แรงบิดของเครื่องยนต์: มันคืออะไรและส่งผลต่อสมรรถนะของเครื่องยนต์ของคุณอย่างไร

เส้นโค้งแรงบิดของเครื่องยนต์ตามรอบต่อนาที

เมื่อเราเห็นการประชาสัมพันธ์ของรถยนต์แต่ละยี่ห้อในสื่อต่างๆ เราจะเห็นได้ว่า ในระดับเทคนิค พวกเขามักจะแสดงตัวเลขที่เกี่ยวข้องกับความเร็ว อัตราสิ้นเปลือง อัตราเร่ง... โดยย่อ ตัวเลขเย็นบางส่วน ที่เปอร์เซ็นต์ที่สูงของผู้ขับขี่จะไม่สามารถจับคู่ได้ อย่างไรก็ตาม มีข้อเท็จจริงทางกายภาพที่ผู้ขับขี่ทุกคนชอบ ซึ่งไม่ค่อยได้รับการเผยแพร่และเมื่อหลายปีก่อนได้รับความสำคัญบางประการ: พาร์มอเตอร์.

ไม่นานมานี้ เมื่อรถยนต์ยังไม่ผ่านระดับพลังงานในปัจจุบัน บรรเลง ของตัวรถเป็นความสามารถในการเร่งความเร็ว คำยืนยันที่ได้รับความนิยมนี้ แม้ว่าเมื่อต้องตีความว่าการกล่าวซ้ำนั้นถูกต้องแล้วก็ตาม เข้าใจว่าแรงบิดคืออะไร มันสั้นไปหน่อยหรือค่อนข้างคลาดเคลื่อน

แรงบิดคืออะไร?

แรงบิดของเครื่องยนต์หรือที่เรียกว่าแรงบิดคือ a ขนาดทางกายภาพที่วัดโมเมนต์ของแรงที่จะนำไปใช้กับแกนที่หมุนด้วยตัวเอง ด้วยความเร็วที่แน่นอน มาประยุกต์ใช้กับโลกยานยนต์และอธิบายในแบบที่เราทุกคนสามารถเข้าใจได้ นิยามได้ว่า แรงที่จำเป็นสำหรับเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ในการหมุน และดังนั้นจึงสามารถส่งการเคลื่อนไหวดังกล่าวไปยังองค์ประกอบทางกลที่เหลือที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายยานพาหนะ

แรงที่กระทำต่อการเคลื่อนที่แบบหมุน

และนี่คือจุดที่เราสังเกตเห็นความแตกต่างแรกระหว่างความเป็นจริงกับขนบธรรมเนียม เมื่อเราอ้างถึงแรงบิดของเครื่องยนต์เพื่อแสดงความสามารถในการเร่งความเร็วของยานพาหนะ เราไม่ได้กำหนดจริงๆ ว่าแรงบิดของเครื่องยนต์คืออะไร เราเพียงอธิบายการใช้งานอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น ที่เป็นเช่นนี้เพราะแรงบิดของเครื่องยนต์วัดกำลังที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์ในการหมุนรอบตามจำนวนที่กำหนด แต่ไม่ได้คำนึงถึงกำลังเพิ่มเติมที่ต้องใช้ในการปรับเปลี่ยนความเร็วเชิงมุมของเพลาหรือเพลาข้อเหวี่ยง

ฟิสิกส์เล็กน้อยเพื่ออธิบายแรงบิด

เพื่ออธิบายให้คุณฟังว่าแรงบิดของมอเตอร์คืออะไร หนีจากหลักการทางกายภาพ ฉันจะอธิบายหน้าที่ของเพลาข้อเหวี่ยงและแรงที่กระทำต่อมัน

เครื่องยนต์ความร้อนสร้าง อำนาจ ในกระบอกสูบ โดยเฉพาะอยู่ใน ห้องเผาไหม้ ที่ซึ่งส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะระเบิด พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการระเบิดครั้งนี้ทำให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงเส้นโดยการดันลูกสูบไปในทิศทางตรงกันข้ามกับส่วนหัวของเครื่องยนต์ ลูกสูบของกระบอกสูบต่าง ๆ ติดอยู่กับ เพลาข้อเหวี่ยง สำหรับ ก้านสูบ และเป็นเพียงการรวมกันของสิ่งเหล่านี้กับเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งการเคลื่อนไหวเชิงเส้นจะถูกแปลงเป็น การเคลื่อนที่แบบหมุน.

เพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ความร้อน

เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญ ณ จุดนี้การก่อสร้างพิเศษของ เครื่องยนต์โรตารี่ซึ่งห้องทรงกลมของ "กระบอกสูบ" ล้อมรอบแกนกลางที่หมุนด้วยตัวเองซึ่งเคลื่อนที่โดยการระเบิดที่เกิดขึ้นในห้อง ดังนั้นในกรณีนี้ การเคลื่อนที่แบบหมุน. ไม่ว่าในกรณีใด หลักการทางกายภาพที่เกี่ยวกับแรงบิดของเครื่องยนต์ก็เหมือนกัน

แม้จะไม่ได้ทำการศึกษามากเกินไป เพื่อลดความซับซ้อนของแนวคิดเรื่องการแปลงพลังงาน อาจกล่าวได้ว่าบล็อกหมุนสร้างแรงบิดแทนกำลัง ไม่มีความเชื่อในเรื่องนี้เพราะทั้งห้องและโรเตอร์ของเครื่องยนต์โรตารี่ไม่ได้เป็นวงกลมอย่างแน่นอนและการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงเกิดขึ้นในส่วนหนึ่งของห้องซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์ทรงกระบอกทั่วไปที่ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศอยู่ในปริมาตรทั้งหมด .

กลับไปที่คำอธิบายทางกายภาพ แรงที่กระทำโดยลูกสูบบนเพลาข้อเหวี่ยงไม่คงที่ ตลอดกระบวนการขยาย เนื่องจากในแต่ละกระบอกสูบ ค่ากำลังสูงสุดจะถูกสร้างขึ้นในขณะที่เชื้อเพลิงจุดระเบิด และด้วยช่วงเวลาแห่งกำลังสูงสุดเหล่านี้ ทำให้เกิดช่วงเวลาแห่งแรงบิดสูงสุด

ความล่าช้าระหว่างช่วงเวลาที่สร้างกำลังสูงสุดในกระบอกสูบและค่าสูงสุดที่ใช้กับเพลาข้อเหวี่ยงนั้นไม่สามารถคำนวณได้ง่าย เนื่องจากลูกสูบไม่ได้เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเพียงอย่างเดียว แต่เนื่องจากเพลาข้อเหวี่ยงไม่ตรงทั้งหมด ลูกสูบจึงทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่รวมผลเชิงเส้นของลูกสูบกับเอฟเฟกต์ทรงกลมของตลับลูกปืนก้านสูบ

อย่างไรก็ตาม ช่วงเวลาของกำลังสูงสุดและแรงบิดสูงสุดเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในแง่ของการรับรู้ถึงความนุ่มนวลในการทำงานของเครื่องยนต์

ภาพส่วนบนของบล็อกเครื่องยนต์

ยิ่งรถมีกระบอกสูบมากเท่าไร ช่วงเวลาของแรงสูงสุดจะมีครั้งต่อนาทีมากขึ้นเท่านั้น และความเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้นจะเป็นการรับรู้ของผู้ขับขี่เกี่ยวกับการทำงานที่ราบรื่นของเครื่องยนต์

นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในเครื่องยนต์ 2 สูบจะมีกำลังสูงสุดในช่วงเวลาเดียวทุกๆ 360º ของการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง ในเครื่องยนต์สามสูบจะเกิดขึ้นทุกๆ 240º หนึ่งในหกของทุกๆ 120º และ เร็วๆ นี้. แน่นอนว่าสิ่งนี้ต้องถูกตีความว่าเป็นทฤษฎีที่บริสุทธิ์ เนื่องจากในปัจจุบันผู้ผลิตพยายามทำให้เครื่องยนต์ของตนราบรื่นที่สุดในแง่ของการทำงาน

ปัจจัยนี้ ยังมีอิทธิพลต่อความจริงที่ว่าเครื่องยนต์รอบเดินเบาจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนมากขึ้น และเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นด้วย: ที่ 1.000 รอบต่อนาที มีช่วงเวลาของกำลังสูงสุดครึ่งหนึ่งที่มากกว่า 2.000 รอบ ตัวอย่างเช่น เริ่มต้นจากความเร็วรอบเดินเบาเฉลี่ย 850 รอบต่อนาที เครื่องยนต์สามสูบจะสร้างแรงน้อยกว่าสิบช่วงเวลาต่อวินาที ในขณะที่บล็อกหกสูบจะสร้างเกือบยี่สิบครั้ง

หากเราพิจารณาว่ามนุษย์ "ปกติ" ที่ต้องเผชิญกับแรงต่อเนื่องของการใช้อย่างต่อเนื่อง จะรับรู้ช่วงเวลามากกว่าหนึ่งในสิบของวินาทีได้ดีกว่าช่วงที่น้อยกว่า นี่คือคำอธิบายซ้ำๆ ซึ่งประชาชนทั่วไปรับรู้ถึงการสั่นสะเทือนของ มอเตอร์ของกระบอกสูบสองหรือสามกระบอก: เนื่องจากช่วงเวลาระหว่างโมเมนต์ภายนอกสูงสุดมีค่ามากกว่าหนึ่งในสิบของวินาที

มอเตอร์ของคุณให้แรงบิดเท่าไหร่?

ในสิ่งพิมพ์จำนวนมากในโลกยานยนต์ มักจะวัดแรงบิดที่เครื่องยนต์ "ส่ง" ให้กับรถ คำนิยามนี้โดยนิยามแล้วไม่ถูกต้องตราบเท่าที่เราเข้าใจว่าทั้งคู่คือ a บังคับ ไม่ใช่อย่างใดอย่างหนึ่ง fuerza ผลลัพธ์. อย่างไรก็ตาม เนื่องด้วยหลักการทางกายภาพของปฏิกิริยา-ปฏิกิริยา เมื่อโมเมนต์ของแรงถูกนำไปใช้กับแกนที่หมุนรอบตัวตัวเอง โมเมนต์ของแรงจะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติด้วยความเข้มและทิศทางเดียวกัน แต่ในทิศทางตรงกันข้ามกับต้นฉบับ (กฎข้อที่สามของนิวตัน).

เครื่องยนต์ของ Seat León Cupra R (2003) ให้แรงบิด 280 นิวตันเมตร

วิธีการคำนวณแรงบิดของมอเตอร์ – โหลดมอเตอร์

สามารถวัดแรงบิดของมอเตอร์ได้ แต่การคำนวณนั้นซับซ้อนอย่างยิ่งและแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยสำหรับมนุษย์ ดังนั้นจึงง่ายกว่าที่จะปล่อยให้ผู้เชี่ยวชาญสามารถจัดการเครื่องจักรที่ทันสมัยและโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมากได้ แม้ว่าในแวบแรกเราจะเห็นเพียงลูกกลิ้ง

ตามคำจำกัดความในเครื่องยนต์สันดาป แรงบิดเป็นตัวแปร ซึ่งขึ้นอยู่กับกำลังที่เกิดขึ้นในห้องกระบอกสูบและจำนวนรอบที่เครื่องยนต์กำลังหมุนในช่วงเวลานั้น ดังนั้นค่าของเครื่องยนต์จึงสามารถคำนวณได้จากสูตร P = T · ω โดยที่ P คือกำลังที่แสดงเป็นหน่วยวัตต์หรือวัตต์ , T คือแรงบิดที่แสดงเป็นนิวตันเมตร และ ω คือความเร็วของการหมุนในแนวรัศมีที่แสดงเป็นเรเดียนต่อวินาที

อย่างไรก็ตาม ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อค่าทางทฤษฎีที่สามารถหาได้จากการนำสูตรไปใช้โดยตรง เช่น แรงเสียดทานภายในเครื่องยนต์. แรงเสียดทานภายในเหล่านี้หมายความว่าส่วนหนึ่งของกำลังที่ได้รับจากมอเตอร์ไม่สามารถใช้ภายนอกได้ แต่จะ "สูญหาย" ในกระบวนการเดียวกันของการเคลื่อนที่ของมอเตอร์ ซึ่งปกติจะอยู่ในรูปของความร้อน จำไว้ พลังงานไม่ได้ถูกสร้าง สร้างขึ้น หรือถูกทำลาย มันเปลี่ยนได้เท่านั้น.

ดาวน์ฮิลล์ใช้พลังงานน้อยลง

นอกจากนี้ยังมี ปัจจัยภายนอก ที่อาจส่งผลต่อกำลังที่เกิดจากเครื่องยนต์ แม้ในสถานการณ์ที่อาจเปรียบเทียบกันได้ภายใน ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์แบบเดียวกันที่หมุนด้วยความเร็วคงที่ 2.000 รอบต่อนาทีจะสร้างกำลังมากกว่าเมื่อขับบนถนนเรียบมากกว่าการลงเขา แม้ว่าจำนวนรอบจะคงที่ และด้วยเหตุนี้ความเร็วเชิงมุมของเพลาข้อเหวี่ยงก็เช่นกัน แต่ค่ากำลังที่ต่างกันในแต่ละช่วงเวลาก็แปลเป็นค่าแรงบิดที่ใช้กับเพลาข้อเหวี่ยงต่างกันไป

หลายๆ คนคงสงสัยว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และคำอธิบายก็ง่ายมาก อย่างที่เราทราบกันดี การเคลื่อนไหวเกิดจากการจุดไฟของ ส่วนผสมปริมาณสัมพันธ์ ของเชื้อเพลิง-อากาศในห้องกระบอกสูบและหากต้องใช้พลังงานน้อยกว่า วิธีแก้ไขคือการฉีดส่วนผสมที่เติมเชื้อเพลิงน้อยกว่าและอยู่ในอากาศที่เข้มข้นกว่า นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้คอมพิวเตอร์ในรถยนต์ของเรามีการบริโภคที่ต่ำหรือเป็นศูนย์ในทันทีเมื่อเราลดพอร์ตลง

พารามิเตอร์ทั้งหมดที่ปรับเปลี่ยนการดำเนินการและผลลัพธ์ทางทฤษฎีของกลไกเรียกว่า ภาระเครื่องยนต์ซึ่งสามารถกำหนดได้ว่าเป็นปริมาณของแรงบิดที่มอเตอร์ต้องสร้างขึ้นเพื่อเอาชนะความต้านทานที่ขัดต่อการเคลื่อนที่ของมัน

แรงเสียดทานของมอเตอร์ส่งผลต่อโหลดในแต่ละช่วงเวลา

ดังที่เราได้เห็นแล้ว ภาระเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับสาเหตุภายในของเครื่องยนต์ เช่น ความเสียดทานของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวต่างๆ และปัจจัยภายนอก เช่น ความเสียดทานของยางหรืออากาศพลศาสตร์ของรถเอง ฉันได้ยกตัวอย่างสองตัวอย่างนี้นอกกลไกของยานพาหนะโดยสิ้นเชิง เพราะในทั้งสองกรณี พวกเขาสร้างแรงที่ตรงกันข้ามและแปรผันไปตามการเคลื่อนไหวของยานพาหนะอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมีผลกระทบต่อ ค่าโหลดมอเตอร์ จะเป็นพารามิเตอร์ด้วย แปรผันตลอดเวลา.

ภาระเครื่องยนต์ยังส่งผลต่อเราในขณะขับขี่อย่างชัดเจนซึ่งผู้ขับขี่ทุกคนชื่นชม หากเราดำเนินการต่อด้วยตัวอย่างเดียวกันของยานพาหนะที่เดินทางด้วยความเร็วคงที่และความเร็วรอบเครื่องยนต์คงที่ เหตุใดรถยนต์จึงได้รับความเร็วบนทางลาดชันมากกว่าบนทางลงเขา เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของภาระมอเตอร์

เข้าสู่โลกแห่งทฤษฎีอีกครั้ง เมื่อรถแล่นด้วยความเร็วคงที่บนถนนเรียบ มันมีแรงภายนอกสองอย่างซึ่งต่อต้านการเคลื่อนที่ของมัน: อากาศพลศาสตร์และการลาก. เมื่อรถเริ่มหมุนเวียนในส่วนขาขึ้น หากเรารักษาความเร็วให้คงที่ ก็ถือว่ารักษาแรงแอโรไดนามิกที่ขัดต่อการเคลื่อนที่ไว้ได้ แต่ความเสียดทานมีการปรับเปลี่ยนในความรู้สึกว่าเป็นแรงโน้มถ่วงและในขณะนั้น ว่ารถเริ่มลอยขึ้นจะมีส่วนเสียดทานที่ "ดึง" รถถอยหลัง

การศึกษาทางอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะ

ถ้าอยากปั่นละเอียดก็นำมาลงเล่นได้ครับ พลังงานจลน์และพลังงานศักย์. พลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับมวลและความเร็วของยานพาหนะ และพลังงานศักย์ที่มีต่อมวลและความสูง เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น โดยหลักการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานจลน์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์

ในกรณีนี้ของ ทางขึ้นเขาโดยการเพิ่มชุดของแรงภายนอกที่ต่อต้านการเคลื่อนไหว เราสามารถพูดได้ว่าภาระของมอเตอร์เพิ่มขึ้น ดังนั้น ปริมาณแรงบิด "ที่ใช้งานได้" ของมอเตอร์จึงลดลง และสามารถสังเกตสถานการณ์ต่างๆ ได้:

  • ถ้าเราต้องการ รักษาการหมุนของมอเตอร์อย่างต่อเนื่อง เราต้องใช้พลังงานมากขึ้นโดยกดคันเร่งให้แรงขึ้นเพื่อฉีดส่วนผสมของเชื้อเพลิงเข้าไปในห้องกระบอกสูบมากขึ้น
  • หากความเอียงของถนนเพิ่มขึ้น เวลาอาจมาถึงเมื่อรถเริ่ม เสียความเร็ว. นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าภาระของมอเตอร์ (แรงที่ขัดต่อการเคลื่อนไหว) นั้นมากกว่าแรงบิดที่สามารถสร้างขึ้นในมอเตอร์ได้ (แรงบวกต่อการเคลื่อนไหว)

แรงบิดของเครื่องยนต์ต้องมากกว่าเพื่อที่จะเอาชนะความชัน หากไม่เพียงพอ นั่นคือสิ่งที่เกียร์มีไว้สำหรับ

  • โดยอยู่ กำลังและแรงบิดคงที่และการเพิ่มภาระเครื่องยนต์ พลังงานที่น้อยลงจะมีให้เพื่อเพิ่มความเร็วของรถเนื่องจากการเร่งความเร็วเป็นสัดส่วนกับแรงที่ใช้: กำลังน้อยหมายถึงกำลังเร่งที่น้อยลง

แรงบิดของเครื่องยนต์และกระปุกเกียร์

อย่างไรก็ตาม ฟิสิกส์ยังสามารถปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของร่างกายภายใต้แรงที่ต่างกันได้ และในกรณีของเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ของรถเรานั้นสามารถกล่าวได้ว่ามีความสามารถ ส่งแรงบิดที่ได้รับจากกระบอกสูบไปยังส่วนอื่นๆ ของตัวรถ เช่น กระปุกเกียร์

เกียร์กระปุก

แรงบิดมาจากเครื่องยนต์ไปยังกระปุกเกียร์ในรูปแบบของการเคลื่อนที่แบบหมุนผ่านเพลาอินพุต นี่คือเหตุผลที่ผู้ผลิตพูดถึงรายการการเปลี่ยนแปลง ผู้ผลิตมักจะพูดถึงข้อจำกัดของแรงบิดไม่ใช่กำลัง ภายในกระปุกเกียร์มี a การแปลงจากแรงบิดเป็นแรงสัมผัสและกลับเป็นแรงบิด. อย่างไร?

ภายในกระปุกเกียร์มีจำนวน ล้อฟัน ที่ส่งผ่านการเคลื่อนไหวให้กันและกันโดยการประกบกันของฟัน ครอบฟันเหล่านี้ ซึ่งหมายถึงจำนวนเกียร์ที่เกียร์มีอยู่ มีขนาดหรือ "อัตราทดเกียร์" ต่างกัน นั่นคือสาเหตุที่บางครั้งสามารถอ่านได้ว่าเกียร์มีความเร็ว x หรืออัตราส่วน x เหมือนกัน.

ไม่ว่าในกรณีใด ขนาดที่แตกต่างกันของเฟืองวงแหวนนี้จะทำให้แรงบิดอินพุตและเอาต์พุตแตกต่างกันไปตาม หลักการทางกายภาพของการอนุรักษ์พลังงาน: เมื่อล้อสองล้อหมุนเป็นตาข่าย (ตามทฤษฎี) พวกมันจะประหยัดพลังงาน ดังนั้นผลคูณของแรงบิดคูณด้วยความเร็วเชิงมุมจะต้องคงที่

การอธิบายหลักการพื้นฐานที่ส่งผลต่อแรงบิด ความเร็วที่ต่ำกว่าจะมีเฟืองที่ใหญ่กว่าเฟืองที่สูงกว่าและตรรกะทางกายภาพของมันนั้นเข้าใจง่ายมากด้วยตัวอย่างเพราะมันเป็นสิ่งที่ผู้ขับขี่ทุกคนรับรู้และรู้ ใช้ประโยชน์จาก ดังนั้นเราจึงดำเนินการต่อด้วย รถคันเดียวกันหมุนรอบ 2.000 รอบต่อนาที สร้างกำลังและแรงบิดคงที่

เกียร์อัตโนมัติ: ประเภทและการใช้งาน
บทความที่เกี่ยวข้อง:
การเปลี่ยนแปลงอัตโนมัติ: ประเภท วิธีการทำงาน และลักษณะเฉพาะ

หมุนเวียนใน เกียร์แรก, เพลาอินพุตอินพุตกำลังบิดกระปุกเกียร์ด้วยความเร็วเชิงมุมที่กำหนด แต่อยู่ในเกียร์ เฟืองวงแหวนขนาดใหญ่ ซึ่งจะหมุนด้วยความเร็วต่ำกว่าเพลาอินพุต เนื่องจากกำลังคงที่ในเกียร์ เมื่อความเร็วเชิงมุมของการหมุนลดลง แรงบิดจะเพิ่มขึ้น.

ในทางกลับกัน หากเราหมุนเวียนในเกียร์สูงสุด โดยที่เฟืองวงแหวนมีขนาดเล็กกว่าเพลาอินพุตหลัก ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้น: เฟืองวงแหวนของเฟืองสูงสุดจะหมุนเร็วขึ้น ดังนั้นแรงบิดเอาต์พุตจะ ลดลง. .

การเร่งความเร็วของรถยนต์

การเปลี่ยนแปลงของแรงบิดเมื่อเผชิญกับความคงตัวทางทฤษฎีของทั้งประสิทธิภาพของบล็อกและภาระเครื่องยนต์ ทำให้เกิดพฤติกรรมต่างๆ ที่สามารถสังเกตได้ในรถเมื่อเพิ่มความเร็ว เพราะทุกคนรู้ดีว่าการขับรถด้วยความเร็วคงที่ การเพิ่มความเร็วของเครื่องยนต์ในเกียร์ต่ำทำได้ง่ายกว่าในเกียร์ยาว แม้ว่ากำลังและแรงบิดที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์จะเท่ากันก็ตาม

เหตุผลก็คือ ในเกียร์ที่สูงขึ้น แรงบิดน้อยลงไปถึงล้อขับเคลื่อน. เหตุผลก็คือที่รอบเดียวกัน ยางจะหมุนเร็วขึ้น ยิ่งเกียร์สูง นั่นคือเหตุผลที่บางครั้งเราสามารถปีนขึ้นทางลาดที่ค่อนข้างชันพอสมควรในเกียร์แรกด้วยความเร็ว 1.500 รอบต่อนาที และในบางครั้งการขับรถในลำดับที่ 5 หรือ 6 ความชันน้อยที่สุดทำให้เราลดเกียร์เพื่อไม่ให้สูญเสียความเร็วแม้ว่าเราจะขับด้วยความเร็วที่สูงขึ้น ระบอบการปฏิวัติ

ภาพจราจร

ตามหลักเหตุผล เรากลับมาอยู่ในโลกแห่งทฤษฎีอีกครั้ง เพราะในทางปฏิบัติ เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น แรงแอโรไดนามิกที่มีแนวโน้มจะทำให้รถช้าลงก็เพิ่มขึ้นด้วย การสูญเสียพลังงาน ตัวอย่างเช่น เนื่องจากยางมีความร้อนสูง... กล่าวโดยย่อ ชุดของสารภายนอกที่สร้างแรงที่ขัดต่อการเคลื่อนไหว และมันคุ้มค่าที่จะฟังเสียงที่คุ้นเคยเล็กน้อยสำหรับคุณเพื่อทำความเข้าใจแรงบิดของเครื่องยนต์ให้ดีขึ้น

แรงบิดในมอเตอร์ไฟฟ้า

เช่นเดียวกับเครื่องยนต์โรตารี่ มอเตอร์ไฟฟ้า สร้างโดยตรง การเคลื่อนที่แบบหมุน และดังนั้นแรงบิดแทนที่จะเป็นกำลังจึงเข้าใจเช่นนั้น ทั้งนี้เนื่องจากหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับ a หลักการพื้นฐานของแม่เหล็ก โดยที่ประจุของเครื่องหมายเดียวกันจะผลักกันและประจุของเครื่องหมายตรงข้ามจะดึงดูดกัน

รายละเอียดของมอเตอร์ไฟฟ้า

La พื้นฐานที่สร้างสรรค์ของมอเตอร์ไฟฟ้าอธิบายคร่าวๆ ว่าเป็นกระบอกแม่เหล็กเคลื่อนที่โดยโรเตอร์ที่หมุนด้วยตัวเองเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของโหลดของกระบอกสูบด้านนอก ตัวอย่างพื้นฐานที่สุดน่าจะเป็นของเข็มทิศ: หากไม่ได้สัมผัสมันชี้ไปที่ทิศเหนือแม่เหล็กของโลก แต่ถ้าเรานำแม่เหล็กเข้ามาใกล้และทำให้มันหมุนเป็นวงกลมรอบเข็มทิศ เข็มของมันก็จะหมุนเข้าหาตัวเอง ด้วยความเร็วที่เราเคลื่อนที่แม่เหล็ก

มีความแตกต่างพื้นฐานเมื่อพูดถึงคุณภาพของ คู่ที่ได้รับ: es casi คงที่. ขณะที่อยู่ในเครื่องยนต์ความร้อน ค่าแรงบิดอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับจำนวนรอบที่บล็อกหมุน ในมอเตอร์ไฟฟ้า แรงบิดคือ casi คงที่. นี่เป็นเพราะหลักการทำงานพื้นฐานของสิ่งเหล่านี้ ประเภทเครื่องยนต์ และเทคโนโลยีที่ใช้ในปัจจุบัน

ดังที่ฉันได้กล่าวไปแล้วการหมุนของโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้านั้นเกิดจาก อคติสเตเตอร์ต่อเนื่อง ซึ่งกลายเป็นสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก สามารถหมุนโรเตอร์ได้ โดยการสลับกันของแรงดึงดูดและแรงผลัก และ ณ จุดนี้เองที่ความก้าวหน้าทางเทคนิคในปัจจุบันทำให้แรงโน้มถ่วงที่สร้างขึ้นในโรเตอร์มีแรงบิดสูงสุดคงที่เกือบคงที่

แรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้าเทียบกับแรงบิด แรงบิดมอเตอร์ความร้อน

i3 BMW

คอมเมนต์ว่าคู่นั้นคือ casi คงที่สำหรับรายละเอียดที่เฉพาะเจาะจงมากและอธิบายข้อ จำกัด ของรถยนต์ไฟฟ้าบนทางหลวงพิเศษหรือทางคู่ แต่ยังรวมถึงข้อดีของการจราจรในเมืองด้วย มอเตอร์ไฟฟ้าไม่เหมือนกับเครื่องยนต์ความร้อน แรงบิดของมอเตอร์ตั้งแต่เริ่มเลี้ยว และคงไว้ซึ่งค่าคงที่จนกว่าจะถึงระดับกำลังสูงสุด ซึ่งตัวเลขแรงบิดจะลดลง เพื่อยกตัวอย่าง i3 BMW ให้กำลังสูงสุด 170cv และแรงบิดสูงสุดของ 250Nmแต่มาดูกันว่ามันกระจายอย่างไร:

  • มอเตอร์ไฟฟ้าของบีเอ็มดับเบิลยู i3 ให้แรงบิดคงที่ 250 นิวตันเมตร จากรอบเครื่องยนต์เกือบ 0 รอบ เป็นประมาณ 4.500 รอบต่อนาทีของเครื่องยนต์
  • ในช่วงเวลานี้จาก 0 ถึง 4.500 รอบต่อนาที กำลังเพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น 170 แรงม้า (127kw)
  • เริ่มต้นที่ 4.500 รอบต่อนาที ทั้งแรงบิดและกำลังเริ่มลดลง
  • ที่ 8.000 รอบต่อนาที เครื่องยนต์ของ BMW i3 ให้กำลังประมาณ 150 แรงม้าและแรงบิด 125 นิวตันเมตร

ตัวเลขเหล่านี้สามารถอ่านอะไรได้บ้าง ในส่วนของเครื่องยนต์ BMW i3 นั้น เรียกได้ว่าติดตั้งเครื่องยนต์ที่ร่าเริงมากถึง 4.500 รอบต่อนาที ซึ่งทำให้รถคันนี้ อัตราเร่งเร็วมาก ที่ความเร็วต่ำ อันที่จริง มันทำได้ถึง 100 กม./ชม. โดยเริ่มจากหยุดนิ่งในเวลาเพียง 7 วินาที ซึ่งช่วยให้สามารถท้าทายตัวเองแบบเห็นหน้ากัน BMW 120i.

อย่างไรก็ตาม จากการปฏิวัติ 4.500 ครั้ง ทั้งกำลังและแรงบิดเริ่มลดลงและส่งผลเสียต่อทั้งความสามารถในการเร่งความเร็วและอัตราสิ้นเปลือง ซึ่งอาจเพิ่มเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับตัวเลขที่อนุมัติ นี่เป็นสาเหตุที่รถยนต์ไฟฟ้าหลายคันมี โหมด “ECO” ซึ่งจำกัดความเร็วสูงสุดไว้ที่ 90 หรือ 100 กม./ชมเมื่อรถยนต์อย่าง BMW 120i สามารถได้รับ โดยการรักษาความเร็วให้คงที่และสิ้นเปลืองพลังงานต่ำมาก

อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อดีที่โดดเด่นและน่าสนใจอีกอย่างของรถยนต์ที่ติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้า นั่นคือ พวกมันแสดงให้เห็น ไวต่อการขับขี่แบบสปอร์ตหรือการจราจรในเมืองน้อยลง และการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นนั้นไม่ได้เด่นชัดเหมือนในรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ระบายความร้อนเท่ากัน นั่นเป็นเพราะว่าด้วยแรงบิดที่ค่อนข้างสูงและคงที่เช่นนี้ มอเตอร์จึงกล่าวได้ว่ามี ง่ายต่อการเพิ่มความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ หรือต้องการแรงบิดเพิ่มขึ้นน้อยกว่าเพื่อเพิ่มความเร็วในการหมุน

มอเตอร์ไฟฟ้าได้รับอิทธิพลจากการขับขี่แบบสปอร์ตน้อยลง

แรงบิดของน้ำมันเทียบกับ แรงบิดดีเซลเทียบกับ ซุปเปอร์ชาร์จแรงบิด

ในส่วนนี้ ไม่แนะนำให้ใช้เวลานานเกินไป เนื่องจากความแตกต่างระหว่างแรงบิดที่ได้รับจากบล็อกที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำมันเบนซินและอีกอันที่ขับเคลื่อนด้วยดีเซลนั้นเกิดจาก ลักษณะเฉพาะของการก่อสร้าง ของกันและกันและ ปล่อยพลังงาน โดยการจุดไฟของเชื้อเพลิงแต่ละชนิด

หากเราอ่านแบบคลาสสิกของตัวเลขเหล่านี้ ความเข้าใจเช่นการเปรียบเทียบระหว่างบล็อกบรรยากาศที่ป้อนโดยการฉีดหรือสิ่งที่จะมากหรือน้อยที่จะข้ามไปที่ 80 ปี, บล็อกเชื้อเพลิงดีเซลให้แรงบิดมากกว่าและที่รอบต่อนาทีที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ บล็อกน้ำมันแต่ในสายตาของวันนี้ ระดับพลังของมันอาจเป็นเรื่องน่าขันก็ได้

เปอโยต์ 505: ตัวอย่างของดีเซลที่แข็งแกร่งจากยุค 80

ในเรื่องนี้เราสามารถจำจุดเริ่มต้นของบทความที่ฉันอธิบายว่ากำลังตามทฤษฎีของยานพาหนะเป็นสัดส่วนกับแรงบิดและความเร็วเชิงมุมของการหมุน รถยนต์เบนซินในบรรยากาศมี ระยะขอบการใช้งานจริง ประมาณ 1.000 ถึง 5.500 รอบต่อนาทีและดีเซลบรรยากาศระหว่าง 1.000 ถึง 4.000 รอบต่อนาที ในโลกแห่งความเป็นจริง ระยะขอบในการใช้งานจริง มีช่วงระหว่าง 2.000 ถึง 4.000 รอบต่อนาทีสำหรับเครื่องยนต์เบนซิน และระหว่าง 1.500 ถึง 3.000 รอบสำหรับกลไกที่ใช้น้ำมันดีเซล

ถ้าเราปล่อยให้ตัวแปรตัวใดตัวหนึ่งคงที่ เช่น รอบที่ 2.000 รอบต่อนาที เครื่องยนต์ดีเซลจะได้รับกำลังน้อยลง แต่ในขณะเดียวกันก็ให้แรงบิดที่มากขึ้น เรื่องนี้เกี่ยวกับอะไร? ง่ายมาก แรงบิดของเครื่องยนต์เกิดจากการเคลื่อนที่เชิงเส้นของลูกสูบตามการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงในห้องกระบอกสูบและกำลังที่สร้างขึ้นขึ้นอยู่กับว่าการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินหรือดีเซลนั้นแตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม คำอธิบายทางกลใช้ได้กับทั้งสองกรณี

อิเล็กทรอนิคส์และซุปเปอร์ชาร์จ

จนถึงวันนี้ สิ่งที่ฉันเพิ่งอธิบายให้คุณฟังยังคงเป็นความทรงจำของความคิดถึงที่สุด อันที่จริง พวกคุณหลายคนจะสังเกตเห็นว่าบางครั้งผู้ผลิตเสนอยานพาหนะด้วย ค่าแรงบิดและกำลังที่ต่างกันที่สกัดจากบล็อกเครื่องยนต์เดียวกัน. หรือแม้แต่ยานพาหนะที่มี โหมด “ECO” สามารถแก้ไขตัวเลขเหล่านี้ได้โดยเพียงแค่กดปุ่ม เช่น กดปุ่ม เฟียต แพนด้า ครอส ทวินแอร์: ในโหมดปกติมี 90cv และ 145Nm และในโหมด "ECO" จะอยู่ที่ 78cv และ 100Nm

Fiat Panda Cross พร้อมฟังก์ชั่น ECO

ทั้งนี้เป็นเพราะ ความก้าวหน้าทางเทคนิค และเหนือสิ่งอื่นใดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กับโลกยานยนต์ วันนี้ เราไม่แปลกใจอีกต่อไปที่ได้ยินเกี่ยวกับ Phase Variator สำหรับรถยนต์ที่มีหัวหลายวาล์ว เครื่องยนต์ดีเซลและเบนซินที่มีอัตราส่วนการอัดเท่ากัน หรือแม้แต่เครื่องยนต์ที่มีกำลังอัดแบบแปรผัน แต่ถ้ามีบางอย่างที่แสดงถึงก้าวย่างที่ยิ่งใหญ่ในเรื่อง ตัวเลขของแรงบิดและกำลังของยานพาหนะคือ ให้อาหารมากไป.

แม้ว่าคำอธิบายเชิงกลไกจะซับซ้อนมาก แต่ พื้นฐานของการให้อาหารมากไป ง่ายมาก: เพิ่มแรงดันภายในห้องกระบอกสูบเพื่อเพิ่มแรงที่เกิดจากการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงซึ่งทำให้ ลูกสูบ ลงมาด้วยแรงที่มากขึ้นและแรงบิดที่มากขึ้นไปถึงเพลาข้อเหวี่ยง

ภาพของ turbo

ตามที่คาดไว้ การใช้งานทางกลค่อนข้างซับซ้อนและต้องมีการศึกษาอย่างมากเกี่ยวกับตำแหน่งที่ถูกต้องภายในกระโปรงหน้ารถ ท่อร่วมทางเข้าและทางออกใหม่ การเสริมแรงเฉพาะในลูกสูบ ก้านสูบ เพลาข้อเหวี่ยง...แต่หลักการพื้นฐานคือ เพิ่มแรงดันภายในห้องสูบและนี่คือสิ่งที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับแรงบิดของเครื่องยนต์

ซูเปอร์ชาร์จสามารถขับเคลื่อนได้โดยตรงโดยการหมุนของเครื่องยนต์หรือโดยแรงดันของก๊าซไอเสีย ทุกวันนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้มาถึงซุปเปอร์ชาร์จและใหม่ ออดี้ SQ7 TDI ได้ฉายรอบปฐมทัศน์ เทอร์โบไฟฟ้าเครื่องแรกในตลาด และผลลัพธ์ก็ไม่น่าตื่นตาไปกว่านี้อีกแล้ว: 435cv คงที่ระหว่าง 3.750 ถึง 5.000 รอบต่อนาทีและ 900Nm คงที่ระหว่าง 1.000 ถึง 3.250 รอบต่อนาที

บทความที่เกี่ยวข้อง:
เครื่องยนต์เทอร์โบ ข้อดีและข้อเสีย

แรงบิดอันน่าทึ่งของ Audi SQ7 TDI ด้วยเทอร์โบไฟฟ้า

แรงบิดเมื่อวานกับวันนี้

จนกระทั่งเมื่อไม่กี่ปีมานี้ มีเพียงผู้รอบรู้ที่สุดเท่านั้นที่รู้ว่ารถที่มีกระบอกสูบสี่เหลี่ยม (เส้นผ่านศูนย์กลาง = จังหวะ) เป็นรถที่สมดุลที่สุดในการขับขี่ ว่าถ้าระยะชักน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง มันจะเป็นรถที่มีพลังแต่มีแรงบิดที่พอเหมาะ และถ้าระยะชักมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง มันจะตรงกันข้าม เงียบกว่าและมีแรงบิดมากกว่า

ปัจจุบันมอเตอร์ส่วนใหญ่เป็นของ ตระกูลโมดูลาร์ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตสามารถนำเสนอบล็อกที่มีกระบอกสูบและน้ำมันเบนซินหรือดีเซลมากหรือน้อยได้ค่อนข้างสะดวกและมีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุด การเปลี่ยนแปลงของแรงบิดและกำลังจะได้รับจากการใช้และการผสมผสานของการใช้งานด้านเทคนิคและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ที่ผู้ผลิตต้องการใช้

Audi TT คันเร่ง

แม้จะมีทั้งหมดนี้ที่ฉันได้อธิบายไว้ในบทความนี้ แต่ความเป็นจริงก็เหนือกว่าทฤษฎีในทุกด้าน ในตลาดปัจจุบัน เราสามารถหาเครื่องยนต์หกสูบที่มีกำลังหนึ่งในแปดเครื่องยนต์สามสูบที่นุ่มนวลหรือมากกว่าเครื่องยนต์สี่สูบอื่นๆ ที่มีความจุใกล้เคียงกัน หรือแม้แต่เครื่องยนต์ดีเซลที่มีอัตราส่วนการอัดเท่ากับเครื่องยนต์เบนซิน และนั่น คือวันนี้ทุกสิ่งเป็นไปได้

La เหตุผลพื้นฐาน บทความนี้จะอธิบายให้เข้าใจได้อย่างชัดเจนว่าแรงบิดหรือแรงบิดของเครื่องยนต์คืออะไร เพื่อให้คุณรู้ว่ามันส่งผลต่อการขับขี่ในแต่ละวันอย่างไร และคุณตระหนักดีว่ากำลังของรถยนต์ หากไม่เกี่ยวข้องกับแรงบิดของเครื่องยนต์ ไม่ใช่ค่าที่บ่งบอกถึงพฤติกรรมของมันมากนัก ฉันหวังว่าฉันจะประสบความสำเร็จ


ติดตามเราบน Google News

5 ความคิดเห็นฝากของคุณ

แสดงความคิดเห็นของคุณ

อีเมล์ของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมายด้วย *

*

*

  1. ผู้รับผิดชอบข้อมูล: Miguel ÁngelGatón
  2. วัตถุประสงค์ของข้อมูล: ควบคุมสแปมการจัดการความคิดเห็น
  3. ถูกต้องตามกฎหมาย: ความยินยอมของคุณ
  4. การสื่อสารข้อมูล: ข้อมูลจะไม่ถูกสื่อสารไปยังบุคคลที่สามยกเว้นตามข้อผูกพันทางกฎหมาย
  5. การจัดเก็บข้อมูล: ฐานข้อมูลที่โฮสต์โดย Occentus Networks (EU)
  6. สิทธิ์: คุณสามารถ จำกัด กู้คืนและลบข้อมูลของคุณได้ตลอดเวลา

  1.   โยเวลฟ์ dijo

    บทความผิดพลาดในจุดที่ระบุว่าเครื่องยนต์ดีเซลที่ 2000 รอบต่อนาทีมีแรงบิดมากกว่า แต่มีกำลังน้อยกว่าเครื่องยนต์เบนซินตามคำแนะนำเดียวกัน ในการหมุนรอบเดียวกัน อันที่มีแรงบิดมากกว่าจะมีกำลังมากกว่าที่ความเร็วรอบนั้น อีกอย่างคือมีกำลังสูงสุดหรือน้อยกว่า

  2.   แดเนียล คามาร่า dijo

    คำถาม; ในการอ่านเครื่องสแกนยานพาหนะมีข้อมูลที่เรียกว่าโหลดซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ในรถของฉันเมื่อไม่ได้ใช้งานจะอยู่ที่ประมาณ 5% แต่ค่านี้จะแตกต่างกันไปในรถคันอื่น ทำไม? จะหมายความว่าอย่างไรถ้าค่านี้ใกล้เคียงกับศูนย์มากที่สุด? ยิ่งค่านี้เป็นเปอร์เซ็นต์มากเท่าไร รถก็ยิ่งกินน้ำมันมากขึ้นเท่านั้น?

  3.   โฆเซ่ มาเรีย dijo

    จากทั้งหมดนี้ เราเข้าใจดีว่าโดยหลักการพื้นฐานแล้ว ดีเซลในสภาวะเดียวกับน้ำมันเบนซิน ด้วยความจุกระบอกสูบเท่ากันและรอบหมุนเท่ากัน การระเบิดจะยิ่งแรงขึ้น
    แก้ไขฉันถ้าไม่ใช่

  4.   กาเบรียล มัตทาโน dijo

    ฉันคิดว่าคำอธิบายของแรงบิดและกำลังมีความคิดเห็นที่เข้าใจได้มากขึ้น
    สำหรับผู้ที่มีความรู้ด้านเทคนิคเกี่ยวกับเครื่องยนต์มากขึ้น สำหรับฉัน ดูเหมือนว่าความเข้าใจที่ดีขึ้นสามารถทำได้โดยการทำให้บันทึกย่อง่ายขึ้น ยังไงก็ตาม ขอบคุณ

  5.   Paco dijo

    ขอบคุณมากสำหรับคำอธิบายที่ถูกต้องและเป็นเทคนิค