ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92
[email protected]

Увеличение крутящего момента двигателя: Sorry! This site is experiencing technical difficulties.

Содержание

Что нужно знать об увеличении мощности двигателя?

Увеличение мощности двигателя


Увеличьте мощность. Любая реконструкция двигателя с целью улучшения его характеристик является сложной задачей. На основе четкого представления о том, что мы хотим получить, как это сделать и можно ли это сделать вообще. Здесь нельзя обойтись без знания рабочих процессов двигателя. Также необходимо понимать, что в двигателе все взаимосвязано. Замена одного блока приводит к изменению всего рабочего процесса, от забора воздуха до резки выхлопной трубы. Кроме того, каждое вмешательство имеет различный эффект в разных режимах. Что хорошо в одном режиме, может быть плохо в другом. К основным характеристикам двигателя мы обычно относим крутящий момент и мощность. Именно они стремятся к увеличению путем тюнинга двигателя. Это можно сделать двумя основными способами. Первый способ — увеличить крутящий момент коленвала.

Увеличить мощность двигателя с помощью крутящего момента коленвала


Во-вторых, не касаясь величины крутящего момента, переместите его в зону высокой скорости. Типы систем оксида азота. Увеличьте крутящий момент. Комплект для тюнинга двигателя. Крутящий момент практически не зависит от частоты вращения коленчатого вала, а определяется только размерами двигателя и давлением в цилиндре. С громкостью все понятно. Чем больше позволяет конструкция двигателя, тем лучше. Давление можно увеличить, увеличив степень сжатия. Это правда, что есть несколько оговорок, возможности этого метода ограничены детонацией. Вы можете подойти с другой стороны. Чем больше воздушно-топливной смеси мы движем в двигателе, тем больше тепла будет выделяться при его сгорании в цилиндре и тем выше давление в нем. Это относится к безнаддувным двигателям.

Увеличение мощности двигателя через блок управления


Второй вариант применим к семейству аккумуляторных двигателей. Изменяя характеристики блока управления, вы можете немного увеличить усиление, чтобы можно было снять больший крутящий момент с коленчатого вала. И третий вариант — добиться лучшего наполнения баллонов за счет улучшения газовой динамики. Самый распространенный и самый неоправданный. Идея в том, что нужно что-то делать с воздуховодами и камерой сгорания. Рабочий объем. Одним из основных вариантов является максимальная вместимость цилиндра. Разумно, конечно. Для дорожного автомобиля такой подход является наиболее правильным. Потому что за счет увеличения громкости без замены распредвала. То есть, оставляя кривую крутящего момента в том же диапазоне скоростей, что и раньше, водителю не нужно будет нарушать стиль вождения.

Методы увеличения мощности


Рабочий объем можно увеличить двумя способами. Заменив стандартный коленчатый вал коленчатым валом с высоким эксцентриситетом или разбрасывая цилиндры для больших поршней. Логично спросить, что более эффективно, а что дешевле. Ведь что такое объем двигателя. Это произведение площади поршня и его хода. Относительно удваивая диаметр, мы увеличиваем площадь в четыре раза. И когда мы удваиваем ход, мы только удваиваем громкость. Теперь к вопросу об экономике. На первый взгляд кажется, что замена кривошипно-шатунного механизма обходится дешевле, чем загрузка блока в большем размере. Нюанс в том, что вам все равно придется искать коленвал с большим эксцентриситетом. Редкие компании делают их на заказ, продукция дорогая и сложная.

Элементы увеличения мощности


В этом случае разумно полагаться на стандартизацию производителя. Поэтому логично купить серийный продукт, в нашем случае коленчатый вал, и уже выбрать для него группу поршней. Конечно, понадобятся другие поршни и шатуны. Это сложно, но ты можешь принять это. Вопрос в другом. Конструктивно этот ход вызывает дополнительные механические потери при работе двигателя, которые будут вызваны более короткими шатунами. Это аксиома — для размещения коленчатого вала с большим эксцентриситетом придется ставить более короткие шатуны, потому что мы не сможем построить блок. В чем их недостаток? Чем короче шатун, тем больше угол, под которым он ломается. Чем больше давление, которое прижимает поршень к стенке цилиндра. И чем больше сила зажима при одинаковом коэффициенте трения, тем больше величина сопротивления.

Факторы увеличения мощности


И этот фактор необходимо учитывать не только с точки зрения механических потерь, но и с точки зрения надежности. Потому что короткие шатуны подвергаются большим нагрузкам. Как правило, такими мелочами пренебрегают при настройке. Очевидным преимуществом с точки зрения минимизации затрат является увеличение смещения за счет увеличения диаметра цилиндра. Как правило, все двигатели имеют достаточно толстую стенку цилиндра, запас прочности. Если, скажем, мы увеличим диаметр на два миллиметра, мы можем получить дополнительный объем. При толщине стенки 7-8 мм можно пожертвовать одним миллиметром. И довольно часто серийные поршни могут быть отклонены. Это правда, что невозможно однозначно утверждать, что увеличение диаметра цилиндров невозможно, за исключением замены коленчатого вала. Целесообразно рассмотреть каждый из этих двух методов с точки зрения специфики отдельного движка. Технология суперзарядки.

Увеличьте мощность через турбокомпрессор


Семейство двигателей с турбонаддувом интересно для тюнинга благодаря своим конструктивным особенностям, которые значительно упрощают настройку двигателя. В нашем случае вы можете снова получить больше крутящего момента, не касаясь кривой или объема, даже не разбирая двигатель. Просто немного измените значение усиления. Какова конструктивная характеристика перезаряжаемых двигателей? Прежде всего, в характеристиках управления компрессора, будь то турбина или механический компрессор. Давление усиления как первого, так и второго зависит от частоты вращения двигателя. Чем больше оборотов, тем выше давление. Но его можно увеличить только до определенного значения. Блок управления контролирует это, удаляет избыточное давление. Меняется его характеристика. И он достигает действительно большего объема, чем в случае мягких параметров в серийном двигателе. Работа по повышению давления не безболезненна. Серийные двигатели имеют определенный запас при механических и тепловых нагрузках, по сопротивлению детонации.

Увеличение мощности двигателя через камеру сгорания


Увеличение тяги возможно в разумных пределах. Но если вы сделаете шаг вперед, чтобы не сломать двигатель, вам придется прибегнуть к дополнительным изменениям. Чтобы увеличить объем камеры сгорания, поменять систему охлаждения, установить дополнительный радиатор, воздухозаборники, интеркулер. Возможно, вам придется заменить чугунный коленчатый вал на стальной, взять более прочные поршни и обеспечить их охлаждение. Изменения в газовой динамике. Суть понятна — чтобы получить больше крутящего момента, нужно увеличить заряд топливовоздушной смеси. Что можно сделать ? Вы можете взять инструмент и устранить дефекты серийной установки. Сделайте впускной и выпускной каналы более плавными и ровными, удалите плинтусы и острые углы в деталях, удалите зоны защиты от ветра в камере сгорания и замените клапаны и седла.

Гарантия увеличения мощности


Много работы, но нет гарантии. Почему? Аэродинамика не легкая вещь. Трудно описать математически процессы, происходящие в двигателе. Иногда результат в точности противоположен ожидаемому. Ради справедливости следует сказать, что в аэродинамике есть запасы. Но гарантировано, что их можно удалить только выполнив серию экспериментов, обдувая пластиковые модели входных каналов специальной установкой. Подбор формы и сечения в соответствии с требованиями новых условий эксплуатации двигателя. Это вряд ли будет сделано. Спортивные распредвалы. Что такое мощность? Это произведение крутящего момента и частоты вращения двигателя. Таким образом, смещая стандартную характеристику крутящего момента в зону высокой скорости, мы получаем желаемое увеличение мощности.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Чип тюнинг Пежо и Ситроен

Чаще всего выражение чип-тюнинг подразумевает увеличение мощности и крутящего момента двигателя. Также под чип-тюнингом подразумевают исправление ошибок в заводской программе управления двигателем.
Чип тюнинг является самым недорогим и эффективным способом увеличить отдачу двигателя!

Для многих чип-тюнинг кажется чем-то очень серьезным и рискованным. Однако, это не так.
Несмотря на то, что заговорили об этом не так давно, само направление чип-тюнинга существует уже свыше 20 лет. 
История развития неразрывна связана с появлением электронных блоков управлением двигателя. И за это время накопился достаточный опыт. 
Поэтому, если чиповку выполняет грамотный специалист и на сертифицированном оборудовании — то никаких проблем возникнуть не может.

Как это делается?
Весь процесс чип-тюнинга выполняется в три этапа:
1. загрузка на компьютер оригинальной программы через разъём диагностики или с платы ЭБУ;

2. правка скачанной программы в специальном редакторе;
3. завершающий этап — прошивка новой модифицированной программы.

Как увеличивается мощность?
Увеличение мощности и крутящего момента происходит под воздействием на целый ряд калибровок в программе управления двигателем: угол опережения зажигания/впрыска, время впрыска, цикловая подача, давление наддува и др. Это может быть как увеличение давления наддува и времени впрыска, так и уменьшение УОЗ и возможных детонаций.

Эффективность тюнинга!
Для атмосферных двигателей это прибавка в районе 5-10% мощности автомобиля, для турбированных — от 20% и до 50%!

Чип тюнинг атмосферного двигателя
Существует мнение, что атмосферный двигатель не стоит чиповать. Кто-то считает, что игра не стоит свеч, т.к. прибавка будет маленькой и деньги будут выброшены на ветер.
Стоит, ещё как стоит!

Многие считают, что атмосферный двигатель не стоит чиповать, т.к. это даст маленькую прибавку к мощности, а значит, игра не стоит свеч, и деньги выброшены на ветер.
Это заблуждение. В современном мире существует множество требований, в т.ч. по части экологичности. В связи с этим многие двигатели специально «удушены» как на программном, так и на аппаратном уровне.

Часто мы слышим от клиентов: «Мой прошлый автомобиль, с двигателем, в котором было меньше лошадиных сил и крутящего момента ехал ощутимо резвее современного двигателя»
И это вполне объяснимо. Дело в том, что максимальный момент достигается не раньше 4250 об/мин, в то время как двигатель оживает только после 3000 об/мин. А в условиях современных мегаполисов это неосуществимо, т.к. крутить мотор негде, а значит, требуется тяга на низах.
Чип тюнинг позволяет немного распустить двигатель, увеличить момент во всём диапазоне и снизить достижения максимального значения в сторону низких оборотов, тем самым тяга будет уже с 2000 об/мин.

Ресурс двигателя и коробки передач
Развеем еще один миф о том, что чип-тюнинг «убивает» двигатель и другие детали. И вот в чем дело. В обычной жизни среднестатистический водитель не реализовывает даже 3/4 крутящего момента.
При прямолинейном движении со скоростью 80 км/ч требуется всего 20-60 Нм.
Соответственно, ни о каких перегрузках и речи быть не может.

Безусловно, если ваш стиль вождение агрессивный, педаль в пол на пониженных передачах — конечно, ресурс двигателя может снизиться. Но зависеть это будет не от чип-тюнинга, а от вашей эксплуатации автомобиля и стиля вождения.

Также стоит отметить что ни один агрегат не делается без запаса прочности, так например, АКПП AM6 Ситроен С5 / Пежо 508 рассчитана на 440 Нм, а двигатель 2.0 HDi выдаёт 320 Нм. Хотя даже при увеличении мощности до 200 л.с. крутящий момент не превысит планку в 440 Нм.

АКПП AT6 на тех же автомобилях рассчитана на 320 Нм, а двигатели EP6DT и EP6CDT выдают максимальный момент — 240 Нм.

Подведем итоги и выделим плюсы чип-тюнинга:

  1. увеличения крутящего момента и лошадиных сил (не облагаемых налогом) без вмешательств в двигатель;
  2. улучшение динамических характеристик — сокращается время разгона как с места так с хода, уверенная тяга и ускорение на любой скорости;
  3. улучшение «эластичности» — двигатель начинает гораздо раньше и увереннее тянуть, как следствие более ранние переключения на повышенную передачу (не зачем крутить двигатель), более редкие переключения на пониженную передачу, т.к. хватает запаса мощности;
  4. увеличение пассивной безопасности — мощности, как и тормозов много не бывает. Часто не хватет мощности для обгона из-за того, что автомобиль уже на скорости вяло разгоняется, дополнительные возможности значительно упростят задачу;
  5. снижение расхода топлива — дополнительная тяга позвояет не раскручивать двигатель, тем самым экономится до 10% топлива;
  6. адаптация к Российским условиям эксплуатации, т.е. к качеству топлива, к простоям в пробках и др.

Отзывы:
1. на форуме Клуба Ситроен
2. на форуме Клуба Пежо 508

Тюнинг двигателя — различные способы от простого к сложному


Есть несколько основных путей по улучшению динамических показателей вашего автомобиля.

1 улучшение характеристик двигателя
2 уменьшение массы автомобиля
3 Улучшение трения колес улучшение сцепных свойств автомобиля с дорожным покрытием
4 Сопротивление воздуха и скорость Улучшение аэродинамических свойств автомобиля
5 Потери мощности в трансмиссии Уменьшение неизбежной потери мощности при прохождении через трансмиссию
6 Улучшение стартовых свойств за счет применения электроники

7 Уменьшение инертности системы

  Основной раздел

  Увеличение мощностных характеристик двигателя

  Есть несколько основных принципов по увеличению мощности двигателя, некоторые очень трудоемки и дорогостоящи но некоторые довольно доступны и их можно воспроизвести у себя в гараже. С этой страницы, которая будет развиваться и дополняться, будет доступна вся информация по тюнингу двигателя, как основных положений и теории так и практических советов по увеличению мощности и сколько примерно дает прибавку каждый вид тюнинга.

  Несколько вводных слов об основах увеличения мощности двигателей внутреннего сгорания. Основные принципы позволяющие добавить мощности и крутящего момента. Некоторые позволяют сохранить расход топлива или даже его уменьшить, при том что мощности будет больше. Фантастика скажете вы! Нет все обосновано.

1. Увеличение мощности и крутящего момента за счет увеличения количества сожженного топлива.

  Топливо в двигатель добавить не сложно, основная проблема заключается в том чтобы снабдить это топливо окислителем. В роли окислителя выступает кислород находящийся в воздухе. Для оптимального горения, топливо-воздушная смесь должна состоять из 1 части топлива (по весу) и 14 частей воздуха (тоже по весу) такая смесь называется стехиометрической и позволяет получить наиболее выгодные с точки зрения максимальной мощности показатели. Поэтому при форсировке двигателя ориентируются на увеличение количества поступаемого окислителя (воздуха) в цилиндры за такт сгорания.
Самые эфективные методы увеличения топливо воздушной смеси.

1. Увеличение рабочего объема двигателя.

 Увеличивает мощность и крутящий момент во всем диапазоне частот, если бы не существовало потерь на впуске то мощность увеличивалась бы линейно. Есть даже поговорка «ничто не заменит кубические сантиметры. Приводит к увеличению расхода топлива, так как при тех же оборотах прокачивается больше топливовоздушной смеси. Если увеличить объем и удлинить передачи трансмиссии то увеличение расхода не будет большим.


2. Увеличение мощности за счет степени сжатия

 Степень сжатия это отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Увеличение степени сжатия приводит к увеличению мощности и крутящего момента во всем диапазоне оборотов, при этом при той же выделяемой мощности двигателем потребление топлива будет меньшим. Пример: после увеличения степени сжатия автомобиль при движении со скоростью 100 км в час будет меньше расходовать бензина чем автомобиль с большей степенью сжатия на той же скорости. Но есть одно но. С увеличением степени сжатия двигатель становится более требовательным к октановому числу топлива.

хотя есть некоторые непростые ухищрения позволяющие этого избежать. Но совсем не бюджетно!

3. Увеличение оборотистости двигателя.

  Если тот же крутящий момент получить на более высоких оборотах то максимальная мощность двигателя увеличится. Связано это с тем что мощность, есть произведение крутящего момента на обороты при котором этот момент образуется. Данный вид тюнинга может значительно повысить мощность вашего двигателя. Если планируется сильно повышать обороты то придется заменить все детали участвующие в работе, а они могут оказаться весьма дорогостоящими. Расход может стать очень большим, так как после доработки двигатель не может так же эффективно работать на малых оборотах, как раньше и придется пользоваться большими. На постоянной основе!

  Улучшение наполнения двигателя. 

  3.1 Тюнинг головки(вок) двигателя — самая действенная из всех манипуляций по доработке атмосферного двигателя внутреннего сгорания, за счет доработки головки блока и установки нового распредвала, можно существенно повысить эффективную мощность двигателя в основном за счет смещения максимального крутящего момента в сторону высоких оборотов.

При этом полка момента становиться уже в зависимости от прибавки мощности. Чем больше в процентном соотношении прибавка мощности, тем более выраженным становиться пик момента. Связано это с тем, что двигатель настраивается на определенный диапазон работы частот вращения коленчатого вала и на других оборотах работает неэффективно.  Системы впуска и выпуска для большей эффективности тоже должны быть настроены и соответствовать рабочим оборотам форсированного двигателя.
  
  Тюнинг головки блока можно разделить на несколько составных частей.

  3.1.1 Тюнинг впускных и выпускных каналов.
  3.1.2 Тюнинг впускных клапанов.
  3.1.2 Тюнинг выпускных  клапанов.
  3.1.3 Тюнинг камеры сгорания
.
  3.1.4 Тюнинг клапанных пружин.

  3.1.5 Тюнинг направляющих втулок клапанов.
  3.1.6 Подбор и установка распредвала.
  3.1.7 Замена головки или головок двигателя на более производительные.
  


    4. Тюнинг впуска и выпуска

 Самый распространенный вид тюнинга двигателя. Позволяет минимизировать потери давления на впуске и облегчить выпуск отработавших газов. При применении на стандартном двигателе, все манипуляции с тюнингом впуска и выпуска малоэффективны и иногда прибавка даже не чувствуется. На подготовленном двигателе, данный вид тюнинга будет очень полезен и даже необходим.

4.1 Теплоизоляция выпускных коллекторов

5. Установка наддува.

 Установка различных видов наддува позволяет искусственно увеличить рабочий объем двигателя. Во впускной коллектор воздух не засасывается, а подается под давлением благодаря установки турбонаддува или приводных нагнетателей. Чем больше давление на впуске тем больше мощности выдаст двигатель. Грубо говоря 1 атмосфера или 14 пси увеличивает мощность вдвое.

6. Закись азота.

 Является дополнительным окислителем топлива. Попадая в камеру сгорания N2O под действием теплоты распадается на атомарный кислород повышая процентное соотношение кислорода и на азот который подавляет детонацию в двигателе. Впрыск закиси осуществляется на короткое время и не используется на постоянной основе. Можно прибавить значительное количество лошадиных сил 25-150 и более в зависимости от системы и двигателя. Существует несколько систем впрыска закиси азота.

   Сухая
   Мокрая
   Система прямого впрыска закиси азота

  Уменьшение тепловых потерь двигателя

  Увеличение мощности двигателя за счет уменьшения тепловых потерь при сгорании.

  Данный вид усовершенствования двигателей широко применяется в автоспорте, но не очень развит среди дорожных автомобилей. Основной принцип: добиться перехода, как можно большего количества тепловой энергии в полезную работу двигателя и минимизировать тепловые потери в систему охлаждения и в выхлопную трубу. У современных бензиновых двигателей общий КПД около 30% у дизелей 45%. При уменьшении тепловых потерь мощность двигателя увеличивается а расход топлива снижается. Все что увеличивает КПД приводит к снижению расхода топлива, так как энергия которая могла быть утрачена, используется и совершает полезную работу.

  Уменьшение механических потерь двигателя

  Стандартный двигатель можно значительно усовершенствовать, сделать его экономичнее и при этом мощнее одновременно. Все это возможно если уменьшить механические потери на трение и инерционные потери. прибавка мощности и крутящего момента может быть не большой но весьма полезной так как она будет заметна во всем диапазоне оборотов и максимизирует все остальные доработки двигателя. При этом потребление топлива не увеличится, так как эти прибавки получаются за счет увеличения механического КПД двигателя. Доработки требуют работы в основном над уже имеющимися деталями двигателя и довольно трудоемки, хотя прибавки мощности дают не большие

Простейшие способы добавить лошадей в двигатель


Фильтр нулевого сопротивления
Теплоизоляция выпускной системы

Раздел постоянно обновляется путем добавления информации.

   на главную        0-100 км/ч    0-100  

  Читать другие тюнинг статьи        

Увеличение мощности двигателя

На сегодняшний день увеличение мощности современных дизельных турбодвигателей является предметом исследований многих компаний, использующих цифровые решения для оптимизации работы двигателя, увеличения мощности и крутящего момента, снижения расхода топлива.

Очень часто фирмы-производители транспортных средств занижают максимальную эффективность двигателя настройкой функций бортового компьютера, управляющих подачей топлива. Как в маркетинговых, в экологических целях, так и для того чтоб перестраховаться от случайных перегрузок и гарантийных ремонтов двигателей. Реальный же ресурс двигателя оказывается значительно больше того, что мы получаем, приобретая не тюнингованный автомобиль с заводскими настройками. Как показала практика, можно достичь небольшого прироста мощности двигателя, абсолютно в рамках допустимых критических нагрузок на двигатель.

В механических системах управления двигателем очень просто корректировать топливную аппаратуру: достаточно подкрутить регулировочные болты, дизель «кинул» чёрный дымок — вот и весь тюнинг. В электронных же системах управления конструкторы производителей закладывают программно ровно столько, сколько считают достаточным для нового, гарантийного, автомобиля. Со временем, характеристики датчиков, состояние самой топливной системы ухудшается, что приводит к изменению реальных параметров влияющих на мощность и экономичность. Тут уже нужно менять дорогостоящие датчики, ремонтировать по тест-плану топливную аппаратуру и, возможно, сам двигатель, где стоимость всего перечисленного не всегда по карману, да и лично мы не видим целесообразности.

В связи с данной тенденцией, мы, СТО «КОВШ», предлагаем Вам услугу — чип-тюнинг. Суть чип-тюнинга заключается в корректировке показаний датчиков, на основании которой ЭБУ регулирует требуемые нам характеристики двигателя.

В работе мы используем устройства производства СТО «КОВШ» такие как: BarBox, AirBox, TurboBox, VeBox, TermoBox, VPR-box .

  • AirBox корректирует показания расходомера воздуха.
  • TurboBox корректирует сигнал датчика турбонаддува.
  • BarBox корректирует показания датчика давления в топливной рейке.
  • VeBox корректирует показания индуктивного датчика централизации ТНВД Bosch VE-EDC.
  • TermoBox корректирует показания датчика температуры двигателя.

Чип-блоки должны устанавливать профессиональные автоэлектрики (инструкция, разъемы входят в комплект).

35. Увеличение крутящего момента вдвое — История одного китайца (Легкий танк из «Запорожца»)

Когда я заменил в ПБ шестерни на зубчатые ремни 3М вот и убедился, что легко могу делать алюминиевые шкивы для этих ремней — тут же захотелось перевести передачу от двигателя на такой ремень и при этом «замедлить» станок и увеличить крутящий момент. Скоростями выше 2000 об/мин я почти никогда не пользовался, а вот крутящего момента на низкой скорости мне часто не хватало (как и многим другим владельцам «китайцев» класса 7х12/14″).

 

Посчитал, какой длины нужен ремень, если использовать минимальное число зубьев на ведущем шкиве и максимальное на ведомом (первое ограничено минимальным числом зубьев ремня, находящихся в зацеплении, а второе — близостью шкива и шестерни Z=45 на валу шпинделя). Получилось, что мне нужен ремень на 310-320 зубьев. Поискал в Москве: легко можно купить 300 и 330 и невозможно ничего в промежутке. В итоге идея была отложена до лучших времен.

 

Как-то разбирая станок, я заодно промерил минимальное и максимальное расстояние между осью мотора и осью промежуточного вала при крайних положениях двигателя внутри его отсека. Оказалось, что ремень 3М 330 зубьев все-таки проходит, если сместить двигатель почти в крайнее нижнее положение. Только было я обрадовался, как выяснилось, что ремни продаются только узкие — 6 мм. Правда используются такие ремни в киловаттной ленточной шлифмашине…

 

Купил я ремень, сделал шкивы, в ведомый встроил ограничитель крутящего момента*. На этот раз удалось впихнуть многоразовый (на шариках) и вдобавок регулируемый (без демонтажа). Ширину шкивов сделал 10 мм с расчетом когда-нибудь добыть ремень пошире. Впрочем, в более тонкий шкив ограничиель момента уже не влез бы. На фото обе трансмиссии: старая (слева) и новая (справа).

 

В результате коэффициент передачи мотор/шпиндель на низкой скорости стал ровно вдвое ниже, чем у станка до всех переделок — 18/51*20/62=0. 114 и

17/31*12/29=0.227 соответственно. Крутящий момент, надо полагать, возрос в те же 2 раза. 🙂 Станок проработал с новой трансмиссией уже 5 недель. Не могу сказать, что я гонял его в хвост и в гриву, но и не берег нисколько. Ремень пока справляется и на вид ничуть не износился. Недавно купил еще один такой же — в запас. Попытки купить пошире пока безрезультатны. Но судя по расчетам шире и не требуется…

 

«По ощущениям» станок стал заметно помощней — резьбу 1/2″ на водопроводной трубе теперь можно нарезать (резцом) уже без «штурвала» http://www.chipmaker…246/entry/1242/, правда требуются десятки проходов. А с отрезанием вот такой трубчатой заготовки станок справился за 20 минут

ю

До этого подобная задача потребовала нескольких часов http://www.chipmaker…246/entry/1264/ — станку откровенно не хватало крутящего момента.

 

Тесты на производительность тоже выглядят еще лучше, чем были раньше http://www.chipmaker. ..46/entry/1262/. Результаты — в таблице. Не совладал с текстовым редактором — пришлось действовать через…

 

Максимальные скорости у станка теперь стали вот такие: высокая перередача — 2200 об/мин, низкая передача — 800 об/мин (по показаниям тахометра).

 

Решил попробовать отрезАть Ст. 3 широким резцом. Шире 2.5 мм у меня не нашлось — пришлось использовать «канавочный» (китайцы зачем-то кладут их в комплект). Результат на фото

Скорость была 160 об/мин, для красоты еще капнул эмульсии. Дело тут, конечно, не только в возросшем моменте, но и в давно и упорно повышавшейся жесткости (в том числе и шпинделя).

 

* Ограничитель момента не только бережет ремни в трансмиссии. Он уже успел спасти несколько отрезных резцов и зубьев на дисковых фрезах. Правда и сил на него ушло немало…

Чип тюнинг двигателя в Санкт-Петербурге с сохранением гарантии

Наша студия тюнинга предлагает вам AUTOPOWERCHIP – новый чип производства Германия для чип тюнинга дизельных двигателей с турбонадувом, при установке которого значительно улучшаются основные характеристики двигателя.

Преимущества нашего чип-тюнинга AUTOPOWERCHIP:

  • Немецкое качество и практичность
  • Гарантия производителя 10 лет
  • Сохранение заводской и дилерской гарантии на двигатель
  • Увеличение мощности и крутящего момента двигателя до 20%
  • Уменьшение расхода топлива до 15%
  • 100% безопасность для двигателя
  • Может использоваться в автомобилях с сажевым фильтром
  • Широкий диапазон рабочих температур от –40 до +125°
  • Влагозащищенный корпус и разъёмы
  • Тест-драйв чипа 14 календарных дней
  • Простота установки – можно установить самостоятельно
  • Компактность – самый маленький авто микрочип для тюнинга двигателей в мире

Принцип работы чипа AUTOPOWERCHIP для тюнинга двигателя автомобиля

Это самый маленький и надежный чип тюнинг в мире для двигателей с турбонаддувом, который в рамках допустимых норм работы двигателя увеличивает крутящий момент, мощность, а также существенно экономит топливо до 15%. Все, кому мы установили этот чип на двигатель автомобиля, отметили ощутимый «приём» (динамику) и увеличение мощности двигателя, а расход топлива при этом значительно снизился, кроме того автомобиль не снимается с гарантии, т.к. не выдает ошибок и невидим никакому диагностическому оборудованию.

Наш чип-тюнинг двигателя представляет собой цифровой блок управления, который устанавливается в систему подачи топлива перед датчиком давления и топливной рампой дизельного двигателя. Чип изменяет функции управления двигателем, увеличивает наддув в пределах заводских норм (в зависимости от мотора на 0,1–0,2 bar), за счёт чего происходит увеличение крутящего момента и мощности до 20% и снижение расхода топлива до 15%. При этом все заводские функции защиты двигателя остаются работоспособными и, например, в случае заправки автомобиля топливом низкого качества система управления переводит работу турбины и двигателя в безопасный режим.

Чип для тюнинга двигателя может быть быстро и безопасно установлен на всех турбированных дизельных автомобилях с сажевым фильтром и без. Чип надежно защищен эпоксидной смолой, все разъёмы имеют резиновую прокладку с высокой степенью защиты IP68, что предотвращает попадание влаги и позволяет использовать его в любую погоду при температуре от –40 до +125°.

Вы можете самостоятельно произвести чип тюнинг двигателя и установить наш чип с каждым чипом есть наглядная пошаговая инструкция к определенному автомобилю. Однако, если необходимо, это БЕСПЛАТНО могут сделать специалисты нашего центра установки чип тюнинга студии reForma!

Многие предлагают прошивку «мозгов» или сложную установку громоздких чипов на двигатель или педаль газа, однако такой чип-тюнинг необратим и сразу снимает ваш автомобиль с гарантии. Наш чип-тюнинг прост в установке или демонтаже и не требует никаких дополнительных настроек, т.к. каждый чип уже настроен на заводе под каждый конкретный двигатель автомобиля.

Процесс установки чип-тюнинга AUTOPOWERCHIP достаточно прост:

  1.  Разъединить штекер датчика давления; (датчик давления можно найти в середине или конце топливной рампы)
  2.  Подключить в него соответствующий разъём чипа;
  3. Второй разъём чипа соединить со штекером датчика давления.

Контроль качества на заводе-производителе в Германии производится несколько раз: при изготовлении, при приёме в отдел сбыта и перед отправкой заказчику.

Чип тюнинг — это оптимизация и улучшение работы двигателя

Современные автопроизводители создают программу управления двигателем на основе усредненных показателей, что позволяет значительно экономить при запуске в производство новых моделей. Им приходится выбирать между производительностью и соответствием жестким экологическим нормам. Итоговый баланс часто происходит не в пользу конечного потребителя. Автомобиль имеет красивые цифры мощности и крутящего момента на бумаге, но «не едет» в реальности, в первую очередь из-за искусственных ограничений производительности в угоду экологическим нормативам, таким как Евро-5, Евро-6. Также необходимо учитывать, что качество топлива в разных странах существенно отличается. К примеру, качество топлива во многих странах Африки, Латинской Америки, Азии существенно хуже, чем в России. А программа управления электронным блоком двигателя часто устанавливается общая для моделей автомобилей, продаваемых на этих рынках. Большое влияние оказывают и маркетологи, которые в зависимости от целевой аудитории или стоимости комплектации конкретной модели, могут решать — насколько стоит искусственно занизить мощность мотора, в угоду особенностям налогового обложения автотранспорта, либо позиционирования данной модели, чтобы она четко попадала в нужную нишу по стоимости.

Ярким примером подобной политики в отношении потребителей является популярный Ford Focus 3 с его стандартным двигателем объемом 1.6 литра, который в зависимости от стоимости комплектации и версии заводской прошивки развивает 85, 105 или 125 лошадиных сил. А благодаря чип-тюнингу от «Паулюс» владельцы первых двух версий получают мотор, который после чип-тюнинга выдает 122 лошадиные силы, без потери дилерской гарантии и без ухудшения ресурса силового агрегата. Интересный момент, так ведь?

Современные экологические нормы порой начинают противоречить теории работы двигателя внутреннего сгорания. Всё чаще производителям приходится искусственно снижать крутящий момент и мощность мотора. Нередки случаи, когда на заводе массово устанавливаются прошивки, которые содержат различные дефекты и ошибки. По-хорошему дилеры обязаны проводить отзывные компании, но на практике не всегда они этого делают. В тюнинговых прошивках от профессиональных разработчиков все заводские ошибки устранены.

При чип-тюнинге увеличение мощности происходит благодаря оптимизации углов опережения зажигания и максимально оптимизированного состава смеси. Также улучшается множество других важных параметров, меняется алгоритм работы электронной педали газа. Лидеры в сфере калибровки моторов используют дорогостоящие эффективные редакторы прошивок, которые позволяют тонко и очень качественно настроить каждый параметр работы двигателя.

При создании тюнинговой прошивки контролируются и другие важные параметры — мониторинг детонации, температура двигателя и выхлопных газов. Особое внимание уделяется доработке режимов малого, и полного газа (когда вы нажимаете на педаль частично или полностью), переходных режимов между малой и большой нагрузкой. Оптимизация всех ключевых режимов не только позволяет получить увеличение мощности, но и делает езду более комфортной, благодаря отсутствию задержек, рывков при старте или переключении скоростей.

Понимание крутящего момента и мощности — теории мощности

В наших двух предыдущих выпусках серии Motor Series, Vol. 38, No. 4, и Vol. 38, No. 5, мы рассмотрели некоторые критические размеры двигателя и ключевую терминологию, которые помогут вам избежать дорогостоящих ошибок при покупке или сборке двигателя. Мы также затронули несколько взаимосвязей, влияющих на достижение синергии компонентов. Обладание этими необходимыми знаниями поможет вам создать двигатель с максимальной мощностью и производительностью для вашего приложения.В качестве напоминания вы можете извлечь эти части из своей библиотеки производительности. В следующем тексте мы рассмотрим две взаимосвязанные темы: крутящий момент и мощность. Взаимосвязь между крутящим моментом и мощностью — одна из наиболее важных концепций, которые необходимо понимать при проектировании и производстве двигателя, который будет удовлетворять заранее заданным рабочим характеристикам.

О динамометрических испытаниях и характеристиках двигателей написано много. Обычно указываются пиковый крутящий момент и мощность в лошадиных силах, а также другая информация.Тем не менее, производительность — это нечто большее, чем просто цифры пиковой мощности, потому что значения пиковой мощности могут не указывать на истинный характер двигателя. Фактически, многие спрашивали, в чем именно разница между крутящим моментом и мощностью, и можно ли построить двигатель, благоприятствующий тому или другому. Понимая взаимосвязь между крутящим моментом и мощностью, вы будете на правильном пути к максимальному увеличению мощности и производительности.

Проще говоря, крутящий момент — это скручивающая или вращающая сила, которую инженеры измеряют в фунтах и ​​футах или фунт-футах в английской системе. Один фунт-фут крутящего момента равен силе в 1 фунт, приложенной к концу рычага длиной 1 фут. Крутящий момент двигателя обычно измеряется на динамометре и также может быть определен как способность выполнять работу. В отличие от лошадиных сил, крутящий момент не учитывает элемент времени, который измеряет скорость, с которой двигатель может выполнять работу. Мощность двигателя фактически определяется путем сначала измерения крутящего момента при заданных оборотах, а затем вычисления мощности в лошадиных силах.

По сути, мощность в лошадиных силах равна крутящему моменту, умноженному на число оборотов в минуту.Следовательно, любое увеличение крутящего момента увеличивает мощность в лошадиных силах при заданных оборотах. Вот почему для достижения наилучших характеристик двигателя лучше сосредоточиться на улучшении крутящего момента, чем на мощности. Конкурирующие производители двигателей всегда концентрируются на улучшении крутящего момента в диапазоне оборотов, необходимых для работы их двигателя.

Крутящий момент двигателя определяется процентом заполнения цилиндра при заданных оборотах в минуту. Чем больше наполнен цилиндр, тем больше будет крутящий момент. Если требуется увеличить мощность, крайне важно улучшить способность двигателя дышать.Пик крутящего момента достигается, когда в двигателе заканчивается воздух или он теряет способность лучше дышать. Это точка максимального заполнения цилиндра. Двигатель может продолжать вырабатывать больше лошадиных сил даже при падении крутящего момента, пока частота вращения увеличивается быстрее, чем падает крутящий момент. Следовательно, если максимальный крутящий момент является точкой максимального заполнения цилиндра, то максимальная мощность — это точка, в которой крутящий момент падает быстрее, чем увеличивается число оборотов в минуту.

Рабочий объем, впускной и выпускной тракты, головки цилиндров, синхронизация кулачков, ход и длина штока являются одними из факторов, которые управляют величиной крутящего момента и пиком крутящего момента для данного двигателя. Гоночные двигатели обычно рассчитаны на более высокие обороты и имеют больший наполнение цилиндров и больший крутящий момент при более высоких оборотах. Однако это часто приводит к очень пиковой или узкой кривой мощности с пониженной мощностью на более низких оборотах. Уличный двигатель обычно лучше всего спроектирован так, чтобы иметь плоскую или широкую кривую крутящего момента на низких и средних скоростях, хотя он может жертвовать некоторым крутящим моментом на верхнем конце. Модификации двигателей с высокими характеристиками обычно смещают максимальный крутящий момент двигателя на более высокие обороты, хотя это может привести к потере мощности на низких оборотах.Ключом к созданию «счастливого» двигателя является максимальное увеличение крутящего момента в диапазоне оборотов, что является наиболее важным элементом для достижения целей и стиля езды.

Несмотря на то, что все двигатели вырабатывают крутящий момент, двигатель, который выдает максимальный крутящий момент на низких оборотах, обычно называют двигателем крутящего момента, а двигатель, который обеспечивает максимальный крутящий момент на высоких оборотах, называется двигателем мощностью в лошадиных силах. Поскольку кривые крутящего момента и мощности всегда пересекаются при 5252 об / мин, двигатель всегда будет производить больше фунт-футов крутящего момента, чем л.с. ниже 5252 об / мин, и больше л.с., чем фунт-фут крутящего момента выше 5252 об / мин; по этой причине четырехцилиндровый импортный двигатель с частотой вращения 13 000 об / мин может производить более высокую мощность, чем V-образный двухцилиндровый двигатель, при меньшем крутящем моменте на коленчатом валу.Длинноходные двигатели с малым диаметром цилиндра (под квадратным сечением), такие как V-Twin, обычно имеют более низкую частоту вращения и высокий крутящий момент ниже 5252 об / мин. С другой стороны, короткоходные (квадратные) двигатели с большим диаметром цилиндра обычно имеют более высокие обороты и вырабатывают высокую мощность на высоких оборотах благодаря относительно низкому показанию крутящего момента коленчатого вала.

Большинство гонщиков, будь то туристические, уличные или гоночные, обычно предпочитают крутящий момент двигатель с широким плоским диапазоном крутящего момента, а не пиковый двигатель с высокой мощностью, развивающий мощность в узком диапазоне оборотов. Для уличного гонщика двигатель с крутящим моментом делает езду проще и увлекательнее, потому что вам не нужно слишком сильно переключаться, пытаясь поддерживать обороты двигателя в диапазоне мощности. Гонщики обычно строят двигатель, который максимизирует крутящий момент во всем рабочем диапазоне оборотов, а не только на небольшой его части. Фактически, если бы вам пришлось провести динамические испытания некоторых из самых быстрых двигателей для дрэг-рейсинга, вы, вероятно, обнаружили бы, что большинство из них, если не все, не вырабатывают такую ​​высокую максимальную мощность, как некоторые динамические двигатели с перестрелкой. Вместо этого они, как правило, имеют более пологую кривую мощности с меньшей пиковой мощностью, которая обеспечивает большую мощность во всем диапазоне рабочих оборотов.Для достижения максимальной производительности, крутящий момент двигатель должен иметь кулачки, приводы и приводиться в движение иначе, чем двигатель мощностью в лошадиных силах. Например, моментный двигатель выигрывает от различных фаз газораспределения и более низких передаточных чисел (более высоких численно), а также более низкой красной черты оборотов.

Существует множество методов увеличения крутящего момента двигателя. Наиболее очевидное из них описывается аксиомой «кубические дюймы ничем не заменишь». Больше кубических дюймов приводит к большему крутящему моменту, особенно если смещение добавляется за счет более длинного хода.А большие двигатели требуют меньшего количества компромиссов для достижения широкого диапазона мощности. Как правило, увеличение длины хода смещает пик крутящего момента на более низкие обороты. Это особенно актуально для длинноходных двигателей, построенных со стоковыми головками блока цилиндров. С другой стороны, улучшение способности двигателя дышать увеличивает пик крутящего момента до более высоких оборотов.

Карбюрация должна основываться на согласовании потока воздуха в кубических футах в минуту карбюратора с рабочим объемом двигателя и пределом оборотов. Слишком большой карбюратор снижает скорость воздуха через трубку Вентури и снижает сигнал к форсункам, что приводит к плохому распылению и меньшей точности дозирования. Следствием этого является меньший крутящий момент, а также плохая реакция дроссельной заслонки и плохая управляемость.

Установка набора головок цилиндров с высокой пропускной способностью увеличит наполнение цилиндров и крутящий момент, но крутящий момент будет улучшен в основном на средних и высоких оборотах. Чтобы максимизировать мощность и при этом поддерживать крутящий момент на нижнем уровне, учтите следующее: В принципе, воздушный поток должен соответствовать объему двигателя и оборотам. Для заданного потока воздуха куб. Футов в минуту держите клапаны и порты как можно меньшими, поскольку средняя скорость воздушного потока оказывает значительное влияние на пики крутящего момента и величину крутящего момента при низких оборотах.По мере увеличения оборотов двигатель нагнетает воздух до тех пор, пока скорость всасывания не возрастет до точки, когда потеря на трение в отверстиях останавливает увеличение всасываемого воздуха. Средняя скорость потока зависит от площади поперечного сечения впускного желоба или выпускной трубы, а не от объема. Таким образом, максимальное число оборотов в минуту можно контролировать, выбирая детали с определенной площадью поперечного сечения.

Клапаны и порты меньшего размера увеличивают скорость, улучшая наполнение цилиндров и продувку выхлопных газов при низких оборотах. Соотношение внутреннего диаметра седла клапана. диаметр головки клапана имеет решающее значение для расхода и крутящего момента.Как правило, для лучшей производительности с двухклапанным двигателем Harley V-Twin внутренний диаметр седла впускного клапана. будет находиться в диапазоне от 0,88 до 0,93 диаметра головки впускного клапана, а внутренний диаметр седла выпускного клапана. будет находиться в диапазоне 0,86–0,88 диаметра головки выпускного клапана. Изменение соотношения приведет к изменению значений расхода при высоком и низком подъеме. Чем ниже соотношение, тем больше становится радиус седла и меньше диаметр горловины. Меньший диаметр горловины имеет тенденцию к уменьшению потока с большой подъемной силой. Оптимальное соотношение обычно становится меньше по мере уменьшения диаметра клапана.Формы порта и клапана, а также диаметр отверстия и хода являются другими факторами, способствующими идеальному соотношению.

Еще одним важным фактором, влияющим на объемный КПД головки блока цилиндров, является конструкция камеры сгорания. Повышение эффективности сгорания за счет оптимизированной конструкции камеры сгорания и распределения топлива улучшит не только объемный КПД, но и тепловой КПД, что приведет к увеличению крутящего момента.

Увеличение степени сжатия до максимально допустимого по октановому числу бензина добавит крутящий момент любому двигателю.Однако, когда также установлен кулачок длительного действия, эффект увеличения компрессии намного сильнее, особенно при низких оборотах. Для достижения оптимальной работы двигателя необходимо согласовать синхронизацию кулачков (особенно закрытие впускного клапана) со степенью сжатия. Производители кулачков намеренно держат впускной клапан открытым на много градусов после того, как поршень достигает нижней мертвой точки, чтобы улучшить наполнение цилиндра и крутящий момент на высоких оборотах. Однако на низких оборотах впускное отверстие с поздним закрытием снижает наполнение цилиндра и крутящий момент.Крутящий момент, потерянный на низких оборотах, можно восстановить, увеличив степень механического сжатия двигателя, так что скорректированная степень сжатия поддерживает заданный уровень.

Например, допустим, у нас есть двигатель с механической степенью сжатия 10,5: 1 и скорректированной степенью 9,3: 1. Позднее закрытие впускного клапана снизит скорректированное передаточное число двигателя, но увеличение механического передаточного числа выше 10,5: 1 может вернуть скорректированное передаточное число до 9,3: 1. Уличный двигатель с хорошей установкой камеры сгорания и работающий на газовом насосе может выдержать примерно 9: 1-9.Скорректированная степень сжатия 5: 1 без детонации, в то время как гоночный газ с питанием от двигателя может выдерживать 11: 1-13: 1 или даже выше.

Из четырех событий изменения фаз газораспределения, закрытие впуска и открытие выпуска имеют наибольшее влияние на выходной крутящий момент. Позднее закрытие впускного клапана увеличивает мощность на высоких оборотах за счет крутящего момента на низких оборотах. Тем не менее, помните, что увеличение степени механического сжатия восстанавливает большую часть потерянного крутящего момента на низких частотах. Раннее закрытие впускного клапана приводит к его обратному закрытию.Будьте осторожны, потому что слишком раннее закрытие впускного клапана при высокой степени сжатия может привести к детонации двигателя.

На стороне выпуска, открытие выпускного клапана позже извлекает максимальное количество энергии из расширяющихся газов и увеличивает крутящий момент на нижнем конце, но слишком позднее открытие клапана создает насосные потери и серьезно снижает мощность на верхнем конце. С другой стороны, раннее открытие выпускного клапана улучшает крутящий момент на верхнем конце за счет нижнего конца. Выхлоп с ранним открытием лучше всего подходит для высоких оборотов двигателя и высокой степени сжатия.Очевидно, есть компромиссы. Чтобы максимизировать крутящий момент в нижнем и среднем диапазоне, выберите кулачок, который закрывает впускной клапан раньше и открывает выпускной клапан позже.

Понимание взаимосвязи между крутящим моментом и мощностью имеет решающее значение для создания двигателя, развивающего мощность там, где этого требует ваш стиль вождения. И как только вы полностью поймете эту взаимосвязь, вы будете на правильном пути к выбору наилучшего сочетания продуктов для вашего стиля езды.

Мощность против крутящего момента — x-engineering.org

В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как рассчитывается мощность двигателя и что такое крутящий момент и кривая мощности . Кроме того, мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).

К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как крутящее усилие , приложенное к объекту. Крутящий момент (вектор) — это произведение между силой (вектором) и расстоянием (скаляр). Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между силой и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки на колесном болте

Представьте, что вы хотите затянуть / ослабить болты колеса.Нажатие или вытягивание рукоятки гаечного ключа, соединенного с гайкой или болтом, создает крутящий момент (усилие поворота), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Крутящий момент Т [Нм] является произведением силы F [Н] и длины плеча рычага a [м] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {T = F \ cdot a} \]

Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, либо длину плеча рычага, либо и то, и другое.

Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если рычаг гаечного ключа имеет значение 0.25 м и приложенная сила 100 Н (что приблизительно эквивалентно толкающей силе 10 кг )

\ [T = 100 \ cdot 0,25 = 25 \ text {Нм} \]

Тот же крутящий момент можно было бы получить, если бы плечо рычага было 1 м и усилие только 25 Н .

Тот же принцип применяется к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, прикладываемой к шейке шатуна через шатун.

Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом валу на каждой шейке шатуна каждый раз, когда поршень находится в рабочем ходе.Плечо рычага a в данном случае соответствует радиусу (смещению) кривошипа .

Величина силы F зависит от давления сгорания внутри цилиндра. Чем выше давление в цилиндре, тем выше сила на коленчатом валу, тем выше выходной крутящий момент. 2} {4} = \ frac {\ pi \ cdot 0.2 \]

Во-вторых, мы вычислим силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в Н, (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па (Паскаль).

\ [F = p \ cdot A_p = 120000 \ cdot 0,0056745 = 680.94021 \ text {N} \]

Предполагая, что вся сила в поршне передается на шатун, крутящий момент рассчитывается как:

\ [T = F \ cdot a = 680.94021 \ cdot 0.062 = 42.218293 \ text {Нм} \]

Стандартная единица измерения крутящего момента — Н · м (Ньютон-метр).В частности, в США единицей измерения крутящего момента двигателя является фунт-сила · фут (фут-фунт). Преобразование между Н · м и фунт-сила · фут :

\ [\ begin {split}
1 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} & = 1.355818 \ text {N} \ cdot \ text {m} \\
1 \ text {N} \ cdot \ text {m} & = 0.7375621 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft}
\ end {split} \]

Для нашего конкретного примера крутящий момент в имперских единицах (США):

\ [T = 42. 218293 \ cdot 0.7375621 = 31.138615 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} \]

Крутящий момент T [N] также можно выразить как функцию среднее эффективное давление двигателя.

\ [T = \ frac {p_ {me} V_d} {2 \ pi n_r} \]

где:
p me [Па] — среднее эффективное давление
V d [m 3 ] — рабочий объем двигателя (объем)
n r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для четырехтактного двигателя n r = 2 )

Определение мощности

В физике мощность — это работа, выполненная во времени, или, другими словами, скорость выполнения работы .В системах вращения мощность P [Вт] является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад / с] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {P = T \ cdot \ omega} \]

Стандартная единица измерения мощности — Вт, (ватт) и скорости вращения — рад / с, (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств обеспечивают мощность двигателя л.с., (мощность торможения) и скорость вращения об / мин (оборотов в минуту).Поэтому мы будем использовать формулы преобразования как для скорости вращения, так и для мощности.

Чтобы преобразовать об / мин в рад / с , мы используем:

\ [\ omega \ text {[rad / s]} = N \ text {[rpm]} \ cdot \ frac {\ pi} { 30} \]

Чтобы преобразовать рад / с в об / мин , мы используем:

\ [N \ text {[rpm]} = \ omega \ text {[rad / s]} \ cdot \ frac {30 } {\ pi} \]

Мощность двигателя также может быть измерена в кВт вместо Вт для более компактного значения.Чтобы преобразовать кВт в л.с. и обратно, мы используем:

\ [\ begin {split}
P \ text {[bhp]} & = 1.36 \ cdot P \ text {[кВт]} \\
P \ text {[кВт]} & = \ frac {P \ text {[bhp]}} {1.36}
\ end {split} \]

В некоторых случаях вы можете найти л. с. (мощность в лошадиных силах) вместо л.с. как единица измерения мощности.

Имея скорость вращения, измеренную в об / мин , и крутящий момент в Нм , формула для расчета мощности следующая:

\ [\ begin {split}
P \ text {[кВт]} & = \ frac {\ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000} \\
P \ text {[HP]} & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000}
\ end {split} \]

Пример . Рассчитайте мощность двигателя как в кВт, , так и в л.с. , если крутящий момент двигателя составляет 150 Нм, и частота вращения двигателя составляет 2800 об / мин .

\ [\ begin {split}
P & = \ frac {\ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 44 \ text {kW} \\
P & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 59,8 \ text {HP}
\ end {split} \]

Динамометр двигателя

Скорость двигателя измеряется с помощью датчика на коленчатом валу (маховике). В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленчатом валу с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий эксплуатации коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя с помощью датчика не является надежным методом. Также довольно высока стоимость датчика крутящего момента. Следовательно, крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне скорости и нагрузки с помощью динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блоке управления двигателем.

Изображение: Схема динамометра двигателя

Динамометр — это в основном тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Самый используемый и лучший тип динамометра — это электрический динамометр . На самом деле это электрическая машина , которая может работать как генератор или двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель может быть переведен в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при отключенном двигателе (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для раскрутки двигателя. Таким образом можно измерить трение двигателя и потери крутящего момента насоса.

В электрическом динамометре ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор закреплен через плечо рычага на датчике веса . Чтобы уравновесить ротор, статор будет прижиматься к датчику нагрузки. Крутящий момент T рассчитывается путем умножения силы F , измеренной в датчике нагрузки, на длину плеча a рычага.

\ [T = F \ cdot a \]

Параметры двигателя: тормозной момент, тормозная мощность (л.с.) или удельный расход топлива при торможении (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», потому что для их измерения используется динамометр (тормоз). .

В результате динамометрического испытания двигателя получается карты крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенных оборотах двигателя и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карты крутящего момента для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 901 901 9011 9011 9011 9011 901 901 901 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 901 9011 9011 9011 9011
Двигатель
крутящий момент
[Нм] 		Положение педали акселератора [%]
5 10 20 30 40 50 60 100
Скорость двигателя

20 [об / мин]

900

 45 90 107 109 110 111 114 116
1300 60 105 132 136 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 138 141
1800 35 89 1 33 141 142 144 145 149
2300 19 70 133 147 2800 3 55 133 153 159 161 163 165
3300 165 167 171
3800 0 33 116 150 160 167 175 901 167 17041 900 26 110 155 169 176 90 120 180 184
4800 0 18 106 155 174 179 185 19041 185 19041 96 147 167 175 181 187
5800 0 4 84 136 9011 9011 9011 9011 9011 9020
6300 0 0 72 120 145 153 159 171

Пример карты мощности двигателя для бензинового двигателя :

9011 9011 9011 9011 901 901 901 901 901 902019 8119 8119 69120 19 69
Двигатель
мощность
[л. с.] 		Ускоритель положение педали [%]
5 10 20 30 40 50 60

Двигатель
, частота вращения
[об / мин]		 800 5 10 12 12 13 13 13 13
9011 9011 9011 9011 9011 9011 24 25 25 25 26 26
1800 9 23 34 36
2300 6 23 44 48 48 49 49 51
2800 1 22 53 61 63 64 6541 6541 0 19 59 71 76 78 78 80
3800 0 18 92 63 95
4300 0 16 67 95 103 108 110 113
9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 106 119 122 126 130
5300 0 9 72 111 126 132 137 141
5800 0 140 145 151
6300 0 0 65 108 130 137 143 153 электронный модуль ) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти. Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущих оборотов двигателя и нагрузки. В ECM нагрузка выражается как давление во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и время впрыска или масса топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки на основе температуры и давления всасываемого воздуха.

График данных крутящего момента и мощности, функции частоты вращения и нагрузки двигателя дает следующие поверхности:

Изображение: Поверхность крутящего момента двигателя SI

Изображение: Поверхность мощности двигателя SI

Для Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.

Изображение: кривые крутящего момента двигателя SI

Изображение: кривые мощности двигателя SI

Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Как вы видели, крутящий момент и мощность внутреннего сгорания двигатель зависит как от частоты вращения двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривых (кривые) при полной нагрузке и (100% положение педали акселератора). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке подчеркивают максимальный крутящий момент и распределение мощности во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

Форма приведенных выше кривых крутящего момента и мощности не соответствует реальному двигателю, их целью является объяснение основных параметров. Тем не менее, формы аналогичны реальным характеристикам искрового зажигания (бензин), левого впрыска, атмосферного двигателя.

Частота вращения двигателя Н e [об / мин] характеризуется четырьмя основными моментами:

Н мин — минимальная стабильная частота вращения двигателя при полной нагрузке
Н Tmax — частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N Pmax — частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности; также называется номинальная частота вращения двигателя
N max — максимальная стабильная частота вращения двигателя

При минимальной частоте вращения двигатель должен работать плавно, без колебаний или остановок.Двигатель также должен позволять работать на максимальной скорости без каких-либо повреждений конструкции.

Крутящий момент двигателя при полной нагрузке кривая T e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T 0 — крутящий момент двигателя при минимальных оборотах двигателя
T max — максимальный двигатель крутящий момент (максимальный крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T P — крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T M — крутящий момент двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

В зависимости от типа всасываемого воздуха (атмосферный или с турбонаддувом) максимальный крутящий момент может быть точечным или линейным.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Мощность двигателя при полной нагрузке Кривая P e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:

P 0 — мощность двигателя при минимальных оборотах
P max — максимальная мощность мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P T — мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P M — мощность двигателя при максимальной частоте вращения

Область между минимальными оборотами двигателя Н мин и максимальная частота вращения двигателя Н Tmax называется зоной нижнего конца крутящего момента .Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше возможности запуска / ускорения транспортного средства. Когда двигатель работает в этой области при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и остановке двигателя . По этой причине эта область также называется областью нестабильного крутящего момента .

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших характеристик переключение передач (вверх) следует выполнять на максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач после переключения на выбранной передаче частота вращения двигателя снижается до максимального крутящего момента, что обеспечивает оптимальное ускорение. Переключение передач на максимальной мощности двигателя позволит удерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N max называется зоной крутящего момента верхнего конца .Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что означает более высокую максимальную скорость автомобиля и лучшее ускорение на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N max , если сопротивление транспортного средства увеличивается, частота вращения двигателя упадет, а выходной крутящий момент увеличится, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента .

Ниже вы можете найти несколько примеров кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с компрессионным зажиганием) и типа воздухозаборника (атмосферный или с турбонаддувом).

Крутящий момент и мощность двигателя Honda 2.0 при полной нагрузке

11 9011 9020
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Honda 2.0 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник

 Выбор фаз газораспределения переменный
T макс. [Нм] 190
N Tmax [об / мин] 4500 макс. Л.с.] 155
N Pmax [об / мин] 6000
N макс [об / мин] 6800

Saab 2.Крутящий момент и мощность двигателя 0T при полной нагрузке

901 18
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Saab 2.0T SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник
с турбонаддувом Выбор фаз газораспределения фиксированный
T макс. [Нм] 265
N Tmax [об / мин] 2500
макс. 175
N Pmax [об / мин] 5500
N макс [об / мин] 6300

Audi 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя TFSI при полной нагрузке

турбина Синхронизация клапана Л.с.]
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Audi 2.0 TFSI SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1994
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник 901harged
фиксированная
T макс [Нм] 280
N Tmax [об / мин] 1800-5000
200
N Pmax [об / мин] 5100 — 6000
N макс [об / мин] 6500

Toyota 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя D-4D при полной нагрузке

9012 3
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Toyota 2.0 CI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо дизель (CI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник 901 с наддувом с турбонаддувом Синхронизация клапана фиксированная
T макс. [Нм] 300
N Tmax [об / мин] 2000 — 280041 макс. [Л.с.] 126
N Pmax [об / мин] 3600
N макс [об / мин] 5200

Mercedes-Benz 1.8 Крутящий момент и мощность двигателя Kompressor при полной нагрузке

9011 9011 9011
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Mercedes Benz 1.8 Kompressor SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1796
впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник

903 с наддувом

 синхронизация фиксированная
T макс. [Нм] 230
N Tmax [об / мин] 2800 — 4600
] 156
N Pmax [об / мин] 5200
N макс [об / мин] 6250

BMW 3.0 Крутящий момент и мощность двигателя TwinTurbo при полной нагрузке

с двойным наддувом Синхронизация клапана
Архитектура цилиндров 6-рядный

Изображение: Двигатель BMW 3.0 TwinTurbo SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 2979
Впрыск топлива прямой
Воздухозаборник
переменная
T макс. [Нм] 400
N Tmax [об / мин] 1300-500041 макс. [Л.с.] 306
Н Pmax [об / мин] 90 120 5800
N макс. [об / мин] 7000

Mazda 2.6 крутящий момент и мощность роторного двигателя при полной нагрузке

1919 макс. 9012 3
Архитектура цилиндров 2 Ванкель

Изображение: Двигатель Mazda 2.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1308 (2616)
Впрыск топлива порт клапана
Впуск воздуха атмосферный фиксированный
T макс. [Нм] 211
N Tmax [об / мин] 5500
5500
231
N Pmax [об / мин] 8200
N макс [об / мин] 9500

Porsche 3.6 крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

регулируемый 9 0119 N max [об / мин]
Архитектура цилиндров 6 плоских

Изображение: Двигатель Porsche 3.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 3600
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник атмосферное газораспределение
T макс. [Нм] 405
N Tmax [об / мин] 5500
P 901 901 909 901 909 макс.
N Pmax [об / мин] 7600
8400

Ключевые положения, которые следует учитывать в отношении мощности и крутящего момента двигателя:

Крутящий момент

  • крутящий момент является компонентом мощности
  • крутящий момент может быть увеличен за счет увеличения среднего эффективного давления двигателя или снижения потерь крутящего момента (трение, накачивание)
  • с более низким максимальным крутящим моментом, распределенным в диапазоне скоростей двигателя, с точки зрения тяги лучше, чем с более высокой точкой максимального крутящего момента
  • низкий крутящий момент очень важен для пусковых возможностей транспортных средств
  • высокий крутящий момент полезен в условиях бездорожья, когда транспортное средство эксплуатируется на больших уклонах дороги, но на низкой скорости

Мощность

  • мощность двигателя зависит как по крутящему моменту, так и по скорости
  • мощность может быть увеличена путем увеличения крутящего момента или частоты вращения двигателя
  • высокая мощность r важен для высоких скоростей транспортного средства, чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость транспортного средства
  • Распределение мощности двигателя при полной нагрузке в диапазоне оборотов двигателя влияет на способность к ускорению транспортного средства на высоких скоростях
  • для наилучшего характеристики ускорения, транспортное средство должно эксплуатироваться в диапазоне мощности, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью

. По любым вопросам или наблюдениям относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

л.с. против крутящего момента

Двигатели не создают мощность; они преобразуют топливо в крутящий момент. Крутящий момент — это крутящая сила, передаваемая на фланец кривошипа, а затем передаваемая на трансмиссию и остальную часть трансмиссии. В некоторой степени крутящий момент — это ворчание, которое заставляет вещи двигаться, а лошадиные силы — это сила, которая заставляет вещи двигаться. Двигатель наиболее эффективен на пике крутящего момента, где бы это ни происходило. Ниже пика крутящего момента у двигателей обычно более чем достаточно времени для заполнения цилиндров; выше пика крутящего момента они не успевают полностью заполнить цилиндры.Как правило, это полезно, поскольку позволяет двигателям производить большую часть желаемой работы (крутящего момента) на более низких оборотах двигателя, что означает снижение износа и лучшую экономию топлива. Способность расширять диапазон скоростей двигателя позволяет ему растягивать кривую крутящего момента дальше, при условии, что эффективность на высоких скоростях позволяет получить мощность в лошадиных силах.

Мощность — это крутящий момент, умноженный на частоту вращения двигателя, для измерения способности двигателя выполнять работу в течение заданного периода времени. История его происхождения хорошо известна, но ее стоит повторить вкратце.В 18 веке изобретатель паровой машины Джеймс Ватт искал способ приравнять работу, которую его паровая машина может выполнять, к количеству лошадей, необходимых для выполнения той же задачи. Ватт провел простые испытания на лошади, поскольку она приводила в действие шахтный насос с шестеренчатым приводом, потянув за рычаг, соединенный с насосом. Он определил, что лошадь способна двигаться со скоростью 181 фут в минуту с тяговым усилием 180 фунтов. Это умножилось на 32 580 фунт-футов в минуту, а Ватт округлил до 33 000 фунтов-футов в минуту.Разделив на 60 секунд, получается 550 фунт-фут в секунду, что стало стандартом для 1 лошадиных сил. Таким образом, лошадиные силы — это мера силы в фунтах на расстояние в футах за период времени в одну минуту. Подставив произвольную длину рычага на ход коленчатого вала, вы можете рассчитать расстояние, пройденное вокруг оси кривошипа за одну минуту, умноженное на частоту вращения двигателя (об / мин) и известный крутящий момент, чтобы получить формулу для мощности:

Поскольку крутящий момент и об / мин разделены на 5252 крутящий момент и мощность всегда равны при 5252 об / мин.Если вы решите уравнение при 5252 об / мин, значение об / мин аннулируется, в результате чего мощность в лошадиных силах равна крутящему моменту. Если вы построите кривые крутящего момента и мощности на графике, линии всегда будут пересекаться при 5250 об / мин (округленные). Если они этого не сделают, кривая, несомненно, будет фиктивной.

Крутящий момент — это статическое измерение того, сколько работы двигатель выполняет, а мощность — это мера того, насколько быстро эта работа выполняется. Поскольку мощность в лошадиных силах рассчитывается на основе крутящего момента, мы все ищем максимально возможное значение крутящего момента в самом широком диапазоне оборотов.Лошадиная сила последует этому примеру, и она будет попадать в диапазон оборотов двигателя, определяемый множеством факторов, влияющих на кривую крутящего момента.

Увеличенный рабочий объем — самый простой способ добиться повышенного крутящего момента. Очень большие цилиндры и длинный ход обеспечивают наибольший объем цилиндра и общую площадь поршня, чтобы топливный заряд давил на коленчатый вал или рычаг, если хотите. Стационарные промышленные двигатели, которые вырабатывают огромный крутящий момент, обычно довольно большие. Из-за массы и габаритов одного из этих двигателей использование двигателей с очень большим рабочим объемом в легковых автомобилях нецелесообразно.

Следовательно, мы ограничены значениями смещения, которые легко уложить в пределах обычного моторного отсека вашего автомобиля. Практический предел составляет 400-500 кубических дюймов для большинства больших автомобильных двигателей. Двигатели с большими блоками в этом диапазоне обладают огромным крутящим моментом, и они более просты в использовании деталей при той же выходной мощности. Изготовители автомобилей увеличили рабочий объем двигателя до 800 кубических дюймов с сильно модифицированными блоками цилиндров и ходом коленчатого вала, но эти двигатели непрактичны или экономичны для обычных высокопроизводительных приложений.

Это заставляет нас искать способы увеличения крутящего момента в меньших двигателях за счет повышения эффективности за счет манипуляции с механическими компонентами, газовой динамикой и термодинамикой (для увеличения и регулирования давления в цилиндрах). Есть много способов сделать это, но большинство из них связано с каким-то компромиссом где-то на кривой мощности. В значительной степени мы вынуждены создавать двигатели с большей эффективностью в выбранном диапазоне оборотов. Некоторые комбинации будут очень хорошо работать на низких скоростях, другие — на средних, а третьи — только на высоких оборотах.Ключевым моментом является выбор комбинации компонентов, которые будут максимально увеличивать и увеличивать кривую крутящего момента (повышать эффективность) в том диапазоне движения, который мы предпочитаем. Наша спасительная благодать — это относительно щадящая природа двигателей внутреннего сгорания, в которых крутящий момент постепенно рассеивается по мере увеличения частоты вращения двигателя. Пока система впуска может выдерживать потребность в потоке воздуха, создаваемом цилиндрами на высоких оборотах двигателя, кривая крутящего момента будет оставаться широкой. Это позволяет частоте вращения двигателя и мощности в лошадиных силах продвигать двигатель дальше в диапазоне оборотов до того, как чистый эффект ограничений индукции на высоких оборотах двигателя снизит эффективность.Ниже приведены некоторые основные методы увеличения крутящего момента и, следовательно, мощности в типичном диапазоне скоростей современного двигателя.

Трение лишает двигатель большой мощности. Наибольшие потери на трение вызывают поршни и поршневые кольца. Мы преодолеваем это с помощью тщательной подготовки стенки цилиндра и поршня. Блоки цилиндров, которые расточены и отшлифованы с установленной пластиной крутящего момента, всегда способствуют снижению трения. Такой подход снижает деформацию стенки цилиндра, вызванную усилиями зажима болта.Таким образом, поршень перемещается в одном и том же отверстии надлежащего размера на протяжении всего своего хода, и поршневые кольца не подвергаются изменениям натяжения из-за деформации стенки. В большинстве случаев следует соблюдать рекомендуемые производителем поршни зазоры в юбке, потому что они потратили бесчисленные часы на разработку юбки, которая стабилизирует поршень и пакет колец в отверстии с минимальным трением.

Гладкое отверстие обычно улучшает кольцевое уплотнение и снижает трение. Наилучшее качество обработки зависит от типа колец и конечного применения.Рекомендации производителя поршневых колец — ваш лучший выбор. Кольца должны устанавливаться вручную с минимальным рекомендуемым зазором. Поршневые кольца также следует очень тщательно проверять в каждом отдельном поршне, чтобы обеспечить минимальный рекомендуемый боковой зазор. Если кольцо заедает из-за слишком малого бокового зазора, трение резко возрастет. Если кольцо слишком ослаблено, оно может периодически трепетать и волочиться, стравливая драгоценное давление в цилиндре.

Один из способов повышения механической эффективности, который игнорируется большинством людей, — это использование специальных антифрикционных покрытий для поршней, колец и подшипников.Эти покрытия доступны в наборах для самостоятельного изготовления в магазинах по почте, таких как Summit Racing. При правильном нанесении покрытие может дать вам еще 10 лошадиных сил или около того. Идеальное применение — это компоненты с покрытием с оптимальными зазорами и хорошее синтетическое масло для максимального снижения трения. В целом, при правильном сочетании ингредиентов, снижающих трение, может быть доступно до 20 лошадиных сил.

Еще одним компонентом снижения трения является подготовка опор подшипников блока цилиндров и коленчатого вала.Блоки цилиндров следует отточить, чтобы минимизировать потери на трение. Это дает коленчатому валу ровный набор подшипников, на которых он может вращаться. Точно так же коленчатый вал должен быть выпрямлен, чтобы исключить биение, и весь поршневой узел должен быть должным образом сбалансирован, чтобы минимизировать сопротивление, создаваемое неравномерными силами.

Больший крутящий момент можно получить, если использовать хорошо спроектированный масляный поддон с эффективным маслосъемником и аэродинамической формой передних кромок кривошипа. Строители автомобилей Chevy с малыми блоками должны избегать соблазна использовать масляный насос с большим блоком.Используйте насос с мелким блоком с надлежащим зазором и настройте его на подачу только давления, необходимого для обеспечения оптимальной смазки. Большинству маленьких блоков никогда не требуется более 60 фунтов на квадратный дюйм, даже при высоких оборотах. Чрезмерное давление масла или более крупный насос с более высокими шестернями отнимают мощность во всем диапазоне оборотов. Также учитывайте насосные потери, вызванные системой впуска и выпуска. Это должно привести вас к тщательному рассмотрению каждой системы, потому что способность двигателя работать эффективно в значительной степени контролируется этими системами.См. Сопроводительные разделы для дальнейшего обсуждения этих вопросов.

Это действительно эффективность сгорания, и все это связано с получением правильной топливовоздушной смеси в хорошо герметичной активной камере сгорания с правильно рассчитанной высокоэнергетической искрой. Время зажигания и форма камеры сильно влияют на это, но большинство двигателей развивают оптимальную мощность при полностью открытой дроссельной заслонке с соотношением воздух-топливо 13,1: 1. Вы хотите, чтобы ваш карбюратор или система впрыска топлива как можно быстрее оптимизировали это соотношение воздух-топливо, когда вы переходите на WOT, и вы хотите, чтобы они поддерживали эту топливную кривую во всем диапазоне оборотов.Это не маленькая уловка с карбюратором, и, безусловно, проще с электронным впрыском топлива, когда датчик кислорода в выхлопных газах позволяет компьютеру непрерывно регулировать соотношение топлива.

Двигатели с большой зоной охлаждения и меньшей камерой сгорания, как правило, более эффективны сгорания. Зона закалки — это плоская верхняя часть поршня, примыкающая к предохранительным клапанам. Плоская часть поршневой платформы соответствует плоской части крыши камеры головки блока цилиндров.Когда поршень приближается к головке блока цилиндров на высокой скорости, эта область сжимает заряд в направлении источника зажигания или свечи зажигания, что способствует турбулентности и более быстрому горению. Некоторые исследования показывают, что закалки может быть слишком много, но большинство производителей двигателей считают, что оптимизация закалки в камере сгорания — это проверенный путь к увеличению мощности. На многих двигателях со стальным штоком вы можете одновременно регулировать толщину прокладки головки и высоту поршневой деки, чтобы добиться максимальной закалки. Стальные стержни позволяют установить зазор закалки до 0.030 дюймов, а в некоторых случаях чуть меньше. Это способствует максимальной активности заряда для увеличения эффективности сгорания.

Если у вас есть роскошь изготовленных по индивидуальному заказу поршней, производитель поршней может также поднять пакет колец на поршне, чтобы обеспечить большую стабильность поршня. Более высокий пакет колец также уменьшит очень маленькую площадь между поршнем и стенкой цилиндра над верхним кольцом. Поскольку все поршни испытывают некоторую небольшую степень качания при изменении направления движения, поршень обычно обрабатывается меньшего размера или сужается над контактной площадкой верхнего кольца, чтобы он не ударялся о стенку цилиндра во время этого качания.Созданное здесь пространство очень тесное и может собирать несгоревшие или частично сгоревшие газы; они периодически смешиваются со свежим поступающим зарядом и загрязняют смесь или даже незначительно изменяют соотношение воздух / топливо. Уделяя пристальное внимание таким деталям, можно получить значительный бонус крутящего момента. Когда вы сложите все небольшие количества крутящего момента, которые вы получаете от этих деталей, вы будете удивлены тем, сколько общей мощности вы действительно получили.

Как и увеличенный рабочий объем двигателя, более высокая степень сжатия — верный путь к увеличению крутящего момента.Важнейшим фактором, конечно же, является качество топлива и детонация. Здесь необходимо учитывать множество факторов. Более тонкое распыление топлива и более точный контроль соотношения воздух / топливо с помощью электронного впрыска топлива позволили O.E.M. производители должны увеличить степень сжатия выше 10: 1 в некоторых поздних моделях высокопроизводительных автомобилей. Самые последние двигатели LT4 Corvette фактически снова подкрадываются к степени сжатия 11: 1 из-за неотъемлемой эффективности электронного управления и повышения эффективности сгорания, достигнутого в головках цилиндров и системе впуска.Карбюраторы менее точны, но есть другие способы увеличить крутящий момент с более высокой степенью сжатия в карбюраторных двигателях, работающих на бензине с октановым числом 92. Многие комбинации уличных двигателей, использующие большой кулачок для максимальной мощности, испытывают значительную потерю крутящего момента на низких оборотах. Это происходит из-за того, что впускные клапаны закрываются намного позже, когда поршень находится дальше по отверстию. Таким образом, степень динамического сжатия меньше теоретической степени сжатия, которая предполагает полный ход поршня. Если вы собираетесь использовать большой кулачок, одним из бонусов является то, что вы можете немного увеличить степень сжатия, не подвергаясь штрафу за детонацию.Повышенная компрессия увеличит крутящий момент на низких частотах и ​​расширит диапазон мощности на максимальных оборотах. Опытные производители двигателей обнаружили, что для двигателей с компрессией 9: 1 требуется по крайней мере 270-градусный (заявленная продолжительность) кулачок. С другой стороны, двигатели 10: 1 довольны кулачком на 280 градусов, а кулачок на 290 градусов позволит вам работать со сжатием почти 11: 1. В зависимости от других параметров двигателя, таких как форма камеры сгорания, диаметр отверстия и угол опережения зажигания, некоторые двигатели будут детонировать в этих условиях.В этих случаях вам нужно перейти на меньший кулачок или запустить немного меньшее общее время. В любом случае, идея состоит в том, чтобы использовать как можно большее сжатие относительно профиля кулачка, чтобы получить крутящий момент на низких оборотах без детонации.

При рассмотрении событий, связанных с изменением фаз газораспределения, необходимо также учитывать все другие элементы, влияющие на заправку топливом и газы сгорания в цилиндрах. Впускной клапан, закрывающийся раньше, быстрее начинает создавать давление в цилиндре. Это увеличивает крутящий момент на низких оборотах из-за более высокого давления в цилиндрах, но это означает, что двигателю приходится усерднее работать, чтобы сжать заряд.Как объяснялось ранее, закрывающийся позже впуск может повысить крутящий момент на верхнем конце за счет крутящего момента на нижнем конце, но вы можете получить большую часть крутящего момента обратно на нижнем конце с увеличенной степенью сжатия. То, что вы ищете, — это профиль кулачка, который способствует увеличению заполнения цилиндра с более ранним впускным отверстием, чтобы клапан находился дальше от седла во время ранней части такта впуска. Затем вы хотите как можно дольше задержать открытие выпускного клапана, чтобы использовать всю энергию, которую вы можете получить от процесса сгорания, прежде чем продуть цилиндр.Быстро открывающийся выпускной клапан здесь полезен, но, опять же, есть компромиссы.

Эта комбинация создает хороший крутящий момент, но имеет тенденцию увеличивать перекрытие клапанов в ВМТ. Именно здесь угол разделения лепестков кулачка берет на себя управление. Угол разделения лепестков — это угол между пиком впускного лепестка и пиком выпускного лепестка, выраженный в градусах кулачка. Более узкие углы разделения лепестков (менее 110 градусов) обеспечивают больший крутящий момент и мощность, но при большем перекрытии двигатель испытывает плохое качество холостого хода и высокий расход топлива.Увеличение углов разделения лепестков (более 110 градусов) расширяет диапазон мощности, улучшая характеристики холостого хода и частичного дросселирования. Благодаря этим более широким углам разделения лепестков пиковый крутящий момент и мощность обычно снижаются, но двигатель становится очень плавным и управляемым.

Большинство уличных и высокопроизводительных двигателей будут работать лучше всего, когда перекрытие составляет от 35 до 70 градусов (измеряется от открытия впускного клапана до закрытия выпускного клапана) с минимально возможной продолжительностью в пределах рекомендаций по перекрытию.Если вы выберете 50 градусов в качестве показателя перекрытия середины дороги для довольно жаркой уличной машины, наименьшее возможное время с этим перекрытием даст наибольший крутящий момент. Вы можете получить больший крутящий момент с большим кулачком — но только за счет управляемости и экономии.

Головки цилиндров там, где сила, но есть ограничения. Обычно вы ограничены тем, что доступно, и для большинства людей перенос — роскошь. Увеличенный воздушный поток всегда означает большую максимальную мощность. По большей части лучше использовать клапан большего размера, если это возможно, и более короткий распределительный вал.Это позволяет большему отверстию клапана выполнять работу по наполнению цилиндра, в то время как кулачок остается относительно мягким. Крутящий момент будет увеличен. Головки клапанов большего размера могут дать вам больший общий крутящий момент, чем простая замена кулачка. Если у ваших головок клапаны стандартного размера, и вы вставляете больший кулачок, вам придется крутить двигатель быстрее, чтобы добиться того же крутящего момента и мощности.

Это упрощенная версия, но есть и другие соображения. Длина, площадь и объем впускной системы влияют на мощность двигателя.Большинство уличных двигателей для жарких автомобилей выиграют от отверстий в чаше и хорошей работы клапанов, но вам следует избегать значительного увеличения отверстий. В ту минуту, когда вы начинаете увеличивать порт, вы теряете потенциальный крутящий момент. Если ваш двигатель не будет проводить много времени на повышенных оборотах, не начинайте забивать эти порты.

Если у вас есть возможность модифицировать головки, вы можете извлечь больше крутящего момента и мощности за счет переноса для повышения эффективности, но этот процесс в лучшем случае утомителен. Уличные энтузиасты, как правило, не в состоянии пролить голову и проверить размеры портов.Если да, то площадь впускного отверстия должна составлять около 80 процентов площади клапана, и порт должен увеличиваться на 2–4 градуса по направлению к камере статического давления. Это довольно стандартно для большинства доступных головок.

Выхлопные отверстия не следует значительно увеличивать, если только вы не используете закись азота, которая требует более высоких выхлопов. Большинство хороших коллекторов для вторичного рынка имеют такой размер и сконструированы таким образом, чтобы создавать отрицательное давление на выпускном клапане во время перекрытия. Это обеспечивает хорошую продувку цилиндра и снижает вероятность реверсирования выхлопных газов: скорость выхлопных газов остается высокой, а импульсные волны настраиваются таким образом, чтобы способствовать выходящему выхлопу.

Большая часть работы с головкой блока цилиндров уменьшается, если вы используете стандартные выпускные коллекторы и глушители. Выхлопные коллекторы громче и требуют большего внимания, чем чугунные коллекторы, но они дают существенное преимущество в мощности. В то время как большинство послепродажных высокопроизводительных коллекторов имеют стандартную конструкцию коллектора четыре в один, во многих уличных применениях можно было бы лучше использовать старую конструкцию Tri-Y четыре в два в один, которая расширяет кривую крутящего момента и по-прежнему способна приводящей мощности до 6000 об / мин.Эти заголовки более дороги и требуют много времени для производства; следовательно, они доступны только у нескольких производителей.

Одна из самых больших ошибок, допущенных при использовании выпускного коллектора, — это выбор слишком больших первичных труб. Большие первичные трубы необходимы только для переноса объема газа, образующегося при высоких оборотах двигателя. Большинство коллекторов с 1-1 / 2-дюймовыми первичными трубками будут поддерживать двигатель в диапазоне 300 л.с., в то время как 1-5 / 8-дюймовые коллекторы могут поддерживать до 400 лошадиных сил, а в некоторых случаях и немного выше.Это во многом зависит от рабочего объема и частоты вращения двигателя. Мы видели, что заголовки 1-3 / 4 поддерживают до 550 лошадиных сил, не влияя на мощность на одном четырехцилиндровом 350 Chevy, работающем при 7500 об / мин. Между тем, 480-сильный Ford 302 с двойным карбюратором, работающий при 8000 об / мин, прибавил 13 лошадиных сил после переключения на 1-7 / 8-дюймовые первичные колеса. Обычно для уличного двигателя лучше допустить небольшую ошибку, чтобы крутящий момент оставался сильным. Слишком большие трубы обычно повреждают нижний конец больше, чем маленькие трубы — верхний.

Противодавление выхлопной системы — из-за ограниченных глушителей, каталитических нейтрализаторов и множества резких изгибов в выхлопной системе — может серьезно сказаться на хорошем крутящем моменте и мощности. Потери выхлопных газов, вызванные ограничивающим противодавлением выхлопных газов, в некоторых случаях могут быть значительными, и проблема резко возрастает с увеличением частоты вращения двигателя. Рабочие распределительные валы также становятся менее эффективными, поскольку противодавление обычно сводит на нет любую улучшенную продувку цилиндра во время периода перекрытия.Catch 22 с выхлопной системой — это ваш личный комфорт благодаря уровню шума глушителей. Вы можете запускать глушители практически без ограничений, но дрон может свести вас с ума, когда вы впервые совершите поездку на 100 миль. Лучший подход для большинства уличных двигателей — это дополнить все другие усилия по наращиванию крутящего момента, которые вы приложили, с помощью коллектора Tri-Y с выхлопными трубами диаметром не менее 2,5 дюймов и глушителем с наименьшими ограничениями, который вы можете выдержать относительно уровней шума. Кроссоверная лампа для балансировки импульсов от каждого ряда цилиндров может помочь немного сгладить звук и может добавить очень небольшое количество крутящего момента в зависимости от остальной части приложения.Обычно это того стоит.

Неправильная установка угла опережения зажигания может свести на нет большую часть ваших усилий по увеличению крутящего момента и мощности. Давление в цилиндре или наилучшее давление сгорания обеспечивает максимальный эффект примерно при 12–18 градусах после прохождения поршнем ВМТ (верхней мертвой точки). Для более быстрого горения заряда потребуется меньше времени, а для более медленного горения заряда потребуется больше времени. Если вы сконцентрировали все усилия по созданию двигателя и настройке на создании максимального давления в цилиндре (относительно качества топлива и сопротивления детонации), в конце такта сжатия у вас будет быстро движущийся фронт пламени, который требует меньше времени.Если вы каким-то образом снизили давление в цилиндре, заряд будет гореть медленнее и потребуется больше времени. Если вы хорошо выполнили свою работу, увеличив эффективность дыхания и степень сжатия, вам потребуется меньше времени.

В большинстве случаев вы выберете большой кулачок, чтобы дополнить желаемую комбинацию мощности. Это обычно снижает эффективность дыхания на низких оборотах двигателя, в то же время повышая его на высоких оборотах. Чтобы эта работа была максимально эффективной, вам следует изменить опережение зажигания, чтобы свеча зажигалась раньше на низких оборотах двигателя.Компетентный дистрибьюторский магазин или тюнинговая мастерская могут задать кривую вашего продвижения, чтобы максимально использовать преимущества вашей комбинации. Это абсолютно необходимо для полного использования всех остальных ваших модификаций.

Выбор карбюратора часто происходит позже, в зависимости от того, что использует друг или что доступно по самой низкой цене. Карбюраторы обычно выбираются в соответствии с рабочим объемом двигателя и диапазоном оборотов. В какой-то степени это сделало Holleys производительностью 750 кубических футов в минуту карбюратором по умолчанию для всех применений.Это работает только потому, что карбюратор может измерять топливо в широком диапазоне, но размер карбюратора играет важную роль в создании оптимального крутящего момента и мощности. Для увеличения крутящего момента обычно рекомендуются карбюраторы меньшего размера, поскольку их меньшие Вентури поддерживают высокую скорость воздуха, что способствует хорошему распылению топлива. Если вы хотите расширить диапазон мощности, чтобы сохранить хороший крутящий момент на низком уровне и увеличить мощность на верхнем конце, вы можете сделать аргумент в пользу карбюратора большего размера, если он будет объединен с соответствующим сочетанием компонентов.Основная причина сохранения небольшого размера трубки Вентури — поддерживать скорость воздуха, проходящего через ускорители. Это особенно важно для одноплоскостных коллекторов и больших кулачков, которые генерируют слабые бустерные сигналы на низких оборотах, что приводит к потере качества распыления и точности дозирования. Это приводит к снижению выходного крутящего момента и плохой управляемости, но исправление этого с помощью высокоскоростных Вентури меньшего размера может ограничить мощность на верхнем конце.

Усилители кольцевого нагнетания Holley предлагают повышенную чувствительность для обеспечения чувствительности низкоскоростного усилителя в увеличенном отверстии Вентури, обеспечивая при этом больший воздушный поток при высоких оборотах двигателя.Чтобы получить максимальный выигрыш, необходимо правильно применять различные варианты этих бустеров, поэтому карбюратор должен быть изготовлен на вторичном рынке по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать вашему применению.

Наконец, все, что вы можете сделать для увеличения потока холодного воздуха в двигатель, будет способствовать увеличению крутящего момента и мощности во всем диапазоне оборотов. Приточный воздух из удаленных источников почти всегда чище и холоднее, чем воздух в моторном отсеке. Используйте алюминиевый впускной коллектор с перекрытым выходным тепловым каналом карбюратора.Коллекторы с направляющими, отделенными от впадины, обеспечивают охлаждение заряда. Направляйте впускной воздух снаружи автомобиля и держите воздуховоды изолированными от тепла моторного отсека. Сделайте входной воздуховод диаметром не менее 4 дюймов или больше, а путь должен быть как можно короче и ничем не ограничен. Обязательно пропускайте воздух через воздушный фильтр с высокой пропускной способностью перед тем, как попасть в карбюратор или корпус дроссельной заслонки. Эти простые модификации могут увеличить крутящий момент от 3 до 5 процентов, а также они увеличат мощность на высоких оборотах двигателя за счет неограниченного воздушного потока и более холодного заряда.

Ваш двигатель представляет собой тонко сбалансированную систему, которая зависит от большего количества переменных, чем вы можете потрясти распредвал. Тщательно обдумывая все возможные варианты и будучи полностью честным в отношении своих ожиданий и того, как вы будете использовать свой автомобиль, вы можете составить рецепт мощности, который оторвет вам голову с крутящим моментом и катапультирует вас в следующий округ с помощью лошадиных сил. Нет дыма и зеркал — только механическая командная работа и эффективность.

В чем разница между скоростью и крутящим моментом?

Целью роторного двигателя является обеспечение желаемой выходной скорости вращения при одновременном преодолении различных вращательных нагрузок, сопротивляющихся этому вращательному выходу (крутящий момент).Скорость и крутящий момент напрямую связаны и являются двумя основными факторами производительности при правильном выборе двигателя для конкретного применения или использования. Чтобы узнать, как выбрать правильный двигатель для вашего применения, первым делом необходимо понять взаимосвязь между скоростью, крутящим моментом и выходной мощностью двигателя.

Скорость в зависимости от крутящего момента

Выходная мощность двигателя устанавливает границы характеристик скорости и крутящего момента двигателя на основе уравнения:
Мощность (P) = Скорость (n) x Крутящий момент (M)

    • Мощность: Механическая выходная мощность двигателя определяется как выходная скорость, умноженная на выходной крутящий момент, и обычно измеряется в ваттах (Вт) или лошадиных силах (л.с.).
    • Скорость: Скорость двигателя определяется как скорость, с которой двигатель вращается. Скорость электродвигателя измеряется в оборотах в минуту или об / мин.
    • Крутящий момент: Выходной крутящий момент двигателя — это величина силы вращения, которую развивает двигатель. Крутящий момент небольшого электродвигателя обычно измеряется в дюймах-фунтах (дюймах-фунтах), ньютон-метрах (Н-м) или в других напрямую преобразованных единицах измерения.

Поскольку номинальная выходная мощность двигателя является фиксированным значением, скорость и крутящий момент обратно пропорциональны.По мере увеличения выходной скорости доступный выходной крутящий момент пропорционально уменьшается. По мере увеличения выходного крутящего момента выходная скорость пропорционально уменьшается. Это соотношение мощности, скорости и крутящего момента обычно иллюстрируется кривой производительности двигателя, которая часто включает потребляемый двигателем ток (в амперах) и КПД двигателя (в%).

Соображения по скорости и крутящему моменту при выборе электродвигателя

Ключом к выбору правильного двигателя для конкретной функции является сначала понимание требований приложения.Поскольку большинство применений двигателей являются динамическими, а это означает, что требования к крутящему моменту и скорости меняются внутри приложения, очень важно определить различные рабочие точки в приложении. Знание или расчет требований к скорости и крутящему моменту в каждой рабочей точке приложения определит общие требования к скорости и крутящему моменту для соответствующего двигателя. Выбор двигателя можно проверить, нанеся различные рабочие точки приложения на характеристическую кривую выбранного двигателя, чтобы убедиться, что каждая скорость зависит отмомент крутящего момента попадает в соответствующую зону кривой (непрерывные или прерывистые зоны).

Во многих случаях прикладные требования вынуждают выбирать стандартный двигатель значительно большего размера, чтобы обеспечить охват всех рабочих точек. Применение двигателей, размер которых слишком велик для конкретного применения, приводит к ненужным затратам, а также к более крупной и тяжелой конструкции всего продукта. К счастью, поставщики двигателей на заказ могут разработать двигатели с оптимизированными характеристиками, которые точно соответствуют требованиям приложения.Это делается путем изменения электромагнитных характеристик двигателя путем изменения либо размера провода, либо количества витков провода в обмотке, либо того и другого. Больше витков провода меньшего диаметра обеспечивает больший крутящий момент и меньшую скорость, тогда как меньшее количество витков провода большего диаметра обеспечивает более высокую скорость, но меньший крутящий момент. В некоторых приложениях добавление зубчатой ​​передачи к выходной мощности двигателя обеспечивает идеальное соотношение скорости и крутящего момента, при этом стоимость и размер всего решения сводятся к минимуму.

Как электромобили развивают мгновенный крутящий момент?

Электромобили известны своей мгновенной передачей крутящего момента, которая приводит к резкому ускорению с места.Как они создают этот моментальный крутящий момент и почему старое доброе внутреннее сгорание не может приблизиться?

Передача крутящего момента — это аспект двигателей, который в последние годы стал одним из главных приоритетов для высокопроизводительных автомобилей. Клиенты хотят получить максимальный крутящий момент как можно быстрее и в течение как можно более длительного времени, что вынуждает производителей искать различные способы манипулирования старой технологией двигателя внутреннего сгорания.

Появление на рынке электромобилей поставило под угрозу репутацию даже самых крутящих двигателей внутреннего сгорания. С такими компаниями, как Tesla со своими смехотворными режимами и даже с BMW i3, превосходящим предыдущий M3 с конвейера, давайте посмотрим, как автомобили нового поколения сумели создать такое огромное преимущество в передаче крутящего момента и почему мы, бензиновые автомобилисты, должны определенно уважать электродвигатель.

Подача крутящего момента внутреннего сгорания

13 КБ

Вы все знакомы с видом кривой крутящего момента: медленно поднимается вверх, затем достигает пика и снова падает; небольшой холм по сравнению с крутым наклоном кривой мощности.Чтобы представить себе, что происходит на этом графике, нам, вероятно, следует изучить создание крутящего момента двигателем.

Крутящий момент в своей основной форме представляет собой вращающую силу и рассчитывается как сила (F), умноженная на расстояние (x). В случае поршневого двигателя «F» — это направленная вниз сила, толкающая поршень вертикально и вращающая коленчатый вал после зажигания. «X» — это горизонтальное расстояние между шатунной шейкой и коленчатым валом под углом 270 градусов в рабочем цикле двигателя. Взгляните на диаграмму ниже:

Это означает, что по мере увеличения размера взрыва внутри цилиндров, направленная вниз сила поршня также увеличивается, таким образом увеличивая крутящий момент, создаваемый двигателем.Хотя может показаться логичным, что чем выше частота вращения двигателя, тем выше значение крутящего момента, но, к сожалению, это не так просто.

Одной из основных переменных, которые заставляют кривую крутящего момента снижаться после своего пика, является сложность нагнетания воздуха в двигатель. Максимальный крутящий момент достигается в точке, где комбинация топлива, воздуха и искры совпадают для создания наибольшей вертикальной силы. Однако по мере увеличения числа оборотов двигателю становится все труднее втягивать необходимый для сгорания воздух, используя вакуум поршня, опускающегося в цилиндр после такта выпуска.Блок управления двигателем запрограммирован для удовлетворения требований к крутящему моменту, заявленных производителем, при этом многие двигатели настроены на формирование как можно более плоской кривой крутящего момента для равномерного распределения по диапазону оборотов.

Существенным недостатком такой передачи крутящего момента является задержка в достижении максимального крутящего момента. Начиная с низких оборотов, частота вращения двигателя должна медленно повышаться до максимального порогового значения крутящего момента, который в большинстве двигателей без наддува является довольно высоким в диапазоне оборотов. Разрывы крутящего момента по своей сути существуют в пределах схемы двигателя внутреннего сгорания, что производители недавно пытались минимизировать с помощью турбонаддува и векторизации крутящего момента.

Передача крутящего момента электромобиля

Максимальный крутящий момент возникает мгновенно, а затем снижается.

К счастью, в электродвигателях максимальный крутящий момент достигается с самого начала.Когда через электродвигатель протекает ток, связанный с ним электрический заряд заставляет якорь вращаться. Эти вращения во внутреннем магнитном поле вызывают так называемую обратную ЭДС (электродвижущую силу), которая противодействует напряжению питания. Представьте, что обратная ЭДС эквивалентна естественной тормозной силе, как в двигателях внутреннего сгорания.

Таким образом, суммарная сила, приложенная к колесам, является разницей между напряжением питания и ЭДС. Противо-ЭДС пропорциональна скорости, поэтому чем выше скорость, тем меньше итоговая общая сила.Это объясняет, почему кривая крутящего момента начинает уменьшаться на динамограмме электромобиля, когда электродвигатели автомобиля выходят за верхние пределы своих пределов производительности.

Чтобы перевернуть это с ног на голову, если скорость очень мала (или равна нулю при старте с места), обратная ЭДС практически отсутствует, а это означает, что напряжение питания немедленно приравнивается к выходному крутящему моменту. Таким образом, если вы нажмете дроссельную заслонку, максимальное напряжение будет внезапно приложено, поэтому максимальный крутящий момент будет доступен немедленно.

Хотя Tesla, вероятно, сойдет с конвейера быстрее, обратная ЭДС в электромобиле позволит GTR пройти мимо, когда полностью наберет скорость.

Сегодня, когда во многих высокопроизводительных автомобилях используется лучшее из обоих миров, дни двигателей внутреннего сгорания еще не закончились. Партнерские отношения, существующие в новейших гиперкарах, таких как Porsche 918, чрезвычайно эффективны, поскольку не только используют электрический крутящий момент на кране, чтобы сойти с конвейера, но и задействуют двигатель внутреннего сгорания, чтобы поддерживать это ускорение. Затем электричество снова используется для заполнения крутящего момента, что приводит к созданию пакета, созданного для дикой скорости.

Хотя есть что-то чрезвычайно приятное в том, чтобы поддерживать автомобиль в пределах своего диапазона максимального крутящего момента, кажется, что будущее за электромотором — это безупречная производительность. С электромобилями, способными разгоняться до 100 км / ч менее чем за две секунды, двигатель внутреннего сгорания действительно превзошел.

Электродвигатели

— крутящий момент в зависимости от мощности и скорости

  • Работа является результатом силы, действующей на некотором расстоянии.Работа измеряется в джоулях (Нм) или фут-фунтах.
  • Крутящий момент — это сила вращения, создаваемая коленчатым валом двигателя. Чем больше крутящий момент производит двигатель, тем выше его способность выполнять работу. Поскольку крутящий момент представляет собой вектор, действующий в определенном направлении, он обычно измеряется в единицах Н · м или фунт-фут.
  • Мощность — это скорость выполнения работы — работа за определенный промежуток времени. Мощность измеряется в ваттах (Дж / с) или лошадиных силах.

Обратите внимание, что движущая сила электродвигателя составляет крутящий момент, — не лошадиные силы.Крутящий момент — это крутящая сила, которая заставляет двигатель работать, и крутящий момент активен от 0% до 100% рабочей скорости.

Мощность, производимая двигателем, зависит от скорости двигателя и составляет

  • ноль при 0% скорости и
  • обычно на максимальной скорости при рабочей скорости

Примечание ! — полный крутящий момент с нулевой скорости является большим преимуществом для электромобилей.

Для полного стола — поворот экрана!

19 4119 9011 9 41 9011 9011 9011 9011 9011 901 901 9011 9011 9011 901 9011 9 142 124 19 124 19 9011 9 9 0119 210 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 90119 9011 9011 9011 9011 90209 9011 9011 9011 9011 9020 9011 9011 9020 9011 9020 9011 9011 9020 9 9011 9011 9011 9011 9011 9011 1 9011 1 9011 1 1 9020 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9020
Мощность Частота вращения двигателя (об / мин)
3450 2000 1750 1000 500
9007 966 9227 9007 966 (фунт на дюйм)
(фунт на фут)
(Нм) (фунт на дюйм) b f фут) (Нм) (фунт f дюйм) (фунт f фут) (Нм) (Нм) 47 (фунт на дюйм) (фунт на фут) (Нм) (фунт на дюйм) (фунт на фут) (Нм)
1 0.75 18 1,5 2,1 32 2,6 3,6 36 3,0 4,1 63 5,3 7,1 126 10 9011 9011 9011 9020 1,5 1,1 27 2,3 3,1 47 3,9 5,3 54 4,5 6,1 95 7.9 10,7 189 15,8 21,4
2 1,5 37 3,0 4,1 63 5,3 63 5,3 6,011 9011 901 901 901 901 9011 901 126 10,5 14,2 252 21,0 28,5
3 2,2 55 4,6 6,2 95 7.9 10,7108 9,0 12 189 15,8 21,4 378 31,5 42,7
9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 158 13,1 18 180 15 20315 26,3 36 630 52,5 71
5 5,6137 11 15 236 20 27 270 23 31 473 39 9011 9011 9011 9011 79119 39
10 7,5 183 15 21 315 26 36 360 30 41 630 901 630 901 142
15 11 274 23 31 473 39 53 540 45 9011 9011 1 9011 9011 9011 9011 1 158 214
20 15 365 30 630 53 71 720 60 81 1260 105 142 2521 210 285 9011 9011 38 52 788 66 89 900 75 102 1576 131 178 3151 269 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9020 9011 9011 9011 9020 548 46 62 945 79 107 1080 90 122 1891 158 214
30731 61 83 1260 105 1441 120 163 2521 210 285 5042 420 570
50 37 913 9011 9020 9011 9020 9011 9011 9011 9020 131 178 1801 150 204 3151 263 356 6302 525 712
712
1891 158 214 2161 180 244 3781 315 427 7563 630 855 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 145 2206 184 249 2521 285 4412 368 499 8823 735 997
80 60 1461 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 2881 240 326 5042 420 570 10084 840 1140
90 67 321 3241 270 366 5672 473 641 11344 945 1282
100 263 356 3601 300 407 6302 525 712 12605 1050 1425
125 93 2283 190 258 901 9011 9011 9011 9011 9011 9020 9011 9020 9011 9011 9020 9 509 7878 657 891 15756 1313 1781
150 112 2740 228 2740 228 2740 228 450 611 9454 788 1069 18907 1576 2137
175 131 3197 26209 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 6302525712 1 1029 919 1247 22058 1838 2494
200 149 3654 413 9011 9011 1 9011 9011 9 3011 9011 1 1 1 1 1 814 12605 1050 1425 25210 2101 2850
225 168 4110 343 901 9011 9011 9011 9011 9011 9011 675 916 14180 1182 1603 28361 2363 3206
250 187 4567 901 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 901 901 901 9011 9011 901 9003 750 1018 15756 90 120 1313 1781 31512 2626 3562
275 205 5024 419 568 86620 9011 568 9011 9011 9119 86620 17332 1444 1959 34663 2889 3918
300 224 5480 457 9011 9011 9011 9011 9011 457 9011 9011 9011 9011 9011 1221 18907 1576 2137 37814 3151 4275
350 261 6394 1050 1425 22058 1838 2494 44117 3676 4987
400 298 7307 609 826 609 826 25210 2101 2850 50419 4202 5699
450 336 8221 685 1832 28361 2363 3206 56722 4727 6412
550 410 10047 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9 1651 2239 34663 2889 3918 69326 5777 7837
600 448 10961 913 10961 9011 913 1239 9011 913 1239 9011 2443 37814 3151 4275 75629 6302 8549

Мощность электродвигателя, скорость и крутящий момент2 Уравнения 9350

Момент в британских единицах дюйм-фунтов = P л. двигатель (л.с.)

n = число оборотов в минуту (об / мин)

В качестве альтернативы

T фут-фунт = P л.с. 5252 / n (1b)

где

T фут-фунт фунт-сила фунт1 крутящий момент

Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как

T Нм = P W 9.549 / n (2)

где

T Нм = крутящий момент (Нм)

P W = мощность (Вт)

n = обороты в минуту (об / мин) 935

Электродвигатель — крутящий момент в зависимости от мощности и скорости

мощность (кВт)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — мощность в зависимости от крутящего момента и скорости

крутящий момент (Нм)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — Зависимость скоростиМощность и крутящий момент

мощность (кВт)

крутящий момент (Нм)

Пример — крутящий момент электродвигателя

крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 0,75 кВт (750 Вт) при скорости 2000 об / мин можно рассчитать как

T = ( 750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)

= 3,6 (Нм)

Пример — крутящий момент от электродвигателя

Крутящий момент, передаваемый от электродвигателя мощностью 100 л.с. при скорости 1000 об / мин можно рассчитать как

T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)

= 6303 (фунт f дюйм)

Для преобразования в фунт-сила-фут — разделите крутящий момент на 12 .

Почему дизели так крутят

Для тех, кто привык к значениям крутящего момента бензиновых двигателей, крутящий момент дизельного двигателя граничит с невероятным.

Большинство участников в Бонневилле не допускаются к уличному движению, и большинство из них прибывают на трейлерах. Project Sidewinder ехал с прицепом!

The Banks Project Sidewinder, пикап Dodge Dakota, оснащенный модифицированным рядным шестицилиндровым дизельным двигателем Cummins объемом 5,9 л (359 кубических дюймов), мощностью 1300 фунтов.-фт. крутящего момента во время его рекордной Bonneville Salt Flat работает со скоростью 222 миль в час. Это не опечатка — повторимся, 1300 фунт-футов. крутящего момента! Это более 220 фунтов на фут. за литр. Да, этот двигатель с турбонаддувом, но учтите это: хороший модифицированный морской твин-турбо с большим блоком (454 кубических дюйма) Chevy выдает всего около 1000 фунт-футов. крутящего момента, и аналогично модифицированный твин-турбо малый блок на 350 кубических дюймов будет делать 775 фунт-футов. крутящего момента. Итак, что здесь происходит? Почему у дизеля такой крутящий момент по сравнению с газовыми двигателями?

На самом деле существует ряд причин, по которым дизели создают такой высокий крутящий момент, но главными причинами являются длина хода, наддув турбокомпрессора и среднее эффективное давление в цилиндре.Турбодизели обычно работают с более высокими уровнями наддува турбокомпрессора, чем сопоставимые бензиновые двигатели. Серийные пикапы и дизельные двигатели для домов на колесах обычно делают пиковое ускорение от 15 до 30 фунтов на квадратный дюйм, и нередко модифицированный турбодизель достигает пикового давления от 30 до 50 фунтов на квадратный дюйм, и это определенно увеличивает крутящий момент за счет снижения насосных потерь на такте впуска и увеличения цилиндра. давление на рабочий ход. Для сравнения, наддув на 15 PSI в бензиновом двигателе — это лотов наддува . Дизельное топливо также содержит примерно на 11 процентов больше энергии на галлон, чем бензин.И если всего этого недостаточно, дизель также более эффективен, чем газовый двигатель. Мы могли бы оставить все как есть, но идея здесь состоит в том, чтобы копнуть немного глубже в эти вещи, чтобы дать вам знания, которые нужно понять и использовать для будущих обсуждений. Имея это в виду, давайте подробнее рассмотрим длину хода дизельного двигателя и давление в цилиндре.

Старая поговорка о том, что длинный ход полезен для крутящего момента, верна. Чем длиннее ход, тем больше смещение пальца коленчатого вала от средней линии коленчатого вала.Это означает, что шатун может использовать больше рычагов для поворота кривошипа, когда поршень опускается во время рабочего хода. Словарь Мерриама-Вебстера определяет крутящий момент как: «сила, которая вызывает или имеет тенденцию производить вращение или кручение…; мера эффективности такой силы, которая складывается из произведения силы на перпендикулярное расстояние от центральной линии действия силы до оси вращения ». Это сложно, но часть о «произведении силы на перпендикулярное расстояние от центральной линии действия силы до оси вращения» имеет решающее значение для нашего понимания создания крутящего момента в двигателе.Чем больше смещение шатунной шейки по отношению к центральной линии кривошипа, тем больше будет это перпендикулярное расстояние для любой степени вращения коленчатого вала после верхней мертвой точки (ВМТ) и перед нижней мертвой точкой (НМТ). Следовательно, чем больше усилие давления на верхнюю часть поршня , которое вызывает или имеет тенденцию вызывать вращение коленчатого вала, или тем большую силу он может оказывать: крутящий момент.

Дизели

обычно разрабатываются как длинноходные двигатели специально для создания крутящего момента. Это возможно, потому что тяжелые компоненты, необходимые для того, чтобы выдерживать высокую степень сжатия и высокое давление в цилиндре при рабочем такте, в любом случае ограничивают частоту вращения дизельного двигателя, поэтому чрезмерная скорость поршня, связанная с длинными ходами, не является проблемой.Некоторые дизельные двигатели для тяжелых грузовиков работают со скоростью не более 2200 об / мин. Дизели для легких грузовиков могут снижаться со скоростью от 3000 до 3500 об / мин, а 4000 об / мин считается «высокоскоростным» дизелем. Подведем итог, сказав, что дизели обычно проектируются с максимально возможным ходом хода для желаемой максимальной скорости двигателя. Например, двигатель Cummins объемом 5,9 л в Project Sidewinder имеет ход 4,72 дюйма и внутренний диаметр всего 4,02 дюйма. Напротив, у большинства бензиновых автомобильных двигателей длина хода меньше диаметра внутреннего отверстия.

У увеличения хода есть отрицательная сторона, помимо ограничивающего фактора числа оборотов. Чем длиннее ход, тем большее расстояние должен перемещаться поршень во время каждого хода. При заданных оборотах это означает, что поршень должен двигаться быстрее (более высокая средняя скорость), чтобы преодолеть это расстояние, чем если бы ход был короче. Теперь вспомним, что поршень, по существу, остановлен как в ВМТ, так и в НМТ, чтобы достичь этой более высокой средней скорости во время хода, поршень должен ускоряться быстрее в течение первой половины хода и замедляться быстрее во второй половине.Это увеличенное ускорение и замедление требует много энергии. К счастью, отрицательный момент ускорения поршня в значительной степени уравновешивается положительным моментом замедления, но нагрузки на коленчатый вал, поршень, поршневой палец, шатун и подшипник штока во время всех четырех тактов четырехтактного двигателя увеличиваются. резко с увеличением хода (или скорости поршня).

Теперь давайте обсудим эффективное давление в цилиндре при рабочем такте дизельного двигателя по сравнению с таковым в бензиновом двигателе.Мы уже упоминали, что более высокий наддув турбонагнетателя повышает эффективное давление в цилиндре, но давайте посмотрим, что еще может сыграть роль. В разделе «Общие сведения о сегодняшнем дизельном топливе» на этом сайте подробно обсуждается способ подачи топлива в цилиндр как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. Бензиновые двигатели смешивают топливо с воздухом перед его поступлением в цилиндр, поэтому, когда впускной клапан закрывается, устанавливается потенциал мощности этого заряда воздуха и топлива. Синхронизированная искра воспламеняет смесь, и давление в цилиндре поднимается до пика примерно при 15º после ВМТ.Поскольку процесс сгорания требует времени, сгорание может или не может быть завершено к 15º после ВМТ в зависимости от оборотов двигателя, но для всех практических целей мы можем сказать, что процесс сгорания завершается на ранней стадии рабочего такта и что больше не нагревается рабочая жидкость (газы в цилиндре) происходит. Это означает, что сила, действующая на верхнюю часть поршня, является максимальной в то время, когда шатун имеет очень небольшое усилие на пальце коленчатого вала. По мере того как коленчатый вал продолжает вращаться после ВМТ, усилие, которое может оказывать поршень, увеличивается, но давление на верхнюю часть поршня быстро падает.Об этом тоже говорится в вышеупомянутой статье.

Как только вы представите себе, когда происходит сгорание, и взаимосвязь между давлением в цилиндре и рычагом на коленчатом валу, становится очевидным, что если бы мы могли продолжать процесс горения дольше во время рабочего такта, могло бы возникнуть дополнительное давление в цилиндре, которое давило бы на верхнюю часть поршня в качестве соединения. Угол между стержнем и коленчатым валом улучшается для увеличения рычага и, следовательно, большего крутящего момента. Именно это и происходит с дизельным двигателем. Поскольку топливо впрыскивается в цилиндр после закрытия впускного клапана и сжатия воздуха, длительность импульса впрыска топлива, называемая шириной импульса, может быть увеличена до рабочего такта.Это означает, что среднее эффективное давление в цилиндре, действующее на поршень, в дизельном двигателе выше, чем в бензиновом двигателе сопоставимых размеров. Более высокое давление турбонаддува, высокая степень сжатия и большее теплосодержание топлива — все это способствует созданию давления в цилиндрах, которое также значительно выше, чем в бензиновых двигателях, но именно постоянный впрыск топлива действительно дает большие значения крутящего момента. для дизелей. И все это вместе делает очевидным, почему дизельные двигатели должны быть построены с такими прочными деталями, чтобы выдерживать такое высокое давление в цилиндре и крутящий момент.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Центр грузовой техники © 2009-2019. Продажа грузовиков MAN и Mercedes по России. Продажа полуприцепов Grunwald (Грюнвальд) и полуприцепов Schmitz (Шмитс).

Карта сайта