Обртни момент мотора: шта је то и како утиче на перформансе вашег мотора

Када видимо публицитет који различите марке праве од својих аутомобила у медијима, можемо видети да на техничком нивоу обично приказују низ цифара везаних за брзину, потрошњу, убрзање... укратко, неке хладне бројке да такође висок проценат возача никада неће моћи да парира. Међутим, постоји физичка чињеница у којој сви возачи уживају, која се ретко објављује и којој је пре неколико година придаван одређени значај: пар мотор.

Не тако давно, када аутомобили још нису били подвргнути тренутној ескалацији струје, реприза аутомобила као способности које је имао да добије брзину. Ова популарна афирмација, иако је тачна када је реч о тумачењу шта је реприс, да разуме шта је обртни момент мало је кратак или боље речено нетачан

Шта је обртни момент?

Обртни момент мотора, познат и као обртни момент, је а физичка величина која мери момент силе који треба применити на осу која ротира око себе одређеном брзином. Примењено на свет аутомобила и објашњено на начин који сви можемо разумети, може се дефинисати као сила потребна за ротацију радилице мотора и, према томе, бити способан да пренесе наведено кретање на остале механичке елементе неопходне за кретање возила.

И ту уочавамо прву разлику између стварности и обичаја; Када говоримо о обртном моменту мотора да бисмо изразили капацитет убрзања возила, ми заправо не дефинишемо шта је обртни момент мотора, ми само описујемо једну од његових примена. То је зато што обртни момент мотора мери снагу потребну да мотор окрене одређени број обртаја, али не узима у обзир додатну снагу која се мора применити да би се променила угаона брзина вратила или радилице.

Мало физике да објаснимо обртни момент

Да бих вам објаснио шта је обртни момент мотора, бежећи од физичких принципа, објаснићу функцију радилице и силе које делују на њу.

Топлотни мотор генерише снага у цилиндрима. Конкретно, то је у коморе за сагоревање где експлодира смеша горива и ваздуха. То је енергија ослобођена овом експлозијом која генерише линеарно кретање гурањем клипа у супротном смеру од смера главе мотора. Клипови различитих цилиндара су причвршћени за радилица од стране клипњаче и управо у споју ових са радилицом се трансформише линеарно кретање ротационо кретање.

Вреди поменути на овом месту изузетну конструкцију ротациони мотори, у којој кружне коморе „цилиндара“ директно окружују централну осу која се ротира око себе померена експлозијама које настају у коморама, тако да у овом случају ротационо кретање. У сваком случају, физички принципи који делују у погледу обртног момента мотора су исти.

Чак и без претераног проучавања, да би се поједноставила идеја трансформације енергије, могло би се рећи да ротирајући блокови стварају обртни момент уместо снаге. У то се не може веровати јер ни коморе ни ротор ротационих мотора нису тачно кружни и до паљења горива долази у делу коморе, за разлику од конвенционалних цилиндричних мотора у којима смеша горива и ваздуха заузима целу запремину. .

Враћајући се на физичко објашњење, сила којом клип делује на радилицу није константна током целог процеса проширења. То је зато што се унутар сваког цилиндра ствара максимална вредност снаге у тренутку паљења горива. А са овим тренуцима максималне снаге долазе тренуци максималног обртног момента.

Кашњење између тренутка у коме се ствара максимална снага у цилиндру и максимума примењеног на радилицу није лако израчунати. То је зато што клипови не врше чисто линеарно кретање, већ због тога што ни радилица није потпуно равна, они чине кретање које комбинује линеарни ефекат клипа са кружним ефектом лежајева клипњаче.

Међутим, ови моменти максималне снаге и максималног обртног момента су од великог значаја у смислу перцепције глаткоће у раду мотора.

Што више цилиндара возило има, то ће више пута у минути постојати тај момент максималне силе и хомогенија ће бити перцепција возача о глатком раду мотора.

То је због чињенице да ће код 2-цилиндричног мотора постојати један момент максималне силе на сваких 360º ротације радилице, код троцилиндричног мотора то ће се десити сваких 240º, у једном од шест на сваких 120º и ускоро. Наравно, ово се мора тумачити као чиста теорија јер данас произвођачи настоје да своје моторе учине што глаткијим у смислу њиховог рада.

Овај фактор такође утиче на чињеницу да у празном ходу мотор генерише више вибрација а да су и уочљивије: при 1.000 обртаја у минути има упола мањих момената максималне силе него при 2.000 обртаја. На пример, почевши од просечне брзине у празном ходу од 850 обртаја у минути, троцилиндрични мотор ће генерисати мање од десет момената силе у секунди, док ће блок са шест цилиндара генерисати скоро двадесет.

Ако узмемо у обзир да „нормалан“ човек, суочен са повременом силом непрекидне примене, боље препознаје интервале веће од десетинке секунде од оних мање, ево баналног објашњења по коме шира јавност препознаје вибрације мотора два или три цилиндра: јер је интервал између момената максимума споља већи од десетинке секунде.

Који обртни момент испоручује ваш мотор?

У многим публикацијама о свету мотора обично се мери обртни момент који мотор возила "испоручује". Ова изјава, по дефиницији, није тачна све док разумемо да је пар а примењена сила а ни један фуерза ресултанте. Међутим, такође због физичког принципа акције-реакције, када се момент силе примени на осу која ротира око себе, аутоматски се генерише други моменат силе истог интензитета и правца, али у супротном смеру од првобитног (терцера леи де Невтон).

Како израчунати обртни момент мотора – оптерећење мотора

Обртни момент мотора се може измерити, али је његово израчунавање изузетно компликовано и готово немогуће за смртнике, па га је лакше препустити професионалцима способним за руковање савременим машинама и веома сложеним компјутерским програмима, иако на први поглед видимо само банку ваљака.

Као што следи из његове дефиниције, у мотору са унутрашњим сагоревањем обртни момент је променљив која зависи од снаге произведене у коморама цилиндара и броја обртаја при којима се мотор окреће у том тренутку, па се њена вредност може израчунати из формуле П = Т · ω где је П снага изражена у ватима или ватима. , Т је обртни момент изражен у Њутн метрима, а ω је радијална брзина ротације изражена у радијанима у секунди.

Међутим, постоје и други фактори који утичу на теоријске вредности које би се могле добити директном применом формуле, као што је унутрашње трење мотора. Ова унутрашња трења значе да се део снаге коју добија мотор не може користити споља, већ се „губи“ у истом процесу кретања мотора, обично у облику топлоте. Запамтите да енергија се нити ствара нити ствара нити уништава, она се само трансформише.

Постоје спољни фактори који могу утицати на снагу коју производи мотор, чак иу ситуацијама које би могле бити интерно упоредиве. На пример, исти мотор који се окреће константном брзином од 2.000 обртаја у минути ће произвести више снаге када се вози по равном путу него када се спушта низ брдо. Иако је број обртаја константан, а самим тим и угаона брзина радилице, различита вредност произведене снаге у сваком тренутку такође се претвара у различиту вредност обртног момента примењеног на радилицу.

Многи од вас ће се запитати како то може бити, а објашњење је врло једноставно. Као што сви знамо, покрет се ствара захваљујући паљењу стехиометријска смеша горива-ваздуха у коморама цилиндара и ако је потребна мања снага решење је убризгавање смеше која је сиромашнија горивом и богатија ваздухом. Ово је и разлог зашто компјутери у нашим аутомобилима означавају нижу или чак нулту тренутну потрошњу када спустимо порт.

Сви ови параметри који модификују рад и теоријске резултате механизма се називају оптерећење мотора, који се може дефинисати као количина обртног момента који мотор мора да произведе да би савладао отпоре који се супротстављају његовом кретању.

Као што смо видели, оптерећење мотора зависи како од унутрашњих узрока мотора, као што је трење његових различитих покретних делова, тако и од спољашњих фактора као што је трење гума или сопствена аеродинамика аутомобила. Навео сам ова два примера потпуно ван механике возила јер у оба случаја стварају силе које су супротне и константно променљиве у односу на кретање возила, што такође има реперкусије на вредност оптерећења мотора такође ће бити параметар стално променљива.

Оптерећење мотора такође утиче на нас током вожње на веома јасан начин који сви возачи цене. Ако наставимо са истим примером возила које се креће константном брзином и константном брзином мотора, зашто је аутомобилу теже постићи брзину на узбрдици него на низбрдици? Па, због варијације оптерећења мотора.

Улазећи поново у теоријски свет, када аутомобил кружи константном брзином на равном путу, он има две спољашње силе које се супротстављају његовом кретању: аеродинамика и отпор. Када возило почне да кружи на узлазној деоници, ако задржимо брзину константном, можемо сматрати да се аеродинамичка сила супротна кретању одржава, али је трење модификовано у смислу да је гравитациона сила и тренутно да возило почне да се диже, доћи ће до дела трења који аутомобил „вуче” уназад.

Ако желимо да вртимо веома фино, можемо и да уведемо у игру кинетичка енергија и потенцијална енергија. Кинетичка енергија зависи од масе и брзине возила, а потенцијална енергија од масе и висине. Како се висина повећава, по принципу очувања енергије, кинетичка енергија ће се трансформисати у потенцијалну.

У овом случају од узбрдо пут, додавањем скупа спољашњих сила које се супротстављају кретању, можемо рећи да се оптерећење мотора повећава и самим тим смањује се количина „употребљивог“ обртног момента мотора, а може се уочити неколико ситуација:

• Ако желимо одржавати константну ротацију мотора морамо захтевати више снаге тако што ћемо јаче притиснути гас да бисмо убризгали богатију мешавину горива у коморе цилиндара.
• Ако се нагиб пута повећа, може доћи време када возило почне изгубити брзину. Ово је због чињенице да је оптерећење мотора (силе супротне кретању) веће од обртног момента који може да се генерише у мотору (позитивне силе кретања).

• боравком константна снага и обртни момент, и повећањем оптерећења мотора, мање снаге ће бити доступно за повећање брзине возила јер је убрзање пропорционално примењеној сили: мања снага значи мања снага убрзања.

Обртни момент мотора и мењач

Међутим, физика је способна и да модификује понашање тела изложених различитим силама, а у случају радилице мотора нашег аутомобила може се рећи да је способна да шаље обртни момент који добије од цилиндара на друге делове возила, као што је мењач.

Обртни момент долази од мотора до мењача у облику ротационог кретања кроз улазно вратило. Зато када произвођач говори о свом каталогу измена, увек говори о ограничењима обртног момента, а не о снази. Унутар мењача се налази а трансформација из обртног момента у тангенцијалну силу и назад у обртни момент. Како?

Унутар мењача постоји неколико назубљени точкови који преносе покрет једно другом једноставно спајањем зуба један са другим. Ове зупчасте круне, које се односе на број зупчаника које има мењач, имају различиту величину или „преносни однос“, па се понекад може прочитати да мењач има к брзина или к однос; је исти.

У сваком случају, ова различита величина прстенастих зупчаника је оно што варира улазни и излазни обртни момент такође према физички принцип очувања енергије: Када се два точка окрећу у мрежи (теоретски) они штеде енергију, тако да производ обртног момента пута угаоне брзине мора бити константан.

Објашњавајући основни принцип који утиче на обртни момент, ниже брзине имају веће ланчанике од оних у вишим брзинама и његову физичку логику је врло лако разумети на примеру јер је то нешто што сви возачи увиђају и знају. Искористите предност, па настављамо са исти аутомобил који циркулише при 2.000 обртаја у минути, стварајући константну снагу и обртни момент.

Повезани чланак:

Аутоматске промене: врсте, начин рада и карактеристике

кружи у прва брзина, улазно вратило покреће мењач са датом угаоном брзином, али је у зупчанику. већи прстенасти зупчаник који ће се окретати мањом брзином од улазног вратила. Пошто снага остаје константна у зупчанику, Како се угаона брзина ротације смањује, обртни момент се повећава..

Ако, с друге стране, циркулишемо у највишем степену преноса, са прстенастим зупчаником чак мањим од зупчаника примарног улазног вратила, десиће се управо супротно: зупчаник највишег зупчаника ће се ротирати брже и самим тим ће се излазни обртни момент смањити..

Ова варијација у обртном моменту суочена са теоретском константношћу и ефикасности блока и оптерећења мотора је одговорна за различито понашање које се може приметити у аутомобилу при добијању брзине. Пошто сви знају да је при вожњи константном брзином лакше повећати брзину мотора у нижој него у дугој, иако су снага и обртни момент који се стварају у мотору исти.

Разлог је тај у вишем степену преноса мањи обртни момент достиже погонске точкове. Разлог је тај што ће се при истим обртајима гуме окретати брже што је брзина већа. Зато понекад можемо да се попнемо на прилично стрму рампу у првој брзини од 1.500 обртаја у минути, а други пут, возећи у 5. или 6., најмањи нагиб нас тера да смањимо брзину да не бисмо изгубили брзину чак и ако возимо већом брзином. режим револуција.

Логично, поново смо у теоретском свету, јер, у пракси, како се брзина повећава, повећава се и аеродинамичка сила која тежи да успори аутомобил, тј. губици енергије на пример, због већег загревања гума... Укратко, низ спољних агенаса који стварају силе супротне кретању и да једноставно вреди да вам звуче помало познато да бисте боље разумели обртни момент мотора.

Обртни момент у електромоторима

Као и код ротационих мотора, електромотора генерисати директно ротационо кретање и, према томе, обртни момент уместо снаге схваћене као такве. То је зато што се принцип рада електромотора заснива на а основни принцип магнетизма при чему се наелектрисања истог знака међусобно одбијају, а наелектрисања супротног знака привлаче.

La конструктивна основа електромотора, грубо објашњено, јер је магнетизовани цилиндар преко којег пролази ротор који ротира сам од себе захваљујући сталним променама оптерећења спољашњег цилиндра. Најосновнији пример би био компас: ако га не додирнете, он показује на магнетни север земље, али ако приближимо магнет и учинимо да се окреће кружним покретима око компаса, његова игла ће се ротирати око себе. брзином којом померамо магнет.

Постоји основна разлика када је у питању квалитет добијени пар: es цаси константа. Док у топлотном мотору број обртног момента може да варира у зависности од броја обртаја при којима се блок ротира, код електромотора обртни момент је цаси константан. То је због њиховог основног принципа рада типови мотора и технологија која се данас примењује.

Као што сам споменуо, ротација ротора електромотора је због континуирано пристрасност статора који постаје мало магнетно поље у стању да окреће ротор наизменичним силама привлачења и сила одбијања и управо у овој тачки тренутни технички напредак дозвољава гравитационим силама које се стварају у ротору да имају скоро константан максимални обртни момент.

Обртни момент електромотора вс. термички обртни момент мотора

Прокоментарисао сам да је пар цаси константан за врло специфичан детаљ и то на известан начин објашњава ограничења електричних аутомобила на аутопутевима или двоструким коловозима али и њихове предности у градском саобраћају. За разлику од топлотног мотора, електрични мотори производе обртни момент мотора од почетка ротације и одржавају га константним све док се не достигне максимални ниво снаге, у ком тренутку број обртног момента опада. Да наведем пример, БМВ иКСНУМКС нуди максималну снагу 170цв и максимални обртни момент од 250Нм, али да видимо како се дистрибуира:

• Електрични мотор БМВ и3 нуди константан обртни момент од 250 Нм од скоро 0 обртаја мотора до приближно 4.500 обртаја мотора у минути.
• У овом интервалу од 0 до 4.500 обртаја у минути снага се повећава са 0 на 170 коњских снага (127кв).
• Почевши од 4.500 обртаја у минути, и обртни момент и снага почињу да опадају.
• При 8.000 обртаја у минути, мотор БМВ и3 нуди око 150 коњских снага и обртни момент од 125 Нм.

Шта се може прочитати од ових фигура? Па, у случају БМВ и3 мотора, може се рећи да је опремљен веома веселим мотором до 4.500 о/мин, што чини овај аутомобил веома брзо при убрзању при малој брзини. У ствари, достиже 100 км/х почевши од места за само 7 секунде, што му омогућава да се суочи лицем у лице са БМВ КСНУМКСи.

Међутим, од 4.500 обртаја И снага и обртни момент почињу да опадају и негативно утичу и на капацитет убрзања и на потрошњу, која се може удвостручити у поређењу са одобреним цифрама. То је такође разлог зашто многи електрични аутомобили имају а „ЕЦО“ режим што ограничава његову највећу брзину на 90 или 100 км/х, баш када би аутомобил попут БМВ-а 120и могао да постигне, одржавајући константну брзину, веома ниску потрошњу.

Узгред, постоји још једна веома упадљива и занимљива предност аутомобила опремљених електричним моторима: они показују мање осетљив на спортску вожњу или градски саобраћај а повећање потрошње енергије није толико изражено као што би било код возила са еквивалентним термичким мотором. То је зато што се може рећи да мотор нуди тако висок и релативно константан обртни момент лакше повећати брзину ротације мотора или који захтева мање повећање обртног момента да би повећао своју брзину ротације.

Обртни момент бензина вс. дизел обртни момент вс. обртни момент суперцхаргинг

У овом одељку није препоручљиво да идете предуго јер су разлике између обртног момента добијеног од блока који се покреће на бензин и другог на дизел мотор последица посебне карактеристике конструкције једни од других и на ослобођена енергија паљењем њихових одговарајућих горива.

Ако се посветимо класичном читању ових цифара, схватање као таквог поређења између атмосферских блокова напајаних ињекцијом или онога што би мање-више представљало скок на 80с, блокови са дизел горивом нудили су више обртног момента и на нижем броју обртаја у односу на бензински блокови, али у данашњим очима, њени нивои моћи могу бити чак и смешни.

С тим у вези можемо се сетити почетка чланка где сам објаснио да је теоријска снага возила пропорционална обртном моменту и угаоној брзини ротације. Возило на атмосферски бензин има а стварна маргина употребе приближно између 1.000 и 5.500 обртаја у минути и атмосферски дизел између 1.000 и 4.000 обртаја у минути. У стварном свету, практична маргина употребе Она се креће између 2.000 и 4.000 обртаја у минути за бензинске моторе и између 1.500 и 3.000 обртаја за дизел моторе.

Ако једну од варијабли оставимо константном, на пример окретање на 2.000 обртаја у минути, добићемо мање снаге у дизел мотору, али ће нам истовремено понудити већи обртни момент. О чему се овде ради? Па једноставно, обртни момент мотора је узрокован линеарним кретањем клипова према паљењу горива у коморама цилиндара и снага која се генерише у зависности од тога да ли се сагорева бензин или дизел је различита. Међутим, механичко објашњење важи за оба случаја.

Електроника и суперпуњење

Најносталгичарима је до данас остало за успомену ово што сам вам управо објаснио. У ствари, многи од вас ће приметити да понекад произвођач нуди возила са различите бројке обртног момента и снаге извучене из истог блока мотора. Или чак возило које има а „ЕЦО“ режим способан да мења ове бројке једноставним притиском на дугме, као што је случај, на пример, са Фиат Панда Цросс ТвинАир: у нормалном режиму нуди 90цв и 145Нм, ау “ЕЦО” режиму остаје на 78цв и 100Нм.

Ово је требало да Технички напредак а пре свега електроника примењена на свет аутомобила. Данас више нисмо изненађени када чујемо о фазном варијатору за возила са вишевентилским главама, дизел и бензинске моторе са истим степеном компресије или чак моторе са променљивом компресијом, али ако постоји нешто што је представљало огроман корак у погледу бројке обртног момента и снаге возила је прекомерно храњење.

Иако његово механичко објашњење може постати веома компликовано, основе прекомерног храњења је врло једноставно: повећајте притисак у коморама цилиндара да бисте повећали силу која се ствара при паљењу горива, што чини klipovi спуштају се са већом силом и, стога, више обртног момента достиже радилицу.

Као што се и очекивало, његова механичка изведба је нешто компликованија и захтева много проучавања његове исправне локације унутар хаубе аутомобила, нових усисних и излазних колектора, специфичних појачања у клиповима, клипњачама, радилици... али основни принцип је да се Повећајте притисак у комори цилиндра и то је оно што је важно да се повеже са обртним моментом мотора.

Суперцхаргинг се може покренути директно ротацијом мотора или притиском издувних гасова. У данашње време, електроника је такође достигла суперцхаргинг и ново Ауди СК7 ТДИ је премијерно извео први електрични турбо на тржишту а резултати не могу бити спектакуларнији: 435цв константа између 3.750 и 5.000 обртаја у минути и 900Нм константа између 1.000 и 3.250 обртаја у минути.

Повезани чланак:

Турбо мотор, његове предности и мане

Обртни момент јуче и данас

До пре много година, само најупућенији су знали да је аутомобил са квадратним цилиндрима (пречник = ход) најизбалансиранији за вожњу, да ако је ход мањи од пречника, то би био моћан аутомобил, али са скромним обртним моментом и да ако је ход већи од пречника био би управо супротно, тиши и са више обртног момента.

Данас већина мотора припада модуларне породице, што омогућава произвођачима да понуде блокове са више или мање цилиндара и бензин или дизел са релативном лакоћом и минималним изменама, варијације обртног момента и снаге су дате употребом и комбинацијом различитих техничких и електронских апликација које произвођач жели да користи.

Упркос свему овоме што сам објаснио у овом чланку, стварност превазилази теорију у свим аспектима. На данашњем тржишту можемо наћи шестоцилиндричне моторе снаге једног од осам, троцилиндричних мотора једнако глатких или више од осталих четвороцилиндричних мотора сличног капацитета или чак дизел мотора са истим степеном компресије као и бензински, а тј. јер Данас је све могуће.

La Фундаментални разлог овог чланка је било да на разумљив начин објасни шта је обртни момент мотора или обртни момент, да будете у стању да препознате како то утиче на свакодневну вожњу и да схватите да је снага аутомобила, ако није повезана са обртним моментом мотора, То није баш индикативна вредност његовог понашања. Надам се да сам успео.