Что важнее, крутящий момент или лошадиные силы — Авто блог
Крутящий момент против лошадиных сил, просто о сложном
Крутящий мощность и момент являются двумя серьёзными техническими условиями, касающимися двигателей, но о них редко кто рассуждает в верном ключе. Простая точка зрения обывателя направлена приблизительно в одно русло. Я желаю забрать автомобиль , дабы ездить по простым дорогам, я обожаю время от времени погонять, исходя из этого мне нужна машина с громадным числом лошадиных сил.
В случае если в ее двигателе их будет большое количество, значит она будет стремительной, думают кое-какие и это не совсем верное рассуждение.
Второй момент, человек желает купить автомобиль для езды вне дорог. Проходимые настоящие внедорожники постоянно оснащаются дизельными двигателями. Моторы на дизельном горючем постоянно обладают выдающимся крутящим моментом.
Зная эти факты, люди рассуждают, что дизель подходит лишь для распутья и не может соревноваться с бензиновыми двигателями в динамике и скорости.
И это частично не есть акссиомой.
Что такое крутящий момент? Что такое лошадиная сила?
Исходя из этого мы решили мало просветить собственных читателей что любой из этих терминов свидетельствует и на что необходимо обращать внимание при выборе вашего следующего автомобиля: на громадный крутящий момент либо на большее количество лошадиных сил.
Оба научных термина существовали задолго до транспортных средств и появления автомобилей в целом, исходя из этого мы будем применять мало терминологии из физики в отечественной маленькой истории.
Мощность
В первую очередь, давайте возвратимся к человеку, что научил всех нас измерять мощность. Его кликали Джеймс Уатт. Он был шотландским инженером, чье имя начало обозначать стандартизированное наименование единицы измерения мощности.
Ватты употребляются для измерения мощности, ок, казалось бы, хватит дальше придумывать терминологию, но на этом как мы знаем яркие умы не остановились, в обиход были приняты лошадиные силы.
Для чего? Нужен был настоящий эквивалент показателя силы. В те временя им стала простая лошадь.
С того времени одна метрическая лошадиная сила стала равна 735,5 Вт.
Что такое лошадиная сила? Она описывается как свойство поднимать 75 кг на один метр за одну секунду. Мощность (в лошадиных силах) обозначает, как скоро производится работа.
Крутящий момент
В это же время, крутящий момент относится к иному виду силы, которая пытается развернуть объект около оси. С позиций неспециалиста, вращающий момент есть мерой силы, нужной, дабы развернуть винт либо колесо. В то время, когда вы откручиваете крышку пластиковой бутылки, вы используете крутящий момент.
В качестве наглядного примера. Имеется машина, закручивающая крышки на пластиковых контейнерах на заводе, дабы обеспечивать, что емкость не будет пропускать жидкость через крышку должна быть настроена под определенный крутящий момент. Последний пример показывает то, как очень сильно машина обязана закрутить крышку на контейнере, дабы убедиться, что она герметична, без ущерба для резьбы либо крышки.
В случае если нужное упрочнение крутящего момента не соблюдается, то жидкость в контейнера может протечь либо напротив, резьба так хорошо закрутится, что потребитель не сможет добраться до содержимого контейнера, в случае если у него, как говорится в простонародье, силенок не хватит, а по- научному, его запястье приложит не хватает крутящего момента.
Если Вы желаете еще легче осознать отличие между этими двумя терминами, представьте, что крутящий момент свидетельствует, что вы делаете домашнее варенье в вашем доме, и вы должны положить его в банки. Вам потребуется крутящий момент, дабы запечатать банки крышками, но лошадиные силы будут нужны чтобы поднять контейнер с наполненными банками в собственный шкаф для хранения.
Крутящий мощность и момент в двигателях внутреннего сгорания
И вот мы переходим к самой занимательной части, которую вы несомненно ожидали. В двигателе внутреннего сгорания крутящий момент совмещается с мощностью, сообща создают однонаправленную работу.
Оба вида трудятся рука об руку, трудятся для вашего автомобиля, дабы обеспечить его большую производительность на дороге.
Смотрите кроме этого: Топ 5 самых стремительных дизельных машин в 2016 году
Формула, которая растолковывает это, выглядит так: Мощность (л.с.) = Момент (Нм) х обороты в 60 секунд/5,252. Это уравнение возможно применено к каждому двигателю внутреннего сгорания и возможно установлено при любых оборотах коленчатого вала в 60 секунд, значение 5,252 есть константой.
Несложным объяснением этого факта стало бы то, что двигатель создаёт мощность при помощи вращающегося вала (коленчатого вала), что может применить величину крутящего момента к нагрузке при заданных оборотах в 60 секунд. Исходя из этого, мощность вычисляется из крутящего оборотов и момента в 60 секунд. При 5,252 оборотах в 60 секунд, мощность и крутящий момент будут равны.
В это же время, при более низких значениях, крутящий будет выше по значению, чем лошадиные силы, тогда как при более высоких значениях, все окажется с точностью до напротив.
Это утверждение относится ко всем двигателям внутреннего сгорания, всем его видам.
Так, всегда, в то время, когда измеряется сила двигателя, употребляется динамометр. Крутящий скорость и момент вращения коленчатого вала умножаются, а после этого делятся на 5,252 (для отечественных единиц значение образовывает 7.120) получается неестественное значение лошадиных сил.
Наглядный пример преимущества автомобиля с громадным крутящим моментом.
Mercedes-Benz C-Класс
Бензин
141 л.с. при 6200 об/мин
176 Н•м при 3800 об/мин
Коробка передач Автоматическая
Количество передач 7
Снаряженная масса1500 кг
Время разгона 0 — 100 км/ч 8.7 с
Chevrolet Cruze Wagon
Бензин
156 л.с. при 5300 об/мин
250 Н•м при 1200 — 4000 об/мин
Коробка передач Механическая
Количество передач 5
Снаряженная масса1445 кг
Время разгона 0 — 100 км/ч 11 с
Мощность либо крутящий момент, что серьёзнее?
Вопрос не совсем корректный, но мы должны ответить на него, поскольку как раз за ним вы и пришли на данную статью.
Автомобиль с большим уровнем мощности, в большинстве случаев, стремительнее, при ускорении, достигает более высокой большой скорости и может нести больший вес. Однако, автомобиль с громадным показателем крутящего момента будет иметь лучшее ускорение по передачам, более низкие оборотах двигателя при заданной нагрузке (принципиально важно, в то время, когда обращение доходит до экономии горючего), и свойство идти стремительнее разгоняться с нуля.
Так как лошадиные силы возрастают вместе с крутящим моментом, высокомоментный двигатель может достигнуть более высоких значений мощности, если оно способно превышать 5,252 оборотов в 60 секунд и настроен с целью достижения данной задачи.
Что такое диапазон мощности?
Данный термин обозначает диапазон оборотов крутящего момента двигателя и предельное количество его мощности. В промежутке по достижению этого коэффициента двигатель трудится в оптимальном режиме и снабжает экономию топлива и высокую производительность.
Электродвигатели имеют достаточно широкий диапазон мощности, потому, что они могут быть около большой силы крутящего момента при минимальных оборотах оси, а их большая сила кроме того больше, чем единица, создаваемая двигателем внутреннего сгорания.
Дизельные двигатели владеют более узким диапазоном мощности. Потому, что их пик крутящего момента меньше, чем в бензиновых двигателях, а большая мощность достигается на меньших оборотах. Бензиновые двигатели наделены более широким диапазоном мощности.
По данной самой причине они так пользуются спросом и востребованы, как у потребителей, так и у производителей. Помимо этого, современные бензиновые двигатели с турбокомпрессором, ярким впрыском, изменяемыми фазами газораспределения, и вторыми разнообразными техническими ответами снабжают очень широкий диапазон мощности.
Из-за чего машины с высоким крутящим моментом динамичнее более замечательных автомобилей?
Обстоятельство кроется в приводе. Он увеличивает крутящий момент, улучшая разгон на первых передачах. Так, это дает преимущество транспортным средствам с низким уровнем крутящего момента.
При переключении скоростей двигатель приближается к высшей отметки мощности, что ведет к постепенному понижению вращающего момента, и соответственному росту оборотов.
Как раз по данной причине дизельные двигатели побеждают старт с места у собственных бензиновых соперников. Помимо этого, отличие между ними прослеживается еще и в массе, но главными показателями являются сцепление и крутящий момент.
Из-за чего высокомощные машины участвуют в гонках?
Потому, что у машин с высокими показателями лошадиной силы оснащены замечательной совокупностью передач, они владеют свойством достигать более высоких оборотов двигателя за более маленький временной отрезок. А так как, в моторизованных соревнованиях должны принимать участие авто, владеющие высоким диапазоном мощности.
Автомобильный рынок России: перспективы 2015 развития и результаты года
Но, известны случаи, в то время, когда дизельные машины становятся более успешными в определенных видах гоночных соревнований, таких как 24 Часа Ле-Ман, в которых Audi много раз побеждала громадные призы с его TDI гоночных болидами. Последнюю победу команде Ауди принесла повышенная топливная эффективность, что разрешило израсходовать меньше топлива и меньше заезжать на дозаправки.
Отвечая на риторический вопрос поставленный в начале, о выборе автомобиля, скажем следующее, во всем нужна мера. Принципиально важно осознавать, для каких целей вам пригодится автомобиль. Где и на каких скоростях вы станете его эксплуатировать.
Дизельный двигатель либо бензиновый мотор с более высоким крутящим моментом (наступающем при более низких оборотах двигателя) и низкой мощностью возможно значительно динамичнее подобного по параметрам автомобиля на скоростях до 100- 140 км/ч.
Ну а вдруг мотор владеет высокой мощностью, но низким моментом, он проиграв в разгоне, наверстает потерянное за счет более высокой большой скорости.
Мощность либо крутящий момент — что ответственнее?
Темы которые будут Вам интересны:
Что важнее, крутящий момент или лошадиные силы — 4КОЛЕСА — 28 февраля — 43905460345
Крутящий момент против лошадиных сил, просто о сложном
Крутящий момент и мощность являются двумя важными техническими условиями, касающимися двигателей, но о них редко кто рассуждает в правильном ключе.
Обычная точка зрения обывателя направлена примерно в одно русло. «Я хочу взять легковой автомобиль, чтобы ездить по обычным дорогам, я люблю иногда погонять, поэтому мне нужна машина с большим количеством лошадиных сил. Если в ее двигателе их будет много, значит она будет быстрой», думают некоторые и это не совсем верное рассуждение.
Второй момент, человек хочет приобрести автомобиль для езды вне дорог. Проходимые настоящие внедорожники всегда оснащаются дизельными двигателями. Моторы на дизельном топливе всегда обладают выдающимся крутящим моментом. Зная эти факты, люди рассуждают, что дизель подходит только для бездорожья и не способен соревноваться с бензиновыми двигателями в скорости и динамике. И это отчасти не является акссиомой.
Поэтому мы решили немного просветить своих читателей что каждый из этих терминов означает и на что нужно обращать внимание при выборе вашего следующего автомобиля: на большой крутящий момент или на большее количество лошадиных сил.
Оба научных термина существовали задолго до появления автомобилей и транспортных средств в целом, поэтому мы будем использовать немного терминологии из физики в нашей небольшой истории.
Мощность
Прежде всего, давайте вернемся к человеку, который научил всех нас измерять мощность. Его звали Джеймс Уатт. Он был шотландским инженером, чье имя стало обозначать стандартизированное название единицы измерения мощности. Ватты используются для измерения мощности, ок, казалось бы, хватит дальше придумывать терминологию, но на этом как известно светлые умы не остановились, в обиход были приняты лошадиные силы. Зачем? Нужен был реальный эквивалент показателя силы. В те временя им стала обычная лошадь. С тех пор одна метрическая лошадиная сила стала равна 735,5 Вт.
Что такое лошадиная сила? Она описывается как способность поднимать 75 кг на один метр за одну секунду. Мощность (в лошадиных силах) обозначает, насколько быстро производится работа.
Крутящий момент
Между тем, крутящий момент относится к иному виду силы, которая стремится повернуть объект вокруг оси. С точки зрения неспециалиста, вращающий момент является мерой силы, необходимой, чтобы повернуть винт или колесо. Когда вы откручиваете крышку пластиковой бутылки, вы используете крутящий момент.
В качестве наглядного примера. Есть машина, закручивающая крышки на пластиковых контейнерах на заводе, чтобы гарантировать, что емкость не будет пропускать жидкость через крышку должна быть настроена под определенный крутящий момент. Последний пример показывает то, как сильно машина должна закрутить крышку на контейнере, чтобы убедиться, что она герметична, без ущерба для резьбы или крышки. Если необходимое усилие крутящего момента не соблюдается, то жидкость внутри контейнера может протечь или наоборот, резьба так плотно закрутится, что потребитель не сможет добраться до содержимого контейнера, если у него, как говорится в простонародье, силенок не хватит, а по- научному, его запястье приложит недостаточно крутящего момента.
Если Вы хотите еще проще понять разницу между этими двумя терминами, представьте, что крутящий момент означает, что вы делаете домашнее варенье в вашем доме, и вы должны положить его в банки. Вам потребуется крутящий момент, чтобы запечатать банки крышками, но лошадиные силы будут необходимы для того чтобы поднять контейнер с наполненными банками в свой шкаф для хранения.
Крутящий момент и мощность в двигателях внутреннего сгорания
И вот мы переходим к самой интересной части, которую вы без сомнения ждали. В двигателе внутреннего сгорания крутящий момент совмещается с мощностью, сообща производят однонаправленную работу. Оба вида работают рука об руку, трудятся для вашего автомобиля, чтобы обеспечить его максимальную производительность на дороге.
Формула, которая объясняет это, выглядит таким образом:Мощность (л.с.) = Момент (Нм) х обороты в минуту/5,252. Это уравнение может быть применено к каждому двигателю внутреннего сгорания и может быть проверено при любых оборотах коленчатого вала в минуту, значение 5,252 является константой.
Простым объяснением этого факта стало бы то, что двигатель производит мощность при помощи вращающегося вала (коленчатого вала), который может применить величину крутящего момента к нагрузке при заданных оборотах в минуту. Поэтому, мощность вычисляется из крутящего момента и оборотов в минуту. При 5,252 оборотах в минуту, мощность и крутящий момент будут равны. Между тем, при более низких значениях, крутящий будет выше по значению, чем лошадиные силы, в то время как при более высоких значениях, все окажется с точностью до наоборот. Это утверждение относится ко всем двигателям внутреннего сгорания, всем его видам.
Таким образом, всякий раз, когда измеряется сила двигателя, используется динамометр. Крутящий момент и скорость вращения коленчатого вала умножаются, а затем делятся на 5,252 (для наших единиц значение составляет 7.120) получается искусственное значение лошадиных сил.
Наглядный пример преимущества автомобиля с большим крутящим моментом.
Mercedes-Benz C-Класс
Бензин
141 л.с. при 6200 об/мин
176 Н∙м при 3800 об/мин
Коробка передач Автоматическая
Количество передач 7
Снаряженная масса 1500 кг
Время разгона 0 — 100 км/ч 8.7 с
Chevrolet Cruze Wagon
Бензин
156 л.с. при 5300 об/мин
250 Н∙м при 1200 — 4000 об/мин
Коробка передач Механическая
Количество передач 5
Снаряженная масса 1445 кг
Время разгона 0 — 100 км/ч 11 с
Мощность или крутящий момент, что важнее?
Вопрос не совсем корректный, но мы должны ответить на него, ведь именно за ним вы и пришли на данную статью. Автомобиль с высоким уровнем мощности, как правило, быстрее, при ускорении, достигает более высокой максимальной скорости и может нести больший вес. Тем не менее, автомобиль с большим показателем крутящего момента будет иметь лучшее ускорение по передачам, более низкие оборотах двигателя при заданной нагрузке (важно, когда речь доходит до экономии топлива), и способность идти быстрее разгоняться с нуля.
Так как лошадиные силы возрастают вместе с крутящим моментом, высокомоментный двигатель может достичь более высоких значений мощности, если оно способно превысить 5,252 оборотов в минуту и настроен для достижения этой задачи.
Что такое диапазон мощности?
Этот термин обозначает диапазон оборотов крутящего момента двигателя и максимальное число его мощности. В промежутке по достижению этого коэффициента двигатель работает в оптимальном режиме и обеспечивает высокую производительность и экономию топлива.
Электродвигатели имеют достаточно обширный диапазон мощности, поскольку они могут достигать максимальной силы крутящего момента при минимальных оборотах оси, а их максимальная сила даже больше, чем единица, производимая двигателем внутреннего сгорания.
Дизельные двигатели обладают более узким диапазоном мощности. Поскольку их пик крутящего момента меньше, чем в бензиновых двигателях, а максимальная мощность достигается на меньших оборотах.
Бензиновые двигатели наделены более широким диапазоном мощности. По этой самой причине они так востребованы и пользуются спросом, как у потребителей, так и у производителей. Кроме того, современные бензиновые двигатели с турбокомпрессором, непосредственным впрыском, изменяемыми фазами газораспределения, а также другими разнообразными техническими решениями обеспечивают крайне широкий диапазон мощности.
Почему автомобили с высоким крутящим моментом динамичнее более мощных машин?
Причина кроется в приводе. Он увеличивает крутящий момент, улучшая разгон на первых передачах. Таким образом, это дает преимущество транспортным средствам с низким уровнем крутящего момента. При переключении скоростей двигатель приближается к высшей отметки мощности, что приводит к постепенному снижению вращающего момента, и соответственному росту оборотов.
Именно по этой причине дизельные двигатели выигрывают старт с места у своих бензиновых конкурентов. Кроме того, разница между ними прослеживается еще и в массе, но основными показателями являются сцепление и крутящий момент.
Почему высокомощные автомобили участвуют в гонках?
Поскольку у автомобилей с высокими показателями лошадиной силы оснащены мощной системой передач, они обладают способностью достигать более высоких оборотов двигателя за более короткий промежуток времени. А так как, в моторизованных соревнованиях должны участвовать авто, обладающие достаточно высоким диапазоном мощности.
Однако, известны случаи, когда дизельные автомобили становятся более успешными в определенных видах гоночных соревнований, таких как 24 Часа Ле-Ман, в которых Audi неоднократно выигрывала большие призы с его TDI гоночных болидами. Последнюю победу команде Ауди принесла повышенная топливная эффективность, что позволило потратить меньше топлива и меньше заезжать на дозаправки.
Отвечая на риторический вопрос поставленный в начале, о выборе автомобиля, скажем следующее, во всем нужна мера. Важно осознавать, для каких целей вам понадобится автомобиль.
Где и на каких скоростях вы будете его эксплуатировать. Дизельный двигатель или бензиновый мотор с более высоким крутящим моментом (наступающем при более низких оборотах двигателя) и низкой мощностью может быть гораздо динамичнее аналогичного по параметрам автомобиля на скоростях до 100- 140 км/ч.
Ну а если мотор обладает высокой мощностью, но невысоким моментом, он проиграв в разгоне, наверстает упущенное за счет более высокой максимальной скорости.
Источник
Мощность и крутящий момент: что значат эти понятия?
Мощность автомобиля – понятие, знакомое каждому автовладельцу. Говоря о нем, часто упоминают словосочетание «лошадиные силы». Именно в них измеряется мощность, то есть сила мотора. А запас этой силы зависит от количества оборотов. Современные двигатели выдают показатель оборотов от 5000 до 6500, а что касается среднего показателя, то это порядка 2000-3000 оборотов в минуту – это более реальные цифры для поездок в условиях города.
Таким образом, если двигатель автомобиля имеет мощность порядка 100 лошадиных сил в предельном режиме, то при езде по городу на средних оборотах эту цифру надо поделить надвое.
А что если вы едете по городу, и перед вами появляется грузовик, который нужно обогнать? В этом случае без полной мощности мотора не справиться. Однако не спешите, двигателю нужно дать время на раскрутку. Сначала тахометр покажет 4000 об/мин, что будет соответствовать 70 л.с., затем 5000 об/мин – 990 л.с. И вот по достижению максимального показателя, например, 6000 об/мин, то к вашим услугам окажутся все 100 «лошадок».
Теперь стоит ввести понятие крутящего момента – именно он отвечает за то, чтобы вам стали доступны все «лошадки» под капотом авто. Табун соберется настолько быстро, чем выше будет показатель крутящего момента. Таким образом, от этого напрямую зависит и время, затрачиваемое на ускорения автомобиля.
Обязательно нужно учесть и обороты, на которых двигатель развивает максимальный крутящий момент.
Если этот показатель составляет 4000 об/мин, то разгон будет стартовать где-то с 2000–3000 об/мин (показатель для нормальной езды), с которых и нужно будет раскручивать двигатель. На разгон потребуется затратить время, а оно порой очень дорого.
Если же максимальный крутящий момент двигатель авто выдает уже при 2000 об/мин, то и время на раскрутку тратить не нужно. Все, что потребуется от водителя – это хорошенько надавить на газ и позволить машине быстро набрать ход. Какой вывод можно сделать? А такой, что чем более на низких оборотах двигатель будет выдавать максимальный крутящий момент, тем лучше – тем быстрее будет разгоняться автомобиль. Такие модели называют «тяговитыми». Например, о них могут говорить, что они могут развивать максимальные 200 Hм всего пpи 1750 об/мин. И это отличный малый показатель количества оборотов, при которых развивается крутящий момент.
Еще один нюанс – показатель крутящего момента зависит от литража автомобиля. Самым менее тяговитым будет двигатель малолитражных авто, таких как 1,5-литровый движок ВАЗ 2108.
За рулем такой машины водителю приходится переключаться на более низкие передачи и таким образом поддерживать высокие обороты, иначе мотор не будет тянуть. В такой ситуации нужно увеличить объем двигателя, тогда можно будет получить «момент на низах».
… Для полуидиотов. : cars
МОМЕНТ И МОЩНОСТЬ ДЛЯ ПОЛУИДИОТОВ
Автор Rex8499
Резюме: В попытке объяснить, как связаны крутящий момент и мощность в автомобилях, и что именно означают эти термины и числа, и что кажется быстрее, я написал это в надежде, что полуразумные люди смогут получить хотя бы элементарное представление об используемых концепциях. Если вы еще не знакомы с тем, как работает движок, вам нужно начать с него, прежде чем пытаться прочитать это.Двигатели очень сложные, и эти объяснения упрощены, но точны. Есть много других факторов, которые я не буду здесь сегодня углубляться. Будьте терпеливы, читая все это. Вам нужно понять основы, прежде чем переходить к хорошему.
Крутящий момент:
На самом базовом уровне это крутящая сила, приложенная к чему-либо. Когда вы кладете гаечный ключ на болт и нажимаете на конец гаечного ключа, вы прикладываете крутящий момент и пытаетесь повернуть болт.Крутящий момент = (сила, приложенная перпендикулярно) x (длина рычага, к которому прилагается сила.)
См. Рисунок: Imgur
Рука A тянет вниз с силой 20 фунтов и находится на расстоянии 1 фута от болта. Следовательно:
Крутящий момент A = (20 фунтов) x (1 фут) = 20 фунт-футов. Рука B находится вдвое дальше, поэтому для создания такого же крутящего момента требуется только тянуть с половиной силы.
Крутящий момент B = (10 фунтов) x (2 фута) = 20 фут-фунтов.
Об этом нужно помнить при работе с автомобилем.Часто болт оказывается слишком тугим или ржавым, и вам не удастся его ослабить. Если вы возьмете более длинный гаечный ключ или наденьте кусок трубы на рукоятку, чтобы сделать рукоятку более длинной, вы можете приложить больший крутящий момент к болту, не прилагая особых усилий.
Или в этом случае работайте так же усердно, как в первый раз, но приложите гораздо больший крутящий момент и, надеюсь, достаточно, чтобы ослабить болт. Один из инструментов, который я ношу в своем ящике для инструментов, — это кусок трубы, предназначенный именно для этой цели. Давайте на секунду заглянем внутрь двигателя. Когда сгорание происходит внутри, он давит на поршень, который толкает вниз шатун, который толкает вниз при смещении коленчатого вала.Если вы можете представить себе центр коленчатого вала, как болт, и смещенный рычаг коленчатого вала как гаечный ключ, а поршень и шатун как вашу руку, пытающуюся надавить вниз. Вы прикладываете крутящую силу (крутящий момент) к оси коленчатого вала.
Imgur
На этой фотографии крутящий момент, создаваемый на коленчатом валу, будет: Крутящий момент = F * D В зависимости от размера цилиндра и количества воспламененного газа ваша сила (F), прикладываемая вниз к поршню, и, в конечном итоге, рычаг коленчатого вала меняется.Двигатели, сжигающие больше газа, могут сильнее давить на газ и создавать более высокий крутящий момент. Умножьте этот крутящий момент на количество цилиндров, чтобы получить еще больший общий крутящий момент для большого двигателя V8 по сравнению с 4 цилиндрами.
Лошадиная сила:
Единица измерения для работы. Раньше 1 лошадиная сила использовалась для описания мощности, необходимой для подъема 550 фунтов на 1 фут вертикального расстояния за одну секунду. 1 л.с. = 550 фут * фунт / сек. Стандартная лошадь со шкивом могла поднимать 550 фунтов на 1 фут в секунду.
Imgur
Если у вас есть Ferrari на 2000 фунтов и Volkswagon на 2000 фунтов, и вы поедете на них обоих на вершину холма, Ferrari доберется туда быстрее (то есть за меньшее время), у него больше мощности. Мощность = (работа / время). Но вы проделаете одинаковый объем работы с каждой машиной. Вы будете сжигать одинаковое количество бензина с каждой машиной (здесь, в залах из слоновой кости в академии, мы предполагаем, что эффективность одинакова). Ferrari может выполнять больше работы за более короткое время, но не может выполнять больше работы на заданном расстоянии.
Лошадиная сила — это просто единица измерения, позволяющая сравнить, сколько работы двигатель может выполнять с течением времени. Сколько раз в секунду двигатель развивает этот крутящий момент, определяет мощность. Двигатель, который не вращался, все еще мог создавать крутящий момент, вообще не создавая никакой мощности. Точно так же, как вы можете приложить крутящий момент к ржавому болту, и он никогда не сдвинется с места. Вы прикладываете крутящий момент, но не делаете никакой работы. Следовательно, лошадиных сил нет. Как только он начинает вращаться, вы получаете некоторую мощность.
Если посмотреть на динамический график, крутящий момент и мощность взаимосвязаны.Типичный динамометрический стенд для шасси не измеряет мощность, он измеряет крутящий момент, а затем ВЫЧИСЛЯЕТ мощность, используя это уравнение. Примечание: это упрощенное уравнение, и для него требуется крутящий момент в фут-фунтах и об / мин, указанный как «X000».
л.с. = (крутящий момент x об / мин) / 5252
Таким образом, динамометрические кривые л.
с. и крутящего момента ВСЕГДА пересекаются при 5252 об / мин. Вот как работает уравнение. Посмотрите на это уравнение на секунду, и давайте подумаем. Если у вас есть двигатель, который развивает огромный крутящий момент, но он вращается очень медленно с низкими оборотами, мощность в лошадиных силах будет низкой.
Или, если у вас есть двигатель, который развивает небольшой крутящий момент, но вращается очень быстро, у вас все равно может быть большое количество лошадиных сил.
Если у вас большой двигатель V8, он выдает большой крутящий момент на низких оборотах, а это означает, что он также имеет больше л.с. и выполняет больше работы на этих более низких оборотах, но обычно у него более низкая кривая мощности и красная линия оборотов, поэтому Количество лошадиных сил при более высоких оборотах ограничено по сравнению с двигателем, который может поддерживать хорошую кривую крутящего момента до 10 000 об / мин.
С маленьким 4-цилиндровым двигателем он вырабатывает меньший крутящий момент и, следовательно, меньшую мощность на низких оборотах с вдвое меньшим количеством цилиндров, но обычно он достигает более высоких оборотов и поддерживает лучшую кривую крутящего момента на этих оборотах, поэтому мощность в лошадиных силах все еще может быть снижена.
как большой V8 с большим крутящим моментом.Если вы посмотрите на некоторые гоночные автомобили Формулы-1, они часто имеют очень маленькие двигатели, которые не имеют большого крутящего момента, но они развивают скорость до 18 000 об / мин, поэтому их мощность безумно высока.
Итак, мощность в лошадиных силах — это просто функция крутящего момента при определенных оборотах. Это самое важное, что нужно из этого понять. МОЩНОСТЬ ЭТО ПРОСТО ФУНКЦИЯ МОМЕНТА ПРИ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ОБОРОТАХ.
На более низких оборотах двигатель развивает высокий крутящий момент, но из-за этого крутящий момент уменьшается раз в минуту при низких оборотах, поэтому мощность в лошадиных силах мала, потому что выполняется меньше общей работы.По мере того, как обороты двигателя увеличиваются выше своей наиболее эффективной точки и пика на кривой крутящего момента, крутящий момент уменьшается с каждым оборотом (позже я объясню почему). Однако он увеличивает крутящий момент больше раз в минуту, поэтому мощность начинает расти.
Несмотря на то, что он создает меньшую силу на оборот, он вращается (и стреляет) больше раз в минуту, поэтому общая выполняемая работа больше, обеспечивая большую мощность. Продолжение в комментариях …
Edit 1: уточнение при уменьшении крутящего момента.
Правка 2: пояснение, что двигатели создают мощность.
Edit 3: Wording
Edit 4: Основываясь на всех замечательных отзывах и на многих людях, умоляющих меня написать больше, я решил написать целую небольшую книгу о двигателях. Мне потребуется немного времени, чтобы сделать что-то качественное, так что не ищите этого хотя бы несколько месяцев. Я отправлю ссылку и здесь, когда закончу. Но на этот раз это будет не по доброте моего сердца. За это вам придется заплатить небольшую плату. Я настрою его как электронную книгу через амазонку или что-то в этом роде.Я выясню это, когда придет время.
лошадиных сил и крутящий момент — что важнее для гонок? — РАСХОДОМЕРЫ
В автоспорте нужно учитывать множество факторов, и вы столкнетесь с двумя общими концепциями: мощность и крутящий момент.
Первый из них обычно указывается в спецификации автомобиля, но в меньшей степени крутящий момент. Итак, что важнее для гонок, лошадиные силы или крутящий момент?
В гонках крутящий момент важнее, чем мощность, поскольку крутящий момент имеет решающее значение для ускорения.Гонки выигрываются за счет наиболее эффективного ускорения и замедления, а не просто за счет максимальной скорости. Водители должны обращать внимание на кривые крутящего момента и мощности, чтобы понять, когда следует переключать передачи.
Крутящий момент и мощность на самом деле напрямую связаны друг с другом. Мы объясним, как они связаны, как их можно измерить и что эти измерения могут рассказать вам об автомобиле, которым вы управляете.
Что такое мощность в лошадиных силах?Что такое работа?
Прежде чем мы рассмотрим, почему каждая из этих концепций важна для гонок, нам нужно сначала определить несколько основных физических концепций.
Первый из них называется работой. Работа в основном является результатом силы, действующей на расстоянии . Если вы что-то толкаете, скажем тачку, по саду, вы делаете работу. Проделанная вами работа равна приложенной вами силе , умноженной на расстояние .
Работа = Сила x Расстояние
Работа часто измеряется в фут-фунтах, или фут-фунтах, но иногда измеряется в джоулей (Дж) или Ньютон-метров (Нм). Насколько быстро выполняется эта работа, мы называем
Первое измерение мощности в лошадиных силах
Он обнаружил, что лошади (на самом деле пони, которых он затем учел, выполнив некоторые базовые вычисления) могут тянуть 330 фунтов веса на 100 футов за одну минуту .
Он обозначил это как 1 лошадиную силу. Это также можно записать как 33000 фунтов на расстоянии 1 фут за 1 минуту, что сейчас часто приравнивают к лошадиным силам. Это также может быть 1 фунт 33000 футов за одну минуту, но это гораздо менее практично.
Таким образом, мощность в лошадиных силах была определена как , насколько быстро может быть выполнен определенный объем работы . Поскольку работа была мерой силы, умноженной на расстояние, это фактически было тем, насколько далеко лошадь переместила вес. Посчитав это и определив расстояние, которое он может пройти за одну минуту, Джеймс Ватт стандартизировал мощность лошадиных сил, и с тех пор это используется в качестве измерения мощности автомобилей.
Для автомобилей будет указано значение лошадиных сил (л.с.
) или тормозной мощности л.с. (л.с.). BHP — это мощность двигателя без учета возможных потерь мощности . Они не так важны для этой статьи, но тонкая разница в том, что HP учитывает эти потери и может рассматриваться как более точное представление реальной мощности автомобиля. Таким образом, значение HP будет немного ниже, чем BHP.
Пример
Лошадиная сила автомобиля — это, по сути, единиц измерения того, насколько быстро двигатель может двигаться вперед. .Bugatti Veyron может иметь мощность 1000 л.с. и развивать максимальную скорость 250 миль / ч (400 км / ч). Однако он весит около 2 тонн. Автомобиль F1 может также иметь 1000 л.с., но иметь более низкую максимальную скорость около 230 миль в час (370 км / ч). Однако он весит меньше половины Veyron.
В то время как Veyron может разогнаться до 200 км / ч за 7 секунд, автомобили F1 могут сделать это всего за 4,5 секунды. Таким образом, лошадиных сил не всегда означает огромную максимальную скорость (хотя 230 миль в час — это все еще очень быстро), но вместо этого измеряет, насколько быстро двигатель может разогнать вес автомобиля .
Еще о чем следует подумать
Однаколошадиных сил нельзя рассматривать как простое значение ускорения, так как в игре есть , гораздо больше факторов. . Очевидно, следует учитывать не только вес автомобиля, но и влияние прижимной силы и аэродинамики . Это особенно важно для автомобилей Формулы 1 и показывает, что лошадиных сил — это еще не все, когда дело касается скорости. Но мы рассмотрим это более подробно в последнем разделе.
Что такое крутящий момент?Простое определение
Крутящий момент — это мера силы, необходимой для перемещения объекта вокруг его оси . Это приводит к так называемому угловому ускорению , которое, по сути, заставляет что-то вращаться. В случае автомобиля это коленчатый вал двигателя, который вращается, и сила, действующая на него, исходит от поршня над ним, перемещающегося вверх и вниз.
Чем больше крутящий момент, то есть чем быстрее может вращаться коленчатый вал, тем выше способность коленчатого вала выполнять работу . Это можно рассматривать в более широком смысле, учитывая все поршни, как мощность двигателя для работы . Мощность в лошадиных силах связана с крутящим моментом двигателя через простое уравнение, которое показывает мощность как скорость приложения крутящего момента или выполнения работы.
л.с. = (крутящий момент x об / мин двигателя) / 5252
Константа
Это последнее число (5252) известно как постоянная , и оно используется, чтобы позволить единицам оборотов и крутящего момента работать и отменять определенным образом при объединении. Это делает полученное значение мощности намного более простым для работы с , и пока вы используете одну и ту же константу для каждого вычисления, вы не меняете математику по-разному для любого одного вычисления, что дает вам согласованность в ваши результаты .
Хотя это может показаться запутанным, по сути, это показывает, что мощность в лошадиных силах является мерой объема работы, которая может быть выполнена при определенных оборотах двигателя с определенными значениями крутящего момента . Итак, теперь, когда мы знаем, каково каждое из этих значений, какое из них более важно для гонок — крутящий момент или мощность?
Что важнее для гонок?У автомобилей будут указаны пиковый крутящий момент и мощность в лошадиных силах, и это абсолютный максимум, которого может достичь автомобиль, и только при определенных оборотах.
Важность RPM
Число оборотов в минуту — это скорость вращения коленчатого вала двигателя. , и это объясняет классический звук вращения, который ассоциируется с гоночными автомобилями — да и вообще не гоночными автомобилями. Эта зависимость
Вот почему вы будете очень быстро разгонять автомобиль на более низких оборотах. , но когда вы достигнете более высоких оборотов, и особенно красной черты автомобиля, вам понадобится , чтобы переключить передачу на более высокую передачу, чтобы поддерживать ускорение .Это связано с тем, что автомобиль имеет большой крутящий момент на этих нижних передачах , передаточные числа , а затем по мере увеличения оборотов у него начинает иссякать крутящий момент, и, таким образом, вы начинаете бороться с ускорением.
Переключение передач
Когда вы переключаете передачу на более высокую передачу, передаточное число меняется, и обороты снова снижаются, что позволяет вам снова использовать крутящий момент. Этот цикл повторяется при переключении передач . У вас будет оптимальное значение крутящего момента при определенной частоте вращения , и оно будет разным для каждого автомобиля.У вас также будет оптимальный «диапазон мощности», то есть диапазон оборотов, в котором автомобиль генерирует наибольшую мощность.
Вот почему вы часто будете видеть, как водители гоночных автомобилей толкают автомобили намного ближе к красной линии тахометра , чем вы бы в своем автомобиле, поскольку вас гораздо меньше беспокоит мощность автомобиля при движении со скоростью ниже указанной. предел. Что они делают, так это получают от автомобиля абсолютный максимум мощности , но разве это важнее крутящего момента?
Разгон
На гоночной трассе , ускорение часто более важно, чем максимальная скорость .Это связано с тем, что на трассе будут повороты и повороты, которые потребуют от водителя замедления, а затем повторного увеличения скорости. Редко на трассе Формулы 1 автомобиль будет двигаться с максимальной скоростью , и даже на большинстве трасс NASCAR водителю нужно в какой-то момент сбросить газ, прежде чем снова нажать ногу.
Крутящий момент важнее мощности
Итак, понятно, что разгон жизненно необходим . Поскольку мощность в лошадиных силах является мерой того, насколько быстро может быть приложен крутящий момент, она коррелирует с ускорением.Это часто делает мощность в лошадиных силах гораздо более часто упоминаемой статистикой для гонщиков. Однако, если автомобиль не может использовать этот крутящий момент очень быстро, это не очень поможет водителю.
Водители должны вместо этого понимать кривую крутящего момента и кривую мощности своего двигателя (относительно числа оборотов в минуту), чтобы понимать оптимальные точки для переключения передач.
Кривые крутящего момента и кривые мощностиКривые крутящего момента и кривые мощности представляют собой графики двух переменных в зависимости от числа оборотов двигателя. Пример кривой крутящий момент / мощность в лошадиных силах можно увидеть ниже, с фиктивными данными, используемыми для демонстрации общей формы, которую можно ожидать от этих кривых. Фактические числа и точки пересечения двух серий будут различаться в зависимости от автомобиля.
Пример кривой крутящий момент / мощность в лошадиных силах
Оптимальное переключение
Оптимальный диапазон оборотов для переключения передач будет где-то между пиками крутящего момента и мощности . Конкретный оптимальный диапазон оборотов снова будет варьироваться для каждого автомобиля, при этом идеальные обороты будут такими, при которых при переключении на более высокую передачу вы сможете передать на крутящий момент на колеса на более высокой передаче , чем на более низкой передаче. .
Помните, крутящий момент связан с ускорением, и чем больше крутящего момента передается на колеса, тем быстрее они могут ускоряться. Например, представьте, что вы находитесь на передаче 3 rd при 7000 оборотах и, следуя приведенному выше графику, испытываете крутящий момент около 100 фунт-фут. Теперь вы хотите перейти на более высокий уровень, но не уверены, что сейчас подходящее время.
Меньше крутящего момента
Если бы вы переключили передачу на 4 -ю , и ваши оборотов упали до 2000 , то вы упали бы примерно до 80 фунтов на фут крутящего момента, что намного меньше 100 фунтов на фут.Таким образом, переключение на пониженную передачу уменьшило бы крутящий момент на колесах и, таким образом, привело бы к меньшему ускорению.
Больше крутящего момента
Если, с другой стороны, вы переключились на более высокую и только обороты с упали до 4000 , то вместо этого вы бы увеличили крутящий момент примерно до 120 фунт-фут. Это на больше, чем 100 фунт-фут , которые вы испытывали на нижней передаче при более высоких оборотах, и, таким образом, это была бы идеальная точка переключения. Обратите внимание, что эти цифры полностью выдуманы, но идея остается верной.
Теперь, чтобы получить эти оптимальные диапазоны переключения, необходимо много данных . Пройдя по ощущениям, вы получите то, что вам нужно большую часть времени, но если вы хотите сделать это точной наукой, вам понадобится дополнительная информация, включая реальные кривые крутящего момента / оборотов в минуту, передаточные числа вашего автомобиля, размеры шин и передаточное число главной передачи.
Много данных
Вся эта информация довольно сложна для работы с , если у вас нет опыта, и именно поэтому квалифицированные гоночные инженеры работают с ведущими командами автоспорта, чтобы помочь обучить водителей максимально эффективно использовать свою машину.Многие из них выполняются компьютерами, но именно инженеры программируют компьютеры и преобразуют это в полезную информацию для водителя.
Последние мыслиМощность и крутящий момент — это два физических понятия, которые часто путают друг с другом. , а крутящий момент обычно гораздо менее понятен. Оба они жизненно важны для производительности автомобиля, однако чаще всего указывается мощность в лошадиных силах. Водители должны анализировать кривые крутящего момента и мощности, чтобы полностью понять ускорение автомобиля и оптимальные моменты для переключения передач.
лошадиных сил против крутящего момента — что важнее? DriverBuddy расшифровывает этот вековой миф
Это спор, который продолжается десятилетиями, но редко приходит к разрешению: что важнее, лошадиных сил или крутящего момента ?
Ответ на вопрос в основном зависит от того, чего вы пытаетесь достичь. Во-первых, одним из распространенных заблуждений является то, что двигатель всегда вырабатывал определенное количество лошадиных сил и лошадиных сил и определенный крутящий момент.Реальность такова, что цифра, которую дает вам производитель, достигается только при пиковой мощности в лошадиных силах и пиковом крутящем моменте соответственно, и не раскрывает всей истории.
Крутящий момент
Крутящий момент — это измерение вращательного или вращательного движения . Он определяет, сколько работы может быть выполнено. Его часто описывают как сильных транспортных средств. Его можно рассчитать как Сила x Расстояние . Представьте себе гаечный ключ, поворачивающий болт.Если у вас есть гаечный ключ длиной 1 фут, и вы прикладываете 1 фунт силы на конце гаечного ключа для поворота болта, вы приложили 1 фунт / фут (фунт-фут) из Крутящий момент на болт. Если вы приложили 2 фунта силы к гаечному ключу длиной 1 фут, вы приложили 2 фунта / фут крутящего момента к болту. Точно так же, если вы прикладываете только 1 фунт силы, но на этот раз используете гаечный ключ длиной 2 фута, вы также прикладываете 2 фунта / фут крутящего момента . Это называется с использованием кредитного плеча . Для достижения более крутящего момента увеличьте либо Force , либо Distance .
В двигателе внутреннего сгорания цилиндры воспламеняются (за счет воспламенения смеси топлива и воздуха), в результате чего цилиндр движется вниз. Каждый цилиндр соединен с коленчатым валом двигателя. Torque умножает величину Force , создаваемую в цилиндрах, на Distance от коленчатого вала для создания Torque . Это та же концепция, что и при применении гаечного ключа Force для поворота болта. Чем больше Force или чем больше Distance , тем выше Torque .Чем больше крутящего момента , тем большее вращательное движение может быть достигнуто на коленчатом валу, а это означает, что двигатель может выполнять больше работы .
Если автомобиль тяжелый на , потребуется больше работы , чтобы повернуть ось (и, следовательно, коленчатый вал двигателя), чтобы привести автомобиль в движение. Наличие большего крутящего момента означает, что это движение проще, так как можно выполнить больше работы .
Лошадиная сила
Лошадиная сила , напротив, является мерой , сколько времени требуется для выполнения определенного количества работы ; или Крутящий момент x об / мин / 5252 .(Если вас интересует, почему именно 5252, то посмотрите это видео.) Этот аспект времени очень важен, когда дело доходит до измерения 0-60 раз и ускорения в целом, поскольку это измерение того, насколько быстро требуемая работа может быть достигнута. Если у вас будет больше лошадиных сил , вы сможете перейти на быстрее .
Означает ли это, что мощность — это все?
Эти два фундаментально связаны. Поскольку л.с. = крутящий момент x об / мин, то, если у вас тяжелый двигатель Torque , то вы сможете производить много лошадиных сил при более низких об / мин , что означает, что вам не нужно увеличивать обороты двигателя. аж ехать быстрее .Обычно это означает, что вы получаете хорошие 0-60 умноженные на , так как пиковая мощность может быть достигнута раньше.
С другой стороны, если у вашего автомобиля низкий крутящий момент Torque , вам нужно будет очень сильно увеличить обороты двигателя, чтобы достичь Peak Horsepower . Обычно это означает, что он может не так быстро разгоняться с места, но когда двигатель заводится, он действительно становится очень быстрым автомобилем .
Прекрасным примером этого является BMW M3 E92 с потрясающим атмосферным двигателем V8 объемом 4 литра.Он производил огромные 420 тормозных лошадиных сил , но, что интересно, всего 292 фунт / фут Torque . Так что вам действительно нужно было увеличить обороты, чтобы получить максимальную отдачу от машины, но когда вы это сделали, это было абсолютное чудовище. В некотором роде это обидно, но более современные M3 теперь поставляются с 3-литровыми рядными 6-цилиндровыми двигателями, но у них также есть два турбокомпрессора. А это означает НАМНОГО выше Torque уровней. В результате он может достичь гораздо более высоких лошадиных сил при более низких оборотах, что означает более быстрое ускорение.Нет ничего похожего на звук того старого V8, прямого 6 или V6, независимо от того, насколько хороши выхлопы, просто не звучит так сыро …
Продолжаем, вес тоже очень очень важно. Например, для больших грузовиков и тяжелых транспортных средств потребуется гораздо больше работы, для перемещения, чем для перемещения небольшой машины. Вот почему им требуются двигатели с очень высоким крутящим моментом Torque . Большим грузовикам не нужно двигаться особенно быстро, поэтому высокий уровень лошадиных сил не имеет принципиального значения.Без мощности крутящего двигателя они просто не двигались бы.
Точно так же маленькие автомобили легкие и их очень легко передвигать по сравнению, поэтому им не нужно производить столько же Torque , сколько более тяжелые автомобили.
Лошадиная сила — это то же самое, что и тормозная мощность?
№ Тормозная мощность измеряется на маховике двигателя и определяет, сколько лошадиных сил фактически вырабатывает двигатель. В реальном мире некоторая мощность теряется к тому времени, когда эта мощность передается через автомобиль на колеса .Мощность, генерируемая колесами (измеренная диностендом), известна как лошадиных сил или лошадиных сил . Когда вы берете автомобиль для демонстрации, они вычисляют лошадиных сил на колесах , а затем конвертируют это обратно в тормозных лошадиных сил для простоты.
Заключение
По сути, если вы хотите двигаться быстро, вам понадобится хороший баланс лошадиных сил и крутящего момента . Имея только один из других, вы можете выиграть игру в главные козыри с другом, но в реальном мире это не принесет вам особой пользы.
Расскажите нам, что вы думаете!
Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею и оставьте нам комментарий ниже. Любые мнения приветствуются, и мы отвечаем на все комментарии, просто держите это в чистоте, пожалуйста.
Крутящий момент важнее мощности?
Люди постоянно говорят о крутящем моменте и лошадиных силах, и оба числа будут обсуждаться до смерти на автомобильных форумах.Но что именно они означают и какой из них важнее?
Что такое крутящий момент?
Огромные 740 фунт-футов, но «всего» 490 л.с.Крутящий момент — это величина крутящего момента, которую обеспечивает двигатель. Обычно его измеряют на кривошипе (если вы не Илон Маск, и в этом случае вы измеряете его на колесе, чтобы завышать свои цифры и сбивать с толку всех, кто не имеет инженерных объяснений).Обычно единицы измерения — фунт-фут (сила 1 фунт на расстоянии 1 фута от кривошипа) или Нм (сила 1 Н на расстоянии 1 м от кривошипа).
Автомобиль обычно дает максимальный крутящий момент. Это максимальный крутящий момент, который двигатель может обеспечить в любой момент своего диапазона оборотов. Обычно он сообщает, при каких оборотах достигается этот крутящий момент, или иногда показывает диапазон. На других оборотах вращающий момент будет ниже заявленного значения. Помните об этом факте.
Что такое лошадиные силы?
Ужасно звучащие 260 фунт-футов, но около 950 л.с.Это также не похоже ни на что другое на Земле.лошадиных сил — это крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту (умноженное на константу — число зависит от того, какие единицы вы используете). Это показатель того, сколько работы ваш двигатель выполняет за определенный промежуток времени. Одна лошадиная сила составляет около 745 ватт, или, если вы думаете об этом в реальном выражении, примерно мощность, необходимая для того, чтобы поднять среднестатистического человека на 1 метр за 1 секунду. Еще раз, большинство производителей указывают значение пиковой мощности, которое применимо только при определенных оборотах.
Равен ли крутящий момент ускорению?
Рассмотрим следующие два двигателя:
- Двигатель 1: 300 л.с. при 4000 об / мин, 500 фунт-фут при 1500 об / мин
- Двигатель 2: 300 л.с. при 8000 об / мин, 250 фунт-фут при 3000 об / мин
Какой двигатель ускоряет ускорение автомобиля?
Ответ в том, что они оба одинаковы, если вы допускаете разные передаточные числа. Если вы примените редуктор 2: 1 к двигателю 2, вы уменьшите вдвое все обороты, удвоите все крутящие моменты и оставите мощность такой же (поскольку удвоение чего-то, а затем уменьшение чего-то вдвое ничего не дает).Что дает вам те же характеристики, что и у Engine 1.
Мораль этой истории заключается в том, что число оборотов в минуту имеет такое же значение, как и крутящий момент, поскольку мощность (и, в конечном счете, то, сколько работы двигатель может сделать за определенный промежуток времени) зависит от обоих.
Что на самом деле означает крутящий момент?
Рассмотрим еще три двигателя:
- Двигатель 1: 300 л.с. при 6000 об / мин, 290 фунт-футов при 2500 об / мин
- Двигатель 2: 300 л.с. при 6000 об / мин, 390 фунт-фут при 2500 об / мин
- Двигатель 3: 300 л.с. при 6000 об / мин, 290 фунт-фут при 4500 об / мин
Оба двигателя имеют одинаковую мощность и одинаковую пиковую частоту вращения, поэтому при 6000 об / мин все они будут работать одинаково.Но крутящие моменты разные!
Теперь посмотрим на графики мощности / крутящего момента:
Кривая крутящего момента не так уж и важна, потому что на нее легко влиять передача. Мощность в лошадиных силах не зависит от передачи, поэтому сосредоточьтесь на кривой мощности.
Двигатель 1 имеет кривую мощности, которая поднимается примерно линейно, потому что его кривая крутящего момента почти плоская.Однако двигатель 2 имеет больший крутящий момент на более низких оборотах, поэтому его кривая мощности поднимается вверх. Двигатель 3 имеет такой же максимальный крутящий момент, что и двигатель 2, но с более высокими оборотами. На более низких оборотах он имеет меньший крутящий момент, поэтому он обеспечивает меньшую мощность там.
Ничего из этого не имеет значения, если вы постоянно находитесь рядом с красной линией, потому что все они производят там одинаковую мощность. Но большинство людей не ездят так [необходима цитата], поэтому им нужна мощность, даже когда они прижимают ногу при крейсерской скорости 2000 об / мин, чтобы обогнать.Двигатель 2 имеет заметно большую мощность на этих оборотах, поэтому он быстрее всех преодолеет обгон.
Таким образом, в целом, чем больше крутящий момент и ниже указанные обороты, тем шире диапазон мощности и тем сильнее толчок, который вы почувствуете при «разумном» вождении. Электромобили доводят это до крайности, поскольку их максимальный крутящий момент составляет 0 об / мин.
Где числа падают
Проблема с этими показателями мощности и крутящего момента заключается в том, что они дают только два снимка двигателя на двух очень определенных оборотах в минуту.Остается только догадываться, что происходит между ними. Взгляните на эти два двигателя. Оба они имеют те же характеристики заголовка, что и Engine 2, но разные характеристики:
Оба этих двигателя работают одинаково при 6000 об / мин и 2500 об / мин. Но на других оборотах двигатель 1 намного лучше. При 4000 об / мин Двигатель 1 развивает 294 л.с., а Двигатель 2 — 207 л.с.Конечно, большинство двигателей будут иметь в целом похожую форму кривой мощности, но вы должны быть осторожны, потому что некоторые технологии (гибриды, принудительная индукция, VTEC и т. Д.) Могут значительно исказить кривую крутящего момента.
Мораль здесь? Посмотрите на всю кривую крутящий момент / мощность, а не только на заголовки.
Вкратце
- Лошадиная сила — лучший показатель как ускорения, так и максимальной скорости (при условии, что вес, сцепление, сопротивление и все остальное одинаковы).
- Крутящий момент мало что значит без числа или диапазона оборотов в минуту.
- Больший крутящий момент и более низкие обороты с пиковым крутящим моментом обычно означают больше толчка на низких частотах, что способствует лучшему повседневному вождению.
- Однако цифры в заголовках не отражают всей картины.
Спасибо за чтение! Любая обратная связь очень ценится!
Этот контент был первоначально размещен пользователем Car Throttle на нашей платформе сообщества и не был заказан или создан редакционной группой CT.
Что лучше для езды по снегу?
Если вы живете в районе, где зимой плохие погодные условия, такие как снег и лед, важно убедиться, что ваш автомобиль может безопасно управлять в этих условиях.Хотя это следует начинать с рассмотрения полного привода и типа шин, которыми оснащено транспортное средство, это не единственные особенности, которые следует учитывать. Также важно обратить внимание на такие детали, как крутящий момент и мощность, чтобы определить, какая из них будет лучше всего двигаться по снегу. Если вы не знакомы с этими терминами или тем, что они означают для выбранного вами автомобиля, приведенная ниже информация поможет вам лучше понять.
Что такое крутящий момент?
Определяемое как сила вращения транспортного средства, это означает объем работы, которую двигатель может выполнить во время использования.Большинство автомобилей достигают максимального крутящего момента при определенной частоте вращения двигателя, например, между 1400 и 4000 об / мин для большинства автомобилей среднего размера. Крутящий момент обычно не так важен для небольших автомобилей, как для более крупных (таких как внедорожники и фургоны). Важность заключается в том, что маленький автомобиль может двигаться, не используя большого крутящего момента, а большему автомобилю потребуется больше крутящего момента для эффективного движения.
Что такое мощность в лошадиных силах?
В то время как большинство потребителей видят рекламу автомобилей «140 лошадиных сил», многие не понимают, что это означает.В самом простом определении одна лошадиная сила — это количество энергии, необходимое для выполнения работы 33 000 футов-фунтов за одну минуту. Для сравнения: если бы вы могли поднять колоссальные 33000 фунтов на расстояние в один фут и за минуту, то вы бы выполняли работу в одну лошадиную силу. По сути, это относится к тому, какую мощность двигатель может создать на более высоких скоростях, поэтому многие люди ассоциируют это слово с тем, насколько «быстро» может двигаться транспортное средство.
Крутящий момент или лошадиные силы на снегу?
Теперь, когда вы лучше понимаете, что отличает крутящий момент от мощности, вы можете понять, что лучше для езды по снегу.Поскольку крутящий момент является мерой способности двигателя выполнять работу, а мощность — скоростью выполнения работы, легко увидеть, что они идут рука об руку. Независимо от того, едете ли вы по снегу или по сухой дороге, обе эти функции важны, потому что именно они помогают автомобилю двигаться. Однако, если вы планируете вспахивать снег, крутящий момент может быть той деталью, на которой вы хотите сосредоточиться больше, потому что это полезно для перемещения тяжелых предметов. Если вы собираетесь буксировать что-то вроде прицепа, то большая мощность будет иметь решающее значение.
Если вы просто покупаете автомобиль, на котором будете ездить каждый день (в том числе в зимнюю погоду), то сконцентрируйтесь на передаче и системе контроля тяги в автомобиле. Обе эти функции будут способствовать лучшему сцеплению с дорогой, что в конечном итоге является наиболее важным фактором при движении по скользкой дороге. Кроме того, важно убедиться, что ваш автомобиль оснащен подходящими шинами, чтобы он мог двигаться по снегу без постоянных застреваний.
Крутящий момент и мощность — Праймер
От Брюса Огенштейна, [email protected]В этом и других файлах было много обсуждений, о понятиях мощности и крутящего момента, о том, как они соотносятся с каждым прочее, и как они применяются с точки зрения характеристик автомобиля. у меня есть заметил, что, хотя почти у всех участников есть страсть Что касается автомобилей, то здесь существует огромный разброс в знаниях. Понятно что у группы людей есть твердые мнения (по этой теме и другим вещи), но это обычно приводило к большему нагреву, чем к свету, если вы мой дрифт :-).Я разместил часть этой заметки в другой строке, но считает, что это заслуживает отдельного рассмотрения. Это предназначено для быть учебником по теме, что может привести к серьезной дискуссии, которая конкретизирует эту и другие подтемы, которые неизбежно должны быть адресованный.
OK. Вот в чем дело, на умеренно простом английском.
Сила, работа и время
Если у вас к полу прикручена гиря весом в один фунт, и вы попытаетесь ее поднять. с одним фунтом силы (или 10, или 50 фунтов) вы приложите силу и приложили энергию, но работы не будет.Если вы открутите веса и приложите силу, достаточную, чтобы поднять вес на одну ногу, затем один фут-фунт работы будет выполнен. Если это событие займет минуту выполнить, тогда вы будете выполнять работу со скоростью один фут-фунт в минуту. Если на выполнение задачи уходит одна секунда, то работа будет делать со скоростью 60 футов фунтов в минуту и так далее.Чтобы применить эти измерения к автомобилям и их характеристикам (говорите ли вы о крутящем моменте, лошадиных силах, ньютон-метрах, ваттах или любые другие термины), вам нужно обратиться к трем переменным силы, работы и время.
Некоторое время назад джентльмен по имени Ватт (тот самый джентльмен, который все эту изящную штуку с паровыми двигателями) сделал несколько наблюдений и заключил что среднестатистическая лошадь того времени могла поднять вес в 550 фунтов на один фут за одну секунду, тем самым выполняя работу со скоростью 550 фут-фунтов в секунду, или 33000 футов фунтов в минуту, за восьмичасовую смену, более менее. Затем он опубликовал эти наблюдения и заявил, что 33000 фут-фунтов в минуту работы было эквивалентно мощности одного лошадь или одна лошадиная сила.
Все остальные сказали ОК. 🙂
Для целей этого обсуждения нам нужно измерить единицы силы от вращающиеся объекты, такие как коленчатые валы, поэтому мы будем использовать термины, определяющие * скручивающая * сила, например, фут-фунт крутящего момента. Фут-фунт крутящего момента равен скручивающая сила, необходимая для поддержки веса одного фунта на невесомой турник в одном футе от точки опоры.
Теперь важно понимать, что никто на планете на самом деле никогда не измеряет мощность в лошадиных силах от работающего двигателя.Что мы на самом деле измеряем (на диномометр) — это крутящий момент, выраженный в фут-фунтах (в США), а затем мы * рассчитываем * фактическую мощность, преобразовывая крутящую силу крутящий момент в рабочие единицы лошадиных сил.
Визуализируйте тот вес в один фунт, о котором мы говорили, в одном футе от точки опоры. его невесомая планка. Если мы повернем этот груз на один полный оборот против сопротивления в один фунт, мы переместили его в общей сложности на 6,2832 фута (Пи * круг в два фута), и, кстати, мы сделали 6.2832 фут-фунт работы.
OK. Помните Ватта? Он сказал, что 33000 фут-фунтов работы в минуту были эквивалент одной лошадиных сил. Если мы разделим 6,2832 фут-фунта работы мы сделали за оборот этого веса до 33000 футов фунтов, мы приходим с тем фактом, что один фут-фунт крутящего момента при 5252 об / мин равен 33000 фут-фунтов в минуту работы, что эквивалентно одному Лошадиные силы. Если мы перемещаем этот груз только со скоростью 2626 об / мин, это эквивалент 1/2 лошадиных сил (16 500 футов фунтов в минуту) и так далее.Таким образом, следующая формула применяется для расчета лошадиных сил от измерение крутящего момента:
Крутящий момент * об / мин
Мощность = ------------
5252
Это не спорный пункт. Так оно и есть. Период.Чехол для крутящего момента
Что все это значит в Карленде?Прежде всего, с точки зрения водителя, крутящий момент, говоря на просторечии, ПРАВИЛА :-). Любая машина на любой передаче будет ускоряться со скоростью это * точно * соответствует его кривой крутящего момента (с учетом увеличения воздуха и сопротивление качению при увеличении скорости).Другими словами, автомобиль будет ускоряться сильнее всего на пике крутящего момента на любой передаче и будет не ускоряйтесь так сильно ниже или выше этого пика. Крутящий момент — единственный вещь, которую чувствует водитель, а лошадиные силы — это просто эзотерическое измерение в этом контексте. 300 фут-фунтов крутящего момента ускорит вас так же сильно при 2000 об / мин, как если бы вы создавали этот крутящий момент на 4000 об / мин на той же передаче, но, согласно формуле, мощность в лошадиных силах будет равна * двойной * при 4000 об / мин.Следовательно, мощность в лошадиных силах не имеет особого значения. с точки зрения водителя, и эти два числа становятся дружелюбными только на 5252 об / мин, где мощность и крутящий момент всегда одинаковы.
В отличие от кривой крутящего момента (и соответствующего отталкивания в ваше сиденье), мощность в лошадиных силах быстро растет с увеличением числа оборотов, особенно когда значения крутящего момента также альпинизм. Однако мощность в лошадиных силах будет продолжать расти до тех пор, пока пик крутящего момента, и будет продолжать расти по мере увеличения оборотов двигателя, пока Кривая крутящего момента действительно начинает стремительно падать быстрее, чем обороты двигателя растут.Однако, как я уже сказал, мощность не имеет никакого отношения к тому, что водитель * чувствует *.
Вы не верите во все это?
Отлично. Возьмите свой автомобиль без турбонаддува (турбо задержка искажает результаты) на его пик крутящего момента на первой передаче, и пробей его. Заметили пояс сзади? Теперь поднимите его до пика мощности и ударьте по нему. Обратите внимание, что ремень в спина немного послабее? Отлично. Теперь мы можем продолжить? 🙂
Чехол для лошадиных сил
OK. Если крутящий момент так важен, почему мы заботимся о лошадиных силах?Потому что (цитирую друга): «Лучше создавать крутящий момент на высоких оборотах, чем на низких оборотах, потому что вы можете воспользоваться * передачей *.
В качестве крайнего примера я на мгновение уеду из Карленда и описать водяное колесо, которое я должен был наблюдать некоторое время назад. Это было довольно массивно колесо (построено пару сотен лет назад), лениво вращающееся на валу который был подключен к заводам внутри мукомольной мельницы. Работаю над некоторыми вещами из того, что говорили люди на фабрике, я смог определить, что колесо обычно генерировало около 2600 (!) фут-фунт крутящего момента. Я засек его скорость, и определил, что он вращается со скоростью около 12 об / мин.Если мы зацепили это колесо, скажем, к ведущим колесам автомобиля, эта машина пойдет с нуля на двенадцать оборотов в мгновение ока, и водяное колесо этого не заметит :-).
С другой стороны, двенадцать оборотов в минуту ведущих колес составляют около одной мили в час для средняя машина, и, чтобы ехать быстрее, нам нужно было бы ее увеличить. Чтобы разогнаться до 60 миль в час, потребуется достаточно поднять колесо, чтобы оно будет эффективно создавать крутящий момент чуть более 43 футов на фунт на выход, который не только относительно небольшой, но и меньше того, что среднестатистическому автомобилю потребуется, чтобы действительно дойти до 60.Применяя Формула преобразования дает нам факты по этому поводу. Двенадцать раз двадцать шесть сто, более пяти тысяч двести пятьдесят два дает нам:
6 л.с.
Ой. Теперь посмотрим на оставшуюся часть истории. Хотя совершенно очевидно, что водяное колесо может проявлять * кучу * силы, его * сила * (способность выполнять работу со временем) сильно ограничено.
В Dragstrip
OK. Вернемся к Карленду и нескольким примерам того, как мощность в лошадиных силах разница в том, насколько быстро автомобиль может разогнаться, независимо от того, какой крутящий момент на ваша задница говорит вам :-).Очень хороший пример — сравнить нынешний корвет LT1 с последний из L98 Vettes, построенный в 1991 году. Цифры следующие:
Пиковая мощность двигателя при об / мин Пиковый крутящий момент при об / мин
------ ------------- -----------------
L98 250 @ 4000340 @ 3200
LT1 300 @ 5000340 @ 3600
Автомобили идентичны по оснащению, а масса автомобиля не превышает нескольких фунтов. так что это хорошее сравнение.Во-первых, каждая машина подтолкнет вас обратно на сиденье (фактор удовольствия) с помощью одинаковые полномочия — по крайней мере или почти на пиковом крутящем моменте на каждой передаче.Одна будет имеют тенденцию * чувствовать * примерно так же быстро, как и другие, для водителя, но LT1 будет на самом деле будет значительно быстрее, чем L98, даже если он не потянет любой сложнее. Если мы возьмемся с формулой, мы сможем начать открывать именно * почему * LT1 быстрее. Вот еще один фрагмент этой формулы:
Мощность * 5252
Крутящий момент = -----------------
Об / мин
Если мы подставим некоторые цифры, мы увидим, что L98 составляет 328 футов. фунтов крутящего момента на пике мощности (250 л.с. при 4000), и мы можем сделать вывод, что он не может развивать крутящий момент более 263 фунт-футов при 5000 об / мин, или при таких оборотах двигателя он будет выдавать более 250 л.с., и будет так оценен.На самом деле, L98, вероятно, делает не больше 210 фунт-фут или около того при 5000 оборотах в минуту, и любой, кто владеет одним, сдвинет его на около 46-4700 об / мин, потому что на ведущих колесах доступен больший крутящий момент на следующей передаче в этот момент.С другой стороны, LT1 вполне доволен, набирая 315 фунт-футов при 5000. оборотов в минуту, и доволен вплоть до красной черты середины 5 секунд.
Итак, в дрэг-рейсинге машины стартуют более или менее вместе. L98 может иметь небольшое преимущество из-за небольшого пикового крутящего момента ранее в диапазоне оборотов, но это спорно, так как LT1 имеет более широкая, более пологая кривая (опять же в значительной степени по определению, если смотреть на цифры).Однако где-то в среднем диапазоне и выше LT1 будет начать отстраняться. Где L98 должен переключиться на второй (и выбросить умножение крутящего момента на скорость), LT1 все еще имеет около 1000 об / мин. войти первым, и таким образом начинает расширять свое лидерство, все больше и больше по мере того, как скорости набора высоты. Пока обороты высокие, LT1 по определению имеет преимущество.
Другой пример — LT1 против ZR-1. То же самое, только в задний ход. На самом деле ZR-1 тянет немного сильнее, чем LT1, хотя его преимущество в крутящем моменте несколько смягчается его дополнительным весом.Реальный Преимущество, однако, состоит в том, что ZR-1 имеет еще 1500 оборотов в минуту в точка, в которой должен сместиться LT1.
Есть множество примеров этого явления. Интегра GS-R для например, быстрее, чем садовый сорт Интегра, не потому, что тянет особенно тяжелее (это не так), но потому что он тянет * дольше *. Это не кажется особенно быстрым, но это так.
Последний пример требует вашего воображения. Рисунок, который мы можем настроить двигатель LT1 так, чтобы он по-прежнему достигал максимального крутящего момента в 340 футов на фунт при 3600 оборотах в минуту, но вместо того, чтобы кривая снижалась до 315 фунт-футов на 5000, мы увеличиваем кривую крутящего момента настолько, чтобы она не спадала до 315 фунт ноги до 15000 об / мин.Хорошо, нам нужно иметь практически все движущиеся части сделаны из анобтаниума 🙂 и какой-то турбонаддув по требованию, который обеспечит достаточный наддув на высоких оборотах, чтобы кривая не падаю, но терпи меня.
Если бы вы участвовали в гонке на серийном LT1 с этой машиной, они бы запустили вместе, но, где-то на отметке 60 футов штокер начнет исчезать, и Вскоре после этого пришлось бы переключиться на вторую передачу. Вскоре после этого вы бы увидели в своем зеркале, что стокер захватил третье место, а не слишком спустя долгое время он станет четвертым, но вы не сможете увидеть что из-за расстояния между вами, когда вы пересекали черту, * все еще в первая передача * и тянет как сумасшедший.
У меня есть компьютерная симуляция, которая моделирует LT1 Vette за четверть мили. пас, и он прогнозирует 13,38 секунды ET, на 104,5 миль в час. Это мило близко (на самом деле немного консервативно) к тому, что может сделать запас LT1 при 100% плотность воздуха при высоком сопротивлении сцепления при переключении под нагрузкой. Однако наша доработанная машина, при этом пристегивая водителя в спину, не сложнее. чем Stocker (при максимальном крутящем моменте) разгоняется до 11,96 при скорости 135,1 миль в час, все в первая передача, конечно. Это не тянет сильнее, но, черт возьми, дольше тянет :-).Он также производит * 900 * л.с. при 15000 об / мин.
Конечно, люди, разбирающиеся в дрэг-рейсинге, теперь открыто хихикает, потому что они прочитали предыдущий абзац, и это происходит им, что любой уважающий себя автомобиль, который может разогнаться до 135 миль в час за квартал mile просто естественно сделает это менее чем за десять секунд. Из конечно, это правда, но я напоминаю этим же людям, что любой уважающий себя двигатель, который продвигает Ветте в девятку, также делает целую кучу крутящий момент более 340 фут-фунтов.
Однако это поднимает еще один вопрос. По сути, более «реальный» Корвет, разгоняющийся до 135 миль в час на четверти мили (может быть, мега большой квартал), мог бы будет производить 700-800 фут-фунтов крутящего момента, и, таким образом, он будет тянуть весь связка сложнее, чем мой бумажный тигр. Потребуются слики и другие модификации, чтобы превратить этот крутящий момент в поступательное движение, но это также добраться отсюда до места на кучу быстрее.
С другой стороны, пока мы проезжаем четверть мили с фэнтезийные двигатели, если поставить 10.Шестерня главной передачи 35: 1 (3,45 в запасе) в наш фантастический LT1, с сликами и другими модификациями шасси, мы будем в девятке так же легко, как и большой блок, и таким образом сохранить лицо :-). В механическое преимущество такой бессмысленной задней передачи позволило бы нашим комбинация, чтобы тянуть так же сильно, как большой блок, плюс мы должны сделать все это грохот передач и такое, что делают настоящие гонщики, и финишируют четвертыми снаряжение, как задумал Бог. 🙂
Единственным изменением предыдущего абзаца будет полярный момент инерции (эффект маховика), вызванный таким жесткая задняя передача, и этот аргумент выходит за рамки данного уже массовый документ.В другой раз, может быть, если выдержишь :-).
В солончаках Бонневиль
Если посмотреть на максимальную скорость, мощность снова побеждает в том смысле, что больший крутящий момент на высоких оборотах означает, что вы можете использовать более жесткую передачу для любого автомобиля скорости и, следовательно, более эффективный крутящий момент * на ведущих колесах *.Наконец, работа на пике мощности означает, что вы делаете все возможное. вы можете на любой заданной скорости автомобиля измерить крутящий момент на ведущих колесах. я знаю, я сказал, что ускорение следует кривой крутящего момента на любой данной передаче, но если вы учитываете передачу и скорость автомобиля, пиковая мощность равна * it *.An Это еще раз проиллюстрирует пример LT1 Vette. Если ты возьмешь это до своего пика крутящего момента (3600 об / мин) на передаче он будет генерировать некоторый уровень крутящий момент (340 фут-фунтов, умноженный на любую общую передачу) на приводе колеса, и это лучшее, что он может сделать на этой передаче (то есть, вот где он тянет сильнее всего на этой передаче).
Однако, если вы повторно включите двигатель, чтобы он работал на пике мощности (5000 об / мин) * при той же скорости автомобиля *, он передает больший крутящий момент на привод колеса, потому что вам нужно будет увеличить его почти на 39% (5000/3600), а крутящий момент двигателя упал лишь немногим более чем на 7% (315/340).Вы получите 29% прирост крутящего момента ведущего колеса на пике мощности по сравнению с пиком крутящего момента при заданном скорость автомобиля.
Любые другие обороты (кроме пиковой мощности) при данной скорости автомобиля будут чистыми. у вас меньшее значение крутящего момента на ведущих колесах. Это было бы верно для любого автомобиль на планете, поэтому теоретическая «лучшая» максимальная скорость всегда достигается, когда данное транспортное средство работает на максимальной мощности.
«Модернизация» 18 век
OK. Что касается последнего пункта (правда. Я обещаю), что, если бы мы отказались от это водяное колесо и прикрутил на его место LT1? Теперь никакой LT1 не собирается иметь крутящий момент более 2600 фут-фунтов (за исключением, возможно, одного, великолепный момент, работающий на нитрометане), но, если предположить, что нам нужно 12 об / мин для ввода в мельницу, мы могли бы запустить LT1 со скоростью 5000 об / мин (где он крутящий момент 315 фут-фунтов), и уменьшите его до выходной скорости 12 об / мин.Результат? У нас было бы более 131 000 фут-фунтов крутящего момента, с которым можно было бы поиграть. Мы мог бы, вероятно, крутить всю мукомольную мельницу вокруг входного вала, если бы мы нужно :-).Единственное, что вам действительно нужно знать
Повторяй за мной. «Лучше создавать крутящий момент на высоких оборотах, чем на низких оборотах, потому что вы можете воспользоваться * передачей *. «:-)Спасибо за ваше время.
Брюс
Ссылка на главную страницу гонок 911.
О чем вы должны заботиться?
Мощность в лошадиных силах важнее крутящего момента или наоборот?
Темы о мощности и крутящем моменте могут сбивать с толку.Мы используем эти критерии для сравнения двигателей, но что они на самом деле означают, как они связаны и какой из них важнее? Старая поговорка гласит: «Крутящий момент выигрывает в гонках, лошадиные силы продают автомобили». Это подразумевает, что неосведомленная публика неправильно фокусируется на лошадиных силах. Это так?
На самом деле мощность и крутящий момент — это разные вещи и измеряются в разных единицах.
Момент
Крутящий момент — это мера крутящего момента в чистом виде. Крутящий момент не включает понятие движения или времени.Это легко понять любому, кто использовал динамометрический ключ. Динамометрический ключ может измерять крутящее усилие на неподвижном или вращающемся болте. В США крутящий момент обычно выражается в фунтах-футах.
Крутящий момент создается каждый раз, когда противодействующие силы действуют в разных точках плеча рычага. Представьте себе невесомый рычаг длиной в один фут, соединенный одним концом с неподвижной точкой поворота. Если мы приложим силу в один фунт к другому концу плеча рычага, будет приложена скручивающая сила в один фунт-фут (крутящий момент в один фунт-фут).Если мы приложим силу в два фунта, то будет приложена скручивающая сила в два фунта на фут.
Двигатели создают крутящий момент на коленчатом валу. Этот крутящий момент передается через трансмиссию, карданный вал и, в конечном итоге, на ведущий мост. Сила скручивания на ведущей оси преобразуется в линейную силу, когда протектор шины встречается с дорожным покрытием. Линейная сила измеряется в фунтах и толкает автомобиль вперед.
Мы можем легко вычислить линейную силу, которая ускоряет автомобиль, зная только крутящий момент на ведущей оси и диаметр шин.
Линейная сила = крутящий момент оси / диаметр шины / 2
Крутящий момент, развиваемый двигателем, зависит от частоты вращения и обычно выражается кривой. Кривая представляет собой набор мгновенных измерений крутящего момента в каждой точке об / мин.
Если пренебречь потерями в трансмиссии, крутящий момент на оси и линейная сила, толкающая автомобиль, прямо пропорциональны крутящему моменту коленчатого вала для данной передачи. Это означает, что для данной передачи и без учета сопротивления воздуха автомобиль всегда будет ускоряться с одинаковой скоростью, когда двигатель выдает заданный крутящий момент.Не имеет значения, на каких оборотах вращается двигатель или скорость автомобиля. Идеально ровная кривая крутящего момента позволила бы автомобилю разгоняться одинаково на любых оборотах.
В реальном мире кривые крутящего момента не являются плоскими, они достигают пика, а затем сужаются при высоких оборотах. Автомобиль будет сильнее всего ускоряться на данной передаче, когда двигатель работает с максимальным крутящим моментом.
Обратите внимание, что мы можем выяснить, насколько сильно машина разгоняется, а мощность в лошадиных силах даже не обсуждается.
Мощность
лошадиных сил — это мера скорости, с которой может выполняться работа. Движение и время являются неотъемлемой частью лошадиных сил, которые в США обычно выражаются в фунтах-футах в минуту.
В данном случае работа не имеет ничего общего с вашим начальником. Работа означает перемещение объекта против силы (которая может напоминать кому-то об их начальнике). Подъем одного фунта на один фут — это один фунт-фут работы. Подъем одного фунта на расстояние двух футов — это два фунта работы.
Horsepower объединяет в себе концепцию работы со временем. В 1700-х годах Джеймс Ватт, прославившийся паровыми двигателями, провел некоторые измерения и пришел к выводу, что средняя лошадь могла поднять 550-фунтовый вес на один фут за одну секунду. Ватт определил одну лошадиную силу как 550 фут-фунтов в секунду или 33 000 фут-фунтов в минуту.
Мы можем показать прямую зависимость между крутящим моментом и мощностью. Помните нашу руку рычага для одной ноги с шарниром на одном конце и силой в один фунт на другом? Если он вращается вокруг оси на один полный оборот за одну минуту, он переместит этот фунт на 2 * pi * r или 6.28 футов в минуту (представьте себе точку на протекторе шины, вращающуюся вокруг своей оси). Если он вращается со скоростью 5252 об / мин, он будет перемещать один фунт 6,28 * 5252 или 33000 футов в минуту, то есть ровно одну лошадиную силу. Следовательно, соотношение между мощностью и крутящим моментом определяется следующим образом:
Лошадиная сила = крутящий момент * об / мин / 5252
Это линейная зависимость, которая говорит о том, что мощность в лошадиных силах будет расти синхронно с частотой вращения и крутящим моментом. Мощность, производимая двигателем, зависит от частоты вращения и обычно выражается кривой.Кривая — это просто набор мгновенных расчетов мощности в лошадиных силах в каждой точке об / мин.
Чтобы сделать обзор, мы знаем, что а) крутящий момент оси, преобразованный в линейную силу, ускоряет автомобиль б) для данной передачи ускорение будет наибольшим при пиковом крутящем моменте двигателя и не имеет ничего общего с числом оборотов в минуту или скоростью в) мощность в лошадиных силах является расчетной функцией от крутящий момент и об / мин.
Значит, мощность не имеет значения? Неправильный! Читать дальше.
Трансмиссия — мультипликатор крутящего момента. Редукторы используются для того, чтобы приводной вал вращался с более медленными оборотами, чем коленчатый вал (без учета повышающей передачи).Эти редукторы вызывают аналогичное увеличение крутящего момента приводного вала.
Умножение крутящего момента
В качестве примера гипотетическая двухступенчатая трансмиссия может иметь первую передачу с понижающими передачами 2: 1 и вторую передачу с передачами 1: 1. Давайте подключим эту трансмиссию к двигателю, который может создавать крутящий момент на коленчатом валу в 100 футов на фунт во всем диапазоне оборотов.
Вторая шестерня 1: 1 вращает приводной вал с той же скоростью, что и коленчатый вал, и он будет оказывать точно такой же крутящий момент в 100 фут-фунтов (без учета потерь на трение).Однако первая шестерня 2: 1 вращает приводной вал со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала, но при этом создается крутящий момент в 200 фут-фунтов, что вдвое превышает крутящий момент коленчатого вала! Это означает, что первая передача ускоряет автомобиль вдвое быстрее, чем вторая передача.
В этом ключ к пониманию того, почему мы заботимся о лошадиных силах. Через редукторы максимальный крутящий момент ведущего моста для данной скорости транспортного средства создается, когда двигатель работает с максимальной мощностью, а не с пиковым крутящим моментом (они редко бывают одинаковыми).
В качестве примера вспомните нашу машину с двумя скоростями, плоской кривой крутящего момента и двигателем мощностью 100 фут-фунт. Представьте, что у него передаточное число главной передачи 1: 1, которое разгоняет автомобиль до 107 миль в час (упрощая математику) при 1500 об / мин на второй передаче с использованием шин диаметром 24 дюйма. Мы также можем проехать 107 миль в час при 3000 об / мин на первой передаче. В обоих случаях двигатель развивает 100-футовый крутящий момент. Какой из них разгоняет машину быстрее?
Ответ конечно первая передача. В следующей таблице используются формулы, представленные выше, и показано значение умножения крутящего момента.
Первая передача 2: 1 | Вторая передача 1: 1 | |
| Скорость автомобиля | 107 миль / ч | 107 миль / ч |
| Крутящий момент двигателя | 100 фут-фунтов | 100 фут-фунтов |
| Обороты двигателя | 3000 | 1500 |
| Двигатель л.с. | 95,2 л.с. | 47,6 |
| Обороты ведущего моста | 1500 об / мин | 1500 об / мин |
| Крутящий момент ведущего моста | 200 фут-фунтов | 100 фут-фунтов |
| Линейная сила | 200 фунтов | 100 фунтов |
В результате умножения крутящего момента автомобиль будет разгоняться быстрее всех на любой заданной MPH, когда выбрана передача, при которой двигатель достигает максимальной мощности, а не крутящего момента.Это одна из причин, почему небольшие высокооборотные двигатели часто могут превзойти большие низкооборотные двигатели. Несмотря на более низкий крутящий момент коленчатого вала, высокооборотный двигатель может обеспечить больший крутящий момент ведущего моста за счет увеличения крутящего момента.
Вот он, крутящий момент и мощность. Кажется, что лошадиные силы хороши для продажи машин И победы в гонках.
— Чак Морленд
.