Крутящий момент и мощность двигателя: крутящий момент или мощность двигателя?

крутящий момент или мощность двигателя?

Так уж повелось, что любого автолюбителя при оценке способностей машины в первую очередь интересует такой показатель, как мощность. Но не менее важной характеристикой является крутящий момент. И вот почему

Евгений Яблоков

Несмотря на то, что гужевой транспорт давно «канул в Лету» и «л. с.» является персоной нон-грата в международной системе классификации, «лошадиная» единица измерения мощности продолжает пользоваться спросом. Причем не только у простого люда, но и на государственном уровне. Для этого достаточно взглянуть на квитанцию об уплате транспортного налога.

Между тем, появившаяся в период промышленной революции «л. с.» весьма условна. А все потому, что она определяет относительный уровень производительности среднестатистической лошади путем определения усилий, необходимых для подъема 75-килограммового груза на один метр за одну секунду. Новая единица измерения, взятая на вооружение фабрикантами для оценки превосходства стационарных механизмов над животными, со временем перекочевала в мир подвижного состава.

Позже шотландский инженер Джеймс Уатт ввел в обращение официальную единицу измерения мощности своего имени – «Вт», которую для удобства использования укрупнили до «кВт». Ватт, синхронизированный с л. с. в соотношении 1 кВт = 1,36 л. с., так и не добился всеобщей любви, оставив пальму первенства конской силе. Однако мощность мощностью, но, как говорится, двигает машину не она, а крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах (Н∙м).

Что такое крутящий момент?

У многих автомобилистов нет адекватного представления о том, что это за «зверь». О нем, впрочем, как и о мощности, бытует расхожее мнение: чем больше, тем лучше. По сути, это тесно связанные характеристики. Мощность в ваттах не что иное, как крутящий момент в ньютон-метрах, умноженный на число оборотов и на 0,1047. Другими словами, мощность демонстрирует количество работы, выполняемой двигателем за определенный промежуток времени, а крутящий момент отражает способность силового агрегата эту работу совершить. Если, скажем, автомобиль завяз в глинистом грунте и обездвижился, то производимая им мощность будет равняться нулю. Ведь работа не совершается. А вот момент, хотя его и не хватает для движения, присутствует. Крутящий момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет.

Главным достижением работающего мотора при превращении тепловой энергии в механическую является момент, или тяга. Высокие моментные значения характерны для дизельных двигателей, конструктивная особенность которых – большой (больше диаметра цилиндра) ход поршня. Большой крутящий момент у дизеля нивелируется относительно низким допустимым числом оборотов, которые ограничивают для увеличения ресурса. Высокооборотистым бензиновым моторам свойствен «крен» в сторону мощности, ведь их детали отличаются меньшим весом. И степень сжатия тоже ниже. Правда, современные силовые агрегаты – и дизельные, и бензиновые – совершенствуясь, становятся ближе и конструктивно, и по показателям. Но пока банальное правило рычага сохраняется: выигрывая в силе, проигрываешь в скорости. И, соответственно, в расстоянии.

Лучшие черты двигателя определяются совокупностью оптимальных значений мощности и тяги. Чем раньше наступает максимум крутящего момента и чем позже пик мощности, тем шире диапазон возможностей силового агрегата. Близкие к оптимальным характеристики имеют электрические двигатели. Они располагают тягой, близкой к максимальной, практически с начала движения. В то же время значение мощности прогрессивно возрастает. Существенным фактором в вопросах определения мощности и крутящего момента являются обороты двигателя. Чем они выше, тем большую мощность можно снять.

В этом контексте уместно упомянуть о гоночных моторах. Из-за относительно скромных объемов они не блещут умопомрачительным крутящим моментом. Однако способны раскручиваться до 15–20 тыс. оборотов в минуту (мин^-1), что позволяет им выдавать супермощность. Так, если рядовой силовой агрегат при 4000 об/мин генерирует 250 Н∙м и порядка 140 л. с., то при 18 000 мин^-1 он мог бы выдать в районе 640 л. с.

К сожалению, повышать частоту вращения довольно сложно. Мешают силы инерции, нагрузки, трение. Скажем, если раскрутить мотор от 6000 до 12 000 мин^-1, то силы инерции возрастут вчетверо, что потенциально грозит опасностью перекрутить мотор. Повысить величину крутящего момента можно с помощью турбонаддува, но в этом случае негативную роль начинают играть тепловые нагрузки.

Принцип максимальной отдачи мощности красноречиво иллюстрируют моторы болидов «Формулы-1», имеющие весьма скромный объем (1,6 литра) и относительно невысокий показатель тяги. Но за счет наддува и способности раскручиваться до высоких оборотов выдают порядка 600 л. с. Плюс к тому, конструкция у «Ф1» – гибридная, и электродвигатель, дополняющий основной мотор, при необходимости добавляет еще 160 «лошадей».

Важной характеристикой, отражающей возможности мотора, является диапазон оборотов, при котором доступна максимальная тяга. Но еще важнее эластичность двигателя, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Другими словами, это соотношение между числами оборотов для максимальной мощности и оборотов для максимального крутящего момента. Оно определяет возможность снижения и увеличения скорости за счет работы педалью газа без переключения передач. Или возможность езды на высоких передачах с малой скоростью. Эластичность, к примеру, выражается способностью автомобиля разгоняться на пятой передаче с 80 до 120 км/ч на пятой. Чем меньше времени займет этот разгон, тем эластичнее двигатель. Из двух двигателей одинакового объема и мощности предпочтителен тот, у которого выше эластичность. При прочих равных условиях такой мотор будет меньше изнашиваться, работать с меньшим шумом и меньше расходовать топливо, а также облегчит работу трансмиссии.

А если все-таки задаться вопросом о том, что важнее – крутящий момент или мощность, деля мир на черное и белое, ответ будет предельно прост: так как это зависимые величины, важно и то и другое.

Хочу получать самые интересные статьи

Что важнее — крутящий момент или лошадиные силы?

Обычно при оценке характеристик того или иного автомобиля в первую очередь мы обращаем внимание на мощность двигателя или количество лошадиных сил. Но не менее важной характеристикой является крутящий момент. Давайте разберемся, в чем разница между ними.

Появившаяся задолго до первого механического транспортного средства «лошадиная сила» условна, так как определяет относительный уровень производительности среднестатистической лошади путем определения работы, необходимой для поднятия 75–килограммового груза на один метр за одну секунду.

Шотландский инженер Джеймс Уатт ввел новую единицу измерения мощности в лошадиную силу, но в системе СИ единицу мощности назвали уже в его честь — ватт (Вт). 1 киловатт (кВт) равен 1,36 л. с. Но в обычной жизни лошадиные силы оказались как-то ближе к народу, поэтому мы получаем письма с налогом за количество лошадиных сил в наших автомобилях, а не за киловатт и хвастаемся друзьям именно количеством«лошадей». Лошадиная сила остается очень популярной внесистемной единицей измерения мощности для транспортных средств. Кстати, типичная лошадь имеет предельную мощность порядка 13–15 лошадиных сил, как это ни забавно. Во всяком случае, на диностенде в режиме 5–минутной нагрузки она может выдать примерно столько. А тягловые тяжеловесы способны выдать даже в даже за 25 сил на такой отрезок времени.

А сам автомобиль тянет вперед не сама мощность, а крутящий момент, выдаваемый силовым агрегатом. И именно с ним мы сталкиваемся каждый день в обычной жизни чаще. Например, открывая крышку пластиковой бутылки, вы используете именно крутящий момент, именуемый также моментом силы или вращательным моментом. Ведь вряд ли вы проверяете, как быстро открутили крышку?

Крутящий момент измеряется в ньютон-метрах (Н·м). И он тесно связан с мощностью, ведь для двигателя с вращающимся валом мощность на любых оборотах легко рассчитать, зная момент. И наоборот, зная мощность, можно подсчитать момент. Упрощенная формула его расчета выглядит так:

P = M x 9549 x N

и, соответственно:

M = P х 9549 / N,

где P — это мощность двигателя в киловаттах (кВт), а N — это количество оборотов коленчатого вала в минуту.

Мощность демонстрирует количество работы, которое выполняет двигатель за промежуток времени, а крутящий момент отражает способность силового агрегата эту работу совершить. Например, ускорение машины в каждый момент времени при постоянном передаточном отношении трансмиссии пропорционально крутящему моменту. А вот время разгона с одной скорости до другой, именно мощности двигателя в этом диапазоне оборотов, иначе говоря, проделанной работе. В общем-то, всем изучавшим физику в школе это покажется очевидным, но, к сожалению, не все помнят или не соотносят знания теоретического курса и примеры из реальной жизни.

Уверен, многие автолюбители даже не обращают внимание на значение крутящего момента в списке технических характеристик автомобиля и на обороты, при которых он достигается. А ведь чем выше крутящий момент и с чем более низких оборотов он достигается, тем приятнее и «эластичнее» ощущается двигатель, тем выше его реальная мощность на промежуточных режимах. Именно поэтому дизельные двигатели с турбонаддувом зачастую кажутся более приятными в обращении, чем более форсированные атмосферные бензиновые, которые необходимо «крутить» в отсечку ради достижения максимальной динамики разгона. И именно по этой причине тот, кто вкусил радости хорошего двигателя с турбонаддувом, уже не очень хочет пересаживаться на атмосферные, которые даже при схожей мощности «едут» ощутимо хуже.

Почему же такое внимание уделяется именно максимальной мощности? Дело в том, что владельца машины редко волнует максимальное ускорение автомобиля на скорости 20 или 30 километров в час, как физическая величина. Его, скорее всего, интересует динамика разгона в диапазоне 0–100, 80–120 или 100–200, а не абстрактное ускорение. А в этом случае речь идет о приращении кинетической энергии автомобиля, а значит, о проделанной двигателем работе. Которая зависит именно от мощности. В случае с идеальной трансмиссией проделанная работа будет прямо пропорциональна максимальной мощности мотора.

Вот только машин с идеальными трансмиссиями не бывает, если это не карьерные самосвалы с электропередачей, а значит, важна не только максимальная мощность, но и мощность во всем диапазоне оборотов, в котором вынужденно будет работать двигатель при таком разгоне. Оценить ее можно по графику внешней скоростной характеристики автомобиля, так называемой ВСХ, зная передаточное отношение трансмиссии на каждой передаче и предельные обороты мотора. А косвенно понять, насколько мощным будет мотор на промежуточных оборотах, позволяют именно данные по максимальному крутящему моменту и оборотам, при которых он достигается. Ведь чем выше момент на всех оборотах ниже максимальной мощности, тем ближе мощность на этих оборотах к максимально возможной и тем большую работу сможет проделать двигатель. Сложно? Тогда просто используйте эмпирическое правило, упомянутое выше.

Главное, помните, что мощность и крутящий момент — зависящие друг от друга величины, поэтому всегда важно и то, и другое.

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.

Что такое крутящий момент

Очень многие автомобилисты не знают, что такое крутящий момент двигателя. На самом деле ответ на этот вопрос содержится еще в школьном курсе физики, но в свете того, что не все ее учили, а те, кто учил, не все поняли, а остальные просто забыли понятое, нет ничего удивительного, что этот вопрос остается открытым. Итак, что же такое крутящий момент двигателя?

Крутящий момент

Начать следует все же с физики. Крутящий момент двигателя является произведением силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Стоит напомнить, что сила измеряется в Ньютонах (Н), а плечо рычага в метрах (м). То есть один Нм равняется одному Ньютону (1Н), который приложен к метровому рычагу (1м).

В двигателе внутреннего сгорания сила передается от воспламеняющегося топлива поршню, от него к кривошипному механизму, а от него к коленвалу. Последний через систему трансмиссии и приводов и приводит колеса во вращение.

Разумеется, он не является постоянным и увеличивается, когда на плечо действует большая сила, и слабеет при ее уменьшении. Иными словами, когда водитель давит на «газ», то действующая на плечо сила возрастает и, соответственно, возрастает и крутящий момент.

Мощность двигателя

Крутящий момент имеет непосредственное отношение к мощности двигателя. Последняя, если говорить предельно просто, является совершенной за некоторую единицу времени работой. А поскольку работой двигателя и является тот самый крутящий момент, то мощность указывает на то, сколько раз за единицу времени двигателем был совершен крутящий момент.

Физиками была создана формула, связывающая оба этих показателя:

Мощность (P) = момент крутящий (Мкр) * измеряемые в об./мин обороты двигателя (N)/9549.

Хотя мощность измеряется в киловаттах, в нашей стране они довольно сложны для автомобилистов, поэтому ее, как правило, измеряют в лошадиных силах (л.с.). Ничего сложного здесь нет, просто чтобы киловатты стали «лошадями», количество киловатт умножается на 1,36.

Крутящий момент и мощность

С каждым из этих компонентов вроде бы понятно, но на что влияет каждый из них? Мощность оказывает влияние на преодоление всевозможных сил, которые оказывают автомобилю противодействие. Таковыми являются силы качения колес, аэродинамические силы, и, конечно же, сила трения в трансмиссии, приводах машины, в самом двигателе и не только. И чем выше мощность двигателя, тем большее сопротивление машина в состоянии преодолеть и, соответственно, тем большую скорость разовьет. Однако мощность не является постоянной силой и сильно зависит от оборотов двигателя. Мощность на холостом ходу и на максимальных оборотах неодинакова. Поэтому многие автопроизводители указывают в технических характеристиках при каких оборотах достигается максимум мощности.

Здесь следует помнить, что максимальная мощность развивается не одномоментно, и с места машина стартует при минимальных оборотах, которые едва превышают холостой ход. Для того же чтобы мобилизировать максимум мощности необходим некоторый отрезок времени и именно здесь на сцену выходит крутящий момент. Именно он «решает» за какой временной промежуток автомобилем будет достигнута максимальная мощность. Проще говоря, динамика разгона автомобиля зависит именно от крутящего момента.

Бензиновые и дизельные двигатели

У бензиновых двигателей показатели не самые высокие. Своих почти максимальных значений бензиновый двигатель может достичь при оборотах, в среднем, 3-4 тысячи. Однако бензиновый двигатель способен быстро увеличивать мощность, и раскручиваться до семи и даже восьми тысяч оборотов. И если принять во внимание вышеприведенные формулы, то становится ясно, что при таких оборотах мощность может возрасти в несколько раз.

Что касается дизельных двигателей, то высокими оборотами они не обладают и как правило, их максимум составляет пять, а то и всего три тысячи оборотов. В этом отношении «дизель» однозначно проигрывает бензиновому двигателю. Но зато крутящий момент у дизельного двигателя в несколько раз превышает аналогичный показатель бензинового собрата и вдобавок он доступен почти с холостого хода.

Что важнее: крутящий момент или мощность?

Чтобы разобраться с этой задачей, можно привести несложный пример. Скажем, можно взять два двигателя от фирмы AUDI, один бензиновый 2.0 FSI (крутящий момент – 200 Нм, мощность – 150 л.с.), а другой дизельный (мощностью 140 л.с. и с крутящим моментом 320 Нм). После проведения тестирования в различных режимах оказывается, что дизельный двигатель мощнее бензинового двигателя в диапазоне от 1 до 4,5 тысяч оборотов. Причем мощность будет выше на 30, а то и на 40 «лошадей», что не мало.

Из этого следует, что обращать внимание исключительно на мощность не стоит, поскольку нередко менее объемный двигатель, имеющий более высокий крутящий момент, оказывается гораздо динамичнее, чем двигатель с низким крутящим моментом (пусть даже большого объема).

Подводя итоги можно сказать, что в корне неверно классифицировать автомобили ориентируясь исключительно на мощность (л.с.) двигателя. Кроме мощности необходимо учитывать еще и крутящий момент (Нм) поскольку если последний показатель будет намного выше, чем у другого автомобиля, то и двигатель у него будет значительно динамичнее.

Крутящий момент двигателя

Крутящий момент двигателя — это тяговая характеристика двигателя, которая в отличие от мощности дает весьма отдаленное представление об истинных возможностях автомобиля. Для более полного раскрытия этого понятия необходимо прежде всего уяснить, что момент двигателя и момент на колесах автомобиля — это две большие разницы. Крутящий момент двигателя, будучи величиной равной силе на плечо (Н*м) — сила давления сгоревших в двигателе газов через поршень и шатун на плечо кривошипа коленвала — показывает лишь потенциал мотора, а сам автомобиль, в конечном итоге, движет крутящий момент на колесах.

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

График крутящего момента

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

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

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

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

В представленной таблице крутящего момента двигателей цифры Нм приведены к величине 7000 об/мин.

Таблица крутящего момента и мощности

	Марка автомобиля	мощность, л.с.	при об/мин	крутящий момент, Нм	приведенный момент, Нм
1	Alfa Romeo 8C Competizione	450	7000	470	470
2	Aston Martin DB9	477	6000	600	514
3	Audi A3 Sedan 2.0 TDI	150	4000	320	183
4	Audi A6 3.0 TDI	204	4500	400	257
5	Audi RS5 Coupe	450	8250	430	507
6	Audi S3	300	6200	380	337
7	Audi S4	333	7000	441	441
8	Audi S8	520	6000	652	559
9	Audi Q7 4.2 TDI	327	3750	760	407
10	Audi R8 4.2	420	7800	430	479
11	Bentley Mulsanne	512	4200	1020	612
12	BMW 330d F30	258	4000	560	320
13	BMW M135i F21	320	5800	450	373
14	BMW M5 F10	560	7000	680	680
15	BMW M550d xDrive F10	381	4400	740	465
16	BMW 750i F01	450	5500	650	511
17	BMW M3 E92	420	8300	400	474
18	BMW X5 M50d E70	381	4400	740	465
19	Bugatti Veyron 16.4	1001	6000	1250	1071
20	Cadillac Escalade	403	5700	565	460
21	Chevrolet Camaro ZL1	580	6000	754	646
22	Chevrolet Corvette Z06	507	6300	637	573
23	Citroën C5 V6 HDi 240	240	3800	450	244
24	Citroën DS5 eHDi 160	160	3750	340	182
25	Dodge Challenger SRT8 392	470	6000	637	546
26	Dodge SRT Viper	650	6150	814	715
27	Ferrari 458 Italia	570	9000	540	694
28	Ferrari 550 Maranello	480	7000	569	569
29	Ferrari F12 Berlinetta	740	8700	690	858
30	Ferrari FF	660	8000	683	781
31	Ford Explorer 2.0L EcoBoost	243	5500	366	288
32	Ford Fiesta ST	182	5700	240	195
33	Ford Focus ST	250	6000	340	291
34	Ford Kuga 1.6 EcoBoost	182	5700	240	195
35	Ford Mondeo 2.2 TDCi	200	3500	420	210
36	Honda Civic Type-R mk8	201	7800	193	215
37	Honda CR-V	190	7000	222	222
38	Honda S2000	240	7800	220	245
39	Hyundai Santa Fe 2.2 CRDi	197	3800	421	229
40	Infiniti G37 Sport	333	7000	365	365
41	Infiniti FX30d	238	3750	550	295
42	Jaguar XF 3.0 V6 D S	275	4000	600	343
43	Jaguar XJ 5.0 SC Supersport	510	6500	625	580
44	Jaguar XKR-S Coupe	550	6500	680	631
45	Jeep Grand Cherokee 3.0 CRD	250	4000	570	326
46	Jeep Grand Cherokee SRT8	465	6000	624	535
47	Kia Optima 2.4	180	6000	231	198
48	Kia Sorento 2.2 CRDi	197	3800	421	229
49	Koenigsegg Agera	940	6900	1100	1084
50	Lamborghini Aventador LP700-4	700	8250	690	813
51	Land Rover Discovery 4 5.0 V8	375	6500	510	474
52	Land Rover Discovery 4 SDV6	245	4000	600	343
53	Lexus LF-A	560	8700	480	597
54	Lexus IS-F	423	6600	505	476
55	Maserati 3200GT	370	6250	491	438
56	Maserati Granturismo S	440	7000	490	490
57	Maybach 57	550	5250	900	675
58	Mazda 6 2.2 SkyActiv-D	175	4500	420	270
59	Mazda CX-9 Touring AWD	277	6250	366	327
60	Mclaren F1	627	7500	651	698
61	Mclaren MP4-12C	600	7000	600	600
62	Mercedes-Benz A 45 AMG	360	6000	450	386
63	Mercedes-Benz C 250 CDI W204	201	4200	500	300
64	Mercedes-Benz CLA 250	211	5500	350	275
65	Mercedes-Benz GL63 AMG	558	5250	759	569
66	Mercedes-Benz S 600 W221	517	5000	830	593
67	Mercedes-Benz S 63 AMG W222	585	5500	900	707
68	Mercedes-Benz SL 65 AMG R231	630	5000	1000	714
69	MINI Cooper SD Countryman	143	4000	305	174
70	MINI JCW	211	6000	280	240
71	Mitsubishi Lancer Evolution X	295	6500	422	392
72	Mitsubishi Outlander 3.0	230	6250	291	260
73	Mitsubishi Pajero 3.2 DI-D	200	3800	441	239
74	Nissan GT-R R35	550	6400	632	578
75	Nissan Patrol	405	5800	560	464
76	Opel Astra OPC	280	5500	400	314
77	Opel Insignia 2.0 CDTI	195	4000	400	229
78	Opel Insignia OPC	325	5250	435	326
79	Peugeot 308 2.0 HDI	140	4000	340	194
80	Peugeot RCZ 200 THP	200	5800	275	228
81	Porsche 911 Carrera S 991	400	7400	440	465
82	Porsche 911 Turbo S 991	560	6750	750	723
83	Porsche Carrera GT	612	8000	590	674
84	Porsche Cayenne S Diesel	382	3750	850	455
85	Porsche Panamera Diesel	300	4000	650	371
86	Range Rover 5.0 Supercharged	510	6500	625	580
87	Range Rover Sport 4.4 TDV8	339	3500	700	350
88	Renault Clio RS	200	7100	215	218
89	Renault Megane dCi 160	160	3750	380	204
90	Rolls-Royce Ghost	570	5250	780	585
91	Rolls-Royce Wraith	635	5600	800	640
92	Skoda Fabia RS	180	6200	250	221
93	Skoda Octavia 2.0 TDI	143	4000	320	183
94	Subaru Impreza WRX STI	300	6200	350	310
95	Subaru Legacy Outback 3.6	250	6000	335	287
96	Toyota GT86	200	7000	205	205
97	Toyota RAV4	180	6000	233	200
98	Volkswagen Golf GTI	230	6200	350	310
99	Volkswagen Touareg 3.0 TDI	204	4750	450	305
100	Volvo S60 T6	304	5600	440	352
101	Volvo XC60 D5	215	4000	420	240

Автор: TRC

Крутящий момент, что это и зачем он нужен?

Каждый двигатель внутреннего сгорания рассчитан на определенную максимальную мощность, которую он может выдавать при наборе определенного количества оборотов коленчатого вала. Однако помимо максимальной мощности существует еще и такая величина в характеристике двигателя, как максимальный крутящий момент, достигаемый на оборотах отличных от оборотов максимальной мощности.

Что же означает понятие крутящий момент? Говоря научным языком, крутящий момент равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон — метрах. Значит если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.

Для наглядности: если гайка затянута с усилием 3 кгс, то для ее откручивания придется к ключу с длиной плеча в 1 метр приложить усилие 3 кг. Однако, если на ключ длиной 1 метр надеть дополнительно 2-х метровый отрезок трубы, увеличив тем самым рычаг до 3 метров, то тогда для отворачивания этой гайки потребуется лишь усилие в 1 кг. Так поступают многие автолюбители при откручивании колесных болтов: либо добавляют отрезок трубы, а за неимением такового просто надавливают на ключ ногой, увеличив тем самым силу приложения к баллонному ключу. Так же если на рычаг метровой длины повесить груз равный 10 кг, то появится крутящий момент равный 10 кгм. В системе СИ это значение (перемножается на ускорение свободного падениям) будет соответствовать 98,1 Нм. Результат всегда един — крутящий момент, это произведение силы на длину рычага, стало быть, нужен либо длиннее рычаг, либо большее количество прикладываемой силы.

Все это хорошо, но для чего нужен крутящий момент в автомобиле и как его величина влияет на его поведение на дороге? Мощность двигателя лишь косвенно отражает тяговые возможности мотора, и ее максимальное значение проявляется, как правило, на максимальных оборотах двигателя. В реальной жизни в таких режимах практически никто не ездит, а вот ускорение двигателю требуется всегда и желательно с момента нажатия на педаль газа. На практике одни автомобили уже с низких оборотов ведут себя достаточно резво, другие напротив предпочитают лишь высокие обороты, а на низах показывают вялую динамику. Так у многих возникает масса вопросов, когда они с авто с бензиновым мотором мощностью 105-120 л.с. пересаживаются на 70-80 – сильный дизель, то последний с легкостью обходит машину с бензиновым мотором. Как такое может быть? Связано это с величиной тяги на ведущих колесах, которая различна для этих двух автомобилей. Величина тяги напрямую зависит от произведения таких показателей как, величины крутящего момента, передаточного числа трансмиссии, ее КПД и радиуса качения колеса. Как создается крутящий момент в двигателе. В двигателе нет метровых рычагов и грузов, и их заменяет кривошипно-шатунный механизм с поршнями.

Крутящий момент в двигателе образуется за счет сгорания топлива — воздушной смеси, которая расширяясь в объеме с усилием толкает поршень вниз. Поршень в свою очередь через шатун передает давление на шейку коленчатого вала. В характеристике двигателя нет значения плеча, но есть величина хода поршня (двойное значение радиуса кривошипа коленвала). Для любого мотора крутящий момент рассчитывается следующим образом. Когда поршень с усилием 200 кг двигает шатун на плечо 5 см, появляется крутящий момент 10 кГс или 98,1Нм. В данном случает для увеличения крутящего момента нужно либо увеличить радиус кривошипа, или же увеличить давление расширяющихся газов на поршень. До определенной величины можно увеличить радиус кривошипа, но будут расти и размеры блока цилиндров как в ширину, так и в высоту и увеличивать радиус до бесконечности невозможно. Да и конструкцию двигателя придется значительно упрочнять, так как будут нарастать силы инерции и другие отрицательные факторы. Следовательно, у разработчиков моторов остался второй вариант – нарастить силу, с которой поршень передает усилие для прокручивания коленвала. Для этих целей в камере сгорания нужно сжечь больше горючей смеси и к тому же более качественно. Для этого меняют величину и конфигурацию камеры сгорания, делают «вытеснители» на головках поршней и повышают степень сжатия. Однако максимальный крутящий момент доступен не на всех оборотах мотора и у различных двигателей пик момента достигается на различных режимах. Одни моторы выдают его в диапазоне 1800- 3000 об/мин, другие на 3000-4500 об/мин. Это зависит от конструкции впускного коллектора и фаз газораспределения, когда эффективное наполнение цилиндров рабочей смесью происходит при определенных оборотах.

Наиболее простое решение для увеличения крутящего момента, а следовательно и тяги, это применение турбо или механического наддува, либо применение их в комплексе. Тогда крутящий момент можно уже использовать с 800-1000 об/мин, т.е. практически сразу. К тому же это закрывает такую проблему, как провалы при наборе скорости, так как величина крутящего момента становится практически одинакова во всем диапазоне оборотов двигателя. Достигается это различными путями: увеличивают количество клапанов на цилиндр, делают управляемыми фазы газораспределения для оптимизации сгорания топлива, повышают степень сжатия, применяют выпускной коллектор по формуле 1-4 -2-3, в турбинах применяют крыльчатки с изменяемым и регулируемым углом атаки лопаток и т.д.

Мощность и крутящий момент | Тюнинг ателье VC-TUNING

Мощность и крутящий момент…  Эти термины часто вводят в ступор многих посетителей автомобильных форумов. Энцо Феррари однажды сказал: «Лошадиные силы продают автомобиль, крутящий момент выигрывает гонки».

 

Мы не собираемся представлять здесь все уравнения и формулы, позволяющие рассчитать мощность и крутящий момент: объяснить многие вещи в одной статье достаточно трудно. Да это вам и не понадобится, если, конечно, вы не планируете стать крупным специалистам в данной области. Но мы постараемся доступным языком объяснить, как мощность и крутящий момент соотносятся друг с другом и как они влияют на производительность автомобиля.

 

Лошадиная сила

Термин «лошадиная сила» был впервые использован Джеймсом Уаттом, британским изобретателем, чье имя неразрывно связано с созданием парового двигателя. Строго говоря, лошадиная сила – это скорость, с которой может быть выполнена работа. Уатт использовал этот термин для сравнения мощности парового двигателя с мощью рабочей лошадки. Наравне с лошадиными силами сегодня используется и системная единица измерения мощности – ватт (Вт).

1 л.с. = 746 Вт

Эффективная мощность двигателя измеряется на коленчатом валу с помощью динамометра. Производители автомобилей, как правило, используют для ее обозначения термин «пиковая мощность» (максимальная мощность при определенном числе оборотов в минуту).

 

Мощность рассчитывается путем умножения крутящего момента двигателя на число оборотов и последующего деления на 5252. Откуда взялась последняя цифра? Если вы не хотите скучных и путаных объяснений, просто поверьте на слово и запомните эту константу.

                         крутящий момент * угловая скорость (RPM)

мощность =      —————————————————

                                                    5252

Здесь не мешало бы упомянуть о динамометрических роликовых стендах, но из-за большого разнообразия стендовых динамометров, мы опишем основные из них в другой статье. Следует отметить, что существует немало причин, по которым цифры, наблюдаемые при езде по дороге, оказываются ниже полученных на стенде. Автомобиль на стенде неподвижен, а на открытой дороге свой вклад вносят давление воздуха, перепады температуры и многие другие факторы, которые сложно учесть при испытаниях, хотя многие пытаются компенсировать их отсутствие с помощью вентиляторов и т.д.

 

  

Крутящий момент

Крутящий момент – вращательное усилие, которое будет применено к ведущим колесам автомобиля. Крутящий момент можно рассматривать в качестве меры способности двигателя выполнить работу. Единицы измерения крутящего момента – фунт*фут и Ньютон*метр (Нм). Один фунт*фут крутящего момента представляет собой усилие, необходимое для поворота 1-футовой оси, на конце которой прикреплен груз весом 1 фунт. Если на конце 1-футовой оси находится груз весом 200 фунтов, крутящий момент будет составлять 200 фунтов*фут. Очевидно, что чем больше это число, тем больше вращательное усилие на колесах.

1 фунт*фут = 1.36 Н*м

 

 

Однако важно понимать, что по мере увеличения крутящего момента вашего двигателя возрастает вероятность самопроизвольного поворота колес. Это довольно частое явление у мощных переднеприводных (FWD) автомобилей с большим крутящим моментом. Поскольку в данном случае передние колеса задействованы также и в управлении автомобилем, вы можете столкнуться с эффектом, называемым паразитным силовым подруливанием. В принципе проблема «непослушания» приводных колес свойственна не только переднеприводным машинам, а любым мощным автомобилям с большим крутящим моментом. Однако, разделив крутящий момент на все четыре колеса (в случае полноприводных (4WD) автомобилей), вы можете уменьшить этот эффект и больше мощности передать дороге.  Хотя есть еще много факторов (например, размер и структура шин, настройка подвески и ходовой части, передаточные числа), которые могут помочь переднеприводным (FWD) или заднеприводным (RWD) автомобилям эффективно использовать свою мощность.

 

Сравнение мощности и крутящего момента

(Как мощность и крутящий момент влияют на производительность)

Причина недопонимания ряда вопросов автолюбителями кроется в том, что в качестве характеристики двигателя автомобиля производители, как правило, приводят пиковые показатели мощности. Это ведет к путанице, люди пытаются сравнивать производительность автомобиля с его мощностью. «Моя машина имеет большее количество лошадиных сил, поэтому она будет быстрее вашей» – некорректное, но достаточно распространенное сравнение.

Есть много факторов, влияющих на производительность автомобиля, и крутящий момент, безусловно, один из них. Кроме того, и мощность, и крутящий момент будут зависеть от передаточных чисел. И, конечно же, большую роль играет то, как и для чего используется автомобиль.

Если вы когда-либо управляли машиной с высоким крутящим моментом (например, автомобилем с большим объемом двигателя или турбодизелем), вы, вероятно, заметили, что способны с легкостью ускоряться на большинстве передач. Это является результатом того, что имеется достаточно мощности в виде крутящего момента, чтобы автомобиль двигался при более широком диапазоне оборотов. Ускорение прямо пропорционально крутящему моменту, т.е. машина, будет ускоряться в соответствии с кривой крутящего момента.

Однако, если вы используете численно более высокое передаточное отношение для увеличения крутящего момента, вы на самом деле уменьшаете максимальную скорость вращения привода. Это может привести к тому, что автомобиль с высоким крутящим моментом (допустим, 680 НМ) достигнет своего предела уже при 30 км/ч.

При всем этом разговоры о крутящем моменте не просто игра слов. Следует понять, что лошадиная сила – просто другой способ измерения мощности (вспомните приведенное выше уравнение: лошадиная сила – это крутящий момент, умноженный на угловую скорость и деленный на 5252). Однако двигатель может быть рассчитан на более высокие обороты и более высокую мощность и, таким образом, на создание большего крутящего момента.

Из всего вышесказанного следует, что лошадиные силы и крутящий момент связаны друг с другом, однако это не одно и то же. Автомобиль с большим крутящим моментом будет ускоряться иначе, чем автомобиль с большим числом лошадей под капотом, с разными точками переключения передач и диапазонами оборотов в минуту. Автомобили с меньшим крутящим моментом (большим числом лошадиных сил), как правило, набирают больше оборотов, но максимальная мощность достигается только на больших оборотах. Машины с большим крутящим моментом (меньшим числом лошадиных сил) имеют меньшую мощность, но сравнительно более широкий диапазон оборотов. Все очень запутано: вроде бы крутящий момент и лошадиные силы – это одно и то же, но разгоняют машину по-разному. Хорошим автомобилем можно считать тот, что имеет оптимальное соотношение крутящего момента и лошадиных сил и возможность повышения обоих параметров.

Что еще влияет на ускорение

• Вес автомобиля. Многие ошибочно полагают, что чем больше весит машина, тем больше нужно энергии, чтобы сдвинуть ее с места.
• Аэродинамика. Снова требуется много энергии, чтобы машина могла преодолевать сопротивление встречным потокам воздуха.
• Сопротивление качению. Шины и привод (шестерни, приводные валы, оси и т.д.) требуют энергии, чтобы они могли вращаться с контактирующими поверхностями.
• Шестерни/передачи. Чтобы автомобиль мог разгоняться и ускорятся, он оборудован коробкой передач. Шестеренки в коробке влияют на крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса, но они не могут изменить количество лошадиных сил в машине. В коробке передач все начинается с шестерни, которая запускает крутящий момент. Он позволяет ускоряться в относительно умеренном темпе, но избежать быстрых оборотов двигателя. Каждая последующая передача помогает развить скорость. Вот почему автомобиль, например, может разогнаться от 0 до 96 км/час за 5 секунд, но от 0 до 160 км/час разгон уже займет 13 секунд, поскольку ему нужно еще 8 секунд, чтобы набрать добавочную скорость в 64 км/час. При этом важно учитывать кинетическую энергию и аэродинамику (сопротивление ветру).

Динамометр фиксирует хороший крутящий момент не только на низких оборотах, но и во всем диапазоне оборотов. В сочетании с равномерно возрастающей кривой лошадиных сил, такой двигатель дает возможность машине разгоняться и выжимать педаль газа до упора. Хотя, все зависит от привода и комплектации самой машины. Но в целом, он имеет хорошую мощность и динамику.

Хочется надеяться, что после прочтения статьи о лошадиных силах и крутящем моменте вы не будете путать эти два понятия. Главное – запомнить, что машина с очень хорошим разгоном – это та, у которой двигатель может выдавать постоянно высокую мощность, даже на самых больших оборотах. Например, система газораспределительного механизма VVT-i эффективна для небольших двигателей, она помогает оптимизировать мощность на переменных оборотах. На самом деле не столь важно, с большим количеством лошадей ли машина или с высоким крутящим моментом, потому, что есть много других факторов, влияющих на ее характеристики.

Ускорение
И снова не будем вас утомлять скучными техническими терминами, а просто подсчитаем кое-что. Крутящий момент двигателя зависит от шестерней в коробке передач. Он нарастает по мере того, как вы переключаетесь на другую скорость. На автомобиле с низким крутящим моментом, его можно увеличить путем изменения передаточного числа. В результате этого трансмиссия или коэффициент привода изменяют диапазон оборотов двигателя, а также то, как используется крутящий момент (не оценивайте это в процессе). A V8 и Vtec производят крутящий момент разными способами посредством зубчатой передачи. Эти способы зависят от конструкции двигателя.

При всем этом интересно, как уже упоминалось ранее, что, хорошо набирающая скорость машина, имеет хорошую динамику крутящего момента, которая распространяется в самом широком диапазоне оборотов (высокий диапазон оборотов помогает поддерживать максимальный крутящий момент). Чтобы добиться максимума от машины, нужно знать, как выглядит динамика мощности и какие обороты у двигателя на каждой из передач. Также необходимо знать, как меняются обороты двигателя, когда переключается скорость: повышается или понижается передача. Это поможет вам узнать, что такое динамика крутящего момента на каждой отдельной передаче. Автомобиль разгоняется сильнее всего на пике крутящего момента, но стоит вам переключиться, как падают обороты, и ослабевает крутящий момент. Вся фишка в том, чтобы найти на каких оборотах будет хороший крутящий момент на следующей передаче, без потери динамики на текущей. Конечно, многое зависит от авто и его водителя, но есть наиболее общие рекомендации. Итак, если ваша машина производит максимальный крутящий момент на 4000 оборотах, и вы не хотите переключаться на следующую скорость с этой отметки, поскольку думаете, что потеряете сейчас эти ценные обороты и не сможете сохранить такой же крутящий момент на следующей передаче, а соответственно и скорость движения. Общая рекомендация в этом случае – для максимального ускорения переключаться тогда, когда стрелка тахометра ляжет на красную отметку (у некоторых легковых и гоночных авто есть специальные индикаторы).

Обозначение мощности авто в лошадиных силах
Американские машины

Лошадиные силы (HP Gross)
До 1972 года в Америке мощность двигателя автомобиля измерялась в лошадиных силах следующим образом: на стенде испытывался двигатель, который не оснащен воздушным фильтром, системой выхлопа или системой контроля над выбросами, но иногда оснащенный коллектором. В результате показатели максимальной мощности и крутящего момента отражали только теоретические значения, но не демонстрировали реальную мощность двигателя. Таким образом, измерялась общая мощность двигателя.

Лошадиные силы (HP net)
После 1972 года в Америке стали измерять полезную мощность двигателя. У полностью укомплектованного и установленного двигателя измерялась мощность на маховике, но при этом не учитывались потери при переключении передачи.

Запомните, что американские автомобили оснащены большими двигателями CU, которые выдают высокий крутящий момент и обеспечивают высокую производительность машины.

Лошадиные силы (bhp)
Мощность измеряется в лошадиных силах при помощи динамометра. Замер происходит на испытательном стенде в месте выхода вала из двигателя (коленчатый вал, который соединяется с маховиком). Окончательная цифра получается из крутящего момента, который используется для вычисления мощности в лошадиных силах (bhp).
Обратите внимание, что показатель мощности в лошадиных силах PS, принятый в Германии, отличается от обозначения bhp. Многие производители используют значение PS для лошадиных сил BHP.
Значения приблизительные:

• 1 Bhp = 1.005 Hp (net) – (разница не существенная)
• 1 Bhp = 1.0187 PS
• 1 PS = 0.986 Hp
• 1 Hp = 1.01387 PS

Иногда происходит путаница потому, что одни говорят о мощности в лошадиных силах, измеренной динамометром, другие об измерении с учетом потерь, а третьи о способе измерения по колесам WHP.

 

Что важнее? »Oponeo.co.uk

Производители автомобилей используют разные единицы для измерения и выражения мощности двигателя автомобиля. Лошадиная сила и крутящий момент — одни из наиболее часто используемых терминов, особенно когда речь идет об ускорении автомобиля. Что они собой представляют и насколько они важны?

При разгоне важны крутящий момент и мощность.

Что такое крутящий момент, а что — мощность?

И крутящий момент, и мощность в лошадиных силах — это сила. Крутящий момент выражает поворотную способность двигателя (способность вращать маховик), а мощность означает общую выходную мощность двигателя.Проще говоря, крутящий момент — это сила, которую вы чувствуете, толкая вас назад в сиденье при ускорении, а мощность — это скорость, достигаемая в конце этого ускорения.

Как мощность, так и крутящий момент можно измерить разными способами, например: в лошадиных силах тормоза, стандарте мощности, метре Ньютона, ваттах, фунтах / футах и ​​так далее. Мы предпочитаем л. С. Для тормозной мощности (количество мощности, производимой двигателем за вычетом количества, которое теряется из-за трения) и фунт / фут для преобразования крутящего момента (фунты на фут вращения вокруг одной точки).

Фактически, тормозная мощность получается из расчета, основанного на крутящем моменте: BHP = Torque X RPM / 5252. Проще говоря, умножьте крутящий момент на скорость вращения оси в минуту (RPM), и вы получите мощность двигателя. конечная выходная мощность.

Что важнее для ускорения: крутящий момент или мощность?

Важность крутящего момента и мощности зависит от характера ваших потребностей, и, конечно же, вы никогда не сможете получить одно без другого.

По правде говоря, нет однозначного ответа, что важнее.Более важным соображением является понимание баланса между ними, как они взаимодействуют или, возможно, как повлиять на двигатель, давая ему больше того или другого. Если вы хотите измельчить автомобильные шины, вам нужен небольшой крутящий момент, но если вы стремитесь к рекордам наземной скорости, то мощность всегда будет побеждать.

Технические характеристики двигателя для большей мощности двигателя

Не все двигатели одинаковы, поскольку даже два агрегата, вытянутые из одной линии, будут отличаться на динамометрическом стенде двигателя.Даже в этом случае это должна быть полностью контролируемая среда, поскольку давление, температура и влажность воздуха будут влиять на показания мощности двигателя, тем более, когда мы вводим в уравнение принудительную индукцию.

Можно формировать характеристики мощности: например, длинноходный двигатель обычно дает больший крутящий момент, чем короткоходный двигатель. На этой же основе мы можем поиграть с синхронизацией кулачка, чтобы повлиять на подачу мощности — продвижение синхронизации кулачка должно обеспечить более низкий крутящий момент, в то время как замедление его приравнивается к мощности с высокими оборотами в минуту.

Большинство современных двигателей стремятся к балансу крутящего момента и мощности.

Еще один элемент, который следует учитывать, — это принудительная индукция (FI). Наддув или турбонаддув двигателя — отличный способ увеличить его мощность, обычно довольно экономичным способом. Здесь, опять же, у нас есть два маршрута, каждый из которых предлагает разные варианты. С одной стороны, наддув обычно дает больший крутящий момент двигателя, тогда как турбонаддув дает дополнительную мощность.

Конечно, нужно добавить нюанс. Любой из этих методов увеличивает «мощность», но вам необходимо учитывать множество других факторов.Однако для простоты это именно то, что вы могли ожидать, выбрав путь FI.

Еще одним фактором, который следует учитывать при проектировании, типе и мощности двигателя, является выбор топлива. Эти отношения становятся все более размытыми, поскольку когда-то дизельное топливо считалось топливом для грузовиков, а бензин — автомобильным топливом.

Это уже не так, поскольку в последние годы дизельные автомобили стали почти такими же популярными, как и бензиновые, что оказало огромное влияние на гоночную трассу. Например, такие производители, как Audi и Peugeot, использовали только дизельные автомобили в знаменитой 24-часовой гонке Ле-Ман, потому что крутящий момент и экономия топлива идеально подходят для гонок на выносливость.

Применение лошадиных сил и крутящего момента

Когда дело доходит до зависимости крутящего момента от лошадиных сил, это действительно вопрос применения; если вы пытаетесь вытащить пень из земли, лошадиные силы вам не помогут (если только вы не добавите 100-метровую веревку и не разберетесь). Тем не менее, если это что-то более спортивное, то впереди должна быть мощность. Большинство производителей нашли баланс, но иногда они немного корректируют цифры.

По правде говоря, хотя многие из нас могут просто знать, что конкретный двигатель или автомобиль по своей природе крутящий или мощный, очень немногие смогут различать характеристики «нормального» дорожного автомобиля с любой степенью точности. По общему мнению, вам потребуется минимум около 10% разницы, чтобы действительно ее почувствовать, если только ваше сиденье дино для брюк не откалибровано особенно хорошо.

Будущее крутящего момента в электромобилях

В общем, разговоры о крутящем моменте в лошадиных силах, несомненно, станут спорным вопросом в будущем, поскольку его заменит одно простое измерение: кВт.

Если забыть обо всех причинах и причинах, электрическая энергия может передавать огромное количество крутящего момента из состояния покоя, а это означает, что ускорение всегда быстрое, несмотря на снижение веса из-за того, что сотни аккумуляторов ноутбука приклеены к шасси.

В будущем баланс между мощностью и крутящим моментом может быть заменен электромобилями.

Фактически, Tesla Model S P90D только что установила рекорд для серийного полностью электрического автомобиля в спринте на мили, преодолев его всего за 10.9 секунд. Для сравнения, Bugatti Veyron сделает то же самое за 10,175 секунды. На самом деле кажется, что электроэнергия — это путь вперед, поскольку разрыв в производительности сокращается очень и очень быстро.

Заключение

Будь то принудительная индукция, длинный или короткий ход, размер отверстия, степень сжатия или конструкция распределительного вала, все это играет роль в изменении характеристик мощности двигателя. Нет простого ответа на вопрос, что лучше всего, поэтому, возможно, простой вопрос: что подходит вам лучше всего?

лошадиных сил vs.Крутящий момент: в чем разница?

Эндрю Трэхан Автомобиль и водитель

Что лучше? Вот как можно прекратить споры о ночном баре.

Йоги Берра, который никогда не останавливался на деталях двигателя, пришел бы к выводу, что крутящий момент и мощность — это одно и то же, только разные. Собственно, это упрощение отчасти верно.

Крутящий момент и мощность — это то, что двигатели производят, когда вы поворачиваете ключ и нажимаете педаль акселератора. Воздух и топливо, воспламеняющиеся в камерах сгорания, вызывают скручивание коленчатого вала, трансмиссии и ведущих мостов.Это чудо преобразования энергии: потенциальная энергия, содержащаяся в галлоне переработанного динозавра, эффективно изменилась на кинетическую энергию, необходимую для вождения.

Копая глубже, обратите внимание на эти определения из учебников:

Энергия — это способность выполнять работу. В этом случае двигатели выполняют ту тяжелую работу (работу), которую раньше выполняли лошади.

Работа является результатом силы, действующей на некотором расстоянии. Единица измерения работы (а также энергии) в США — фут-фунт.В Международной системе (СИ) работа измеряется в джоулях и, в редких случаях, в ньютон-метрах.

Крутящий момент — это сила вращения, создаваемая коленчатым валом двигателя. Чем выше крутящий момент двигатель, тем выше его способность выполнять работу. Измерение такое же, как у работы, но немного отличается. Поскольку крутящий момент является вектором (действующим в определенном направлении), он измеряется в единицах фунт-фут и ньютон-метр.

Конечно, всегда есть исключения. В этом случае различие составляет статический крутящий момент , который вы прикладываете с помощью гаечного ключа для затягивания болтов головки.Чтобы избежать путаницы, единицами измерения статического крутящего момента традиционно являются фунты-футы. Напротив, SI придерживается ньютон-метров как для статических, так и для динамических измерений крутящего момента.

Мощность — это скорость выполнения работы. Шотландский изобретатель восемнадцатого века Джеймс Ватт дал нам удобный эквивалент: одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для подъема 33000 фунтов ровно на один фут за одну минуту. В соответствии с этим вкладом единицей измерения мощности в системе СИ является киловатт.

Возвращаясь к теореме Берра, крутящий момент — это способность выполнять работу, а мощность — это скорость, с которой можно выполнить некоторую трудоемкую задачу.Другими словами, мощность — это скорость выполнения работы (или приложения крутящего момента) за заданный промежуток времени. Математически мощность в лошадиных силах равна крутящему моменту, умноженному на число оборотов в минуту. H = T x об / мин / 5252, где H — мощность в лошадиных силах, T — фунт-фут, об / мин — это скорость вращения двигателя, а 5252 — константа, заставляющая единицы двигаться. Таким образом, для получения большей мощности двигателю необходимо генерировать больший крутящий момент, работать на более высоких оборотах или и то, и другое.

Хотя определения эскизов отлично подходят для учебников, применение их к реальным движкам — другое дело.Одна проблема заключается в том, что у каждого автомобильного двигателя есть рабочий диапазон от холостого хода до красной черты. Например, 6,2-литровый двигатель Hellcat V-8 Dodge Challenger выдает 707 лошадиных сил ТОЛЬКО при 6000 об / мин. Он выдает существенно меньшую мощность на холостом ходу (достаточную только для вращения аксессуаров с приводом от двигателя) и чуть меньше 700 лошадиных сил на красной границе 6200 об / мин. И он обеспечивает максимальный крутящий момент 650 фунт-фут ТОЛЬКО при 4000 об / мин.

Другая проблема — точное определение мощности и крутящего момента вращающегося коленчатого вала.Инструмент для этой задачи — динамометр двигателя. Хотя это слово означает «устройство измерения мощности», на практике крутящий момент и частота вращения двигателя измеряются, а его мощность рассчитывается с использованием приведенной выше формулы.

Вихретоковые динамометры используют магнитное поле для передачи крутящего момента от вращающегося коленчатого вала на опору плеча рычага против статического датчика силы (известного как датчик нагрузки), расположенного на точном расстоянии от центра кривошипа. Другой широко используемый тип динамометра — это водяной тормоз; он использует один вращающийся и один статический набор лопаток насоса для передачи крутящего момента коленчатого вала через плечо рычага на датчик нагрузки.

Совершенный двигатель развивает достаточный крутящий момент на низких оборотах и ​​поддерживает его до минимального уровня. Величина создаваемого крутящего момента прямо пропорциональна потоку воздуха, проходящего через двигатель. Большие двигатели перекачивают больше воздуха и, следовательно, развивают больший крутящий момент. Бустеры — нагнетатели, турбокомпрессоры — доставляют дополнительный воздух, помогая малым двигателям работать крупными. Конечно, в камеры сгорания должно подаваться соответствующее количество топлива, но это простая часть, особенно с электронным управлением впрыском.

Чтобы восполнить легкость впрыска нужного количества топлива, конструкторы двигателей сталкиваются с несколькими сложными задачами. Один из них — сделать все компоненты достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки, которым они подвергаются из-за давления сгорания и, в случае движущихся частей, их собственной инерции. Потребности в охлаждении и смазке примерно пропорциональны производимой мощности. А закачка воздуха в любой двигатель на сверхвысоких оборотах и ​​из него — это то место, где инженерное дело становится видом искусства.Включите топливную экономичность и чистоту выхлопных газов в уравнение разработки, и станет ясно, почему мастера двигателей редко тусуются у водоохладителя.

На этом этапе обсуждения должно быть ясно, что крутящий момент и лошадиные силы подобны разлученным братьям и сестрам; они тесно связаны, но не имеют много общего. Но как насчет более серьезной моральной проблемы, стоящей перед человечеством в целом и автолюбителями в частности: что лучше?

Мы ответим, что Йоги Берра был бы признателен.В бейсболе, если крутящий момент аналогичен кетчеру, то питчер — это лошадиные силы. И то, и другое необходимо для игры в мяч, но ответственность питчера — определение скорости и траектории каждого брошенного мяча — определяет ход игры. Крутящий момент жизненно важен для работы каждого двигателя, но мощность — это то, что отличает отличный двигатель от хорошего.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

лошадиных сил против крутящего момента: знай разницу

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Все и их матери знают, что двумя главными показателями характеристик автомобиля являются мощность и крутящий момент. Они разбросаны по спецификациям каждого автомобиля, многократно наклеены в обзорах, выделены жирным шрифтом и анимированы в каждом онлайн-сравнительном видео, известном человеку.Однако немногие по-настоящему понимают их различия, даже несмотря на то, что тысячи спорят, что важнее.

Хотя большинство из них может понять общие предпосылки мощности и крутящего момента, их определения, их история, их применение, математические уравнения, используемые для определения их значений, а также то, как и почему производители используют каждое из них, не так хорошо известны. И понятно, что поиск в Google для выяснения этих различий может быть связан с потенциальными ошибками, ошибочными деталями и старыми отсылками к бейсболу, которые могли бы знать только бумеры.Вот тут и приходит на помощь Drive .

Благодаря нашей опытной команде информационных экспертов, знающих язык и инженеры двигателя, мы составили полное руководство по соотношению мощности и крутящего момента. Мы объясняем не только, что такое каждый из них и как они используются, но и объясняем различные версии каждого из них и их отношение к скорости и ускорению.

Мы даже собираемся ответить на несколько вопросов о Torque , ужасающем ужасном фильме о мотоциклах 2004 года, который обокрал Fast and the Furious .Ах да, мы пошли туда.

Джонатон Кляйн

Два типа крутящего момента и мощности.

Что такое мощность?

Лошадиная сила — это единица измерения, используемая для обозначения мощности или «скорости, с которой выполняется работа» двигателя или мотора. Это относится ко всем двигателям и двигателям, но не только к двигателям внутреннего сгорания. Мощность вашего автомобиля означает, насколько быстро эта работа может быть выполнена с большей мощностью, позволяющей выполнять работу быстрее.

Что такое крутящий момент?

Крутящий момент — это сила, умноженная на расстояние. В случае автомобилей «вращательный эквивалент линейной силы». По сути, это сила, приложенная к объекту с вращательным движением, то есть двигатель, прикладывающий силу к коленчатому валу, который, следовательно, вращает ваши шины.

В чем разница между мощностью и крутящим моментом?

Эти две стороны представляют собой две стороны одной медали, поскольку одна связана с другой: крутящий момент — это сила, а лошадиные силы — это скорость, с которой эта сила действует.Разница в том, что крутящий момент выполняет работу, а мощность — в том, насколько быстро эта работа выполняется.

Мощность и крутящий момент, а также диапазон оборотов двигателя в минуту (об / мин), а также передача определяют скорость и ускорение автомобиля.

Сэм Бендалл @livemotofoto

Ускорение и скорость

Большинство людей используют термины «быстрый» и «быстрый» как синонимы, особенно когда они говорят об автомобилях с высокими характеристиками.Ускорение и скорость, которые обозначают два термина «быстрый» и «быстрый» соответственно, на самом деле очень разные, однако напрямую связаны с мощностью и крутящим моментом.

Учитывая их взаимозаменяемость в обычных разговорах, а также дискуссии о соотношении мощности и крутящего момента, мы сочли необходимым положить конец этой проблеме раз и навсегда.

Ускорение

В автомобилях ускорение означает способность автомобиля развивать скорость относительно времени, т. Е. Показатель вашего автомобиля 0-60 миль в час.Это относится как к мощности, так и к крутящему моменту.

Скорость

Скорость — это скорость, с которой может работать транспортное средство, то есть диапазон скоростей автомобиля. Фактически, Bugatti Chiron может развивать скорость от 1 до 261 миль в час.

Ривиан

Полностью электрический R1T от Rivian

обладает огромным крутящим моментом и мощностью.

Больше крутящего момента лучше для ускорения и больше мощности для скорости?

Ну и да, и нет.Чем больше у вас будет лошадиных сил, тем быстрее вы сможете разогнать свой теоретический автомобиль с точки зрения максимальной скорости, то есть Bugatti Chiron мощностью 1500 лошадиных сил и его максимальной скоростью 300 миль в час. Крутящий момент немного более требователен, так как действительно важно, где достигается максимальный крутящий момент и как долго он сохраняется.

Предположим, что теоретический автомобиль с мощностью 200 лошадиных сил и крутящим моментом 200 фунт-фут, с крутящим моментом, достигающим 6000 об / мин, противопоставляется другому теоретическому автомобилю с мощностью 200 лошадиных сил и только 150 фунт-фут крутящего момента, на этот раз с 1500 об / мин и остается неизменным до его красной черты 6500 об / мин.В этом случае вторая машина будет ускоряться быстрее первой, даже если у нее меньший крутящий момент.

Чтобы придать этому сценарию больше реализма, сравните дрэг-рейсинг между Bugatti Chiron и Porsche Taycan Turbo S EV. Поскольку электромобиль развивает максимальный крутящий момент 774 фунт-фут при 0 об / мин, он может опередить (2,4 секунды до 60 миль в час) 1100 фунт-фут Bugatti (2,5 секунды до 60 миль в час), потому что Bugatti не достигает максимального крутящего момента. до 1180 об. / мин.

Depositphotos

Мы выбрали этого великолепного зверя.

Почему люди выбрали лошадиную силу вместо силы лося, лося или оленя?

Что мы, канадцы?

Но на самом деле лошадиные силы появились, когда шотландский инженер по имени Джеймс Ватт хотел сравнить мощность паровых двигателей и тягловых лошадей, чтобы продать людям свой паровой бизнес — ура жадность! Наблюдение за лошадью может вращать мельничное колесо 144 раза в час, и что колесо имело 3.Ватт определил, что в радиусе 7 метров лошадь может пройти 2,4 × 2π × 12 футов за одну минуту.

Вот уравнение для всех математиков.

P = Wt = Fdt = 180 фунт-сила x 2,4 x 2 x 12 фут1мин = 32,572 фут-фунт-силамин

Ватт затем может применить эту формулу к своим паровым двигателям и определить, насколько они эффективнее по сравнению с сеноядным, спящим, большим олом. какающие лошади все использовали в то время. Так родились лошадиные силы. Может быть, если бы лось или лось были более доступны в то время, Ватт использовал бы их.

Depositphotos

Почему некоторые производители используют разные числа для обозначения крутящего момента?

Мы живем в глобализированном мире, что бы ни говорили некоторые люди, и вместе с этим появляются разные ярлыки и измерения для одного и того же — например, метрическая система или империя. Крутящий момент ничем не отличается: производители автомобилей используют фунт-фут (фунт-фут), фут-фунт (фут-фунт) и ньютон-метр (НМ).

Фунт-фут (фунт-фут)

Фунт-фут — это момент инерции на оси, которая прилагает один фунт силы в радиусе одного фута. TL: DR, фунт-футы относятся к силе, прилагаемой и действующей колесами автомобиля, когда он цепляется за тротуар.

Фут-фунты (фут-фунты)

Британская версия фунт-футов, только задом наперед, как они едут по левой стороне дороги, но их автомобили правосторонние. В этом нет ничего особенного. Фут-фунт также относится к единице работы, но используется производителями автомобилей.

Ньютон-метр (НМ)

Ньютон-метр — это единица крутящего момента в метрической системе, а один фут-фунт равен 0,73756 ньютон-метра.

Почему некоторые производители используют разные числа для обозначения лошадиных сил?

Как и в случае с крутящим моментом, существует различие между цифрами, предоставленными производителем, представляющими мощность, при этом основными четырьмя четырьмя являются мощность, тормозная мощность, метрическая мощность и киловатт. Вот что все они означают и почему используются.

л.с.Это легко, как известно, и отлично выглядит в маркетинге.

Тормозная мощность (л. С.)

Тормозная мощность обычно используется странами за пределами США и обозначает мощность двигателя на шинах автомобиля, а не на кривошипе. Это реальная мощность вашего автомобиля, которую он может физически производить на передней, задней или всех четырех шинах.

Метрическая лошадиная сила (PS, CV, CH)

Одна метрическая лошадиная сила, записанная как pferdestärke (PS), cheval-vapeur (CH) или cavallo vapore (CV), отличается от британской или стандартной лошадиных сил из-за того, как она был рассчитан.Чтобы получить метрическую мощность в лошадиных силах, лошадь прикрепляли к 75-килограммовой гири на конце шкива, а затем рассчитывали, насколько быстро она сможет поднять ее на один метр. Результат — одна секунда. Затем это уравнение было принято равным одной метрической лошадиных сил, что на самом деле составляет 98,6 процента от британской или стандартной лошадиных сил при сравнении.

Вот математика для вас, любители уравнений!

75 кг × 9,80665 м / с2 × 1 м / 1 с = 75 кгс · м / с = 1 PS

кВт

Киловатт — это термин, который наши друзья используют чаще всего, и на самом деле это наиболее точное измерение мощности в этом списке.Его также использует каждый инженер в мире. Киловатт измеряет передачу энергии с течением времени и дает 1 киловатт, равный 1,341 стандартной лошадиной силы.

Джозеф Юн младший

Автор показывает, как крутящий момент и мощность вместе влияют на шины.

Часто задаваемые вопросы о мощности и крутящем моменте

У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

В: Что лучше: крутящий момент или мощность?

A: Зависит от того, кого вы спросите.Для гонщиков Формулы 1 это сочетание того и другого. Для гонщиков ралли и бездорожья это крутящий момент. Для гонщиков на сухопутной скорости все решает максимальная мощность в лошадиных силах.

Вопрос: Тогда почему производители рекламируют мощность в лошадиных силах больше, чем крутящий момент?

A: Потому что нас накормили длинной цепочкой дезинформации о том, почему мощность в лошадиных силах лучше, потому что обычно ее больше и лучше для слоганов и маркетинга. Продажи! Теперь, когда электромобили становятся мейнстримом, ожидайте, что их будут многократно бить по голове крутящим моментом.

В. Является ли все, что я знаю о характеристиках автомобиля, ложью?

A: Не обязательно. Лошадиная сила по-прежнему имеет значение и является очень полезным показателем, просто непропорционально большое внимание уделяется лошадиным силам. Особенно, когда то, что вы чувствуете, когда нажимаете на дроссельную заслонку, — это в основном крутящий момент.

Вопрос: Почему тогда не все автомобили дизельные? Я знаю, что у них много крутящего момента.

A: Ну, автомобильная промышленность это пробовала, и … да. Есть еще ряд дизельных двигателей, особенно на рынке пикапов, но там есть плохая кровь.Дизели, как и бензиновый двигатель, похоже, уходят в прошлое.

В: Здесь появляются электромобили? У электромобилей больше крутящего момента?

A: На самом деле они не обладают большим крутящим моментом, чем обычные двигатели внутреннего сгорания, люди больше восхищаются их производительностью.

Двигатель внутреннего сгорания требует топлива, искры и сгорания, что требует времени для создания и передачи энергии через карданный вал к колесам.Для электромобиля эта мощность всегда готова для немедленной передачи на колеса. Думайте о характеристиках электромобиля как о включении света по сравнению с зажиганием газовой плиты. Мгновенный крутящий момент по запросу.

В: Тогда крутящий момент — хороший фильм?

A: В зависимости от обстоятельств, вам нравятся грязные грабежи Fast and Furious с мотоциклами и сцена, где супербайк с турбинным двигателем под названием «Y2K» выходит на скорость деформации?

В: Разве это не очевидно?

A: Тогда да, отлично.Ice Cube будет доволен.

Давайте поговорим, прокомментируем ниже, чтобы поговорить с редакторами

Drive !

Мы здесь, чтобы быть экспертами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Прокомментируйте ниже, и давайте поговорим! Вы также можете написать нам в Twitter или Instagram, вот наши профили.

Джонатон Кляйн: Twitter (@ jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)

Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)

Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)

В чем разница между мощностью и крутящим моментом?

Мы довольно часто используем слова «лошадиная сила» и «крутящий момент» в автомобильной промышленности, но, возможно, смысл обоих терминов теряется по ходу дела.Не бойтесь, Инженерное объяснение уже здесь.

В новом видео ведущий EE Джейсон Фенске помогает самым простым способом объяснить, что такое мощность и крутящий момент, и почему старая поговорка «Лошадиная сила — это скорость, с которой вы ударяетесь о стену, а крутящий момент — это насколько далеко вы перемещаете стену». это неверно. Это помогает получить общее представление о том, чем на самом деле являются обе вещи. Крутящий момент — это сила, умноженная на расстояние, и самый простой способ понять это — использовать гаечный ключ. Когда человек прилагает усилие к гаечному ключу, он перемещается на некоторое расстояние и обеспечивает крутящий момент для затяжки болта.

Горение обеспечивает силу в цилиндре, которая прижимает поршень, который затем оказывает давление на коленчатый вал на определенном расстоянии. Отсюда и слово «единицы поворота», поскольку поршень и коленчатый вал обеспечивают крутящее усилие.

ПРОВЕРКА: Что лучше: нагнетатель или турбокомпрессор?

С другой стороны,

лошадиных сил — это скорость, с которой выполняется работа. Крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, возвращает мощность в лошадиных силах. По сути, чем быстрее коленчатый вал вращается с тем же усилием, тем большую мощность будет развивать двигатель.Автомобиль с большей мощностью, чем крутящий момент, всегда будет быстрее, поскольку это дает автомобилю ускорение и скорость.

Джейсон использует две гипотетические машины, чтобы проиллюстрировать все это. Оба имеют одинаковое передаточное число, но в одном используется дизельный двигатель с крутящим моментом 200 фунт-фут, а в другом — бензиновый двигатель с крутящим моментом 100 фунт-фут. Дизельный двигатель с удвоенным крутящим моментом сначала будет ускоряться быстрее, потому что он имеет большую постоянную силу для большей мощности. Однако он разгоняется только до 2626 об / мин.Между тем, бензиновый двигатель разгонится до 5 252 об / мин. Первоначально он не будет ускоряться так быстро, но ему не придется переключать передачи, в то время как дизель будет это делать. Оба будут предлагать одинаковую скорость, но дизель будет разгоняться быстрее. Вот почему низкий крутящий момент становится важным для лучшего ускорения во многих сценариях.

Однако более высокий крутящий момент не означает, что одно транспортное средство обязательно будет быстрее другого. Например, Ford F-250 развивает крутящий момент 925 фунт-фут, а Honda S2000 — всего 162 фунт-фут.S2000 быстрее, даже с меньшей мощностью, из-за других факторов, наиболее важным из которых является соотношение мощности к весу. S2000 весом 2800 фунтов разгоняется до 60 миль в час за 5,7 секунды, в то время как F-250 весом 8300 фунтов делает это за 6,9 секунды, что показывает, что соотношение мощности и веса более важно для ускорения, чем соотношение веса и крутящего момента. Это не означает, что S2000 готов буксировать прицеп весом 5000 фунтов, поскольку Джейсон объясняет, что вес и крутящий момент также очень важны для показателей буксировки.

_______________________________________

Следите за Motor Authority на Facebook, Twitter и YouTube.

лошадиных сил против крутящего момента: в чем разница?

Когда вы сравниваете автомобили, вы, скорее всего, увидите, что характеристики их двигателей описываются в лошадиных силах, и большинство людей считает, что большее число означает более мощный двигатель. В какой-то степени это верно, но есть еще одно число, которое вам следует принять во внимание, чтобы получить полную картину выходной мощности двигателя.

(Fiat Chrysler Automobiles)

Это крутящий момент, и легко найти множество причудливых математических объяснений того, что это такое. Говоря простым автомобильным языком, это мера силы скручивания, создаваемой двигателем или двигателем. Эта вращающая сила затем применяется к шестерням трансмиссии и передается на колеса.

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

В чем разница?

Лошадиная сила — это показатель работы, выполненной за определенный период времени.В частности, одна лошадиная сила — это количество усилий, необходимых для поднятия 33000 фунтов одним футом за одну минуту. Покупатели часто считают мощность в лошадиных силах синонимом скорости или быстроты автомобиля, но это гораздо сложнее.

Конечно, у автопроизводителей нет груды блоков весом 33 000 фунтов, чтобы выяснить, сколько лошадиных сил производит автомобиль. Они используют устройство, называемое динамометром, которое измеряет крутящий момент двигателя при различных оборотах двигателя, а затем выполняют вычисления, используя числа крутящего момента и обороты двигателя, чтобы определить его мощность.

Из этих вычислений они получают графики мощности и крутящего момента при увеличении частоты вращения двигателя от холостого хода до максимальной номинальной скорости или красной линии. Цифры, которые публикуют производители, обычно представляют собой максимальные точки на графике и обороты двигателя, на которых они встречаются.

(Porsche Cars North America, Inc.)

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

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

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

(Mazda North American Operations)

Математически существует взаимосвязь между мощностью, крутящим моментом и частотой вращения двигателя. Двигатели, которые создают большой крутящий момент на низких оборотах, могут достигать тех же показателей мощности, что и двигатели, которые не развивают большой крутящий момент, но работают на очень высоких скоростях.

Какой из них лучше?

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

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

Другими словами, большую тяговую мощность обеспечивают двигатели, которые достигают максимального крутящего момента на низких оборотах, но более спортивные характеристики имеют двигатели с высокими оборотами и высокой мощностью.Говорят, что лошадиные силы заставляют вас двигаться быстро, но крутящий момент — это сила, которая заставляет вас вернуться на сиденье, когда вы покидаете стартовую линию.

В легковых и грузовых автомобилях с бензиновыми и дизельными двигателями мощность и крутящий момент возрастают с увеличением частоты вращения двигателя, достигая пика, а затем обычно снижается. У электромобилей и некоторых гибридов пик крутящего момента возникает в тот момент, когда двигатель начинает вращаться, а затем снижается. Это дает электромобилям, таким как Chevrolet Bolt 2017 года, отличные характеристики при езде по городу, но их ускорение иссякает вскоре после того, как они достигают скорости на шоссе.

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

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

Зависимость мощности

от крутящего момента — x-engineer.org

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

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

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как вращающее усилие , приложенное к объекту. Крутящий момент (вектор) — это произведение между силой (вектором) и расстоянием (скаляр).Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между силой и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки на колесном болте

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

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

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

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

Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если плечо гаечного ключа имеет 0,25 м и приложенное усилие составляет 100 Н (что приблизительно эквивалентно толкающей силе 10 кг )

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

Такой же крутящий момент может быть получен, если плечо рычага составляет 1 м , а усилие всего 25 Н .

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

Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом валу на каждой шейке шатуна каждый раз, когда поршень находится в рабочем ходе. Плечо рычага и в данном случае имеет радиус кривошипа (смещение) .

Величина силы F зависит от давления сгорания внутри цилиндра.Чем выше давление в цилиндре, тем выше усилие на коленчатом валу, тем выше выходной крутящий момент. 2} {4} = \ frac {\ pi \ cdot 0.2 \]

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

\ [F = p \ cdot A_p = 120000 \ cdot 0,0056745 = 680.94021 \ text {N} \]

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

\ [T = F \ cdot a = 680.94021 \ cdot 0.062 = 42.218293 \ text {Нм} \]

Стандартная единица измерения крутящего момента — Н · м (Ньютон-метр).В частности, в США единицей измерения крутящего момента двигателя является фунт-сила · фут (фут-фунт). Преобразование между Н · м и фунт-сила · фут :

\ [\ begin {split}
1 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} & = 1.355818 \ text {N} \ cdot \ text {m} \\
1 \ text {N} \ cdot \ text {m} & = 0.7375621 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft}
\ end {split} \]

Для нашего конкретного примера крутящий момент в британских единицах (США):

\ [T = 42.218293 \ cdot 0.7375621 = 31.138615 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} \]

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

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

где:
p _me [Па] — среднее эффективное давление
V _d [m ³ ] — рабочий объем двигателя
n _r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n _r = 2 )

Определение мощности

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

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

Стандартная единица измерения мощности — Вт, (ватт) и скорости вращения — рад / с, (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств предоставляют мощность двигателя в л.с. и (мощность торможения) и скорость вращения в об / мин (оборотов в минуту).Поэтому мы будем использовать формулы преобразования как для скорости вращения, так и для мощности.

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

\ [\ omega \ text {[rad / s]} = N \ text {[rpm]} \ cdot \ frac {\ pi} { 30} \]

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

\ [N \ text {[rpm]} = \ omega \ text {[rad / s]} \ cdot \ frac {30 } {\ pi} \]

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

\ [\ begin {split}
P \ text {[bhp]} & = 1.36 \ cdot P \ text {[кВт]} \\
P \ text {[кВт]} & = \ frac {P \ text {[bhp]}} {1.36}
\ end {split} \]

В некоторых случаях вы можете найти л.с. (мощность в лошадиных силах) вместо л.с. как единица измерения мощности.

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

\ [\ begin {split}
P \ text {[кВт]} & = \ frac {\ pi \ cdot N \ text {[об / мин]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000} \\
P \ text {[HP]} & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000}
\ end {split} \]

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

\ [\ begin {split}
P & = \ frac {\ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 44 \ text {kW} \\
P & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 59,8 \ text {HP}
\ end {split} \]

Динамометр двигателя

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

Изображение: Схема динамометра двигателя

Динамометр — это в основном тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Самый используемый и лучший тип динамометра — это электрический динамометр . Фактически это электрическая машина , которая может работать как генератор или как двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель может быть переведен в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при отключенном двигателе (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для раскрутки двигателя. Таким образом можно измерить трение двигателя и потери крутящего момента насоса.

В электрическом динамометре ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор закреплен через плечо рычага на датчике веса . Чтобы уравновесить ротор, статор будет прижиматься к датчику нагрузки. Крутящий момент T вычисляется путем умножения силы F , измеренной в датчике нагрузки, на длину плеча a рычага.

\ [T = F \ cdot a \]

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

В результате динамометрического испытания двигателя получается карты крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенных оборотах двигателя и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карты крутящего момента для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

10 3 1652 9047 9047 9047 9047 9047 9047 96 96

Двигатель крутящий момент [Нм]		Положение педали акселератора [%]
		5	20	30	40	50	60	100
Двигатель частота вращения 4 [об / мин] 900	45	90	107	109	110	111	114	116
	1300	60	105	132		105	132 9047 9047 9047 9047 138	141
	1800	35	89	133	141	1 42	144	145	149
	2300	19	70	133	147	148	150	151
	151	151	55	133	153	159	161	163	165
	3300	0
	41	126152 9047 9047 9047	171
	3800	0	33	116	150	160	167	170	175
						900	155	169	176	180	184
	4800 9047 4	0	18	106	155	174	179	185	190
	5300	0	12	181	187
	5800	0	4	84	136	161	170	175	183			72	120	145	153	159	171

Пример карты мощности для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

9047 900

Двигатель Л.с.]		Положение педали акселератора [%]
		5	10	20 9 0474	30	40	50	60	100
Двигатель скорость [об / мин]	800		12	13	13	13	13
	1300	11	19	24	25	25			25 1800	9	23	34	36	36	37	37	38
	2300	6	23 44	23 44	49	49	51
	2800	1	22	53	61	63	64	65	66
	3300	0	19	59	71	76	78	78		0	18	63	81	87	90	92	95
	4300	0	16	67 9047 9047 9047 9047 9047 9047 9047 9047 110	113
	4800	0	12	72	106	119	122	126	130
							900 72	111	126	132	137	141
	5800	0 90 474	3	69	112	133	140	145	151
	6300	0	0	65 137474			130473	153

Электронный блок управления (ЕСМ) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущих оборотов двигателя и нагрузки. В блоке управления двигателем нагрузка выражается как давление во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и время впрыска или масса топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки на основе температуры и давления всасываемого воздуха.

Построение графика крутящего момента и мощности, функции частоты вращения и нагрузки двигателя дает следующие поверхности:

Изображение: поверхность крутящего момента двигателя SI

Изображение: поверхность мощности двигателя SI

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

Изображение: кривые крутящего момента двигателя SI

Изображение: кривые мощности двигателя SI

Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Как вы видели, крутящий момент и мощность внутреннего сгорания двигатель зависит как от частоты вращения двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривых (кривые) при полной нагрузке и (100% положение педали акселератора). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке подчеркивают максимальный крутящий момент и распределение мощности во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

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

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

N _мин — минимальная стабильная частота вращения двигателя при полной нагрузке
N _Tmax — частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N _Pmax — частота вращения двигателя при максимальной мощности двигателя; также называется номинальная частота вращения двигателя
N _max — максимальная стабильная частота вращения двигателя

При минимальной частоте вращения двигатель должен работать плавно, без колебаний или остановок.Двигатель также должен обеспечивать работу на максимальной скорости без каких-либо повреждений конструкции.

Крутящий момент двигателя при полной нагрузке кривая T _e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T ₀ — крутящий момент двигателя при минимальных оборотах
T _max — максимальный двигатель крутящий момент (максимальный крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T _P — крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T _M — крутящий момент двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

В зависимости от типа всасываемого воздуха (атмосферный или с турбонаддувом) максимальный крутящий момент может быть точечным или линейным.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Мощность двигателя при полной нагрузке Кривая P _e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:

P ₀ — мощность двигателя при минимальных оборотах двигателя
P _max — максимальная мощность двигателя мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P _T — мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P _M — мощность двигателя при максимальной частоте вращения

Область между минимальными оборотами двигателя Н _мин и максимальная частота вращения двигателя Н _Tmax называется зоной нижнего конца крутящего момента .Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше возможности запуска / ускорения транспортного средства. Когда двигатель работает в этой области при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и остановке двигателя . По этой причине эта область также называется областью нестабильного крутящего момента .

Область между максимальной частотой вращения двигателя N _Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N _Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших характеристик переключение передач (вверх) следует выполнять на максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач после переключения на выбранной передаче частота вращения двигателя снижается до максимального крутящего момента, что обеспечивает оптимальное ускорение. Переключение передач на максимальной мощности двигателя позволит удерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между максимальной частотой вращения двигателя N _Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N _max называется зоной крутящего момента верхнего конца .Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что означает более высокую максимальную скорость автомобиля и лучшее ускорение на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной частотой вращения двигателя N _Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N _max , если сопротивление транспортного средства увеличивается, частота вращения двигателя упадет, а выходной крутящий момент увеличится, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента .

Ниже вы можете найти несколько примеров кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с компрессионным зажиганием) и типа воздухозаборника (атмосферный или с турбонаддувом).

Крутящий момент и мощность двигателя Honda 2.0 при полной нагрузке

9047 Л.с.] 9047 2

Архитектура цилиндров	4-рядный	Изображение: Двигатель Honda 2.0 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ]	1998
Впрыск топлива	порт клапана
Воздухозаборник	Выбор фаз газораспределения		переменный
T макс. [Нм]	190
N Tmax [об / мин]	4500
155
Н Pmax [об / мин]	6000
N макс. [об / мин]	6800

Saab 2.Крутящий момент и мощность двигателя 0T при полной нагрузке

с турбонаддувом Выбор фаз газораспределения 9047

Архитектура цилиндров	4-рядный	Изображение: Двигатель Saab 2.0T SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ]	1998
Впрыск топлива	порт клапана
Воздухозаборник
фиксированный
T макс. [Нм]	265
N Tmax [об / мин]	2500
175
N Pmax [об / мин]	5500
N 9052 4 макс. [об / мин]	6300

Audi 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя TFSI при полной нагрузке

Л.с.] 9 0473 N _макс. [об / мин]

Архитектура цилиндров	4-рядный	Изображение: Двигатель Audi 2.0 TFSI SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ]	1994
Впрыск топлива	прямой
Воздухозаборник	турбина Выбор фаз газораспределения		фиксированный
T макс. [Нм]	280
N Tmax [об / мин]	1800-5000
200
N Pmax [об / мин]	5100 — 6000
6500

Toyota 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя D-4D при полной нагрузке

9047 с турбонаддувом 9047 Выбор фаз газораспределения

Архитектура цилиндров	4-рядный	Изображение: Двигатель Toyota 2.0 CI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	дизель (CI)
Объем двигателя [см 3 ]	1998
Впрыск топлива	прямой
Воздухозаборник	фиксированный
T макс. [Нм]	300
N Tmax [об / мин]	2000 — 2800
[Л.с.]	126
Н Pmax [об / мин]	3600
N макс. [об / мин]	5200

Mercedes-Benz 1.8 Крутящий момент и мощность двигателя Kompressor при полной нагрузке

с наддувом 905 ] 90 477

Архитектура цилиндров	4-рядный	Изображение: Двигатель Mercedes Benz 1.8 Kompressor SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	бензин
Объем двигателя [см 3 ]	1796
Впрыск топлива	порт клапана
Воздухозаборник
синхронизация	фиксированная
T макс. [Нм]	230
N Tmax [об / мин]	2800 — 4600
156
N Pmax [об / мин]	5200
N макс. [об / мин]	6250

BMW 3.0 Крутящий момент и мощность двигателя TwinTurbo при полной нагрузке

с двумя наддувом Время работы клапана

Архитектура цилиндров	6-рядный	Изображение: Двигатель BMW 3.0 TwinTurbo SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	бензин
Объем двигателя [см 3 ]	2979
Впрыск топлива	прямой
Воздухозаборник
переменная
T макс. [Нм]	400
N Tmax [об / мин]	макс. [Л.с.]		306
Н Pmax [об / мин]	5800
N макс. [об / мин]	7000

Mazda 2.6 крутящий момент и мощность роторного двигателя при полной нагрузке

9047

Архитектура цилиндров	2 Ванкель	Изображение: Двигатель Mazda 2.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	бензин
Объем двигателя [см 3 ]	1308 (2616)
Впрыск топлива	порт клапана
Впускной воздухозаборник	атмосферный			фиксированный
T макс. [Нм]	211
N Tmax [об / мин]	5500
900 900	231
Н Pmax [об / мин]	8200
N макс. [об / мин]	9500

Porsche 3.6 крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

регулируемый клапан

Архитектура цилиндров	6 плоских	Изображение: Двигатель Porsche 3.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке
Топливо	бензин
Объем двигателя [см 3 ]	3600
Впрыск топлива	порт клапана
Воздухозаборник	атмосферный
T макс. [Нм]	405
N Tmax [об / мин]	5500
P 4 905
N Pmax [об / мин]	7600
N макс. [об / мин]	8400

Ключевые утверждения, которые следует учитывать в отношении мощности и крутящего момента двигателя:

крутящий момент

• крутящий момент является составляющей мощности
• крутящий момент может быть увеличен путем увеличения среднего эффективного давление в двигателе или за счет снижения потерь крутящего момента (трение, накачивание)
• с более низким максимальным крутящим моментом, распределенным в диапазоне скоростей двигателя, с точки зрения тяги лучше, чем с более высокой точкой максимального крутящего момента
• нижний конечный крутящий момент является очень важно для пусковых возможностей автомобилей
• высокий крутящий момент полезен в условиях бездорожья, когда автомобиль эксплуатируется на больших уклонах дороги, но на низкой скорости

Мощность

• мощность двигателя зависит как от крутящего момента, так и от скорости
• мощность может быть увеличена за счет увеличения крутящего момента или частоты вращения двигателя
• высокая мощность важна для высоких скоростей автомобиля eds: чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость автомобиля.
• Распределение мощности двигателя при полной нагрузке в диапазоне оборотов двигателя влияет на способность автомобиля к ускорению на высоких скоростях.
• для достижения наилучших характеристик ускорения. работать в диапазоне мощности, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью

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

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

В чем разница между крутящим моментом и мощностью?

Большинство рекламных роликов о больших грузовиках рекламируют впечатляющую мощность и крутящий момент, которые обеспечивает двигатель. Вроде как обычно, чем больше цифр, тем лучше. Но что означают эти числа и как связаны эти две концепции?

Мощность, которую производит двигатель, называется мощностью в лошадиных силах. С математической точки зрения, одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для перемещения 550 фунтов на один фут за секунду, или мощность, необходимая для перемещения 33000 фунтов на один фут за одну минуту.В физике мощность определяется просто как скорость выполнения работы.

Мощность двигателя измеряется на динамометре. Динамометр создает нагрузку на двигатель и измеряет крутящую силу, которую коленчатый вал двигателя прикладывает к нагрузке. Груз обычно представляет собой тормоз, предотвращающий пробуксовку колес.

Однако на самом деле динамометр измеряет выходной крутящий момент двигателя. В автомобиле крутящий момент измеряется при различных оборотах двигателя или оборотах в минуту (об / мин).Эти два числа складываются в формулу — крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, деленный на 5 252, — чтобы получить мощность в лошадиных силах. Общество автомобильных инженеров имеет два стандарта определения мощности: чистая и полная. Перед испытанием максимальная мощность снимает с двигателя большую часть нагрузки, включая средства контроля выбросов. Чистая мощность — это то, что определяется при тестировании серийного автомобиля того же типа, что и в выставочном зале, и это измерение, которое сейчас используется в рекламе и в литературе производителей.