Крутящий момент, что это и зачем он нужен

Крутящий момент, что это и зачем он нужен?

Каждый двигатель внутреннего сгорания рассчитан на определенную максимальную мощность, которую он может выдавать при наборе определенного количества оборотов коленчатого вала. Однако помимо максимальной мощности существует еще и такая величина в характеристике двигателя, как максимальный крутящий момент, достигаемый на оборотах отличных от оборотов максимальной мощности.

Что же означает понятие крутящий момент? Говоря научным языком, крутящий момент равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон — метрах. Значит если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.

Для наглядности: если гайка затянута с усилием 3 кгс, то для ее откручивания придется к ключу с длиной плеча в 1 метр приложить усилие 3 кг. Однако, если на ключ длиной 1 метр надеть дополнительно 2-х метровый отрезок трубы, увеличив тем самым рычаг до 3 метров, то тогда для отворачивания этой гайки потребуется лишь усилие в 1 кг. Так поступают многие автолюбители при откручивании колесных болтов: либо добавляют отрезок трубы, а за неимением такового просто надавливают на ключ ногой, увеличив тем самым силу приложения к баллонному ключу. Так же если на рычаг метровой длины повесить груз равный 10 кг, то появится крутящий момент равный 10 кгм. В системе СИ это значение (перемножается на ускорение свободного падениям) будет соответствовать 98,1 Нм. Результат всегда един — крутящий момент, это произведение силы на длину рычага, стало быть, нужен либо длиннее рычаг, либо большее количество прикладываемой силы.

Все это хорошо, но для чего нужен крутящий момент в автомобиле и как его величина влияет на его поведение на дороге? Мощность двигателя лишь косвенно отражает тяговые возможности мотора, и ее максимальное значение проявляется, как правило, на максимальных оборотах двигателя. В реальной жизни в таких режимах практически никто не ездит, а вот ускорение двигателю требуется всегда и желательно с момента нажатия на педаль газа. На практике одни автомобили уже с низких оборотов ведут себя достаточно резво, другие напротив предпочитают лишь высокие обороты, а на низах показывают вялую динамику. Так у многих возникает масса вопросов, когда они с авто с бензиновым мотором мощностью 105-120 л.с. пересаживаются на 70-80 – сильный дизель, то последний с легкостью обходит машину с бензиновым мотором. Как такое может быть? Связано это с величиной тяги на ведущих колесах, которая различна для этих двух автомобилей. Величина тяги напрямую зависит от произведения таких показателей как, величины крутящего момента, передаточного числа трансмиссии, ее КПД и радиуса качения колеса. Как создается крутящий момент в двигателе. В двигателе нет метровых рычагов и грузов, и их заменяет кривошипно-шатунный механизм с поршнями.

Крутящий момент в двигателе образуется за счет сгорания топлива — воздушной смеси, которая расширяясь в объеме с усилием толкает поршень вниз. Поршень в свою очередь через шатун передает давление на шейку коленчатого вала. В характеристике двигателя нет значения плеча, но есть величина хода поршня (двойное значение радиуса кривошипа коленвала). Для любого мотора крутящий момент рассчитывается следующим образом. Когда поршень с усилием 200 кг двигает шатун на плечо 5 см, появляется крутящий момент 10 кГс или 98,1Нм. В данном случает для увеличения крутящего момента нужно либо увеличить радиус кривошипа, или же увеличить давление расширяющихся газов на поршень. До определенной величины можно увеличить радиус кривошипа, но будут расти и размеры блока цилиндров как в ширину, так и в высоту и увеличивать радиус до бесконечности невозможно. Да и конструкцию двигателя придется значительно упрочнять, так как будут нарастать силы инерции и другие отрицательные факторы. Следовательно, у разработчиков моторов остался второй вариант – нарастить силу, с которой поршень передает усилие для прокручивания коленвала. Для этих целей в камере сгорания нужно сжечь больше горючей смеси и к тому же более качественно. Для этого меняют величину и конфигурацию камеры сгорания, делают «вытеснители» на головках поршней и повышают степень сжатия. Однако максимальный крутящий момент доступен не на всех оборотах мотора и у различных двигателей пик момента достигается на различных режимах. Одни моторы выдают его в диапазоне 1800- 3000 об/мин, другие на 3000-4500 об/мин. Это зависит от конструкции впускного коллектора и фаз газораспределения, когда эффективное наполнение цилиндров рабочей смесью происходит при определенных оборотах.

Наиболее простое решение для увеличения крутящего момента, а следовательно и тяги, это применение турбо или механического наддува, либо применение их в комплексе. Тогда крутящий момент можно уже использовать с 800-1000 об/мин, т.е. практически сразу. К тому же это закрывает такую проблему, как провалы при наборе скорости, так как величина крутящего момента становится практически одинакова во всем диапазоне оборотов двигателя. Достигается это различными путями: увеличивают количество клапанов на цилиндр, делают управляемыми фазы газораспределения для оптимизации сгорания топлива, повышают степень сжатия, применяют выпускной коллектор по формуле 1-4 -2-3, в турбинах применяют крыльчатки с изменяемым и регулируемым углом атаки лопаток и т.д.

Плечо тяги рычага (SPARK CONTROL LINK)

• Кол-во деталей в узле: 1 шт

Средний срок поставки 7-10 дней, Стоимость и срок поставки с вами согласует менеджер при обработке заказа

Уточнить цену НЕ означает отсутствия товара. Закажите и наши менеджеры свяжутся с Вами — уточнят цену и наличие.

• Купить в 1 клик С Вами свяжется менеджер и уточнит детали заказа
• В корзину Самостоятельное оформление заказа
• Купить в кредит

Для покупки товара в кредит при оформлении заказа выберите в способе оплаты вариант «В кредит».
С Вами свяжется менеджер для уточнения информации

Телефон : 8 (3452) 60-50-90

Режим работы: Пн-Вс с 10-00 до 19-00

• Техника и аксессуары
• Садовая техника
• Лодки, моторы
• Велосипеды, самокаты
• Мотоэкипировка
• Шины и диски
• Запчасти
• Масла, смазки
• Ремонт

• Доставка и оплата
• Действующие акции
• Отзывы об X-MOTORS
• Письмо директору
• Магазины
• ВидеоОбзоры X-MOTORS
• Карьера в «X-MOTORS»

© Copyright 2013-2021.
Все права защищены
Копирование материалов запрещено.
Политика конфиденциальности
Мобильная версия сайта

Внешний вид товара, его комплектация и характеристики могут изменяться производителем без предварительных
уведомлений. Описание носит справочно-ознакомительный характер и не может служить основанием для претензий.
Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров,
носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями
Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

Рычаг

Рыча́г — простейший механизм, представляющий собой балку, вращающуюся вокруг точки опоры.

Содержание

• 1 Общие сведения
• 2 История
• 3 Принцип действия
• 4 Составной рычаг
• 5 Типы рычагов
• 6 См. также
• 7 Примечания
• 8 Литература

Общие сведения [ править | править код ]

Рычаг относится к простейшим механизмам. Представляет собой жёсткую балку, имеющую возможность вращаться вокруг точки опоры (подвеса). Части балки от точки опоры до точки приложения сил, называют плечами рычага. Относительно точки опоры, места приложения сил могут быть по разные стороны (рычаг I рода) или с одной стороны (рычаг II рода) [1] .

Рычаг используется для создания большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие.

Частными случаями рычага являются также два других простейших механизма: Дифференциальный ворот и Блок.

История [ править | править код ]

Человек стал использовать рычаг ещё в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. В пятом тысячелетии до нашей эры в Месопотамии применялись весы, использовавшие принцип рычага для достижения равновесия. [2] [3] Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой. [4]

Неизвестно, пытались ли мыслители тех времён объяснить принцип работы рычага. Первое письменное объяснение дал в III веке до н. э. Архимед, связав понятия силы, груза и плеча. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор и звучит как: «Усилие, умноженное на плечо приложения силы, равно нагрузке, умноженной на плечо приложения нагрузки, где плечо приложения силы — это расстояние от точки приложения силы до опоры, а плечо приложения нагрузки — это расстояние от точки приложения нагрузки до опоры». По легенде, осознав значение своего открытия, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!» [4] .

В современном мире принцип действия рычага используется повсеместно. Практически любой механизм, преобразующий механическое движение, в том или ином виде использует рычаги. Подъёмные краны, двигатели, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции.

Принцип действия [ править | править код ]

Принцип работы рычага является прямым следствием закона сохранения энергии. Чтобы переместить рычаг на расстояние Δ h 1 > сила, действующая со стороны груза, должна совершить работу равную:

A 1 = F 1 Δ h 1 =F_<1>Delta h_<1>> .

Если посмотреть с другой стороны, сила, приложенная с другой стороны, должна совершать работу

A 2 = F 2 Δ h 2 =F_<2>Delta h_<2>> ,

где Δ h 2 > — это перемещение конца рычага, к которому приложена сила F 2 > . Чтобы выполнялся закон сохранения энергии для замкнутой системы, работа действующей и противодействующей сил должны быть равны, то есть:

A 1 = A 2 =A_<2>> , F 1 Δ h 1 = F 2 Δ h 2 Delta h_<1>=F_<2>Delta h_<2>> .

По определению подобия треугольников, отношение перемещений двух концов рычага будет равно отношению его плеч:

Δ h 1 Δ h 2 = D 1 D 2 >>>=>>>> , следовательно F 1 D 1 = F 2 D 2 D_<1>=F_<2>D_<2>> .

Учитывая, что произведение силы и расстояния от точки опоры до линии действия силы является модулем момента силы, можно сформулировать принцип равновесия для рычага. Рычаг находится в равновесии, если сумма моментов сил (с учётом знака), приложенных к нему, равна нулю. (Точнее, если векторная сумма моментов сил, приложенных к нему, равна нулю.)

Для рычагов, как и для других механизмов, вводят характеристику, показывающую механический эффект, который можно получить за счёт рычага. Такой характеристикой является передаточное отношение, оно показывает, как соотносятся нагрузка и приложенная сила:

i = F 1 F 2 = D 2 D 1 >>>=>>>> .

Нужно отметить, что как и у любого механизма, у рычага полезная работа меньше полной. Например, у большинства рычагов коэффициент полезного действия (КПД) равен

80 %. Остальные 20 процентов работы расходуются на преодоление силы трения шарнира (подшипника), воздуха и т. п.

Составной рычаг [ править | править код ]

Составной рычаг представляет собой систему из двух и более простых рычагов, соединённых таким образом, что выходное усилие одного рычага является входным для следующего. Например, для системы из двух последовательно связанных рычагов, если на входное плечо первого рычага приложена сила F 1 > , на другом конце этого рычага выходное усилие окажется F 2 > , и связаны они будут с помощью передаточного отношения:

i 1 = F 1 F 2 =>>>> .

При этом на входное плечо второго рычага будет воздействовать такое же усилие F 2 > , а выходным усилием второго рычага и всей системы будет F 3 > , передаточное отношение второй ступени будет равно:

i 2 = F 2 F 3 =>>>> .

При этом механический эффект всей системы, то есть всего составного рычага, будет вычисляться как отношение входного и выходного усилия для всей системы, то есть:

i = F 1 F 3 = F 1 F 3 F 2 F 2 = F 1 F 2 F 2 F 3 = i 1 i 2 >>>=>>>>>>=>>>>>>=i_<1>i_<2>> .

Таким образом, передаточное отношение составного рычага, состоящего из двух простых будет равно произведению передаточных отношений входящих в него простых рычагов.

Такой же подход решения можно применять и для более сложной системы, состоящей, в общем случае из n рычагов. В этом случае в системе будет присутствовать 2n плеч. Передаточное отношение для такой системы будет вычисляться по формуле:

i C = F R 1 F ( 2 n − 1 ) − P = F R 1 F 23 ⋅ F 23 F 45 ⋅ . . . ⋅ F ( 2 n − 2 ) − ( 2 n − 1 ) F ( 2 n − 1 ) − P = B 2 B 1 ⋅ B 4 B 3 ⋅ . . . ⋅ B ( 2 n ) B ( 2 n − 1 ) =>>>=>>>cdot >>>cdot . cdot >>>=>>>cdot >>>cdot . cdot >>>> ,

• B i >— это i-ое плечо системы;
• F ( i − 1 ) i >— сила, передаваемая с плеча (i-1) на плечо i;
• i C >— передаточное отношение всей системы.

Как видно из формулы для этого случая также верно, что передаточное отношение составного рычага равно произведению передаточных отношений входящих в него элементов.

Типы рычагов [ править | править код ]

Различают рычаги 1 рода, в которых точка опоры располагается между точками приложения сил, и рычаги 2 рода, в которых точки приложения сил располагаются по одну сторону от опоры. Среди рычагов 2 рода выделяют рычаги 3 рода [5] , с точкой приложения «входящей» силы ближе к точке опоры, чем нагрузки, что даёт выигрыш в скорости и пути.

Примеры: рычаги первого рода — детские качели (перекладина), ножницы; рычаги второго рода — тачка (точка опоры — колесо), приподнимание предмета ломом движением вверх; рычаги третьего рода — задняя дверь багажника или капот легковых автомобилей на гидравлических телескопических упорах, подъём кузова самосвала (с гидроцилиндром в центре), движение мышцами рук и ног человека и животных.

ВИНТ Плечо, M8 x 1.25 мм

Отзывы

Оставить отзыв

Инструкции и документы

• Моторы
• Винты
• Масла
• Запчасти
• Приборы
• Рулевое и дистанционное
• Топливная система
• Аксессуары

• О нас
• Сервис
• Гарантийное обслуживание
• Стать продавцом
• Справочники
• Договор оферты
• Стать дилером

• Личный кабинет
• Акции
• Новости
• Гарантии
• Где купить
• Контакты

• Акции
• Гарантии
• Где купить
• Контакты

• Моторы
• Винты
• Масла
• Запчасти
• Приборы
• Рулевое и дистанционное
• Топливная система
• Аксессуары

ООО «НЬЮ МАРИН», Санкт-Петербург, пр. Непокоренных, 47А

Время работы:
Понедельник — Пятница, с 10:00 до 19:00
Суббота, Воскресенье, с 11:00 до 17:00

Звоните нам: +7 (812) 334-93-94