Мощность и крутящий момент – что важнее? Разбираемся в деталях
Энцо Феррари как-то сказал: «Лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки». И наверняка создатель одних из лучших гоночных автомобилей своего времени что-то да знал. Но так ли все однозначно? Неужели и впрямь количество лошадиных сил – не более, чем красивая цифра для маркетологов, в то время как крутящий момент – по-настоящему важный показатель мотора, на который обращают внимание истинные автомобилисты?
Сегодня с этим можно поспорить. Со времен, когда Энцо Феррари начинал создавать свои прекрасные машины, автомобильный мир изменился. Дизельные моторы вышли из тени и неслабо так подвинули бензиновые. Даже несмотря на пресловутый “дизельгейт” моторы на тяжелом топливе продолжают пользоваться популярностью, а для некоторых, в том числе и новых моделей их предложено больше, нежели бензиновых. И каждый второй владелец дизеля (по крайней мере, у нас в стране) готов ткнуть носом своих «бензиновых» коллег в превосходство Ньютоно-метров над лошадиными силами (он, конечно, еще и про расход вспомнит). Получается, теперь крутящий момент продает машины, и он же еще и гонки может выигрывать? А на кой черт нам тогда сдались эти лошадиные силы? Ну что же, будем разбираться!
Энцо Ансельмо Феррари — итальянский конструктор, предприниматель и автогонщик. Основатель автомобильной компании «Феррари» и одноимённой автогоночной команды.
Для начала давайте немного познакомимся с нашими сегодняшними противниками. Крутящий момент измеряется в Ньютоно-метрах (Н·м) или килограмм-силах на метр (кгс·м). 1 килограмм-силы на метр приблизительно равен 10 Ньютоно-метрам. Чтобы понять сколько это, давайте представим, что нам нужно закрутить гайку с усилием, скажем, в те самые десять Ньютоно-метров. Для этого необходимо надеть на нее гаечный ключ и приладить к нему рычаг длиной в один метр, а на его край повесить гирьку массой в 1 кг. Тогда на гайке мы получим крутящий момент равный как раз 10 Н·м.
Так создается крутящий момент
С моментом немного разобрались, давайте перейдем к мощности. С ней все несколько сложнее. Согласно определению: «Мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени». Значит, мощность характеризует скорость выполнения работы. Чтобы лучше это понять, давайте немного позанудствуем и взглянем на формулу расчета мощности двигателя:
Ne=(Mk×n)÷9549
где Mk – это крутящий момент в Н·м; n – это количество оборотов двигателя за минуту; а число 9549 помогает нам привести результат к нормальным значениям.
Благодаря этой формуле, мы можем рассчитать мощность при любых оборотах, только для этого необходимо знать значение крутящего момента при этих оборотах. Выходит, эти два показателя взаимосвязаны? Да, так и есть. На движение автомобиля влияет усилие, которое генерирует двигатель (крутящий момент), и частота, с которой он его генерирует (обороты). Соотношение этих показателей характеризуется значением мощности мотора. Мощность измеряют в киловаттах или лошадиных силах. В чем между ними разница мы уже разбирались в одном из наших материалов:
Теперь давайте рассмотрим две крайности двигателестроения: дизель от трактора МТЗ-80 и великолепный бензиновый мотор автомобиля Honda S2000. На тракторе установлен четырехцилиндровый дизель объемом 4,75 л. Его максимальная мощность всего лишь 80 л.с, зато крутящий момент – целых 422 Н·м, которые доступны уже с 1500 об/мин. Максимальные же обороты этого двигателя – скромные 2200 об/мин. Дизели, как мы знаем, вообще не любят высокие обороты.
Эти две машины созданы для совершенно разных задач. Трактор – работяга. Ему важен высокий крутящий момент уже на малом ходу. Хонда же – автомобиль для удовольствия. Здесь нужно, чтобы двигатель вез на все деньги.
Бензиновый же мотор Honda S2000 наоборот – обожает их.
Он способен крутиться аж до 9200 об/мин, и при объеме всего в два литра выдает целых 250 л.с при 8300 об/мин и немаленькие 218 Н·м при 7300 об/мин. И это без наддува (долгое время этот агрегат был самым высокофорсированным атмосферным двигателем в мире). Выходит, что мотор Honda при меньшем в 2,37 раза объеме имеет почти в два раза меньший момент, и это вполне логично. При этом он почему-то мощнее тракторного в 3,1 раза. Как так получилось? Ведь мы помним, что мощность зависит от крутящего момента. Но зависит она еще и от оборотов, а у трактора они совсем невысокие. Его задача тягать тяжелые веса, для этого нужно большое усилие на колесах и совсем неважна скорость – трактора неспешные ребята.
И вот мы и подошли к сути вопроса. У трактора двигатель большого объема с большой площадью днища поршня и объемом камеры сгорания, давление в которой у дизельного мотора выше, чем у бензинового. Детали этого двигателя достаточно тяжелые, а кривошипно-шатунный механизм имеет более длинные рычаги. Все это приводит к тому, что дизель уже на невысоких оборотах будет создавать много крутящего момента. Гораздо больше, чем компактный двигатель Хонды. Если провести аналогию, то дизельный мотор трактора – это большой и сильный пауэрлифтер. А двигатель Honda S2000 – это, скорее, спортивный гимнаст. Он не может поднять за раз большой вес, зато он гораздо более быстрый, проворный и может выполнить много работы в короткий промежуток времени.
Только не нужно эту аналогию считать применимой для любого бензинового и дизельного двигателя. Современные дизели далеко ушли от своих предков. Сегодня хорошо настроенный дизель – это тихий, быстрый и очень тяговитый агрегат. Хорошим примером является четырехлитровый V8 с тремя нагнетателями на 435 л. с. и 900 Нм от концерна VAG. Этот мотор превращает Audi SQ7 в самый мощный дизельный кроссовер на планете и катапультирует его с нуля до первой сотни за 4,8 секунды – проворный, однако, пауэрлифтер!
Этот двигатель делает Audi SQ7 самым мощным серийным дизельным кроссовером в мире
Теперь, когда мы поняли, кто есть кто, давайте разберемся с еще одним обстоятельством.
Крутящий момент двигателя, проходя через трансмиссию, изменяется. Например, максимальный крутящий момент мотора ВАЗ-2108 равен 98.4 Н·м. Но на первой передаче на колёсах этот показатель будет увеличен в 14,157 раз (при максимальной нагрузке двигателя и без учета потерь в трансмиссии). Как правило, в традиционных пятиступенчатых коробках передач первые три передачи являются понижающими (т.е они понижают обороты и увеличивают момент), четвертая – прямая, а остальные уже наоборот повышают обороты и понижают момент. Влияние передаточного отношения трансмиссии хорошо известно тем, кому доводилось заниматься доработкой ВАЗовских переднеприводников. Для них доступны различные комплекты рядов КПП и главной пары. При установке «короткого» ряда (с большим передаточным отношением) автомобиль быстрее разгоняется на первых передачах и лучше преодолевает подъемы, но максимальная скорость уменьшается. Если же наоборот установить комплект с меньшим передаточным числом, то можно несколько увеличить “максималку”, но потерять в разгоне на низших передачах.
Понять, насколько хороший двигатель автомобиля, помогут не значения мощности и момента, а ощущения за рулем
Из этого всего можно сделать вывод, что для автомобиля важны не цифры мощности и момента, а сочетание характеристик двигателя (будь то бензиновый мотор, дизельный или даже гибридная силовая установка) и трансмиссии, и то, насколько они подходят конкретной машине. Только по одним цифрам вообще тяжело выбрать двигатель, ведь в них указывают лишь максимальные значения мощности и момента. Возвращаясь к характеристикам Honda S2000, можно отметить, что максимальный момент у нее достигается при 7300 об/мин. Но это же не значит, что, скажем, при 3500 об/мин тяги вообще не будет. Многие журналисты, которым посчастливилось поездить на этой машине, и вовсе отмечают, что несмотря на явно высокооборотистый характер ее двигателя, он приемлемо тянет и на низких оборотах. И это подводит нас к неожиданному выводу. Если вы выбираете трактор, то вам нужно знать не его мощность и крутящий момент, а то сколько он способен потянуть (для этого даже специальная характеристика есть: сила тяги на крюке).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ или МОЩНОСТЬ двигателя
…лошадиные силы помогают заработать миллионы, а ньютонометры — выигрывают гонки!Вот уже более 100 лет двигатели внутреннего сгорания используются практически во всех областях транспорта. Они являются «сердцем» автомобиля, трактора, тепловоза, корабля, самолёта и за последние тридцать-сорок лет стали представлять собой своеобразный симбиоз последних достижений науки и техники. Для нас уже привычными стали такие термины, как МОЩНОСТЬ и КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ, которые являются необходимым критерием оценки силовых возможностей двигателя. Но возникает вопрос — на сколько правильно каждый из нас сможет оценить потенциал двигателя, имея перед глазами лишь цифры с техническими данными автомобиля?
Уверены, что Вы не станете целиком полагаться на заверения продавца в автосалоне, что мотор приобретаемого Вами авто достаточно мощный и полностью Вас удовлетворит. Поэтому Вы приняли решение модернизировать свой двигатель и стоите перед дилеммой – провести оптимизацию для увеличения мощности или увеличить крутящий момент? Для того, чтобы потом не пожалеть о не правильном приобретении и выборе, рекомендуем ознакомиться со всем изложенным ниже.
С давних времён для строительства, перемещения грузов, а так же транспортировки людей человечество использовало всевозможные механизмы и устройства. С изобретением более чем 5 тыс.
лет назад ЕГО ВЕЛИЧЕСТВА КОЛЕСА, теория механики претерпела серьёзные изменения. Изначально, роль колеса сводилась только к банальному уменьшению сопротивления (силы трения) и переводу силы трения в качение. Конечно, катить круглое гораздо приятней, чем тащить квадратное!
Но качественное изменение способа применения колеса произошло намного позднее благодаря появлению другого гениального изобретения ― ДВИГАТЕЛЯ! Отцом парового локомотива, чаще называют Джорджа Стивенсона, который построил в 1829 году свой знаменитый паровоз «Ракета». Но ещё в 1808 году англичанин Ричард Тревитик демонстрирует одно из самых революционных изобретений в истории – первый паровоз. Но к нашей всеобщей радости Тревитик сначала построил паровой автомобиль для уличного движения, а затем уж только пришел к мысли o паровозе. Таким образом, автомобиль является в некотором роде прародителем паровоза. К сожалению, судьба первооткрывателя Ричард Тревитика, как впрочем, многих инженеров, но не коммерсантов, сложилась печально. Он разорился, долго жил на чужбине, и умер в нищете. Но не будем о грустном…
Наша задача ― понять, что такое крутящий момент и мощность двигателя, и она значительно упростится, если вспомнить устройство паровоза. Кроме пассивного преобразователя трения из одного вида в другой, колесо стало выполнять еще одну задачу — создавать движущую (тяговую) силу, то есть, отталкиваясь от дороги, приводить в движение экипаж. Давление пара действует на поршень, тот, в свою очередь, давит на шатун, последний проворачивает колесо, создавая КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ. Вращение колеса под действием крутящего момента вызывает появление пары сил. Одна из них — сила трения между рельсом и колесом — как бы отталкивается от рельса назад, а вторая — та самая искомая нами СИЛА ТЯГИ через ось колеса передается на детали рамы паровоза. На примере паровоза заметно, что чем больше давление пара, действующее на поршень, а через него — на шатун, тем большая сила тяги будет толкать его вперед. Очевидно, изменяя давление пара, диаметр колеса и положение точки крепления шатуна относительно центра колеса, можно менять силу и скорость паровоза.
То же самое происходит в автомобиле.
Разница в том, что все преобразования сил осуществляются непосредственно в самом двигателе. На выходе из него мы имеем просто вращающийся вал, то есть, вместо силы, толкающей паровоз вперёд, здесь мы получаем круговое движение вала с определенным усилием ― КРУТЯЩИМ МОМЕНТОМ. А МОЩНОСТЬ, развиваемая двигателем, ― это всего лишь его способность вращаться как можно быстрее, одновременно создавая при этом на валу крутящий момент. Затем вступает в действие силовая передача автомобиля (трансмиссия), которая этот крутящий момент изменяет так, как нам нужно, и подводит к ведущим колесам. И только в контакте между колесом и дорожным покрытием крутящий момент снова «выпрямляется» и становится тяговой силой.
Очевидно, что тяговую силу предпочтительно иметь наибольшую. Это обеспечит нужную интенсивность разгона, способность преодолевать подъемы и перевозить больше людей и груза. В технической характеристике автомобиля есть такие параметры, как число оборотов двигателя при максимальной мощности и максимальном крутящем моменте и величина этой мощности и момента. Как правило, они измеряются соответственно в оборотах в минуту (мин־¹), киловаттах (кВт) и ньютонометрах (Нм). Необходимо уметь правильно понимать внешнюю скоростную характеристику двигателя. Это графическое изображение зависимости мощности и крутящего момента от оборотов коленчатого вала. Наиболее показательной является форма кривой крутящего момента, а не его величина. Чем раньше достигается максимум и чем более полого кривая падает по мере увеличения оборотов (то есть мотор имеет неизменную тягу), тем правильнее спроектирован и работает двигатель. Однако получить двигатель, обладающий достаточным запасом мощности, высокими оборотами, да еще и стабильным КРУТЯЩИМ МОМЕНТОМ в широком диапазоне оборотов, непросто. Именно на это направлены применение наддува различных систем, электронного регулирования впрыска топлива, переменные фазы газораспределения, настройка выпускной системы и ряд других мероприяти
Давайте рассмотрим пример.
Вам предстоит преодолеть подъем, а увеличить скорость движения (разогнать автомобиль перед подъемом) нельзя из-за дорожной обстановки. Для сохранения темпа движения потребуется увеличить силу тяги. Тут часто возникает ситуация, которая выглядит так, добавление газа не даёт прироста силы тяги. Это вызывает снижение скорости, а значит, и оборотов двигателя, сопровождающееся дальнейшим уменьшением силы тяги на ведущих колесах.
Так что же делать? Как поддержать большую тяговую силу при малой скорости движения, если двигатель «не тянет», то есть, не обеспечивает достаточный КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ? Вступает в действие трансмиссия. Вы вручную, или автоматическая коробка передач самостоятельно, измените передаточное число так, чтобы сила тяги и скорость движения находились в оптимальном соотношении. Но это дополнительные неудобства в управлении автомобилем. Напрашивается вывод: было бы лучше, если бы двигатель сам приспосабливался к работе в таких ситуациях. Например, вы въезжаете на подъем. Сила сопротивления движению автомобиля возрастает, скорость падает, но силу тяги можно добавить, просто сильнее нажав на педаль газа. Автомобильные инженера для оценки этого параметра используют термин «ЭЛАСТИЧНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ».
Под эластичностью двигателя понимается соотношение между числом оборотов максимальной мощности и оборотов максимального крутящего момента (об/мин Pmax/об/мин Mmax). Оно должно быть таковым, чтобы по отношению к оборотам максимальной мощности обороты максимального крутящего момента были как можно ниже. Это позволит снижать и увеличивать скорость только за счет работы педалью газа, не прибегая к переключению передач, а также ехать на повышенных передачах с малой скоростью. Практически оценить эластичность мотора можно путем проверки способности автомобиля разгоняться от 60 до 100 км/ч на четвёртой передаче. Чем меньше времени займет этот разгон, тем эластичнее двигатель.
В подтверждение вышеизложенного, обратимся к результатам тестов автомобилей, проведенных в Европе:
— Audi А6 (двигатель 2,0 / 170 лс при 4300 об/мин / 280 Нм при 1800 об/мин)
— BMW 523i (двигатель 2,5 / 177 лс при 5800 об/мин / 230 Нм при 3500 об/мин)
— Mercedes E200 Kompressor Classic (двигатель 1,8 / 163 лс при 5500 об/мин / 240 Нм при 3000 об/мин)
Главным образом, рассмотрим характеристики Audi и BMW.
Двигатель Audi, гораздо меньшего объёма и почти такой же мощности, практически не уступает баварцу в разгоне с места, но зато в замерах на эластичность и экономичность кладёт конкурента на обе лопатки. Почему это происходит? Потому что коэффициент эластичности мотора Audi 2,39 (4300/1800) против 1,66 (5800/3500) у BMW, а поскольку вес автомобилей приблизительно равный, жеребец из Мюнхена позволяет дать завидную фору своему соотечественнику. Причём эти впечатляющие результаты достигаются на топливе АИ-95.
Итак, подведём итог!
Из двух двигателей одинакового объема и мощности, предпочтителен тот, у которого выше эластичность. При прочих равных условиях такой мотор будет меньше изнашиваться, работать с меньшим шумом и меньше расходовать топливо, а также упростит манипуляции с рычагом коробки передач. Под все эти условия попадают современные бензиновые и дизельные двигатели с наддувом. Эксплуатируя автомобиль с таким мотором, Вы получите массу приятных впечатлений!
7.2: Классическая механика
Область классической механики включает изучение тел в движении, особенно физические законы, касающиеся тел, находящихся под воздействием сил. Большинство механических аспектов проектирования роботов тесно связано с концепциями из этой области. В данном блоке описываются несколько ключевых применяемых концепций классической механики.
СКОРОСТЬ — это мера того, насколько быстро перемещается объект. Обозначает изменение положения во времени (проще говоря, какое расстояние способен преодолеть объект за заданный период времени). Данная мера представлена в единицах расстояния, взятых в единицу времени, например, в количестве миль в час или футов в секунду.
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ – Скорость может также выражаться во вращении, то есть насколько быстро объект движется по кругу. Измеряется в единицах углового перемещения во времени (то есть в градусах в секунду), или в циклах вращения в единицу времени (например, в оборотах в минуту).
Когда измерения представлены в оборотах в минуту (RPM), речь идет о частоте вращения. Есть речь идет об об/мин автомобильного двигателя, это означает, что измеряется скорость вращения двигателя.
УСКОРЕНИЕ – Изменение скорости во времени представляет собой ускорение. Чем больше ускорение, тем быстрее изменяется скорость. Если автомобиль развивает скорость от 0 до 60 миль в час за две секунды, в этом случае ускорение больше, чем когда он развивает скорость от 0 до 40 миль в час за тот же период времени. Ускорение — это мера изменения скорости. Отсутствие изменения означает отсутствие ускорения. Если объект движется с постоянной скоростью — ускорение отсутствует.
СИЛА — Ускорение является следствием воздействия сил, которые провоцируют изменение в движении, направлении или форме. Если вы нажимаете на объект, это означает, что вы прикладываете к нему силу. Робот ускоряется под воздействием силы, которую его колеса прикладывают к полу. Сила измеряется в фунтах или ньютонах.
Например, масса объекта воздействует на объект как сила вследствие гравитации (ускорение объекта в направлении центра Земли).
КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ – Сила, направленная по кругу (вращение объекта), называется крутящим моментом. Крутящий момент — это вращающая сила. Если к объекту приложен крутящий момент, на границе первого возникает линейная сила. В примере с колесом, катящемся по земле, крутящий момент, приложенный к оси колеса, создает линейную силу на границе покрышки в точке ее контакта с поверхностью земли. Так и определяется крутящий момент — как линейная сила на границе круга. Крутящий момент определяется величиной силы, умноженной на расстояние от центра вращения (Сила х Расстояние = Крутящий момент). Крутящий момент измеряется в единицах силы, умноженной на расстояние, например, фунто-дюймах или ньютон-метрах.
В примере с колесом, катящемся по земле, если известен крутящий момент, приложенный к оси с закрепленным на ней колесом, мы можем рассчитать количество силы, прикладываемой колесом к поверхности.
В этом случае, радиус колеса является расстоянием силы от центра вращения.
Сила = Крутящий момент/Радиус колеса
В примере с рукой робота, удерживающей объект, мы можем рассчитать крутящий момент, требуемый для поднятия объекта. Если объект обладает массой, равной 1 ньютону, а рука имеет длину 0,25 метра (объект располагается на расстоянии 0,25 метра от центра вращения), тогда
Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,25 метра = 0,25 ньютон-метров.
Это означает, что для удержания объекта в неподвижном положении, необходимо применить крутящий момент, равный 0,25 ньютон-метров. Чтобы переместить объект вверх, роботу необходимо приложить к нему крутящий момент, значение которого будет превышать 0,25 ньютон-метров, так как необходимо преодолеть силу гравитации. Чем больше крутящий момент робота, тем больше силы он прикладывает к объекту, тем больше ускорение объекта, и тем быстрее рука поднимет объект.
Пример 7.2
Пример 7.3
Для данных примеров, мы можем рассчитать крутящий момент, необходимый для подъем этих объектов.
Пример 7.2 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,125 метра = 0,125 ньютон-метров.
Для данного примера, длина рука равна половине длины руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза меньше. Значение длины руки пропорционально значению требуемого крутящего момента. При равных исходных характеристиках объекта, чем короче рука, тем меньший крутящий момент необходим для подъема.
Пример 7.3 — Крутящий момент = Сила * Расстояние = 1 ньютон х 0,5 метра = 0,5 ньютон-метров.
Для данного примера, длина рука равна удвоенной длине руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза больше.
Еще одна точка зрения относительно ограниченного крутящего момента в соединении руки робота заключается в следующем: более короткая рука сможет поднять объект большей массы, чем более длинная рука; однако, для первой доступная высота подъема объекта будет меньше, чем для второй.
Пример 7.4
Пример 7.5
Эти примеры иллюстрируют руку робота, поднимающую объекты разной массы. Какова взаимосвязь с требуемым количеством крутящего момента?
Пример 4 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = ½ ньютона х 0,25 метра = 0,125 ньютон-метров.
Пример 5 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 2 ньютона х 0,25 метра = 0,5 ньютон-метров.
Эти примеры иллюстрируют уменьшение значения требуемого крутящего момента по мере снижения массы объекта. Масса пропорциональна крутящему моменту, необходимому для ее подъема. Чем тяжелее объект, тем больше крутящий момент, требуемый для его подъема.
Проектировщики роботов должны обратить внимание на ключевые взаимосвязи между значениями крутящего момента, длины руки и массы объекта.
РАБОТА – Мера силы, приложенной на расстоянии, называется работой. Например, для удерживания объекта необходимо 10 фунтов силы. Далее, чтобы поднять этот объект на высоту 10 дюймов, требуется определенное количество работы. Количество работы, требуемое для подъема объекта на высоту 20 дюймов, удваивается. Работа также понимается как изменение энергии.
МОЩНОСТЬ — Большинство людей полагает, что мощность является термином из области электрики, но мощность также относится и к механике.
Мощность — это количество работы в единицу времени. Насколько быстро кто-то может выполнить работу?
В робототехнике принято понимать мощность как ограничение, так как соревновательные робототехнические системы имеют ограничения в части выходной мощности. Если роботу требуется поднять массу в 2 ньютона (прилагая 2 ньютона силы), скорость подъема будет ограничиваться количеством выходной мощности робота. Если робот способен произвести достаточное количество мощности, он сможет быстро поднять объект. Если он способен произвести лишь малое количество энергии, подъем объекта будет производиться медленно (либо не будет производиться вообще!).
Мощность определяется как Сила, умноженная на Скорость (насколько быстро выполняется толчок при постоянной скорости), и обычно выражается в Ваттах.
Мощность [Ватты] = Сила [Ньютоны] х Скорость [Метры в секунду]
1 Ватт = 1 (Ньютон х Метр) / Секунда
Как это применяется в соревновательной робототехнике? К проектам роботов применяются определенные ограничения. Проектировщики соревновательных роботов, использующие систему проектирования VEX Robotics Design, также должны учитывать физические ограничения, связанные с применением электромоторов. Электромотор обладает ограниченной мощностью, поэтому он может производить только определенное количество работы с заданной скоростью.
Примечание: все перспективные концепции имеют базовое описание. Более глубоко обсуждать эти физические свойства учащиеся будут в процессе обучения в ВУЗах, если выберут область STEM в качестве направления обучения.
Мощность и крутящий момент
Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что VW Golf TDI c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем Porsche 911 с 320 Нм.
Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что VW Golf TDI c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем Porsche 911 с 320 Нм.
Очевидно, что эти утверждения не соответствуют действительности.
Определения и разъяснения:
Крутящий момент:
Крутящий момент двигателя прилагается к коленчатому валу двигателя или к первичному валу коробки передач.
Крутящий момент изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя. Крутящий момент на колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии.
Крутящий момент на колесах:
Это преобразованный трансмиссией крутящий момент двигателя.
Мощность двигателя непосредственно взаимосвязана с крутящим моментом двигателя, а именно, через соотношение P=M*n/9550, где М- крутящий момент двигателя. Единица измерения 1 Н*м, n – частота вращения двигателя в об/мин.
Диаграммы крутящего момента достаточно, чтобы просчитать кривую мощности (и наоборот).
Возьмем два двигателя. У обоих максимальный крутящий момент 200 Нм при 4000 об/мин и мощность 147 л.с. при 6000 об/мин. Несмотря на то, что основные данные этих двух моторов одинаковы, они все же отличаются по динамическим характеристикам. Диапазон крутящего момента и мощности первого двигателя лучше чем у второго. Предположим, что переключение передач происходит при 6500 об/мин и обороты двигателя на следующей, более высокой передаче опускаются до 4300 об/мин. Первый двигатель имеет до точки при 6000 об/мин непрерывно больший крутящий момент и мощность. Таким образом, первый автомобиль будет ускоряться лучше. Это показывает, что основные данные двигателя дают только частичную информацию.
Так что мы теперь знаем о «крутящем моменте» и «мощности двигателя»? На самом деле сравнительно мало. Поскольку трансмиссия и ее передаточное отношение играю существенную роль в движении автомобиля. Старые американские автомобили были оборудованы 2-3 ступенчатыми коробками передач, и несмотря на значительные мощности двигателей, разгонялись они достаточно скромно, т.к. падение оборотов при переключении передач было слишком большим. Как грубое сравнение можно привести Mercedes S-Klasse. Он оборудован 7-ступенчатым автоматом, который позволяет полностью использовать имеющуюся в распоряжении мощность двигателя.
Почему это так?
Все мы знаем, что ускоряется автомобиль лучше в определенной области оборотов двигателя.
Оптимально, когда обороты двигателя постоянно находятся в этом диапазоне. Но это возможно лишь на немногих автомобилях оборудованных CVT (безступенчатыми трансмиссиями).
Чем больше передач имеется в распоряжении, тем меньше становится скачок оборотов и тем ближе мы становимся к оптимальному числу оборотов двигателя между переключениями. Усилие на ведущих колесах, это то, что приводит автомобиль в движение. Это сила, приложенная по касательной к окружности колеса. Она несет в себе всю информацию (Крутящий момент, передаточное отношение трансмиссии, размер колес) и направлена противоположно силе сопротивления движению и силе инерции.
Когда нужно переключаться?
Оптимальная точка переключения достигается тогда, когда на следующей высшей передаче имеется большее усилие на ведущих колесах чем на актуальной передаче. Чтобы найти оптимальную точку переключения, необходимо воспользоваться кривой крутящего момента. Диаграмма тягового усилия на ведущих колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии и размера установленных шин. Как только пересекутся кривые отдельных передач, нужно переключиться на следующую передачу, чтобы достичь лучшего ускорения. Если же кривые не пересекаются, тогда следует выкручивать двигатель до ограничителя. Далее отображены диаграммы тягового усилия на ведущих колесах, чтобы можно было прочувствовать теорию в деле.
Влияние передаточного отношения
Турбодизель достигает очень высоких значений крутящего момента при низких оборотах двигателя.
Но это только цифры, по которым можно судить о том, как автомобиль будет ускоряться и по ним нельзя делать окончательные выводы. Почему? Потому что дизелю нужно значительно дольше переключаться, чтобы достичь одинаковую с бензином скорость(т.к. число оборотов дизеля существенно ниже чем у бензинового двигателя). Это приводит к тому, что бензиновый двигатель свой низкий крутящий момент преобразует значительно лучше за счет коротких передач, чем дизель с длинными передачами.
Турбодизель против высокооборотистого атмосферного двигателя.
Несмотря на длинные передаточные отношения дизель как правило имеет лучшую тяговитость при низких оборотах. Наглядно это отображено на диаграмме сравнения BMW М3 3.2 л двигателя и BMW 535d. Несмотря на гигантский крутящий момент дизеля (520Нм), бензиновый двигатель (365Нм) в очень широком диапазоне оборотов двигателя имеет значительно большее тяговое усилие на ведущих колесах. Так что этот бензиновый двигатель (вопреки многим мнениям) может ездить с редкими переключениями, иногда даже ленивее чем 535d (на шестой передаче тяговое усилие на колесах стабильно выше чем у 535d, независимо при каких оборотах и какой скорости). Но можно говорить о том, что большая часть турбированных двигателей имеет лучшую приемистость (на низких оборотах) чем атмосферные двигатели. Так что предпочитаете ли вы двигатели имеющие «подрыв» на низких скоростях, или те, которые выдают тягу плавно, это остается делом вкуса.
Турбодизель против турбобензина
Сравним BMW E90 335i с 306 л.с. и 400 Нм и BMW E90 335d с 286 л.с. и 560 Нм. На низших передачах в среднем диапазоне оборотов тяга на колесах дизеля существенно выше, чем у бензинового двигателя. При высоких оборотах бензин свою мощность отыгрывает. На 6-й передаче бензин имеет стабильно большее усилие на колесах чем дизель.
Диаграмма тягового усилия BMW E90 335i и E90 335d
Дизель или бензин как тягач
Широко распространено мнение, что дизельный двигатель из-за его высокого крутящего момента лучше подходит для буксировки. Тем не менее из-за огромного скачка в развитии бензиновых двигателей это не совсем верно. Современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются турбонагнетателями, которые могут создавать достаточное давление наддува при низких оборотах, и следовательно достигать высокого крутящего момента. Сравним двигатели 1.4 TSI (170 л.с., 240 Нм) и 2.0TDI (170 л.
с., 350 Нм) в VW Golf5.
За основу взят 5% уклон, коэффициент лобового сопротивления 0.7, площадь лобового сопротивления 5.87 м2 и общая масса 3250 кг. 1-я передача для лучшего рассмотрения исключена.
Все режимы выше голубой линии возможны с вышеназванными условиями. Все режимы ниже голубой линии ведут к снижению скорости и в конечном счете к переходу на низшую передачу. Можно увидеть, что дизель может использовать первые четыре передачи, TSI – первые пять. Максимально допустимые скорости следующие:
TDI:
68 км/ч на второй передаче (в ограничителе оборотов)
104 км/ч на третьей передаче (вблизи ограничителя оборотов около 4400 об/мин)
TSI:
99 км/ч на второй передаче (вблизи ограничителя оборотов около 7000 об/мин)
106 км/ч на третьей передаче (при около 5500 об/мин)
90 км/ч на четвертой передаче (при около 3500 об/мин)
65 км/ч на пятой передаче (при около 2300 об/мин)
В целом TSI гораздо лучше подходит для движения с прицепом. Единственным недостатком может быть значительный рост расхода топлива у бензина.
Как выглядит диаграмма тягового усилия авто со ступенчатыми коробками передач мы уже знаем.
Для полноты картины следует отметить бесступенчатую трансмиссию Audi «Multitronic».
Рассмотрим кратко, так как эта трансмиссия имеет призрачные шансы на существование. Это безступенчатая трансмиссия с различными профилями вождения. Спортивно настроенный водитель использует голубую линию для максимального ускорения, с высокими оборотами и большим расходом. Средний водитель будет использовать более низкие обороты. А значит тяга на колесах будет не так высока как в спорт режиме. Соответственно автомобиль ускоряется медленнее. CVT, как уже говорилось ранее, превосходное решение. Теоретически она позволяет получить максимальную производительность. На практике все выглядит по другому. Авто с Мультитроником ускоряются хуже, чем авто с МКПП. Потери в трансмиссии слишком велики и перекрывают все преимущества.
А что же насчет двигателей грузовиков и коммерческих автомобилей?
Глядя на кривые мощности и крутящего момента грузовиков можно быстро обнаружить существенные отличия от легковых автомобилей. В то время как на двигателях легковых авто целью является как можно более равномерное и высокое значение крутящего момента, двигателям грузовиков необходим пик крутящего момента. Покажем качественные отличия грузовых и легковых турбодизелей:
Почему так?
Области применения полностью различны. Легковому автомобилю необходимо достичь максимального ускорения и как можно более высокой максимальной скорости. В тоже время необходимо принять во внимание тот факт, что эти двигатели практически постоянно используются в режимах частичной нагрузки. Грузовые же двигатели (в качестве простого примера возьмем двигатели бульдозера или трактора) обычно используются на максимальной нагрузке. Максимальные крутящие момент и мощность ему необходимы при низких оборотах, а также как можно большее нарастание крутящего момента. Почему не падение а именно нарастание крутящего момента станет ясно в следующем абзаце.
Цель этого нарастания величины крутящего момента может быть хорошо объяснена на примере бульдозера. Насыпь земли перед ковшом бульдозера всегда большая, поэтому возникает необходимость увеличить мощность, чтобы продвинуть насыпь дальше. При этой нагрузке частота вращения двигателя падает и вместе с тем падает скорость сдвига. Снижение числа оборотов двигателя благодаря типичной для грузовых транспортных средств кривой крутящего момента ведет к росту крутящего момента и мощности двигателя (смотри график). Таким образом в некоторой степени предотвращается дальнейшее падение оборотов и скорости сдвига – чем сильнее падение числа оборотов, тем больше мощности отдает двигатель. В переносном смысле можно сказать: кривая крутящего момента таких двигателей позволяет независимо от нагрузки относительно сохранять необходимую скорость. Такие моторы имеют «иммунитет» против увеличения нагрузки и становятся ненамного медленнее при ее увеличении. Но все же почему «нарастание крутящего момента» а не «падение»? Теперь нужно смотреть на график в направлении рабочих оборотов. При нагрузке число оборотов падает и происходит РОСТ крутящего момента.
Крутящий момент, что это и зачем он нужен?
Каждый двигатель внутреннего сгорания рассчитан на определенную максимальную мощность, которую он может выдавать при наборе определенного количества оборотов коленчатого вала. Однако помимо максимальной мощности существует еще и такая величина в характеристике двигателя, как максимальный крутящий момент, достигаемый на оборотах отличных от оборотов максимальной мощности.
Что же означает понятие крутящий момент? Говоря научным языком, крутящий момент равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон — метрах. Значит если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.
Для наглядности: если гайка затянута с усилием 3 кгс, то для ее откручивания придется к ключу с длиной плеча в 1 метр приложить усилие 3 кг. Однако, если на ключ длиной 1 метр надеть дополнительно 2-х метровый отрезок трубы, увеличив тем самым рычаг до 3 метров, то тогда для отворачивания этой гайки потребуется лишь усилие в 1 кг. Так поступают многие автолюбители при откручивании колесных болтов: либо добавляют отрезок трубы, а за неимением такового просто надавливают на ключ ногой, увеличив тем самым силу приложения к баллонному ключу. Так же если на рычаг метровой длины повесить груз равный 10 кг, то появится крутящий момент равный 10 кгм. В системе СИ это значение (перемножается на ускорение свободного падениям) будет соответствовать 98,1 Нм. Результат всегда един — крутящий момент, это произведение силы на длину рычага, стало быть, нужен либо длиннее рычаг, либо большее количество прикладываемой силы.
Все это хорошо, но для чего нужен крутящий момент в автомобиле и как его величина влияет на его поведение на дороге? Мощность двигателя лишь косвенно отражает тяговые возможности мотора, и ее максимальное значение проявляется, как правило, на максимальных оборотах двигателя. В реальной жизни в таких режимах практически никто не ездит, а вот ускорение двигателю требуется всегда и желательно с момента нажатия на педаль газа. На практике одни автомобили уже с низких оборотов ведут себя достаточно резво, другие напротив предпочитают лишь высокие обороты, а на низах показывают вялую динамику. Так у многих возникает масса вопросов, когда они с авто с бензиновым мотором мощностью 105-120 л.с. пересаживаются на 70-80 – сильный дизель, то последний с легкостью обходит машину с бензиновым мотором. Как такое может быть? Связано это с величиной тяги на ведущих колесах, которая различна для этих двух автомобилей. Величина тяги напрямую зависит от произведения таких показателей как, величины крутящего момента, передаточного числа трансмиссии, ее КПД и радиуса качения колеса. Как создается крутящий момент в двигателе. В двигателе нет метровых рычагов и грузов, и их заменяет кривошипно-шатунный механизм с поршнями.
Крутящий момент в двигателе образуется за счет сгорания топлива — воздушной смеси, которая расширяясь в объеме с усилием толкает поршень вниз. Поршень в свою очередь через шатун передает давление на шейку коленчатого вала. В характеристике двигателя нет значения плеча, но есть величина хода поршня (двойное значение радиуса кривошипа коленвала). Для любого мотора крутящий момент рассчитывается следующим образом. Когда поршень с усилием 200 кг двигает шатун на плечо 5 см, появляется крутящий момент 10 кГс или 98,1Нм. В данном случает для увеличения крутящего момента нужно либо увеличить радиус кривошипа, или же увеличить давление расширяющихся газов на поршень. До определенной величины можно увеличить радиус кривошипа, но будут расти и размеры блока цилиндров как в ширину, так и в высоту и увеличивать радиус до бесконечности невозможно. Да и конструкцию двигателя придется значительно упрочнять, так как будут нарастать силы инерции и другие отрицательные факторы. Следовательно, у разработчиков моторов остался второй вариант – нарастить силу, с которой поршень передает усилие для прокручивания коленвала. Для этих целей в камере сгорания нужно сжечь больше горючей смеси и к тому же более качественно. Для этого меняют величину и конфигурацию камеры сгорания, делают «вытеснители» на головках поршней и повышают степень сжатия. Однако максимальный крутящий момент доступен не на всех оборотах мотора и у различных двигателей пик момента достигается на различных режимах. Одни моторы выдают его в диапазоне 1800- 3000 об/мин, другие на 3000-4500 об/мин. Это зависит от конструкции впускного коллектора и фаз газораспределения, когда эффективное наполнение цилиндров рабочей смесью происходит при определенных оборотах.
Наиболее простое решение для увеличения крутящего момента, а следовательно и тяги, это применение турбо или механического наддува, либо применение их в комплексе. Тогда крутящий момент можно уже использовать с 800-1000 об/мин, т.е. практически сразу. К тому же это закрывает такую проблему, как провалы при наборе скорости, так как величина крутящего момента становится практически одинакова во всем диапазоне оборотов двигателя. Достигается это различными путями: увеличивают количество клапанов на цилиндр, делают управляемыми фазы газораспределения для оптимизации сгорания топлива, повышают степень сжатия, применяют выпускной коллектор по формуле 1-4 -2-3, в турбинах применяют крыльчатки с изменяемым и регулируемым углом атаки лопаток и т.д.
Мощность или на крутящий момент? — Рамблер/авто
Когда речь заходит о выборе машины, то большинство людей смотрит на максимальную мощность. Они считают, что это важнейшая характеристика двигателя. Меньше людей смотрит на крутящий момент, считая, что именно он правит балом. Кое-кто смотрит и на мощность, и на крутящий момент, но цифры в технических характеристиках всё равно почти ничего не значат в реальной жизни. Гораздо важнее обороты двигателя, на которых достигаются пиковые значения. Но и это ещё не всё, и вот почему.
Чего хочет водитель
Цифры можно сравнивать, но большее значение мощности или крутящего момента не говорит о том, что в реальной жизни машина при прочих равных будет быстрее, а двигатель, как говорят, эластичнее. Смотреть нужно на графики. Графики крутящего момента и мощности в зависимости от оборотов двигателя одновременно. Чем больше крутящий момент на низах, чем ближе крутящий момент к максимальному на средних оборотах и чем позже достигается максимальная мощность, тем лучше. По сути, это и есть формула идеального мотора, но достигнуть её очень тяжело.
Генри Форд в свое время говорил: «Мощность продает автомобиль, но гонки выигрывает крутящий момент».Ещё он говорил: «Спросите любого водителя, чего он хочет, и он ответит, что хочет больше мощности».
Обе цитаты в полной мере верны и сегодня, но вернемся к теме. Нельзя рассуждать о мощности и крутящем моменте по-отдельности по одной простой причине – и тут, возможно, для кого-то сейчас я открою Америку: мощность и крутящий момент связаны между собой. В упрощенном виде зависимость выглядит так (не пугайтесь, это единственная формула в этой статье): N=k*M*n, где N – это мощность, k-это постоянный коэффициент для перевода в нужные физические величины (Вт, кВт, л.с.), а n – это обороты двигателя (те, самые, которые указываются на тахометре).
Из этой формулы следует, что чем больше крутящий момент, тем больше мощность. Обращаю, кстати, внимание на то, что именно мощность зависит от крутящего момента, а не наоборот. Таким образом, так как у дизельных моторов большой крутящий момент, у них должна быть и высокая мощность, но на первый взгляд это не так.
Дизельный парадокс
Давайте для примера возьмем два мотора BMW: 3-литровый бензиновый и 3-литровый дизельный. У первого крутящий момент 400 Нм при 1200-5000 об/мин, а мощность 306 л.с. при 5800-6000 об/мин. У дизельного же крутящий момент больше – 560 Нм при 1500-3000 об/мин, но мощность меньше – 258 л.с. при 4000 об/мин. Почему так?Все дело в оборотах, при которых достигается максимальная мощность. Дизельный мотор в силу своей конструкции не может выдавать большие обороты, но теоретически, если бы его можно было раскрутить до бензиновых 6000 оборотов в минуту, его мощность составляла бы 479 л.с.
По этой же причине малообъемные, но высокооборотистые мотоциклетные и гоночные двигатели при небольшом крутящем моменте выдают огромные мощности. Но вернемся к реальной жизни. На что же смотреть при покупке автомобиля, раз крутящий момент и мощность взаимозависимы?
Турбомоторы рулят
Смотреть нужно на графики распределения мощности и крутящего момента по всему диапазону работы мотора. Так, сравнивая типичный атмосферник и турбомотор, можно сделать три вывода.
Чем раньше достигается максимальный крутящий момент, тем лучше. По этому параметру выигрывает турбированный мотор.
Чем позже достигается пик мощности, тем лучше. По этому параметру у моторов паритет.
Чем ближе к максимальному крутящий момент на средних оборотах. тем лучше. Тут снова выигрывает турбированный, потому что на средних оборотах у него как раз максимум.
Что ещё можно сказать? Ну, например, то, что у турбированного мотора будет ровная тяга в среднем диапазоне оборотов, а ближе к красной зоне будет резкий спад тяги. У атмосферного мотора тяга будет увеличиваться и уменьшаться равномерно.
Новости авто: Самые надежные моторы объемом 2+ литра
Мощность и крутящий момент
Автолюбители постоянно спорят о том, чей двигатель мощнее, но не все знают, из чего складывается этот параметр
ДвигательВсем знакомый термин «лошадиная сила» был предложен изобретателем Джеймсом Уаттом в восемнадцатом веке. Идея появилась у изобретателя, пока он наблюдал за лошадью, запряженной в машину, поднимавшую уголь из шахты. Расчеты показали, что одна лошадь способна за минуту поднять 150 кг угля на высоту 30 метров.
Н·м (Ньютон-метр) — единица измерения момента силы, входящая в международную систему единиц (СИ)
Лошадиная сила стала «несистемной» величиной для измерения мощности. Одна лошадиная сила равна 735,5 Вт (Ватт — системная единица измерения, названная в честь того же английского ученого). Впоследствии лошадиные силы стали применять для обозначения мощности двигателя автомобиля.
Крутящий момент
Чтобы автомобиль сдвинулся с места, «тягу» двигателя необходимо передать на ведущие колеса. На официальном научном языке «тяга» называется крутящим моментом, и мощность двигателя напрямую зависит от этой характеристики.
Характеристики Lamborghini Aventador LP1600-4 Mansory Carbonado GT 2014 года выглядят так: 1600 л.с. и 1200 Н/м крутящего момента при 6000 об/мин.
Крутящий момент это вектор силы, описывающий вращение объекта вокруг своей оси. Предельно упрощенно понятие можно представить как силу, с которой вращается объект, например, маховик двигателя. Завинчивая болт гаечным ключом, который с точки зрения физики является рычагом, рука прикладывает к болту силу — то есть крутящий момент.
При работе двигателя каждый поршень, двигаясь вниз, придает крутящий момент коленчатому валу. Ситуация осложняется тем, что, в силу особенностей конструкции двигателя, крутящий момент не постоянная величина. Он постепенно увеличивается на низких оборотах, затем стабилизируется, и на высоких оборотах вновь начинает снижаться. Обычно крутящий момент максимально стабилен в промежутке между 5000 и 6000 об/мин., поэтому при указании «максимального крутящего» момента используется именно этот режим вращения коленвала.
Мощность двигателя и ее связь с крутящим моментом
Мощность двигателя — физическая величина, которая вычисляется по простой формуле, в которой крутящий момент умножается на так называемую «угловую скорость», измеряемую в радианах. Строго говоря, формула для вычисления мощности автомобиля несколько сложнее, так как угловую скорость принято измерять не в радианах, а в оборотах в минуту. Тем не менее, зная, как перевести одну единицу в другую, вычислить мощность несложно.
Эластичность двигателя и связанные с ней изменения в мощности
Стоит обратить внимание на еще одну важную характеристику двигателя – его эластичность. Под эластичностью понимают соотношение максимальной мощности и крутящего момента. Проще говоря, чем ниже будут обороты двигателя в момент достижения максимального крутящего момента, тем ровнее будет тяга, и для увеличения скорости не придется понижать передачу, достаточно будет нажать на педаль газа.
Пересчёт кВт в лошадиные силы производится умножением киловатт мощности двигателя на множитель, равный 1,35962
Можно проверить эластичность мотора, если засечь время разгона с 60 до 110 км/ч. Чем быстрее автомобиль будет разгоняться, тем эластичнее его двигатель. Не стоит забывать, что для сравнения нужны автомобили равные по весу и объему двигателя. Проще всего почувствовать разницу, если сравнивать одни и те же автомобили, укомплектованные разными по объему двигателями. В случае с двигателем 1,6 л., автомобиль будет ускоряться значительно ровнее, а двигатель 1,4 заметно «тормозит» при разгоне с 60 до 100 км/ч, и хорошая динамика наблюдается лишь по достижении более высоких оборотов.
Влияние особенностей конструкции автомобиля на мощность и крутящий момент
Такие величины, как крутящий момент и мощность, могут варьироваться, исходя из конструктивных особенностей автомобиля. Множество факторов влияют на динамику разгона и максимальную скорость: вес автомобиля, конструкция трансмиссии, объем двигателя, величина клиренса, аэродинамические характеристики кузова и многое другое.
В чем разница между мощностью и крутящим моментом?
Мы довольно часто используем слова «лошадиная сила» и «крутящий момент» в автомобильной промышленности, но, возможно, смысл обоих терминов теряется по ходу дела. Не бойтесь, Инженерное объяснение уже здесь.
В новом видео ведущий EE Джейсон Фенске помогает самым простым способом объяснить, что такое мощность и крутящий момент, и почему старая поговорка «Лошадиная сила — это скорость, с которой вы ударяетесь о стену, а крутящий момент — это насколько далеко вы перемещаете стену». это неверно.Это помогает получить базовое понимание того, чем на самом деле являются обе вещи. Крутящий момент — это сила, умноженная на расстояние, и самый простой способ понять это — использовать гаечный ключ. Когда человек прилагает усилие к гаечному ключу, он перемещается на некоторое расстояние и обеспечивает крутящий момент для затяжки болта.
Горение обеспечивает силу в цилиндре, которая прижимает поршень, который затем оказывает давление на коленчатый вал на определенном расстоянии. Отсюда и слово «единицы поворота», поскольку поршень и коленчатый вал обеспечивают крутящее усилие.
ПРОВЕРКА: Что лучше: нагнетатель или турбокомпрессор?
С другой стороны,лошадиных сил — это скорость, с которой выполняется работа. Крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, возвращает мощность в лошадиных силах. По сути, чем быстрее коленчатый вал вращается с тем же усилием, тем большую мощность будет развивать двигатель. Автомобиль с большей мощностью, чем крутящий момент, всегда будет быстрее, поскольку это дает автомобилю ускорение и скорость.
Джейсон использует две гипотетические машины, чтобы проиллюстрировать все это. Оба имеют одинаковое передаточное число, но в одном используется дизельный двигатель с крутящим моментом 200 фунт-фут, а в другом — бензиновый двигатель с крутящим моментом 100 фунт-фут.Дизельный двигатель с удвоенным крутящим моментом сначала будет ускоряться быстрее, потому что он имеет большую постоянную силу для большей мощности. Однако он разгоняется только до 2626 об / мин. Между тем, бензиновый двигатель разгонится до 5 252 об / мин. Первоначально он не будет ускоряться так быстро, но ему не придется переключать передачи, в то время как дизель будет это делать. Оба будут предлагать одинаковую скорость, но дизель будет разгоняться быстрее. Вот почему низкий крутящий момент становится важным для лучшего ускорения во многих сценариях.
Однако более высокий крутящий момент не означает, что одно транспортное средство обязательно будет быстрее другого. Например, Ford F-250 развивает крутящий момент 925 фунт-фут, а Honda S2000 — всего 162 фунт-фут. S2000 быстрее, даже с меньшей мощностью, из-за других факторов, наиболее важным из которых является соотношение мощности к весу. S2000 весом 2800 фунтов разгоняется до 60 миль в час за 5,7 секунды, в то время как F-250 весом 8300 фунтов делает это за 6,9 секунды, что демонстрирует, что соотношение мощности и веса более важно для ускорения, чем соотношение веса и крутящего момента.Это не означает, что S2000 готов буксировать прицеп весом 5000 фунтов, поскольку Джейсон объясняет, что вес и крутящий момент также очень важны для показателей буксировки.
_______________________________________
Следите за Motor Authority на Facebook, Twitter и YouTube.
Какой из них важнее в автомобилях?
Разница между мощностью и крутящим моментом: что важнее для автомобилей? | Репрезентативное изображение & nbsp
Ключевые особенности
- Автомобиль с большей мощностью в идеале будет иметь лучшее ускорение и более высокую максимальную скорость.
- Крутящий момент — это тяговая сила двигателя, помогающая при начальном ускорении
- Мощность в лошадиных силах влияет на скорость автомобиля, а крутящий момент влияет на несущую способность
Мощность и крутящий момент — одни из наиболее распространенных терминов, используемых в контексте автомобилей, но очень немногие люди знают разницу между ними.Мощность и крутящий момент — это два ключевых термина, используемых для определения характеристик автомобиля, но оба они служат разным целям. Теперь, если вам интересно, какую роль они играют и какая из них более важна при покупке автомобиля, то вот что вам поможет. Мы поможем вам понять основную роль мощности и крутящего момента, а затем объясним разницу между ними.
Давайте сначала разберемся с термином «Энергия»Энергия — это объем проделанной работы.Он может расходоваться в виде тепла или механической энергии или может содержаться в объекте как потенциальная энергия. Другими словами, для выполнения работы нужна энергия.
Теперь перейдем к крутящему моменту и мощности
Что такое крутящий момент?Крутящий момент — это сила вращения или скручивания, создаваемая коленчатым валом двигателя. Проще говоря, крутящий момент можно определить как «тяговую силу» двигателя, которая помогает транспортному средству с начальным ускорением. Вот почему в более тяжелых транспортных средствах, таких как внедорожники, часто используются двигатели, обеспечивающие высокий крутящий момент.Высокий крутящий момент помогает силовой установке легко работать, особенно когда автомобиль перевозит тяжелые грузы или поднимается по крутым склонам.
- Крутящий момент можно рассчитать как Сила X Расстояние.
- Единица крутящего момента в системе СИ — ньютон-метр, обычно обозначаемая как Н · м.
Мощность определяется как скорость, с которой объект действительно работает. В контексте автомобилей мощность часто описывается как мощность в лошадиных силах. Автомобиль с большей мощностью в идеале будет иметь лучшее ускорение и более высокую максимальную скорость.
- Мощность может быть рассчитана как крутящий момент X об / мин / 5252, где об / мин означает вращение в минуту
- Единица мощности в системе СИ — тормозная мощность (л.с.)
Теперь, когда мы поняли основы физики, связанные с мощностью и крутящим моментом, давайте поговорим подробнее об их значении в автомобиле и роли, которую они играют.
Мощность и крутящий моментКрутящий момент — это способность выполнять работу, а мощность — это скорость выполнения работы за заданный промежуток времени.В первую очередь крутящий момент используется для ускорения автомобиля на начальных этапах движения, а мощность определяет скорость ускорения автомобиля.
Для лучшего понимания возьмем два воображаемых автомобиля (A и B) с одинаковым весом и размером. У A мощность 100 л.с. и крутящий момент 250 Нм, а у B 150 л.с. и 200 Нм на выходе. В этом сценарии B имеет больше лошадиных сил, чем A, что означает, что B сможет двигаться с гораздо большей скоростью.
Теперь загрузим в A и B по четыре пассажира и немного багажа.В этом сценарии именно крутящий момент будет играть более важную роль в поддержании производительности двигателя. Из-за меньшего крутящего момента двигатель автомобиля B будет подвергаться большему напряжению, и его характеристики (особенно начальное ускорение) будут ухудшаться по сравнению с двигателем A, который генерирует больший крутящий момент и может относительно легко переносить нагрузку. Транспортному средству A из-за более высокого крутящего момента также может быть легче поддерживать частоту вращения двигателя даже в диапазоне низких оборотов.
Вкратце, мощность в лошадиных силах (л.с.) влияет на скорость автомобиля, а крутящий момент (Нм) влияет на несущую способность.Вот почему большинство внедорожников и грузовых автомобилей используют дизельные двигатели, поскольку они способны генерировать больший крутящий момент по сравнению с бензиновыми аналогами.
Но когда дело доходит до покупки транспортного средства исключительно на основании характеристик мощности и крутящего момента, баланс будет склоняться в сторону мощности, поскольку она имеет тенденцию влиять на общие характеристики транспортного средства, особенно на ускорение (пикап).
Что такое крутящий момент в автомобилях?
Мощность и крутящий момент являются основными показателями мощности трансмиссии.Лошадиная сила, по какой-либо причине, получает известность и дает право на хвастовство. Да, больше лошадей означает больше мощности, но мощность в лошадиных силах измеряет только максимальную производительность двигателя или мотора и не является мерой его силы.
Крутящий момент измеряет крутящую силу или силу двигателя или мотора. Ощущение, будто тебя толкают обратно на сиденье, когда ты нажимаешь на педаль акселератора? Это крутящий момент. На примере, не относящемся к автомобилестроению, при открытии банки крутящий момент — это усилие, с которым вы открываете крышку, а мощность — это скорость, с которой вы ее раскручиваете.
Проще говоря, крутящий момент заставляет вас двигаться, а мощность заставляет вас двигаться. И, в зависимости от того, как вы собираетесь использовать свой автомобиль, одно будет иметь значение выше другого. Крутящий момент также работает по-разному в зависимости от типа двигателя и источника энергии.
Как работает крутящий момент в бензиновом двигателеКрутящий момент и мощность имеют разные характеристики, часто достигая пика в разных диапазонах оборотов двигателя, более известных как обороты в минуту (об / мин).
В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) крутящий момент отображается в виде кривой колокола.После того, как крутящий момент достигнет своих пиковых оборотов, он будет снижаться, поскольку мощность в лошадиных силах одновременно увеличивается до максимальных оборотов. Этот пик крутящего момента наступает, когда двигатель достигает своей наиболее эффективной и максимальной скорости для этого номинального крутящего момента.
Когда автомобиль движется, крутящий момент не так важен. Например, при движении по шоссе двигатель обычно работает на самой высокой передаче и на минимально возможных оборотах. Почему? Дополнительный крутящий момент больше не требуется для поддержания движения автомобиля, поэтому трансмиссия переключается в наиболее эффективный режим работы.
В небольших транспортных средствах обычно используются небольшие двигатели с меньшим крутящим моментом и мощностью в лошадиных силах. Их меньший вес и предполагаемое использование владельцами означает, что им не требуются более мощные и большие двигатели. Простота двигателей также делает автомобили доступными и экономичными. Но это не значит, что на всех маленьких машинах скучно ездить.
Mazda MX-5 Miata — яркий пример спортивного автомобиля с меньшей мощностью и меньшим крутящим моментом, чем у его конкурентов. Тем не менее, его низкие характеристики двигателя вряд ли ухудшают его динамику вождения.С 2,0-литровым 4-цилиндровым двигателем MX-5 Miata выдает 181 л.с. при 7000 об / мин и 151 фунт-фут крутящего момента при 4000 об / мин. Но он также весит не более 2388 фунтов и имеет почти идеальное распределение веса на переднюю и заднюю оси. Его спортивные характеристики обусловлены его высокооборотистым двигателем и сбалансированными характеристиками управляемости, а не чистой скоростью разгона.
Как крутящий момент работает в дизельном двигателеДизельные двигатели имеют больший крутящий момент на более низких оборотах, чем бензиновые двигатели, что приводит к лучшей способности буксировки, буксировки и подъема, поскольку двигатель не должен работать так тяжело привести автомобиль в движение.
Ford F-150 2021 года предлагает дополнительный 3,0-литровый турбодизель V-6 мощностью 250 л.с. при 3250 об / мин и 440 фунт-фут. крутящего момента, начиная с 1750 об / мин. В линейке двигателей F-150 турбодизель имеет один из самых низких показателей мощности, но один из самых высоких значений крутящего момента. Буксировочная способность составляет 12 100 фунтов (при надлежащем оснащении), а максимальная полезная нагрузка составляет 1840 фунтов. Для сравнения: самый мощный из предложенных двигателей, 3,5-литровый двухцилиндровый бензиновый V-6, обладает мощностью 400 л.с. и мощностью 500 фунтов.-фт. крутящего момента. Однако крутящий момент достигает 3100 об / мин, что в два раза медленнее, чем у дизеля.
Поднявшись на ступеньку лестницы грузовика Ford, Super Duty, оснащенный опциональным 6,7-литровым турбодизельным двигателем V-8, развивает 475 л.с. при 2600 об / мин и лучший в своем классе 1050 фунт-фут. крутящий момент начиная с 1600 об / мин. Буксировка рассчитана на 15 000 фунтов с полезной нагрузкой 2462. Имейте в виду, что это минимальный показатель буксировки, поскольку сверхмощный F-450 может буксировать 37 000 фунтов с гусиной шеей или сцепным устройством с колесом th .
Как работает крутящий момент в двигателе с турбонаддувомТурбонаддув и наддув также влияют на крутящий момент, потому что пиковая мощность возникает в более широком диапазоне оборотов, а не в определенной точке на колоколообразной кривой крутящего момента.
Рассмотрим Honda Accord 2020 года выпуска. Его стандартный 1,5-литровый рядный 4-цилиндровый двигатель с турбонаддувом невелик для размера этого автомобиля, но он выдает 192 л.с. при 5500 об / мин и развивает 192 фунт-фут. крутящего момента между 1600-5000 об / мин. Дополнительный 2,0-литровый турбо-четырехцилиндровый двигатель Accord предлагает 252 л.с. при 6500 об / мин и максимальный крутящий момент 273 фунта.-фт. от 1500-4000 об. / мин. Когда пиковый крутящий момент распространяется в широком диапазоне оборотов, как этот, он вызывает быстрое ускорение и удовлетворительную тягу, которую вы чувствуете, когда вас толкают обратно в кресло.
Теоретически турбонаддув и наддув позволяют автопроизводителям использовать в своих автомобилях более экономичные двигатели меньшего размера. Однако, чем сложнее вы выгоните его в реальном мире, тем менее заметен выигрыш в экономии топлива.
Как работает крутящий момент в электромобилеВ электромобилях (электромобилях) энергия поступает от электродвигателей.Когда двигатель не запускается, максимальный крутящий момент достигается мгновенно. Вот почему электромобили, такие как Tesla Model 3, в которых официально не указаны данные о мощности или крутящем моменте, могут разгоняться до 100 км / ч за 3,2 секунды. (Для справки, согласно Motor Trend , эта двухмоторная полноприводная модель Performance выдает 450 л.с. и 471 фунт-фут мгновенного крутящего момента).
Даже электромобили, считающиеся низкими с точки зрения мощности, по-прежнему быстро выходят из строя и служат в качестве динамичных пригородных транспортных средств с постоянными остановками.Chevrolet Bolt EV развивает мощность 200 л.с., но его мощность составляет 266 фунт-футов. крутящего момента при нулевых оборотах это шустрый автомобильчик. Аналогичным образом, Kia Niro EV имеет мощность 201 л.с. и крутящий момент в 291 фунт-фут. для большого количества скутеров.
Это же преимущество распространяется и на гибриды, в которых электродвигатель сочетается с ДВС. Быстрая передача крутящего момента от электрического вспомогательного двигателя гибрида приводит в движение автомобиль на более низких скоростях. Toyota Prius — хороший тому пример. В то время как Prius рассчитан на скудную мощность в 121 л.с., его электрический вспомогательный двигатель выдает 120 фунтов.-фт. крутящего момента в момент, когда водитель нажимает на педаль акселератора.
Крутящий момент и
лошадиных силВ то время как рейтинги крутящего момента и лошадиных сил являются обычными аргументами в пользу продажи транспортных средств, многие потребители не до конца понимают, что означают эти рейтинги или взаимосвязь между ними.
Крутящий момент
Крутящий момент, который чаще всего измеряется в фунт-футах (фунт-фут), представляет собой крутящую или крутящую силу, приложенную к объекту, например, колесу, коленчатому валу или гайке.При затягивании гайки, например, гаечным ключом, уровень крутящего момента, прикладываемого к гайке, определяется путем умножения силы, приложенной на конце гаечного ключа, на его длину. Приложение силы 100 фунтов на конце гаечного ключа на 1 фут преобразуется в крутящий момент 100 фунт-фут, в то время как приложение такой же силы на конце гаечного ключа на 2 фута преобразуется в крутящий момент 200 фунт-фут.
В автомобилях крутящий момент измеряет способность двигателя выполнять работу. Крутящий момент, создаваемый смещением цилиндров двигателя, раскручивает коленчатый вал двигателя, и трансмиссия передает этот крутящий момент на колеса транспортного средства, перемещая его вперед.Чем больше крутящий момент прилагается к коленчатому валу, тем больше работы может выполнять автомобиль.
Мощность в лошадиных силах
В то время как крутящий момент измеряет вращающую силу, создаваемую двигателем транспортного средства, и измеряет способность двигателя выполнять работу, мощность в лошадиных силах определяет, насколько быстро двигатель может выполнять эту работу. Номинальная мощность двигателя указывает на то, какую мощность может производить двигатель, аналогично тому, как мощность лампочки указывает, сколько энергии будет использовать лампа.
Изобретатель парового двигателя Джеймс Ватт ввел термин «лошадиные силы» в 18 веке с целью сравнения производительности парового двигателя с более понятными характеристиками лошадей, которые использовались в качестве источников энергии для всего, от транспортировки до вспашки полей и откачки. вода.Считается, что Ватт пришел к стандартному показателю 33000 фунтов-футов в минуту (550 фунтов-футов в секунду) для одной лошадиной силы, измерив, насколько быстро лошадь поворачивает шахтный насос с шестеренчатым приводом, и оценив количество силы, приложенной лошадью. выполнять работу за отведенное время.
Взаимосвязь крутящего момента и мощности
Крутящий момент и мощность в лошадиных силах связаны по следующей формуле:
Лошадиная сила = крутящий момент x Обороты двигателя / 5252
Включение различных значений об / мин в уравнение дает представление о диапазоне мощности, которую может выдавать двигатель.Поскольку крутящий момент и частота вращения делятся на 5252, крутящий момент и мощность равны, когда частота вращения двигателя эквивалентна 5252 об / мин, в то время как крутящий момент больше, чем мощность ниже 5252 об / мин, а мощность больше, чем крутящий момент выше 5252 об / мин.
Уровень мощности, который может выдать двигатель, прямо пропорционален уровню крутящего момента, создаваемого коленчатым валом, который прямо пропорционален общему рабочему объему двигателя. Поскольку существует ограничение на максимальный рабочий объем, который может генерировать двигатель, существует также ограничение на величину крутящего момента, который двигатель может создать, что, в свою очередь, устанавливает ограничение на максимальную мощность двигателя.
Хотя вопрос о том, важнее крутящий момент или мощность, горячо обсуждается, все зависит только от приоритетов водителя. Автомобиль с более высоким значением крутящего момента может выполнять больше работы, обеспечивая преимущество при буксировке прицепов или перевозке тяжелых грузов, в то время как автомобиль с более высоким значением мощности выполняет работу быстрее, что делает его более подходящим для вождения по шоссе или гонок.
| Крутящий момент и лошадиные силы Энергия, вырабатываемая двигателем транспортного средства, обычно
обсуждали с точки зрения крутящего момента и лошадиных сил.Чтобы
лучше понимать, о чем говорят люди, когда они
обсудить крутящий момент или мощность, каждая должна быть правильно
определенный.
Мощность в лошадиных силах может быть описана как результат крутящего момента. Это показатель реально выполняемой работы и ее скорости. в настоящее время делается. Если болт или винт поворачиваются при крутящем моменте подана, работа проделана.Из физики с точки зрения, объем проделанной работы связан с сила, расстояние (как далеко был повернут болт) и время (сколько времени потребовалось, чтобы повернуть это так далеко). Итак, если вы приложил к болту определенный крутящий момент, и он повернули на 1/2 круга за 1 секунду, вы бы сгенерировали определенное количество мощности. Увеличение крутящего момента приведет к приведет к тому, что болт будет повернут дальше в той же времени или повернуть его на то же расстояние за меньшее время. Математически крутящий момент измеряется в фунт-футах. (фунт-фут) или ньютон-метр, если вы используете метрическую систему измерения. Поскольку большинство автомобилей в США используют американские размеры, мы в качестве единицы измерения будет использоваться фунт-фут.
лошадиных сил связано с крутящим моментом в том смысле, что в ней используется крутящий момент. как часть его уравнения. Мощность равна количеству приложенный крутящий момент, умноженный на пройденное расстояние, деленное на время, которое потребовалось, чтобы преодолеть это расстояние. Другими словами, объем работы, выполненной за период времени, равен мощность. Итак, какое отношение все это имеет к автомобилю? Показано ниже приведен график типичных лошадиных сил и крутящего момента данный двигатель. Обратите внимание, как крутящий момент увеличивается до пика, после чего он падает. Это связано с тем, что двигатель «настроены» на наиболее эффективную работу в заданном Диапазон оборотов (см. Систему впуска , ). Этот диапазон выбирается, когда двигатель спроектирован для соответствовать целям дизайнеров производителя. это дорогостоящая разработка двигателя с широким и равномерным крутящим моментом. изгиб.Невозможно построить двигатель, обеспечивающий одинаковый крутящий момент во всем рабочем диапазоне, хотя теоретически это может быть осуществимо. Теперь обратите внимание, как пик мощности достигается на более высокая частота вращения двигателя, чем пик крутящего момента. Это связано с соотношение между мощностью и крутящим моментом. Отзывать эта мощность зависит от крутящего момента, расстояния и времени. Вы заметите, что по мере увеличения крутящего момента и расстояния, лошадиные силы тоже поднимутся.Кроме того, время, необходимое для преодолеть заданное расстояние уменьшается, мощность должна быть выше. Теперь, несмотря на то, что крутящий момент ниже на этих более высоких обороты двигателя, увеличенный пройденный путь, а также более короткое время требуется больше, чем преодолеть уменьшение в крутящем моменте, до определенного момента. Отношение между крутящий момент, обороты и мощность лучше всего описываются следующая формула: Константа 5252 была получена путем преобразования круговое движение к линейному движению, чтобы удовлетворить определение лошадиных сил.Также учитываются любые единицы преобразования, которые необходимо исправить. Согласование шестерен с кривой мощности Теперь видно, как связан выбор передач кривым крутящего момента и мощности двигателя. В идеале двигатель должен работать в диапазоне, обеспечивающем достаточное крутящий момент, необходимый для повседневного вождения независимо от скорости автомобиля. Вернуться к Двигатель Вернуться к Математика шестерен Вернуться к Трансмиссия Дом Тормоза , Дифференциал , Трансмиссия , Электронное управление , Органы управления выбросами , Двигатель , Шина Формула , Механизм шестерни , Система зажигания , Впускной Система , Подвеска , Трансмиссия |
— крутящий момент vs.Мощность и частота вращения
Движущая сила электродвигателя составляет крутящий момент, — не лошадиные силы.
Крутящий момент — это крутящая сила, которая заставляет двигатель вращаться, и крутящий момент активен от 0% до 100% рабочей скорости.
Мощность, производимая двигателем, зависит от скорости двигателя и составляет
- ноль при 0% скорости и
- обычно на максимальной скорости при рабочей скорости
Примечание ! — полный крутящий момент с нулевой скорости является большим преимуществом для электромобилей.
Для полного стола — повернуть экран!
| Мощность | Частота вращения двигателя (об / мин) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3450 | 2000 | 1750 | 1000 | 500 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 204 9343 | 9669 (фунт на дюйм) | (фунт на фут) | (Нм) | (фунт на | 000 фунт) f футов)(Нм) | (фунт f дюйм) | (фунт f фут) | 0 (фунт на дюймов)(фунт на футов) | (Нм) | (фунт на дюймов) 4 | (фунт на футов) | (Нм) | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 0.75 | 18 | 1,5 | 2,1 | 32 | 2,6 | 3,6 | 36 | 3,0 | 4,1 | 63 | 5,3 | 7,1 | 126 10 149 | 7,1 | 126 10 149 | 1,51,1 | 27 | 2,3 | 3,1 | 47 | 3,9 | 5,3 | 54 | 4,5 | 6,1 | 95 | 7.9 | 10,7 | 189 | 15,8 | 21,4 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | 1,5 | 37 | 3,0 | 4,1 | 63 | 5,3 | 90196,0 126 | 10,5 | 14,2 | 252 | 21,0 | 28,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | 2,2 | 55 | 4,6 | 6,2 | 95 | 7.9 | 10,7 | 108 | 9,0 | 12 | 189 | 15,8 | 21,4 | 378 | 31,5 | 42,7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9019 9 9019 9 | 9019 9 | 15813,1 | 18 | 180 | 15 | 20 | 315 | 26,3 | 36 | 630 | 52,5 | 71 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | 5,6 | 137 | 11 | 15 | 236 | 20 | 27 | 270 | 23 | 31 | 473 | 39 | 9019 9019 9019 9019 9019 79 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10 | 7,5 | 183 | 15 | 21 | 315 | 26 | 36 | 360 | 30 | 41 | 630 | 41 | 630 | 142 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 15 | 11 | 274 | 23 | 31 | 473 | 39 | 53 | 540 | 45 | 61 9 | 158 | 214 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 20 | 15 | 365 | 30 | 9018 9 41630 | 53 | 71 | 720 | 60 | 81 | 1260 | 105 | 142 | 2521 | 210 | 285 | 285 | 38 | 52 | 788 | 66 | 89 | 900 | 75 | 102 | 1576 | 131 | 178 | 3151 | 263 | 9019 9019 9019 9020 9019 9018 | 548 | 46 | 62 | 945 | 79 | 107 | 1080 | 90 | 122 | 1891 | 158 | 214 | 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 | 30 | 731 | 61 | 83 | 1260 | 105 | 9018 9 1421441 | 120 | 163 | 2521 | 210 | 285 | 5042 | 420 | 570 | ||||
| 50 | 9019 | 131 | 178 | 1801 | 150 | 204 | 3151 | 263 | 356 | 6302 | 525 | 712 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9019 9019 | 9019 9019 9019 | 1891 | 158 | 214 | 2161 | 180 | 244 | 3781 | 315 | 427 | 7563 | 630 | 852 | 9018 9 | 145 | 2206 | 184 | 249 | 2521 | 9 0189 210285 | 4412 | 368 | 499 | 8823 | 735 | 997 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 80 | 60 | 1461 | 9019 165 | 122 | 2881 | 240 | 326 | 5042 | 420 | 570 | 10084 | 840 | 1140 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 90 | 67 | 9019 | 9019 9019 9019 | 137 9019 9019 9019 9019 | 321 | 3241 | 270 | 366 | 5672 | 473 | 641 | 11344 | 945 | 1282 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 100 | 9019 | 263 | 356 | 3601 | 300 | 407 | 6302 | 525 | 712 | 12605 | 1050 | 1425 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 125 | 93 | 2283 | 190 | 258 9019 | 9019 9019 9019 9019 9018 9019 9019 | 9019 9019 9019 | 509 | 7878 | 657 | 891 | 15756 | 1313 | 1781 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 150 | 112 | 2740 | 228 | 9019 9 | 450 | 611 | 9454 | 788 | 1069 | 18907 | 1576 | 2137 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 175 | 131 | 9019 9019 9019 | 9019 9019 9019 | 6302 | 525 | 712 | 1 1029 | 919 | 1247 | 22058 | 1838 | 2494 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 200 | 149 | 3654 | 413 | 9019 9019 9019 9019 | 9019 | 9019 9 814 | 12605 | 1050 | 1425 | 25210 | 2101 | 2850 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 225 | 168 | 4110 | 343 | 343 | 675 | 916 | 14180 | 1182 | 1603 | 28361 | 2363 | 3206 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 250 | 187 | 4567 | 4567 | 9003 | 750 | 1018 | 15756 90 199 | 1313 | 1781 | 31512 | 2626 | 3562 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 275 | 205 | 5024 | 419 | 568 | 86625 | 9019 9 | 9019 9 9019 9 9019 9 9019 917332 | 1444 | 1959 | 34663 | 2889 | 3918 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 300 | 224 | 5480 | 457 | 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 | 1221 | 18907 | 1576 | 2137 | 37814 | 3151 | 4275 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 350 | 261 | 6394 | 110199 9019 90199019 9018 9 9019 9019 | 9019 | 1050 | 1425 | 22058 | 1838 | 2494 | 44117 | 3676 | 4987 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 400 | 298 | 7307 | 609 | 826 | 9019 9 | 25210 | 2101 | 2850 | 50419 | 4202 | 5699 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 450 | 336 | 8221 | 685 | 1832 | 28361 | 2363 | 3206 | 56722 | 4727 | 6412 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 550 | 410 | 10047 | 9019 | 9019 | 8379 | 1651 | 2239 | 34663 | 2889 | 3918 | 69326 | 5777 | 7837 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 600 | 448 | 10961 | 913 | 1239 | 9019 9 | 2443 | 37814 | 3151 | 4275 | 75629 | 6302 | 8549 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мощность двигателя
Мощность электродвигателя, скорость и крутящий момент в уравнениях
Момент дюйм-фунт = P л.с. 63025 / n (1)
где
T дюйм-фунт = крутящий момент (фунт f )
P л.с. двигатель (л.с.)
n = число оборотов в минуту (об / мин)
Альтернативно
T фут-фунт = P л.с. 5252 / n (1b)
где
T фут-фунт фунт-сила = крутящий момент 9000
Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как
T Нм = P W 9.549 / n (2)
где
T Нм = крутящий момент (Нм)
P W = мощность (Вт)
n = оборот в минуту (об / мин)
Электродвигатель — зависимость крутящего момента от мощности и скорости
мощность (кВт)
скорость (об / мин)
Электродвигатель — мощность от крутящего момента и скорости
крутящий момент (Нм)
скорость (об / мин)
Электродвигатель — Зависимость скоростиМощность и крутящий момент
мощность (кВт)
крутящий момент (Нм)
Пример — крутящий момент электродвигателя
крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 0,75 кВт (750 Вт) при скорости вращения 2000 об / мин можно рассчитать как
T = ( 750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)
= 3,6 (Н · м)
902 Крутящий момент Пример от электродвигателя
Крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 100 л.с. при скорости 1000 об / мин можно рассчитать как
T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)
= 6303 (фунт на дюймов)
Для преобразования в фунт-сила-фут — разделите крутящий момент на 12 .
какие они и в чем их отличие? — Блог CLR
В электромеханических инженерных проектах все чаще спорят о том, что важнее: для двигателя, обеспечивающего высокий крутящий момент , или для него, чтобы обеспечить высокую максимальную мощность . Эти концепции не совсем понятны для большинства профессионалов или менеджеров по закупкам. В этой статье мы постараемся ответить, что такое каждое из них. Записать!
Возможно, вас заинтересует: Что такое серводвигатель и когда он используется?
Во-первых, чтобы различить их, мы должны четко указать их определение.
Что такое крутящий момент?Крутящий момент — это сила, создаваемая двигателем. Каждый раз, когда в цилиндре происходит взрыв, высвобождается энергия, которая заставляет двигатель вращаться. Крутящий момент используется для измерения этой силы, которая выражается во вращении.
В практическом смысле мы могли бы сказать, что крутящий момент — это движущая сила, которую будет иметь выходной вал , которая полностью не зависит от времени, необходимого для передачи этой силы — это будет сила .
В целом, применительно к мотор-редуктору, когда мы говорим о крутящем моменте (М) , мы имеем в виду силу, прилагаемую к выходному валу. Это зависит от каждого двигателя и будет увеличиваться в зависимости от передаточного числа (передаточное число коробки передач ).
Механическая мощность и электрическая мощностьТеперь, когда мы можем определить концепцию крутящего момента, давайте более точно проанализируем концепцию мощности . Мощность напрямую зависит от крутящего момента и скорости вращения.Если бы какой-то из двух увеличился, то увеличилась бы и мощность. Но если углубиться, можем ли мы определять, рассчитывать и различать механическую и электрическую мощность?
— Механическая мощность (Вт): Эту мощность можно сравнить с крутящим моментом (M). Как видно из приведенных ниже формул, для расчета этой части данных необходимо знать крутящий момент и угловую скорость (w) (последняя рассчитывается с использованием выходной скорости в выбранной точке крутящего момента).
W = M (Нм) x w (рад / с).
W = 16,4 Нм (M при максимальной отдаче в Нм) x скорость (при максимальной отдаче в рад / с).
10 об / мин = 10 × (1 оборот) / мин × (1 мин) / (60 с) × (2π рад) / (1 оборот) = (10 x 2 x π) / 60 = 1047 рад / с
Вт = 16,4 Нм x 1047 рад / с = 17 Вт
— Электрическая мощность (Вт): эта мощность зависит от потребления электроэнергии и напряжения. Как видно из формул, он рассчитывается с использованием напряжения (В) и потребления электроэнергии (I).
W = V x I.
W = 24V x 1,4 = 33,6 Вт
Наиболее частой ошибкой в этих случаях является смешение механической и электрической мощности. Как мы видели, обе части данных совершенно не связаны с информацией, которую они предоставляют.
Как мы можем использовать параметр крутящего момента, чтобы помочь нам при покупке небольшого электродвигателяПосле определения концепций мощности и крутящего момента мы можем ответить на этот вопрос.В этом случае решение зависит от покупателя, поскольку мощность и крутящий момент являются двумя взаимосвязанными параметрами . Крутящий момент и мощность — это две характеристики для работы электродвигателя , поскольку они говорят нам, какую силу он может генерировать и с какой скоростью он может работать. Анализ потребностей приложения поможет вам получить общее представление о технических характеристиках, которым должен соответствовать наш электродвигатель.
У вас остались вопросы? Вам нужно больше информации? Группа инженеров и коммуникаций CLR разработала для вас подробное руководство .Загрузите за бесплатно наше руководство «Как выбрать лучший электродвигатель для малых приводов » и начинайте покупать двигатели с полной уверенностью.