Что важнее для двигателя крутящий момент или мощность
Что важнее – крутящий момент или номинальная мощность?
Автомобилисты всегда стараются выбрать свое авто, воспользовавшись комплексным подбором, который включает массу важных критериев. Для одного случая это комфорт управления, наличие автоматической коробки и большое пространство салона. Для другого покупателя важны лошадиные силы и тип топлива, особенности работы силового агрегата. Нужно разобраться, на что же на самом деле нужно обращать внимание в вашем автомобиле — на лошадиные силы или на крутящий момент. Это два показателя, которые нередко оказываются скрыты от глаз покупателя друг за другом. Если компании удалось наработать крутящий момент, продавцы выставляют это обстоятельство как необычный и оригинальный плюс автомобиля. Если же производитель преуспел в выжимании лошадиных сил из двигателя, речь идет об этой категории и ее преимуществах. Чтобы избежать действия подобных спекуляций на вас, воспользуйтесь полным разъяснением всех тонкостей этих факторов.
Среди важных особенностей вы сможете отыскать те критерии, которые будут важны для вас. Как вы знаете, бензиновые двигатели славны количеством лошадиных сил, а вот дизельные силовые агрегаты далеко не всегда показывают оптимальный показатель лошадок. Но не все дизельные автомобили оказываются плохими в динамике, ведь они предлагают прекрасный крутящий момент, что увеличивает возможности тяги. И если авто с дизельным силовым агрегатом с таким же объемом, что и бензиновый двигатель, весит меньше, то динамика может быть далеко не самой плохой. Именно поэтому стоит более подробно разобраться со всеми тонкостями этих показателей. Может оказаться, что вы всегда пытались отдать предпочтение немного не тому показателю, который реально важен.
Объективная реальность
Вне зависимости от скорости автомобиля мощность двигателя неизменна. При разгоне впереди окажется именно тот автомобиль, у которого будет больше показатель мощности двигателя с учетом массы машины. В прошлом при выборе автомобилей обращали внимание лишь на мощность двигателя в лошадиных силах, а о таком параметре как крутящий момент вовсе практически никто не знал.
Большинство специалистов утверждают, что значение крутящего момента несколько переоценено, при этом мощность в лошадиных силах будет куда более важной характеристикой для автомобиля. При разгоне, чтобы обеспечить максимально возможное ускорение, можно самому переключаться на низшие ступени, что и позволяет обеспечить максимальную динамику автомобиля. Это позволяет даже с высокооборотистыми моторами быстро разгонятся с высокой скорости.
Определение, общие сведения[ | ]
В физике момент силы играет роль вращающего воздействия на тело.
Видеоурок: вращающий момент
В простейшем случае, если сила F →
M = [ f o r c e ] ⋅ [ f o r c e a r m ] = F x
Например, сила в 3 ньютона, приложенная на расстоянии 2 м от оси, создаёт такой же момент, что и сила в 1 ньютон с плечом 6 м.
Если действуют две силы, говорят о моменте пары сил (такая формулировка восходит к трудам Архимеда). При этом равновесие достигается в ситуации F 1 x 1 = F 2 x 2
Для случаев более сложных движений и более сложных объектов, определение момента как произведения F x
Момент силы иногда называют вращающим или крутящим моментом. «Вращающий» момент понимается в технике как внешнее усилие, прикладываемое к объекту, а «крутящий» — как внутреннее, возникающее в самом объекте под действием приложенных нагрузок (этим понятием оперируют в сопромате).
Момент силы относительно точки[ | ]
Момент силы, приложенный к гаечному ключу. Направлен от
зрителя
В общем случае, момент силы F →
Начало отсчета радиус-векторов O может быть любым. Обычно O выбирают в чем-либо выделенной точке: в месте закрепления подвеса, в центре масс, на оси вращения и т.д.. Если одновременно анализируется момент импульса тела L →
Если не оговорено иное, то «момент силы» — это момент силы относительно точки (O), а не некоей оси.
В случае нескольких приложенных сосредоточенных сил их моменты векторно суммируются:
M → = ∑ i [ r → i × F → i ]
где r → i
Если d F → / d V
Момент силы относительно оси[ | ]
Моментом силы относительно оси называется алгебраическое значение проекции момента M →
где e → o
где через r → ⊥
В отличие от момента силы M →
Для краткости, символ параллельности и знак могут опускаться, а M ∥
Единицы измерения[ | ]
Момент силы имеет размерность «сила, умноженная на расстояние» и единицу измерения ньютон-метр (джоуль) в системе . 1 Н·м — это момент, который производит сила 1 Н на рычаг длиной 1 м, приложенная к концу рычага и направленная перпендикулярно ему.
Размерность M →
Что такое крутящий момент
Крутящий момент — это качественный показатель, характеризующий силу вращения коленчатого вала. Рассчитывается он как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (расстояние от центральной оси вращения коленчатого вала до места крепления поршня) и измеряется в ньютонах на метр (Н.м).
В уже упомянутом вазовском двигателе возросла не только мощность, но со 145 до 148 Н•м увеличился крутящий момент. Мало того, инженерам удалось получить до 10 «ньютотнов» прибавки в диапазоне 1000 — 3500 об/мин. А это означает, что машина стала хоть немного, но резвее, потому что, если говорить простыми словами, крутящий момент представляет собой силу, благодаря которой преодолевается сопротивление движению. Чем выше момент, тем динамичнее происходит разгон автомобиля.
Возьмем характеристики мотора, который устанавливается на гиперкар Bugatti Veyron. Они сразят наповал, даже если в обычной жизни мы вряд ли будем удостоены чести почувствовать ураганное ускорение, которое обеспечивает W-образный 16-цилиндровый 1200-сильный монстр, тяга которого достигает почти 1500 Н.м в диапазоне всего 2400 — 5700 об/мин. Вы едва до тапочки дотронулись, как уже улетели, хорошо, если не в кювет! И все благодаря невероятному крутящему моменту.
Степень сжатия топливной смеси в цилиндрах имеет огромное значение. Так что внимательно читаем характеристики, они могут многое рассказать о моторе. Между прочим, впечатляющая тяговитость дизелей объясняется как раз очень высокой степенью сжатия смеси дизтоплива и воздуха (примерно 20:1 против 10:1 у бензиновых агрегатов).
Мощность или крутящий момент, что важнее?
Вопрос правда не совсем корректный, но мы должны ответить на него, ведь именно за ним вы и пришли на данную статью. Автомобиль с высоким уровнем мощности как правило быстрее, чем с меньшей мощностью, который при ускорении достигает более высокой максимальной скорости, поэтому он может нести больший вес. Значит мы установили, что автомобиль с большим показателем крутящего момента при определенно заданной нагрузке будет иметь лучшее ускорение по передачам при более низких оборотах двигателя (важно, когда речь доходит до экономии топлива), а вместе с тем он будет иметь еще и способность двигаться быстрее и разгоняться с нуля.
Так как лошадиные силы возрастают вместе с самим крутящим моментом, то высокомоментный двигатель может достичь более высоких значений мощности, если он будет способен превысить 5,252 оборотов в минуту и конкретно настроен на достижение этой задачи.
Как связан момент с мощностью?
Мощности и крутящему моменту уделяют много внимания, ведь именно они наглядно показывают важнейшие характеристики грузового и легкового транспорта. Более того, эти цифры важны для определения поведения автомобиля в реальных условиях езды.
Крутящий момент — показатель работы двигателя, а мощность — основной показатель выполнения этой работы. Например, редуктор может напрямую влиять на функционирование мотора. Так, пикап для большего крутящего момента способен работать на низкой передаче, к примеру, при выполнении каких-либо задач: транспортировка очень больших и тяжелых грузов. Но если Dodge RAM 1500 или Saturn SL1 поедут на одной передаче, то грузоподъемность первого будет значительно выше по причине большего числа лошадиных сил. Получается, что чем больше производится л.с., тем больше потенциал крутящего момента.
Отметим, что это именно потенциал, который применяется в реальных условиях через трансмиссию и полуоси автомобиля. Соединение этих элементов вместе определяет, как мощность может переходить в крутящий момент.
«Мощность» или «Крутящий момент»?
Спросите любого человека о том, какую характеристику автомобильного двигателя он считает главной. В подавляющем большинстве случаев вам ответят: «Мощность!». Даже люди совершенно далёкие от техники этот параметр знают и при оценке автомобиля, кроме прочего, опираются именно на него.
Этот же параметр влияет на цену автомобиля, на определение размера налогов, стоимости ОСАГО, КАСКО и иных платежей.
Вроде бы всё верно. Чем мощнее автомобиль, тем он быстрее, дороже, престижнее, желаннее.
Однако, не всё так просто. Возможно я удивлю очень многих если скажу, что для водителя гораздо важнее и полезнее другая характеристика автомобильного двигателя. Её имя — «Крутящий момент»
Всё просто
Не буду вдаваться в сухую теорию и рассказывать основы устройства и работы двигателя. Тем, кому это интересно, определение каждой характеристики и формулы я привожу в конце этой статьи. Для большинства водителей важнее знать на что влияет каждый из этих двух параметров: «Мощность» и «Крутящий момент».
Двигатель с широкой «полкой» крутящего момента лучше
Посмотрите на график:
- Красной линией показана кривая мощности. Видно, что с ростом оборотов мощность двигателя растёт и достигает своего пика при их максимальных значениях.
- Синей сплошной линией нарисована характеристика величины крутящего момента. Видно, что её «горб» располагается примерно между 3000 – 4000 тысячами оборотов в минуту. У разных двигателей пик может находиться от 2500 до 5000 об/мин.
Даже не погружаясь в характеристики, вы можете сами определить на каких оборотах у вас находится этот «горб». На ровной дороге включите третью или вторую передачу и начните интенсивный разгон с 1200 — 1500 об/мин. Пик крутящего момента вы сразу почувствуете в виде заметного толчка в спину и ускорения набора скорости. Чем мощнее автомобиль, чем больше у него объём двигателя, тем ощутимее этот толчок.
Из этого графика легко понять следующее:
- Максимальную мощность двигатель развивает на максимальных оборотах. Поэтому этот параметр в реальной эксплуатации водителю мало полезен. Ведь вы же не ездите постоянно на максимальной скорости.
- Максимум крутящего момента, наоборот находится в зоне наибольшей работы мотора. Переключая передачи, водитель подспудно старается поддерживать двигатель именно в интервале оборотов: 2000 – 4500. Этот диапазон обеспечивает более интенсивный разгон и наиболее экономичный расход топлива.
Выводы
Для реальной эксплуатации автомобиля более важным является именно максимальный крутящий момент, а вовсе не мощность двигателя. Проще всего охарактеризовать ситуацию так:
- Мощность двигателя нужна для движения на максимальной скорости. В реальной жизни на «максималке» никто не ездит.
- Крутящий момент определяет скорость разгона автомобиля. Чем больше величина крутящего момента – тем быстрее автомобиль будет набирать скорость. Это важно в большинстве ситуаций обычного, повседневного вождения.
Конструкторы современных автомобильных двигателей стараются спроектировать мотор так, чтобы он работал в зоне максимального крутящего момента в наибольшем диапазоне оборотов. На графике видно, что пунктирная синяя линия образует «полку» момента примерно от 1700 до 4500 об/мин. Автомобилем именно с таким двигателем будет удобнее и безопаснее управлять. К тому же плюсом станет более экономичный расход топлива.
Так что при прочих равных условиях следует предпочесть двигатель с более высоким крутящим моментом, а не мощностью. Желательно, чтобы момент близкий к максимальному имел как можно более широкую «полку».
«Узелки» на память:
- Мощность – не главный параметр
- Крутящий момент — главный
- Чем выше Крутящий момент – тем лучше
- Чем шире «полка» крутящего момента – тем лучше
Мощность — определяет количество работы, выполняемой двигателем за определённый промежуток времени. В системе СИ измеряется в Ваттах — Вт
Пример: При подъёме груза массой 1 килограмм на 1 метр за 1 секунду развивается мощность 9,8 Вт.
Формула мощности: Масса (кг) x 9,8 м/с 2 x Скорость (м/с) = Мощность (Вт.)
Где 9,8 м/с 2 – Ускорение свободного падения
В автомобилях традиционно мощность указывают в «Лошадиных силах» — л.с.
1 л.с. равна 736 Вт или 0,736 кВт.
Мощность (в л.с.) = Мощность (в Вт) х 1,36
Крутящий момент – показывает способность двигателя совершить определённую работу.
Измеряется в «Ньютон-метрах» — Нм
Формула крутящего момента: Мощность (Вт) = Крутящий момент (Нм) х Число оборотов х 0,1047
