Ροπή κινητήρα: τι είναι και πώς επηρεάζει την απόδοση του κινητήρα σας

Όταν βλέπουμε τη δημοσιότητα που κάνουν οι διάφορες μάρκες στα αυτοκίνητά τους στα μέσα ενημέρωσης, μπορούμε να δούμε ότι, σε τεχνικό επίπεδο, συνήθως παρουσιάζουν μια σειρά από στοιχεία που σχετίζονται με την ταχύτητα, την κατανάλωση, την επιτάχυνση... με λίγα λόγια, μερικά ψυχρά νούμερα ότι επίσης ένα υψηλό ποσοστό οδηγών δεν θα μπορέσει ποτέ να ταιριάξει. Ωστόσο, υπάρχει ένα φυσικό γεγονός που απολαμβάνουν όλοι οι οδηγοί, το οποίο σπάνια δημοσιοποιείται και ότι πριν από πολλά χρόνια δόθηκε μια συγκεκριμένη σημασία: par κινητήρα.

Όχι πολύ καιρό πριν, όταν τα αυτοκίνητα δεν είχαν ακόμη υποστεί την τρέχουσα κλιμάκωση ισχύος, το επανάληψη του αυτοκινήτου ως ικανότητα που είχε να αποκτά ταχύτητα. Αυτή η δημοφιλής επιβεβαίωση, αν και όταν πρόκειται για την ερμηνεία του τι είναι reprís είναι σωστή, να καταλάβετε τι είναι η ροπή πέφτει λίγο κοντό ή μάλλον ανακριβές

Τι είναι η ροπή;

Η ροπή κινητήρα, γνωστή και ως ροπή, είναι α φυσικό μέγεθος που μετρά τη ροπή της δύναμης που πρέπει να εφαρμοστεί σε έναν άξονα που περιστρέφεται στον εαυτό του σε μια ορισμένη ταχύτητα. Εφαρμόζεται στον κόσμο του αυτοκινήτου και εξηγείται με τρόπο που όλοι μπορούμε να κατανοήσουμε, μπορεί να οριστεί ως δύναμη που απαιτείται για την περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα και, επομένως, να είναι σε θέση να μεταδίδει την εν λόγω κίνηση στα υπόλοιπα μηχανικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για την κίνηση του οχήματος.

Και εδώ είναι που παρατηρούμε την πρώτη διαφορά μεταξύ πραγματικότητας και συνήθειας. Όταν αναφερόμαστε στη ροπή του κινητήρα για να εκφράσουμε την ικανότητα επιτάχυνσης ενός οχήματος, δεν καθορίζουμε πραγματικά τι είναι η ροπή κινητήρα, περιγράφουμε μόνο μία από τις εφαρμογές του. Αυτό συμβαίνει επειδή η ροπή ενός κινητήρα μετρά την ισχύ που απαιτείται για να στρίψει ο κινητήρας έναν ορισμένο αριθμό στροφών, αλλά δεν λαμβάνει υπόψη την πρόσθετη ισχύ που πρέπει να εφαρμοστεί για να τροποποιηθεί η γωνιακή ταχύτητα του άξονα ή του στροφαλοφόρου άξονα.

Λίγη φυσική για να εξηγήσω τη ροπή

Για να σας εξηγήσω τι είναι η ροπή του κινητήρα, ξεφεύγοντας από φυσικές αρχές, θα εξηγήσω τη λειτουργία του στροφαλοφόρου άξονα και τις δυνάμεις που ασκούν σε αυτόν.

Μια θερμική μηχανή παράγει ισχύς στους κυλίνδρους. Συγκεκριμένα, βρίσκεται στο θαλάμους καύσης όπου εκρήγνυται το μείγμα καυσίμου-αέρα. Είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται από αυτή την έκρηξη που δημιουργεί μια γραμμική κίνηση σπρώχνοντας το έμβολο προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτή της κεφαλής του κινητήρα. Τα έμβολα των διαφορετικών κυλίνδρων συνδέονται με το στροφαλοφόρος άξων από το μπιέλες και είναι ακριβώς στην ένωση αυτών με τον στροφαλοφόρο άξονα όπου η γραμμική κίνηση μετατρέπεται σε περιστροφική κίνηση.

Αξίζει να αναφερθεί στο σημείο αυτό η εξαιρετική κατασκευή του περιστροφικοί κινητήρες, στο οποίο οι κυκλικοί θάλαμοι των «κυλίνδρων» περιβάλλουν απευθείας έναν κεντρικό άξονα που περιστρέφεται πάνω του κινούμενος από τις εκρήξεις που παράγονται στους θαλάμους, έτσι ώστε στην περίπτωση αυτή η περιστροφική κίνηση. Σε κάθε περίπτωση, οι φυσικές αρχές που ενεργούν όσον αφορά τη ροπή του κινητήρα είναι οι ίδιες.

Ακόμη και χωρίς να μπούμε σε υπερβολική μελέτη, για να απλοποιήσουμε την ιδέα του μετασχηματισμού ενέργειας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι τα περιστρεφόμενα μπλοκ παράγουν ροπή αντί για ισχύ. Δεν μπορεί να γίνει πίστη από αυτή την άποψη, επειδή ούτε οι θάλαμοι ούτε ο ρότορας των περιστροφικών κινητήρων είναι ακριβώς κυκλικοί και η ανάφλεξη του καυσίμου συμβαίνει σε ένα τμήμα του θαλάμου, σε αντίθεση με τους συμβατικούς κυλινδρικούς κινητήρες στους οποίους το μείγμα καυσίμου-αέρα καταλαμβάνει ολόκληρο τον όγκο του. .

Επιστρέφοντας στη φυσική εξήγηση, η δύναμη που ασκεί το έμβολο στον στροφαλοφόρο άξονα δεν είναι σταθερή σε όλη τη διαδικασία επέκτασης. Αυτό συμβαίνει γιατί μέσα σε κάθε κύλινδρο παράγεται η μέγιστη τιμή ισχύος τη στιγμή της ανάφλεξης του καυσίμου. Και με αυτές τις στιγμές μέγιστης ισχύος έρχονται στιγμές μέγιστης ροπής.

Η καθυστέρηση μεταξύ της στιγμής κατά την οποία παράγεται η μέγιστη ισχύς στον κύλινδρο και της μέγιστης που εφαρμόζεται στον στροφαλοφόρο άξονα δεν υπολογίζεται εύκολα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα έμβολα δεν κάνουν μια καθαρά γραμμική κίνηση αλλά μάλλον, επειδή ούτε ο στροφαλοφόρος είναι εντελώς ίσιος, κάνουν μια κίνηση που συνδυάζει τη γραμμική επίδραση του εμβόλου με την κυκλική επίδραση των ρουλεμάν της μπιέλας.

Ωστόσο, αυτές οι στιγμές μέγιστης ισχύος και μέγιστης ροπής έχουν μεγάλη σημασία όσον αφορά την αντίληψη της ομαλότητας στη λειτουργία του κινητήρα.

Όσο περισσότερους κυλίνδρους έχει το όχημα, τόσο περισσότερες φορές ανά λεπτό θα υπάρχει αυτή η στιγμή μέγιστης δύναμης και πιο ομοιογενής θα είναι η αντίληψη του οδηγού για την ομαλή λειτουργία του κινητήρα.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε έναν 2κύλινδρο κινητήρα, θα υπάρχει μία μόνο στιγμή μέγιστης δύναμης κάθε 360º περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα, σε έναν τρικύλινδρο κινητήρα θα συμβαίνει κάθε 240º, σε μία από τις έξι κάθε 120º και σύντομα. Φυσικά, αυτό πρέπει να ερμηνευτεί ως καθαρή θεωρία αφού σήμερα οι κατασκευαστές προσπαθούν να κάνουν τους κινητήρες τους όσο το δυνατόν πιο ομαλούς όσον αφορά τη λειτουργία τους.

Αυτός ο παράγοντας επηρεάζει επίσης το γεγονός ότι στο ρελαντί ένας κινητήρας παράγει περισσότερους κραδασμούς και ότι είναι επίσης πιο αισθητές: στις 1.000 στροφές ανά λεπτό υπάρχουν οι μισές ροπές μέγιστης δύναμης από ό,τι στις 2.000 στροφές. Για παράδειγμα, ξεκινώντας από μια μέση ταχύτητα ρελαντί 850 στροφών ανά λεπτό, ένας τρικύλινδρος κινητήρας θα παράγει λιγότερο από δέκα στιγμές δύναμης ανά δευτερόλεπτο, ενώ ένα μπλοκ έξι κυλίνδρων θα παράγει σχεδόν είκοσι.

Αν λάβουμε υπόψη ότι ο «κανονικός» άνθρωπος, αντιμέτωπος με μια διαλείπουσα δύναμη συνεχούς εφαρμογής, αναγνωρίζει καλύτερα διαστήματα μεγαλύτερα από ένα δέκατο του δευτερολέπτου από αυτά που είναι μικρότερα από, εδώ είναι η συνηθισμένη εξήγηση με την οποία το ευρύ κοινό αναγνωρίζει τις δονήσεις του οι κινητήρες των δύο ή τριών κυλίνδρων: επειδή το διάστημα μεταξύ των ροπών του μέγιστου εξωτερικού είναι μεγαλύτερο από ένα δέκατο του δευτερολέπτου.

Τι ροπή αποδίδει ο κινητήρας σας;

Σε πολλές δημοσιεύσεις για τον κόσμο του κινητήρα, συνήθως μετράται η ροπή που «αποδίδει» ο κινητήρας ενός οχήματος. Αυτή η δήλωση, εξ ορισμού, δεν είναι σωστή, εφόσον καταλαβαίνουμε ότι το ζεύγος είναι α ασκούμενη δύναμη και όχι ένα προκύπτουσα δύναμη. Ωστόσο, επίσης λόγω της φυσικής αρχής της δράσης-αντίδρασης, όταν μια ροπή δύναμης εφαρμόζεται σε έναν άξονα που περιστρέφεται πάνω του, μια άλλη ροπή δύναμης δημιουργείται αυτόματα με την ίδια ένταση και κατεύθυνση αλλά στην αντίθετη κατεύθυνση από την αρχική (Τρίτος νόμος του Νεύτωνα).

Πώς να υπολογίσετε τη ροπή κινητήρα – Φορτίο κινητήρα

Η ροπή του κινητήρα μπορεί να μετρηθεί, αλλά ο υπολογισμός της είναι εξαιρετικά περίπλοκος και σχεδόν αδύνατος για τους θνητούς, επομένως είναι πιο εύκολο να αφεθεί σε επαγγελματίες ικανούς να χειρίζονται σύγχρονα μηχανήματα και πολύ περίπλοκα προγράμματα υπολογιστών, αν και με την πρώτη ματιά βλέπουμε μόνο μια τράπεζα κυλίνδρων.

Όπως προκύπτει από τον ορισμό του, σε κινητήρα εσωτερικής καύσης η ροπή είναι μεταβλητή η οποία εξαρτάται από την ισχύ που παράγεται στους θαλάμους του κυλίνδρου και τον αριθμό των στροφών στις οποίες περιστρέφεται ο κινητήρας τη συγκεκριμένη στιγμή, επομένως η τιμή του θα μπορούσε να υπολογιστεί από τον τύπο P = T · ω όπου P είναι η ισχύς που εκφράζεται σε watt ή watt , T είναι η ροπή που εκφράζεται σε Νιούτον μέτρα και ω είναι η ακτινική ταχύτητα περιστροφής εκφρασμένη σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο.

Ωστόσο, υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τις θεωρητικές τιμές που θα μπορούσαν να ληφθούν από την άμεση εφαρμογή του τύπου, όπως η εσωτερική τριβή κινητήρα. Αυτές οι εσωτερικές τριβές σημαίνουν ότι ένα μέρος της ισχύος που λαμβάνεται από τον κινητήρα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξωτερικά αλλά μάλλον «χάνεται» στην ίδια διαδικασία κίνησης του κινητήρα, συνήθως με τη μορφή θερμότητας. Να θυμάστε ότι η ενέργεια ούτε δημιουργείται ούτε δημιουργείται ούτε καταστρέφεται, μόνο μεταμορφώνεται.

Υπάρχουν επίσης εξωτερικούς παράγοντες που μπορεί να επηρεάσει την ισχύ που παράγεται από έναν κινητήρα, ακόμη και σε καταστάσεις που θα μπορούσαν να είναι εσωτερικά συγκρίσιμες. Για παράδειγμα, ο ίδιος κινητήρας που στρίβει με σταθερή ταχύτητα 2.000 στροφών ανά λεπτό θα παράγει περισσότερη ισχύ όταν οδηγείτε σε επίπεδο δρόμο από ό,τι κατεβαίνοντας μια πλαγιά. Αν και ο αριθμός των στροφών είναι σταθερός, και επομένως και η γωνιακή ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα, η διαφορετική τιμή της ισχύος που παράγεται σε κάθε στιγμή μεταφράζεται επίσης σε διαφορετική τιμή της ροπής που εφαρμόζεται στον στροφαλοφόρο άξονα.

Πολλοί από εσάς θα αναρωτιέστε πώς μπορεί να είναι αυτό και η εξήγηση είναι πολύ απλή. Όπως όλοι γνωρίζουμε, η κίνηση δημιουργείται χάρη στην ανάφλεξη του στοιχειομετρικό μείγμα καυσίμου-αέρα στους θαλάμους των κυλίνδρων και εάν απαιτείται λιγότερη ισχύς, η λύση είναι να εγχυθεί ένα μείγμα που είναι πιο λεπτό σε καύσιμο και πιο πλούσιο σε αέρα. Αυτός είναι και ο λόγος που οι υπολογιστές στα αυτοκίνητά μας σημειώνουν χαμηλότερη ή και μηδενική στιγμιαία κατανάλωση όταν κατεβάζουμε μια θύρα.

Όλες αυτές οι παράμετροι που τροποποιούν τη λειτουργία και τα θεωρητικά αποτελέσματα ενός μηχανισμού ονομάζονται φορτίο κινητήρα, η οποία μπορεί να οριστεί ως η ποσότητα της ροπής που πρέπει να παράγει ένας κινητήρας για να υπερνικήσει τις αντιστάσεις που αντιτίθενται στην κίνησή του.

Όπως είδαμε, το φορτίο του κινητήρα εξαρτάται τόσο από εσωτερικές αιτίες του κινητήρα, όπως η τριβή των διαφορετικών κινούμενων μερών του, όσο και από εξωτερικούς παράγοντες όπως η τριβή των ελαστικών ή η αεροδυναμική του αυτοκινήτου. Έδωσα αυτά τα δύο παραδείγματα εντελώς εξωτερικά της μηχανικής του οχήματος γιατί και στις δύο περιπτώσεις παράγουν δυνάμεις αντίθετες και συνεχώς μεταβλητές στην κίνηση του οχήματος, κάτι που έχει επίσης επιπτώσεις στο τιμή φορτίου κινητήρα θα είναι και παράμετρος συνεχώς μεταβλητό.

Το φορτίο του κινητήρα μας επηρεάζει επίσης κατά την οδήγηση με πολύ ξεκάθαρο τρόπο που εκτιμούν όλοι οι οδηγοί. Αν συνεχίσουμε με το ίδιο παράδειγμα οχήματος που ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα και με σταθερή ταχύτητα κινητήρα, γιατί είναι πιο δύσκολο για το αυτοκίνητο να αποκτήσει ταχύτητα σε ανηφορικό τμήμα παρά σε κατηφορικό; Λοιπόν, λόγω της διακύμανσης του φορτίου του κινητήρα.

Μπαίνοντας ξανά σε έναν θεωρητικό κόσμο, όταν ένα αυτοκίνητο κυκλοφορεί με σταθερή ταχύτητα σε επίπεδο δρόμο, έχει δύο εξωτερικές δυνάμεις που αντιτίθενται στην κίνησή του: αεροδυναμική και οπισθέλκουσα. Όταν το όχημα αρχίζει να κυκλοφορεί σε ανοδικό τμήμα, εάν διατηρήσουμε την ταχύτητα σταθερή, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η αεροδυναμική δύναμη αντίθετη προς την κίνηση διατηρείται, αλλά η τριβή τροποποιείται με την έννοια ότι είναι δύναμη βαρύτητας και τη στιγμή ότι το όχημα αρχίσει να ανεβαίνει, θα υπάρχει ένα μέρος της τριβής που «τραβάει» το αυτοκίνητο προς τα πίσω.

Αν θέλουμε να γυρίσουμε πολύ λεπτά, μπορούμε επίσης να βάλουμε στο παιχνίδι κινητική ενέργεια και δυναμική ενέργεια. Η κινητική ενέργεια εξαρτάται από τη μάζα και την ταχύτητα του οχήματος και η δυναμική ενέργεια από τη μάζα και το ύψος. Καθώς το ύψος αυξάνεται, με την αρχή της διατήρησης της ενέργειας, η κινητική ενέργεια θα μετατραπεί σε δυναμική ενέργεια.

Στην περίπτωση αυτή του ανηφορικός δρόμος, προσθέτοντας το σύνολο των εξωτερικών δυνάμεων που αντιτίθενται στην κίνηση, μπορούμε να πούμε ότι το φορτίο του κινητήρα αυξάνεται και ως εκ τούτου, η ποσότητα της "χρήσιμης" ροπής του κινητήρα μειώνεται και μπορούν να παρατηρηθούν διάφορες καταστάσεις:

• Αν θέλουμε διατηρεί σταθερή περιστροφή του κινητήρα Πρέπει να απαιτήσουμε περισσότερη ισχύ πιέζοντας πιο δυνατά το γκάζι για να εγχυθεί ένα πιο πλούσιο μείγμα καυσίμου στους θαλάμους του κυλίνδρου.
• Εάν η κλίση του δρόμου αυξηθεί, μπορεί να έρθει η ώρα που το όχημα θα ξεκινήσει χάνουν ταχύτητα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το φορτίο του κινητήρα (δυνάμεις αντίθετες προς την κίνηση) είναι μεγαλύτερο από τη ροπή που μπορεί να δημιουργηθεί στον κινητήρα (θετικές δυνάμεις στην κίνηση).

• με την παραμονή σταθερή ισχύς και ροπήκαι αυξάνοντας το φορτίο του κινητήρα, θα είναι διαθέσιμη λιγότερη ισχύς για την αύξηση της ταχύτητας του οχήματος, επειδή η επιτάχυνση είναι ανάλογη με την εφαρμοζόμενη δύναμη: λιγότερη ισχύς σημαίνει λιγότερη ισχύς επιτάχυνσης.

Ροπή κινητήρα και κιβώτιο ταχυτήτων

Ωστόσο, η φυσική είναι επίσης ικανή να τροποποιήσει τη συμπεριφορά των σωμάτων που υπόκεινται σε διαφορετικές δυνάμεις, και στην περίπτωση του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα του αυτοκινήτου μας, μπορεί να ειπωθεί ότι είναι ικανός στείλτε τη ροπή που λαμβάνει από τους κυλίνδρους σε άλλα μέρη του οχήματος, όπως το κιβώτιο ταχυτήτων.

Η ροπή έρχεται από τον κινητήρα στο κιβώτιο ταχυτήτων με τη μορφή περιστροφικής κίνησης μέσω του άξονα εισόδου. Αυτός είναι ο λόγος που όταν ένας κατασκευαστής μιλά για τον κατάλογο αλλαγών του, μιλά πάντα για περιορισμούς ροπής και όχι για ισχύ. Μέσα στο κιβώτιο ταχυτήτων υπάρχει α μετατροπή από ροπή σε εφαπτομενική δύναμη και πίσω στη ροπή. Πως?

Μέσα στο κιβώτιο ταχυτήτων υπάρχουν μια σειρά από οδοντωτοί τροχοί που μεταδίδουν την κίνηση μεταξύ τους απλώς με το πλέγμα των δοντιών μεταξύ τους. Αυτές οι οδοντωτές κορώνες, οι οποίες αναφέρονται στον αριθμό των ταχυτήτων που έχει το κιβώτιο ταχυτήτων, έχουν διαφορετικό μέγεθος ή «σχέσεις μετάδοσης», γι' αυτό μερικές φορές μπορεί να διαβαστεί ότι ένα κιβώτιο ταχυτήτων έχει x ταχύτητες ή x σχέσεις. είναι το ίδιο.

Σε κάθε περίπτωση, αυτό το διαφορετικό μέγεθος των οδοντωτών τροχών είναι αυτό που μεταβάλλει τη ροπή εισόδου και εξόδου επίσης κατά φυσική αρχή διατήρησης της ενέργειας: Όταν δύο τροχοί περιστρέφονται σε πλέγμα (θεωρητικά) εξοικονομούν ενέργεια, επομένως το γινόμενο της ροπής επί τη γωνιακή ταχύτητα πρέπει να διατηρείται σταθερό.

Εξηγώντας τη βασική αρχή που επηρεάζει τη ροπή, οι χαμηλότερες ταχύτητες έχουν μεγαλύτερους γρανάζια από αυτούς των υψηλότερων σχέσεων και η φυσική της λογική είναι πολύ εύκολα κατανοητή με ένα παράδειγμα γιατί είναι κάτι που όλοι οι οδηγοί αντιλαμβάνονται και γνωρίζουν. εκμεταλλευτείτε, οπότε συνεχίζουμε με το ίδιο αυτοκίνητο που κυκλοφορεί με 2.000 στροφές το λεπτό, παράγοντας σταθερή ισχύ και ροπή.

σχετικό άρθρο:

Αυτόματες αλλαγές: τύποι, πώς λειτουργούν και χαρακτηριστικά

κυκλοφορούν σε πρώτη ταχύτητα, ο άξονας εισόδου στρέψει το κιβώτιο ταχυτήτων με δεδομένη γωνιακή ταχύτητα, αλλά είναι σε ταχύτητα. μεγαλύτερος δακτύλιος που θα περιστρέφεται με μικρότερη ταχύτητα από τον άξονα εισόδου. Εφόσον η ισχύς παραμένει σταθερή στην ταχύτητα, Καθώς η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής μειώνεται, η ροπή αυξάνεται..

Εάν, από την άλλη πλευρά, κυκλοφορούμε στην υψηλότερη ταχύτητα, με το γρανάζι ακόμη μικρότερο από αυτό του κύριου άξονα εισόδου, θα συμβεί ακριβώς το αντίθετο: το γρανάζι της υψηλότερης ταχύτητας θα περιστραφεί πιο γρήγορα και επομένως η ροπή εξόδου θα μείωση..

Αυτή η διακύμανση της ροπής ενόψει μιας θεωρητικής σταθερότητας τόσο της αποτελεσματικότητας του μπλοκ όσο και του φορτίου του κινητήρα είναι υπεύθυνη για τη διαφορετική συμπεριφορά που μπορεί να παρατηρηθεί στο αυτοκίνητο όταν κερδίζει ταχύτητα. Επειδή όλοι γνωρίζουν ότι η οδήγηση με σταθερή ταχύτητα, είναι ευκολότερο να αυξηθεί η ταχύτητα του κινητήρα σε χαμηλή ταχύτητα παρά σε μεγάλη ταχύτητα, παρόλο που η ισχύς και η ροπή που παράγεται στον κινητήρα είναι η ίδια.

Ο λόγος είναι αυτός σε υψηλότερη σχέση λιγότερη ροπή φτάνει στους κινητήριους τροχούς. Ο λόγος είναι ότι στις ίδιες στροφές, τα ελαστικά θα περιστρέφονται πιο γρήγορα όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα. Γι' αυτό μερικές φορές μπορούμε να ανεβαίνουμε σε μια αρκετά απότομη ράμπα με την πρώτη ταχύτητα με 1.500 στροφές το λεπτό και άλλες φορές, οδηγώντας στην 5η ή στην 6η, η παραμικρή κλίση μας κάνει να μειώσουμε μια ταχύτητα για να μην χάσουμε ταχύτητα ακόμα κι αν οδηγούμε σε υψηλότερη καθεστώς επαναστάσεων.

Λογικά, βρισκόμαστε και πάλι σε έναν θεωρητικό κόσμο γιατί, στην πράξη, όσο αυξάνεται η ταχύτητα, αυξάνεται και η αεροδυναμική δύναμη που τείνει να επιβραδύνει το αυτοκίνητο. απώλειες ενέργειας για παράδειγμα, λόγω της μεγαλύτερης θέρμανσης των ελαστικών... Εν ολίγοις, μια σειρά εξωτερικών παραγόντων που παράγουν δυνάμεις αντίθετες με την κίνηση και που απλά αξίζει να σας ακούγονται λίγο οικείοι για να κατανοήσετε καλύτερα τη ροπή του κινητήρα.

Ροπή σε ηλεκτροκινητήρες

Όπως και στους περιστροφικούς κινητήρες, ηλεκτρικούς κινητήρες δημιουργούν άμεσα περιστροφική κίνηση και, επομένως, ροπή αντί για ισχύ κατανοητή ως τέτοια. Αυτό συμβαίνει γιατί η αρχή λειτουργίας ενός ηλεκτροκινητήρα βασίζεται στο α βασική αρχή του μαγνητισμού όπου τα φορτία του ίδιου ζωδίου απωθούνται μεταξύ τους και τα φορτία του αντίθετου ζωδίου έλκονται μεταξύ τους.

La εποικοδομητική βάση ενός ηλεκτροκινητήρα, εξηγείται χονδρικά, ότι είναι ένας μαγνητισμένος κύλινδρος που διασχίζεται από έναν ρότορα που περιστρέφεται μόνος του χάρη στις συνεχείς αλλαγές στο φορτίο του εξωτερικού κυλίνδρου. Το πιο βασικό παράδειγμα θα ήταν αυτό της πυξίδας: αν δεν την αγγίξετε δείχνει προς τον μαγνητικό βορρά της γης, αλλά αν φέρουμε έναν μαγνήτη πιο κοντά και τον κάνουμε να περιστρέφεται με κυκλικές κινήσεις γύρω από την πυξίδα, η βελόνα του θα περιστραφεί στον εαυτό της με την ταχύτητα με την οποία κινούμε τον μαγνήτη.

Υπάρχει μια βασική διαφορά όσον αφορά την ποιότητα του αποκτήθηκε ζευγάρι: es casi σταθερός. Ενώ σε μια θερμική μηχανή η τιμή της ροπής μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τον αριθμό των στροφών στις οποίες περιστρέφεται το μπλοκ, σε έναν ηλεκτροκινητήρα η ροπή είναι casi συνεχής. Αυτό οφείλεται στη βασική αρχή λειτουργίας αυτών τύπους κινητήρων και την τεχνολογία που εφαρμόζεται σήμερα.

Όπως έχω αναφέρει, η περιστροφή του ρότορα ενός ηλεκτροκινητήρα οφείλεται στο συνεχής πόλωση στάτη που γίνεται ένα μικρό μαγνητικό πεδίο μπορεί να περιστρέψει τον ρότορα με την εναλλαγή των δυνάμεων έλξης και των δυνάμεων απώθησης και είναι σε αυτό το σημείο όπου οι τρέχουσες τεχνικές εξελίξεις επιτρέπουν στις βαρυτικές δυνάμεις που δημιουργούνται στον ρότορα να έχουν σχεδόν σταθερή μέγιστη ροπή.

Ροπή ηλεκτρικού κινητήρα vs. θερμική ροπή κινητήρα

Έχω σχολιάσει ότι το ζευγάρι είναι casi σταθερό για μια πολύ συγκεκριμένη λεπτομέρεια και αυτό εξηγεί κατά κάποιο τρόπο τους περιορισμούς των ηλεκτρικών αυτοκινήτων σε αυτοκινητόδρομους ή διπλούς δρόμους αλλά και τα πλεονεκτήματά τους στην αστική κυκλοφορία. Σε αντίθεση με μια θερμική μηχανή, οι ηλεκτροκινητήρες παράγουν ροπή κινητήρα από την αρχή της στροφής και το διατηρούν σταθερό έως ότου επιτευχθεί το μέγιστο επίπεδο ισχύος, οπότε η τιμή της ροπής πέφτει. Για να αναφέρω ένα παράδειγμα, το BMW i3 προσφέρει μέγιστη ισχύ 170cv και μέγιστη ροπή του 250 Νμ, αλλά ας δούμε πώς διανέμεται:

• Ο ηλεκτροκινητήρας του BMW i3 προσφέρει σταθερή ροπή 250 Nm από σχεδόν 0 στροφές κινητήρα έως περίπου 4.500 στροφές κινητήρα ανά λεπτό.
• Σε αυτό το διάστημα από 0 έως 4.500 στροφές ανά λεπτό η ισχύς αυξάνεται από 0 σε 170 ίππους (127 kw).
• Ξεκινώντας από τις 4.500 στροφές ανά λεπτό, τόσο η ροπή όσο και η ισχύς αρχίζουν να μειώνονται.
• Στις 8.000 στροφές ανά λεπτό ο κινητήρας του BMW i3 προσφέρει περίπου 150 ίππους και ροπή 125 Nm.

Τι ανάγνωση μπορεί να γίνει για αυτά τα στοιχεία; Λοιπόν, στην περίπτωση του κινητήρα BMW i3, μπορούμε να πούμε ότι είναι εξοπλισμένος με έναν πολύ χαρούμενο κινητήρα έως τις 4.500 σ.α.λ., που κάνει αυτό το αυτοκίνητο πολύ γρήγορα στην επιτάχυνση σε χαμηλή ταχύτητα. Στην πραγματικότητα, φτάνει τα 100 km/h ξεκινώντας από στάση σε μόλις 7 δευτερόλεπτα, κάτι που του επιτρέπει να προκαλεί τον εαυτό του πρόσωπο με πρόσωπο με το BMW 120i.

Ωστόσο, από 4.500 περιστροφές Τόσο η ισχύς όσο και η ροπή αρχίζουν να μειώνονται και επηρεάζουν αρνητικά τόσο την ικανότητα επιτάχυνσης όσο και την κατανάλωση, η οποία μπορεί να διπλασιαστεί σε σύγκριση με τα εγκεκριμένα νούμερα. Αυτός είναι επίσης ο λόγος που πολλά ηλεκτρικά αυτοκίνητα έχουν α Λειτουργία "ECO". που περιορίζει την τελική του ταχύτητα σε 90 ή 100 χλμ/ώρα, ακριβώς όταν ένα αυτοκίνητο όπως η BMW 120i μπορούσε να αποκτήσει, διατηρώντας σταθερή την ταχύτητα, πολύ χαμηλή κατανάλωση.

Παρεμπιπτόντως, υπάρχει ένα άλλο πολύ εντυπωσιακό και ενδιαφέρον πλεονέκτημα των αυτοκινήτων εξοπλισμένων με ηλεκτρικούς κινητήρες: δείχνουν λιγότερο ευαίσθητο στη σπορ οδήγηση ή στην κίνηση στην πόλη και η αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας δεν είναι τόσο έντονη όσο θα ήταν σε ένα όχημα με ισοδύναμο θερμικό κινητήρα. Αυτό συμβαίνει γιατί προσφέροντας μια τόσο υψηλή και σχετικά σταθερή ροπή, ο κινητήρας μπορεί να πει κανείς ότι έχει ευκολότερο να αυξηθεί η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα ή που απαιτεί λιγότερη αύξηση της ροπής για να αυξηθεί η ταχύτητα περιστροφής του.

Ροπή βενζίνης vs. ροπή ντίζελ vs. ροπή υπερτροφοδότησης

Σε αυτή την ενότητα δεν συνιστάται να παραμείνετε πολύ, επειδή οι διαφορές μεταξύ της ροπής που λαμβάνεται από ένα μπλοκ που κινείται με βενζίνη και ένα άλλο που τροφοδοτείται από ντίζελ οφείλονται στην ιδιαίτερα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά ο ένας του άλλου και ο απελευθερωμένη ενέργεια με την ανάφλεξη των αντίστοιχων καυσίμων τους.

Εάν παρακολουθήσουμε μια κλασική ανάγνωση αυτών των στοιχείων, κατανοώντας ως τέτοια μια σύγκριση μεταξύ ατμοσφαιρικών τεμαχίων που τροφοδοτούνται με έγχυση ή τι θα ήταν λίγο πολύ ένα άλμα στο 80 χρόνια, τα μπλοκ με καύσιμο ντίζελ πρόσφεραν περισσότερη ροπή και σε χαμηλότερες στροφές σε σύγκριση με το μπλοκ βενζίνης, αλλά στα σημερινά μάτια, τα επίπεδα ισχύος του θα μπορούσαν να είναι ακόμη και γελοία.

Από αυτή την άποψη μπορούμε να θυμηθούμε την αρχή του άρθρου όπου εξήγησα ότι η θεωρητική ισχύς του οχήματος είναι ανάλογη με τη ροπή και τη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής. Ένα ατμοσφαιρικό βενζινοκίνητο όχημα έχει α πραγματικό περιθώριο χρήσης περίπου μεταξύ 1.000 και 5.500 στροφών ανά λεπτό και ένα ατμοσφαιρικό ντίζελ μεταξύ 1.000 και 4.000 στροφών ανά λεπτό. Στον πραγματικό κόσμο, το πρακτικό περιθώριο χρήσης Κυμαίνεται μεταξύ 2.000 και 4.000 στροφών ανά λεπτό για βενζινοκινητήρες και μεταξύ 1.500 και 3.000 στροφών για μηχανικούς με καύσιμο ντίζελ.

Αν αφήσουμε μια από τις μεταβλητές σταθερή, για παράδειγμα τη στροφή στις 2.000 στροφές ανά λεπτό, θα αποκτήσουμε λιγότερη ισχύ στον κινητήρα ντίζελ αλλά ταυτόχρονα θα μας προσφέρει περισσότερη ροπή. Περί τίνος πρόκειται? Λοιπόν, είναι απλό, η ροπή του κινητήρα προκαλείται από τη γραμμική κίνηση των εμβόλων ανάλογα με την ανάφλεξη του καυσίμου στους θαλάμους των κυλίνδρων και η ισχύς που παράγεται ανάλογα με το αν καίγεται βενζίνη ή ντίζελ είναι διαφορετική. Ωστόσο, η μηχανική εξήγηση ισχύει και για τις δύο περιπτώσεις.

Ηλεκτρονικά και υπερφόρτιση

Μέχρι σήμερα, αυτό που μόλις σας εξήγησα μένει στη μνήμη των πιο νοσταλγών. Στην πραγματικότητα, πολλοί από εσάς θα έχετε παρατηρήσει ότι μερικές φορές ένας κατασκευαστής προσφέρει οχήματα με διαφορετικοί αριθμοί ροπής και ισχύος που εξάγονται από το ίδιο μπλοκ κινητήρα. Ή ακόμα και ένα όχημα που έχει α Λειτουργία "ECO". μπορεί να τροποποιήσει αυτά τα στοιχεία πατώντας απλά ένα κουμπί, όπως συμβαίνει, για παράδειγμα, με το Fiat Panda Cross TwinAir: σε κανονική λειτουργία προσφέρει 90cv και 145Nm και στη λειτουργία “ECO” μένει στα 78cv και 100Nm.

Αυτό οφείλεται σε Τεχνικές εξελίξεις και πάνω από όλα τα ηλεκτρονικά που εφαρμόζονται στον κόσμο του αυτοκινήτου. Σήμερα δεν μας εκπλήσσει πλέον να ακούμε για το μεταβλητό φάσης για οχήματα με κεφαλές πολλαπλών βαλβίδων, κινητήρες ντίζελ και βενζίνης με τον ίδιο λόγο συμπίεσης ή ακόμα και κινητήρες μεταβλητής συμπίεσης, αλλά αν υπάρχει κάτι που αντιπροσωπεύει ένα τεράστιο βήμα σε σχέση με τα στοιχεία της ροπής και της ισχύος ενός οχήματος είναι το Το υπερβολικό τάισμα.

Αν και η μηχανική του εξήγηση μπορεί να γίνει πολύ περίπλοκη, η βασικά της υπερβολικής σίτισης είναι πολύ απλό: αυξήστε την πίεση μέσα στους θαλάμους του κυλίνδρου για να αυξήσετε τη δύναμη που δημιουργείται κατά την ανάφλεξη του καυσίμου, η οποία κάνει τα έμβολα κατεβαίνουν με περισσότερη δύναμη και, επομένως, περισσότερη ροπή φτάνει στον στροφαλοφόρο άξονα.

Όπως ήταν αναμενόμενο, η μηχανική του εφαρμογή είναι κάπως πιο περίπλοκη και απαιτεί πολλή μελέτη της σωστής θέσης του μέσα στο καπό ενός αυτοκινήτου, νέες πολλαπλές εισόδου και εξόδου, ειδικές ενισχύσεις στα έμβολα, μπιέλες, στροφαλοφόρο άξονα... αλλά η βασική αρχή είναι να αυξήστε την πίεση στο εσωτερικό του θαλάμου του κυλίνδρου και αυτό είναι που έχει σημασία για να τη συσχετίσετε με τη ροπή ενός κινητήρα.

Η υπερφόρτιση μπορεί να ενεργοποιηθεί απευθείας από την περιστροφή του κινητήρα ή από την πίεση των καυσαερίων. Στις μέρες μας τα ηλεκτρονικά έχουν φτάσει και στην υπερτροφοδότηση και το νέο Audi SQ7 TDI έχει κάνει πρεμιέρα το το πρώτο ηλεκτρικό turbo στην αγορά και τα αποτελέσματα δεν θα μπορούσαν να είναι πιο θεαματικά: 435cv σταθερά μεταξύ 3.750 και 5.000 στροφών ανά λεπτό και 900 Νμ σταθερά μεταξύ 1.000 και 3.250 στροφών ανά λεπτό.

σχετικό άρθρο:

Ο turbo κινητήρας, τα θετικά και τα αρνητικά του

Η ροπή χθες και σήμερα

Μέχρι πριν από λίγα χρόνια, μόνο οι πιο γνώστες γνώριζαν ότι ένα αυτοκίνητο με τετράγωνους κυλίνδρους (διάμετρος = διαδρομή) ήταν το πιο ισορροπημένο στην οδήγηση, ότι αν η διαδρομή ήταν μικρότερη από τη διάμετρο θα ήταν ένα ισχυρό αυτοκίνητο αλλά με μέτρια τιμή ροπής και ότι αν η διαδρομή ήταν μεγαλύτερη από τη διάμετρο θα ήταν ακριβώς το αντίθετο, πιο αθόρυβο και με περισσότερη ροπή.

Στις μέρες μας ανήκουν οι περισσότεροι κινητήρες αρθρωτές οικογένειες, που επιτρέπει στους κατασκευαστές να προσφέρουν μπλοκ με περισσότερους ή λιγότερους κυλίνδρους και βενζίνη ή ντίζελ με σχετική ευκολία και ελάχιστες αλλαγές, οι διακυμάνσεις της ροπής και της ισχύος δίνονται από τη χρήση και το συνδυασμό διαφορετικών τεχνικών και ηλεκτρονικών εφαρμογών που θέλει να χρησιμοποιήσει ο κατασκευαστής.

Παρ' όλα αυτά που εξήγησα σε αυτό το άρθρο, η πραγματικότητα ξεπερνά τη θεωρία από όλες τις απόψεις. Στην τρέχουσα αγορά μπορούμε να βρούμε εξακύλινδρους κινητήρες με ισχύ ενός από οκτώ, τρικύλινδρους κινητήρες τόσο λείους ή περισσότερους από άλλους τετρακύλινδρους κινητήρες παρόμοιας χωρητικότητας ή ακόμη και πετρελαιοκινητήρες με την ίδια σχέση συμπίεσης με τους βενζινοκινητήρες και ότι είναι Σήμερα όλα είναι πιθανά.

La Θεμελιώδης λόγος αυτού του άρθρου ήταν να εξηγήσει με κατανοητό τρόπο ποια είναι η ροπή ή η ροπή του κινητήρα, ώστε να μπορείτε να αναγνωρίσετε πώς επηρεάζει την καθημερινή οδήγηση και να συνειδητοποιήσετε ότι η ισχύς ενός αυτοκινήτου, αν δεν σχετίζεται με τη ροπή του κινητήρα, Δεν είναι πολύ ενδεικτική αξία της συμπεριφοράς του. Ελπίζω να τα κατάφερα.