Крутящий момент что это, Мощность и крутящий момент — что это?
Оригинал статьи тут. О компании. Следовательно, крутящий момент и мощность — величины взаимосвязанные. Причём на низких оборотах эта разница наиболее значительна. Крутящий момент двигателя формируется в процессе подачи топлива в цилиндры и его дальнейшего сгорания, за счет которого формируется давление, изменяющее положение поршня.
Крутящий момент двигателя — эта характеристика, которая показывает силу вращения коленвала мотора, от которой зависит динамика транспортного средства, его проходимость, способность уверенно совершать обгоны.
В качестве единиц измерения используются ньютон-метры, а установить величину можно, если умножить силу на длину рычага. Что такое крутящий момент двигателя — простыми словами можно объяснить на примере известного каждому механического крепежа, гайки. Предположим, что усилие ее затяжки составляет 4 кгс. Это значит, что открутить ее удастся, взяв метровый гаечный ключ и надавив на него с силой в 4 килограмма. Крутящий момент двигателя формируется в процессе подачи топлива в цилиндры и его дальнейшего сгорания, за счет которого формируется давление, изменяющее положение поршня.
Поршень механически связан с коленвалом, так что их движение синхронизировано. Если ориентироваться на формулу, указанное выше, то силой в данном случае выступает давление, получаемое сгоранием топлива, а рычагом — комбинация кривошипов и шатунов.
Как увеличить крутящий момент двигателя в таком случае?
Первый вариант — использование более крупных кривошипов, за счет чего возрастает длины рычага. Звучит просто и понятно, однако, технически реализовать такую схему достаточно тяжело, приходится делать блоки цилиндров более габаритными, усиливать конструкцию, чтобы компенсировать разрушительную силу инерции.
Неудивительно, что автоконцерны предпочитают использовать более простую технологию — увеличивать объемы топливовоздушной смеси, подаваемой цилиндры, совершенствовать технологии ее воспламенения и сжигания. Увеличение степени сжатия, комплектация цилиндров сразу несколькими клапанами, наддув дополнительного воздуха — все это способствует улучшению результатов. Имеет место прямая зависимость крутящего момента от оборотов двигателя и его мощности.
График крутящего момента двигателя наглядно показывает, что он меняется в соответствии с объемами топлива, подаваемого в цилиндры, и оборотами мотора. Графики строятся при помощи специальных тестовых установок, могут несколько отличаться даже для моторов одного класса, сказывается постепенное, естественный износ. Первые три параметра непосредственно связаны с силой, последний — с длиной рычага. Представленная в одном из первых абзацев формула показывает, что именно эти показатели являются определяющими при вычислениях.
Скорость, проходимость, динамика — это то, на что влияет крутящий момент двигателя автомобиля. Неудивительно, что производители заинтересованы в его увеличении. Наибольшее распространение получили следующие технические решения:.
Существуют и другие методики, которые применяются гаражными мастерами, водителями, желающими улучшить характеристики своего транспортного средства. Они заключаются в небольших доработках, некоторые из которых, впрочем, дают ощутимые результаты.
Самые распространенные решения таковы:. Обе характеристики двигателя внутреннего сгорания неразрывно связаны друг с другом. Согласно официальной терминологии, мощность — это общий объем работы, выполненной мотором в течение определенного временного промежутка.
Проще говоря, мощность можно представить в виде произведения крутящего момента и количества оборотов. Для ее выражения используются лошадиные силы или киловатты. Помимо указанных двух производных, используется и третья, называемая постоянным коэффициентом.
На написание данной статьи подвигла частая путаница между такими понятиями как мощность и крутящий момент. Прочитав эту статью, Вы узнаете в чем разница между мощностью и крутящим моментом, и Вам будет проще определиться с выбором нагружающего устройства для испытания двигателя на стенде. Пример графика мощности и крутящего момента, полученный со стенда для испытания двигателей PowerTest.
Важно отметить что мощность в этой формуле получается в ваттах, для получения результата в лошадиных силах мощность в кВт необходимо умножить на коэффициент 0, При такой нагрузке происходит деформация вала ,только не изгиб, который был бы при нулевой длине плеча, а скручивание, при котором отдельные сечения вала не повторяют друг друга, а оказываются повернутыми друг относительно друга на определённые углы, тем большие, чем больше приложенная сила, или чем больше рычаг при одной и той же силе.
По этой причине момент называют крутящим. Не следует ожидать, что вы увидите эту закрутку стального вала диаметром, например, 20 мм, нанеся перед нагрузкой на поверхность вала линии, параллельные его оси. Величина закрутки будет в реальности настолько мала, что её непросто измерить даже с помощью специальных приборов, измерителей крутящего момента.
Это угловая скорость вращения вала. Например к нам часто приходят запросы "Нам нужно измерить параметры двигателя мощностью л. Ответить на этот вопрос можно, но это не гарантирует что заказчик получит желаемый результат. Потому что в вопросе отсутствует информация о скоростных режимах испытываемого на стенде двигателя.
Для каждого типа двигателя необходимо подбирать соответствующее нагружающее устройство. А иногда даже не одно, а тандем из двух, первое из которых работает при низких оборотах, а второе при высоких.
Если речь идет об испытаниях вновь создаваемых двигателей с широким скоростным диапазоном вращения вала. Если отойти от теории, то график мощности и крутящего момента - это основные характеристики двигателя.
Например, сила в 3 ньютона , приложенная к рычагу, расстояние до оси которого 2 метра , это то же самое, что 1 ньютон , приложенный к рычагу, расстояние до оси которого 6 метров. Более точно, момент силы частицы определяется как векторное произведение :.
Строго говоря, вектор, обозначающий момент сил, введен искуственно, так как является удобным при вычислении работы по криволинейному участку относительно неподвижной оси и удобен при вычислении общего момента сил всей системы, так как может суммироваться.
Для того, чтобы понять откуда появилось обозначение момента сил и как до него додумались, стоит рассмотреть действие силы на рычаг, относительно неподвижной оси. Работа, совершаемая при действии силы на рычаг , совершающего вращательное движение вокруг неподвижной оси, может быть рассчитана исходя из следующих соображений. Пусть под действием этой силы конец рычага смещается на бесконечно малый отрезок , которому соответствует бесконечно малый угол.
Обозначим через вектор, который направлен вдоль бесконечно малого отрезка и равен ему по модулю. Угол между вектором силы и вектором равен , а угол и вектором силы.
Следовательно, бесконечно малая работа , совершаемая силой на бесконечно малом участке равна скалярному произведению вектора и вектора силы, то есть. Теперь попытаемся выразить модуль вектора через радиус вектор , а проекцию вектора силы на вектор , через угол. В первом случае, используя теорему Пифагора, можно записать следующее равенство , где в случае малого угла справедливо и следовательно.
Для проекции вектора силы на вектор , видно, что угол , так как для бесконечно малого перемещения рычага , можно считать, что траектория перемещения перпендикулярна рычагу , а так как , получаем, что. Теперь запишем бесконечно малую работу через новые равенства или. Теперь видно, что произведение есть ни что иное как модуль векторного произведения векторов и , то есть , которое и было принято обозначить за момент силы или модуля вектора момента силы.
И теперь полная работа записывается очень просто или. Момент силы имеет размерность сила на расстояние , и в системе СИ единицей момента силы является « ньютон - метр ». Когда энергия представляется как результат «сила на расстояние», энергия скалярная, тогда как момент силы — это «сила, векторно умноженная на расстояние» и таким образом она псевдо векторная величина. Проблема такого представления в том, что оно не дает направления момента силы, а только его величину, поэтому трудно рассматривать в.
Если сила перпендикулярна вектору r, момент рычага будет равен расстоянию до центра и момент силы будет максимален.
