Что такое крутящий момент двигателя в автомобиле?

Все детали и механизмы автомобиля выступают его неотъемлемыми элементами и в совокупности или по отдельности играют важную роль в работе транспортного средства. Тем не менее, главной составляющей любого авто остается мотор.

Анализ его технических параметров позволяет автолюбителю определять изменение тяговых возможностей, способность набирать скорость и работать в тяжелых дорожных условиях. Среди показателей, которые помогают охарактеризовать работу двигателя, наибольшее количество вопросов вызывает крутящий момент. Что это за параметр? На что он влияет и как определяется?

Что такое крутящий момент?

Суть крутящего момента проще всего объяснить на примере. Предположим, двигатель вашего авто способен развивать мощность в пределах 100 лошадиных сил. При езде по обычным городским дорогам на средних оборотах используется около 60 л.с., то есть еще 40 «лошадей» остается в запасе.

Если вам нужно обогнать другое транспортное средство, то придется задействовать все 100 л.с. Однако сделать это можно только постепенно – сначала до 70 л.с., потом до 90. Только когда двигатель достигнет пика своих оборотов, из него удается выжать всю сотню «лошадок».

В такой ситуации на помощь приходит крутящий момент, который позволяет на разгоне ускорить набор оборотов мотора. Другими словами, чем выше этот показатель в вашем авто, тем быстрее двигатель набирает обороты и тем лучше увеличивается скорость транспорта.

Исходя из сказанного, можно сделать вывод, что крутящий момент является параметром, который характеризует силу вращения коленвала. Его вычисление осуществляется путем умножения силы, прилагаемой к поршню, на промежуток, который отделяет место поршневого крепления от центральной вращательной оси коленвала.

На что влияет крутящий момент?

Как известно, предельная скорость движения транспортного средства зависит от скорости его разгона. Чем быстрее авто разгоняется, тем быстрее оно сможет достичь пика своих возможностей. В свою очередь, на ускорение оказывает воздействие мощность мотора, которая регулируется количеством оборотов коленвала.

То, с какой скоростью транспорт будет набирать данные обороты, зависит от крутящего момента двигателя. Если говорить простым языком, то характеристика данного параметра позволяет установить, за какое время ваш транспорт сможет разогнаться от нуля до максимальной скорости.

Как рассчитать крутящий момент?

Самый простой способ выяснить крутящий момент вашего автомобиля – заглянуть в технические документы, где этот показатель прописывается в большинстве случаев. Если в бумагах он не указан, то установить данные можно посредством специальных датчиков.

Такие приборы присоединяются к тензометрической станции авто и работают за счет питания от генератора. С их помощью можно не только осуществлять статические и динамические замеры крутящегося момента, но и контролировать частоту вращения коленвала.

Какой крутящий момент лучше?

Оптимальный параметр крутящего момента может варьироваться в зависимости от типа двигателя. У бензинового данный показатель обычно не слишком высокий, при этом его наибольшего значения можно достичь при работе мотора в 3000–5000 оборотов в минуту. В дизельных моторах крутящийся момент намного выше.

Вместе с тем, подобным агрегатам не присущи высокие обороты, а доступ к крутящему моменту возможен почти с холостого хода. В любом случае, показатель напрямую зависит от литража, то есть чем выше мощность двигателя, тем выше крутящий момент.

Как увеличить крутящий момент?

Чтобы получить возможность быстрее разгоняться, некоторые водители стараются увеличить крутящий момент своего авто. Сделать это можно несколькими способами. Наиболее простыми считаются замена стандартного глушителя на прямоточный или установка на моторе фильтра нулевого сопротивления.

Более сложным, но и более эффективным методом можно назвать увеличение рабочего объема мотора с помощью расточки цилиндров. Иногда рабочий объем увеличивают посредством замены стандартного коленвала на механизм с более высокими показателями эксцентриситета, однако этот способ отнимает много сил и требует изготовления соответствующего коленчатого вала под заказ.

Крутящий момент двигателя: что это такое

Далеко не все характеристики автомобиля понятны с первого прочтения. Многим всё ясно с мощностью, максимальной скоростью, временем разгона и объёмом багажника. Но не каждый способен объяснить что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами. В лучшем случае подсмотреть в поисковике, но там тоже многое покажется непонятным. А момент указывается при любом описании или тестировании автомобиля всё более упорно, да ещё и с выраженным акцентом. Надо разобраться.

Популярная механика на коленчатом валу

Вращающийся вал любого двигателя с большой силой сопротивляется попыткам его затормозить. Точно так же, как и сам автомобиль противостоит встречному ветру и трению качения колёс. Но при линейном движении физика понятней, сила сопротивления приложена в обратном направлении толкающей силе, всё это вполне однозначно можно измерить.

При вращательном движении сила зависит от точки вдоль радиуса, к которой прикладывается сопротивление вращению. Чем эта точка дальше от центра, тем меньшее усилие потребуется, очень похоже на правило рычага, которое известно гораздо большему кругу не очень хорошо помнящих физику людей. То есть для точной характеристики способностей двигателя преодолевать нагрузку надо учесть и радиус.

Для этого и придумано понятие крутящего момента (КМ) — это сила, умноженная на расстояние от оси вращения, ну или плечо рычага, если так понятнее. Чем больше сила и чем длиннее рычаг (радиус маховика или колеса), тем крутящий момент больше. Измеряется он, соответственно, в Ньютон-метрах, где Ньютон — стандартная единица измерения силы, ну а что такое метр вряд ли стоит объяснять.

Чем создаётся момент в поршневом ДВС и как его повышают

Если представить себе поршень, соединённый с шейкой коленвала через шатун, то становится понятно, что КМ однозначно определяется давлением на поршень. Отсюда и несколько выводов:

• чем больше площадь днища поршня и давление газов над ним, тем выше крутящий момент, значит надо увеличивать наполнение цилиндра полезной смесью или рабочий объём двигателя;
• если смесь сильнее сжимается, то и давление будет больше, отсюда преимущество имеют моторы с высокой степенью сжатия;
• объективными пределами для бесконечного роста момента станут прочность деталей и особенности горения, над этим и работают автомобильные инженеры.

Естественно, поршневыми моторами создатели автомобилей не ограничиваются, но у пока единственного реального конкурента ДВС — электромотора проблема момента так остро не стоит, если его и указывают, то разве что в рекламных целях. Но в любом случае надо выяснить, на что влияет крутящий момент двигателя, и почему ему уделяется столько внимания. Не инженерами, для них он реально очень важен, а миром потребителей автомобилей.

Что интересует разных водителей

Каждый, кто оказывается за рулём, со временем начинает желать, чтобы автомобиль резво реагировал на нажатие педали акселератора в любой ситуации, не требуя дополнительных действий. Но возможности моторов ограничены, для хорошей отдачи им надо развить достаточное количество оборотов, как принято называть частоту вращения коленчатого вала. Только так можно зарядить цилиндры нужным количеством рабочей смеси.

Для раскрутки моторов на любой скорости существует трансмиссия. Находящаяся в её составе коробка передач может менять своё передаточное число, вручную или автоматически, позволяя двигателю работать на больших оборотах, а значит и со значительным моментом, даже на малых скоростях, например, при подъёме гружёного автомобиля в гору. Происходит это потому, что крутящий момент водителю нужен не на валу двигателя, а на ведущих колёсах.

Законы техники утверждают, что при повышении передаточного числа скорость падает, а КМ увеличивается. Причём пропорционально, фактически он умножается на величину общего передаточного числа от двигателя к колёсам. И уже именно там он ощущается водителем как сила, толкающая машину вперёд.

Момент и мощность

Возникает вопрос — если КМ так легко увеличить в разы, то что ограничивает его рост? Ответ даёт та же физика. Как бы не переключалась трансмиссия, есть основная характеристика двигателя, которую изменить она не в состоянии — это мощность.

Мощность двигателя простыми словами равна произведению момента на скорость вращения. То есть выигрывая в скорости, проигрываем в моменте и наоборот. Более того, это является основой для парадоксального многим заключения — значение момента вообще не должно интересовать водителя. Можно ведь просто раскрутить двигатель при увеличенном передаточном числе, сила на колёсах будет той же.

Так в чём же польза от большого крутящего момента

Можно сказать, что она в факторах второго порядка, не влияющих прямо на интенсивность разгона, которая объективно нужна в первую очередь. Ну или на способность преодолевать подъёмы и сложные участки дороги.

Далеко не всем водителям нравится, когда двигатель работает на высоких оборотах. Они бы предпочли так называемую «тракторную» тягу на низких. Это субъективно, но очень многим нравится и формирует ложное впечатление, что такие моторы более динамичны. Хотя обычно всё наоборот, достаточно понаблюдать за автогонками.

И второй фактор — у мощных форсированных двигателей максимальный КМ достигается в относительно узком диапазоне оборотов, близком к максимальной мощности. Ниже его угнетающе мало. Хотелось бы более равномерного распределения крутящего момента по оборотам. Это пришло с тех времён, когда приходилось вручную работать механической коробкой передач, да ещё и с небольшим количеством ступеней. Сейчас коробки в большинстве автоматические, часто вообще бесступенчатые (вариаторы), но привычка осталась.

Как это решается в современных автомобилях, и почему производители всё упрощают

Хороший двигатель сейчас немыслим без турбонаддува. Не вдаваясь в описание этого устройства, можно сказать, что наполнение цилиндров легко обеспечивается почти при любых оборотах, начиная практически с холостых. Отсюда ровная «полка» крутящего момента, который достигает своей максимальной величины при 1500–2000 об/мин и не меняется до максимальных , у подобных двигателей значительно меньших, чем у старых «атмосферников».

Казалось бы, проблема решена, но нельзя же без рекламного эффекта. И производители начинают соревнование — кто большую величину момента укажет в характеристиках новой модели. Зачем это знать водителю — непонятно, всё равно автоматическая коробка передач выберет нужный момент на колёсах, который в несколько раз выше, создаваемого мотором, каким бы он ни был. А разгон автомобиля и прочие его способности определяются исключительно максимальной мощностью. Обороты, при которых она достигается, у гражданских автомобилей примерно одинаковые. То есть надо упоминать равномерность распределения момента по оборотам, чтобы под нагрузкой момент не падал даже без переключений, но нет, указывается только абстрактное число Ньютон-метров.

Нам мощность не надо, момента давайте!

К сожалению, борьбу за момент всячески поддерживают автожурналисты и блоггеры, с гордостью сообщая Ньютон-метры рядом с лошадиными силами. Явно в большинстве своём не понимая вообще, что это такое. Доходит даже до озвучивания принципиального преимущества дизельных двигателей в моменте. Забывая при этом, что у дизелей обычно значительно меньше обороты максимальной мощности и дело всё равно остаётся за коробкой передач.

Простой пример, уточняющий что такое крутящий момент двигателя автомобиля простыми словами — чтобы уравнять возможности двигателей с моментом, допустим, 300 и 400 Н*м, достаточно бесступенчатой коробке чуть сдвинуть управляющие конусы вариатора — и момент на колёсах станет одинаковым. А именно он и придаёт автомобилю тот самый уверенный разгон. Поэтому не стоит внимательно относиться к заявленным численным величинам крутящего момента двигателя, достаточно знать его мощность.

Источник Источник http://www.mnogo-otvetov.ru/avto/chto-takoe-krutyashhij-moment-dvigatelya-v-avtomobile/
Источник Источник http://autobibikka.ru/krutyashhij-moment-dvigatelya/