Максимальный крутящий момент что это: Что такое крутящий момент двигателя

Содержание

От чего зависит крутящий момент двигателя автомобиля

Традиционно мы привыкли оценивать ходовые характеристики автомобилей мощностью двигателя, выраженной в лошадиных силах либо киловаттах. Однако в обычном ритме движения двигатель не нагружается на полную мощность. Максимальная мощность, отражаемая в технических характеристиках двигателей автомобилей, достигается при оборотах около 4000 об./минуту в дизельных и около 6000 об./минуту для бензиновых авто.

В случаях, когда необходимо придать автомобилю заметное ускорение, например, во время обгона, мы часто встречаемся с ситуацией, когда не получаем реальной отдачи от движка даже максимально утопив педаль акселератора. Именно в таких случаях на приемистость двигателя в первую очередь влияет крутящий момент, а не его максимальная мощность.

Крутящий момент двигателя: формула расчета

Согласно физическому определению крутящий момент М есть произведение силы F на длину плеча рычага L, куда эта сила приложена:

М = F * L

Сила F измеряется в ньютонах, длина – в метрах. Таким образом, момент силы — в ньютон на метр.

Применительно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС) сила, выработанная в рабочем объеме при сгорании топливно-воздушной смеси, давит на поршень, который передает свое усилие кривошипно-шатунному механизму коленвала. Именно длина рычага кривошипа учитывается при расчете крутящего момента. Именно он является определяющей характеристикой при оценке параметров динамического разгона автомобиля.

Видео — мощность и крутящий момент двигателя: что это такое с примерами

Максимальный крутящий момент двигателя в технических характеристиках всегда указывается совместно с величиной оборотов двигателя, при которых он может быть достигнут. В этом смысле различают низкооборотные и высокооборотные двигатели. К низкооборотным относятся, в большинстве, дизельные двигатели. Они могут «выстрелить» при движении с оборотами от 2000 до 3000 в минуту. Бензиновые двигатели обычно показывают максимальный крутящий момент при более высоких оборотах – от 4500 об./минуту.

Бензиновые высокооборотные двигатели достигают большой мощности за счет того, что им подвластны обороты до 8.000 об./минуту и более. Низкооборотные дизельные двигатели способны при меньшей мощности достигать максимальный крутящий момент на более малых оборотах (вплоть до 2.000), поэтому в динамике движения и обгона в городском ритме нисколько не уступают бензиновым.

Для любителей математических вычислений полезна формула расчета мощности двигателя, исходя из его максимального крутящего момента:

Р = М * n / 9549 [килоВатт]

Здесь Р – мощность двигателя в килоВаттах, М – максимальный крутящий момент, n – количество оборотов двигателя.

Для перевода мощности Р в привычные лошадиные силы можно полученную величину умножить на 1,36.

Некоторые производители указывают величину номинального крутящего момента, определяемую на холостых оборотах двигателя.

Зависимости вращающего момента и мощности ДВС от частоты оборотов

В большинстве случаев зависимости величины крутящего момента и мощности двигателя от количества оборотов имеют такой вид, как на графике 1:

Из графика зависимости видно, что при малых оборотах крутящий момент небольшой, по мере их увеличения он достигает максимума 178 ньютон на метр при величине оборотов около 4500 в минуту, затем начинает падать. Вместе с тем мощность, пропорциональная произведению количества оборотов на крутящий момент до 5500 оборотов в минуту продолжает увеличиваться вплоть до 124 лошадиных сил, как на примере, затем после значительного уменьшения крутящего момента, также падает.

Физически это объяснить нетрудно. На малых оборотах в область сгорания в единицу времени поступает незначительное количество топливно-воздушной смеси, соответственно, сила, воздействующая на поршни, обеспечивающие крутящий момент, небольшие. При увеличении оборотов сгорание больше, крутящий момент увеличивается. Его уменьшение при дальнейшем увеличении оборотов связано с:

увеличивающимися потерями мощности на трение механизмов двигателя;
инерционными потерями;
кислородным голоданием двигателя.

Современные двигатели с турбонаддувом обеспечивают поступление топливно-воздушной смеси в полном объеме и на малых оборотах, кроме этого имеют отлаженную систему электронного регулирования. За счет этого характеристика крутящего момента на различных оборотах более равномерная, как показано на графике 2:

Из графика видно, что высокий крутящий момент обеспечивается на низких оборотах вплоть до 2000 об./минуту и не сильно уменьшается до 5500 об./минуту.

Высокооборотные двигатели позволяют увеличить мощность за счет увеличения количества оборотов до 7.000 – 8.000 в минуту и более, как показано на графике 3:

Как видно из графиков, мощность двигателя является зависимой от крутящего момента и количества оборотов двигателя величиной. Приобретая автомобиль, желательно ознакомиться с динамическими характеристиками двигателя, зависимостью крутящего момента от величины оборотов.

Если вы желаете комфортно передвигаться в городском ритме движения, совершая уверенные обгоны и перестроения, лучше приобрести автомобиль с низкооборотным двигателем либо турбонаддувом. В том случае, если вы любитель погонять с ветерком на автобане, подходит вариант высокооборотного движка.

Видео — крутящий момент, мощность и обороты ДВС:

Как его увеличить и в каких случаях это оправдано

Первоначально крутящий момент определяется на этапе конструкторской разработки двигателя внутреннего сгорания. Существенно увеличить эту характеристику можно, разве что при конструктивных изменениях ДВС. В практике специальных мастерских такой метод увеличения крутящего момента называется форсирование двигателя. Он заключается в увеличении компрессии за счет изменения геометрии поршневой группы, замене штатных форсунок, увеличения воздухозабора, других конструктивных решениях.

Более доступный способ увеличения крутящего момента – коррекция топливной карты с помощью чипования блока управления. Существенного увеличения крутящего момента (более 20%) при чиповании ожидать не следует, но такой метод менее дорогостоящий, не требует конструктивных изменений.

В любом случае, увеличение крутящего момента значительно уменьшает ресурс двигателя, так как все механические нагрузки на узлы двигателя рассчитаны, исходя из крутящего момента, определенного производителем. Их увеличение может вызвать преждевременный износ деталей.

Если вы пока не планируете участвовать на своем авто в соревнованиях по дрифтингу, дрэг-рейсингу и другим экстремальным видам автомобильных состязаний, лучше отложить идею увеличения крутящего момента до тех времен, когда участие в таких соревнованиях будет для вас реальной целью.

Читайте про то, как работает круиз-контроль на механике и какие особенности он имеет.
А в ЭТОЙ СТАТЬЕ узнаете как правильно демонтировать сигнализацию на машине.
Как восстановить работу https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/obogreva-zadnego-stekla.html обогрева заднего стекла автомобиля.

Видео — что важнее мощность или крутящий момент:

Что такое крутящий момент? Что такое лошадиная сила?

Каждый автопроизводитель всегда ищет преимущество над своими конкурентами. Чаще всего автомобильные компании обращают внимание именно на мощность автомобиля, пытаясь тем самым привлечь к себе потенциального покупателя. Но мощность автомашины не говорит еще о том, что автомобиль в действительности таковым является. Например автомобиль, имеющий большую мощность в лошадиных силах вполне может быть слабее другого автомобиля, у которого меньшее количество этих лошадиных сил, но больший крутящий момент.

В чем же разница между этими двумя измерениями? Что они обозначают? На ваше удивление, эти, совершенно разные по своему смыслу измерения, очень даже между собой взаимосвязаны.

Некоторые транспортные средства при небольшом объеме двигателя имеют довольно большую мощность. Так, рекордсменом среди традиционных атмосферных двигателей является спортивный автомобиль Honda S2000 производство которого было прекращено несколько лет назад. Этот спортивный автомобиль как лезвие самурайского меча, был очень резким и довольно быстрым.

Первые модели этой марки машины оснащались 2,0-х литровым бензиновым двигателем мощностью в 240 л.с.

!!! Потрясает здесь только одно, что достигнуть такой мощности Японской автокомпании удалось без использования в двигателе турбонагнетателей (турбин). Вся мощность, которую выдавал двигатель автомобиля Хонда S2000, была естественной, и все это благодаря возможности работы двигателя почти- что на 9000 оборотах!!! Вы можете теперь представить какой рев мотора был при максимальном ускорении автомашины?

Но если подробнее ознакомиться с техническими характеристиками этого автомобиля, то можно увидеть, что сам крутящий момент у двигателя составляет всего 208Нм (Ньютон-метр), что сопоставимо с простыми маломощными автомобилями.

Но не смотря на такие скромные данные Honda S2000 была мощным автомобилем, и это достигалось благодаря лишь бешенным оборотам ее двигателя который, ревел как звук сирены или воздушной тревоги, где эти обороты постоянно находились в опасной зоне красной линии тахометра.

Возьмем для рассмотрения например, другой, совершенно противоположный автомобиль, такой, как Dodge Ram 3500-пикап. Покупатели могут выбрать для себя супер-мощную комплектацию этой машины с дизельным двигателем от компании Cummins, объем которого составит 6,7 литра, который будет выдавать мощность в 330 л.с. с крутящим моментом 895Нм. Это очень мощный и сильный автомобиль, который способен сдвинуть с места все что угодно (Примеч. авт. «или почти-что все»)

Происхождение лошадиных сил

Есть один поворотный момент в истории, когда всего один человек сыграл огромную и немаловажную роль в оказании содействия в развитии всего мира, в котором мы и продолжаем жить по настоящее время. Этим человеком стал инженер-изобретатель- Джеймс Уатт, положивший начало промышленной революции в Англии, а затем, начиная с 1700-ых годов, и во всем мире. Самыми знаменитыми изобретениями Джеймса стали, так называемый ножной стартер и улучшенный паровой двигатель, который инженер сделал более эффективным, более мощным и более производительным. Но это еще не все. Данный изобретатель впервые в мире, разработал и создал паровой котел (паровой двигатель), а также, придумал понятие для мощности, которая выражается, в «Ваттах» (Ватт), в лошадиных силах и в крутящем моменте.

По своей сути, понятия и систему измерения мощности Джеймс Уайт придумал для того, чтобы при продаже своих паровых котлов (двигателей) ему было бы проще объяснить потенциальному клиенту, какую мощность может выдавать его котел. Ведь согласитесь, намного проще сказать покупателю котла следующее:- «паровой двигатель будет выполнять работу двух лошадей», чем сказать, да еще и в 18-веке,- мощность парового двигателя составляет N-ое количество «Нм» или «Фунт-Футов» силы.

Никто бы его не понял.

Используйте силу

Сила- это самое главное, чтобы достичь какой-то скорости. Ведь без затраты определенных сил не будет и необходимой скорости. Соответственно от сюда вытекает следующее, скорость будет зависеть от того, какой объем силы мы затратили для достижения скорости. Для примера: Если расстояние в несколько метров пробежать за 5 секунд или за 10 секунд, то соответственно и сила, которую мы затратим для этой короткой пробежки будет различна друг от друга. Ведь для более быстрой пробежки необходима и большая сила.

Другой пример: Если вы передвигаете в доме мебель, а вы хотите ее передвинуть как можно быстрее, то вам необходима куда большая сила, если эту же мебель передвигать медленнее и не спеша. Выходит, что сила при такой работе куда важнее, чем та же скорость.

Л.с. и Н.м.

Мощность и крутящий момент в моторе неразрывно между собой связаны, так как эта лошадиная сила происходит из крутящего момента.

Формула для расчета мощности двигателя очень проста.

Изначально необходимо, силу, которая выражается в Ньютон-метрах (Н.м.) надо умножить на 0,7376, все это для того, чтобы перевести значения в Британскую и Американскую единицу измерения силы (Фунт-Фут), далее, воспользовавшись выше указанной формулой умножить таковые данные на количество оборотов двигателя (RPM), и, полученное после умножения значение необходимо разделить на число 5252. В итоге мы получим приблизительное к точности значение мощности самого двигателя, которое и будет выражаеться в лошадиных силах. На примере нижеуказанной формулы нами был сделан расчет мощности двигателя при силе 100 фунт-фут (1000 оборотов в минуту двигателя). Из этого примера видно, что при силе в 100 фунт-футов и 1000 оборотов в минуту мощность двигателя составила приблизительно около 19 л.с.

Разницу между мощностью и силой легко понять еще на одном примере. Допустим, что вы на автомобиле буксируете какой-то груз в гору, значит вам будет необходим низкий крутящий момент, но естественно потребуется и больше силы для более легкого буксирования. А если же вы хотите максимально быстро разогнать свой автомобиль с 0 до 100 км/час, то ему потребуется уже максимальное количество оборотов двигателя, а силы для такого разгона за короткий промежуток времени уже потребуется не так много. Но чем больше будет мощность двигателя, тем быстрее вы разгоните свою автомашину до 100 километров.

Поэтому различная грузовая и подъемная техника всегда, как правило оснащается дизельными двигателями, которые имеют большую тягу и не высокое максимальное количество оборотов двигателя, если их сравненивать с бензиновыми силовыми агрегатами. Дизельные двигатели способны передвигать транспортные средства имеющие огромную весовую массу. Но такой автотранспорт из-за небольшого количества л.с. очень медленно трогается и разгоняется.

Вот почему, такой автомобиль как Honda S2000 может сорваться с места и разогнаться до 100 километров в час примерно за 6 секунд, Dodge RAM 3500 может буксировать груз весом более 8000 тыс. килограмм (на прицепе). Это и есть абсолютное различие между крутящим моментом и лошадиной силой.

В транспортных средствах есть еще один элемент, который помогает автомобилю передавать крутящий момент на колеса,- это коробка переключения скоростей передач, которая предназначена для передачи максимального крутящего момента при определенной скорости. Например, тракторные тягачи и трактора для перевозки тяжелых грузов в прицепах оснащаются большими дизельными двигателями, у которых большой крутящий момент и большая сила, которая выражается в Ньютон-метрах (Н.м.). Но такие двигатели не имеют большого количества лошадиных сил. Такие двигатели созданы не для разгона транспортного средства до высокой скорости, как правило, они нужны в основном для перевозки тяжелых грузов. Некоторые такие тракторы оснащены 10 ступенчатыми коробками передач.

Так мощность и крутящий момент непосредственно близко связаны друг с другом. Лошадиная сила зависит от крутящего момента (силы Н.м.) и от количества оборотов в минуту двигателя.

Крутящий момент по своей сути,- это сила и мощность с которой можно сделать определенную работу. И чем меньше затрачивается времени для выполнения (или набора определенной скорости) такой работы, тем больше мощность самого автомобиля, которая выражается в лошадиных силах.

Автомобиль, который с места может преодолеть 1,5 километра всего за 4 секунды, нуждается в более большей мощности, чем та автомашина, которая проезжает это же расстояние за 12 секунд.

Двигатель и динамический потенциал

_{718 Spyder: расход топлива в смешанном цикле 10,9 л/100 км;
выбросы CO₂ в смешанном цикле 249 г/км
718 Cayman GT4: расход топлива в смешанном цикле 10,9 л/100 км;
выбросы CO₂ в смешанном цикле 249 г/км}

Высокооборотистый, мощный и экономичный – приводом в новом Porsche 718 Cayman GT4 и 718 Spyder служит шестицилиндровый оппозитный двигатель собственной разработки Porsche с четырьмя литрами рабочего объема и многочисленными высокотехнологичными генами GT. Атмосферный двигатель базируется на том же поколении моторов, что и турбированные силовые агрегаты современного модельного ряда 911 Carrera. Самый мощный – 309 кВт (420 л.с.) – и эмоциональный двигатель в модельном ряду 718 подкупает своими четкими откликами и характерным звуком. Двигатель раскручивается максимально до 8000 об/мин, при 7600 об/мин он достигает своей максимальной мощности, превосходя предыдущую 3,8-литровую модель GT4 на 35 л.с. У Spyder, который впервые оснащен аналогичным двигателем, прибавка в мощности еще больше – 45 л.с. Максимальный крутящий момент составляет 420 ньютон-метров и остается постоянным в диапазоне от 5000 до 6800 об/мин. Максимальная частота вращения 8000 об/мин на 200 об/мин превышает показатель предыдущей модели.

Все это в результате обеспечивает высочайший динамический потенциал. Новый 718 Cayman GT4 достигает максимальной скорости 304 км/ч, 718 Spyder разгоняется максимально до 301 км/ч. Таким образом, оба они значительно превосходят своих предшественников – на 9 и 11 км/ч соответственно. Стандартный разгон с места до 100 км/ч оба выполняют за 4,4 секунды. Особенно впечатляет еще более динамичный темперамент и улучшенный промежуточный разгон в диапазоне средних скоростей: на пятой передаче с 80 до 120 км/ч 718 Spyder разгоняется всего за 6,0 секунды. Как и 718 Cayman GT4. Расход топлива, пересчитанный по методу NEDC, составляет 10,9 л/100 км и подчеркивает экономичность обоих среднемоторных спорткаров.

Высокие показатели мощности и крутящего момента

Высокооборотистая концепция шестицилиндрового двигателя базируется на существенно усовершенствованных технологиях 4,0-литрового оппозитного двигателя. Прочную механическую базу образует исключительно жесткий, изготовленный из высокопрочного стального сплава, кованный коленчатый вал, шатуны с оптимизированной геометрией и большие коренные подшипники диаметром 67 миллиметров. Прочный масляный поддон из пластика весит на 36,5 процента меньше, чем аналогичный литой поддон предыдущей модели.

Ввиду высокой частоты вращения для привода клапанов используются рокеры (роликовые коромысла) с гидравлическими компенсаторами зазора. Электронная система управления двигателем адаптирует фазы газораспределения четырех распредвалов (VarioCam) в зависимости от нагрузки и оборотов. Например, на стороне выпуска, диапазон регулирования составляет 30 градусов по углу поворота коленчатого вала. Это обеспечивает высокие показатели мощности и крутящего момента во всем диапазоне оборотов и, следовательно, улучшает ходовые качества автомобиля.

Система непосредственного впрыска топлива с пьезофорсунками

Особо высокие требования предъявляются к смесеобразованию в камерах сгорания. Центрально расположенные форсунки системы непосредственного впрыска топлива (DFI) впервые для высокооборотистого двигателя имеют управление от пьезоэлементов. При подаче на них электрического напряжения они расширяются и открывают форсунку. При отсутствии напряжения пьезокристаллы сжимаются, и форсунка вновь закрывается. Это позволяет не только достичь более мелкого распыления топлива, впрыскиваемого с максимальным давлением 200 бар, но и еще более точно управлять процессом сгорания. Струя топлива из пьезофорсунки имеет оптимальную форму, что уменьшает каплеобразование на стенках цилиндра, тем самым противодействуя возможному образованию сажи. В результате расход топлива и вредные выбросы снижаются, в то время как КПД атмосферного двигателя повышается.

Быстрому газообмену в камерах сгорания способствует регулируемая система впуска. Она имеет две резонансные заслонки, которые открываются в зависимости от нагрузки двигателя (по отдельности или одновременно) и таким образом адаптируют частоту пульсаций воздушной струи на ее пути к клапанам в зависимости от частоты вращения двигателя. Тем самым улучшается степень наполнения цилиндров, что в свою очередь ведет к повышению крутящего момента.

Спортивная выхлопная система с сажевыми фильтрами

На стороне выпуска также имеются изменения. Новая конструкция спортивной выхлопной системы преследует сразу несколько целей: наличие сажевых фильтров позволяет выполнить требования экологического стандарта Euro 6d-Temp. Большое поперечное сечение выхлопной системы снижает противодавление отработавшим газам и таким образом способствует повышению мощности. За счет своей особой седловидной формы спортивная выхлопная система оставляет больше места для размещения функционального заднего диффузора (см. раздел «Аэродинамика»).

Для этого два отдельных основных глушителя предыдущей модели GT4 объединены в один центральный глушитель, который благодаря седловидной форме охватывает диффузор и максимально эффективно использует имеющееся монтажное пространство. Несмотря на такую форму, глушитель имеет достаточный объем, чтобы соответствовать строжайшим требованиям к уровню шума. Благодаря управляемым заслонкам в выхлопной системе уникальный звук оппозитного двигателя остался неизменным: в зависимости от температуры двигателя и нагрузки звук подчеркнуто эмоциональный, особенно при наборе мощности и на высоких оборотах.

Адаптивная система отключения цилиндров

Интересной инновацией для снижения вредных выбросов и расхода топлива является адаптивная система отключения цилиндров. При оборотах двигателя от 1600 до 3000 об/мин и требуемом крутящем моменте не более 100 ньютон-метров система на некоторое время прерывает процесс впрыска в одном из двух рядов цилиндров, так что шестицилиндровый двигатель в это время работает только на трех цилиндрах. При постоянной нагрузке каждые 20 секунд происходит смена отключаемого ряда цилиндров, чтобы обеспечить равномерность нагрузки на нейтрализаторы и проходящего через них газового потока. За исключением небольшого изменения звука отключение и подключение цилиндров происходит незаметно для водителя. Тем не менее эффект весьма ощутимый: адаптивная система отключения цилиндров позволяет снизить выбросы CO₂ на 11 граммов на километр. При желании ее можно деактвировать вместе с функцией автоматического выключения и перезапуска двигателя (Auto Start Stop), которая в 718 Cayman GT4 и 718 Spyder установлена впервые.

Механическая шестиступенчатая коробка передач в базовой комплектации

Крутящий момент шестицилиндрового атмосферного двигателя передается на задние колеса автомобиля через механическую шестиступенчатую коробку передач с двухмассовым маховиком. Укороченный рычаг переключения передач способствует более эмоциональным ощущениям от вождения. Динамические опоры коробки передач сводят к минимуму колебания и вибрации, передающиеся от системы привода на кузов, а при спортивной манере езды сокращают инерцию силового агрегата. Кроме того, имеется динамичная функция «перегазовки»: она уменьшает износ деталей и улучшает устойчивость автомобиля при переключениях на пониженные передачи. Функцию «перегазовки» можно активировать кнопкой AUTO BLIP на центральной консоли. Двухмассовый маховик заимствован у 911 GT3.

Качество отработавших газов

Центрально расположенные пьезофорсунки высокого давления, система непосредственного впрыска топлива, адаптивная система отключения цилиндров, функция Auto Start Stop: качество отработавших газов нового высокооборотистого атмосферного двигателя Porsche 718 Cayman GT4 и 718 Spyder является результатом целого комплекса мер. Самое большое отличие – сажевые фильтры спортивной выхлопной системы. Они дополняют широкополосное лямбда-регулирование посредством кислородных датчиков, которые контролируют состав отработавших газов отдельно для каждого ряда цилиндров. Еще по одному датчику находится в нейтрализаторах, где они следят за преобразованием вредных веществ. Необходимая регенерация сажевых фильтров осуществляется автоматически и незаметно для водителя.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля

Читая характеристики двигателя той или иной модели, мы встречаем такие понятия:

мощность — лошадиные силы;
максимальный крутящий момент — Ньютон/метры;
обороты в минуту.

Люди, увидев значение 100 или 200 лошадиных сил, полагают, что это очень хорошо. И они правы — 200 лошадиных сил для мощного кроссовера или 100 л.с. для компактного городского хетчбэка действительно неплохие показатели. Но нужно обращать внимание также на максимальный крутящий момент и обороты двигателя, поскольку такая мощность достигается на пике работы двигателя.

Говоря простым языком, максимальную мощность в 100 л.с. ваш двигатель может развить при определенных оборотах двигателя. Если же вы ездите по городу, а стрелка тахометра показывает 2000-2500 оборотов, тогда как максимум составляет 4-5-6 тысяч, то в данный момент используется лишь часть этой мощности — 50 или 60 лошадиных сил. Соответственно и скорость будет небольшая.

Если же вам нужно перейти на более быстрый режим движения — выехали на скоростную трассу или хотите обогнать фуру — вам нужно увеличить количество оборотов, тем самым увеличив скорость.

Момент силы, он же крутящий момент, как раз и определяет, как быстро ваша машина может ускориться и выдать максимум мощности.

Другой пример — вы едете по трассе, на большой скорости на 4-5 передаче. Если же дорога начинает подниматься в гору и уклон довольно ощутимый, то мощности двигателя может просто не хватить. Поэтому приходится переключаться на пониженные передачи, при этом выжимая большую мощность с двигателя. Крутящий момент в данном случае служит для увеличения мощности и помогает активизировать все силы вашего двигателя на преодоление препятствия.

Наибольший крутящий момент выдают бензиновые двигатели — при 3500-6000 оборотов в минуту в зависимости от марки автомобиля. У дизельных моторов максимальный крутящий момент наблюдается при 3-4 тысячах оборотов. Соответственно, у дизельных автомобилей динамика разгона лучше, им проще быстро разгоняться и выжимать всех “лошадей” с мотора.

Однако, по максимальной мощности они проигрывают своим бензиновым собратьям, поскольку при 6000 оборотах мощность у бензинового автомобиля может достигать нескольких сотен лошадиных сил. Не зря ведь все самые быстрые и мощные автомобили, о которых мы писали на Vodi.su ранее, работают исключительно на высокооктановом бензине А-110.

Ну и чтоб стало совсем понятно, что такое крутящий момент, нужно посмотреть на единицы его измерения: Ньютоны на метры. Говоря простым языком, это сила с которой мощность передается от поршня через шатуны и коленчатый вал на маховик. А уже от маховика эта сила передается на трансмиссию — коробку передач и от нее на колеса. Чем быстрее движется поршень, тем быстрее вращается маховик.

Отсюда приходим к выводу, что мощность двигателя производит крутящий момент. Есть техника, в которой максимальная тяга вырабатывается на низких оборотах — 1500-2000 об/мин. Действительно, в тракторах, самосвалах или внедорожниках мы прежде всего ценим мощность — водителю джипа некогда раскручивать коленвал до 6-ти тысяч оборотов, чтобы выехать из ямы. То же самое можно сказать о тракторе, который тянет тяжелую дисковую борону или трехкорпусный плуг — максимальная мощность нужна ему на малых оборотах.

От чего зависит крутящий момент

Понятно, что самые мощные моторы обладают самым большим объемом. Если у вас какая-нибудь малолитражка типа Daewoo Nexia 1.5L или компактный хетчбэк Hyundai i10 1.1L, то резко разогнаться или стартовать с места с пробуксовкой вряд ли получится, хотя умение правильно переключать передачи и использовать всю мощь мотора делает свое дело.

Соответственно, на малолитражках мы используем лишь часть потенциала двигателя, тогда как на более мощных автомобилях с хорошими показателями и эластичностью двигателя — диапазонами переключения передач — можно разгоняться практически с места, при этом не переключая передачи так быстро.

Эластичность двигателя — это важный параметр, говорящий о том, что соотношение мощности и количества оборотов оптимальное. Можно ехать на пониженных передачах с довольно большой скоростью, выжимая при этом максимум с двигателя. Это очень хорошее качество как для городского режима езды, где нужно постоянно тормозить, разгоняться и снова останавливаться, — так и для трассы — одним нажатием на педаль можно разогнать двигатель до высоких оборотов.

Крутящий момент — один из самых важных параметров двигателя

Таким образом мы приходим к выводу, что все параметры двигателя тесно связаны между собой: мощность, крутящий момент, количество оборотов в минуту, при которых достигается максимальный крутящий момент.

Крутящий момент является той силой, которая помогает полностью использовать всю мощь двигателя. Ну а чем больше мощность мотора, тем больше крутящий момент. Если же он еще и достигается на невысоких оборотах, то на такой машине можно будет легко разогнаться с места, или взобраться на любую горку, не переходя на пониженные передачи.

На этом видео прекрасно разобрали что такое крутящий момент и лошадиные силы.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Что такое крутящий момент, и почему он важен?

Добавлено 28 июля 2019 в 14:30

Сохранить или поделиться

Узнайте о крутящем моменте, его применении к двигателям, и почему значения крутящего момента так важны для ваших проектов.

В базовой физике вы, вероятно, привыкли думать о линейных силах, например, о силе тяжести, притягивающей предметы вниз, или о силе, которую вы прикладываете к тележке для покупок, толкая ее. Крутящий момент аналогичен линейным силам, но в то время как линейные силы заставляют объект двигаться по прямой линии, крутящий момент заставляет объекты вращаться.

Если вы когда-либо открывали дверь, у вас должно быть интуитивное понимание крутящего момента. Когда вы открываете дверь, вы прикладываете силу на той стороне двери, которая находится дальше всего от петель. Поскольку дверь твердая, ваша сила, действующая на расстоянии от центра вращения двери (петли), заставляет дверь вращаться и открываться. Вы можете открыть дверь, нажав на сторону двери, ближайшую к петлям, однако, как вы знаете, для открытия двери в этом случае потребуется гораздо больше усилий. Это потому, что, уменьшая расстояние между вами и центром вращения двери, вы создаете меньший крутящий момент.

Крутящий момент рассчитывается путем умножения линейной силы на расстояние, на котором эта сила действует от центра вращения. Классическим примером крутящего момента является гаечный ключ при откручивании гайки. Если у вас есть гаечный ключ длиной 20 см, и вы нажимаете на ключ с силой 2 кг, крутящий момент на гайке составит (20 см x 2 кг =) 40 кг·см.

Рисунок 1 – Классический пример крутящего момента можно увидеть, когда вы используете гаечный ключ для закручивания гайки.

Когда мы смотрим на двигатели, расчет крутящего момента аналогичен – сила, умноженная на расстояние.

Единственное отличие состоит в том, что в отличие от гаечного ключа, где сила прикладывается к рычагу, в случае с двигателем крутящий момент прикладывается непосредственно в центре вращения, создавая линейную силу на конце рычага. Размышляя о крутящем моменте двигателя, вы можете представить себе двигатель, использующий руку для поднятия веса. Максимальный вес, который может поднять двигатель, будет соответствовать максимальному крутящему моменту.

Рисунок 2 – В двигателях крутящий момент прикладывается в центре вращения для создания линейной силы.

Двигатели, предназначенные для обеспечения большего крутящего момента, способны оказывать большее воздействие на другие объекты.

Почему крутящий момент важен?

Крутящий момент, в особенности при разработке систем с двигателями, которые обеспечивают правильную величину крутящего момента, невероятно важен в широком диапазоне различных применений.

Допустим, вы строите робота. Если вы хотите построить более крупного робота или робота, способного поднимать тяжелые предметы, вам понадобятся более мощные двигатели, способные создавать больший крутящий момент, чтобы заставить робота двигаться.

Для летательных аппаратов крутящий момент, создаваемый двигателями, напрямую определяет максимальную подъемную силу, которую могут создавать пропеллеры.

Рисунок 3 – Создание подъемной силы крутящим моментом.

Если вы строите автомобиль и хотите, чтобы он ускорялся быстрее, вам потребуется от двигателей больший крутящий момент – в автомобиле сила, движущая его вперед, равна (примерно) крутящему моменту двигателя, деленному на радиус колес.

Электромобили, такие как Tesla Model S, известны своим быстрым ускорением, потому что их электродвигатели генерируют огромную величину крутящего момента. Этот крутящий момент непосредственно передается в большую силу, применяемую колесами к поверхности дороги. Как учат основы физики, воздействие на объект большей силы заставит его ускоряться быстрее.

Какие факторы влияют на крутящий момент двигателя

Когда речь идет о максимальном значении крутящего момента двигателя, существует три разных, но взаимосвязанных ограничивающих фактора.

Механические свойства материалов

Во-первых, это механические свойства материалов. Хорошим примером такого подхода к проектированию являются разные серводвигатели.

Более дешевые сервоприводы с более низким крутящим моментом используют пластиковые шестерни, обычно сделанные из нейлона. Производство пластиковых шестеренок недорогое, что делает сервоприводы с нейлоновыми шестеренками более дешевыми в производстве, и, следовательно, их можно дешевле купить. Нейлоновые шестерни также более легкие, по сравнению с металлическими, что является важным фактором для робототехники и летательных аппаратов. Однако если на эти нейлоновые шестерни будет приложен слишком большой крутящий момент, они сломаются.

Сервоприводы с более высоким крутящим моментом содержат металлические шестерни, поэтому они могут выдавать более высокий крутящий момент без поломок.

Материалы, используемые в конструкции двигателя, играют огромную роль в определении того, какой крутящий момент двигатель будет способен создать.

Рисунок 4 – Двигатели изготавливаются из различных материалов, но, как правило, те, что изготовлены из металла, имеют более высокий крутящий момент, чем те, что изготовлены из нейлона или другого пластика.

Максимальное напряжение двигателя

Вторым фактором, влияющим на максимальный крутящий момент двигателя, является максимальное напряжение, на которое рассчитан двигатель. Если вы посмотрите на страницу характеристик любого сервопривода, вы найдете разные значения крутящего момента для разных напряжений. Более высокие напряжения дают двигателю большую мощность для обеспечения более высокого крутящего момента. Тем не менее, двигатель и его схема управления могут принимать ограниченное напряжение из-за возможности перегрева и сгорания. Максимальное напряжение, которое двигатель может принять без сбоев, влияет на величину его максимального крутящего момента.

Рисунок 5 – Максимальное напряжение двигателя указывается в технических характеристиках, представленных производителями. Связь между рабочим напряжением и крутящим моментом.

Тепловыделение двигателя

Это подводит нас к последнему фактору, ограничивающему максимальный крутящий момент двигателя. Поскольку двигатели работают, они генерируют ненужное тепло. Чем тяжелее работает двигатель, тем больше тепла он выделяет.

Для большинства двигателей, используемых в любительских проектах, от двигателей постоянного тока до сервоприводов и шаговых двигателей, создаваемое тепло просто излучается в воздух. У них нет активного охлаждения, как, например, в электромобиле. Следовательно, двигатель ограничен тем, какой крутящий момент (а также скорость) он может генерировать без риска сбоя по температуре.

Измерьте крутящий момент двигателя сами

Мы рассмотрели, почему так важно оставаться в пределах максимального крутящего момента двигателя. Так что же делать, если вы думаете, что ваш двигатель не соответствует требованиям? Не бойтесь! У нас есть проект, который может показать вам, как измерить крутящий момент серводвигателя (в следующей статье).

Дважды проверьте крутящий момент вашего серводвигателя перед тем, как добавить его в свой проект. Это поможет вам избавиться от разочарований от сборки и от повторного переделывания.

Оригинал статьи:

Что важнее: Мощность или крутящий момент?

Когда речь заходит о выборе машины, то большинство людей смотрит на максимальную мощность. Они считают, что это важнейшая характеристика двигателя. Меньше людей смотрит на крутящий момент, считая, что именно он правит балом. Кое-кто смотрит и на мощность, и на крутящий момент, но цифры в технических характеристиках всё равно почти ничего не значат в реальной жизни. Гораздо важнее обороты двигателя, на которых достигаются пиковые значения. Но и это ещё не всё, и вот почему.

Чего хочет водитель

Цифры можно сравнивать, но большее значение мощности или крутящего момента не говорит о том, что в реальной жизни машина при прочих равных будет быстрее, а двигатель, как говорят, эластичнее. Смотреть нужно на графики. Графики крутящего момента и мощности в зависимости от оборотов двигателя одновременно. Чем больше крутящий момент на низах, чем ближе крутящий момент к максимальному на средних оборотах и чем позже достигается максимальная мощность, тем лучше. По сути, это и есть формула идеального мотора, но достигнуть её очень тяжело.

Генри Форд в свое время говорил: «Мощность продает автомобиль, но гонки выигрывает крутящий момент».

Крутящий момент двигателя — какой максимальный и оптимальный

Каждый владелец автомобиля хотя бы один раз слышал выражение «крутящий момент двигателя». Этот параметр напрямую влияет на такие характеристики машины, как расход топлива, время разгона до 100 километров в час, мощность мотора и содержание вредных веществ в выхлопе.

Что такое крутящий момент

Во время работы бензинового, газового или дизельного двигателя, топливовоздушная смесь сгорает с выделением большого количества выхлопных газов. Во время горения смеси давление в камере сгорания возрастает и газы начинают искать выход. Поскольку единственная подвижная вещь в камере сгорания – поршень, то газы начинают давить на него. В результате чего поршень с помощью шатуна проворачивает коленчатый вал мотора. По мере набора оборотов двигателя эффективность передачи энергии расширения газов увеличивается. На средних и высоких оборотах в дело вступает маховик, увеличивая общую инерционность системы, в результате чего энергия инерции системы и сила давления газов складываются, образуя тот самый крутящий момент, то есть способность вращаться, преодолевая сопротивление.

От чего зависит крутящий момент

В любом описании машины или автомобильного двигателя указан крутящий момент на определенных оборотах. Это связано не только с инерционностью поршней, шатунов и коленчатого вала, но и с таким параметром, как аэродинамическое сопротивление. Чем выше обороты двигателя и сильней нажата педаль газа, тем больше воздуха проходит через впускной коллектор и каналы головки блока цилиндров. Это приводит к увеличению скорости движения воздуха, который тоже обладает определенной инерционностью. Поэтому нельзя увеличивать обороты мотора до бесконечности, ведь наступает момент, когда инерционность и вязкость воздуха окажутся настолько велики, что разряжения, создаваемого поршнем, не хватит для заполнения камеры сгорания.

В результате количество (а нередко и соотношение) топливовоздушной смеси окажется недостаточным для дальнейшего увеличения оборотов двигателя и мощность мотора начнет падать. Поэтому максимальный вращающий момент, указанный в справочниках и каталогах, соответствует оборотам, на которых двигатель максимально наполняется воздухом, ведь это обеспечивает наибольшее давление выхлопных газов. Увеличение количества топлива приводит к дальнейшему росту оборотов мотора, но крутящий момент начинает падать. Затем обороты двигателя достигают того значения, когда дальнейший рост оборотов возможет лишь без нагрузки, поэтому мощность мотора начинает снижаться. Поэтому максимальный крутящий момент большинства моторов приходится на средние обороты, а пик мощности на высокие.

Стенд для измерения

Оптимальный и максимальный вращающий момент

Когда обороты двигателя соответствуют наибольшему крутящему моменту, его КПД (коэффициент полезного действия) максимален. На этих оборотах состав топливовоздушной смеси оптимален, за счет этого снижается расход топлива и износ делателей двигателя. Топливовоздушная смесь сгорает с меньшей температурой, чем в режиме максимальной мощности, поэтому нагрузка на систему охлаждения заметно ниже. Также образуется намного меньше частиц недогоревшего топлива (сажи), которые приводят к закоксовыванию мотора. В этом режиме масляная система мотора обеспечивает максимально эффективную смазку всех трущихся поверхностей.

Если вы хотите, чтобы двигатель вашего автомобиля работал долго и эффективно, старайтесь ездить на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту. Переход на более высокую передачу позволит снизить обороты и расход топлива (незначительно), зато увеличит износ мотора из-за увеличенной нагрузки на коленчатый вал, шатуны и поршни, а также неоптимального состава топливовоздушной смеси. Поэтому движение на 3-й передаче (обороты соответствуют максимальному крутящему моменту) предпочтительней перехода на 4-ю передачу, где обороты мотора будут заметно ниже.

Крутящий момент в токовой петле: двигатели и счетчики

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Опишите, как работают двигатели и измерители с точки зрения крутящего момента в токовой петле.
Рассчитайте крутящий момент токоведущей петли в магнитном поле.

Двигатели — это наиболее распространенное приложение магнитной силы к токоведущим проводам. Двигатели имеют проволочные петли в магнитном поле.Когда ток проходит через петли, магнитное поле оказывает на петли крутящий момент, который вращает вал. При этом электрическая энергия преобразуется в механическую работу. (См. Рисунок 1.)

Рисунок 1. Крутящий момент в токовой петле. Токопроводящая петля из проволоки, прикрепленная к вертикально вращающемуся валу, испытывает магнитные силы, которые создают вращающий момент по часовой стрелке, если смотреть сверху.

Давайте исследуем силу на каждом сегменте петли на рисунке 1, чтобы найти крутящие моменты, возникающие вокруг оси вертикального вала.(Это приведет к полезному уравнению для крутящего момента на петле.) Мы считаем магнитное поле однородным по прямоугольной петле, которая имеет ширину × и высоту × . Во-первых, отметим, что силы на верхнем и нижнем сегментах вертикальны и, следовательно, параллельны валу, не создавая крутящего момента. Эти вертикальные силы равны по величине и противоположны по направлению, так что они также не создают результирующей силы на петле. На рис. 2 показаны виды петли сверху. Крутящий момент определяется как τ = rF sin θ , где F — сила, r — расстояние от оси, на которую прикладывается сила, а θ — угол между r и F .Как видно на рисунке 2 (а), правило правой руки 1 дает силам по бокам равными по величине и противоположными по направлению, так что результирующая сила снова равна нулю. Однако каждая сила производит вращающий момент по часовой стрелке. Поскольку r = w /2, крутящий момент на каждом вертикальном сегменте равен ( w /2) F sin θ , и эти два суммируются, чтобы получить общий крутящий момент.

[латекс] \ tau = \ frac {w} {2} F \ sin \ theta + \ frac {w} {2} F \ sin \ theta = wF \ sin \ theta \\ [/ latex]

Рисунок 2.Вид сверху токоведущей петли в магнитном поле. (a) Уравнение для крутящего момента выводится с использованием этого представления. Обратите внимание, что перпендикуляр к петле образует угол θ с полем, которое совпадает с углом между w / 2 и F. (b) Максимальный крутящий момент возникает, когда θ является прямым углом, а sin θ = 1. (c) Нулевой (минимальный) крутящий момент возникает, когда θ равно нулю и sin θ = 0. (d) Крутящий момент меняется на противоположный, когда контур вращается дальше θ = 0.

Теперь каждый вертикальный сегмент имеет длину l , которая перпендикулярна B , так что сила на каждом из них составляет [латекс] F = IlB \ [/ латекс].Ввод F в выражение для крутящего момента дает

[латекс] \ тау = wIlB \ sin \ theta \\ [/ латекс].

Если у нас есть многократный контур из Н, витков, мы получаем Н, в раз превышающие крутящий момент одного контура. Наконец, обратите внимание, что площадь петли составляет A = wl ; выражение для крутящего момента становится

[латекс] \ тау = NIAB \ sin \ theta \\ [/ латекс].

Это крутящий момент на токоведущей петле в однородном магнитном поле. Можно показать, что это уравнение справедливо для петли любой формы.Петля несет ток I , имеет N витков, каждый из которых имеет площадь A, , а перпендикуляр к петле составляет угол θ с полем B . Чистая сила на петле равна нулю.

Пример 1. Расчет крутящего момента на токопроводящей петле в сильном магнитном поле

Найдите максимальный крутящий момент на 100-витковой квадратной петле провода длиной 10,0 см на стороне, по которой проходит ток 15,0 А в поле 2,00 Тл.

Стратегия

Крутящий момент на петле можно найти с помощью [latex] \ tau = NIAB \ sin \ theta \\ [/ latex].{2} \ right) \ left (2.00 \ text {T} \ right) \\ & = & 30.0 \ text {N} \ cdot \ text {m} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение

Этот крутящий момент достаточно велик, чтобы его можно было использовать в двигателе.

Крутящий момент, указанный в предыдущем примере, является максимальным. По мере вращения катушки крутящий момент уменьшается до нуля при θ = 0. Затем крутящий момент меняет направление на , когда катушка вращается дальше θ = 0. (См. Рисунок 2 (d)). Это означает, что, если только мы что-то делаем, катушка будет колебаться взад и вперед относительно равновесия при θ = 0.Чтобы катушка продолжала вращаться в том же направлении, мы можем обратить ток, когда он проходит через θ = 0, с помощью автоматических переключателей, называемых щетками . (См. Рисунок 3.)

Рис. 3. (a) Поскольку угловой момент катушки передает его через θ = 0, щетки меняют направление тока, чтобы поддерживать крутящий момент по часовой стрелке. (b) Катушка будет непрерывно вращаться по часовой стрелке, при этом ток будет реверсировать каждую половину оборота, чтобы поддерживать вращающий момент по часовой стрелке.

Измерители , такие как аналоговые датчики уровня топлива в автомобиле, являются еще одним распространенным приложением магнитного момента к токоведущей петле. На рисунке 4 показано, что счетчик по конструкции очень похож на двигатель. Измеритель на рисунке имеет форму магнитов, ограничивающую влияние θ , делая B перпендикулярно петле в большом диапазоне углов. Таким образом, крутящий момент пропорционален I , а не θ . Линейная пружина создает противодействующий крутящий момент, который уравновешивает текущий крутящий момент.Это делает отклонение иглы пропорциональным I . Если точная пропорциональность не может быть достигнута, показания манометра можно откалибровать. Чтобы создать гальванометр для использования в аналоговых вольтметрах и амперметрах, которые имеют низкое сопротивление и реагируют на небольшие токи, мы используем большую площадь контура A , сильное магнитное поле B и катушки с низким сопротивлением.

Рис. 4. Счетчики очень похожи на двигатели, но вращаются только на часть оборота. Магнитные полюса этого измерителя имеют такую форму, чтобы составляющая B была перпендикулярна контуру, так что крутящий момент не зависит от θ , а отклонение от возвратной пружины пропорционально только току I .

Сводка раздела

Крутящий момент τ на токоведущей петле любой формы в однородном магнитном поле. является
[латекс] \ tau = NIAB \ sin \ theta \\ [/ latex],
, где N — количество витков, I — ток, A — площадь контура, B — напряженность магнитного поля, а θ — угол между перпендикуляром к контуру. и магнитное поле.

Концептуальные вопросы

1.Нарисуйте диаграмму и используйте RHR-1, чтобы показать, что силы на верхнем и нижнем сегментах токовой петли двигателя на Рисунке 1 являются вертикальными и не создают крутящего момента вокруг оси вращения.

Задачи и упражнения

1. (a) На сколько процентов уменьшается крутящий момент двигателя, если его постоянные магниты теряют 5,0% своей силы? (b) На сколько процентов необходимо увеличить ток, чтобы вернуть крутящий момент к исходным значениям?

2. (a) Каков максимальный крутящий момент на прямоугольной петле на 150 витков провода 18.0 см на стороне, по которой проходит ток 50,0 А в поле 1,60 Тл? (b) Каков крутящий момент, когда θ составляет 10,9º?

3. Найдите ток через петлю, необходимый для создания максимального крутящего момента 9,00 Н. Петля имеет 50 квадратных витков со стороной 15,0 см и находится в однородном магнитном поле 0,800 Тл.

4. Рассчитайте напряженность магнитного поля, необходимую для квадратного контура с 200 витками 20,0 см на стороне, чтобы создать максимальный крутящий момент 300 Н · м, если контур выдерживает 25,0 А.

5.Поскольку уравнение для крутящего момента в токоведущей петле имеет вид [латекс] \ tau = NIAB \ sin \ theta \\ [/ latex], единицы N ⋅ m должны равняться единицам A ⋅ m ² T. Проверьте это .

6. (a) При каком угле θ крутящий момент в токовой петле составляет 90,0% от максимума? (b) 50,0% от максимума? (c) 10,0% от максимума?

7. Протон имеет магнитное поле из-за его спина на оси. Поле аналогично полю, создаваемому круговой токовой петлей радиусом 0,650 × 10 ⁻¹⁵ м с током 1.05 × 10 ⁴ А (без шуток). Найдите максимальный крутящий момент на протоне в поле 2,50 Тл. (Это значительный крутящий момент для маленькой частицы.)

8. (a) Круговая петля из 200 витков радиусом 50,0 см является вертикальной с осью на линии восток-запад. Ток в 100 А циркулирует в контуре по часовой стрелке, если смотреть с востока. Поле Земли здесь направлено на север, параллельно земле, с напряженностью 3,00 × 10 ⁻⁵ T. Каковы направление и величина крутящего момента на петле? (б) Имеет ли это устройство какое-либо практическое применение в качестве двигателя?

Глоссарий

двигатель:: петля из проволоки в магнитном поле; когда ток проходит через петли, магнитное поле оказывает на петли крутящий момент, который вращает вал; в процессе электрическая энергия преобразуется в механическую работу

метр:: обычное приложение магнитного момента к токоведущей петле, которая по конструкции очень похожа на двигатель; по конструкции крутящий момент пропорционален I , а не θ , поэтому отклонение иглы пропорционально току

Упражнения

1.{2} \ left (\ frac {\ text {N}} {\ text {A} \ cdot \ text {m}} \ right) = \ text {N} \ cdot \ text {m} \\ [/ latex ]

7. 3,48 × 10 ⁻²⁶ Н м

Каков максимальный крутящий момент асинхронного двигателя

В статье под названием Уравнение крутящего момента асинхронного двигателя мы видели развиваемый крутящий момент и его уравнение. Здесь обсуждается условие максимального крутящего момента асинхронного двигателя . Крутящий момент, создаваемый асинхронным двигателем, в основном зависит от следующих трех факторов.Это сила тока ротора; магнитный поток взаимодействует между ротором двигателя и коэффициентом мощности ротора. Значение крутящего момента при работающем двигателе определяется уравнением, показанным ниже:

Полный импеданс RC-цепи всегда находится между 0º и 90º . Импеданс — это сопротивление, предлагаемое элементом электронной схемы протеканию тока. Если предполагается, что импеданс обмотки статора пренебрежимо мал. Таким образом, для заданного напряжения питания V ₁, E ₂₀ остается постоянным.

Развиваемый крутящий момент будет максимальным, когда правая часть уравнения (4) будет максимальной. Это условие возможно, когда значение знаменателя, показанного ниже, равно нулю.

Лет,

Следовательно, развиваемый крутящий момент является максимальным, когда сопротивление ротора на фазу равно реактивному сопротивлению ротора на фазу в рабочих условиях. Помещая значение sX ₂₀ = R ₂ в уравнение (1), мы получаем уравнение для максимального крутящего момента .

Приведенное выше уравнение показывает, что максимальный крутящий момент не зависит от сопротивления ротора.

Если s _M — значение скольжения, соответствующее максимальному крутящему моменту, то из уравнения (5)

Следовательно, скорость ротора при максимальном крутящем моменте определяется уравнением, показанным ниже.

Следующий вывод о максимальном крутящем моменте можно сделать из уравнения (7), приведенного ниже.

Не зависит от сопротивления цепи ротора.
Крутящий момент в максимальном режиме изменяется обратно пропорционально реактивному сопротивлению ротора в состоянии покоя. Следовательно, для максимального крутящего момента X ₂₀ и, следовательно, индуктивность ротора должна быть как можно меньшей.
Изменяя сопротивление в цепи ротора, можно получить максимальный крутящий момент при любом желаемом скольжении или скорости. Это зависит от сопротивления ротора при скольжении (s _M = R ₂ / X ₂₀).

Для развития максимального крутящего момента в состоянии покоя сопротивление ротора должно быть высоким и должно быть равно X ₂₀.Но для достижения максимального крутящего момента в рабочем режиме сопротивление ротора должно быть низким.

Throwback Thursday: Что делает крутящий момент в машине? | Этан Сигель | Начинается с ура!

« Недостаточная поворачиваемость — это когда вы ударяетесь о стену передней частью автомобиля.
Избыточная поворачиваемость — это когда вы ударяетесь о стену задней частью автомобиля.
лошадиных сил — это скорость, с которой вы ударяетесь о стену.
Крутящий момент — это расстояние, на которое вы унесете стену после удара ». -Старый гоночный кредо

Вы видели это множество раз, когда читали спецификации нового автомобиля: количество крутящего момента в фунтах-футах, которое он выдает.До автосалона в Нью-Йорке 2014 года еще пара месяцев, но всегда есть интересные новые концептуальные автомобили, которые демонстрируются на подобных мероприятиях. Время от времени один из них будет попадаться мне на глаза, как этот «Мерседес» несколько лет назад.

Изображение предоставлено: концептуальный автомобиль Mercedes-Benz E250, через http://www.carmk.net/thread-89968-1-5.html.

И в описании его характеристик, наряду с размером и мощностью двигателя, идет следующее: 369 фут-фунтов крутящего момента. (Это 500 Ньютон-метров, для вас, ребята из МКС / СИ.) Но что такое крутящий момент , и для чего он нужен?

Крутящий момент — это имеющаяся у вас «сила поворота», как при повороте гаечного ключа.

369 фут-фунтов означает, что если у вас есть гаечный ключ длиной 1 фут, и вы приложите усилие в 369 фунтов перпендикулярно этому гаечному ключу, вы получите 369 фут-фунтов крутящего момента. Вы можете приложить большее усилие к более короткому плечу рычага или меньшее усилие к более длинному плечу, но продукт этих двух элементов — под прямым углом друг к другу — и есть то, что создает крутящий момент.

Изображение предоставлено Кэролайн из http://www.bluepoof.com/motorcycles/0401/041501.html.

Но что может сделать крутящий момент внутри вашей машины? Ответ: заставь его разогнаться! Спецификация крутящего момента, которую они дают, — это максимальный крутящий момент двигателя внутреннего сгорания , который обычно является более высоким значением, чем фактический крутящий момент на колесах. (Это известно как крутящий момент машины.) Максимальное значение крутящего момента возникает в ограниченном диапазоне оборотов двигателя (оборотов в минуту), обычно достигая максимума, когда двигатель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту.

Изображение предоставлено: кривая крутящего момента мотоцикла BMW K 1200 R 2005 года, предоставлено пользователем Никогуаро на Wikimedia Commons.

Как перейти от крутящего момента двигателя к его мощности? Умножьте его крутящий момент на скорость вращения оси, и (после преобразования единиц) вы получите количество лошадиных сил двигателя! В этом есть смысл: получите большой крутящий момент на этой быстро вращающейся оси двигателя, и у вас будет все виды мощности для движения вашего автомобиля.

Все, что вам теперь нужно сделать, это передать эту мощность на колеса, а это значит, что вам нужно подключить двигатель к колесам и осям.

Изображение предоставлено: пользователь Wikimedia Commons IP83.

Вот для чего нужен приводной вал! Подключите свой мощный двигатель с высоким крутящим моментом к ведущему валу колес и осей, и они заставят ваши колеса вращаться, приводя в движение ваш автомобиль! Вы можете беспокоиться о том, что такой чрезвычайно переменный крутящий момент при разных оборотах двигателя означает, что вы получаете большое ускорение только в очень определенных точках, но именно поэтому в вашем автомобиле есть разные передачи , для компенсации! В общем, это показатель крутящего момента, который может многое сказать о том, насколько быстро автомобиль может разгоняться.2 или (чаще) он может разгоняться от 0 до 60 миль в час примерно за 6,3 секунды.

Хотите автомобиль, который может разгоняться быстрее? Вот вещи, которые могут помочь:

больше крутящего момента (да),
более легкий автомобиль,
более низкий центр масс (ближе к оси колеса по высоте),
колеса и шины большего диаметра,
и двигатель, который может выдавать этот максимальный крутящий момент в более широком диапазоне частот вращения двигателя.

Текущий рекордсмен по производству уличных автомобилей?

Изображение предоставлено: получено с http: // www.thesupercars.org/fastest-cars/fastest-cars-by-acceleration-top-10-list/.

Bugatti Veyron Super Sport, автомобиль, который разгоняется от 0 до 60 всего за 2,4 секунды ! По крайней мере, так обстоит дело с , если вы ограничиваетесь стандартными автомобилями.

Хотите верьте, хотите нет, но настоящий рекорд ускорения принадлежит автоэнтузиасту Энди Фросту, чей изготовленный на заказ (уличный) автомобиль Red Victor 1 (в его первоначальном воплощении) может разгоняться от 0 до 60 за меньше. чем второй ! Да, и вы можете посмотреть это в действии прямо сейчас .

http://www.youtube.com/watch?v=PBwK9Lbfx5Q

Это очень хорошо для связи между тем, что большинство из нас испытывает ежедневно — вождением автомобиля — и реальной физикой в действии! Теперь, когда в следующий раз кто-то хвастается перед вами крутящим моментом его машины, вы, , действительно поймете , о чем они говорят, и, возможно, даже сможете научить их кое-чему!

максимальный крутящий момент в предложении

Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете.Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

Активными ограничениями являются максимальный крутящий момент крутящий момент для всех шарниров.

Каждый тип продукта, доступный на рынке, обычно имеет большую разницу в отношении номинального / максимального крутящего момента и размеров.

Каждый привод имеет ограничение на его максимальную мощность, а также на максимальный крутящий момент , который он может проявить.

Усечение до 5% приводит к незначительным ошибкам, за исключением соединения 2, которое показывает ошибку максимального крутящего момента , составляющую 23% от пикового крутящего момента.

Первый — это проект директивы о максимальной мощности, максимальной расчетной скорости и максимальном крутящем моменте .

Двигатель развивает максимальную мощность при 4000 об / мин, максимальный крутящий момент при 2000 об / мин.

Из
Википедия
Двигатель развивает максимальную мощность при 4000 об / мин, максимальный крутящий момент об / мин, крутящего момента при 1750 об / мин.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Максимальный крутящий момент меньше, но на этот раз максимальная мощность не снижается.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Вторая граница составляет 30 процентов от максимального крутящего момента .
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Максимальный крутящий момент был при 2000 об / мин, что делало его идеальным тягачом.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Постоянный источник питания идеален, если требуется точный или максимальный крутящий момент от муфты.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Следовательно, максимальный крутящий момент и лошадиных сил были увеличены для двигателей, продаваемых на всех рынках.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Он генерировал 305 л.с. при 5600 об / мин с максимальным крутящим моментом 368 фут-фунт при 3000 об / мин.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Обычно двигатели создаются для достижения максимального крутящего момента при высоких скоростях вращения, обычно 1500 или 3000 об / мин.
Из
Википедия
Этот двигатель развивает максимальную мощность при 5500 об / мин, максимальный крутящий момент при 2500 об / мин.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Как только крутящий момент достигает установленного значения максимального крутящего момента , выбранного конструктором, машина останавливается.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Он развивал 170 л.с. при 5700 об / мин и максимального крутящего момента при 4400 об / мин.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Максимальный крутящий момент получается, если ток подается на обмотки, когда магниты ротора находятся в определенном диапазоне положений относительно обмоток статора.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Если сопротивление, подключенное к ротору, увеличивается за пределами точки, где максимальный крутящий момент возникает при нулевой скорости, крутящий момент будет дополнительно уменьшен.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Это подходит для больших инерционных нагрузок, поскольку двигатель разгоняется от до максимального крутящего момента , крутящий момент постепенно уменьшается по мере увеличения нагрузки.
Из
Википедия
Этот пример взят из Википедии и может быть повторно использован по лицензии CC BY-SA.
Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.
Состояние максимального крутящего момента асинхронного двигателя и выражение

В последней статье мы видели уравнение крутящего момента асинхронного двигателя, то есть величина крутящего момента, создаваемого на роторе, зависит от тока ротора, сопротивления ротора, реактивного сопротивления ротора и скольжения.
Из характеристик скольжения асинхронного двигателя можно заметить, что крутящий момент двигателя прямо пропорционален скольжению до тех пор, пока двигатель не достигнет максимального крутящего момента T _max i.е., при полной нагрузке. Как только величина нагрузки на двигатель достигает своего максимального крутящего момента, мы можем увидеть обратную зависимость (обратную пропорциональность) между крутящим моментом и скольжением для любого дальнейшего увеличения нагрузки.
На рисунке ниже показано влияние изменения нагрузки на асинхронный двигатель.

Давайте посмотрим условие и выражение для получения максимального крутящего момента в асинхронном двигателе.

Максимальный крутящий момент асинхронного двигателя:

Выражение для крутящего момента, создаваемого асинхронным двигателем в рабочем состоянии, дается как,

В асинхронном двигателе, чтобы получить условие максимального крутящего момента, дифференцируя уравнение крутящего момента по отношению к скольжению (поскольку скольжение является переменной величиной по отношению к крутящему моменту) и приравнивая его к нулю.

Следовательно,

Где
R ₂ = Сопротивление ротора
X ₂ = Реактивное сопротивление ротора
с = Скольжение двигателя

Следовательно, создаваемый крутящий момент является максимальным, когда сопротивление ротора равно времени скольжения реактивное сопротивление ротора, или мы можем сказать, что в рабочем состоянии создаваемый крутящий момент будет максимальным, когда сопротивление ротора равно реактивному сопротивлению ротора.
Из вышеуказанного условия проскальзывание _м, при котором крутящий момент является максимальным, определяется выражением

Выражение для максимального крутящего момента:

Выражение для максимального крутящего момента можно получить, подставив R
₂ = s X ₂ в уравнение крутящего момента.
Уравнение крутящего момента:

Подставляя R
₂ = s X ₂ в приведенное выше уравнение,
Из выражения T
_max можно заметить, что:
Нет связи между максимальным крутящим моментом и сопротивлением ротора (независимо от сопротивления ротора).
Но здесь реактивное сопротивление ротора определяется сопротивлением ротора. Следовательно, максимальный крутящий момент также зависит от сопротивления ротора.
Максимальный крутящий момент обратно пропорционален реактивному сопротивлению ротора i.е., от реактивного сопротивления ротора до крутящего момента.
Прямо пропорционально квадрату ЭДС, индуцированной неподвижным ротором.
Какие четыре характеристики крутящего момента связаны с шаговыми двигателями?
При выборе шагового двигателя важно понимать четыре характеристики крутящего момента:
■ Момент отрыва — это максимальный крутящий момент, который может быть передан без потери шагов. Он достигает своего максимума на самой низкой частоте или скорости и уменьшается с увеличением частоты.Если нагрузка на шаговый двигатель во время вращения превышает крутящий момент отрыва, двигатель выйдет из строя, и точная работа будет невозможна. Момент отрыва обычно является наиболее важной из четырех характеристик и представлен кривой крутящего момента отрыва или скоростью нарастания, показывающей крутящий момент в зависимости от скорости (частоты).
■ Вращающий момент — это максимальный крутящий момент, при котором двигатель может начать вращаться с заданной частотой. Шаговый двигатель не может начать вращение с моментом нагрузки, превышающим момент втягивания.Момент втягивания также уменьшается с увеличением частоты и представлен кривой крутящего момента втягивания, показывающей крутящий момент в зависимости от скорости (частоты).
■ Удерживающий момент — это величина крутящего момента, необходимая для перемещения шагового двигателя из положения в состоянии под напряжением. Он становится «удерживающим моментом» в состоянии покоя (0 pps) и равен чувствительности крутящего момента двигателя (Kt), умноженной на ток, приложенный к обмоткам двигателя. Если вы попытаетесь принудительно повернуть его во время остановки, вы почувствуете силу сопротивления.
■ Момент фиксации — это крутящий момент, имеющийся в обесточенном состоянии из-за взаимодействия постоянных магнитов и зубцов статора. При вращении двигателя рукой можно почувствовать заметные помехи или зазубрины.
Обычно шаговый двигатель теряет синхронизацию при превышении крутящего момента отрыва из-за перегрузки. Двигатели часто выбираются и оцениваются с использованием значений крутящего момента отрыва, превышающих требования для применения, чтобы предотвратить потерю счета или остановку двигателя.
Как влияют другие характеристики крутящего момента?
Когда крутящий момент при втягивании недостаточен…
Двигатель должен постепенно ускоряться с низкой частоты, и невозможно выполнить быстрый пуск / останов. Чем больше инерция (масса) груза, тем сложнее будет запускаться и останавливаться.
Когда удерживающий момент недостаточен…
Невозможно удерживать положение при включенном питании.
Когда момент фиксации недостаточен…
Двигатель вращается свободно.
Для лучшего управления движением важно выбрать двигатель, который учитывает все характеристики крутящего момента, и обеспечить план для тех характеристик, которые могут создавать слабые места в приложении. Инженеры Nippon Pulse обладают обширным опытом и могут помочь вам выбрать лучший шаговый двигатель для вашего приложения.
Рекламный контент Nippon Pulse
Как электромобили мгновенно развивают максимальный крутящий момент?
Большинство электромобилей обычно не ассоциируются с производительностью, но они способны достичь того, чего не могут автомобили с бензиновым двигателем: пикового крутящего момента при нулевых оборотах.
Его часто бросают, и многие прокомментируют, насколько быстро электромобиль чувствует себя в городе благодаря мгновенному максимальному крутящему моменту. Если сомневаетесь, просто прокатитесь на Tesla Model S и попросите водителя уронить молот.
Но как этого добиться в электромобиле? Джейсон Фенске из Engineering Explained вернулся, чтобы разобраться в происходящем. Прежде всего, важно понимать, что под капотом электромобиля нет двигателя .Вместо этого есть мотор-генератор и аккумулятор для питания. Когда электрический ток проходит через двигатель в магнитном поле, он создает силу. Чем больше приложен ток, тем сильнее будет вращаться двигатель.
Генератор делает нечто подобное, но направление электрического потока меняется на противоположное: вместо того, чтобы принимать ток для вращения якоря, якорь раскручивается через поле за счет замедления транспортного средства. Это производит электричество, которое используется для подзарядки аккумулятора, и двигатель может переключаться между питанием автомобиля и регенерацией электричества так быстро, как водитель может ускориться и оторваться.
Однако по мере увеличения оборотов двигателя он также создает так называемую «обратную электродвижущую силу» или «обратную ЭДС». Чем быстрее вращается двигатель, тем больше создается обратная ЭДС, что снижает эффективное напряжение, которое он может выдать.
Но при нулевых оборотах в минуту все электричество, создаваемое двигателем с момента подачи электроэнергии, становится мгновенным крутящим моментом — без какой-либо обратной ЭДС, снижающей его выходную мощность. Чем выше обороты, тем больше противо-ЭДС, а это означает, что эффект мгновенного крутящего момента уменьшается.