Mô-men xoắn động cơ

Nói về đơn vị ô tô quan trọng nhất: động cơ, nó đã trở thành thông lệ để nâng cao sức mạnh lên trên các thông số khác. Trong khi đó, không phải công suất công suất là đặc điểm chính của nhà máy điện mà là một hiện tượng được gọi là mô-men xoắn. Tiềm năng của bất kỳ động cơ ô tô nào được xác định trực tiếp bởi giá trị này.

Khái niệm về mômen động cơ. Giới thiệu về sự phức tạp bằng những từ đơn giản

Mô-men xoắn liên quan đến động cơ ô tô là sản phẩm của độ lớn của lực và tay đòn, hay đơn giản hơn là lực ép của pít-tông lên thanh truyền. Lực này được đo bằng mét Newton, và giá trị của nó càng cao thì xe càng chạy nhanh.

Ngoài ra, công suất động cơ, được biểu thị bằng watt, không hơn giá trị của mô-men xoắn động cơ tính bằng mét Newton nhân với tốc độ quay của trục khuỷu.

Hãy tưởng tượng một con ngựa kéo một chiếc xe trượt tuyết nặng và bị mắc kẹt trong một con mương. Kéo xe trượt sẽ không hiệu quả nếu ngựa cố gắng nhảy ra khỏi mương trên đường chạy. Ở đây, nó là cần thiết để áp dụng một nỗ lực nhất định, đó sẽ là mô-men xoắn (km).

Mô-men xoắn thường bị nhầm lẫn với tốc độ trục khuỷu. Trên thực tế, đây là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau. Quay trở lại ví dụ về con ngựa bị mắc kẹt trong mương, tần số sải chân sẽ đại diện cho tốc độ của động cơ, và lực do con vật tác dụng khi nó di chuyển trong trường hợp này sẽ đại diện cho mô-men xoắn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ lớn của mômen

Trên ví dụ về một con ngựa, có thể dễ dàng đoán rằng trong trường hợp này, giá trị của SM sẽ được xác định phần lớn bởi khối lượng cơ của con vật. Đối với động cơ đốt trong của ô tô, giá trị này phụ thuộc vào khối lượng công việc của nhà máy điện cũng như:

• mức áp suất làm việc bên trong xi lanh;
• kích thước piston;
• đường kính trục khuỷu.

Mô-men xoắn phụ thuộc mạnh nhất vào dịch chuyển và áp suất bên trong nhà máy điện, và sự phụ thuộc này tỷ lệ thuận. Nói cách khác, động cơ có khối lượng và áp suất cao, tương ứng, có mô-men xoắn lớn.

Giữa KM và bán kính trục khuỷu cũng có mối quan hệ trực tiếp. Tuy nhiên, thiết kế của động cơ ô tô hiện đại không cho phép các giá trị mô-men xoắn thay đổi nhiều, do đó các nhà thiết kế ICE có ít cơ hội để đạt được mô-men xoắn cao hơn do độ cong của trục khuỷu. Thay vào đó, các nhà phát triển đang chuyển sang nhiều cách để tăng mô-men xoắn, chẳng hạn như sử dụng công nghệ tăng áp, tăng tỷ số nén, tối ưu hóa quá trình đốt cháy, sử dụng ống nạp được thiết kế đặc biệt, v.v.

Điều quan trọng là KM tăng khi tốc độ động cơ tăng, tuy nhiên, sau khi đạt cực đại trong một phạm vi nhất định, mô-men xoắn giảm, mặc dù tốc độ trục khuỷu tăng liên tục.

Ảnh hưởng của mô-men xoắn ICE đến hiệu suất của xe

Lượng mô-men xoắn là yếu tố trực tiếp xác định động lực gia tốc của ô tô. Nếu bạn là một người đam mê ô tô, bạn có thể nhận thấy rằng những chiếc xe khác nhau, nhưng với cùng một bộ phận công suất, hoạt động khác nhau trên đường. Hoặc đơn đặt hàng xe có công suất thấp hơn trên đường lớn hơn xe có nhiều mã lực hơn dưới mui xe, ngay cả khi có kích thước và trọng lượng xe tương đương. Lý do chính là nằm ở sự khác biệt về mô-men xoắn.

Mã lực có thể coi là thước đo độ bền của động cơ. Chính chỉ số này quyết định khả năng tốc độ của ô tô. Nhưng vì mô-men xoắn là một loại lực, nên nó phụ thuộc vào độ lớn của nó, chứ không phụ thuộc vào số "ngựa", xe có thể đạt tốc độ giới hạn tối đa bao lâu. Vì lý do này, không phải tất cả những chiếc xe mạnh mẽ đều có động lực tăng tốc tốt và những chiếc xe có thể tăng tốc nhanh hơn những chiếc xe khác không nhất thiết phải được trang bị động cơ mạnh mẽ.

Tuy nhiên, chỉ mô-men xoắn cao không đảm bảo động lực học tuyệt vời của máy. Rốt cuộc, trong số những thứ khác, động lực của việc tăng tốc độ, cũng như khả năng xe vượt qua các đoạn dốc nhanh chóng phụ thuộc vào phạm vi hoạt động của nhà máy điện, tỷ số truyền và khả năng đáp ứng của chân ga. Cùng với đó, cần lưu ý rằng mômen giảm đáng kể do một số hiện tượng phản tác dụng: lực lăn của bánh xe và ma sát ở các bộ phận khác nhau của ô tô, do khí động học và các hiện tượng khác.

Mô-men xoắn vs sức mạnh. Mối quan hệ với động lực học của xe

Công suất là đạo hàm của một hiện tượng chẳng hạn như mômen, nó thể hiện công của nhà máy điện được thực hiện tại một thời điểm nhất định. Và vì KM nhân cách hóa hoạt động trực tiếp của động cơ, độ lớn của thời điểm trong khoảng thời gian tương ứng được phản ánh dưới dạng công suất.

Công thức sau đây cho phép bạn thấy mối quan hệ giữa công suất và KM:

P = M * N / 9549

Trong đó: P trong công thức là công suất, M là mô-men xoắn, N là vòng / phút của động cơ và 9549 là hệ số chuyển đổi N thành radian trên giây. Kết quả của các phép tính sử dụng công thức này sẽ là một số tính bằng kilowatt. Khi bạn cần chuyển kết quả thành mã lực, số kết quả được nhân với 1,36.

Về cơ bản, mô-men xoắn là công suất ở tốc độ riêng phần, chẳng hạn như vượt xe. Công suất tăng khi mô-men xoắn tăng, và thông số này càng cao thì động năng càng nhiều, ô tô dễ dàng vượt qua các lực tác dụng lên nó và đặc tính động lực học của nó càng tốt.

Điều quan trọng cần nhớ là công suất đạt giá trị cực đại không phải ngay lập tức mà là dần dần. Sau cùng, ô tô xuất phát với vận tốc tối thiểu, sau đó vận tốc tăng dần. Ở đây, một lực gọi là mô-men xoắn xuất hiện, và chính điều này quyết định khoảng thời gian mà chiếc xe sẽ đạt công suất cực đại, hay nói cách khác là động lực học ở tốc độ cao.

Điều này dẫn đến việc một chiếc xe có công suất mạnh hơn nhưng không đủ mô-men xoắn cao sẽ kém hơn về khả năng tăng tốc so với một mẫu xe có động cơ mà ngược lại, không thể khoe được sức mạnh tốt nhưng lại vượt trội hơn đối thủ trong một cặp. . Lực đẩy càng lớn thì lực truyền đến các bánh xe dẫn động và dải tốc độ của nhà máy điện càng phong phú, trong đó KM cao thì ô tô tăng tốc càng nhanh.

Đồng thời, sự tồn tại của mô-men xoắn là có thể xảy ra khi không có công suất, nhưng sự tồn tại của công suất mà không có mô-men xoắn thì không. Hãy tưởng tượng rằng con ngựa và xe trượt tuyết của chúng ta bị mắc kẹt trong bùn. Công suất do con ngựa tạo ra tại thời điểm này sẽ bằng không, nhưng mô-men xoắn (cố gắng thoát ra, kéo), mặc dù không đủ để di chuyển, sẽ hiện diện.

Thời điểm diesel

Nếu chúng ta so sánh các nhà máy điện chạy xăng với động cơ diesel, thì đặc điểm phân biệt của nhà máy điện thứ hai (không có ngoại lệ) là mô-men xoắn cao hơn với công suất thấp hơn.

Động cơ đốt trong chạy xăng đạt giá trị KM tối đa ở ba đến bốn nghìn vòng / phút, nhưng sau đó có thể nhanh chóng tăng công suất, tạo ra bảy đến tám nghìn vòng mỗi phút. Phạm vi số vòng quay của trục khuỷu của động cơ diesel thường được giới hạn từ ba đến năm nghìn. Tuy nhiên, ở động cơ diesel, hành trình piston dài hơn, tỷ số nén và các đặc tính cụ thể khác của quá trình đốt cháy nhiên liệu cao hơn, điều này không chỉ cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn so với động cơ xăng, mà còn có sự hiện diện của nỗ lực này gần như không hoạt động.

Vì lý do này, không có ý nghĩa gì khi đạt được công suất tăng từ động cơ diesel - lực kéo đáng tin cậy và giá cả phải chăng "từ bên dưới", hiệu suất cao và tiết kiệm nhiên liệu hoàn toàn san bằng khoảng cách giữa động cơ đốt trong và động cơ xăng, cả về chỉ số công suất và tiềm năng tốc độ.

Tính năng tăng tốc chính xác của ô tô. Làm thế nào để tận dụng tối đa chiếc xe của bạn

Khả năng tăng tốc phù hợp dựa trên khả năng làm việc của hộp số và tuân theo nguyên tắc “từ mô-men xoắn cực đại đến công suất cực đại”. Nghĩa là, chỉ có thể đạt được động lực học tăng tốc ô tô tốt nhất bằng cách giữ tốc độ trục khuỷu trong phạm vi giá trị mà tại đó KM đạt cực đại. Điều rất quan trọng là tốc độ trùng với mô-men xoắn cực đại, nhưng phải có một biên độ cho sự gia tăng của nó. Nếu bạn tăng tốc đến tốc độ trên công suất cực đại, động lực gia tốc sẽ ít hơn.

Phạm vi vòng / phút tương ứng với mô-men xoắn cực đại được xác định bởi các đặc tính của động cơ.

Lựa chọn động cơ. Cái nào tốt hơn - mô-men xoắn cao hay công suất cao?

Nếu chúng ta vẽ dòng cuối cùng dưới tất cả những điều trên, rõ ràng là:

• mô-men xoắn là yếu tố chính đặc trưng cho khả năng của nhà máy điện;
• công suất là đạo hàm của KM và do đó là đặc tính thứ cấp của động cơ;
• sự phụ thuộc trực tiếp của công suất vào mô-men xoắn có thể được thấy trong công thức P (công suất) \ uXNUMXd M (mô-men xoắn) * n (tốc độ trục khuỷu mỗi phút) do các nhà vật lý suy ra.

Do đó, khi lựa chọn giữa một động cơ có nhiều công suất hơn, nhưng ít mô-men xoắn hơn và động cơ có nhiều KM hơn nhưng ít công suất hơn, thì lựa chọn thứ hai sẽ chiếm ưu thế. Chỉ có một động cơ như vậy mới cho phép bạn sử dụng toàn bộ tiềm năng vốn có của chiếc xe.

Đồng thời, chúng ta không được quên mối quan hệ giữa các đặc tính động lực học của ô tô và các yếu tố như phản ứng của bướm ga và truyền động. Lựa chọn tốt nhất sẽ là một lựa chọn không chỉ có động cơ mô-men xoắn cao mà còn có độ trễ nhỏ nhất giữa việc nhấn bàn đạp ga và phản ứng của động cơ, và hộp số có tỷ số truyền ngắn. Sự hiện diện của các tính năng này bù đắp cho công suất của động cơ thấp, khiến xe tăng tốc nhanh hơn so với xe có động cơ thiết kế tương tự, nhưng lực kéo kém hơn.