Крутящий момент и мощность.
Добавлено: Пн мар 16, 2015 1:29
Эти два понятия практически неразлучны. Причем крутящий момент незаслуженно обделен вниманием
Попробуем разобраться и научимся читать графики характеристик.
Немного истории.
С далеких времен и до 1906 года не существовало четких и однозначных методик расчёта мощности двигателей внутреннего сгорания. Но существовала острая потребность в этом, для чего бы Вы думали?
Для уплаты налога на безлошадную повозку!
С обычными повозками и каретами все предельно ясно, лошадь-ставка налога, а тут как?
В 1907 году фискальные органы Франции, Бельгии и Германии совместно с инженерами Пежо и Мерседес договорились что, мощность двигателя 261,8 куб. см четырехтактных моторов и 174,5 куб. см двухтактных это и есть всем нам известная сейчас лошадиная сила, только называлась она тогда "Налоговая лошадиная сила". И численно она равнялась в Европе 0,74 кВт, а в Англии 0,75 кВт.
Кстати, в музее Мерседес в Штутгарте, на последнем этаже в начале экспозиции 4 или 5 документ именно это соглашение.
Что такое момент?
Самый простой пример: рычаг (палка) длиной 1 метр, один конец зажмем в тиски, а на другой конец повесим груз 10 кг. Все, имеем момент 10 кг.м, что бы перевести это в систему СИ умножим на значение ускорения свободного падения и получим 98.1 н.м.
В двигателе роль рычага играет "колено" коленчатого вала, а роль груза давление газов в камере сгорания.
Расчёт крутящего момента принципиально такой же как и для рычага с грузом, разница лишь в том что для многоцилиндровых двигателей учитываются еще и тактность и порядок работы цилиндров.
Понятно что, наиболее простой способ повышения момента это увеличение давления в камере сгорания, т.к увеличение размера "колена" коленвала весьма ограничено. Но давление газов непостоянно на всем диапазоне оборотов двигателя, поэтому на графике крутящего момента максимум будет не на максимуме оборотов, а на тех оборотах, на которых максимальное давление газов.
Что такое мощность?
В "моторном" понятии это функция момента и оборотов, поэтому максимум мощности теоретически может существовать в районе максимальных оборотов. Мощность показывает энергию, ежесекундно вырабатываемую двигателем, тогда как крутящий момент это силовой фактор. Это мера эффективности мотора. Величина отображающая какую работу способен выполнить мотор.
Мощность не может существовать без момента, а момент без мощности может.
На величину мощности влияют величины крутящего момента и обороты двигателя, но так как численные значения оборотов двигателя в десятки раз превышают величину крутящего момента , то и на изменение мощности они будут влиять в большей степени. Это еще одно доказательство того, что силу мотора мощность отражает лишь косвенно.
Для наглядного сравнения этих двух параметров давайте рассмотрим графическую характеристику двигателя.
(для примера я использую скан графика двигателя 4JX1 Исузу Трупер, любой другой двигатель имеет аналогичный график, нам важны принципы)
![Изображение](http://www1.4x4israel.com/site/albums/383/img/3882/176755.jpg)
Мы видим две черные кривые, нижняя это мощность, верхняя это момент.
Все что связывает эти два графика это обороты двигателя (нижний диапазон графика).
"Читаем" верхнею черную кривую, кривую момента. От холостых оборотов момент быстро растет, и при 2000 об/мин. достигает своего максимума (верхняя левая красная точка) это значит что данный мотор при этих оборотах развивает максимальное давление газов в камерах сгорания. Дальше момент плавно снижается и после 4000 оборотов круто падает.
Обратите внимание что, при 4200 оборотов момент меньше чем при холостых.
"Читаем" нижнию черную кривую, кривую мощности. Рост мощности происходит от холостых до 4000 об. это максимум мощности (нижняя правая красная точка).
Теперь проведем красные линии через максимумы двух этих кривых. Что мы получили?
Мы получили данные об разумном и эффективном использовании двигателя.
1. после 2000 об. "крутить" мотор больше для увеличения тяги (не скорости!) не имеет смысла, т.к. достигнут максимум момента.
2. после 2000 об. будет только прирост скорости при постоянном снижении тяги.
3. теоритический эффективный диапазон мотора от 2000 до 4000 об. под этот диапазон расчитывается, например, работа масла, радиатора.
4. тяга на колесах при 3000 об. такая же как при 1500 об.
Вот, в принципе и все, надеюсь этот небольшой пост даст возможность по другому взглянуть на Ваш двигатель.
Буду рад конструктивным замечаниям и добавлениям![:) :)](./images/smilies/smile.gif)
![:) :)](./images/smilies/smile.gif)
Попробуем разобраться и научимся читать графики характеристик.
Немного истории.
С далеких времен и до 1906 года не существовало четких и однозначных методик расчёта мощности двигателей внутреннего сгорания. Но существовала острая потребность в этом, для чего бы Вы думали?
Для уплаты налога на безлошадную повозку!
С обычными повозками и каретами все предельно ясно, лошадь-ставка налога, а тут как?
В 1907 году фискальные органы Франции, Бельгии и Германии совместно с инженерами Пежо и Мерседес договорились что, мощность двигателя 261,8 куб. см четырехтактных моторов и 174,5 куб. см двухтактных это и есть всем нам известная сейчас лошадиная сила, только называлась она тогда "Налоговая лошадиная сила". И численно она равнялась в Европе 0,74 кВт, а в Англии 0,75 кВт.
Кстати, в музее Мерседес в Штутгарте, на последнем этаже в начале экспозиции 4 или 5 документ именно это соглашение.
Что такое момент?
Самый простой пример: рычаг (палка) длиной 1 метр, один конец зажмем в тиски, а на другой конец повесим груз 10 кг. Все, имеем момент 10 кг.м, что бы перевести это в систему СИ умножим на значение ускорения свободного падения и получим 98.1 н.м.
В двигателе роль рычага играет "колено" коленчатого вала, а роль груза давление газов в камере сгорания.
Расчёт крутящего момента принципиально такой же как и для рычага с грузом, разница лишь в том что для многоцилиндровых двигателей учитываются еще и тактность и порядок работы цилиндров.
Понятно что, наиболее простой способ повышения момента это увеличение давления в камере сгорания, т.к увеличение размера "колена" коленвала весьма ограничено. Но давление газов непостоянно на всем диапазоне оборотов двигателя, поэтому на графике крутящего момента максимум будет не на максимуме оборотов, а на тех оборотах, на которых максимальное давление газов.
Что такое мощность?
В "моторном" понятии это функция момента и оборотов, поэтому максимум мощности теоретически может существовать в районе максимальных оборотов. Мощность показывает энергию, ежесекундно вырабатываемую двигателем, тогда как крутящий момент это силовой фактор. Это мера эффективности мотора. Величина отображающая какую работу способен выполнить мотор.
Мощность не может существовать без момента, а момент без мощности может.
На величину мощности влияют величины крутящего момента и обороты двигателя, но так как численные значения оборотов двигателя в десятки раз превышают величину крутящего момента , то и на изменение мощности они будут влиять в большей степени. Это еще одно доказательство того, что силу мотора мощность отражает лишь косвенно.
Для наглядного сравнения этих двух параметров давайте рассмотрим графическую характеристику двигателя.
(для примера я использую скан графика двигателя 4JX1 Исузу Трупер, любой другой двигатель имеет аналогичный график, нам важны принципы)
![Изображение](http://www1.4x4israel.com/site/albums/383/img/3882/176755.jpg)
Мы видим две черные кривые, нижняя это мощность, верхняя это момент.
Все что связывает эти два графика это обороты двигателя (нижний диапазон графика).
"Читаем" верхнею черную кривую, кривую момента. От холостых оборотов момент быстро растет, и при 2000 об/мин. достигает своего максимума (верхняя левая красная точка) это значит что данный мотор при этих оборотах развивает максимальное давление газов в камерах сгорания. Дальше момент плавно снижается и после 4000 оборотов круто падает.
Обратите внимание что, при 4200 оборотов момент меньше чем при холостых.
"Читаем" нижнию черную кривую, кривую мощности. Рост мощности происходит от холостых до 4000 об. это максимум мощности (нижняя правая красная точка).
Теперь проведем красные линии через максимумы двух этих кривых. Что мы получили?
Мы получили данные об разумном и эффективном использовании двигателя.
1. после 2000 об. "крутить" мотор больше для увеличения тяги (не скорости!) не имеет смысла, т.к. достигнут максимум момента.
2. после 2000 об. будет только прирост скорости при постоянном снижении тяги.
3. теоритический эффективный диапазон мотора от 2000 до 4000 об. под этот диапазон расчитывается, например, работа масла, радиатора.
4. тяга на колесах при 3000 об. такая же как при 1500 об.
Вот, в принципе и все, надеюсь этот небольшой пост даст возможность по другому взглянуть на Ваш двигатель.
Буду рад конструктивным замечаниям и добавлениям
![:) :)](./images/smilies/smile.gif)