Мощность и крутящий момент двигателя: Мощность и крутящий момент — что это?

  • 27.10.1979

Содержание

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 крутящего момента

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.

Таблица крутящего момента и мощности

  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

с рукояткой и кривошипом . Ручка по-прежнему находится в 12 дюймах от центра вал, но теперь вместо того, чтобы крепиться к стене, вал теперь проходит сквозь стену, опираясь на подшипники качения, и прикреплен к генератору за стеной.

Предположим, как показано на рис. 2 , что постоянная сила в 100 фунтов. каким-то образом применяется к ручке, так что сила всегда перпендикулярна как рукоятке, так и кривошипу, когда кривошип вращается. Другими словами, «стрелка». вращается вместе с рукояткой и остается в том же положении относительно кривошипа и рукоятки, как показано в приведенной ниже последовательности. (Это называется «тангенциальной силой»).

Рисунок 2

Если эта постоянная 100 фунтов.касательная сила, приложенная к 12-дюймовой рукоятке (крутящий момент 100 фунт-футов), заставляет вал вращаться со скоростью 2000 об/мин, то мощность вал передает на генератор за стеной 38 л.с. , рассчитывается следующим образом:

100 фунт-фут крутящего момента (100 фунтов x 1 фут), умноженные на 2000 об/мин, разделенные на 5252, составляют 38 л.с.

Следующие примеры иллюстрируют несколько различных значений КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, которые обеспечивают мощность 300 л.с.

Пример 1 :   Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ требуется для создания 300 л.с. при 2700 об/мин?

, так как     л.с. = КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ x ОБ/МИН ÷ 5252
            тогда, изменив уравнение:
КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = л.с. x 5252 ÷ ОБ/МИН

Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 2700 = 584 фунт-фут.

Пример 2:   Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ требуется для создания 300 л.с. при 4600 об/мин?

Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 4600 = 343 фунт-фут.

Пример 3:   Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ требуется для создания 300 л.с. при 8000 об/мин?

Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 8000 = 197 фунто-футов.

Пример 4:   Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ развивает турбинная секция газотурбинного двигателя мощностью 300 л.с. при 41 000 об/мин?

Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 41 000  = 38.4 фунта-фута.

Пример 5: Выходной вал редуктора двигателя в Примере 4 вращается со скоростью 1591 об/мин. Сколько КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ доступен на этом валу?

Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 1591 = 991 фунт-фут.

(без учета потерь в редукторе, разумеется).

Из этих чисел следует сделать вывод, что заданное количество лошадиных сил может быть получено из бесконечного числа комбинаций. крутящего момента и оборотов.

Подумайте об этом с другой стороны: в автомобилях одинакового веса 2-литровый двигатель с двумя распредвалами развивает мощность 300 л.с. при 8000 об/мин (197 фунт-фут) и 400 л.с. при 10 000 об/мин (210 фунт-фут) выведет вас из поворота так же, как 5-литровый двигатель, который развивает 300 л.с. при 4000 об/мин (394 фунт-фут) и 400 л.с. при 5000 об/мин (420 фунт-фут).Фактически, в автомобилях одинакового веса меньший двигатель, вероятно, будет ЛУЧШЕ участвовать в гонках, потому что он намного легче, поэтому на переднюю часть приходится меньше веса. И в реальности машина с более легким 2-литровым двигателем будет вероятно, весит меньше, чем большой автомобиль с двигателем V8, поэтому он будет лучшим гоночным автомобилем по нескольким причинам.

Измерение мощности

Динамометр определяет МОЩНОСТЬ двигателя путем приложения нагрузки к двигателю выходного вала с помощью водяного тормоза, генератора, вихретокового гасителя или любого другого управляемого устройства, способного поглощать власть.Система управления динамометром заставляет амортизатор точно соответствовать количеству TORQUE , которое производит двигатель. в этот момент, то измеряет что КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ и ОБ/МИН вала двигателя, и от тех два измерения, он вычисляет наблюдаемых мощности . Затем применяются различные факторы (температура воздуха, барометрическое давление, относительная влажность) для того, чтобы исправить наблюдаемую мощность до значения, которое было бы, если бы оно было измерено при стандартных атмосферных условиях , вызванная скорректированная мощность .

Последние изменения на этой странице

В этом месте страницы раньше был анализ, показывающий, как определить мощность, потребляемую насосом. Это обсуждение имеет была перемещена на более подходящую, недавно обновленную страницу «Системы смазки двигателя».

Общие замечания

Чтобы спроектировать двигатель для конкретного применения, полезно построить оптимальную кривую мощности для этого конкретного применения, затем из этой информации о конструкции определите кривую крутящего момента, которая требуется для получения желаемой кривой мощности.По оценке крутящего момента требования к реалистичным значениям BMEP, вы можете определить разумность целевая кривая мощности.

Как правило, пик крутящего момента возникает при значительно более низких оборотах, чем пик мощности. Причина в том, что в целом кривая крутящего момента не падает (в %) так же быстро, как увеличивается число оборотов в минуту (в %). Для гоночного двигателя часто выгодно (в пределах границ условия применения) для работы двигателя далеко за пределами пиковой мощности, чтобы обеспечить максимальную среднюю мощность в течение необходимый диапазон оборотов.

Однако для двигателя, который работает в относительно узком диапазоне оборотов, такого как авиационный двигатель, обычно требуется, чтобы двигатель выдает максимальную мощность при максимальных оборотах. Это требует, чтобы пик крутящего момента был достаточно близок к максимальным оборотам. Для самолета двигатель, вы обычно проектируете кривую крутящего момента так, чтобы она достигла максимума при нормальных настройках круиза и оставалась неизменной до максимальных оборотов. Такое позиционирование кривая крутящего момента позволила бы двигателю производить значительно больше мощности, если бы он мог работать на более высоких оборотах, но цель состоит в том, чтобы оптимизировать производительность в рабочем диапазоне.

Пример этой концепции показан на рис. 3 ниже. Три пунктирные линии представляют три различные кривые крутящего момента, каждая из которых имеет точное значение одинаковая форма и значения крутящего момента, но с пиковыми значениями крутящего момента, расположенными при разных значениях оборотов. Сплошные линии показывают мощность, вырабатываемую кривыми крутящего момента того же цвета.

Рисунок 3

Обратите внимание, что при пиковом крутящем моменте 587 фунт-футов при 3000 об/мин розовая линия мощности достигает пика около 375 л.с. между 3500 и 3750 об/мин.С участием та же кривая крутящего момента сдвинута вправо на 1500 об/мин (черный цвет, пик крутящего момента 587 фунт-фут при 4500 об/мин), пиковая мощность подскакивает примерно до 535 л.с. 5000 об/мин. Опять же, перемещение той же кривой крутящего момента вправо еще на 1500 об/мин (синяя, пик крутящего момента 587 фунт-футов при 6000 об/мин) приводит к снижению мощности. пик около 696 л.с. при 6500 об/мин

Используя черные кривые в качестве примера, обратите внимание, что двигатель развивает мощность 500 л.с. как при 4500, так и при 5400 об/мин, что означает, что двигатель может такой же объем работы в единицу времени (мощность) при 4500, что и при 5400.ОДНАКО, он будет сжигать меньше топлива для производства 450 л.с. при 4500 об/мин. чем при 5400 об/мин, из-за паразитных потерь мощности (мощность, расходуемая на вращение коленчатого вала, возвратно-поступательных узлов, клапанного механизма) увеличивается пропорционально квадрату частоты вращения коленчатого вала.

Диапазон оборотов, в котором двигатель развивает максимальный крутящий момент, ограничен. Вы можете настроить двигатель так, чтобы он имел высокий пиковый крутящий момент с очень узкий диапазон или более низкое значение пикового крутящего момента в более широком диапазоне. Эти характеристики обычно диктуются параметрами область применения, для которой предназначен двигатель.

Пример этого показан на рис. 4 ниже. Это то же самое, что и график на рис. 3 (выше), ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ, синяя кривая крутящего момента имеет был изменен (как показано зеленой линией), чтобы он не исчезал так быстро. Обратите внимание, как это приводит к увеличению зеленой линии электропередач. далеко за пределами пика крутящего момента. Такого рода изменение кривой крутящего момента может быть достигнуто путем изменения различных ключевых компонентов, в том числе (но не ограничиваясь) профили кулачков, расстояние между кулачками, длина впускных и/или выпускных каналов, поперечное сечение впускных и/или выпускных каналов раздел.Изменения, направленные на расширение пикового крутящего момента, неизбежно уменьшат значение пикового крутящего момента, но желательность данное изменение определяется приложением.

Рисунок 4

Вывод уравнения мощности


(для всех, кому интересно)

Эта часть может быть не интересна большинству читателей, но несколько человек спрашивали:

«ОК, если    л.с. = ОБ/МИН x КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ÷ 5252 ,   тогда откуда откуда 5252?»

Вот ответ.

По определению, МОЩНОСТЬ = СИЛА x РАССТОЯНИЕ ÷ ВРЕМЯ (как объяснялось выше в разделе ПИТАНИЕ рубрика)

Используя пример на рисунке 2 выше, где постоянная тангенциальная сила в 100 фунтов была приложена к 12-дюймовой рукоятке, вращающейся со скоростью 2000 об/мин, мы знаем задействованную силу , поэтому для расчета мощности нам нужно расстояние рукоятка путешествия на единицу время , выраженное как:

Мощность = 100 фунтов x расстояния в минуту

Хорошо, на какое расстояние поворачивается рукоятка за одну минуту? Сначала определите расстояние, которое он проходит за один оборот :

РАССТОЯНИЕ за оборот = 2 x π x радиус

РАССТОЯНИЕ за оборот.= 2 x 3,1416 x 1 фут = 6,283 фута

Теперь мы знаем, какое расстояние поворачивает кривошип за один оборот. Какое расстояние проходит кривошип за одну минут ?

РАССТОЯНИЕ в мин. = 6,283 фута на оборот. х 2000 об. в мин. = 12 566 футов в минуту

Теперь мы знаем достаточно, чтобы рассчитать мощность, определяемую как:

МОЩНОСТЬ = СИЛА x РАССТОЯНИЕ ÷ ВРЕМЯ
    so
Мощность = 100 фунтов x 12 566 футов в минуту = 1 256 600 футо-фунтов в минуту

Шикарно, а как насчет ЛОШАДЕЙ? Помните, что одна ЛОШАДЕЙНАЯ СИЛА определяется как 33000 футо-фунтов работы. в минуту .Следовательно, HP = МОЩНОСТЬ (фут-фунт в минуту) ÷ 33 000. Мы уже подсчитали, что мощность, приложенная к кривошипа выше составляет 1 256 600 футо-фунтов в минуту.

Сколько это HP?

л.с. = (1 256 600 ÷ 33 000) = 38,1 л.с.

Теперь мы объединяем уже известные нам вещи, чтобы создать магию 5252. Мы уже это знаем:

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = СИЛА x РАДИУС.

Если мы разделим обе части этого уравнения на РАДИУС, мы получим:

(a)   СИЛА = КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ÷ РАДИУС

Теперь, если РАССТОЯНИЕ за оборот = РАДИУС x 2 x π, тогда

(b)   РАССТОЯНИЕ в минуту = РАДИУС x 2 x π x об/мин

Мы уже знаем

(c)   МОЩНОСТЬ = СИЛА x РАССТОЯНИЕ в минуту

Таким образом, если мы подставим эквивалент СИЛЫ из уравнения (a) в и расстояние в минуту из уравнение (б) в уравнение (в), получаем:

МОЩНОСТЬ = (МОМЕНТ ÷ РАДИУС) x (ОБ/МИН x РАДИУС x 2 x π)

Разделив обе стороны на 33 000, мы получим HP,

.

Л.С. = КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ÷ РАДИУС x ОБ/МИН x РАДИУС x 2 x π ÷ 33 000

Уменьшая, получаем

л.с. = КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ x ОБ/МИН x 6.28 ÷ 33 000

С

33 000 ÷ 6,2832 = 5252

Поэтому

л.с. = КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ x ОБ/МИН ÷ 5252

Обратите внимание, что при 5252 об/мин крутящий момент и л.с. равны. При любых оборотах ниже 5252 значение крутящего момента больше, чем значение HP; Выше 5252 об/мин значение крутящего момента меньше значения л.с.

Что важнее? » Oponeo.co.uk

Производители автомобилей используют разные единицы измерения и выражения мощности автомобильного двигателя.Мощность и крутящий момент являются одними из наиболее часто используемых терминов, особенно когда речь идет об ускорении автомобиля. Что это такое и насколько они важны?

При ускорении важны как крутящий момент, так и мощность в лошадиных силах

Что такое крутящий момент и что такое лошадиная сила?

И крутящий момент, и мощность измеряются силой. Крутящий момент выражает вращающую способность двигателя (способность вращать его маховик), а лошадиная сила означает общую выходную мощность двигателя. Проще говоря, крутящий момент — это сила, которую вы чувствуете, отталкивая вас назад на сиденье при ускорении, а лошадиная сила — это скорость, достигаемая в конце этого ускорения.

Как мощность, так и крутящий момент могут быть измерены различными способами, например, в тормозной лошадиной силе, стандарте мощности, ньютон-метрах, ваттах, фунтах/футах и ​​так далее. Мы предпочитаем BHP для Brake HorsePower (количество мощности, производимой двигателем, за вычетом количества, которое теряется из-за трения) и Lb/Ft для преобразования крутящего момента (фунты на фут вращения вокруг одной точки).

На самом деле, тормозная мощность получается из расчета, основанного на крутящем моменте: BHP = крутящий момент X об/мин / 5252.Проще говоря, умножьте крутящий момент на скорость вращения оси в минуту (об/мин), и вы получите окончательную выходную мощность двигателя.

Что важнее для ускорения: крутящий момент или мощность?

Важность как крутящего момента, так и лошадиных сил зависит от характера ваших потребностей, и, конечно же, вы никогда не сможете получить одно без другого.

По правде говоря, нет однозначного ответа, что важнее. Более важным соображением является понимание баланса между ними, как они взаимодействуют или, возможно, как повлиять на двигатель, давая ему больше того или другого.Если вы хотите разорвать шины своего автомобиля, вам нужен низкий крутящий момент, но если вы гонитесь за рекордами наземной скорости, то лошадиные силы всегда будут побеждать.

Технические характеристики двигателя для повышения его мощности

Не все двигатели одинаковы, так как даже два агрегата, снятых с одной линии, будут отличаться на динамометрическом стенде. Даже в этом случае это должна быть полностью контролируемая среда, поскольку давление воздуха, температура и влажность будут влиять на показатели мощности двигателя, тем более, если мы введем в уравнение принудительную индукцию.

Характеристики мощности можно формировать: например, двигатель с длинным ходом обычно дает больший крутящий момент, чем двигатель с коротким ходом. На этом же основании мы можем играть с синхронизацией кулачка, чтобы повлиять на подачу мощности — опережение синхронизации кулачка должно обеспечивать более низкий крутящий момент, а его замедление соответствует высокой мощности в минуту.

Большинство современных двигателей стремятся к балансу крутящего момента и мощности.

Другим элементом, который следует учитывать, является принудительная индукция (FI).Наддув или турбонаддув двигателя — отличный способ увеличить его мощность, как правило, довольно экономичным способом. Здесь снова у нас есть два маршрута, каждый из которых предлагает разные варианты. С одной стороны, наддув дает больше крутящего момента двигателя, тогда как турбонаддув дает дополнительную мощность.

Конечно, нужно добавить одну оговорку. Любой метод увеличивает «мощность», но есть много других факторов, которые вам необходимо учитывать. Однако для простоты это то, что вы могли ожидать, выбрав маршрут FI.

Еще одним фактором, который следует учитывать при выборе конструкции, типа и мощности двигателя, является выбор топлива. Эта взаимосвязь становится все более размытой, поскольку когда-то дизельное топливо считалось топливом для грузовиков, а бензин — для легковых автомобилей.

Это уже не так, поскольку дизельные автомобили в последние годы стали почти такими же популярными, как и бензиновые, что оказало огромное влияние на гоночную трассу. Например, такие производители, как Audi и Peugeot, участвовали в знаменитой 24-часовой автогонке Ле-Мана только с дизельными автомобилями, потому что крутящий момент и экономия топлива идеально подходят для гонок на выносливость.

Применение мощности и крутящего момента

Когда дело доходит до соотношения крутящего момента и мощности, это действительно вопрос применения; если вы пытаетесь вытащить пень из земли, лошадиные силы не помогут (если только вы не добавите 100-метровую веревку и не устроите себе разбег). Тем не менее, если это что-то более спортивное, мощность должна быть впереди. Большинство производителей нашли свой баланс, но иногда немного корректируют цифры.

По правде говоря, в то время как многие из нас могут просто знать, что конкретный двигатель или автомобиль по своей природе обладает крутящим моментом или мощностью, очень немногие могут с какой-либо степенью точности отличить характеристики «обычного» дорожного автомобиля. Общее мнение состоит в том, что вам нужно иметь как минимум около 10% разницы, чтобы на самом деле почувствовать это, если только ваше место на динамометрическом стенде не особенно хорошо откалибровано.

Будущее крутящего момента в электромобилях

В общем, разговор о крутящем моменте и лошадиных силах, несомненно, станет в будущем спорным вопросом, так как его заменит одно простое измерение: кВт.

Если забыть обо всех «почему» и «почему», электроэнергия может обеспечить огромный крутящий момент с места, а это означает, что ускорение всегда будет быстрым, несмотря на потерю веса из-за того, что сотни аккумуляторов для ноутбуков приклеены к шасси.

Баланс между мощностью и крутящим моментом вполне может быть заменен электромобилями в будущем.

Фактически, Tesla Model S P90D только что установила рекорд для полностью электрического серийного автомобиля в спринте на ¼ мили, преодолев его всего за 10.9 секунд. Для сравнения, Bugatti Veyron сделает то же самое за 10,175 секунды. Действительно кажется, что электроэнергия — это путь вперед, поскольку разрыв в производительности сокращается очень и очень быстро.

Заключение

Будь то принудительная индукция, длинный ход или короткий ход, размер отверстия, степень сжатия или конструкция распределительного вала, все это играет роль в изменении характеристик мощности двигателя. Нет простого ответа на вопрос, что лучше, поэтому, возможно, простой вопрос: что вам больше подходит?

В чем разница между мощностью и крутящим моментом?

ПОСМОТРИТЕ на характеристики современного турбодизельного двигателя, и вы не сможете не заметить того, какой большой крутящий момент они производят.

* Впервые опубликовано в выпуске 4X4 Australia за сентябрь 2015 г. несколько лет назад, в то время как хороший 3,0-литровый дизель в наши дни развивает 600 Нм и более. А если этого недостаточно, то 4,4-литровый турбодизель V8 в Range Rover претендует на 740 Нм!

Но что на самом деле означают 450 Нм, 600 Нм или даже 740 Нм? И является ли такой огромный крутящий момент более важным, чем наличие приличной мощности?

Простые законы физики на самом деле неразрывно связывают мощность и крутящий момент, потому что мощность — это просто математическое произведение крутящего момента, умноженного на скорость двигателя.Таким образом, если крутящий момент — это сила вращения, мощность — это скорость, с которой эта сила может быть приложена.

Рассмотрим простую аналогию: у вас есть старый полноприводный автомобиль с сильно заржавевшей колесной гайкой на шпильке. К счастью, у вас есть огромная колесная скоба длиной в метр и еще более крупный приятель, чья диета с пиццей и пивом позволяет ему весить до 100 кг, чтобы помочь открутить колесную гайку.

Чтобы провернуть гайку, необходимо преодолеть трение между гайкой и шпилькой, приложив достаточное усилие к концу колесного ключа.

Если ваш напарник поместит все свои 100 кг веса на конец колесной скобы, когда она находится в горизонтальном положении, этот вес в 100 кг соответствует направленной вниз (линейной) силе в 980 ньютонов; Ньютон является стандартной мерой силы в метрической системе. Эта сила в 980 ньютонов получается путем умножения 100-килограммовой массы вашего напарника на 9,8 м/с — ускорение свободного падения.

Эта сила в 980 ньютонов, действующая на конец рычага (колёсного ключа), который находится в метре от гайки, создаёт крутящий момент на гайке в 980 ньютон-метров (Нм), вычисляемый путём умножения 980 (ньютонов) на один (метр).

Крутящий момент прилагается к колесной гайке независимо от того, двигается гайка или нет. Если гайка не двигается, мощность не вырабатывается. Но как только орех начинает двигаться, ваш партнер также начинает производить энергию.

Предположим, что 980 Нм достаточно, чтобы начать движение гайки и что трение остается постоянным по всей длине заржавевшей шпильки. Также предположим (с помощью какой-то волшебной ловкости), что ваш напарник может поддерживать крутящий момент 980 Нм на гайке, когда она вращается, независимо от положения колесного ключа.

Если он поворачивает гайку колеса со скоростью один оборот в минуту, простая формула (см. «Волшебную формулу» ниже) определяет, сколько энергии он производит. В этом сценарии он будет производить чуть более десятой доли киловатта.

Если бы он мог вращать гайку 10 раз в минуту, он произвел бы чуть более 1 кВт. Таким образом, большой крутящий момент в этом случае не приводит к большой выработке мощности.

Урок, который следует здесь усвоить, состоит в том, что большие числа крутящего момента ничего не стоят, если ваш «напарник» или рассматриваемый двигатель не могут обеспечить такой крутящий момент с приличной скоростью или скоростью.Даже если бы ваш напарник смог закрутить гайку при типичной частоте вращения двигателя на холостом ходу 800 об/мин, его выходная мощность увеличилась бы до гораздо более полезных 82 кВт.

В реальном мире мощность — это то, что вам нужно, потому что мощность, а не крутящий момент — это то, что вам нужно, чтобы преодолеть вес вашего 4×4, его аэродинамическое сопротивление и другие второстепенные факторы, такие как сопротивление качению его колес. При прочих равных, большая мощность даст вам большее ускорение, более быстрый подъем в гору и более высокую максимальную скорость, независимо от крутящего момента двигателя.

2

Значит, крутящий момент завышен?

Вовсе нет, так как чем больше у вас крутящий момент, тем меньшая частота вращения двигателя вам нужна для получения хорошей мощности.

Когда дело доходит до двигателей, самый простой способ получить больший крутящий момент — построить двигатель большего размера. С большим двигателем, который производит большой крутящий момент, вам не нужны высокие обороты двигателя для получения приличной мощности. Если вы объедините большой двигатель с большим количеством оборотов, вы получите большие показатели мощности.

Двигатели меньшего размера с трудом развивают большой крутящий момент, поэтому для получения приличной мощности им требуется больше оборотов.Другой простой способ увеличить крутящий момент двигателя — использовать принудительную аспирацию, а именно наддув или турбонаддув.

Простое соотношение, состоящее в том, что мощность равна крутящему моменту, умноженному на частоту вращения двигателя, справедливо для всех двигателей, дизельных или бензиновых, любой мощности и с любым количеством цилиндров, с турбонаддувом или без него.

ВОЛШЕБНАЯ ФОРМУЛА

Соотношение между мощностью и крутящим моментом сводится к простой формуле: мощность равна крутящему моменту, умноженному на число оборотов двигателя.

Формула также содержит «константу» для настройки используемых единиц измерения. Например, в метрической системе мощность (в кВт) равна крутящему моменту (в Нм), умноженному на число оборотов двигателя (в об/мин), деленному на 9549.

В мире, где мощность измеряется в лошадиных силах (л.с.), а крутящий момент — в фунт-футах (фунт-фут), применяется следующая формула: л.с. равняется фунт-футам, умноженным на число оборотов в минуту, деленное на 5252.

В метрической системе стандартная единица крутящего момента (Нм) отдает дань уважения великому английскому физику и математику Исааку Ньютону, поскольку Нм означает ньютон-метр.Ньютон стал отцом понимания гравитации и основ физики движения.

Стандартной единицей мощности в метрической системе является кВт, или киловатт, и относится к шотландскому изобретателю и инженеру Джеймсу Ватту. Уатт разработал паровой двигатель, который сыграл ключевую роль в так называемой промышленной революции. Приставка «килограмм» используется в метрической системе для обозначения умножения на 1000. Таким образом, двигатель мощностью 50 кВт фактически производит 50 000 Вт.

Мощность против.Крутящий момент – x-engineer.org

В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как рассчитывается мощность двигателя и что такое кривая крутящего момента и мощности . Кроме того, мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).

К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как вращающую силу , приложенную к объекту. Крутящий момент (вектор) — это векторное произведение силы (вектор) и расстояния (скаляр). Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между силой и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки колесного болта

Представьте, что вы хотите затянуть/ослабить болты колеса.Нажатие или вытягивание рукоятки ключа, соединенной с гайкой или болтом, создает крутящий момент (крутящую силу), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Крутящий момент T [Нм]  является произведением силы F [Н] и длины плеча рычага a [м] .

\[\bbox[#FFFF9D]{T = F \cdot a}\]

Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, либо длину плеча рычага, либо и то, и другое.

Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если плечо ключа имеет 0.25 м и приложенная сила 100 Н (что примерно эквивалентно толкающей силе 10 кг )

\[T = 100 \cdot 0,25 = 25 \text{ Нм}\]

Тот же крутящий момент можно было бы получить, если бы плечо рычага было 1 м , а сила только 25 Н .

Тот же принцип применяется к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, прикладываемой к шатунной шейке через шатун.

Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом валу на каждой шатунной шейке каждый раз, когда поршень находится в рабочем такте.Плечо рычага и в данном случае представляет собой радиус кривошипа (смещение) .

Величина силы F зависит от давления сгорания в цилиндре. Чем выше давление в цилиндре, тем выше усилие на коленчатый вал, тем выше выходной крутящий момент.

Изображение: Функция расчета крутящего момента двигателя по давлению в цилиндре

Длина плеча рычага влияет на общий баланс двигателя . Слишком большое его увеличение может привести к дисбалансу двигателя, что приведет к увеличению усилий на шейках коленчатого вала.

Пример : Рассчитать крутящий момент на коленсе для двигателя со следующими параметрами:

Цилиндр, BORE, B [мм] 85 85
12
Смещение кривошипа, a [мм] 62

Сначала рассчитаем площадь поршня (при условии, что головка поршня плоская и ее диаметр равен диаметру цилиндра):

\ [A_p = \frac{\pi B^2}{4}=\frac{\pi \cdot 0.2\]

Во-вторых, рассчитаем силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в Н (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па (Паскаль).

\[F = p \cdot A_p = 120000 \cdot 0,0056745 = 680,94021 \text{ N}\]

Предполагая, что вся сила в поршне передается на шатун, крутящий момент рассчитывается как:

\[T = F \cdot a = 680,94021 \cdot 0,062 = 42,218293 \text{ Нм}\]

Стандартной единицей измерения крутящего момента является Н·м (ньютон-метр).Особенно в США единицей измерения крутящего момента двигателя является lbf·ft (футо-фунтов). Преобразование между Н·м и lbf·ft :

\[ \begin{split}
1 \text{ lbf} \cdot \text{ft} &= 1.355818 \text{ N} \cdot \text {m}\\
1 \text{ N} \cdot \text{m} &= 0,7375621 \text{ lbf} \cdot \text{ft}
\end{split} \]

В нашем конкретном примере крутящий момент в имперских единицах (США):

\[T = 42,218293 \cdot 0,7375621 = 31,138615 \text{ lbf} \cdot \text{ft}\]

Крутящий момент T [N] также может быть выражен как функция среднее эффективное давление двигателя.

\[T = \frac{p_{me} V_d}{2 \pi n_r}\]

где:
p me [Па] – среднее эффективное давление
V d 3 ].

В физике в степени — это работа, выполненная за время, или, другими словами, — скорость выполнения работы .В вращательных системах мощность P [Вт] является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад/с] .

\[\bbox[#FFFF9D]{P = T \cdot \omega}\]

Стандартная единица измерения мощности Вт (Ватт), а скорости вращения рад/с (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств обеспечивают мощность двигателя в л.с. (тормозная мощность) и скорость вращения в об/мин (оборотов в минуту).Поэтому мы собираемся использовать формулы преобразования как для скорости вращения, так и для мощности.

Для преобразования об/мин в рад/с мы используем:

\[\omega \text{ [рад/с]} = N \text{ [об/мин]} \cdot \frac{\pi}{ 30}\]

Чтобы преобразовать рад/с в об/мин , мы используем:

\[N \text{ [об/мин]} = \omega \text{ [рад/с]} \cdot \frac{30 }{\pi}\]

Мощность двигателя также может быть измерена в кВт вместо Вт для более компактного значения.Чтобы преобразовать кВт в л.с. и наоборот, мы используем:

\[ \begin{split}
P \text{ [л.с.]} &= 1,36 \cdot P \text{ [кВт]}\\
P \text{ [кВт]} &= \frac{P \text{ [л.с.]}}{1.36}
\end{split} \]

В некоторых случаях вы можете найти л.с. (лошадиная сила) вместо л.с. как единица измерения мощности.

Имея скорость вращения, измеренную в об/мин , и крутящий момент в Нм , формула для расчета мощности :

\[ \begin{split}
P \text{ [кВт]} &= \frac{\pi \cdot N \text{ [об/мин]} \cdot T \text{ [Нм]}}{30 \cdot 1000}\\
P \text{ [л.с.]} &= \frac{1.36 \cdot \pi \cdot N \text{ [об/мин]} \cdot T \text{ [Нм]}}{30 \cdot 1000}
\end{split} \]

Пример . Рассчитайте мощность двигателя как в кВт , так и в л.с. , если крутящий момент двигателя 150 Нм и частота вращения двигателя 2800 об/мин .

\[ \begin{split}
P &= \frac{\pi \cdot 2800 \cdot 150}{30 \cdot 1000} = 44 \text{ кВт}\\
P &= \frac{1,36 \cdot \ pi \cdot 2800 \cdot 150}{30 \cdot 1000} = 59,8 \text{ л.с.}
\end{split} \]

Динамометр двигателя

Частота вращения двигателя измеряется датчиком на коленчатом валу (маховике).В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленчатом валу с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий работы коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя датчиком не является надежным методом. Кроме того, стоимость датчика крутящего момента довольно высока. Поэтому крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне скоростей и нагрузок с помощью динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блоке управления двигателем.

Изображение: Схема динамометра двигателя

Динамометр представляет собой тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Наиболее часто используемым и лучшим типом динамометра является электрический динамометр . На самом деле это электрическая машина , которая может работать как генератор или двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель можно перевести в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при остановке подачи топлива (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для вращения двигателя. Таким образом, можно измерить потери на трение в двигателе и насосный момент.

У электрического динамометра ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор крепится через плечо рычага к тензодатчику . Чтобы сбалансировать ротор, статор будет давить на тензодатчик. Крутящий момент T вычисляется путем умножения силы F , измеренной в тензодатчике, на длину плеча рычага a .

\[T = F \cdot a\]

Параметры двигателя: тормозной момент, тормозная мощность (л.с.) или удельный расход топлива при торможении (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», поскольку для их измерения используется динамометр (тормоз) .

Результаты испытаний двигателя на динамометрическом стенде представляют собой карты крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенной частоте вращения и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карты карта крутящего момента для бензина, искры зажигания (Si) двигатель :

:

9069
Engine
крутящий момент
[NM]

[NM]
. 10 20 30 40 50 60 100
Двигатель
скорость
[мин]
800 45 90 107 109 110 111 114 116
1300 60 105 132 133 134 136 138 141
1800 35 89 1 33 141 142 144 145 149
2300 19 70 133 147 148 150 151 155
2800 3 55 133 153 159 161 163 165
3300 0 41 126 152 161 165 167 171
3800 0 33 116 150 160 167 170 175
4300 0 26 110 155 169 176 90 599 180 184
4800 0 18 106 155 174 179 185 190
5300 0 12 96 147 167 175 181 187
5800 0 4 84 136 161 170 175 183
6300

0 0 72 120 145 153 159 159 171 171

Пример Карта электроэнергии для бензина, зажигания зажигания (SI) :

12 9 13 13 13

13 1300597 2 9 23 9 36 36 37 9059 9 3800 18 92 92 90 92 92 8 6300 137
Двигатель
мощность
[л.с.]
Акселератор положение педали [%]
5 10 20 30 40 50 60 100
Engine
скорость
[RPM]
800 5 10 12
1300 11 19 24 25 25 25 25 26 9
9 34 37 38
2300 6 23 44 48 48 49 49 51
2800 1 22 53 61 63 64 65 66
3300 0 19 59 59 71 76 78 78 80 98 0 63 81 87 95
4300 0 16 67 95 103 108 110 113
4800 0 12 72 106 119 122 126 130
5300 0 9 72 111 126 132 137 141
5800 0 3 69 112 133 140 145 145 151
0 0 108 130 137 143 153

) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущей частоты вращения двигателя и нагрузки. В ECM нагрузка выражается давлением во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и временем впрыска или массой топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки, основанные на температуре и давлении воздуха на впуске.

График данных крутящего момента и мощности, функции скорости двигателя и нагрузки дает следующие поверхности:

Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.

Изображение: Кривые крутящего момента двигателя SI

Изображение: Кривые мощности двигателя SI

Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке двигатель зависит как от оборотов двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривой (кривые) при

полной нагрузке (100% положение педали акселератора). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке показывают максимальное распределение крутящего момента и мощности во всем диапазоне частоты вращения двигателя.

Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

Форма кривых крутящего момента и мощности, приведенных выше, не соответствует реальному двигателю, а предназначена для объяснения основных параметров. Тем не менее, формы аналогичны реальным характеристикам двигателя с искровым зажиганием (бензин), портового впрыска, атмосферного двигателя.

Частота вращения двигателя N e [об/мин] характеризуется четырьмя основными точками:

N мин – минимальная устойчивая частота вращения двигателя при полной нагрузке
N Tmax 0 – частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N Pmax – частота вращения двигателя при максимальной мощности двигателя; также называется номинальная частота вращения двигателя
N макс. – максимальная стабильная частота вращения двигателя

При минимальной частоте вращения двигатель должен работать ровно, без колебаний и остановок.Двигатель также должен позволять работать на максимальных оборотах без каких-либо повреждений конструкции.

Кривая T e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T 0 – крутящий момент двигателя при минимальной частоте вращения двигателя – макс. крутящий момент (пиковый крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T P – крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T M – крутящий момент двигателя при максимальных оборотах двигателя с турбонаддувом) пиковый крутящий момент может быть либо точкой, либо линией.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Кривая P e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:

P 0 – мощность двигателя при минимальных оборотах двигателя – макс. мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P T – мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P M – мощность двигателя при максимальных оборотах двигателя

Область между минимальными оборотами двигателя 3 Н мин и максимальный крутящий момент оборотов двигателя N Tmax называется нижней границей зоны крутящего момента.Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше стартовые/разгонные возможности автомобиля. Когда двигатель работает в этой области, при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и остановке двигателя . По этой причине эту область также называют областью нестабильного крутящего момента.

Область между частотой вращения двигателя с максимальным крутящим моментом Н Tmax и частотой вращения двигателя с максимальной мощностью Н Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших результатов переключение передач (вверх) следует выполнять при максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач, после переключения выбранная передача будет снижать частоту вращения двигателя при максимальном крутящем моменте, что обеспечит оптимальное ускорение. Переключение передач при максимальной мощности двигателя будет поддерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между частотой вращения двигателя максимальной мощности Н Pмакс и максимальной частотой вращения двигателя Н макс называется зоной верхнего предела крутящего момента.Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что приводит к более высокой максимальной скорости автомобиля и лучшему ускорению на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной скоростью вращения двигателя N Tmax  и максимальной частотой вращения двигателя N max , если сопротивление дороги автомобиля увеличивается, частота вращения двигателя падает, а выходной крутящий момент увеличивается, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента.

Ниже приведены примеры кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с воспламенением от сжатия) и типа впуска воздуха (атмосферный или с турбонаддувом).

Honda 2.0 крутящий момент двигателя и мощность на полную нагрузку

впрыска топлива клапан порта 8 4500 P Max [ HP]
4 IN-Line

Изображение: Honda 2.0 Si Двигатель — крутящий момент и кривые мощности на полную нагрузку

бензин (SI)
Емкость двигателя [CM 3 ] 1998
9 7 воздухозаборник атмосферный 9
Клапан Timing Переменная
T Max [NM] 190
N Tmax [RPM]
155
N Pmax [об/мин] 6000
Н макс. [об/мин] 6800

Saab 2.0T крутящий момент двигателя и мощность на полную нагрузку

9 Топливо впрыска топлива 8 TurboChated Клапан Timing N N N 8 2500 2 905 97
4 IN-Line

Изображение: SAAB 2.0T Двигатель SI — крутящий момент и кривые власти на полную нагрузку

бензин (Si)
емкости двигателя [CM 3 ] клапан 9 воздухозаборник фиксированные
T Max [NM] 265
P Max [HP] 175
N Pmax [об/мин] 5500
Н макс. [об/мин] 6300

Audi 2.0 TFSi двигатель крутящий момент и мощность на полную нагрузку

Топливо на впрыск топлива Direct Airboate

9 Клапан Timing [NM] 8 1800 — 5000 P Max HP]
4 IN-Line

Изображение: AUDI 2.0 TFSI SI Двигатель — крутящий момент и мощности на полной нагрузке

бензин (Si)
Емкость двигателя [CM 3 ] 1994 Direct 9 7 фиксирован
T Max 280
N TMAX [RPM]
200
N Pmax [об/мин] 5100 – 6000
Н макс. [об/мин] 6500

Тойота 2.0 D-4D крутящий момент двигателя и мощность на полную нагрузку

2 Direct Direct Клапан Timing 2 9060 2
4 IN-Line

Изображение: Toyota 2.0 ДВИГАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЬ — крутящий момент и мощности на полную нагрузку

дизель (CI)
Емкость двигателя [см 3 ] 1998
Direct 9 7 воздухозаборник TurboChated
Исправлено 7 8 T Max [NM] 30014 300 9 2
N TMAX [RPM] 2000 — 2800
P Max [л.с.] 126
N Pmax [об/мин] 3600
N макс. [об/мин] 5200

Mercedes-Benz 1.8 kompressor двигатель крутящий момент и мощность на полную нагрузку

9059]
впрыска топлива POLD CARD клапан Timing N 8 N TMAX [RPM]
цилиндры архитектуры

4 in-line

Изображение: Mercedes Benz 1.8 Kompressor Si Двигатель Si — крутящий момент и кривые власти на полную нагрузку

бензин Емкость двигателя [см 3 ] клапана 9 7 Air Intoke Supergrege фиксированные
T Max [NM] 230 2800 — 4600
P MAX [HP ] 156
N Pmax [об/мин] 5200
Н Макс.0 TWINTURBO Двигатель двигателя и мощность на полную нагрузку Топливо 7 Direct Direct Dual-Stage Клапан Timing N Tmax [RPM] 2
70597
6 IN-RAINE

Изображение: BMW 3.0 TWINTURBO SI Двигатель Si — Кривые крутящего момента и мощности на полной нагрузке

бензин
Емкость двигателя [CM 3
]

9059
Переменный 7

7 9
400
1300 — 5000
P Max [л.с.] 306
N Pmax [об/мин] 90 599 5800
N макс. [об/мин] 7000

Mazda 2.6 крутящий момент вращения двигателя и мощность на полную нагрузку

Топливо Топливо Топливо Емкость двигателя [CM 3 ]

9 9 Alize Intoke 2 N 8 N TMAX [RPM] 2 9060 2
2 Wankel

Изображение: Mazda 2.6 СИ СИ Двигатель — крутящий момент и силы мощности на полной нагрузке

бензин
(2616)
Port клапана воздухозаборник атмосфер
фиксированные
T MAX [NM] 211 211 5500
P Max [HP] 231
N Pmax [об/мин] 8200
Н макс. [об/мин] 9500

Порше 3.6 моменту двигателя и мощность на полную нагрузку

Ground 9 7

8

8 воздухозаборник AIR ATHOUT 8 атмосферный 9 2 7 9 0598 N MAX [RPM] [RPM]

Изображение: Porsche 3.6 Si Двигатель — крутящий момент и кривые власти на полной нагрузке

Топливо бензин
Емкость двигателя [CM 3 ] 3600 3600
Recorn Timing переменная
T Max [NM] 405
N TMAX [RPM] 5500 P MAX [HP] 415
N Pmax [об/мин] 7600
8400 8400 8400

ключевых заявлений, чтобы иметь в виду, что касается мощности двигателя и крутящего момента:

крутящий момент

  • крутящий момент — это компонент мощности
  • крутящий момент может быть увеличен за счет увеличения среднего эффективного давления двигателя или снижения потерь крутящего момента (трение, прокачка)
  • наличие более низкого максимального крутящего момента, распределенного по диапазону скоростей двигателя, лучше с точки зрения тяги, чем при более высоком максимальном крутящем моменте
  • низкий крутящий момент очень важен для пусковых способностей автомобилей
  • высокий крутящий момент полезен в условиях бездорожья, когда автомобиль эксплуатируется на больших уклонах дороги, но на низкой скорости как на крутящий момент, так и на скорость
  • мощность можно увеличить, увеличив крутящий момент или скорость двигателя
  • high powe r важен для высоких скоростей автомобиля, чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость автомобиля
  • распределение мощности двигателя при полной нагрузке по диапазону оборотов двигателя влияет на способность автомобиля к ускорению на высоких скоростях
  • для наилучшего характеристики ускорения, транспортное средство должно эксплуатироваться в диапазоне мощности, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью

По любым вопросам или замечаниям относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

Автомобиль — Требуемая мощность и крутящий момент

Мощность двигателя

Мощность двигателя, необходимая для поддержания постоянной скорости автомобиля, может быть рассчитана как

P = мощность двигателя, Вт автомобиль (м/с)

η = общий КПД трансмиссии, обычно равный 0.85 (пониженная передача) — 0,9 (прямой привод)

Для автомобиля, который разгоняется, к общей силе необходимо добавить силу ускорения.

Пример — Автомобиль и требуемая мощность двигателя

Требуемая мощность двигателя для движения автомобиля по ровной поверхности с постоянной скоростью 90 км/ч с силой аэродинамического сопротивления 250 Н и силой сопротивления качению 400 Н и общий КПД 0,85 — можно рассчитать как

P = ((250 Н) + (400 Н)) (90 км/ч) (1000 м/км) (1/3600 ч/с) / 0.85

= 19118 W

= 1

= 1

= 19 kw

Момент двигателя или момент

Моторный момент против мощности и об / мин может быть рассчитан

T = P / (2 π N RPS )

= 0.159 P / = 0.159 P / N RPS

= P / ( 2 π (N RPM /60))

= 9.55 P / N RPM (2)

где

T = крутящий момент или момент (нм)

N RPS = скорость двигателя (RPS, REV / SEC)

N RPM = частота вращения двигателя (об/мин, об/мин)

Пример — автомобиль и требуемый крутящий момент двигателя

Момент, развиваемый двигателем в автомобиле выше с двигателем, работающим на скорости 1500 об/мин , может быть рассчитан как 9 0005

Т = 9.55 (19118 Вт) / (1500 об/мин)

   = 121 Нм

Усилие на колесо

Суммарная сила (1) , действующая на автомобиль, равна силе тяги между ведущими колесами и поверхностью дороги :

F W = F T = F T = F T = F T , где

, где

F W = сила, действующая между водительными колесами и поверхностью дороги (N)

сила тяги может быть выражена крутящим моментом двигателя И скорость и скорости и скорости скоростей:

F W = F T = F T = F T

= (T η / R) (N RPS / N W_RPS )

= ( T η / R) (N RPM / N W_RPM )

= (2 T η / d) (N RPM / N W_RPM )   (3)

R = радиус колеса (M)

D = диаметр колеса (M)

N W_RPS 0 = скорость колеса (RPS, REV / SEC)

n w_rpm = скорость вращения колеса (об/мин, об/мин)

Обратите внимание, что движение по кривой добавляет центростремительную силу к общей силе, действующей между колесами и поверхностью дороги.

Мощность, необходимую для наклона, см. на примере автомобиля в конце раздела «Силы, действующие на тело, движущееся по наклонной плоскости».

Что важнее для ускорения: мощность или крутящий момент?

Когда я купил свою первую настоящую машину, меня (впервые) заинтересовало поведение машины. Я начал сравнивать его с моим предыдущим автомобилем по характеристикам и тут же задался ключевым вопросом:

Что важнее для ускорения — мощность или крутящий момент?

Мой первый подход состоял в том, чтобы расспросить тех, кто был рядом со мной, и позвонить друзьям, которые увлекались автомобилями и/или гонками.Результаты не были удовлетворительными. Я получил несколько приличных ответов, но никто не мог объяснить мне отношения так, чтобы я мог понять.

Большинство людей имеют твердое мнение по этой теме, но не понимают науки.

Все это меня смущало и интриговало. Одна вещь, которую я действительно понял, это то, что никто из спорящих людей не использовал точные научные данные в качестве основы для своих аргументов; они ссылались на науку, но делали это очень небрежно. Ну, этого мне было недостаточно, поэтому я решил найти настоящие ответы.

Основы

Итак, для начала я, естественно, проконсультировался с Google. Большинство популярных хитов «крутящий момент против лошадиных сил» — превосходные произведения; они разбивают математику очень методично, поэтому я не буду повторять здесь эту превосходную работу. Вместо этого я просто резюмирую основы, которые все принимают как факт.

  1. Лошадиная сила : Джеймс Уатт придумал понятие лошадиной силы, которая, что интересно, является мерой силы .1 л.с. эквивалентен 33 000 ft/lbfs в минуту. Причина сложной единицы заключается в том, что мы учитываем три вещи с этим числом: количество задействованного веса, расстояние, на которое он перемещается, и , сколько времени требуется, чтобы это сделать (последнее важно).
  2. Крутящий момент : Крутящий момент есть не что иное, как измерение скручивающей или вращательной силы. Самый простой способ подумать об этом — представить себе длинную ось — например, ось автомобиля — и представить, что она находится в комнате, подвешенной в воздухе.Внизу на одном конце висит веревка с прикрепленным грузом — очень тяжелым грузом.

Теперь представьте, что кто-то пытается руками повернуть вал, чтобы поднять вес. Думайте о них как о попытке действовать как лебедка и наматывать ее.

Обратите внимание, здесь ничего не говорится о том, как быстро вы скручиваетесь.

Величина силы, которую они могут создать при скручивании, представляет собой крутящий момент, который они могут создать.

Одной из единиц измерения этого параметра является футо-фунт.Фунт-фунт — это вращательная «сила», возникающая при подвешивании однофунтового груза на конце 1-футовой лебедки.

Перестаньте думать о лошадиных силах и крутящем моменте как о совершенно разных

Почему мощность и крутящий момент пересекаются при 5252 об/мин

Большинство людей совершают ошибку, участвуя в этих дебатах, рассматривая мощность и крутящий момент независимо друг от друга. Почти все утверждают, что это отдельные, несвязанные ценности, а это не так.

Мощность в л.с. = (крутящий момент x число оборотов в минуту) / 5252

Это уравнение — вторая по важности вещь на этой странице, и именно поэтому любой, кто говорит вам, что мощность и крутящий момент следует рассматривать одинаково и по отдельности, сильно ошибается.Лошадиная сила — это произведение крутящего момента и другого значения (количество оборотов в минуту, деленное на 5252). Это не несвязанное, отдельное или другое.

На самом деле не существует ни одной машины, измеряющей мощность автомобиля. Это искусственное число. Когда производительность автомобиля проверяется, его крутящий момент измеряется с помощью динамометра.

Показателем характеристик двигателя является крутящий момент. Лошадиная сила — это дополнительное число, которое получается путем умножения крутящего момента на число оборотов в минуту.

Физика разгона

Итак, теперь самое самое важное на странице .Вопрос о том, что определяет истинное ускорение транспортного средства, вовсе не спорный — это силы, деленное на массу . Формула ускорения приведена ниже.

 ф = ма
 

Что означает…

 а = в/м
 

Путаница возникает только при определении , о какой силе мы на самом деле говорим .

Итак, мы вычисляем ускорение и имеем постоянную массу. Мы уже установили, что крутящий момент — это величина вращательной силы, создаваемой двигателем, но нас не интересует сила, действующая на двигатель .

Присоединяйтесь к сообществу самостоятельного обучения

Я читаю более 20 часов в неделю и каждое утро понедельника отправляю лучшие материалы примерно 50 000 человек.

Нас интересует сила на колесах .

Радиус колеса тоже имеет значение.

Сила на колеса равна f в f = ma .

Но помните, трансмиссия в конечном итоге передает усилие на колеса, а не на двигатель.И в этом весь этот бардак!

Передаточное число является посредником между двигателем и колесами

Вот тут-то и появляется зубчатое зацепление — оно увеличивает ускорение, учитывая мощность двигателя.

Редуктор увеличивает крутящий момент, поэтому он так важен в гонках.

Вот почему самые быстрые гоночные автомобили работают на очень высоких оборотах.

Крутящий момент на колесах представляет собой крутящий момент двигателя в сочетании с усилением крутящего момента, создаваемым трансмиссией через зубчатую передачу.Таким образом, трансмиссия видит только то, что исходит от двигателя, а колеса видят результирующую комбинацию сил двигателя и трансмиссии .

Вот что значит лошадиные силы! Это сочетание преимуществ необработанных возможностей двигателя в сочетании с оборотами. А обороты — это то, что позволяет нам эффективно использовать передачу, что дает нам больший крутящий момент на колесах.

И крутящий момент на колесах равен f в f=ma .

Заключение

Таким образом, технический ответ на вопрос «Что создает ускорение: крутящий момент или мощность?» — это крутящий момент.

Но крутящий момент на колесах, а не на двигателе.

А поскольку ускорение — это крутящий момент на колесах, реальный ответ — это мощность, потому что мощность включает в себя не только крутящий момент двигателя, но и общий крутящий момент , который передается на колеса.

Примечания

  1. 7 мая 2019 г. — Обновлено для удобочитаемости (типографика и форматирование), а также ясности написания.
  2. Электрические двигатели развивают огромный крутящий момент, что делает такие автомобили, как Tesla, такими быстрыми.
  3. Для любых комментариев, исправлений, флеймов или других типов ввода, не стесняйтесь обращаться ко мне. Я готов ко всему, что поможет мне лучше понять этот интересный предмет.
  4. Редуктор чрезвычайно важен, потому что он регулирует число оборотов в минуту (и, следовательно, мощность в лошадиных силах).
  5. Шестерни увеличивают крутящий момент — отсюда и ускорение, доступное на первой передаче.
  6. Еще один способ убедиться, что мощность, а не крутящий момент, имеет наибольшее значение для ускорения, — это посмотреть на автомобили с самым высоким ускорением, то есть на автомобили F1.И угадайте, что? Низкий крутящий момент, высокая мощность.
  7. Еще одно отличное объяснение тем на allpar.com
  8. Еще один способ убедиться в важности передаточного отношения — посмотреть, как быстро некоторые недорогие автомобили способны разгоняться на первой передаче. Поначалу они кажутся довольно быстрыми, потому что могут спрыгнуть с траектории, но на самом деле это просто сверхвысокая передача, которая передает большой крутящий момент на колеса. Но он быстро заканчивается.
  9. Гоночные автомобили имеют высокую мощность из-за высоких оборотов, а не из-за высокого крутящего момента (см. редуктор).
  10. «Ниже 5252 об/мин крутящий момент любого двигателя всегда будет выше его мощности, а выше 5252 об/мин мощность любого двигателя всегда будет выше его крутящего момента. При 5252 об/мин мощность и крутящий момент будут точно такими же». — revsearch.com
  11. «Лучше создавать крутящий момент на высоких оборотах, чем на низких, потому что вы можете воспользоваться преимуществом зубчатой ​​передачи». — vettenet.org

Автор Дэниел Мисслер

Даниэль Мисслер — лидер в области кибербезопасности, писатель и основатель неконтролируемого обучения.Он пишет о безопасности, технологиях и обществе, о нем писали в New York Times, WSJ и BBC.



Присоединяйтесь к сообществу самостоятельного обучения

Лучшее сетевое сообщество для умных и любознательных людей, интересующихся безопасностью, технологиями и обществом.

Каждое утро понедельника я собираю более 20 часов материалов и анализов в краткое изложение и рассылаю его примерно 50 000 человек…

Краткий обзор книг

Эксклюзивный контент только для членов

Доступ к сообществу UL Slack

Доступ к книжному клубу

Эссе, учебные пособия и подкасты

Все остальные информационные бюллетени

Подписка
.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*