РазноеПочему у дизеля больше крутящий момент: Мощность или крутящий момент: кто побеждает в вечном споре дизелей и «бензинок»? | Владимирский тяжеловоз

Почему у дизеля больше крутящий момент: Мощность или крутящий момент: кто побеждает в вечном споре дизелей и «бензинок»? | Владимирский тяжеловоз

Содержание

Мощность или крутящий момент: кто побеждает в вечном споре дизелей и «бензинок»? | Владимирский тяжеловоз

Тема стара как свет: у дизелей больше крутящий момент, а у бензиновых моторов – мощность. Разумеется, при равном объеме и уровне технологичности двигателя. Так что такое эти самые лошадиные силы и Н*м, и почему вообще силовые характеристики двигателя измеряются в двух разных показателях?

Все знают, что мощность двигателя измеряется в лошадиных силах. Если говорить простым языком, это сила двигателя. Каждый человек имеет сколько-то силы и может поднять определенный вес или, например, провернуть колодезный ворот, которым нужно поднять ведро из колодца – аналогия с коленчатым валом.

Однако чтобы сдвинуть какой-либо предмет с места, нам нужно всю нашу силу приложить к определенной точке в определенный момент. Так вот крутящий момент, который измеряется в Н*м — это как раз то усилие, которое двигатель может выдать на выходе с коленвала. Мощность генерирует крутящий момент, но и в бензиновом, и в дизельном двигателе обороты, на которых достигается максимум обоих показателей, не совпадают.

Дизельный двигатель в силу своей конструкции выдает наибольший крутящий момент на довольно низких оборотах – в районе 2000-2500 об/мин. Наибольший крутящий момент бензинового двигателя будет достигаться в районе 4000 об/мин в зависимости от конструктивных особенностей.

Если говорить грубо и приближенно, лошадиные силы влияют на максимальную скорость, а крутящий момент – на скорость разгона. Разумеется, надо считаться еще и с передаточными числами КПП, но мы их пока отставим за кадром.

Видели хоть раз спортивные авто на дизеле? Вот и я не видел. А ведь, казалось бы, крутящий момент у них намного больше, соответственно скорость разгона должна быть больше. Но дело в том, что для водителя спорткара не составляет особого труда ездить в режиме 5000-6000 об/мин, при которых будет достигаться максимальная мощность, которая, кстати, будет больше, чем у дизельного двигателя.

Можете представить такое авто на бензине? А ведь лошадиных сил было бы больше…

Можете представить такое авто на бензине? А ведь лошадиных сил было бы больше…

Но в таком режиме двигатель долго не прослужит, поэтому ресурс дизелей в целом больше: их «крутят» до меньших оборотов. Да и расход у дизелей поменьше как ни крути. Поэтому на грузовые авто как раз и ставят дизели: они «утащат» груз куда угодно, правда, может не с максимальной скоростью, но ведь грузовикам это и не нужно.

Для повседневной эксплуатации преимущество дизеля состоит в том, что максимальный крутящий момент водитель получает сразу же и целиком в районе 2000 об/мин. Это удобно, ведь чтобы выжать из бензинового мотора максимальную мощность, ездить надо в стиле некоторых водителей заниженных Приор и «четырнадцатых», что крайне небезопасно для себя и окружающих.

Водитель этого автомобиля, видимо, пользовался всеми преимуществами своего бензинового двигателя и всегда ездил на оборотах «в отсечку». Результат на фото…

Возвращаясь к теме бензина и дизеля, дизелю на трассе проще сразу пойти на обгон, а на бензиновом агрегате придется переключаться на пониженную, чтобы почувствовать «подхват». Вообще сложно найти правду в споре приверженцев дизелей и бензиновых моторов: дело здесь далеко не только в мощности и крутящем моменте.

Кстати, а в каком лагере вы: дизель или бензин? Честно признаюсь: у меня бензин…
Ваш «Владимирский тяжеловоз»

Крутящий момент двигателя: что это такое?

В списке ключевых характеристик любого бензинового или дизельного ДВС обязательно указывается мощность и крутящий момент двигателя. Что касается самого транспортного средства, отдельный акцент делается на разгонной динамике автомобиля 0-100 км/ч. независимо от типа силового агрегата под капотом (бензин, дизель, гибридный двигатель и т. д.). Традиционно сложилось, что максимум внимания покупателей изначально обращен на мощность двигателя, выраженную в лошадиных силах (л.с.). Прочно укоренилось мнение, что чем больше л.с. выдает двигатель, тем быстрее, динамичнее и, зачастую, престижнее окажется автомобиль в конечном итоге. Параллельно с этим показатель крутящего момента, который выражается в ньютон-метрах (Н∙м), маркетологи сознательно отодвигают на второй план.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое объем двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, по каким параметрам измеряется и на что влияет рабочий объем ДВС.

Такой подход хорошо иллюстрирует распространенное выражение среди продавцов автомобилей в США. Как они говорят, продавать машины помогают «лошади», то есть мощность, при этом двигает автомобиль вперед крутящий момент. Далее мы подробно рассмотрим, что такое крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, а также взглянем на зависимость характеристик мощности двигателя, крутящего момента и разгонной динамики.

Содержание статьи

Мощность и крутящий момент ДВС

Для большинства рядовых автолюбителей понятие о показателе максимальной мощности и крутящего момента сводится к тому, что чем больше мощность, тем больше окажется и крутящего момента, а также более мощный двигатель всегда лучше. При этом чёткое понимание указанных характеристик мотора у многих отсутствует.

Смятение в этот лагерь также внесло растущее число «дизелистов», среди которых намного больше внимания уделяется именно кутящему моменту, а не мощности дизельного мотора. Также следует упомянуть и о турбомоторах, которые могут разгонять автомобиль намного быстрее, хотя мощность самого ДВС с наддувом заметно уступает атмосферным аналогам с намного более внушительным количеством «лошадей» под капотом. Получается, мощнее, но не всегда динамичнее и быстрее? Давайте разбираться, почему так происходит и чем «моментная» характеристика отличается от «мощностной».

Как мощность двигателя и крутящий момент влияют на разгон автомобиля

Как уже было сказано, в технических характеристиках указывается максимальная мощность двигателя и крутящий момент. Итак, крутящий момент представляет собой силу вращения коленвала  ДВС. Измеряется крутящий момент в ньютон-метрах. Также моментная характеристика может быть выражена в килограмм-силах на метр. Крутящий момент возникает тогда, когда свободно вращающийся коленвал начинают тормозить.

Другими словами, на коленвал подается нагрузка, которая заставляет двигать автомобиль.  Отметим, что крутящий момент имеет прямую зависимость от числа оборотов двигателя. Для двигателей внутреннего сгорания характерной особенностью является то, что на низких оборотах крутящий момент небольшой, затем наблюдается рост момента параллельно росту оборотов силового агрегата, далее происходит спад момента, хотя обороты остаются высокими. Обратите внимание, в характеристиках указывается максимальная мощность двигателя, например, 150 л.с. при 6000 об/мин. При этом максимальный крутящий момент указан на отметке 3500-3700 об/мин.

Так происходит по причине того, что на разных оборотах в камере сгорания происходят разные процессы, что отражается на эффективности наполнения цилиндров, качестве сгорания топливно-воздушной смеси, вентиляции цилиндров и т. д. Другими словами, количество воздуха на впуске, угол опережения зажигания, объем отработавших газов и ряд других параметров меняется в зависимости от числа оборотов коленвала. По этой причине каждому водителю бензиновой машины с малообъемным атмосферным мотором хорошо знакома ситуация, когда на «низах» при езде на высокой передаче двигатель не тянет, то есть крутящий момент очень мал.

Нажатие на педаль газа и поднятие оборотов до средних значений приводит к тому, что эффективность наполнения воздухом на впуске растет, топливно-воздушная смесь сгорает более полноценно, цилиндры лучше вентилируются. Результатом становится то, что крутящий момент растет.  Добавим, что турбомоторы в среднем диапазоне оборотов полностью преодолевают эффект турбоямы, после чего у двигателя возникает желаемый подхват. Дело в том, что поток отработавших газов после раскручивания двигателя начинает эффективно вращать крыльчатку турбокомпрессора для подачи большего количества воздуха в цилиндры.

Рекомендуем также прочитать статью об устройстве турбонаддува.
Из этой статьи вы узнаете о конструктивных особенностях турбины, а также о преимуществах и недостатках данного способа увеличению мощности двигателя без увеличения его физического объема.

Дальнейший рост оборотов вызывает то, что в двигателе существенно растут механические потери. К таким потерям следует отнести трение поршневых колец о стенки цилиндров, а также различные инерционные потери в других узлах и механизмах двигателя. В результате КПД мотора падает, энергия начинает расходоваться на преодоление таких потерь в условии езды на приближенных к максимальным оборотах.  Закономерно, что крутящий момент начинает уменьшаться с учетом растущих нагрузок. Турбомоторы также теряют отдачу, так как сам турбонагнетатель не обеспечивает должную производительность на максимальных оборотах.

Если сказать иначе, мощность двигателя означает количество работы, которую агрегат способен выполнить за определенный промежуток времени. Мощность ДВС измеряется в киловаттах (кВт) и напрямую зависит от показателя крутящего момента на конкретных оборотах.

Не вдаваясь в подробности, мощность является расчетной величиной и не измеряется отдельно от кутящего момента. Что касается максимальной мощности, такая мощность представляет собой условную точку начала уменьшения крутящего момента, но произведение мощности и оборотов еще не стремится к увеличению. С учетом данной информации становится понятно, что такое полка крутящего момента, которая часто отображается на графиках. Под такой полкой следует понимать диапазон оборотов, на которых постоянно доступен максимум крутящего момента.

Простыми словами, крутящий момент и есть мощность двигателя, которая будет доступна на разных оборотах мотора. Этой фактической мощностью, а не разрекламированной маркетологами «максималкой», водители каждый день пользуются во время обгонов и резких ускорений. Вот и получается, что ездим мы на крутящем моменте, а не на максимальной мощности, оценивая динамику разгона на том или ином двигателе. 

Что касается самой максимальной мощности, от данного показателя зависит, прежде всего, та максимальная скорость, с которой способен двигаться автомобиль. Максимальная скорость становится доступной в том случае, когда расходуемая мощность равна мощности ДВС. При этом для определения «максималки» конструкторами учитывается ряд потерь на инерцию и трение, сопротивление потокам воздуха и качению колес. Если проще, от запаса мощности зависит способность мотора преодолевать растущие потери и сопротивление, что и позволяет агрегату разогнать автомобиль только до определенного предела и далее поддерживать набранную скорость.

Крутящий момент дизельного двигателя

Особенностью дизельных двигателей сравнительно с бензиновыми аналогами является более высокий крутящий момент и меньшая мощность. Дело в том, что дизельные моторы имеют суженный диапазон оборотов. Это связано с конструктивными отличиями таких моторов (ход поршня), а также более высокой степенью сжатия и спецификой процесса сгорания дизтоплива.

Другими словами, дизель изначально не приспособлен для работы на высоких оборотах. Следовательно, агрегат не так хорошо раскручивается. Параллельно с этим температура выхлопа у дизельного двигателя ниже по сравнению с бензиновым, а также на «низах» моторы на солярке не так склонны к детонации.  В результате конструкторы смогли установить сложные и максимально эффективные системы турбонаддува именно на дизель.

Благодаря таким особенностям крутящий момент дизельного двигателя на низких оборотах намного выше аналогичных атмосферных или тубированных бензиновых ДВС. Поднимать мощность такого агрегата не имеет смысла, так как уверенная тяга на низах, высокий КПД и топливная экономичность полностью перекрывают небольшое отставание дизелей по показателю мощности и максимальной скорости.

Добавим, что потенциал дизеля позволяет сделать его даже мощнее бензиновых собратьев, но это приведет к существенному удорожанию и утяжелению всей конструкции двигателя. Также понадобится доработка системы питания дизельного мотора и установка более выносливой КПП, которая будет способна выдерживать просто огромный крутящий момент. Не следует забывать и об экологических нормах, для соответствия которым мощные дизели потребуют серьезной модернизации. Получается, поднимать мощность дизеля сегодня попросту нецелесообразно.

Подведем итоги

Если вы столкнулись с возможностью выбрать автомобиль с незначительно отличающимися по характеристикам двигателями, тогда оптимально выбирать агрегат с большим крутящим моментом. Данное правило особенно актуально для машин с МКПП. Например, производитель может выпускать одну и ту же модель, которая получает ДВС с рабочим объемом 1.8 литра (140 л.с.) и 2.0 (155 л.с.). Также следует учитывать и упомянутую выше полку крутящего момента, то есть зависимость мощности и крутящего момента от оборотов двигателя.

Лучшим вариантом двигателя будет тот, когда мотор выходит на пик момента не на определенных оборотах, а в максимально широком диапазоне. Например, простой атмосферный двигатель может иметь пик крутящего момента на 3500 об/мин, в то время как его продвинутый высокотехнологичный аналог с турбиной выходит на пик момента уже при 1500 об/мин, сохраняя «ровную» полку до 4500 об/мин. Это значит, что в первом случае для уверенного разгона мотор нужно крутить, удерживать ДВС на оборотах максимального момента, а также чаще переключать передачи вниз при возникновении нагрузок. Во втором случае максимум крутящего момента будет доступен водителю в широком диапазоне оборотов, что позволяет эффективно ускоряться и справляться с меняющимися нагрузками без частого переключения передачи на пониженную. Другими словами, доступность высокого крутящего момента в расширенном диапазоне фактически означает, что и мощности почти всегда достаточно.

Указанные особенности разных ДВС и умение справляться с нагрузками определяют следующий показатель, который известен как эластичность двигателя. Под эластичностью мотора следует понимать способность агрегата набирать обороты и разгонять автомобиль в условиях растущей нагрузки без переключения передачи на пониженную.

Различные силовые установки тестируются на эластичность путем анализа тяги и разгона с 60 до 100 км/ч при движении на четвёртой передаче или ускорения с 80 до 120 км/ч на включенной пятой передаче. По этой причине малообъемный высокофорсированный двигатель, который имеет отличный подхват на низких оборотах и широкую полку момента, покажет себя отличным вариантом для города. Именно в городском цикле, то есть в условиях умеренных скоростей и режимов ускорение-замедление, потенциала такого ДВС более чем достаточно. При этом следует учитывать, что на более высокой скорости в режиме трассы подобный агрегат может не обеспечить уверенного обгона, уступив в этом плане простому атмосферному двигателю с большим крутящим моментом и мощностью.

Читайте также

Мощность и крутящий момент | www.

auto-diagnostic.by

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

Очевидно, что эти утверждения не соответствуют действительности.

Определения и разъяснения:

Крутящий момент:

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

Крутящий момент на колесах:

Это преобразованный трансмиссией крутящий момент двигателя.

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

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

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

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

Почему это так?

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

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

Когда нужно переключаться?

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

Влияние передаточного отношения

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

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

Турбодизель против высокооборотистого атмосферного двигателя.

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

Турбодизель против турбобензина

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

Диаграмма тягового усилия BMW E90 335i и E90 335d

Дизель или бензин как тягач

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

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

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

TDI:

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

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

TSI:

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

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

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

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

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

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

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

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

А что же насчет двигателей грузовиков и коммерческих автомобилей?

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

Почему так?

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

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

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.

Редакция рекомендует:






Хочу получать самые интересные статьи

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Споры между сторонниками бензиновых и дизельных двигателей в последние годы поутихли. Дизели постепенно избавились от своих неприглядных особенностей: стали тише, их меньше трясет, они по-прежнему экономные и теперь соответствуют современным экологическим стандартам. Последним аргументом против моторов на тяжелом топливе была скорость. Даже хороший крутящий момент на низких оборотах не позволял машине набирать высокую скорость авто. Так было раньше, а сейчас технологии вроде уникальных систем впрыска и турбин помогли дизелям на равных соперничать с «традиционными» бензиновыми собратьями даже в спортивных автомобилях.

И все-таки, при выборе той или иной модели необходимо знать про преимущества и недостатки дизельных двигателей.

Преимущества современного «дизеля»

  • Низкий расход топлива. Дизельные ДВС потребляют примерно на треть меньше горючего, чем бензиновые двигатели.
  • Уверенный разгон при отличной тяге. Большой крутящий момент помогает автомобилю ровно и уверенно разгоняться на любой скорости.
  • Низкий уровень токсичности вредных выбросов. Эффективные системы переработки топлива сделали из «грязного» дизеля миф прошлых лет.
  • Большой ресурс. Дизельные агрегаты обычно служат на порядок больше, чем бензиновые аналоги.
  • Высокий КПД. Дизельное топливо сгорает с большей «отдачей», чем бензиновое, благодаря особому способу воспламенения и продуманной конструкции камеры сгорания. Оптимальное давление, создаваемое в камере с высокой степенью сжатия, обеспечивает экономичный расход топлива с достижением максимальной мощности. Получается, что дизельный двигатель вырабатывает больше энергии, а значит — способен выдавать больше мощности, по сравнению с мотором на бензине.

Несмотря на очевидные преимущества дизельного двигателя над бензиновым, такой силовой агрегат, как и любое сложное техническое устройство, имеет свои недостатки. Так почему же многие автолюбители по-прежнему выбирают автомобили на бензине?

Недостатки дизельных моторов:

  • Стоимость. Цена на машину с дизельным агрегатом обычно на треть выше. Низкий расход топлива иногда очень долго окупает эту разницу, если автомобиль ездит мало.
  • Низкая цена на вторичном рынке. Через 5-7 лет эксплуатации дизельные варианты продаются сложнее. Все знают, что ремонт мотора с большим пробегом может обойтись в копеечку. Отсюда следующий пункт.
  • Дорогой ремонт. Восстановление работоспособности форсунок и прочие вещи, связанные с ремонтов дизельного двигателя нагоняют ужас на будущих владельцев. Это вовсе не значит, что бензиновые двигатели всегда дешевле в обслуживании, но обычно именно агрегаты на тяжелом топливе тянут с владельцев много денег (если что-то случилось).
  • Долгий прогрев двигателя в холодную погоду. Экономичное потребление топлива при высоком КПД делает дизельный агрегат более «холодным». Минимальный расход энергии на «самообслуживание» увеличивает время прогрева мотора.

Учитывая все плюсы и минусы дизельного двигателя, важно знать об особенностях его эксплуатации в зимний период. В отличие от бензиновых моторов, прогреть «дизель» тяжелее. Силовые агрегаты такого вида разогреваются до оптимальной температуры только в пути, когда нагрузка на систему достаточно велика. К сожалению, подобный принцип работы может стать причиной сокращения ресурса ДВС.

Большинство владельцев автомобиля с дизельным двигателем знают и о том, как долго прогревается салон в холодную погоду. Решается это проблема с помощью дополнительной климатической техники, за которую, конечно, придется доплатить.

Особенно пристальное внимание следует обратить на качество топлива для дизельного двигателя. Так называемая солярка бывает как летней, так и зимней. Летняя на морозе быстро становится густой массой из-за образования в ней парафина, в то время как в зимнее топливо добавляют присадки против кристаллизации. Чтобы избежать дорогостоящего ремонта необходимо искать заправочные станции с качественным горючим и не забывать вовремя переходить на зимнее топливо. Специально для облегчения процесса холодного пуска двигателя разработаны системы предпускового подогрева. Исправное состояние свечей накаливания гарантируют своевременный прогрев камеры сгорания, предваряющий запуск мотора.

Очевидно, что обслуживание и ремонт дизельного двигателя обходятся дороже, чем устранение неисправностей бензинового мотора. Независимо от объема, агрегат требует более частой замены масла, смазки и фильтров. Межсервисный интервал для машин с дизельным ДВС примерно в два раза короче, чем для авто с бензиновым «движком».

При любой неисправности двигателя и появлении значка индикации на панели управления незамедлительно обращайтесь к профессионалам сервисных станций. Специалисты технических центров ГК FAVORIT MOTORS оказывают весь перечень услуг по ремонту и обслуживанию автомобилей с дизельными двигателями любой модификации. Все работы выполняются с помощью современного оборудования и с использованием качественных запасных частей. Не рискуйте дорогостоящей силовой установкой вашего автомобиля. Только квалифицированный мастер, прошедший обучение в учебных центрах автопроизводителя, способен найти верное решение возникшей проблемы.


Бензиновый или дизельный двигатель — Автошкола

При покупке автомобиля у покупателя есть выбор между автомобилем с  дизельным или бензиновым двигателем. Так какой лучше? Тут не все так просто. Двигатели постоянно модернизируются и их характеристики улучшаются. Изначально дизельные двигатели устанавливались только на трактора и грузовики. На легковых автомобилях массово стали применяться дизеля в 80-е годы прошлого века, скорее как способ конкурентной борьбы а не необходимость. И с тех пор появились любители дизелей на легковых авто и их противники.

Развитие двигателей продиктовано требованиями экологии и рынка. Дизельный двигатель – это двигатель, работающий на тяжелом топливе, которое самовоспламеняется от сжатия. То есть у дизеля нет электрического воспламенения топливной смеси. Процесс воспламенения топливной смеси похож на взрыв, отсюда более громкий звук работы дизельного двигателя. Из-за характеристик топлива сам процесс воспламенения топливной смеси медленней у дизеля, что приводит к низким максимальным оборотам двигателя. Таким образом, у дизеля меньше максимальные обороты чем у бензинового двигателя, но больше крутящий момент и топливная экономичность. У моторов 90-х годов разница в экономичности доходила до 2-х раз в пользу дизеля

Изначально автомобили с дизельными двигателями проигрывали бензиновым в мощности (при одинаковым рабочем объеме), но выигрывали в максимальном крутящем моменте. При резком открытии дроссельной заслонки у дизеля больше тяги чем у бензинового двигателя, но максимальные обороты у бензинового двигателя выше.

У современных автомобилей с разными моторами (бензин и дизель) одинакового объема характеристики по разгону до 100 км/ч примерно близки, но сам разгон происходит с разными ощущениями. Многим нравится дизельное ускорение.

В 2015 году в некоторых странах дизеля составляли 70% от всех автомобилей. И на них началась травля: дело в том, что дизелю сложнее выполнить экологические требования. Многие автопроизводители стали ставить фильтры на выхлоп дизеля, которые не справлялись со своей задачей изначально, а гарантийный срок эксплуатации у некоторых фильтров составлял 3 месяца. То есть 3-х месячный автомобиль уже не укладывался в нормы экологии. Этот «обман» покупателей привел к множественным скандалам вокруг дизельных двигателей и снижению продаж дизелей до 30% от уровня 2016 года. Эксперты предполагают, что будущее за бензиновыми турбомоторами, гибридами и электромобилями.

Замечу, что скандал с дизелями совпал с появлением на рынке бензиновых турбомоторов с непосредственным  впрыском топлива в цилиндры. Это стало возможным при развитии технологий, а по характеристикам такие моторы – серьезные конкуренты для дизеля.

Недостатком дизеля является то, что солярка (топливо для дизеля) теряет способность к фильтрации (замерзает) при -10-15 градусах Цельсия. Поэтому есть зимнее топливо с присадками понижающими температуру замерзания (помутнения). Если вы забыли что у вас летнее топлива в баке и резко похолодает – возможно перемерзание топлива и проблемы поиска эвакуатора и теплого гаража. В крайнем случае можно воспользоваться автомойкой — там зимой тепло.

Если сравнивать лучшие двигатели у европейских автопроизводителей в недавней истории, то сначала у бензиновых двигателей не было альтернативы, затем они выигрывали у дизелей во всем, кроме экономичности, затем дизеля положили на лопатки бензиновые двигатели по всем характеристикам кроме максимальных оборотов, а сейчас турбомоторы с прямым впрыском теснят дизель.
Время покажет кто победит.

Бензиновый и дизельный двигатели: плюсы и минусы

Дизельные двигатели считаются более экономичными, а бензиновые — мощными. Во многом это стереотип, который сформировался в 90-е годы. В разработку тогдашних дизелей вкладывали меньше денег, а топливо для них стоило дёшево. Но технологии продолжают развиваться, и ситуация меняется. Рассказываем о плюсах и минусах бензиновых и дизельных двигателей в 2021 году.

Экономичность

Начнём с характеристики, интересной всем автолюбителям без исключения. Здесь раскрываются преимущества дизельного двигателя, который расходует на 10–20% меньше топлива по сравнению с бензиновым агрегатом того же объёма и мощности. Но такая экономия представлена в абсолютном выражении, а нам нужно учитывать ещё и цены. У дизельного топлива (ДТ) и бензина А-95 они приблизительно одинаковы. А вот горючее марки А-92 стоит на 5% дешевле, поэтому и разница в стоимости заправки будет не такой существенной.

Плюс бензинового двигателя — в том, что его можно оснастить газобаллонным оборудованием (ГБО). Расход пропан-бутана чуть выше, но стоимость горючего ниже на 25–30%. Экономия в стоимости заправки — около 15–20%, что уравнивает стоимость эксплуатации моторов. Но этот вариант подходит скорее для подержанных машин — новые автомобили обычно лишаются гарантии после такой доработки. Кроме того, мощность двигателя с ГБО ниже, а ресурс меньше.

Надёжность

Средний ресурс легкового дизеля превышает 300–350 тысяч километров. Отдельные экземпляры проезжают и более 500 тыс. км. без нареканий от владельцев. У бензиновых эта цифра меньше — около 250–300 тысяч километров до капремонта. Но недостатки дизельного двигателя заметны во время обслуживания. Стоимость запчастей, расходных материалов и технических жидкостей выше. А ещё дизели более чувствительны к качеству топлива. Если бензин, способный вывести мотор из строя, стал исключением из правил, то низкое качество ДТ пока остаётся распространённой проблемой в России.

Тягово-мощностные характеристики

Прошли те времена, когда разница в отдаче моторов была двух-, а то и трёхкратной. Современные технологии уравняли их мощность. Преимущества дизельных и бензиновых двигателей теперь выражаются в других характеристиках.

При одинаковой мощности дизели развивают больший крутящий момент, который также называют тяговым усилием. Причём максимальной тяги удаётся достичь с низких оборотов. Такие автомобили быстрее стартуют с места, увереннее «выстреливают» при обгоне, легче выбираются из глубоких ям и почти не теряют своих ходовых качеств при максимальной нагрузке.

Крутящий момент бензинового двигателя ниже и достигается он на высоких оборотах — такой недостаток становится причиной медленного разгона и слабой тяги при полной загрузке. Но есть и преимущества — мотор быстрее набирает обороты, поэтому им удобнее управлять при скоростной езде. Турбированные бензиновые двигатели сочетают высокий крутящий момент с удобством управления тягой, но их минусы выражены в дорогостоящем обслуживании и повышенном расходе топлива.

Комфорт

Дизельный двигатель всегда работает громче, и этот недостаток заметен даже у премиальных автомобилей. В его звуке слышны характерные стуки и рокот. Даже при идеальной шумоизоляции они слышны в салоне. А на малых оборотах появляются вибрации, которые редко удаётся погасить балансирными валами, подушками и другими хитрыми приспособлениями. Кроме того, владельцы дизелей жалуются на характерный запах топлива и едкий выхлоп.

А ещё плюсы дизельного двигателя иногда превращаются в минусы. Коэффициент полезного действия у них выше, чем у бензиновых агрегатов. Из-за этого температура охлаждающей жидкости повышается намного медленнее. При коротких поездках зимой они не всегда успевают прогреть салон. Поэтому производителям приходится устанавливать автономные отопители, что отражается как на цене, так и на безопасности автомобиля.

Преимущество бензинового двигателя — в тихой и стабильной работе. У машин бизнес- и премиум-класса звук работающего мотора слышен в салоне только на предельных оборотах. Вибрации исправного агрегата минимальны, а пролитое топливо быстро испаряется, не оставляя запаха. 

Стоимость

Минус бензинового двигателя в виде повышенного расхода топлива легко перекрывается плюсом — доступной ценой. Даже с одинаковым оснащением такой автомобиль обойдётся на 5–10% дешевле дизельного. Некоторые производители предлагают дизели только в богатых комплектациях, что увеличивает разницу в стоимости. Сэкономить на покупке дизельной машины можно только в том случае, если вы планируете использовать её дольше гарантийного пробега — до 150–200 тысяч километров. 

Вывод

Рыночная экономика сделала своё дело — стоимость эксплуатации моторов уравнялась. В 2021 году можно говорить о других преимуществах и недостатках бензиновых и дизельных двигателей. Автомобили с дизелями быстрее стартуют и лучше переносят нагрузку. А машины с бензиновыми агрегатами более комфортны благодаря меньшему уровню шума и вибраций. Какой вариант лучше — решать только вам.

5 причин, по которым дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые

Мощность по-своему интересна, но крутящий момент может быть не менее интересным. Если вы хотите вырвать пни из земли, вам понадобится большой крутящий момент. Это также означает, что вы, вероятно, предпочтете дизельный двигатель. По сравнению со своими бензиновыми аналогами дизельные двигатели являются королями крутящего момента. Почему это?

Джейсон Фенксе из Engineering. Объяснение знает почему, и он здесь, чтобы предложить пять причин, по которым дизельный двигатель развивает больший крутящий момент, чем сопоставимый бензиновый двигатель.

Прежде всего, это степень сжатия. В бензиновом двигателе поршень останавливается немного ближе к верхней части цилиндра, когда он движется вверх и вниз во время цикла сгорания. Для сравнения, дизельный поршень доходит до края цилиндра. Дизельному двигателю это необходимо, потому что в нем отсутствуют свечи зажигания, и закрытие этого зазора увеличивает компрессию и, следовательно, перегревает воздушно-топливную смесь для воспламенения. Джейсон отлично справляется с визуальным объяснением этого с помощью обнаженного поршня и цилиндра.

Далее переходим к скорости горения. При сгорании в верхней части такта сжатия дизельный двигатель сразу же создает мощность, когда поршень движется обратно в цилиндр. В бензиновом двигателе поршень уже начал отходить от верхней части цилиндра, но сгорание только начинается, поэтому он движется не так быстро. Дизель работает быстрее, и это приводит к увеличению крутящего момента.

Внутреннее отверстие и размер хода являются еще одним важным фактором. Это включает в себя некоторую содержательную математику, поскольку крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние.На видео вы можете увидеть, как бензиновый двигатель может иметь более широкое отверстие, но поршень не перемещается так далеко, поэтому длина его хода короче. Однако у дизеля длина хода больше (частично из-за этого дополнительного хода в конце хода поршня), и это увеличивает расстояние в уравнении крутящего момента. Вся эта сила распространяется дальше, поэтому у нас часто больше крутящий момент.

В качестве четвертого пункта Джейсон переходит к турбонаддуву. Эта технология часто используется в современных дизельных двигателях, поскольку дизельному двигателю требуется хороший поток воздуха.Дизели рассчитаны на работу с турбонаддувом. Добавьте больше воздуха, и вы получите больше мощности. То же самое относится и к газовому двигателю, но они не так часто имеют турбонаддув.

Наконец, дизельное топливо само по себе обладает большей плотностью энергии, чем бензин. Джейсон говорит, что от 10 до 15 процентов. Больше энергии также означает больше мощности.

Джейсон прекрасно знакомит нас с основами дизельных двигателей и развиваемым ими крутящим моментом. Нажмите кнопку «Воспроизвести» и наслаждайтесь отличной инженерной техникой с понятным объяснением.

Почему дизельные двигатели развивают такой большой крутящий момент?

Автомобили с дизельным двигателем

обычно изо всех сил пытаются конкурировать со своими бензиновыми аналогами в спецификации, но почему они производят гораздо больший крутящий момент?

Ни для кого не секрет, что дизельные двигатели постоянно развивают более высокий крутящий момент, чем бензиновые двигатели.Разница между мощностью и крутящим моментом также обычно намного меньше в дизельных двигателях (если измерять в фунтах на фут), так как же они создают все это дополнительное ворчание по сравнению с бензином?

Высокая степень сжатия

Первая причина — гораздо более высокая степень сжатия.Это соотношение максимального и минимального объема в цилиндре двигателя. В дизельном двигателе он больше из-за более длинного хода, что означает, что поршень движется вверх и вниз по большему внутреннему объему цилиндра. Дизельные двигатели никогда не вращаются так же высоко, как бензиновые двигатели, потому что поршень должен двигаться дальше для полного оборота, в то время как бензиновый двигатель использует более короткий ход, чтобы поршень перемещался более быстрыми импульсами, а это означает, что скорость двигателя может быть выше.

Высшая теплотворная способность

Другим фактором, влияющим на выходной крутящий момент, является давление, оказываемое на поршень со стороны сгоревшего топлива.Теплотворная способность дизельного топлива (45 500 кДж/кг) немного ниже, чем у бензина (45 800 кДж/кг), что означает, что в бензине фактически содержится больше тепла для данного объема, чем в дизельном топливе. Однако дизельное топливо намного плотнее бензина и может хранить до 15% больше энергии на заданный объем. Это означает, что каждый раз, когда дизельное топливо сгорает, больше энергии передается давлению на поршень, увеличивая крутящий момент, действующий на коленчатый вал.

Повышение наддува

9 МБ

Многие дизельные двигатели также оснащены турбонаддувом, чтобы компенсировать нехватку предельной мощности и частоты вращения двигателя.Затем это создает более высокое давление в цилиндре для рабочего такта, что, в свою очередь, создает увеличение крутящего момента. По сравнению с турбокомпрессорами на бензиновых двигателях, дизельные турбины обычно настроены на гораздо более высокое давление наддува, что снижает насосные потери во время такта впуска двигателя, позволяя двигателю более эффективно преобразовывать энергию через коленчатый вал.

Самый сонный из спящих

Главный вывод из всего этого состоит в том, что лошадиные силы, безусловно, не являются решающими и конечными, но они, безусловно, имеют свое применение.Гоночный двигатель с бензиновым двигателем может производить небольшой крутящий момент, но широкий диапазон оборотов может означать высокую мощность. С другой стороны, дизельный двигатель с низким числом оборотов всегда будет бороться за достижение того же значения мощности, но может извлечь выгоду из увеличения крутящего момента. Вот почему вы никогда не найдете дизельные двигатели ни в одном суперкаре или гиперкаре; если у вас есть два двигателя с одинаковым крутящим моментом, но один из них вращает коленчатый вал быстрее и, следовательно, создает большую мощность, вы бы поддержали его.

Вы должны помнить, что дизельные двигатели изначально были разработаны, чтобы конкурировать с паровыми двигателями; двигатели, предназначенные для перемещения очень тяжелых грузов, поэтому необходимы высокий крутящий момент и постоянная скорость. Бензиновые двигатели, с другой стороны, были разработаны для тех функций, где требовалось высокое отношение мощности к весу (ранние самолеты и мотоциклы), и, таким образом, они обеспечивали ту высокую скорость вращения, которую большинство автолюбителей жаждут по сравнению с дизельным двигателем с крутящим моментом.

На дизеля можно смотреть по аналогии с загрузкой чем-нибудь багажника: давай с тротуарной плиткой.Бензиновый двигатель — это как максимально быстрое перемещение каждой отдельной тротуарной плитки, в то время как дизельный двигатель больше похож на медленное перемещение четырех плит за раз. Дизельный двигатель выполняет больше работы за один оборот двигателя.

Кто-нибудь помнит это?

Высокопроизводительные дизели также, безусловно, находятся на подъеме – возьмем, к примеру, Alpina.D3 Bi-Turbo производит 345 л.с. и (как и ожидалось) 516 фунт-фут крутящего момента, что позволяет разогнаться до 100 км/ч за 4,6 секунды. Это ставит его на территорию BMW M2, впечатляющее достижение для большого универсала, работающего на бензине. И кто может забыть дорожный Audi R8 V12 TDI 2008 года, который развил максимальную скорость до 202 миль в час благодаря обширной разработке гоночных автомобилей R18 Le Mans компании. Таким образом, дизельная мощность может быть эффективно использована для высокопроизводительных машин, но переход от бензина еще не произошел, отчасти благодаря внезапному росту гибридизации и различным скандалам с выбросами дизельных двигателей.

Вы, вероятно, не увидите, как Ferrari или Koenigsegg пытаются разработать дизельные силовые агрегаты в ближайшее время, но если требуется невероятный крутящий момент, уголь — это то, что вам нужно.

Почему дизельные двигатели создают гораздо больший крутящий момент? :объяснениеlikeimfive

Предположим, вы сравниваете дизельные двигатели с бензиновыми и знаете основы работы двигателя внутреннего сгорания.

Простой ответ: дизель горит медленнее бензина.

Принцип работы дизельных двигателей заключается в том, что они сжимают топливовоздушную смесь, в то время как это сжатие нагревает топливовоздушную смесь, и каким-то образом она нагревается до такой степени, что топливовоздушная смесь воспламеняется, и взрыв толкает поршень и, таким образом, двигатель движется. До этого момента дизельные и бензиновые двигатели были похожи, за исключением способа зажигания.

Теперь представьте себе дизельный двигатель под большой нагрузкой. При работе двигателя сжатие, затем взрыв…. но нагрузка настолько велика, что взрыв не может толкнуть поршень достаточно сильно, чтобы ускориться. Что происходит, так это то, что топливовоздушная смесь продолжает гореть, но камера сгорания не расширяется достаточно быстро из-за нагрузки. В результате давление продолжает увеличиваться, а температура увеличивается, что приводит к более быстрому сгоранию дизельного топлива, повышению давления, повышению температуры и т. д. Если двигатель оснащен турбонаддувом, более горячий выхлоп означает увеличение расхода или увеличение объема выхлопных газов. выхлопные газы, которые ускоряют работу турбонагнетателя, чтобы получить больше впуска, что приводит к более высокой степени сжатия, давления и температуры… Вот почему дизель может генерировать больший крутящий момент при более высокой нагрузке, но все равно не ускоряется быстро: выходной крутящий момент зависит от приложенной нагрузки.

Наоборот, в бензиновом двигателе топливовоздушная смесь сгорает за доли секунды. Независимо от того, находится ли он под тяжелой или легкой нагрузкой. В приведенной выше ситуации, но с бензиновым двигателем, он просто будет снижать скорость до тех пор, пока вы не переключитесь на более низкую передачу, чтобы получить больший крутящий момент на колеса.

Еще одна вещь: сгорание наиболее эффективно, когда поршень движется, чтобы приспособиться к взрыву.Поскольку бензин сгорает быстро, бензиновые двигатели обычно имеют наибольший крутящий момент при 5000-7000 об/мин, а дизельные — при низких оборотах.

Редактировать: мелкие исправления

Почему дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые? : Explainlikeimfive

Есть несколько причин, каждая из которых требует объяснения, поэтому я постараюсь объяснить ниже.

Во-первых, дизель более энергоемкий. Это означает, что каждый грамм дизельного топлива производит больше энергии, чем грамм бензина.Численное представление этого таково: бензин содержит 8300 килокалорий на литр. Дизель содержит 9200 килокалорий на литр. Это означает, что по своей природе дизельное топливо производит больше энергии при сгорании.

Вторая причина связана со способом впрыска топлива. В бензиновых двигателях топливо впрыскивается импульсами, синхронно с работой двигателя. По мере продвижения хода топливо впрыскивается вовремя, и поток прекращается, когда топливо вот-вот сгорит. Это приводит к тому, что двигатель лучше разгоняется до более высоких скоростей, но поскольку топливо поступает только в определенное время, крутящий момент снижается.

В дизельных двигателях топливо впрыскивается постоянно, и двигатель использует вакуум из-за отсутствия давления газа в камере сгорания, чтобы получить больше топлива из бака. Таким образом, чем больше давление в двигателе, тем больше топлива сгорает, и поэтому выходная энергия выше, что приводит к тому, что дизельный двигатель постоянно работает намного интенсивнее.

Хороший способ представить это так: вам нужно перевезти груз из 25-килограммовых мешков с цементом, и у вас есть два человека, которые делают это.Один парень — спринтер, он несет одну сумку за раз, добегая до конечной точки, чтобы сбросить ее. Другой парень — большой, крепкий парень, который может нести сразу 4 сумки, но идет к месту назначения пешком. В конце концов, большой чувак сможет нести больше груза, потому что он может нести гораздо больше за раз.

Чем больше вы нажимаете на бензиновый двигатель, тем быстрее работает двигатель, и поэтому он может очень быстро набирать скорость, что приводит к высоким оборотам и мощности.

Чем сильнее вы нажимаете на дизельный двигатель, тем больше топлива расходуется в каждом цикле и тем больший крутящий момент вы создаете.Он работает на более низких оборотах, но с большей энергией на оборот, что позволяет ему нести большую нагрузку.

Почему они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин

Вопрос: «Почему они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин?» хороший вопрос. Это хороший вопрос, потому что он подразумевает другой вопрос: «Почему не используют в больших транспортных средствах, а не дизель?» Ведь бензин загрязняет окружающую среду меньше, чем дизель. Верно? Неправильно, на самом деле. Дизельные двигатели производят в раз меньше выбросов, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера.Ну, по крайней мере, бензиновые двигатели более экономичны, чем дизельные. правильный? Нет. Это наоборот. Дизельные двигатели как минимум на 33% более экономичны, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера, а часто и более чем на 33%. Таким образом, это означает, что на каждые шесть (6) миль бензиновый двигатель проезжает галлон бензина, дизельный двигатель сопоставимого размера проезжает девять (9) миль на галлоне дизельного топлива.

Тем не менее, тот факт, что дизельные двигатели меньше загрязняют окружающую среду и имеют лучшую топливную экономичность, не является причиной этого.Не является и причиной, которая отвечает на вопрос: «Почему в больших транспортных средствах используют дизельное топливо, а не бензин?»

Крутящий момент является причиной. Дизельные двигатели имеют гораздо больший крутящий момент на низких оборотах, чем бензиновые двигатели.

Низкий крутящий момент и чем он отличается от лошадиных сил?

Крутящий момент — это количество силы, создаваемой вращающимся механизмом. Например, сила, создаваемая коленчатым валом двигателя, представляет собой крутящий момент. Крутящий момент на низких оборотах — это крутящий момент, который двигатель генерирует через коленчатый вал при низких оборотах двигателя.ka, низкие обороты в минуту (об/мин). Скорость, с которой коленчатый вал вращается при создании этой силы, не имеет отношения к измерению крутящего момента. Если вал производит силу в один фут-фунт — независимо от того, вращается ли вал со скоростью один оборот в минуту или 15 000 об/мин, — величина создаваемого крутящего момента по-прежнему составляет один фут-фунт.

лошадиных сил, с другой стороны, делает числом оборотов вращающегося механизма. Кроме того, лошадиные силы определяют крутящий момент вращающегося механизма.Это потому, что крутящий момент является фактором, определяющим мощность. Формула лошадиных сил — это крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту.

Причина, по которой они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин, заключается в том, что дизельные двигатели генерируют больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели.

При определенных оборотах бензиновый двигатель начинает генерировать больше лошадиных сил, чем дизельный двигатель сопоставимого размера. Это связано с тем, что максимальные обороты дизельных двигателей примерно вдвое меньше, чем у бензиновых двигателей.Но пока дизельный двигатель не достигнет своего максимума оборотов, он будет генерировать больше лошадиных сил, чем бензиновый двигатель сопоставимого размера.

Низкий крутящий момент имеет решающее значение для грузоперевозок.

Способность дизельного двигателя генерировать крутящий момент и мощность при низких оборотах необходима для буксировки тяжелых грузов. «Независимо от того, едет ли грузовик в горах или по ровным дорогам в течение нескольких часов, ему требуются двигатели и топливо, обеспечивающие высокий крутящий момент, — поясняет TruckFreighter.com, — дизельные двигатели и топливо создают количество крутящего момента, грузовиков, что также позволяет двигателю иметь более высокое отношение мощности к весу.

Почему дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели

Причина того, что дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели, заключается в том, что дизельное топливо имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин. Благодаря стабильности дизельного топлива — его сопротивлению сжатию — инженеры-механики могут разрабатывать компрессионные двигатели для дизельного топлива. Поскольку дизельные двигатели являются двигателями сжатия, а бензиновые двигатели — двигателями с искровым зажиганием, дизельные двигатели имеют больший крутящий момент.

Двигатели сжатия по сравнению с двигателями с искровым нагревом

Бензиновые двигатели — это двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Это означает, что искра от свечи зажигания воспламеняет топливо внутри цилиндров двигателя. Дизельные двигатели воспламеняют дизельное топливо, сжимая его до самовоспламенения. В определенный момент все виды ископаемого топлива самовозгораются при сжатии. Именно в точке и происходит самовоспламенение топлива, что определяет тип двигателя внутреннего сгорания, который может питать это топливо. Точнее, величина давления, которое может выдержать топливо, определяет, подходит ли топливо для двигателя с компрессионным двигателем.

Тепловой КПД и двигатели внутреннего сгорания

Двигатель с самовоспламенением, работающий на ископаемом топливе, обеспечивает гораздо более высокий тепловой КПД, чем двигатель с искровым зажиганием. Причина в том, что тепловой КПД является мерой разницы температур топлива, поступающего в двигатель, по отношению к изменению температуры, которое оно создает при сгорании в двигателе. Чем больше разница, тем более термически эффективен двигатель.

Термическая эффективность определяет все, от эффективности использования топлива до мощности и крутящего момента.

Опять же, мерой термического КПД является разница между температурой энергии, поступающей в двигатель — топливо — и температурой на выходе — выхлопных газов. Но определение тепловой эффективности отличается от формулы, которая ее измеряет. Определение тепловой эффективности — это количество энергии — топлива — вкладываемое в двигатель, которое преобразуется в механическую энергию, также известную как мощность. Простым определением теплового КПД для непрофессионала является количество энергии, поступающей в двигатель, которая преобразуется в работу.

Степень сжатия двигателя определяет тепловой КПД двигателя.

Степень сжатия бензиновых и дизельных двигателей Ответы «Почему они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин?»

Опять же, дизель очень устойчив к сжатию. Бензина нет. Степень сжатия — это разница между объемом внутри цилиндра, когда поршень находится в нижней и верхней мертвых точках. Нижняя мертвая точка — это место, где находится поршень, когда цилиндр заполняется испарившимся топливом.После заполнения цилиндра поршень поднимается. Топливо воспламеняется в верхней мертвой точке. Степень сжатия бензинового двигателя с искровым зажиганием составляет 8:1 и 12:1. Если степень сжатия бензинового двигателя немного выше, топливо в двигателе воспламенится, и двигатель выбросит стержень.

Степень сжатия дизельного двигателя составляет от 14:1 до 25:1, а иногда и выше. Другими словами, дизельное топливо можно сжать почти в два раза сильнее, чем бензин, прежде чем оно самовоспламенится.Двигатель сжатия с коэффициентом сжатия от 8:1 до 12:1 — из-за очень низкой плотности энергии бензина — делает бензиновые двигатели неэффективными и даже бесполезными.

Другими словами, бензиновые двигатели, скорее всего, никогда не будут иметь значительного крутящего момента по сравнению с дизельными двигателями. Причина в том, что бензин, вероятно, всегда будет искровым.

Причиной, по которой в больших транспортных средствах используется дизельное топливо, а не бензин, является крутящий момент. Дизель имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин.Поскольку дизельное топливо имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин, дизельные двигатели могут быть двигателями с воспламенением от сжатия. Бензиновые двигатели не могут. Поскольку дизельные двигатели могут быть двигателями с воспламенением от сжатия, они имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели. Причина, по которой они имеют более высокую тепловую эффективность, заключается в том, что они имеют более высокую степень сжатия. Чем выше степень сжатия, тем больше энергии высвобождается. Чем больше выделяется энергии, тем больше крутящий момент.

Итак, просто они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин, потому что дизель имеет большее сопротивление сжатию.

Какой крутящий момент у автомобиля?

  • Узнайте, что такое крутящий момент и почему он важен 
  • Почему у дизелей больше крутящий момент?
  • Узнайте, как связаны крутящий момент и мощность

Вы можете слышать слово «крутящий момент», когда речь идет об автомобилях и их двигателях. Это часто говорят на одном дыхании с лошадиными силами, и это полезная концепция для понимания. Крутящий момент больше, чем лошадиные силы, напрямую связан с тем, насколько мощным кажется двигатель или электродвигатель, когда вы нажимаете педаль газа.

Что такое крутящий момент в автомобиле?

Мощность двигателя измеряется по двум шкалам: мощность и крутящий момент. Если бы автомобильный двигатель был оппозитным, крутящий момент был бы силой, стоящей за его ударом, а мощность была бы скоростью, с которой он ударяет.

Применительно к двигателю крутящий момент — это сила вращения. Лошадиная сила — это то, как быстро эта сила может быть доставлена. В автомобиле чем больше крутящий момент у двигателя, тем более легким будет его ускорение.

Что означает крутящий момент?

Как мы уже видели, крутящий момент является мерой поворотного эффекта.В повседневном использовании, когда мы открываем банку с вареньем или бутылку с напитком, мы прикладываем крутящий момент к крышке. Стоя на педали велосипеда, создается крутящий момент. И если вы слышите, как механик гаража заявляет, что он «затягивает» колесную гайку, это просто еще один способ сказать, что он ее затягивает.

В двигателе крутящий момент показывает, какое вращающее усилие он может передать через свой коленчатый вал, т. е. мощность, которая в конечном итоге вращает колеса.

В чем измеряется крутящий момент?

Большинство производителей автомобилей рассчитывают крутящий момент в ньютон-метрах (Нм), но он также может быть указан в фунтах на фут (lb/ft).

Какой крутящий момент в автомобиле считается хорошим?

Это зависит от автомобиля. Чем больше автомобиль, тем важнее значение крутящего момента, поскольку для быстрого ускорения ему требуется больший крутящий момент. Вот почему производители автомобилей теперь упоминают крутящий момент в своей рекламе; автомобили стали тяжелее, что делает крутящий момент более актуальным для повседневного вождения.

Скорость, с которой поршни двигателя движутся вверх и вниз в цилиндрах, чтобы провернуть коленчатый вал, измеряется в оборотах в минуту или об/мин.Максимальный крутящий момент двигателя показан в зависимости от числа оборотов в минуту. Чем выше число крутящего момента и чем ниже число оборотов в минуту, тем более отзывчивым будет двигатель.

Почему у дизельных автомобилей больше крутящий момент

Первоначально дизельный двигатель был разработан, чтобы конкурировать с паровым двигателем. Приходилось тянуть тяжелые грузы. А для этого требовался большой крутящий момент.

Дизельные двигатели

развивают максимальный крутящий момент при более низких оборотах, чем бензиновые двигатели. Это связано с тем, что поршни в дизельных двигателях перемещаются на большее расстояние, чем в бензиновых двигателях, и поэтому им не нужно двигаться так быстро.

Кроме того, дизельное топливо плотнее бензина и имеет больше энергии на единицу. При сгорании дизельного топлива больше энергии передается поршням, коленчатому валу и, в конечном счете, колесам.

Как это работает на самом деле

Внедорожник Audi Q7 с 3,0-литровым турбодизельным двигателем развивает внушительный максимальный крутящий момент в 760 Нм в диапазоне от 1750 до 3000 об/мин.

Для сравнения, Ford Fiesta с 1,0-литровым бензиновым двигателем значительно меньше и легче, чем Q7. Его двигатель развивает максимальный крутящий момент 105 Нм при 4100 об/мин.

Разгон с места до предельной скорости 70 миль в час на Audi будет относительно расслабляющим занятием. Огромный крутящий момент позволит автоматической коробке передач переключать передачи довольно низко в диапазоне оборотов. Он будет быстрым и плавным.

С другой стороны, Fiesta не только будет медленнее, но и будет чувствовать себя более неистово. Поскольку крутящий момент меньше, и вам нужно увеличить обороты двигателя, чтобы получить доступ к максимальному крутящему моменту, вы будете переключать передачи на более высоких оборотах. От этого в машине будет шумнее.

Вот почему спортивные автомобили почти всегда бензиновые и часто спроектированы так, чтобы развивать максимальный крутящий момент при более высоких оборотах. Чем выше обороты двигателя, тем гонче он ощущается.

Электродвигатели немного отличаются

То, как электродвигатели обеспечивают свою мощность, отличается от двигателя внутреннего сгорания. Электродвигатель может использовать всю свою мощность из состояния покоя. Вот почему даже относительно скромный Renault Zoe может показаться довольно шустрым. По этой же причине самая быстрая Tesla Model S может разогнаться до 100 км/ч на суперкаре 2.4 секунды.

Где полезен крутящий момент

Когда люди говорят о том, насколько мощный двигатель их автомобиля, они обычно имеют в виду его крутящий момент. Это сила, которую вы действительно чувствуете, когда ваша машина ускоряется. А если вам нужна машина, которая кажется легкой, это довольно просто: чем больше крутящий момент, тем лучше.

Любой, кто ищет автомобиль для буксировки чего-либо, например каравана или лодки, должен учитывать показатель крутящего момента любого автомобиля, на который они смотрят. Это действительно сильно облегчит жизнь.Именно поэтому люди, которые много буксируют, обычно выбирают дизели.

Как связаны крутящий момент и мощность?

Двигатель внутреннего сгорания производит как крутящий момент, так и мощность. Эти двое женаты друг на друге. На самом деле, вы можете рассчитать мощность, умножив крутящий момент на число оборотов в минуту и ​​разделив на 5252. Это означает, что чем больше крутящий момент выдает автомобиль, тем больше лошадиных сил он, вероятно, будет производить.

Но если у двигателя большой крутящий момент (как в нашем примере с Audi выше), ему не нужно работать на высоких оборотах, чтобы его можно было водить.Вот почему многие дизельные двигатели с высоким крутящим моментом не обладают невероятной мощностью. Крутящий момент означает, что он им не нужен.

лошадиных сил против крутящего момента | Основы мощности и крутящего момента

Мощность и крутящий момент

Что такое крутящий момент

Крутящий момент — это мера склонности объектов вращаться вокруг точки. Это мера работы или величина силы, действующей на расстоянии. С точки зрения мощности двигателя, ее можно описать просто как чистое крутящее усилие, создаваемое коленчатым валом.Чем больше выходной крутящий момент, тем большую нагрузку способен преодолеть двигатель.

Важно понимать, что крутящий момент не является переменной, зависящей от времени. Имперские единицы крутящего момента включают дюйм-фунты (дюйм-фунты, фунт-дюймы) и фут-фунты (фут-фунты, фунт-футы, фунт-футы), в то время как метрические единицы крутящего момента обычно приводятся в ньютон-метрах (Н-м). Обратите внимание, что эти единицы включают силу и расстояние.

Что такое лошадиные силы

Лошадиная сила — это измерение, что неудивительно, мощности; мера скорости, с которой выполняется работа или количество энергии, потребляемой в ходе процесса.Мощность в лошадиных силах зависит от времени и крутящего момента, поскольку это сила, создаваемая на расстоянии в единицу времени. Следовательно, мощность определяет общую работу, выполненную за заданный интервал времени.

Лошадиная сила — это вымышленная концепция, основанная на предположении, что лошадь может перемещать объект весом 33 000 фунтов со скоростью 1 фут в минуту (33 000 фунтов-футов в минуту). Сама лошадиная сила на самом деле не может быть измерена никаким инструментом; он рассчитывается путем измерения крутящего момента при определенной угловой скорости. В случае поршневых двигателей это будет означать число оборотов в минуту (об/мин) коленчатого вала.Измеряя крутящий момент и число оборотов в минуту, мощность рассчитывается по следующей формуле:

.

лошадиных сил = (крутящий момент x об/мин)/5252

Постоянная «5,252» получена из того факта, что окружность диаметром 1 фут имеет длину окружности 6,2832 фута. Разделив 33 000 на 6,2832, мы получим 5 252 и получим единицы измерения уравнения. Интересно, но не случайно, что кривые мощности и крутящего момента будут 90 153 всегда пересекаться на 90 154 точно при 5252 об/мин (при этой частоте вращения мощность и крутящий момент будут равны).

Мощность и крутящий момент двигателя по сравнению с мощностью и крутящим моментом ведущего колеса

Автопроизводители и производители двигателей обычно рекламируют пиковую номинальную мощность и крутящий момент двигателя, в то время как автомобильный динамометр измеряет фактическую мощность и крутящий момент на ведущих колесах (часто называемые мощностью и крутящим моментом на задних колесах). Мощность и крутящий момент двигателя, как правило, значительно меньше, чем мощность и крутящий момент ведущего колеса, измеряемые динамометром. Это связано с рядом факторов, к которым относятся паразитные потери, возникающие в результате трения, тепла и энергии, затрачиваемых на движение возвратно-поступательного узла.Потери в трансмиссии, энергия, потребляемая трансмиссией и узлами дифференциала, также снижают мощность и крутящий момент ведущих колес из-за тех же механизмов.

Необходимо также учитывать увеличение крутящего момента через трансмиссию. Например, двигатель, развивающий крутящий момент в 600 фунт-футов при определенном числе оборотов в минуту при передаточном числе 2:1 и передаточном числе заднего дифференциала 3,73:1, на самом деле производит, игнорируя все паразитные потери, 4476 фунт-фут крутящего момента на ведущих колесах (600 х 2 х 3.73). Повышение передачи до передаточного числа 1:1 уменьшает умножение крутящего момента, и теперь наш автомобиль испытывает только 2238 фунт-фут крутящего момента на ведущих колесах (600 x 1 x 3,73).

Увеличение крутящего момента через трансмиссию является формой механического преимущества, которое позволяет двигателю преодолевать более высокие силы сопротивления, например, возникающие при попытке разогнать тяжелый груз до нужной скорости. Важным применением динамометра транспортного средства является определение рабочих характеристик двигателя с учетом факторов трансмиссии.Таким образом, поправочные коэффициенты используются для того, чтобы свести на нет все умножения крутящего момента через трансмиссию и обеспечить реальные показатели мощности и крутящего момента двигателя.

Мощность, крутящий момент и ускорение

В классической физике крутящий момент напрямую связан со скоростью ускорения тела. В частности, результирующая сила, действующая на движущееся тело, напрямую связана с его скоростью ускорения. Математически это выражается во втором законе движения Ньютона, который устанавливает, что сила, действующая на объект, равна произведению массы объекта на скорость его ускорения (F=M*A).Формулу можно изменить так: A=F/A, или скорость ускорения равна силе, действующей на объект, деленной на его массу. Поскольку крутящий момент — это измерение силы на расстоянии, мы можем математически выделить силу, создаваемую крутящим моментом, и рассчитать скорость ускорения, используя уравнение Ньютона. Для этого нам нужно знать крутящий момент, создаваемый двигателем при определенных оборотах, передаточное число главной передачи и высоту шины. Результирующая будет иметь форму чистой движущей силы или чистой движущей силы.

Что на самом деле говорит нам о двигателе мощность в лошадиных силах?

В отличие от крутящего момента, мощность нарастает относительно линейно и начинает падать только в более высоких диапазонах оборотов (относительно). Низкие обороты двигателя производят низкую мощность, в то время как более высокие обороты двигателя производят более высокую мощность. Двигатели большой мощности обычно используются в гонках, поэтому многие предполагают, что большая мощность означает более быстрое транспортное средство. В этом утверждении может быть доля правды, однако оно вводит в заблуждение.Как указывалось ранее, крутящий момент напрямую связан со скоростью ускорения транспортного средства. Однако нельзя забывать о соотношении между мощностью и крутящим моментом . Лошадиная сила — это скорость, с которой создается крутящий момент, и она дает некоторое представление о практическом применении двигателя

.

В некоторой степени мощность в лошадиных силах можно использовать для компенсации относительно низкого крутящего момента двигателя. Точно так же крутящий момент можно использовать для компенсации относительно низкой номинальной мощности двигателя.Если это кажется запутанным, вспомните, что двигатель является лишь частью сложной системы трансмиссии, и механическое преимущество, обеспечиваемое редуктором в трансмиссии и дифференциале, также может компенсировать более низкий крутящий момент двигателя и выходную мощность, хотя и в ограниченной степени.

Мощность и крутящий момент в дизельных двигателях

Споры о мощности и крутящем моменте часто возникают в отношении дизельных двигателей, которые производят относительно большой крутящий момент, но обычно имеют низкую номинальную мощность (например, 350 лошадиных сил / 750 фунт-фут крутящего момента).Учитывая, что мощность в лошадиных силах зависит от времени, а крутящий момент — нет, номинальные характеристики дизельного двигателя в первую очередь ограничиваются частотой вращения двигателя. Типичный дизель для легких условий эксплуатации имеет максимальную скорость двигателя в диапазоне 3500 об/мин, в то время как типичный дизель для тяжелых условий эксплуатации имеет максимальную скорость двигателя в диапазоне от 1800 до 2200 об/мин. Если бы мы пересчитали мощность этих двигателей на гораздо более высокую скорость вращения двигателя, мощность была бы пропорционально больше.

Дизельные двигатели ограничены по скорости по нескольким причинам. Крутящий момент резко падает при более высоких оборотах двигателя из-за потерь на трение и того факта, что дизельное топливо сгорает с относительно низкой скоростью.Таким образом, процесс сгорания становится неэффективным при высоких оборотах двигателя, поскольку время каждого рабочего такта теоретически «превосходит» скорость сгорания (поршень возвращается в НМТ без достаточного времени для извлечения всей энергии). Кроме того, существует опасение, что высокая степень сжатия и большая длина хода дизельного двигателя могут вызвать чрезмерный износ при высоких оборотах двигателя. Таким образом, дизельные двигатели не очень подходят для работы на высоких оборотах, и это отражается на их выходных характеристиках, зависящих от крутящего момента.

Мощность и крутящий момент в бензиновых двигателях

Бензиновые двигатели могут иметь номинальную мощность в лошадиных силах, которая ниже, равна или превышает соответствующий номинальный пиковый крутящий момент. Как обсуждалось ранее в отношении низкой мощности дизельных двигателей, это показатель рабочего диапазона. В целом приемлемо предположить, что двигатель с высокой мощностью и низким крутящим моментом (например, 600 л. фунт-фут, например) имеет среднюю максимальную скорость двигателя (напомним, что мощность и крутящий момент всегда равны друг другу при 5252 об/мин).Двигатель, который был ограничен гораздо более низкой скоростью вращения двигателя (например, в дизельных двигателях), будет иметь значительно более высокий номинальный крутящий момент, чем мощность (например, 300 л.с. / 400 фунт-фут).

Крутящий момент для бензиновых двигателей не больше и не менее важен, чем для дизельных двигателей, однако обычно мы ранжируем бензиновые двигатели по их номинальной мощности, поскольку это дает представление об определенных рабочих характеристиках. Более высокие обороты двигателя часто желательны в высокопроизводительных приложениях, потому что переключение на высоких оборотах позволяет двигателю дольше удерживать более низкую передачу трансмиссии, таким образом [теоретически] создавая больший крутящий момент ведущего колеса в течение более длительных периодов времени (напомним, что крутящий момент умножается через трансмиссию и передаточных чисел заднего моста, поэтому при каждом переключении передачи на высшую передачу крутящий момент ведущего колеса уменьшается).

Мощность и крутящий момент в электродвигателях

В идеале электродвигатели начинают развивать пиковый крутящий момент при нулевых оборотах, а общий выходной крутящий момент остается постоянным во всем рабочем диапазоне. Таким образом, теоретическая кривая крутящего момента для электродвигателя представляет собой идеально ровную горизонтальную линию, проходящую через максимальную рабочую скорость. На практике существуют различные факторы потерь, которые вызывают небольшие несовершенства кривой крутящего момента, но кривая является чрезвычайно плоской, и пиковый крутящий момент генерируется в момент, когда он требуется.Это возможно, потому что крутящий момент не зависит от движения, и, таким образом, вы можете создать крутящий момент, фактически не имея никакой скорости вращения. Поскольку электродвигателю не требуется постоянное вращательное движение (т. е. поршневой двигатель должен продолжать работать), полный крутящий момент может быть приложен после полной остановки.

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.