Крутящий момент что это: крутящий момент или мощность двигателя? Автомобильный портал 5 Колесо

Мощность и крутящий момент – что это такое простыми словами

В Интернете куча статей, посвященных объяснению того, что такое мощность и крутящий момент автомобильного мотора. Зачем нам тогда писать еще одну? А дело в том, что имеющиеся очень сложные и непонятные. Формулы, расчеты, заумные слова – если подзабыл курс физики со школы, то понять все очень непросто. Поэтому мы решили осветить очень популярную тему и как говорится «на пальцах» рассказать, что и как. Сразу предупредим, определенное упрощение и аналогии, которые мы используем для наглядности, не являются строго научными, а призваны именно продемонстрировать понятия.

Автомобиль и лошадь

Предыстория

Любой мотор начинается с показателя его мощности – во всех рекламных проспектах и документах указана она, с нее же рассчитывается налог и коэффициент ОСАГО. Показатели крутящего момента же можно встретить только в специализированных справочниках, ими интересуется куда как меньшее количество человек. Но это не значит, что мощность важнее, просто так повелось – все считать в л. с.

Кстати, сама «лошадиная сила» это условное понятие, ее вычисляли как количество работы, которое нужно произвести, чтобы поднять 75 кг на 1 метр, способности лошадей тут ни причем. Более того, если загнать реальное животное на динамометрический стенд, то результат у среднестатистической лошади будет около 15 л.с., правда, пока она не устанет, потом ее «мощность» падает. Интересно также, что тип подсчета л.с. в разных странах отличается. В России, чтобы высчитать л.с., нужно мощность мотора в киловаттах умножить на 1,36, а, например, в Англии на 1,34.

На фото — показатели мощности двигателя V10 5.2 FSI

По-хорошему, мощность давно пора считать в киловаттах, как это и должно быть с точки зрения физики, но привычка и маркетинг непобедимы. Как рассказывать покупателям, что твой мотор в 100 кВт это лучше чем 120 л.с. у конкурентов, никто же не поймет. С крутящим моментом проще. Он никогда не был маркетинговым, поэтому всегда измерялся физическими величинами, а именно ньютоны умножить на метры.

1 КВТ — 1,36 л.с.

Определения

Давайте опишем интересующие нас понятия. Сначала скучные физические определения. Мощность – величина, характеризующая мгновенную скорость передачи энергии от одной физической системы к другой. Крутящий момент –величина, характеризующая действие силы на механический объект, которое может вызвать его вращательное движение.

Теперь рассказываем своими словами. Крутящий момент – то, с какой «силой» мотор может вращать колеса, мощность – как быстро он это может делать. «Силу» мы берем в кавычки, потому что используем как бытовое слово, а не как физический термин. Несмотря на то, что мы максимально упростили, все равно как-то не очень понятно, поэтому теперь прокомментируем, что все это значит для реальных водителей.

Крутящий момент

Когда мы жмем на газ чтобы тронуться, двигатель прикладывает «силу», чтобы преодолеть факторы, которые делают машину неподвижной, например, трение, гравитацию, сопротивление ветра и так далее. Для поддержания движения нужна «сила», для набора скорости тоже, да, в общем, для всего нужна, автомобиль же не в космосе, где можно дать импульс и потом лететь пока не затормозишь. Крутящий момент как раз и показывает как много этой условной «силы» двигатель может дать. Чем больше «силы», тем более тяжелые грузы машина может сдвинуть с места, лучше разгоняться, на более крутые горки заезжать, не вязнуть в сыпучих грунтах и так далее. Тут работает простой принцип «чем больше, тем лучше», но говорить об абсолютной цифре в отрыве от транспортного средства нет смысла – чтобы поднять на высокую гору легкий мопед и 20-тонную фуру нужны совершенно разные усилия.

На фото — Jaguar F-Type

Понятие «мощность» на этом плане немного теряется, ведь мы уже сказали, что «силу» мотора определяет крутящий момент, а что еще нужно? А еще нужна динамика, для реальной эксплуатации это, пожалуй, самый важный фактор. Когда мы представляем характеристики машины, то не думаем может ли она разогнаться до определенной скорости (хватит ли у нее для этого «силы»), а думаем сколько времени она тратит на разгон. Чем быстрее – тем комфортнее и безопаснее ездить. Но «крутящий момент» ничего не говорит про время, понятие времени есть только у «мощности».

Мощность мотора

Если очень грубо, то крутящий момент показывает насколько автомобиль может разогнаться, а мощность – как быстро это делает. Для характеристики максимального разгона на пределе, а именно это обычно интересует покупателей, понятие «мощность» оказывается предпочтительнее.

Братья навек

При этом противопоставлять «мощность» и «крутящий момент», что, мол, каждое отвечает за что-то одно неправильно, это мы просто сильно упростили – на самом деле оба понятия работают в паре, а сама мощность в киловаттах – это показатель крутящего момента, умноженный на количество оборотов и разделенный на 9549 (не спрашивайте почему именно это число, просто так считается). Распределение крутящего момента по оборотам – это особенность характеристик мотора, а вот мощность всегда зависит от оборотов. Неудивительно, что любое транспортное средство быстрее всего разгонится если крутить мотор до отсечки, ведь разгон – это мощность, а она живет именно на максимальных оборотах.

Инфографика — kolesa. ru

Но мы не на гоночной трассе, не ездим постоянно с педалью газа в полу. На комфортную езду в повседневном режиме на низких оборотах уже оказывает влияние показатель крутящего момента, ведь чем он выше, тем больше мощность на данных оборотах. Поэтому спор какой из показателей главнее непродуктивен: и «мощность», и «крутящий момент» важны для мотора, они показывают возможности двигателя в разных ситуациях, и оба пригождаются. Тем более, что отделить один показатель от другого весьма проблематично.

Но можно сравнивать показатели разных моторов. Если у двух двигателей одинаковый крутящий момент, но у первого выше мощность, то он гораздо предпочтительнее. В обратной ситуации тоже самое: если мощность одинаковая, но у второго момент выше, то берем второй. Чисто теоретически возможна ситуация, когда у первого мотора будет выше мощность, а у второго – крутящий момент (хотя на практике это очень редкая ситуация), тогда выбирать нужно исходя из задач. Для гоночных треков мотор, у которого больше мощность, для размеренной повседневной езды – мотор с большим крутящим моментом.

Автор — Александр Нечаев.

что такое, формула и в чем измеряется

Мощность двигателя – важнейший его показатель. Как в плане эксплуатации, так и в плане начисления налогов на авто. Крутящий момент нередко путают с мощностью или упускают его из виду в процессе оценки ходовых качеств авто. Многие упрощают автомобиль, считая, что большое количество лошадиных сил – главное преимущество любого мотора. Однако, вращающий момент – более важный показатель. Особенно, если автомобиль не предполагается использовать в качестве спортивного.

Содержание

1. Что такое крутящий момент
2. Формула расчета крутящего момента
3. От чего зависит крутящий момент
4. На что влияет крутящий момент
5. Как увеличить крутящий момент
6. Определение крутящего момента на валу
7. Измеритель крутящего момента
8. Датчик крутящего момента
9. Максимальный крутящий момент
10. Какому двигателю отдать предпочтение
11. Бензиновый двигатель
12. Дизельный двигатель
13. Электродвигатель
14. Улучшение разгона авто за счет изменения момента вращения
15. Зависимость мощности от крутящего момента

Что такое крутящий момент

Крутящим моментом называют единицу силы, которая необходима для поворота коленчатого вала ДВС. Эта не «лошадиная сила», которой должна обозначаться мощность.

ДВС вырабатывает кинетическую энергию, вращая таким образом коленвал. Показатель мощности двигателя (сила давления) зависит от скорости сгорания топлива. Крутящий момент – результат от действия силы на рычаг. Эта сила в физике считается в ньютонах. Длина плеча коленвала считается в метрах. Поэтому обозначение крутящего момента – ньютон-метр.

Технически, крутящий момент – это усилие, которое должно осуществляться двигателем для разгона и движения машины. При этом сила, оказывающая действие на поршень, пропорциональна объему двигателя.

Формула расчета крутящего момента

Показатель КМ рассчитывается так: мощность (в л. с.) равно крутящий момент (в Нм) умножить на обороты в минуту и разделить на 5,252. При меньших чем 5,252 значениях крутящий момент будет выше мощности, при больших – ниже.

В пересчете на принятую в России систему (кгм – килограмм на метр) – 1кг = 10Н, 1 см = 0,01м. Таким образом 1 кг х см = 0,1 Н х м. Посчитать вращательный момент в разных системах измерений ньютоны/килограммы и т.д. поможет конвертер – в практически неизменном виде он доступен на множестве сайтов, с его помощью можно определять данные по практически любому мотору.

График:

На графике изображена зависимость крутящего момента двигателя от его оборотов

От чего зависит крутящий момент

На КМ будут влиять:

• Объем двигателя.
• Давление в цилиндрах.
• Площадь поршней.
• Радиус кривошипа коленвала.

Основная механика образования КМ заключается в том, что чем больше двигатель по объему, тем сильней он будет нагружать поршень. То есть – будет выше значение КМ. Аналогична взаимосвязь с радиусом кривошипа коленвала, но это вторично: в современных двигателях этот радиус сильно изменить нельзя.

Давление в камере сгорания – не менее важный фактор. От него напрямую зависит сила, давящая на поршень.

Для снижения потерь крутящего момента при тряске машины во время резкого газа можно использовать компенсатор. Это специальный (собранный вручную) демпфер, компенсация которого позволит сохранить вращающий момент и повысить срок эксплуатации деталей.

На что влияет крутящий момент

Главная цель КМ – набор мощности. Часто мощные моторы обладают низким показателем КМ, поэтому не способны разогнать машину достаточно быстро. Особенно это касается бензиновых двигателей.

ВАЖНО! При выборе авто стоит рассчитать оптимальное соотношение вращательного момента с количеством оборотов, на которых чаще всего мотор будет работать. Если держать вращательный момент на соответствующем уровне, это позволит оптимально реализовать потенциал двигателя.

Высокий КМ также может влиять на управляемость машины, поэтому при резком увеличении скорости не лишним будет использование системы TSC. Она позволяет точнее направлять авто при резком разгоне.

Широко распространенный 8-клапанный двигатель ВАЗ выдает вращательный момент 120 (при 2500-2700 оборотах). Ручная коробка или АКПП стоит на машине – не принципиально. При использовании КПП немаловажен опыт водителя, на автоматической коробке плавный старт обеспечивает преобразователь.

Как увеличить крутящий момент

Увеличение рабочего объема. Чтобы повышать КМ используются разные методы: замена установленного коленвала на вал с увеличенным эксцентриситетом (редко встречающаяся запчасть, которую трудно находить) или расточка цилиндров под больший диаметр поршней. Оба способа имеют свои плюсы и минусы. Первый требует много времени на подбор деталей и снижает долговечность двигателя. Второй, увеличение диаметра цилиндров с помощью расточки, более популярен. Это может сделать практически любой автосервис. Там же можно настроить карбюратор для повышения КМ.

Изменение величины наддува. Турбированные двигатели позволяют достичь более высокого показателя КМ благодаря особенностям конструкции – возможности отключить ограничения в блоке управления компрессором, который отвечает за наддув. Манипуляции с блоком позволят повысить объем давления выше максимума, указанного производителем при сборке автомобиля. Способ можно назвать опасным, поскольку у каждого двигателя есть лимитированный запас нагрузок. Кроме того, часто требуются дополнительные усовершенствования: увеличение камеры сгорания, приведение охлаждения в соответствие повышенной мощности. Иногда требуется отрегулировать впускной клапан, иногда – сменить распредвал. Может потребоваться замена чугунного коленвала на стальной, замена поршней.

Изменение газодинамики. Редко используемый вариант, поскольку двигатель – сложная конструкция, созданием которого занимаются профессионалы. Теоретически можно придумать, как убрать ограничения, заложенные конструкторами для увеличения срока эксплуатации двигателя и его деталей. Но на практике, если убрать ограничитель, результат не гарантирован, поскольку поменяются все характеристики: например, динамика вырастет, но шина не будет цепляться за дорогу. Чтобы усовершенствовать двигатель такие образом надо быть не просто автомобильным конструктором, но и математиком, физиком и т.д.

ВАЖНО! Простой способ повысить КМ – использовать масляный фильтр. Он снизит засорение двигателя и продлит срок эксплуатации всех деталей.

Определение крутящего момента на валу

Для измерения крутящего момента на валу автомобильного двигателя применяется множество методик. Это может быть показатель подачи топлива, температуры выхлопных газов и т.д. Такие методы не гарантируют высокой точности.

Распространенный метод повышенной точности – применение тензометрического моста. На вал крепятся тензометры, электрически соединенные по мостовой схеме. Сигнал передается на считывающее устройство.

Измеритель крутящего момента

Главная сложность в измерителе крутящего момента, использующего тензометры, является точность передачи данных. Применявшиеся ранее контактные, индукционные и светотехнические устройства не гарантировали необходимой эффективности. Сейчас данные передаются по цифровым радиоканалам. Измеритель представляет собой компактный радиопередатчик, который крепится на вал и передает данные на приемник.

Сейчас такие устройства доступны по стоимости и просты в эксплуатации. Применяются в основном в СТО.

Датчик крутящего момента

Аналогичные устройства, измеряющие КМ, в автомобиле могут быть установлены не только на коленвал, но и на рулевое колесо. Он ставится на модели машин с электроусилителем руля и позволяет отслеживать работу системы управление автомобилей. При выходе датчика из строя, усилитель, как правило, отключается.

Максимальный крутящий момент

Максимальным называется крутящий момент, представляющий пик, после которого момент не растет, несмотря на количество оборотов. На малых оборотах в цилиндре скапливается большой объем остаточных газов, в результате чего показатель КМ значительно ниже пикового. На средних оборотах в цилиндры поступает больше воздуха, процент газов снижается, крутящий момент продолжает расти.

При высоких оборотах растут потери эффективности: от трения поршней, инерционных потерь в ГРМ, разогрева масла и т.д. будет зависеть работа мотора. Поэтому рост качества работы двигателя прекращается или само качество начинает снижаться. Максимальный крутящий момент достигнут и начинает снижаться.

В электродвигателях максимальный вращательный момент называется «критический».

Таблица марок автомобилей с указанием крутящего момента:

Какому двигателю отдать предпочтение

Сегодня множество моделей производители оснащают разными типами моторов: бензиновым или дизельным. Эти модели идентичны только по цене и другим характеристикам.

Из-за разных типов мотора одна и та же модель может отличаться по показателям мощности мотора и крутящему моменту, при этом разница может быть значительной.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель формирует воздушно-топливную смесь, заполняющую цилиндр. Температура внутри него поднимается до примерно 500 градусов. У таких моторов номинальный коэффициент сжатия составляет порядка 9-10, реже 11 единиц. Поэтому, когда происходит впрыск необходимо использование свечей зажигания.

Дизельный двигатель

В цилиндрах работающего на дизеле движка коэффициент сжатия смеси может достигать показателя в 25 единиц, температура – 900 градусов. Поэтому смесь зажигается без использования свечи.

Электродвигатель

Чтобы ответить на вопрос – дизельный, бензиновый или электродвигатель лучше, надо сначала исключить третий вариант, поскольку электродвигатели пока не так распространены, как первые два типа.

ВАЖНО! Что касается выбора между бензиновым и дизельным двигателями, они в первую очередь отличаются мощностью и крутящим моментом. На практике это означает, что при одинаковом объеме двигателя дизельный быстрее разгоняется, а бензиновый позволяет давать более высокую скорость.

Улучшение разгона авто за счет изменения момента вращения

Чем выше показатель крутящего момента – тем быстрее двигатель набирает мощность. Таким образом, вырастет скорость движения. На практике это означает, что, например, во время разгона крутящий момент позволит быстрее обогнать едущий впереди автомобиль.

Чтобы улучшить разгон автомобиля за счет изменения момента вращения, достаточно повысить показатели последнего. Как это сделать – описано выше.

Зависимость мощности от крутящего момента

Крутящий момент, как говорилось выше, это показатель того, с какой скоростью двигатель может набирать обороты. По сути, мощность мотора – прямая производная от КМ на коленвале. Чем больше оборотов – тем выше показатель мощности.

Зависимость мощности от вращательного момента выражается формулой: Р = М*n (Р – мощность, М – крутящий момент, n – количество оборотов коленвала/мин).

Что такое крутящий момент? | Garber Metrology

от Garber Metrology 23 мая 2022 г.

Если вы когда-либо ремонтировали свой автомобиль или даже брали в руки гаечный ключ, то, скорее всего, вы уже слышали слово «крутящий момент». Несмотря на то, что это модное слово для механики, мало кто на самом деле понимает, что такое крутящий момент, не говоря уже о том, почему это такая важная сила в нашем мире.

Крутящий момент — это просто сила, аналогичная нашему пониманию толкания и тяги. Крутящий момент — это сила «скручивания» объекта, будь то гайка на шине или болт, скрепляющий раму. В нашем современном мире крутящий момент является одной из сил, которая, так сказать, скрепляет нашу вселенную.

Как работает крутящий момент?

Рассматривая крутящий момент как силу (не вдаваясь в детали физического уравнения), давайте посмотрим на гаечный ключ. Головка ключа соединяется с головкой болта, после чего мы прикладываем усилие к рукоятке. Сила, возникающая при нажатии или вытягивании рукоятки гаечного ключа, создает равное усилие вокруг болта, то есть крутящий момент. Это сила крутящего момента, которая затягивает или ослабляет болт.

Длина плеча рычага (в данном случае рукоятки гаечного ключа) напрямую влияет на величину прикладываемого крутящего момента: чем длиннее плечо, тем легче создать крутящий момент. Это особенно полезно, когда вам приходится иметь дело с заржавевшими гайками и болтами. Дополнительный рычаг снижает необходимое усилие, сохраняя при этом крутящий момент. Понимание этого помогает предотвратить травмы, что, как скажет вам любой, кто когда-либо сталкивался с проскальзыванием динамометрического ключа, является хорошей идеей.

Зачем нам измерять крутящий момент?

За исключением определения мощности автомобиля, измерение крутящего момента в других областях также может быть очень важным. Хотя большинство людей применяют жесткий подход к практической сварке гаек и болтов с помощью гаечного ключа, иногда для этого требуется более деликатное прикосновение.

Например, когда вы работаете с чувствительными компонентами, чрезмерная затяжка не только может повредить детали, которые вы пытаетесь собрать, но также может привести к защелкам и поломкам, которые могут разрушить всю деталь в целом. Когда вы собираете хрупкие компоненты, вам нужен правильный крутящий момент, не слишком тугой и не слишком свободный.

Когда дело доходит до измерений, силы или чего-то еще, важно работать с компанией, которая полностью понимает физику, стоящую за этим, особенно когда вы работаете с компонентами, где деспотичность приносит больше вреда, чем пользы.

Найдите экспертов по калибровке крутящего момента в Garber Metrology

Понимание крутящего момента и его силы может помочь вам понять их важность для вашего оборудования. Поддержание крутящего момента на вашем оборудовании может гарантировать, что вы сможете обеспечить надежную и стабильную производительность, когда вам понадобится ваше оборудование.

Гарбер Метрология специализируется на понимании сил, окружающих нас. От динамометрических ключей до датчиков и мультипликаторов — мы используем высококачественные инструменты для тщательной калибровки вашего динамометрического оборудования, чтобы оно работало наилучшим образом. Чтобы определить процессы калибровки, наши квалифицированные специалисты измерят выходной крутящий момент вашего оборудования и сравнит показатели со спецификациями оборудования. Этот процесс даст им представление о том, что им нужно сделать, чтобы откалибровать ваши индикаторы и инструменты для настройки крутящего момента.

Будь то крутящий момент, вес или другие чувствительные калибровки, Garber Metrology может помочь вам точно понять, какая сила вам нужна, без необходимости знания физики. Когда вы сотрудничаете с Garber Metrology, вы можете работать с техническими специалистами, отвечающими требованиям отрасли, с быстрым выполнением работ. Наша служба экстренного реагирования работает круглосуточно и без выходных, поэтому вы всегда можете связаться с кем-нибудь, когда вам понадобится помощь. У вас будет возможность выбирать между выездом на место или доставкой, что позволит вам выбрать вариант калибровки, соответствующий вашим потребностям.

Запросите расценки в Garber Metrology сегодня и узнайте, как мы можем откалибровать ваше наиболее важное оборудование для приложения крутящего момента.

Определение крутящего момента и его значение — Merriam-Webster

1 из 3

ˈtȯrk 

1

: сила, которая производит или имеет тенденцию производить вращение или кручение

автомобильный двигатель передает крутящий момент на приводной вал

также

: мера эффективности такой силы, состоящая из произведения силы и перпендикулярного расстояния от линии действия силы до оси вращения

крутящий момент

2 из 3

переходный глагол

: придать крутящий момент : вызвать скручивание (как вокруг оси)

крутящий момент
сущ.

крутящий момент

3 из 3

: обычно металлический ошейник или цепь на шее, которые носили древние галлы, германцы и бритты

История слов

Этимология

Существительное (1)0005

Латинское torquere крутить

Существительное (2)

Французский, от латыни Torquēre , от torquere крутить — больше при пытках вход 1

Первое известное употребление

Существительное (1)

около 1884 г., в значении, определенном в смысле 1

1

Глагол

в значении, определенном выше

Существительное (2)

1695, в значении, определенном выше

Путешественник во времени

Первое известное использование крутящего момента было
в 1695 г.

Другие слова того же года
крутить

крутящий момент

моментный рычаг

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись
«Крутящий момент».

Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/torque. По состоянию на 22 ноября 2022 г.

Ссылка на копию

Медицинское определение

крутящий момент
1 из 2

ˈtȯrk 

: сила, которая производит или имеет тенденцию производить вращение или кручение

также

: мера эффективности такой силы, состоящая из произведения силы и перпендикулярного расстояния от линии действия силы до оси вращения

крутящий момент

2 из 2

: придать крутящий момент : заставить скручиваться (как зуб вокруг своей длинной оси)

Еще от Merriam-Webster о

крутящем моменте

Тезаурус: Все синонимы и антонимы к

крутящий момент 900 : Перевод Torque для говорящих на испанском языке

Britannica English: Перевод Torque для говорящих на арабском языке

Britannica.