Что такое крутящий момент двигателя автомобиля определение, формула

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля определение, формула

Система измерения крутящего момента; ZETLAB

Система измерения крутящего момента предназначена для проведения периодических и ресурсных испытаний различных движущих элементов конструкций, например лопастей турбин, вертолетов.

Возможности

систем измерения крутящего момента

Принцип работы

систем измерения крутящего момента

В зависимости от выполняемой задачи, система измерения крутящего момента может быть исполнена в двух вариантах:

  • на базе цифровых датчиков ZETSENSOR;
  • на базе тензометрической станции ZET 017-T8.

Система измерения крутящего момента

на базе ZETSENSOR

Чувствительным элементом системы является тензомост, который реагирует на деформацию вала. Определение крутящего момента осуществляется измерительными модулями ZET 7110 (статические испытания) или ZET 7111 (динамические испытания) в зависимости от поставленной задачи (подробное руководство по подключению тезорезисторов к модулям ZETSENSOR см. Формирование мостовых схем).

При проведении статических испытаний, передача данных на ПК осуществляется с помощью преобразователя интерфейса ZET 7174.

При проведении динамических испытаний, данные, полученные от измерительного модуля ZET 7111, записываются на автономный регистратор ZET 7173, установленный на валу. Для обеспечения питания автономного регистратора могут использоваться аккумуляторы или кольцевые токосъемники (силами пользователя). В случае использования токосъемных колец, для поддержания питающего напряжения, в случае его просадки, предлагается стабилизатор напряжения ZET 7008.

Конфигурирование измерительных устройств в составе всей измерительной сети осуществляется с помощью преобразователя интерфейса ZET 7174.

Для контроля вибрации на валу применяются цифровые акселерометры ZET 7152-N или ZET 7152-E в лабораторном исполнении (пластиковый корпус).

Передача данных так же может производится по радиоканалу. Телеметрическая система ZET 7172 осуществляет беспроводную передачу данных от измерительной части на ПК через преобразователь интерфейса ZET 7174 или ZET 7176 для дальнейшей обработки информации. Модуль ZET 7172-S, входящий в телеметрическую систему, имеет встроенный датчик линейного ускорения ZET 7152-N, что позволяет определять частоту вращения без применения дополнительного оборудования.

Модуль ZET 7172-S устанавливается на вращающемся элементе таким образом, чтобы ось Z встроенного датчика ZET 7152-N была направлена перпендикулярно оси вращения, а ось Y — по касательной к окружности вала. При вращении вала, датчик по оси Y будет определять линейную скорость.

Система является масштабируемой и идеально подходит для случаев, когда точки измерения удалены друг от друга.

Для проведения измерений используется программа, реализованная в SCADA ZETVIEW.

Какой максимальный вращающий момент и как его можно увеличить?

Мощность двигателя – важнейший его показатель. Как в плане эксплуатации, так и в плане начисления налогов на авто. Крутящий момент нередко путают с мощностью или упускают его из виду в процессе оценки ходовых качеств авто. Многие упрощают автомобиль, считая, что большое количество лошадиных сил – главное преимущество любого мотора. Однако, вращающий момент – более важный показатель. Особенно, если автомобиль не предполагается использовать в качестве спортивного.

  1. Что такое крутящий момент
  2. Формула расчета крутящего момента
  3. От чего зависит крутящий момент
  4. На что влияет крутящий момент
  5. Как увеличить крутящий момент
  6. Определение крутящего момента на валу
  7. Измеритель крутящего момента
  8. Датчик крутящего момента
  9. Максимальный крутящий момент
  10. Какому двигателю отдать предпочтение
  11. Бензиновый двигатель
  12. Дизельный двигатель
  13. Электродвигатель
  14. Улучшение разгона авто за счет изменения момента вращения
  15. Зависимость мощности от крутящего момента

Что такое крутящий момент

Крутящим моментом называют единицу силы, которая необходима для поворота коленчатого вала ДВС. Эта не «лошадиная сила», которой должна обозначаться мощность.

ДВС вырабатывает кинетическую энергию, вращая таким образом коленвал. Показатель мощности двигателя (сила давления) зависит от скорости сгорания топлива. Крутящий момент – результат от действия силы на рычаг. Эта сила в физике считается в ньютонах. Длина плеча коленвала считается в метрах. Поэтому обозначение крутящего момента – ньютон-метр.

Читайте также:  Шины Cordiant - тесты шин Кордиант отзывы, описание, фото, страна производитель

Технически, крутящий момент – это усилие, которое должно осуществляться двигателем для разгона и движения машины. При этом сила, оказывающая действие на поршень, пропорциональна объему двигателя.

Маховик – одна из важнейших деталей, которая должна через редуктор передавать вращательный момент от мотора к коробке передач, от стартера на коленвал, от коленвала на нажимной диск. Собственно, крутящий момент – итог давления на шатун.

Формула расчета крутящего момента

Показатель КМ рассчитывается так: мощность (в л. с.) равно крутящий момент (в Нм) умножить на обороты в минуту и разделить на 5,252. При меньших чем 5,252 значениях крутящий момент будет выше мощности, при больших – ниже.

В пересчете на принятую в России систему (кгм – килограмм на метр) – 1кг = 10Н, 1 см = 0,01м. Таким образом 1 кг х см = 0,1 Н х м. Посчитать вращательный момент в разных системах измерений ньютоны/килограммы и т.д. поможет конвертер – в практически неизменном виде он доступен на множестве сайтов, с его помощью можно определять данные по практически любому мотору.

График:

На графике изображена зависимость крутящего момента двигателя от его оборотов

От чего зависит крутящий момент

На КМ будут влиять:

  • Объем двигателя.
  • Давление в цилиндрах.
  • Площадь поршней.
  • Радиус кривошипа коленвала.

Основная механика образования КМ заключается в том, что чем больше двигатель по объему, тем сильней он будет нагружать поршень. То есть – будет выше значение КМ. Аналогична взаимосвязь с радиусом кривошипа коленвала, но это вторично: в современных двигателях этот радиус сильно изменить нельзя.

Давление в камере сгорания – не менее важный фактор. От него напрямую зависит сила, давящая на поршень.

Для снижения потерь крутящего момента при тряске машины во время резкого газа можно использовать компенсатор. Это специальный (собранный вручную) демпфер, компенсация которого позволит сохранить вращающий момент и повысить срок эксплуатации деталей.

На что влияет крутящий момент

Главная цель КМ – набор мощности. Часто мощные моторы обладают низким показателем КМ, поэтому не способны разогнать машину достаточно быстро. Особенно это касается бензиновых двигателей.

ВАЖНО! При выборе авто стоит рассчитать оптимальное соотношение вращательного момента с количеством оборотов, на которых чаще всего мотор будет работать. Если держать вращательный момент на соответствующем уровне, это позволит оптимально реализовать потенциал двигателя.

Высокий КМ также может влиять на управляемость машины, поэтому при резком увеличении скорости не лишним будет использование системы TSC. Она позволяет точнее направлять авто при резком разгоне.

Широко распространенный 8-клапанный двигатель ВАЗ выдает вращательный момент 120 (при 2500-2700 оборотах). Ручная коробка или АКПП стоит на машине – не принципиально. При использовании КПП немаловажен опыт водителя, на автоматической коробке плавный старт обеспечивает преобразователь.

Как увеличить крутящий момент

Увеличение рабочего объема. Чтобы повышать КМ используются разные методы: замена установленного коленвала на вал с увеличенным эксцентриситетом (редко встречающаяся запчасть, которую трудно находить) или расточка цилиндров под больший диаметр поршней. Оба способа имеют свои плюсы и минусы. Первый требует много времени на подбор деталей и снижает долговечность двигателя. Второй, увеличение диаметра цилиндров с помощью расточки, более популярен. Это может сделать практически любой автосервис. Там же можно настроить карбюратор для повышения КМ.

Читайте также:  О подборе жиклеров по табличке разноцветной, в инете фигурируемой

Изменение величины наддува. Турбированные двигатели позволяют достичь более высокого показателя КМ благодаря особенностям конструкции – возможности отключить ограничения в блоке управления компрессором, который отвечает за наддув. Манипуляции с блоком позволят повысить объем давления выше максимума, указанного производителем при сборке автомобиля. Способ можно назвать опасным, поскольку у каждого двигателя есть лимитированный запас нагрузок. Кроме того, часто требуются дополнительные усовершенствования: увеличение камеры сгорания, приведение охлаждения в соответствие повышенной мощности. Иногда требуется отрегулировать впускной клапан, иногда – сменить распредвал. Может потребоваться замена чугунного коленвала на стальной, замена поршней.

Изменение газодинамики. Редко используемый вариант, поскольку двигатель – сложная конструкция, созданием которого занимаются профессионалы. Теоретически можно придумать, как убрать ограничения, заложенные конструкторами для увеличения срока эксплуатации двигателя и его деталей. Но на практике, если убрать ограничитель, результат не гарантирован, поскольку поменяются все характеристики: например, динамика вырастет, но шина не будет цепляться за дорогу. Чтобы усовершенствовать двигатель такие образом надо быть не просто автомобильным конструктором, но и математиком, физиком и т.д.

ВАЖНО! Простой способ повысить КМ – использовать масляный фильтр. Он снизит засорение двигателя и продлит срок эксплуатации всех деталей.

Определение крутящего момента на валу

Для измерения крутящего момента на валу автомобильного двигателя применяется множество методик. Это может быть показатель подачи топлива, температуры выхлопных газов и т.д. Такие методы не гарантируют высокой точности.

Распространенный метод повышенной точности – применение тензометрического моста. На вал крепятся тензометры, электрически соединенные по мостовой схеме. Сигнал передается на считывающее устройство.

Измеритель крутящего момента

Главная сложность в измерителе крутящего момента, использующего тензометры, является точность передачи данных. Применявшиеся ранее контактные, индукционные и светотехнические устройства не гарантировали необходимой эффективности. Сейчас данные передаются по цифровым радиоканалам. Измеритель представляет собой компактный радиопередатчик, который крепится на вал и передает данные на приемник.

Сейчас такие устройства доступны по стоимости и просты в эксплуатации. Применяются в основном в СТО.

Датчик крутящего момента

Аналогичные устройства, измеряющие КМ, в автомобиле могут быть установлены не только на коленвал, но и на рулевое колесо. Он ставится на модели машин с электроусилителем руля и позволяет отслеживать работу системы управление автомобилей. При выходе датчика из строя, усилитель, как правило, отключается.

Максимальный крутящий момент

Максимальным называется крутящий момент, представляющий пик, после которого момент не растет, несмотря на количество оборотов. На малых оборотах в цилиндре скапливается большой объем остаточных газов, в результате чего показатель КМ значительно ниже пикового. На средних оборотах в цилиндры поступает больше воздуха, процент газов снижается, крутящий момент продолжает расти.

При высоких оборотах растут потери эффективности: от трения поршней, инерционных потерь в ГРМ, разогрева масла и т.д. будет зависеть работа мотора. Поэтому рост качества работы двигателя прекращается или само качество начинает снижаться. Максимальный крутящий момент достигнут и начинает снижаться.

В электродвигателях максимальный вращательный момент называется «критический».

Таблица марок автомобилей с указанием крутящего момента:

Какому двигателю отдать предпочтение

Сегодня множество моделей производители оснащают разными типами моторов: бензиновым или дизельным. Эти модели идентичны только по цене и другим характеристикам.

Из-за разных типов мотора одна и та же модель может отличаться по показателям мощности мотора и крутящему моменту, при этом разница может быть значительной.

Читайте также:  Сколько стоит питбайк для детей от 12 до 14 лет

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель формирует воздушно-топливную смесь, заполняющую цилиндр. Температура внутри него поднимается до примерно 500 градусов. У таких моторов номинальный коэффициент сжатия составляет порядка 9-10, реже 11 единиц. Поэтому, когда происходит впрыск необходимо использование свечей зажигания.

Дизельный двигатель

В цилиндрах работающего на дизеле движка коэффициент сжатия смеси может достигать показателя в 25 единиц, температура – 900 градусов. Поэтому смесь зажигается без использования свечи.

Электродвигатель

Автомобильный трехфазный асинхронный электродвигатель работает по совершенно другим законам, поэтому его мощность и КМ отличаются от традиционных кардинально. Электромотор состоит из ротора и статора, кратность которых позволяет выдавать пиковый КМ (600 Нм) на любой скорости. При этом мощность электродвигателя, например, у Теслы, составляет 416 л. с.

Чтобы ответить на вопрос – дизельный, бензиновый или электродвигатель лучше, надо сначала исключить третий вариант, поскольку электродвигатели пока не так распространены, как первые два типа.

ВАЖНО! Что касается выбора между бензиновым и дизельным двигателями, они в первую очередь отличаются мощностью и крутящим моментом. На практике это означает, что при одинаковом объеме двигателя дизельный быстрее разгоняется, а бензиновый позволяет давать более высокую скорость.


Кроме того, благодаря большему крутящему момент автомобиль, использующийся как грузовой, обладает большей грузоподъемностью за счет двигателя. Особенно если двигатель дизель-генераторный.

Улучшение разгона авто за счет изменения момента вращения

Чем выше показатель крутящего момента – тем быстрее двигатель набирает мощность. Таким образом, вырастет скорость движения. На практике это означает, что, например, во время разгона крутящий момент позволит быстрее обогнать едущий впереди автомобиль.

Чтобы улучшить разгон автомобиля за счет изменения момента вращения, достаточно повысить показатели последнего. Как это сделать – описано выше.

Зависимость мощности от крутящего момента

Крутящий момент, как говорилось выше, это показатель того, с какой скоростью двигатель может набирать обороты. По сути, мощность мотора – прямая производная от КМ на коленвале. Чем больше оборотов – тем выше показатель мощности.

Зависимость мощности от вращательного момента выражается формулой: Р = М*n (Р – мощность, М – крутящий момент, n – количество оборотов коленвала/мин).

Измерения крутящего момента на валу

с помощью ZETSENSOR

Построение системы для измерения крутящего момента на базе цифровых датчиков:

  1. Наклейка тензорезисторов. Выбираем схему наклейки тензорезистор согласно статье Формирование мостовых схем.
  2. Проверки правильности сборки. После того как наклеили тензорезисторы необходимо проверить правильность соединения контактов и нет ли короткого замыкания. Это писано в статье Проверка тензомостов.
  3. Формирование измерительной линии
    • Подключить тензомост к модулю ZET 7111 (см. Схемы подключения).
    • Собираем измерительную линии из цифровых датчиков ZET 7111, ZET 7152-E (располагается вдоль оси вращения), ZET 7172 и аккумулятора (зарядить перед измерениями).
    • Цифровые датчики фиксируются при помощи штатных магнитов, а также закрепляются при помощи стрейч ленты в несколько слоев.
  4. Настройка и конфигурирование оборудования. Когда всё закреплено, подключаем к ПК и производим настройку цифровых датчиков

Настраиваем цифровой датчик ZET 7111

  • Частоту обновления данных: 50 Гц
  • Метод расчета: Коэффициент передачи
  • Единица измерения: Н*м
  • Чувствительность: расчет берем согласно выбранной схеме.

Теперь обнуляем значения, для этого во вкладке “Смещение” включаем смещение.

Настраиваем цифровой датчик ZET 7152-E

  • Частота обновления данных: 100 Гц
  • Измеряемая физическая величина: Лин. ускорение
  • Выдаваемое значение: мгновенное
Ссылка на основную публикацию
Что такое aux в компьютере
Как подключить музыкальный центр к компьютеру или ноутбуку Многие пользователи задаются вопросом, как подключить музыкальный центр к компьютеру. Связано это...
Что может вызвать повышенный расход топлива — Авто-Импульс
Большой расход топлива, причины, как исправить Большой расход топлива обычно относят к неисправностям электронных систем автомобиля, всегда ли это так?...
Что можно использовать вместо смазки
Вред вазелина и какими средствами его можно заменить Со дня изобретения вазелина он стал чудодейственной повсеместной мазью, используемой для лечения...
Что такое BAS (Brake Assist System) в автомобиле работа системы
Brake Assist - что это такое в автомобиле и для чего нужно Для обеспечения максимальной безопасности водителей, пассажиров и пешеходов...
Adblock detector