Содержание
что это, на что влияет, почему он важнее мощности :: Autonews
Многие уверены, что главной характеристикой двигателя автомобиля является мощность, которая обычно измеряется в лошадиных силах (на самом деле — в ваттах, но применительно к машинам часто используют «лошадей»). Но ведь есть еще такая характеристика как крутящий момент.
- Что это такое
- На что влияет
- Что важнее — момент или мощность
- Дизель и бензин
adv.rbc.ru
Что такое крутящий момент?
Крутящий момент – это векторная величина, определяемая как произведение радиус-вектора точки приложения силы и вектора силы. В простейшем случае – это произведение прикладываемой силы на плечо рычага, к которому она прикладывается. Единица измерения у крутящего момента – соответствующая: ньютоны на метры (Н∙м).
Звучит сложно, но попытаемся объяснить на простом примере. Представьте себе механическую мясорубку, которую нужно крутить за ручку. Так вот, в ней прикладываемая сила – это та сила, с которой вы крутите ручку. А плечо – это сама ручка. И чем она длиннее, тем выше крутящий момент при тех же ваших усилиях.
Как это всё относится к двигателю автомобиля? Очень просто. В моторе сила давления сгорающей смеси бензина и воздуха передаётся через поршень на кривошипно-шатунный механизм. Сила «берётся» из сгорания топлива, а в качестве рычага выступают детали механизма.
На что влияет крутящий момент
Крутящий момент характеризует «итоговую» тягу двигателя. Он говорит «насколько двигатель сильный», какую силу тяги может создавать. При этом надо понимать, что на колёса крутящий момент доходит уже изменённым, ведь шины связаны с мотором не напрямую, а через трансмиссию, в которой момент изменяется в зависимости от передаточного соотношения.
Крутящий момент — величина не постоянная. Момент изменяется вместе с количеством поступающей в цилиндр смеси и оборотами двигателями. Поэтому для оценки возможностей двигателя обычно используют график крутящего момента, который иллюстрирует его зависимость от оборотов.
Особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться
(Фото: Shutterstock)
Чем большее усилие развивает двигатель — тем лучше автомобиль разгоняется. Поэтому максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений.
Но особенность двигателей внутреннего сгорания в том, что с ростом оборотов крутящий момент рано или поздно начинает снижаться. Решить эту проблему помогает коробка передач: при разгоне мы включаем нужную передачу, поддерживая обороты на оптимальном уровне. И поэтому так важно, чтобы двигатель на как можно большем промежутке оборотов выдавал максимальную тягу.
Крутящий момент и мощность: что важнее
Но что важнее? Крутящий момент или мощность двигателя? Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нужно понять, что такое вообще мощность.
С точки зрения физики мощность получается путём деления совершенной работы на время, за которое работа совершилась. То есть, эта характеристика показывает не «что было сделано», а «что было сделано за определённое время». Например, перенести из пункта А в пункт Б десять ящиков можно за пять минут, а можно за сорок. Выполненная работа будет одинакова. А вот мощность — нет.
Применительно к автомобильному двигателю мощность тоже является такой же «оценочной» характеристикой. При этом, можно сказать, что работой двигателя, по сути, является… крутящий момент. Ведь работа мотора — это крутить коленвал. Следовательно, крутящий момент и мощность — величины взаимосвязанные.
Вернемся к воображаемой мясорубке. Длинная ручка обеспечивает высокий крутящий момент, то есть вы можете прокручивать, например, не обычное мясо, а замороженное. Допустим, за один оборот сквозь мясорубку проходит 10 граммов такого мяса, а если у вас получится делать 100 оборотов в минуту — на выходе получится килограмм фарша. Это и есть ваша мощность.
В автомобилях мощность мотора равняется его крутящему моменту на данных оборотах в минуту, умноженному на число этих оборотов и разделённому на определённый коэффициент. Она показывает «суммарное количество» крутящего момента, то есть, работы, совершённой двигателем за определённое время. Чем больше момент, «сила кручения» — тем больше мощность.
Часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.
(Фото: drive2.ru)
Отметим, что как для крутящего момента, так и для мощности существуют графики, демонстрирующие зависимость от числа оборотов. Более того, часто на графике отображаются сразу две линии: одна обозначает момент, а другая — мощность.
Вот и получается, что вопрос о том, что из этих показателей важнее — не совсем корректен. Во-первых, они взаимосвязаны. А, во-вторых, значение имеют не только сами эти показатели, но и обороты.
Крутящий момент в дизельных и бензиновых двигателях
Какой двигатель обладает большим крутящим моментом — бензиновый или дизельный? Как правило, у дизеля крутящий момент заметно выше, чем у аналогичного бензинового мотора. Причём на низких оборотах эта разница наиболее значительна. Дизель развивает хорошую тягу «сразу», чуть ли не с холостых оборотов. А бензиновый должен сперва раскрутиться.
Максимальное ускорение получается на тех оборотах, при которых момент достигает пиковых значений
(Фото: Shutterstock)
С другой стороны, у дизельных двигателей в силу особенности конструкции меньше рабочий диапазон оборотов: когда при разгоне бензиновый двигатель продолжает раскручиваться, дизельный уже требует перехода на высшую передачу.
Значит ли это, что дизель со своим большим крутящим моментом подходит только ля грузовиков и внедорожников? Когда-то многие были в этом уверены. Однако современные дизельные двигатели отлично ведут себя на быстрых спортивных автомобилях.
- Топ-5 автоподстав. Видеопримеры и разбор от экспертов
- Антидождь для автомобиля — что это за средство и как оно работает
- Автомагистраль: что это и чем она отличается от других дорог
Крутящий момент двигателя
Крутящий момент двигателя — это тяговая характеристика двигателя, которая в отличие от мощности дает весьма отдаленное представление об истинных возможностях автомобиля. Для более полного раскрытия этого понятия необходимо прежде всего уяснить, что момент двигателя и момент на колесах автомобиля — это две большие разницы. Крутящий момент двигателя, будучи величиной равной силе на плечо (Н*м) — сила давления сгоревших в двигателе газов через поршень и шатун на плечо кривошипа коленвала — показывает лишь потенциал мотора, а сам автомобиль, в конечном итоге, движет крутящий момент на колесах.
Для оценки реальных тягово-динамических возможностей автомобиля необходимо провести довольно утомительный расчет. Для данного расчета также понадобятся, указанные в технических характеристиках, величины оборотов двигателя, передаточных чисел КПП и главной передачи, диаметра колес и т.д. Тогда как указанная величина мощности двигателя, не требуя дополнительных данных и расчетов, наглядно демонстрирует тягово-динамические возможности автомобиля, то есть крутящий момент на колесах.
График: зависимость крутящего момента от мощности
Пример №1. Суперкар мощностью 500 сил с крутящим моментом двигателя 500 Н*м и магистральная фура-тягач с отдачей 500 сил и 2500 Н*м на колесах тем не менее имеют абсолютно равный крутящий момент при движении с одинаковой скоростью на оборотах максимальной мощности: М (момент на колесах, приводящий машины в движение) = N (мощность двигателя) / n (обороты колеса, при условии, что у суперкара и фуры они одинакового диаметра).
Вывод: цифра мощности отражает тягу и динамику автомобиля, а цифра крутящего момента двигателя, не учавствующая в вычислениях, может быть любой и не имеет значения.
Пример №2. Зайдем с другой стороны. Тот же суперкар и фура с вышеуказанными характеристиками (аналоги Porsche 911 GT3 RS 4.0, Scania R500 и многие другие суперкары и грузовики), как правило, имеют максимальные обороты двигателя около 9000 и 1800 соответственно. Для того чтобы компенсировать пятикратную разницу в оборотах (иметь ту же скорость движения), на фуре придется применять в пять раз более «длинную» трансмиссию, которая, соответственно, будет передавать в 5 раз меньше момента на колеса: 2500 Н*м делим на 5 и получаем те же 500 Н*м (приведенный момент), как в суперкаре.
Вывод: мы получили то же равенство тягово-динамического потенциала машин равной мощности, что и в примере №1.
В представленной таблице крутящего момента двигателей цифры Нм приведены к величине 7000 об/мин.
Марка автомобиля | мощность, л.с. | при об/мин | крутящий момент, Нм | приведенный момент, Нм | |
---|---|---|---|---|---|
1 | Alfa Romeo 8C Competizione | 450 | 7000 | 470 | 470 |
2 | Aston Martin DB9 | 477 | 6000 | 600 | 514 |
3 | Audi A3 Sedan 2. 0 TDI | 150 | 4000 | 320 | 183 |
4 | Audi A6 3.0 TDI | 204 | 4500 | 400 | 257 |
5 | Audi RS5 Coupe | 450 | 8250 | 430 | 507 |
6 | Audi S3 | 300 | 6200 | 380 | 337 |
7 | Audi S4 | 333 | 7000 | 441 | 441 |
8 | Audi S8 | 520 | 6000 | 652 | 559 |
9 | Audi Q7 4.2 TDI | 327 | 3750 | 760 | 407 |
10 | Audi R8 4.2 | 420 | 7800 | 430 | 479 |
11 | Bentley Mulsanne | 512 | 4200 | 1020 | 612 |
12 | BMW 330d F30 | 258 | 4000 | 560 | 320 |
13 | BMW M135i F21 | 320 | 5800 | 450 | 373 |
14 | BMW M5 F10 | 560 | 7000 | 680 | 680 |
15 | BMW M550d xDrive F10 | 381 | 4400 | 740 | 465 |
16 | BMW 750i F01 | 450 | 5500 | 650 | 511 |
17 | BMW M3 E92 | 420 | 8300 | 400 | 474 |
18 | BMW X5 M50d E70 | 381 | 4400 | 740 | 465 |
19 | Bugatti Veyron 16. 4 | 1001 | 6000 | 1250 | 1071 |
20 | Cadillac Escalade | 403 | 5700 | 565 | 460 |
21 | Chevrolet Camaro ZL1 | 580 | 6000 | 754 | 646 |
22 | Chevrolet Corvette Z06 | 507 | 6300 | 637 | 573 |
23 | Citroën C5 V6 HDi 240 | 240 | 3800 | 450 | 244 |
24 | Citroën DS5 eHDi 160 | 160 | 3750 | 340 | 182 |
25 | Dodge Challenger SRT8 392 | 470 | 6000 | 637 | 546 |
26 | Dodge SRT Viper | 650 | 6150 | 814 | 715 |
27 | Ferrari 458 Italia | 570 | 9000 | 540 | 694 |
28 | Ferrari 550 Maranello | 480 | 7000 | 569 | 569 |
29 | Ferrari F12 Berlinetta | 740 | 8700 | 690 | 858 |
30 | Ferrari FF | 660 | 8000 | 683 | 781 |
31 | Ford Explorer 2. 0L EcoBoost | 243 | 5500 | 366 | 288 |
32 | Ford Fiesta ST | 182 | 5700 | 240 | 195 |
33 | Ford Focus ST | 250 | 6000 | 340 | 291 |
34 | Ford Kuga 1.6 EcoBoost | 182 | 5700 | 240 | 195 |
35 | Ford Mondeo 2.2 TDCi | 200 | 3500 | 420 | 210 |
36 | Honda Civic Type-R mk8 | 201 | 7800 | 193 | 215 |
37 | Honda CR-V | 190 | 7000 | 222 | 222 |
38 | Honda S2000 | 240 | 7800 | 220 | 245 |
39 | Hyundai Santa Fe 2. 2 CRDi | 197 | 3800 | 421 | 229 |
40 | Infiniti G37 Sport | 333 | 7000 | 365 | 365 |
41 | Infiniti FX30d | 238 | 3750 | 550 | 295 |
42 | Jaguar XF 3.0 V6 D S | 275 | 4000 | 600 | 343 |
43 | Jaguar XJ 5.0 SC Supersport | 510 | 6500 | 625 | 580 |
44 | Jaguar XKR-S Coupe | 550 | 6500 | 680 | 631 |
45 | Jeep Grand Cherokee 3.0 CRD | 250 | 4000 | 570 | 326 |
46 | Jeep Grand Cherokee SRT8 | 465 | 6000 | 624 | 535 |
47 | Kia Optima 2. 4 | 180 | 6000 | 231 | 198 |
48 | Kia Sorento 2.2 CRDi | 197 | 3800 | 421 | 229 |
49 | Koenigsegg Agera | 940 | 6900 | 1100 | 1084 |
50 | Lamborghini Aventador LP700-4 | 700 | 8250 | 690 | 813 |
51 | Land Rover Discovery 4 5.0 V8 | 375 | 6500 | 510 | 474 |
52 | Land Rover Discovery 4 SDV6 | 245 | 4000 | 600 | 343 |
53 | Lexus LF-A | 560 | 8700 | 480 | 597 |
54 | Lexus IS-F | 423 | 6600 | 505 | 476 |
55 | Maserati 3200GT | 370 | 6250 | 491 | 438 |
56 | Maserati Granturismo S | 440 | 7000 | 490 | 490 |
57 | Maybach 57 | 550 | 5250 | 900 | 675 |
58 | Mazda 6 2. 2 SkyActiv-D | 175 | 4500 | 420 | 270 |
59 | Mazda CX-9 Touring AWD | 277 | 6250 | 366 | 327 |
60 | Mclaren F1 | 627 | 7500 | 651 | 698 |
61 | Mclaren MP4-12C | 600 | 7000 | 600 | 600 |
62 | Mercedes-Benz A 45 AMG | 360 | 6000 | 450 | 386 |
63 | Mercedes-Benz C 250 CDI W204 | 201 | 4200 | 500 | 300 |
64 | Mercedes-Benz CLA 250 | 211 | 5500 | 350 | 275 |
65 | Mercedes-Benz GL63 AMG | 558 | 5250 | 759 | 569 |
66 | Mercedes-Benz S 600 W221 | 517 | 5000 | 830 | 593 |
67 | Mercedes-Benz S 63 AMG W222 | 585 | 5500 | 900 | 707 |
68 | Mercedes-Benz SL 65 AMG R231 | 630 | 5000 | 1000 | 714 |
69 | MINI Cooper SD Countryman | 143 | 4000 | 305 | 174 |
70 | MINI JCW | 211 | 6000 | 280 | 240 |
71 | Mitsubishi Lancer Evolution X | 295 | 6500 | 422 | 392 |
72 | Mitsubishi Outlander 3. 0 | 230 | 6250 | 291 | 260 |
73 | Mitsubishi Pajero 3.2 DI-D | 200 | 3800 | 441 | 239 |
74 | Nissan GT-R R35 | 550 | 6400 | 632 | 578 |
75 | Nissan Patrol | 405 | 5800 | 560 | 464 |
76 | Opel Astra OPC | 280 | 5500 | 400 | 314 |
77 | Opel Insignia 2.0 CDTI | 195 | 4000 | 400 | 229 |
78 | Opel Insignia OPC | 325 | 5250 | 435 | 326 |
79 | Peugeot 308 2. 0 HDI | 140 | 4000 | 340 | 194 |
80 | Peugeot RCZ 200 THP | 200 | 5800 | 275 | 228 |
81 | Porsche 911 Carrera S 991 | 400 | 7400 | 440 | 465 |
82 | Porsche 911 Turbo S 991 | 560 | 6750 | 750 | 723 |
83 | Porsche Carrera GT | 612 | 8000 | 590 | 674 |
84 | Porsche Cayenne S Diesel | 382 | 3750 | 850 | 455 |
85 | Porsche Panamera Diesel | 300 | 4000 | 650 | 371 |
86 | Range Rover 5. 0 Supercharged | 510 | 6500 | 625 | 580 |
87 | Range Rover Sport 4.4 TDV8 | 339 | 3500 | 700 | 350 |
88 | Renault Clio RS | 200 | 7100 | 215 | 218 |
89 | Renault Megane dCi 160 | 160 | 3750 | 380 | 204 |
90 | Rolls-Royce Ghost | 570 | 5250 | 780 | 585 |
91 | Rolls-Royce Wraith | 635 | 5600 | 800 | 640 |
92 | Skoda Fabia RS | 180 | 6200 | 250 | 221 |
93 | Skoda Octavia 2. 0 TDI | 143 | 4000 | 320 | 183 |
94 | Subaru Impreza WRX STI | 300 | 6200 | 350 | 310 |
95 | Subaru Legacy Outback 3.6 | 250 | 6000 | 335 | 287 |
96 | Toyota GT86 | 200 | 7000 | 205 | 205 |
97 | Toyota RAV4 | 180 | 6000 | 233 | 200 |
98 | Volkswagen Golf GTI | 230 | 6200 | 350 | 310 |
99 | Volkswagen Touareg 3.0 TDI | 204 | 4750 | 450 | 305 |
100 | Volvo S60 T6 | 304 | 5600 | 440 | 352 |
101 | Volvo XC60 D5 | 215 | 4000 | 420 | 240 |
← Круиз-контроль
Ксенон →
Автор: TRC
- 1
- 27115
- 0
0
Что такое крутящий момент в автомобилях
20 фев. 2021 г.
- Технология
Крутящий момент — это крутящая сила, которая говорит о вращательной силе двигателя и измеряет, какая часть этой крутящей силы доступна, когда двигатель работает.
Крутящий момент присутствует в повседневных действиях, таких как нажатие дверной ручки, открытие бутылки с газировкой, использование гаечного ключа или вращение педалей на велосипеде. Это крутящий момент, который выполняет свою работу!
Давайте разберем это дальше. Представьте, что вы затягиваете болт с помощью гаечного ключа. Вы приложите некоторое усилие к концу ключа, которое будет передано болту на другом конце. Это прикладывает к болту крутящий момент или силу скручивания.
В то время как мощность измеряется просто в лошадиных силах, крутящий момент обычно измеряется в фунтах на фут (фунт-фут).
Вот как это работает: если мы продолжим наш пример с гаечным ключом, и вы представите, что используете специальный гаечный ключ длиной в один фут для затягивания болта. Приложение силы в один фунт к концу этого гаечного ключа длиной в один фут оказывает крутящий момент в один фунт-фут на болт. Увеличить крутящий момент можно, добавив больший вес или используя более длинный ключ.
Кольцевые гайки, которыми колеса крепятся к вашему автомобилю, обычно необходимо затягивать с крутящим моментом около 100 фунтов на фут — это означает, что оператор должен приложить усилие в 100 фунтов к концу гаечного ключа длиной в фут.
Как работает крутящий момент в автомобиле
Все двигатели, будь то бензиновые или гибридные, генерируют определенное количество лошадиных сил и крутящего момента. Они связаны друг с другом и по-разному выражают мощность двигателя. Крутящий момент используется даже при расчете мощности двигателя. И мощность, и крутящий момент измеряются, чтобы дать покупателям представление о производительности, которую они могут ожидать от своего автомобиля.
Двигатели обычных легковых и грузовых автомобилей обычно развивают крутящий момент от 100 до 400 фунто-футов. Этот крутящий момент создается поршнями внутри двигателя, когда они совершают возвратно-поступательные движения вверх и вниз по коленчатому валу двигателя, заставляя его непрерывно вращаться (или скручиваться). Затем этот крутящий момент передается на колеса автомобиля через трансмиссию и трансмиссию.
Выходной крутящий момент является результатом многих переменных, в том числе размера двигателя и его конструкции.
Проще говоря, чем больше крутящий момент у двигателя, тем лучше он подходит для тяжелых работ, таких как буксировка, буксировка или преодоление крутых подъемов. Вот почему крутящий момент часто имеет первостепенное значение при перемещении чего-то большого и тяжелого, например, грузовика с прицепом.
Крутящий момент и мощность в лошадиных силах — в чем разница
Мощность и крутящий момент — это разные способы выражения характеристик двигателя автомобиля.
Что такое лошадиная сила? Лошадиная сила передает общую способность двигателя в любых условиях. И наоборот, выходной крутящий момент передает пиковую мощность, доступную этому двигателю, в определенный момент, когда он выполняет свою самую тяжелую работу.
Для иллюстрации давайте представим, что вы покупаете новую стереосистему. Вы могли бы рассмотреть, насколько громко звучит стерео. Максимально возможная громкость прослушивания для непрерывного воспроизведения подобна лошадиным силам двигателя: хороший показатель того, какой мощностью обладает эта стереосистема.
Теперь рассмотрим бас стереосистемы. Бас — это часть прослушивания, которая играет на максимальной громкости (в лошадиных силах), хотя бас, скорее всего, будет оцениваться по его пиковому уровню «напора», созданному на короткий момент.
Таким образом, мощность в лошадиных силах подобна громкости стереосистемы, а крутящий момент подобен басу: оба атрибута стоит знать, и для определенных типов музыки (или транспортных средств) один может быть важнее другого.
Ключевые различия между лошадиными силами и крутящим моментом
Мощность в лошадиных силах определяет общую производительность двигателя. Крутящий момент обеспечивает простое измерение максимального крутящего усилия, которое двигатель может создать при интенсивной работе.
Вот почему у пикапов есть двигатели с большим крутящим моментом, которые развивают больший крутящий момент, чем небольшой автомобиль.
Например, 5,7-литровый двигатель i-FORCE V8 автомобиля Toyota Tundra имеет мощность 381 л.с. и крутящий момент в 401 фунт-фут. Такой высокий уровень крутящего момента дает водителям широкие возможности для выполнения сложных работ, таких как буксировка, транспортировка и преодоление крутых подъемов.
И наоборот, Toyota Corolla Hatchback оснащен четырехцилиндровым двигателем Dynamic Force мощностью 168 лошадиных сил и крутящим моментом 151 фунт-фут. В этом автомобиле нет необходимости в высоком крутящем моменте, а экономия топлива является приоритетом, поэтому мощность и крутящий момент устанавливаются инженерами так, чтобы сбалансировать приятную производительность с отличной топливной экономичностью.
Наконец, рассмотрим гибридный автомобиль, в котором используется бензиновый двигатель, усиленный электродвигателем.
Электрические двигатели являются суперзвездами крутящего момента, поскольку они мгновенно обеспечивают полный крутящий момент. Вы увидите это в следующий раз, когда будете использовать блендер: как только вы включите его, его электродвигатель немедленно и без ожидания приложит максимальный крутящий момент к вращающимся лезвиям.
Именно такой мгновенный и мощный выходной крутящий момент помогает гибридным автомобилям, таким как Toyota Prius , Corolla Hybrid и RAV4 Hybrid , обеспечивать снижение расхода топлива и повышение производительности.
Найдите и постройте свою следующую Toyota
Ознакомьтесь с новинками
лошадиных сил против крутящего момента: в чем разница?
Что лучше? Вот как можно подавить эти дебаты в барах.
Йоги Берра, никогда не останавливавшийся на деталях двигателя, пришел бы к выводу, что крутящий момент и мощность — это одно и то же, только разные. На самом деле, это упрощение частично верно.
Крутящий момент и мощность — это то, что производят двигатели, когда вы поворачиваете ключ и нажимаете на педаль акселератора. Воздух и топливо, воспламеняющиеся в камерах сгорания, заставляют коленчатый вал, трансмиссию и ведущие оси вращаться. Это чудо преобразования энергии: потенциальная энергия, содержащаяся в галлоне переработанного динозавра, эффективно преобразуется в кинетическую энергию, необходимую для движения.
Копнув глубже, рассмотрите следующие определения из учебника:
Энергия — это способность выполнять работу. В этом случае двигатели выполняют тяжелую работу (работу), которую раньше выполняли лошади.
Работа является результатом действия силы на некотором расстоянии. Американская единица измерения работы (а также энергии) — футо-фунты. В Международной системе (СИ) работа измеряется в джоулях и, в редких случаях, в ньютон-метрах.
Крутящий момент — вращающая сила, создаваемая коленчатым валом двигателя. Чем больше крутящий момент выдает двигатель, тем больше его способность выполнять работу. Измерение такое же, как и работа, но немного другое. Поскольку крутящий момент представляет собой вектор (действующий в определенном направлении), он измеряется в фунтах-футах и ньютон-метрах.
Конечно, всегда есть исключения. В этом случае различие заключается в статическом крутящем моменте , который вы применяете с помощью гаечного ключа, чтобы затянуть болты с головкой. Во избежание путаницы единицами измерения статического крутящего момента традиционно являются футо-фунты. Наоборот, система СИ использует ньютон-метры как для статических, так и для динамических измерений крутящего момента.
Мощность — это скорость выполнения работы. Шотландский изобретатель восемнадцатого века Джеймс Уатт дал нам эту удобную эквивалентность: одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для того, чтобы поднять 33 000 фунтов ровно на один фут за одну минуту. В честь этого вклада единицей измерения мощности в системе СИ является киловатт.
Вернемся к теореме Берра. Крутящий момент — это способность выполнять работу, а мощность — это то, насколько быстро может быть выполнена какая-либо напряженная задача. Другими словами, мощность — это скорость выполнения работы (или приложения крутящего момента) за заданный промежуток времени. Математически мощность равна крутящему моменту, умноженному на число оборотов в минуту. H = T x об/мин/5252, где H — мощность в лошадиных силах, T — фунт-фут, об/мин — скорость вращения двигателя, а 5252 — константа, заставляющая единицы измерения совпадать. Таким образом, чтобы увеличить мощность, двигатель должен генерировать больший крутящий момент, работать на более высоких оборотах или и то, и другое.
В то время как эскизные определения отлично подходят для учебников, их применение к реальным двигателям — совсем другое дело. Одна из проблем заключается в том, что у каждого автомобильного двигателя есть рабочий диапазон от холостого хода до красной черты. Например, 6,2-литровый V-8 Hellcat Dodge Challenger выдает 707 лошадиных сил ТОЛЬКО при 6000 об/мин. Он производит значительно меньше мощности на холостом ходу (достаточно только для вращения вспомогательного оборудования с приводом от двигателя) и чуть менее 700 лошадиных сил при красной черте 6200 об / мин. И он развивает свой максимальный крутящий момент в 650 фунт-футов ТОЛЬКО при 4000 об/мин.
Другой проблемой является точное определение мощности и крутящего момента вращающегося коленчатого вала. Инструментом для этой задачи является динамометр двигателя. Хотя это слово означает «устройство измерения мощности», на практике измеряются крутящий момент и число оборотов двигателя, а его мощность рассчитывается по приведенной выше формуле.
Вихретоковые динамометры используют магнитное поле для передачи крутящего момента от вращающегося коленчатого вала к подшипнику рычага против датчика статической силы (известного как тензодатчик), расположенного на точном расстоянии от центра кривошипа. Другой широко используемый тип динамометра — водяной тормоз; он использует один вращающийся и один статический набор лопастей насоса для передачи крутящего момента коленчатого вала через плечо рычага на тензодатчик.
Идеальный двигатель развивает достаточный крутящий момент на низких оборотах и поддерживает его до красной отметки. Величина создаваемого крутящего момента прямо пропорциональна количеству воздуха, проходящего через двигатель. Большие двигатели перекачивают больше воздуха и, следовательно, создают больший крутящий момент. Бустеры — нагнетатели, турбокомпрессоры — подают дополнительный воздух, чтобы помочь маленьким двигателям действовать большими. Конечно, в камеры сгорания должно подаваться соответствующее количество топлива, но это несложно, особенно при впрыске с электронным управлением.
Чтобы облегчить впрыск нужного количества топлива, конструкторы двигателей сталкиваются с рядом сложных задач. Один из них — сделать все компоненты достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки, которым они подвергаются из-за давления сгорания, а в случае движущихся частей — из-за собственной инерции. Потребности в охлаждении и смазке примерно пропорциональны производимой мощности. А нагнетание воздуха в любой двигатель, через него и из него на сверхвысоких оборотах — это то, где инженерное дело становится искусством. Учтите топливную экономичность и чистоту выхлопа в уравнении разработки, и станет ясно, почему волшебники по двигателю редко тусуются у охладителя воды.
К этому моменту обсуждения должно быть ясно, что крутящий момент и лошадиная сила подобны разлученным братьям и сестрам; они тесно связаны, но не имеют много общего. Но как насчет более серьезной моральной проблемы, стоящей перед человечеством в целом и перед автолюбителями в частности: что лучше?
Мы ответим так, как это оценил бы Йоги Берра. В бейсбольной игре, если крутящий момент аналогичен кетчеру, то лошадиная сила — это питчер. И то, и другое необходимо для игры в мяч, но обязанности питчера — определение скорости и траектории каждого брошенного мяча — определяют игру.