Система двойного сцепления изначала проектировалась под автомобили, которые принимали участие в гонк...
Датчик кислорода лямбда зонд относится к устройствам, которые реагируют на несгоревшее полностью топ...
cup 
Вход на сайт

Что нужно знать про крутящий момент?

Термин “крутящий момент двигателя” достаточно часто встречается не только в автомобильной теме, но и вообще в любой теме, связанной с механическим движением, где задействованы двигатели внутреннего сгорания, как бензиновые, так и дизельные.

Что нужно знать про крутящий момент?

По сути, от знания или не знания, понимания этого термина и этой физической величины, для водителя совершенно ничего не изменится. Это теоретический вопрос, хотя и связанный с некоторыми проявлениями действия крутящего момента при движении автомобиля и набора им скорости.

Простой пример крутящего момента

Если не вдаваться в физическую сущность и не начинать оперировать общепринятыми физическими терминами, например, вектором силы, то можно вполне доходчиво дать объяснение, что такое крутящий момент двигателя.


Для примера можно рассмотреть следующую ситуацию. Берем обычный рычаг, закрепляем его конец подвижно, но чтобы эта подвижность была ограничена некоторой силой, в данном случае силой трения. Прикладываем к концу рычага некоторое усилие. В этом случае крутящий момент будет равен произведению длины рычага на количество приложенной силы. Если крутящий момент будет больше силы трения, которая удерживает рычаг неподвижно, рычаг сдвинется с места.

Таким образом, крутящий момент, применительно к автомобилю, должен быть больше, чем все силы трения, которые существуют в автомобиле, т.е. силы трения, которые возникают при взаимодействии деталей, взаимодействии колес с дорожным покрытием и т.д. Если крутящий момент будет меньше, чем сумма всех этих сил, то автомобиль, просто не двинется с места.

В двигателе автомобиля роль рычага выполняют некоторые детали кривошипно-шатунного механизма, а сила, которая взаимодействует с этим механизмом, возникает в результате сгорания топлива, газы которого двигают поршни двигателя.

В данном случае плечом рычага, на которое оказывается давление, выступает коленчатый вал, который вполне можно считать плечом рычага. Вполне естественно, что при одинаковой силе, приложенной к концу рычага, крутящий момент будет больше там, где длина плеча рычага будет больше.

Увеличение крутящего момента

Таким образом, чтобы увеличить крутящий момент двигателя, можно увеличить длину рычага или увеличить силу, которая давит на край рычага. Увеличить величину крутящего монета теоретически можно, увеличив радиус кривошипа. Но в реальности, применительно к двигателю автомобиля, увеличение радиуса кривошипа приведет к тому, что нужно будет увеличивать все размеры двигателя, что технически сложно выполнимо, а порой и не возможно.

Помимо этого большой диаметр кривошипа обязательно создаст определенные проблемы на больших оборотах вращения, так как в этом случае начнут действовать центробежные силы, повысятся силы инерции. Иными словами, увеличатся те силы, которые направлены на разрушение всей конструкции. Таким образом, получается, что конструкцию двигателя нужно максимально упрочнять, что приведет к увеличению веса двигателя и его габаритов.

Поэтому производители автомобилей идут по пути увеличения силы, которая возникает в результате сгорания топлива внутри цилиндров. Т.е. идут по пути увеличения крутящего момента за счет увеличения объема цилиндра, увеличения количества цилиндров.

Помимо этого увеличение силы происходит за счет создания условий, при которых потенциальная энергия топлива используется максимально эффективно. Т.е. идет работа по увеличению эффективности работы двигателя.


Является ли крутящий момент величиной постоянной?

Сразу можно сказать, что нет. Крутящий момент двигателя – это величина переменная. Для примера рассмотрим, насколько меняется сила, и как она меняется по мере того, как поршень двигается в цилиндре двигателя.

Как только поршень начинает идти вниз из верхней метровой точки, когда происходит вспышка топлива, сила естественно максимальная. По мере увеличения свободного объема цилиндра, давление на поршень падает, а сила уменьшается. Таким образом, сила достигает своего минимума, когда поршень достигает нижней мертвой точки.

То, что именно так происходит, связано, как с трением, которое возникает при движении поршня, так и с изменением угла приложения силы.

Помимо этого крутящий момент зависит от оборотов двигателя. И именно по этой причине невозможно знать общий крутящий момент, но его можно проверить на определенных оборотах двигателя, но никак не рассчитать. Поэтому так часто бывают провалы в разгоне автомобиля, когда не сопоставляются возможности двигателя с его оборотами. Получается, что нужно всегда держать в соответствии обороты двигателя, которые указываются на тахометре, с этим самым пресловутым крутящим моментом.

Обороты двигателя и крутящий момент двигателя связаны друг с другом. Но эта зависимость не является линейной, предполагающей рост крутящего момента при увеличении оборотов. В определенный момент возникает провал в мощности двигателя.


Это связано с увеличением потерь на преодоление сопротивления всех деталей в двигателе. Помимо этого двигатель должен тратить часть энергии на то, чтобы тянуть поршни, которые находятся в пассивной фазе.

И эти потери начинают возрастать при достижении определенных оборотов во время движения автомобиля при повышенной нагрузке. Это может быть связано, например, с подъемом вверх по дороге, троганием с места. Например, никто ведь не будет пытаться трогаться с места, если обороты двигателя максимальны. А ведь именно в момент начала движения нужен максимальный крутящий момент.

Если разобраться, то крутящий момент, который вырабатывается двигателем, несколько отличается от реального крутящего момента. Существует даже такой термин, как остаточный крутящий момент двигателя, который, по сути, остается после вычитания всех потерь на сопротивление абсолютно всех деталей и узлов автомобильного двигателя.


Опытные водители понимают интуитивно, где нужно держать стрелку тахометра, т.е. каких оборотов нужно придерживаться на том или ином участке дороги, чтобы автомобиль все время находился в фазе максимального крутящего момента. И именно к этому нужно всегда стремиться.



Тоже интересно:
Поиск по сайту