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [HP] 90004 90082 90081 306 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 5800 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 7000 90082 90085 90098 90099 90012 Mazda 2.6 rotary engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 2 Wankel 90082 91111 90002 Image: Mazda 2.6 SI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 gasoline 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 1308 (2616) 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 valve port 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 atmospheric 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 fixed 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 211 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 5500 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [HP] 90004 90082 90081 231 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 8200 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 9500 90082 90085 90098 90099 90012 Porsche 3.6 engine torque and power at full load 90013 90078 90079 90080 90081 90003 Cylinders architecture 90004 90082 90081 6 flat 90082 91111 90002 Image: Porsche 3.6 SI engine - torque and power curves at full load 90009 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel 90004 90082 90081 gasoline 90082 90085 90080 90081 90003 Engine capacity [cm 90139 3 90140] 90004 90082 90081 3600 90082 90085 90080 90081 90003 Fuel injection 90004 90082 90081 valve port 90082 90085 90080 90081 90003 Air intake 90004 90082 90081 atmospheric 90082 90085 90080 90081 90003 Valve timing 90004 90082 90081 variable 90082 90085 90080 90081 90003 T 90132 max 90133 [Nm] 90004 90082 90081 405 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Tmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 5500 90082 90085 90080 90081 90003 P 90132 max 90133 [HP] 90004 90082 90081 415 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 Pmax 90133 [rpm] 90004 90082 90081 7600 90082 90085 90080 90081 90003 N 90132 max 90133 [rpm] 90004 90082 90081 8400 90082 90085 90098 90099 90002 Key statements to keep in mind regarding engine power and torque: 90009 90002 90003 Torque 90004 90009 91987 91988 torque is a component of power 91989 91988 torque can be increased by increasing the mean effective pressure of the engine or by lowering the torque losses (friction, pumping) 91989 91988 having a lower maximum torque distributed on a range of engine speeds its better from the traction point of view than having a higher maximum torque point 91989 91988 low end torque is very important for the launch capabilities of the vehicles 91989 91988 high torque is beneficial in off-road situation, when the vehicle is operated at high road gradients but low speed 91989 91998 90002 90003 Power 90004 90009 91987 91988 engine power depends on both torque and speed 91989 91988 power can be increased by increasing the torque or the engine speed 91989 91988 high power is important for high vehicle spe eds, the higher the maximum power the higher the maximum speed of the vehicle 91989 91988 engine power distribution at full load, through the engine speed range, affects the acceleration capability of the vehicle at high speeds 91989 91988 for best acceleration performance, a vehicle should be operated in the power band, between maximum engine torque and power 91989 91998 90002 For any questions or observations regarding this tutorial please use the comment form below.90009 90002 Do not forget to Like, Share and Subscribe! 90009.90000 Electric Motors - Power and Torque vs. Speed ​​90001 90002 90003 90004 90002 The driving force of an electric motor is 90006 torque 90007 - not horsepower. 90004 90002 The torque is the twisting force that makes the motor running and the torque is active from 90010 0% 90011 to 90010 100% 90011 operating speed. 90004 90002 The power produced by the motor depends on the speed of the motor and is 90004 90017 90018 90010 zero 90011 at 90010 0% 90011 speed, and 90023 90018 normally at it's top at operating speed 90023 90026 90002 90028 90004 90002 90006 Note 90007! - the full torque from zero speed is a major advantage for electric vehicles.90004 90002 For full table - 90006 rotate the screen! 90007 90004 90038 90039 90040 90041 Power 90042 90043 Motor Velocity 90010 (rpm) 90011 90042 90047 90040 90049 3450 90042 90049 2000 90042 90049 1750 90042 90049 1000 90042 90049 500 90042 90047 90040 90043 Torque 90042 90047 90040 90065 90010 hp 90011 90042 90065 90010 kW 90011 90042 90065 90010 (lb 90075 f 90076 in) 90077 90011 90042 90065 90010 (lb 90075 f 90076 ft) 90077 90011 90042 90065 90010 (Nm) 90011 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 in) 90011 90011 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 ft) 90011 90011 90042 90065 90010 (Nm) 90011 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 in) 90011 90011 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 ft) 90011 90011 90042 90065 90010 (Nm) 90011 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 in) 90011 90011 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 ft) 90011 90011 90042 90065 90010 (Nm) 90011 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 in) 90011 9001 1 90042 90065 90010 90010 (lb 90075 f 90076 ft) 90011 90011 90042 90065 90010 (Nm) 90011 90042 90047 90172 90173 90040 90175 1 90176 90175 0.75 90176 90175 18 90176 90175 1.5 90176 90175 2.1 90176 90175 32 90176 90175 2.6 90176 90175 3.6 90176 90175 36 90176 90175 3.0 90176 90175 4.1 90176 90175 63 90176 90175 5.3 90176 90175 7.1 90176 90175 126 90176 90175 10.5 90176 90175 14.2 90176 90047 90040 90175 1.5 90176 90175 1.1 90176 90175 27 90176 90175 2.3 90176 90175 3.1 90176 90175 47 90176 90175 3.9 90176 90175 5.3 90176 90175 54 90176 90175 4.5 90176 90175 6.1 90176 90175 95 90176 90175 7.9 90176 90175 10.7 90176 90175 189 90176 90175 15.8 90176 90175 21.4 90176 90047 90040 90175 2 90176 90175 1.5 90176 90175 37 90176 90175 3.0 90176 90175 4.1 90176 90175 63 90176 90175 5.3 90176 90175 7.1 90176 90175 72 90176 90175 6.0 90176 90175 8.1 90176 90175 126 90176 90175 10.5 90176 90175 14.2 90176 90175 252 90176 90175 21.0 90176 90175 28.5 90176 90047 90040 90175 3 90176 90175 2.2 90176 90175 55 90176 90175 4.6 90176 90175 6.2 90176 90175 95 90176 90175 7.9 90176 90175 10.7 90176 90175 108 90176 90175 9.0 90176 90175 12 90176 90175 189 90176 90175 15.8 90176 90175 21.4 90176 90175 378 90176 90175 31.5 90176 90175 42.7 90176 90047 90040 90175 5 90176 90175 3.7 90176 90175 91 90176 90175 7.6 90176 90175 10 90176 90175 158 90176 90175 13.1 90176 90175 18 90176 90175 180 90176 90175 15 90176 90175 20 90176 90175 315 90176 90175 26.3 90176 90175 36 90176 90175 630 90176 90175 52.5 90176 90175 71 90176 90047 90040 90175 7.5 90176 90175 5.6 90176 90175 137 90176 90175 11 90176 90175 15 90176 90175 236 90176 90175 20 90176 90175 27 90176 90175 270 90176 90175 23 90176 90175 31 90176 90175 473 90176 90175 39 90176 90175 53 90176 90175 945 90176 90175 79 90176 90175 107 90176 90047 90040 90175 10 90176 90175 7.5 90176 90175 183 90176 90175 15 90176 90175 21 90176 90175 315 90176 90175 26 90176 90175 36 90176 90175 360 90176 90175 30 90176 90175 41 90176 90175 630 90176 90175 53 90176 90175 71 90176 90175 1260 90176 90175 105 90176 90175 142 90176 90047 90040 90175 15 90176 90175 11 90176 90175 274 90176 90175 23 90176 90175 31 90176 90175 473 90176 90175 39 90176 90175 53 90176 90175 540 90176 90175 45 90176 90175 61 90176 90175 945 90176 90175 79 90176 90175 107 90176 90175 1891 90176 90175 158 90176 90175 214 90176 90047 90040 90175 20 90176 90175 15 90176 90175 365 90176 90175 30 90176 90175 41 90176 90175 630 90176 90175 53 90176 90175 71 90176 90175 720 90176 90175 60 90176 90175 81 90176 90175 1260 90176 90175 105 90176 90175 142 90176 90175 2521 90176 90175 210 90176 90175 285 90176 90047 90040 90175 25 90176 90175 19 90176 90175 457 90176 90175 38 90176 90175 52 90176 90175 788 90176 90175 66 90176 90175 89 90176 90175 900 90176 90175 75 90176 90175 102 90176 90175 1576 90176 90175 131 90176 90175 178 90176 90175 3151 90176 90175 263 90176 90175 356 90176 90047 90040 90175 30 90176 90175 22 90176 90175 548 90176 90175 46 90176 90175 62 90176 90175 945 90176 90175 79 90176 90175 107 90176 90175 1080 90176 90175 90 90176 90175 122 90176 90175 1891 90176 90175 158 90176 90175 214 90176 90175 3781 90176 90175 315 90176 90175 427 90176 90047 90040 90175 40 90176 90175 30 90176 90175 731 90176 90175 61 90176 90175 83 90176 90175 1260 90176 90175 105 90176 90175 142 90176 90175 1441 90176 90175 120 90176 90175 163 90176 90175 2521 90176 90175 210 90176 90175 285 90176 90175 5042 90176 90175 420 90176 90175 570 90176 90047 90040 90175 50 90176 90175 37 90176 90175 913 90176 90175 76 90176 90175 103 90176 90175 1576 90176 90175 131 90176 90175 178 90176 90175 1801 90176 90175 150 90176 90175 204 90176 90175 3151 90176 90175 263 90176 90175 356 90176 90175 6302 90176 90175 525 90176 90175 712 90176 90047 90040 90175 60 90176 90175 45 90176 90175 1096 90176 90175 91 90176 90175 124 90176 90175 1891 90176 90175 158 90176 90175 214 90176 90175 2161 90176 90175 180 90176 90175 244 90176 90175 3781 90176 90175 315 90176 90175 427 90176 90175 7563 90176 90175 630 90176 90175 855 90176 90047 90040 90175 70 90176 90175 52 90176 90175 1279 90176 90175 107 90176 90175 145 90176 90175 2206 90176 90175 184 90176 90175 249 90176 90 175 2521 90176 90175 210 90176 90175 285 90176 90175 4412 90176 90175 368 90176 90175 499 90176 90175 8823 90176 90175 735 90176 90175 997 90176 90047 90040 90175 80 90176 90175 60 90176 90175 1461 90176 90175 122 90176 90175 165 90176 90175 2521 90176 90175 210 90176 90175 285 90176 90175 2881 90176 90175 240 90176 90175 326 90176 90175 5042 90176 90175 420 90176 90175 570 90176 90175 10084 90176 90175 840 90176 90175 1140 90176 90047 90040 90175 90 90176 90175 67 90176 90175 1644 90176 90175 137 90176 90175 186 90176 90175 2836 90176 90175 236 90176 90175 321 90176 90175 3241 90176 90175 270 90176 90175 366 90176 90175 5672 90176 90175 473 90176 90175 641 90176 90175 11344 90176 90175 945 90176 90175 1282 90176 90047 90040 90175 100 90176 90175 75 90176 90175 1827 90176 90175 152 90176 90175 207 90176 90175 3151 90176 90175 263 90176 90175 356 90176 90175 3601 90176 901 75 300 90176 90175 407 90176 90175 6302 90176 90175 525 90176 90175 712 90176 90175 12605 90176 90175 1050 90176 90175 1425 90176 90047 90040 90175 125 90176 90175 93 90176 90175 2283 90176 90175 190 90176 90175 258 90176 90175 3939 90176 90175 328 90176 90175 445 90176 90175 4502 90176 90175 375 90176 90175 509 90176 90175 7878 90176 90175 657 90176 90175 891 90176 90175 15756 90176 90175 1313 90176 90175 1781 90176 90047 90040 90175 150 90176 90175 112 90176 90175 2740 90176 90175 228 90176 90175 310 90176 90175 4727 90176 90175 394 90176 90175 534 90176 90175 5402 90176 90175 450 90176 90175 611 90176 90175 9454 90176 90175 788 90176 90175 1069 90176 90175 18907 90176 90175 1576 90176 90175 2137 90176 90047 90040 90175 175 90176 90175 131 90176 90175 3197 90176 90175 266 90176 90175 361 90176 90175 5515 90176 90175 460 90176 90175 623 90176 90175 6302 90176 90175 525 901 76 90175 712 90176 90175 11029 90176 90175 919 90176 90175 1247 90176 90175 22058 90176 90175 1838 90176 90175 2494 90176 90047 90040 90175 200 90176 90175 149 90176 90175 3654 90176 90175 304 90176 90175 413 90176 90175 6302 90176 90175 525 90176 90175 712 90176 90175 7203 90176 90175 600 90176 90175 814 90176 90175 12605 90176 90175 1050 90176 90175 1425 90176 90175 25210 90176 90175 2101 90176 90175 2850 90176 90047 90040 90175 225 90176 90175 168 90176 90175 4110 90176 90175 343 90176 90175 465 90176 90175 7090 90176 90175 591 90176 90175 801 90176 90175 8103 90176 90175 675 90176 90175 916 90176 90175 14180 90176 90175 1182 90176 90175 1603 90176 90175 28361 90176 90175 2363 90176 90175 3206 90176 90047 90040 90175 250 90176 90175 187 90176 90175 4567 90176 90175 381 90176 90175 516 90176 90175 7878 90176 90175 657 90176 90175 891 90176 90175 9003 90176 90175 750 90176 90175 1018 90176 90175 15756 90176 90175 1313 90176 90175 1781 90176 90175 31512 90176 90175 2626 90176 90175 3562 90176 90047 90040 90175 275 90176 90175 205 90176 90175 5024 90176 90175 419 90176 90175 568 90176 90175 8666 90176 90175 722 90176 90175 980 90176 90175 9904 90176 90175 825 90176 90175 1120 90176 90175 17332 90176 90175 1444 90176 90175 1959 90176 90175 34663 90176 90175 2889 90176 90175 3918 90176 90047 90040 90175 300 90176 90175 224 90176 90175 5480 90176 90175 457 90176 90175 620 90176 90175 9454 90176 90175 788 90176 90175 1069 90176 90175 10804 90176 90175 900 90176 90175 1221 90176 90175 18907 90176 90175 1576 90176 90175 2137 90176 90175 37814 90176 90175 3151 90176 90175 4275 90176 90047 90040 90175 350 90176 90175 261 90176 90175 6394 90176 90175 533 90176 90175 723 90176 90175 11029 90176 90175 919 90176 90175 1247 90176 90175 12605 90176 90175 10 50 90176 90175 1425 90176 90175 22058 90176 90175 1838 90176 90175 2494 90176 90175 44117 90176 90175 3676 90176 90175 4987 90176 90047 90040 90175 400 90176 90175 298 90176 90175 7307 90176 90175 609 90176 90175 826 90176 90175 12605 90176 90175 1050 90176 90175 1425 90176 90175 14405 90176 90175 1200 90176 90175 1628 90176 90175 25210 90176 90175 2101 90176 90175 2850 90176 90175 50419 90176 90175 4202 90176 90175 5699 90176 90047 90040 90175 450 90176 90175 336 90176 90175 8221 90176 90175 685 90176 90175 929 90176 90175 14180 90176 90175 1182 90176 90175 1603 90176 90175 16206 90176 90175 1351 90176 90175 1832 90176 90175 28361 90176 90175 2363 90176 90175 3206 90176 90175 56722 90176 90175 4727 90176 90175 6412 90176 90047 90040 90175 550 90176 90175 410 90176 90175 10047 90176 90175 837 90176 90175 1136 90176 90175 17332 90176 90175 1444 90176 90175 1959 90176 90175 198 08 90176 90175 1651 90176 90175 2239 90176 90175 34663 90176 90175 2889 90176 90175 3918 90176 90175 69326 90176 90175 5777 90176 90175 7837 90176 90047 90040 90175 600 90176 90175 448 90176 90175 10961 90176 90175 913 90176 90175 1239 90176 90175 18907 90176 90175 1576 90176 90175 2137 90176 90175 21608 90176 90175 1801 90176 90175 2443 90176 90175 37814 90176 90175 3151 90176 90175 4275 90176 90175 75629 90176 90175 6302 90176 90175 8549 90176 90047 91290 91291 91292 91293 91294 91292 Electrical Motor Power, Velocity and Torque Equations 91294 90002 Torque in Imperial units can be calculated as 90004 91299 90002 91301 T 90075 inlb 90076 = P 90075 hp 90076 63025 / n (1) 91306 90004 90002 91301 where 91306 90004 90002 91301 T 90075 inlb 90076 = torque (in lb 90075 f 90076) 91306 90004 90002 91301 P 90075 hp 90076 = horsepower delivered by the electric motor (hp) 90077 91306 90004 90002 91301 n = revolution per minute (rpm) 91306 90004 91331 90002 Alternatively 90004 90002 91301 T 90075 ftlb 90076 = P 90075 hp 90076 5252 / n (1b) 91306 90004 90002 91301 where 91306 90004 90002 91301 91301 T 90075 ftlb 90076 91306 = torque 90010 (lb 90075 f 90076 ft) 90011 91306 90004 90002 Torque in SI units can be calculated as 90004 91299 90002 91301 T 90075 Nm 90076 = P 90075 W 90076 9.549 / n (2) 91306 90004 90002 91301 where 91306 90004 90002 91301 T 90075 Nm 90076 = torque (Nm) 91306 90004 90002 91301 P 90075 W 90076 = power (watts) 91306 90004 90002 91301 n = revolution per minute (rpm) 91306 90004 91331 91292 Electric Motor - Torque vs. Power and Speed ​​91294 90002 90010 power (kW) 90011 90004 90002 90010 speed (rpm) 90011 90004 91292 Electric Motor - Power vs. Torque and Speed ​​91294 90002 90010 torque (Nm) 90011 90004 90002 90010 speed (rpm) 90011 90004 91292 Electric Motor - Speed ​​vs.Power and Torque 91294 90002 90010 power (kW) 90011 90004 90002 90010 torque (Nm) 90011 90004 91292 91421 91294 91292 Example - Torque from an Electrical Motor 91294 90002 The torque delivered from an electrical motor producing 90010 0.75 kW (750 W) 90011 at speed 90010 2000 rpm 90011 can be calculated as 90004 91299 90002 91301 T = (90010 750 W 90011) 91301 91301 9.549 91306/91306 (2000 rpm) 91306 90004 90002 91301 = 91306 90010 3.6 90011 91301 (Nm) 91306 90004 91331 91292 Example - Torque from an Electrical Motor 91294 90002 The torque delivered from an electrical motor producing 90010 100 hp 90011 at speed 90010 1000 rpm 90011 can be calculated as 90004 91299 90002 91301 T = (100 hp) 63025 / (1000 rpm) 91306 90004 90002 91301 = 91306 90010 6303 90011 91301 (lb 90075 f 90076 in) 90077 91306 90004 91331 90002 To convert to 91301 pound-force foot 90075 90076 91306 - divide the torque by 91301 12 9 1306.90004.90000 What is Engine Torque? It's Characteristics & Formula-CarBikeTech 90001 90002 Engine Torque Definition and Formula: 90003 90004 90005 What is Engine Torque? 90006 90007 90004 Torque, in simple terms, is '90005 Twisting or Turning Force 90006'. It is the tendency of a force to rotate an object about an axis. In automotive terms, it is the measure of rotational effort applied on engine crankshaft by the piston. 90007 90004 Torque = Force x Distance. The SI system uses 90005 Newton-metre 90006 (Nm) to measure the torque.The other units are 90005 kilogram-meter 90006 (Kg-m) in metric and 90005 feet-pound-force 90006 '(ft-lb) in imperial / British units. 90007 90020 Torque Definition Diagram 90004 Every engine is designed and built for a specific purpose. Hence, its output varies depending upon its application. The torque output of an automotive engine mainly depends on its stroke-to-bore ratio, compression ratio, combustion pressures & speed in rpm. Most 'under-square' engines which have 90005 higher stroke-length than its bore diameter 90006, tend to develop the high amount of '90005 low-end torque 90006'.The amount of torque that an engine can exert depends upon the engine RPM. 90007 90004 Different engine designs / configurations develop different torque characteristics such as 90005 peak curve / flat curve 90006. Most automotive engines produce useful torque output within a narrow band of the engine's entire speed range. In petrol engines, it characteristically starts at around 90005 1000-1200 90006 rpm and reaching a peak in the range of 2,500-4,000 rpm. Whereas in a diesel engine, it starts at around 90005 1500-1700 rpm 90006 and peaking at 2000-3000 rpm.Bugatti Veyron is one of the cars with the highest torque figures. 90007 90035 Engine Torque Graph 90036 How to calculate engine torque: 90037 90004 If you know the Horse-Power of the engine, then you can use the following formula - 90007 90004 90005 Torque = 5252 x HP / RPM 90006 90007 90036 Why is engine torque important? 90037 90004 Torque and Horse-Power are the twin outputs of an engine. They are related and proportional to each other by speed. The '90005 torque-band 90006' in an engine curve represents its 90005 pulling ability 90006 which determines a vehicle's '90005 driveability 90006' & '90005 acceleration 90006'.Torque is most needed while moving a vehicle from the stand-still and / or climbing a slope. Similarly, heavier is the vehicle or a vehicle with full rated load requires a higher amount of torque to pull it and get it moving. In a conventional engine, the horsepower governs vehicle's top speed (thru 'gear ratios) whereas torque controls its acceleration / pick-up. The rate of acceleration also depends on the vehicle's weight and the 'load' carried by the vehicle. 90007 90036 Flat-Curve vs Peak-Curve engine torque: 90037 90004 Most petrol engines normally produce a considerably high amount of '90005 low-end-torque 90006'.However, usually, they exhibit '90005 peak-curve 90006' torque in the shape of the 'peak' of a hill. In '90005 peak-curve 90006' design, the torque peaks at the middle of the engine rpm range (around 2500-3000 rpm). After this, it starts to fade out rapidly while the horsepower still keeps rising. The HP reaches its maximum value later at a higher engine rpm and then fades out at the red-line. 90007 90066 Peak vs Flat Curve Torque 90004 Most modern diesel engines deliver a '90005 flat-curve 90006' torque.In 'flat-curve' design, the engine produces maximum torque at a '90005 lower-to-middle-end 90006' of the engine speed i.e. approx. 1500 rpm onward. Its value remains almost the same or 'flat' across most of the engine speed range (2500-4000 rpm). This helps in better acceleration and effects fewer gear shifts while driving. 90007 90036 What is Low-End Torque? 90037 90004 Often manufacturers use this term to describe an engine's torque performance. '90005 Low-End-Torque 90006' is the amount of torque that engine produces at the lower engine rpm band i.e. 90005 between 1000-2000 rpm 90006. This rpm band is very crucial when moving a vehicle from stand-still or driving in slow-speed conditions such as in traffic. If the engine generates a greater amount of torque at the lower end of the rpm band, it implies that the engine has higher '90005 low-end-torque 90006' or 90005 better pulling ability at slow speeds 90006. It also means that the engine can move the vehicle quickly from stand-still, pull heavier loads or climb a slope relatively easily as the case may be without revving hard.90007 90036 Engine Torque and Efficiency: 90037 90004 The engine torque reaches its peak value at a speed where it is most efficient. In other words, the engine efficiency is at the maximum at a speed where it produces its peak-torque. If you raise the engine above this speed, its torque starts to decrease because of the increased friction of the engine's moving parts. So even if you rev ​​the engine over & above the peak-torque speed, the torque does not increase any further. 90007 90004 Engine torque is multiplied by gears.Lower the gear selected (i.e. 1 90090 st 90091 gear which has a high gear ratio), greater is the pulling ability of the engine. Therefore, the vehicle's pulling ability is highest in the first gear. However, if you rev ​​the engine further in 1 90090 st 90091 gear, it reaches its limit after some time; thereby prompting the driver to shift to the next gear. In contrast, if you change gears before the engine torque reaches its 'peak' value, the vehicle might lose its acceleration. This is because the wheels would not get enough force to rotate.Thus, compelling the driver to shift back to the previous / lower gear. 90007 90036 Engine Torque and Driving: 90037 90004 Best fuel efficiency can be obtained by changing the gears within the vehicle's 'Power-Band' and 90005 changing gears as close to the peak torque value 90006 as possible. Also, to get better efficiency, select the correct gear / s corresponding to the vehicle speed / engine rpm as recommended by the vehicle manufacturer. 90007 90004 90005 1. Highway Scenario: 90006 90007 90004 90005 Topmost available Gear (i.e. 5th or 6th or so on) + Lowest Engine Speed ​​= Best Fuel Efficiency 90006 90007 90004 90005 2. When climbing a slope / gradient: 90006 90007 90004 90005 Low gear (i.e. 1st) + High engine speed = Least Fuel Efficiency but more pulling ability. 90115 90006 90007 90004 Once your vehicle goes past 60 Km / h such as on the highway, you do not need high engine rpm to keep it going. This means that while cruising on highways / motorways, use the topmost gear and keep the engine rpm to below 2500 to get maximum efficiency.Similarly, while climbing a slope you need to use the lower gear (i.e. 1st gear) and higher engine rpm to pull the vehicle (and load if any) against the force of gravity. However, it will affect fuel efficiency. 90007 90120 Power Torque Fuel Consumption 90004 These values ​​are mentioned in every Owner's Manual. Having said this, always running the engine on 'max-power / speed' or revving the engine to the '90005 Red Line 90006' zone is not necessary unless you are running a race as it will only result in 90005 burning of extra fuel 90006 .90007 90004 Remember that such extra fuel either burned or saved will make a lot of difference at the end of the journey - be it short or long ... !!! 90007 90004 90005 Read more: What is Horse Power? 90006 90007 90004 About CarBikeTech 90007 90004 CarBikeTech is a technical blog with experience of over 20 years in the automobile field. It regularly publishes specific technical articles on automotive technology. 90007 90004 View all posts by CarBikeTech 90007 .90000 Car - Required Power and Torque 90001 90002 Engine Power 90003 90004 Required power from an engine to keep a car at constant speed can be calculated as 90005 90004 90007 P = F 90008 T 90009 v / η (1) 90010 90005 90004 90007 where 90010 90005 90004 90007 P = engine power (W) 90010 90005 90004 90007 F 90008 T 90009 = total forces acting on the car - rolling resistance force, gradient resistance force and aerodynamic drag resistance (N) 90010 90005 90004 90007 v = velocity of the car (m / s) 90010 90005 90004 90007 η = overall efficiency in the transmission, normally ranging 0.85 (low gear) - 0.9 (direct drive) 90010 90005 90004 For a car that accelerates the acceleration force must be added to the total force. 90005 90036 Example - Car and required Engine Power 90037 90004 The required engine power for a car driving on a flat surface with constant speed 90039 90 km / h 90040 with an aerodynamic resistance force 90039 250 N 90040 and rolling resistance force 90039 400 N 90040 and overall efficiency 90039 0.85 90040 - can be calculated as 90005 90004 90039 P = ((250 N) + (400 N)) (90 km / h) (1000 m / km) (1/3600 h / s) / 0.85 90040 90005 90004 90039 = 19118 W 90040 90005 90004 90039 = 19 kW 90040 90005 90036 Engine Torque or Moment 90037 90004 Engine torque or moment can be calculated 90005 90004 90007 T = P / (2 π n 90008 rps 90009) 90068 90010 90005 90004 90007 = 0.159 P / 90007 n 90008 rps 90009 90010 90010 90005 90004 90007 = P / (90007 2 π (n 90008 rpm 90009/60)) 90010 90010 90005 90004 90007 90007 = 9.55 P / 90007 90007 n 90008 rpm 90009 90010 90010 90010 (2) 90010 90005 90004 90007 where 90010 90005 90004 90007 T = torque or moment (Nm) 90010 90005 90004 90007 n 90008 rps 90009 = engine speed (rps, rev / sec) 90010 90005 90004 90007 n 90008 rpm 90009 = 90007 engine speed (rpm, rev / min) 90010 90010 90005 90036 Example - Car and required Engine Moment 90037 90004 The moment delivered by the motor in the car above with the engine running at speed 90039 1500 rpm 90040 can be calculated as 90005 90004 90039 T = 9.55 (19118 W) / (1500 rpm) 90040 90005 90004 90039 = 121 Nm 90040 90005 90002 Wheel Force 90003 90004 The total force 90039 (1) 90040 acting on the car is equal to the traction force between the driving wheels and the road surface : 90005 90004 90039 F 90008 w 90009 = F 90008 T 90009 90040 90005 90004 90039 where 90040 90005 90004 90039 F 90008 w 90009 = force acting between driving wheels and road surface (N) 90040 90005 90004 The traction force can be expressed with engine torque and velocity and wheels sizes and velocities: 90005 90004 90007 F 90008 w 90009 = F 90008 T 90009 90010 90005 90004 90007 = (T 90010 90007 η / r) (n 90008 rps 90009 / n 90008 w_rps 90009) 90010 90005 90004 90007 = ( 90007 T 90010 90007 η / r) (n 90008 rpm 90009 / n 90008 w_rpm 90009) 90010 90010 90005 90004 90007 90007 = (2 90007 90007 T 90010 90007 η / d) (n 90008 rpm 90009 / n 90008 w_rpm 90009) 90010 90010 90010 90008 90009 (3) 90068 90010 90005 90004 90007 r = wheel radius (m) 90068 90010 90005 90004 90007 d = wheel diameter (m) 90010 90005 90004 90007 n 90008 w_rps 90009 = wheel speed (rps, rev / sec) 90068 90010 90005 90004 90007 90007 n 90008 w_rpm 90009 = wheel speed (rpm, rev / min) 90010 90010 90005 90004 Note that curved driving adds a centripetal force to the total force acting between the wheels and the road surface.90005 90004 For power required for inclination - check car example at the end of "Forces Acting on Body Moving on an Inclined Plane". 90005.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *