22 січня 2018 року, модифікований 23 січня 2018 року Рубеном Фідальго

чому

Крутний момент і потужність - це щось на зразок двох сторін однієї і тієї ж медалі в двигуні. Для того, щоб розвивати потужність, двигун повинен мати крутний момент. Давайте подивимось, що кожна з цих фізичних величин представляє в двигуні автомобіля.

До існування механічних кранів коней використовували для виведення мінералів на поверхню в шахтах. Кінь був здатний підняти вагу близько 150 кг на 100 метрів за одну хвилину. Машина, що розвинула 10 CV (кінських сил), виконала б у 10 разів більше роботи, тобто: підняла б ту саму вагу за той самий час, але 1000 метрів, або зменшила б на 10 час, необхідний для того, щоб підняти ту саму вагу на ту саму висоту або він помножиться на 10 ваги, зберігаючи висоту та час постійними.

У фізиці Потужність визначається як величина, яка вимірює обсяг виконаної роботи за одиницю часу а сила, що викликає зміну руху тіла, вважається роботою. Коли ми штовхаємо коробку, яка не рухається, ми застосовуємо силу. Якщо ми зможемо перетягнути цю коробку або якщо перенесемо її з землі, щоб поставити на стіл, ця сила спрацьовує. Чим більше ящиків ми зможемо поставити на стіл за найкоротший час, тим більше у нас сили.

Коли ми говоримо про крутний момент, ми повинні сказати крутний момент або крутний момент, але ми схильні скорочувати його, просто кажучи крутний момент. Крутний момент - це величина, отримана шляхом множення сили, яку ми застосовуємо, на відстань між точкою прикладання сили та точкою обертання, сказано "сила рукоятки важеля". Ми це краще зрозуміємо на прикладі, а також побачимо, як відстань впливає на збільшення або зменшення крутного моменту. Саме на цьому принципі засновані механічні ваги для зважування.

В римський масштаб У нас є лоток, на який відкладається те, що ми хочемо зважити, і градуйований брусок, по якому ми ковзаємо відому і постійну вагу, звану противагою. Щоб знати вагу того, що знаходиться на підносі, ми робимо, просуваючи противагу вздовж планки, поки ваги не збалансуються. Ця противага, помножена на важіль, є парою і за своїм значенням ідентична вазі, яку ми маємо на підносі.

Противага, яку ми ковзаємо, є постійною, але вона робить більше важеля (більше крутного моменту), чим далі ми віддаляємо його, будучи в змозі збалансувати вагу проти лотка, який має більшу вагу, ніж той, який ми рухаємося біля бруса. Є закон важеля. Чим довше важіль, за допомогою якого ми хочемо щось рухати, тим більшу вагу ми можемо рухати. У нас є сила, яка у нас є, якщо ми можемо рухати більше ваги, збільшуючи важіль, це тому, що ми збільшуємо наш крутний момент.

Як бачимо, сила визначається як та сила, здатна генерувати роботу в одиниці часу і крутний момент - це сила, помножена на важіль важеля, так що потужність і крутний момент - величини, що відносяться до сил. Давайте подивимось, що представляє кожна з цих величин, коли ми говоримо про характеристики двигуна.

Потужність і крутний момент двигуна

Якби двигун не мав крутного моменту, він би не мав потужності. Обидві величини йдуть рука об руку. У своїй підсвідомості ми краще розуміємо уявлення про те, що таке сила, але насправді ми помиляємось. Коли ви сидите в машині і коли розганяєтесь, ви помічаєте, як ти притискаєшся до сидіння, кажеш "яка сила", але насправді те, що придавлює тебе проти сидіння, - це крутний момент двигуна. Потужність є результатом множення крутного моменту на кількість обертів.

Подивіться на графіку вище. Червона лінія відображає потужність, а синя лінія - крутний момент. Горизонтальна вісь показує оберти двигуна, а вертикальна вісь значення потужності та крутного моменту. Графік крутного моменту збільшується між 1200 і 1600 об/хв. Між 1600 і 2400 об/хв крутний момент практично постійний, і звідти він починає знижуватися до 3600 об/хв, після чого крутний момент падає більш різко. Давайте подивимося, як цей графік крутного моменту впливає на потужність:

Зі збільшенням крутного моменту потужність зростає різкіше. На графіку нахил потужності між цими 1200 і 1600 об/хв дуже крутий. Коли крутний момент постійний це чітко видно потужність збільшується лінійно з обертами, з постійним нахилом.

З 2400 об/хв крутний момент падає, але потужність продовжує зростати з обертами, хоча його нахил зменшується. У цій смузі двигун може продовжувати нарощувати потужність, хоча у нього менше крутного моменту, оскільки оберти збільшуються, і крутний момент не дуже різко зменшується.

Тільки коли крутний момент різко падає (у цьому прикладі, починаючи з 3600 об/хв), потужність починає падати, оскільки втрата крутного моменту більша, ніж збільшення частоти обертання двигуна.

Крутний момент двигуна - це величина, яка головним чином визначає прискорення та відновлення автомобіля, поки потужність швидше визначає максимальну швидкість що здатне досягти. Давайте уявимо теоретичний двигун, в якому крутний момент дуже низький і зростає дуже повільно, поки він не досягне 10000 об/хв (без урахування співвідношень різних передач редуктора). Цей автомобіль мав би дуже погане прискорення, але він міг би досягти високої максимальної швидкості, оскільки він потроху набирав би потужність і міг би поступово долати опір просуванню.

З іншого боку, у нас є двигун з величезним крутним моментом, але це майже повністю втрачає його від 2000 об/хв. Цей автомобіль мав би жорстокі прискорення з місця і дуже добре відновлювався б на високих передачах, але мав би погану максимальну швидкість.