Крутящий момент - важнейшая характеристика автомобильного двигателя. Он определяет динамику разгона, тягу и управляемость машины. Но что такое крутящий момент на самом деле? Давайте разберемся!
Физическая сущность крутящего момента
В физике крутящий момент определяется как произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена. Он показывает, с какой силой происходит вращение объекта вокруг оси. Чем больше эта сила - тем выше крутящий момент.
Например, если к гаечному ключу длиной 1 м прикладывается усилие в 1 Н, то получится крутящий момент в 1 Н·м. А если на тот же ключ действует сила 3 Н, момент будет 3 Н·м.
Другой пример - мясорубка. Чем длиннее рукоятка, которой вы крутите, тем больше плечо рычага и выше крутящий момент при том же вашем усилии. В итоге можно перемалывать более твердое или замороженное мясо.
Формула для расчета крутящего момента такая:
Mкр = F * l
где F - сила, l - длина плеча рычага (радиус).
Крутящий момент измеряется в Н·м (ньютон-метрах) или кгс·м (килограмм сила на метр).
Как создается момент в двигателе
В двигателе внутреннего сгорания роль силы играет давление расширяющихся газов на поршень, а роль плеча - радиус кривошипа коленчатого вала.
- Чем больше подается топлива и лучше сжимается рабочая смесь, тем выше давление в цилиндре и сила, передаваемая на шатун.
- Увеличение радиуса кривошипа тоже повышает момент, но возможности здесь ограничены габаритами двигателя.
Что такое крутящий момент можно нарастить за счет форсирования мотора с помощью наддува - механического или турбонаддува. Кроме того, применяют высокие степени сжатия, улучшенную геометрию камеры сгорания и так далее.
Например, многие современные дизели развивают огромный крутящий момент уже на оборотах холостого хода - до 400 Н·м и больше.
Разница между мощностью и моментом
Часто возникает вопрос: что такое крутящий момент и чем он отличается от мощности двигателя, которая тоже указывается в характеристиках?
Ответ прост: мощность показывает совершенную двигателем работу за единицу времени. А работа мотора как раз и заключается в создании крутящего момента на валу.
Поэтому между мощностью и моментом есть прямая связь. Чем выше второй показатель, тем больше первый при одинаковом числе оборотов в минуту. И наоборот.
| Показатель | Что дает |
| Мощность | Скорость и динамика разгона |
| Крутящий момент | Тяга и управляемость |
Из этого следует, что оба параметра важны. И ориентироваться надо не только на лошадиные силы, но и на крутящий момент двигателя.
Пиковые значения момента
У разных типов двигателей пиковые значения крутящего момента достигаются на разных оборотах:
- У бензиновых моторов максимум обычно приходится на 3-4 тысячи об/мин. На более высоких оборотах момент начинает падать.
- Дизели выдают пиковый крутящий момент уже на низких оборотах, а затем быстро теряют тягу - их рабочий диапазон уже.
Например, 2-литровый бензиновый мотор Audi развивает максимум крутящего момента 200 Н·м на оборотах выше 3000, а 2-литровый дизельный - 320 Н·м уже на 1750 об/мин.
Влияние на динамику автомобиля
Большой крутящий момент нужен не только для быстрого разгона. Он еще улучшает сцепление колес с дорогой и помогает:
- Легче преодолевать подъемы, не сбавляя скорость.
- Увереннее проходить повороты за счет лучшего сцепления.
- Безопаснее маневрировать в нештатных ситуациях.
Крутящий момент напрямую влияет на управляемость и "послушность" автомобиля.
Как выбрать подходящий автомобиль
Чтобы правильно выбрать машину, важно смотреть не только на заявленную мощность, но и анализировать график крутящего момента с учетом условий эксплуатации:
- Если часто ездите в пробках или на короткие дистанции, то лучше брать мотор с бОльшим моментом на низких оборотах.
- А для частых дальних поездок или динамичной езды по трассе больше подходит двигатель с высокой максимальной мощностью.
В любом случае, перед покупкой авто желательно совершить тест-драйв в реальных дорожных условиях.
Как правильно эксплуатировать автомобиль
Чтобы ваша машина всегда разгонялась быстро и "слушалась руля", придерживайтесь нескольких советов:
- Старайтесь ездить в оптимальном для вашего мотора диапазоне оборотов.
- Перед обгоном предварительно разгоняйтесь в низшей передаче. Это позволит быстрее набрать скорость.
- Следите за состоянием трансмиссии и вовремя меняйте техжидкости. От этого зависит КПД и ресурс мотора.
Роль крутящего момента при выборе шин
Правильно подобранные шины также помогают максимально использовать потенциал двигателя и сохраняют ресурс трансмиссии:
- Для полного привода лучше выбирать шины повышенной грузоподъемности и с усиленным каркасом, чтобы они могли передавать высокие крутящие нагрузки на все колеса.
- На заднеприводный автомобиль с большим моментом желательно ставить шины с жесткими боковинами - это обеспечит лучшее сцепление при разгоне и предотвратит пробуксовку.
Как повысить тягу за счет тюнинга
Если штатных возможностей мотора вам не хватает, можно увеличить крутящий момент при помощи тюнинга:
- Установка чип-тюнинга позволит более эффективно использовать имеющиеся резервы в электронике двигателя.
- Замена впускного коллектора или выпускной системы также дает прирост мощности и момента на низких оборотах.
Однако перед тюнингом двигателя желательно проконсультироваться со специалистом, чтобы не нарушить работу и не снизить ресурс.
Как сохранить крутящий момент двигателя
Чтобы ваш автомобиль не терял тягу от возраста и пробега, придерживайтесь нескольких правил:
- Регулярно меняйте масла, фильтры и другие эксплуатационные жидкости согласно регламенту.
- Не превышайте максимальные обороты двигателя, указанные в инструкции.
- Используйте бензин и моторные масла только высокого качества.
Своевременное обслуживание позволит сохранить высокий крутящий момент и продлить срок службы вашего автомобиля.
Крутящий момент в электромобилях
В электромобилях нет двигателя внутреннего сгорания, поэтому крутящий момент создается иначе. Роль поршней играют электродвигатели, вращающие колеса.
Преимущество такой схемы в том, что максимальный крутящий момент доступен уже с нулевых оборотов. Электрокары разгоняются очень быстро и плавно благодаря равномерной отдаче мощности.
Например, у спортивного электромобиля Tesla Model S за 2,5 секунды можно разогнаться до 100 км/час.
Гибридные силовые установки
В гибридных автомобилях сочетаются двигатель внутреннего сгорания и электромотор. За счет этого удается добиться оптимальных характеристик:
- ДВС эффективен на средних оборотах и обеспечивает запас хода.
- Электромотор компенсирует "провалы" и добавляет мощности с нулевых оборотов.
В итоге автомобиль очень динамичный, но при этом не такой "прожорливый". Отличный вариант для города.
Момент и мощность мотоциклов
У мотоциклов требования к двигателю несколько иные. Здесь нужно совместить небольшой вес и компактность с достаточной мощностью и приемлемой экономичностью.
Для этого на большинстве мотоциклов устанавливают многоЦилиндровые бензиновые двигатели с высокими удельными показателями. Наиболее распространены "четверки".
На спортбайках встречаются и 3-, и даже 6-цилиндровые моторы мощностью до 300 л.с.
Момент в грузовой и спецтехнике
В грузовиках и спецтехнике ключевым параметром является именно крутящий момент - он определяет способность преодолевать подъемы и разгонять тяжелые грузы.
Поэтому здесь применяют мощные дизели рабочим объемом до 16 литров и более, развивающие колоссальный момент в 1000 Нм и выше.
