Часто на автомобильных формах можно наблюдать ожесточенные споры о том, что важнее: мощность или крутящий момент. Сегодня подробно разберемся в этой теме, но для начала необходимо ясно понять, что такое крутящий момент, а что такое мощность.
Не все хорошо представляют, что такое крутящий момент. Если говорить определениями, то это произведение силы на плечо рычага, измеряемое в Ньютон-метрах, где в метрах указана длина плеча, а в Ньютонах сила. Но это все-таки не очень понятное объяснение. Чтобы достаточно вникнуть в этот термин можно привести аналогию с гаечным ключом, которым закручиваем болт. Болт в данном случае является центром вращения, а ключ – плечом. Воздействуя на край гаечного ключа с определенной силой, мы создаем крутящий момент. Кстати, шкалы на динамометрических ключах указываются именно в Ньютон-метрах.
Ньютон – единица измерения силы, точно также, как и килограмм-силы, которые нам более привычны. 1 Нм – это 1 ньютон силы, которая действует на метровый рычаг. Для понимания, что такое Ньютон:
Еще одна аналогия, которую можно привести, это велосипед. Если всем своим весом 70 килограмм встать на педаль одной ногой, то сила, с которой мы будем воздействовать на нее будет порядка 700 Нм. В обычном сидячем положении мы воздействуем на педаль с силой около 140 Нм, а это уже похоже на то, что указывается в характеристиках автомобилей.
Но не стоит думать, что человек такой же сильный, как двигатель внутреннего сгорания. Загвоздка тут в том, что указанные выше 140Нм будет доступны только в одной точке: когда плечо будет параллельно земле. Но уже в миг после приложения этой силы, педаль пойдет вниз, и величина момента будет падать до нуля, а дальше, когда педаль пойдет вверх, крутящий момент на ней станет даже отрицательный, потому что нога будет немного мешать прокруту. В случае с двигателями крутящий момент доступен все 360 градусов, хотя на оборотах ниже холостых, двигатель тоже может создавать крутящий момент рывками. Но и это еще не все. Вообще сравнивать крутящий момент у двигателей и велосипедов некорректно, потому что ДВС создает момент при 800-7000 оборотах в минуту, а велосипедист – при примерно 30 об/мин, так что это просто пример для понимания того, что есть крутящий момент.
Переходим к мощности и лошадиным силам. Мощность – это характеристика выполнения работы, которая измеряется в ваттах или лошадиных силах. 1 кВт = 1,36 л.с. Лошадиная сила – это единица измерения работы, это количество силы, произведенной в единицу времени.
Откуда взялась эта пресловутая лошадиная сила? Шотландский учёный Джеймс Ватт посчитал, что одна лошадь может выдавать 33000 футов-фунтов (это аналог ньютон-метров) за минуту. То есть лошадь, применяя 1 лошадиную силу может поднять 330 фунтов на высоту 100 футов за 1 минуту или 33 фунта на тысячу футов за минуту или 1000 фунтов на 33 фута за минуту – это ее работа, это лошадиная сила.
Вернемся к вопросу, который породил сию статью: что важнее крутящий момент или мощность? Никакого смысла в такой постановке вопроса по факту нет. На самом деле, крутящий момент и мощность – это два неразрывных показателя, без одного не бывает другого.
Чаще всего такой некорректный вопрос возникает при обсуждении дизельных и бензиновых двигателей. Бензиновые двигатели часто выигрывают на высоких оборотах, а дизельные – низких. И говоря про высокие обороты люди концентрировались на мощности, а говоря про низы – на моменте, хотя, как мы уже выяснили, эти показатели существуют всегда одновременно.
Еще один миф, который можно тут развеять, это то что диностенды измеряют мощность. На самом деле они измеряют крутящий момент, из которого потому рассчитывают мощность. Крутящий момент, умноженный на обороты в секунду и деленый на 5252 – это и есть мощность. Вот такая занимательная математика для автомобилистов!
Комментарии
Статья не объясняет главного вопроса - почему дизель имея больший крутящий момент проигрывает в разгоне автомобиля бензиновому двигателю сравнимой мощности.
..
Автор. А для обывателя можно и проще.
Момент влияет на динамику, мощность на максимальную скорость.
дизель медленнее набирает обороты это раз, дизель на 100-120 килограмм тяжелее это два
Автор подготовил все для ответа, но вывода не сделал.
Крутящий без оборотов не показывает ничего. А крутящий в связке с оборотами - это мощность.
У дизеля крутящий больше, а обороты меньше, и сколько будет в итоге мощность - надо смотреть. Может больше, чем у бензинового, может меньше, может столько же.
А на разгон влияет ТОЛЬКО мощность (не максимальная, а реальная), точнее ее интегрированный результат за время разгона (поскольку она меняется). Проще говоря средняя мощность на разгоне.
Основная причина - диапазон регулирования оборотов. Из-за того, что в дизельном двигателе воспламенение происходит не путем поджига смеси, а из-за нагрева воздуха, да и сама солярка горит помедленнее бензина, есть ограничение на максимальную частоту вращения коленвала. Поэтому дизеля крутятся тыщ до пяти, а даже самые простые бензиновые - до 7-8. А некоторые и до 13-18 тыщ.
Разгон замедляется при переключении передачи, потому что:
а) появляется разрыв потока мощности
б) меняется передаточное число, и появляется необходимость коррекции оборотов двигателя, чтобы "попасть" в скорость движения машины.
Приемистость у дизеля тоже меньше, как верно заметили, по причине больших инерционных масс. Степень сжатия выше, давление выше, подвижные детали массивнее.
Пункт "а" можно частично снять использованием вариаторов и преселективных коробок с двумя сцеплениями, но приемистость никуда не уберешь.
При отсутствии необходимости переключать передачу разгон идет еще быстрее, яркий тому пример - спортивные кубатурные мотоциклы, у которых первая передача позволяет ехать 120+.
Для мощности - лс, а для крут. момента - ньютоны
Все предельно просто, на мой взгляд: у дизель (даже турбированного) очень узкий диапазон оборотов, в котором мотор отдает максимальный момент. Если сделать 20-ти ступенчатую коробку передач, с мгновенным переключением, то при одинаковом объеме, степени форсировки и мощности дизель будет заметно шустрее.
Если вы ездили на одинаковых машинах, с примерно одинаковыми по объему моторами дизель-бензин (в моем случае volvo xc90), то ощутили бы сами, насколько легче на трассе дизелю дается обгон, поскольку на высших передачах "моментного диапазона" дизеля хватает, чтобы быстро разогнать машину 90-120 км/ч в рамках одной передачи.
Написал автор все правильно. И достаточно полно. Хотя насчет 700Нм в случае велосипеда палку чуток перегнул - не учел, что плечо у педали далеко не метр и взял только силу, не умножив ее на плечо приложения оной. Так что осетра надо урезать примерно втрое. Но эт мелочи.
Главной проблемой является то, что от теории не перешел к практике. Поэтому на свой же вопрос в заголовке толком не ответил. Точнее ответил с теоретической точки зрения теоретически, а не практической.
Хотя вроде бы все для этого дал. И прямую и жесткую связь крутящего момента и оборотов и даже мягко намекнул в начале статьи, что обороты важны. Но до короткого, ясного и простого вывода на волнующий умы людей вопрос не дошел.
Разгон а/м (как и любого физического тела) - это работа. А работа в единицу времени - это мощность. Отсюда прямой, простой и однозначный вывод: для разгона важна мощность и только мощность.
Однакось это теория. Она верна, но в практике есть детали. Одной из главный является то, что двигатель при разгоне а/м выдает очень разную мощность. И на разгон будет влиять вовсе не максимальная мощность указанная в паспорте, а именно реальная выдаваемая.
А крутящий момент это одна из характеристик двигателя. Влияющая на динамику примерно как степень сжатия. Без оборотов, на который развивается этот крутящий момент - сказать о динамике ничего нельзя. Т.е. если я знаю, что у легкового а/м такая-то мощность двигателя, я могу примерно прикинуть его динамику. А если я буду знать только крутящий момент - я не смогу прикинуть ничего. Автор очень упомянул в начале, что человек может создать достаточно большой крутящий момент, но скромно призвал не сравнивать его с автомобильным. Более того, человек может создать просто гигантский крутящий момент (уж больше 1000Нм совершенно не напрягаясь), достаточно увеличить плечо рычага. Но разогнать а/м до 100км/ч не сможет не то что за десяток секунд, а даже за час.
Так что автор был прав призывая не сравнивать момент развиваемый человеком и двигателем и даже указал почему: обороты. Разница именно в них. Крутящий момент без оборотов - не говорит ничего, а крутящий момент на каких-то оборотах это и есть мощность.
А итог и вовсе можно вывести забавный. Малая мощность будет означать малую динамику, а малый крутящий не будет означать ничего. У шуруповерта крутящий больше, чем у мотоцикла, но замена двигателя мотоцикла не повысит его динамику.
Больше того, без мощности двигатель а/м не сдвинет, а без крутящего прекрасно обойдется.
Сама постановка вопроса некорректна. Лошадиных силы и есть единица измерения мощности, которая, в свою очередь, измеряется количеством крутящего момента, помноженного на обороты двигателя. Можно написать "что важнее автомобилю" и в таком духе, но не то, что написали Вы
Мощность это крутящий момент, помноженный на обороты двигателя.
Для понимания мощности сравним трактор мощностью 100 л.с. и легковуху той же мощности.
У трактора мощность достигается высоким крутящим моментом на низких оборотах, а у легковухи та же мощность достигается высокими оборотами при низком крутящем моменте.
Если хотим понять лучше, сравниваем графики крутящий момент/обороты этих машин...
Не правильно про велосипедиста. Не 700. Меньше. 70*10 и умножить на длину педали. Если бы она была метр то тохда 700 нм а по факту она см 20 тохда 700*0.2=140 это максимум. А среднее усилие будет где-то 20 нм
"Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент" на колёса.ру почитайте,кому интересно, самое толковое, что я видел на эту тему
название статьи очень некорректно
На вопрос "Что важнее для мощности: лошадиные силы или крутящий момент?" автор сам же и ответил: "Никакого смысла в такой постановке вопроса по факту нет". Так зачем же так вопрос ставил? Это как сравнивать теплое с мягким.
"Ноги, крылья... Главное -хвост!"
В процессе разгона автомобиля участвует не только двигатель, но и коробка передач. Представим себе, что в качестве коробки у нас будет идеальный вариатор с неограниченным диапазоном регулирования. В этом случае мы смогли бы разгоняться на одной точке характеристики двигателя - на максимальной мощности, и нам было бы наплевать на всю остальную характеристику, хоть бы там момента и вовсе бы не было.
Реальная трансмиссия легкового автомобиля имеет 6-8 передач, с ограниченным диапазоном регулирования (передаточных чисел), не превышающим 6-8 единиц (отношение низшей передачи к высшей) со ступенью между соседними передачами 1,3-1,5. Таким образом, при разгоне на первой передаче используется ВСЯ характеристика двигателя, а далее диапазон от угловой скорости максимальной мощности до на ступень меньше, то есть используемая угловая скорость примерно от 4000 до 6000 мин-1. Поэтому чем выше крутящий момент при 4000 мин-1 (при равной мощности), тем динамичнее.
Чем больше передач и меньше ступень между ними, тем требования к двигателю по коэффициенту приемистости (отношение угловых скоростей при максимальной мощности и максимальном крутящем моменте) ниже.
А Вы все мощность, момент... Главное - коробка!
А что делает коробка? Она как раз изменяет крутящий момент! По физике в школе пятёрка была, наверное? Сразу видно! А если у мотора не будет крутящего- машина не поедет!
АФтар а как давно 1 кВ стал не 739 Vat