Что важнее — мощность или крутящий момент

Что важнее — мощность или крутящий момент

Как известно, под мощностью подразумевается энергия, вырабатываемая мотором. Чтобы понять разницу между крутящим моментом и мощностью, можно привести такой пример: если автомобиль уперся передними колесами в препятствие и не в состоянии тронуться с места, фактическая мощность без движения сведется к нулю. При этом крутящий момент продолжает развиваться, пытаясь толкнуть авто вперед, пока мотор окончательно не выдохнется и не заглохнет.

Когда мы, закручивая гайку, давим на гаечный ключ, усилие, которое на него воздействует, является крутящим моментом. В данном случае эта величина равна силе воздействия на рычаг, умноженной на длину ключа (по-научному — длину плеча силы). Первое измеряется в ньютонах, а второе — в метрах.

Например, крутящий момент в 1 Ньютон-метр (Н. м) — это сила, с которой 0,1 кг давят на конец рычага длиной 1 м. В двигателе внутреннего сгорания роль рычага исполняет кривошип коленчатого вала. Через него и создается крутящий момент, который, образно выражаясь, толкает машину вперед. Именно эта сила превращает тепловую энергию в механическую.

Как известно, мощность измеряется ваттах или в лошадиных силах, а в технических характеристиках рядом с ее максимальным значением всегда указываются обороты, при которых она достигается.

Время, пока двигатель набирает максимальную мощность, напрямую зависит от величины крутящего момента. Можно сказать, что за эти мгновения все имеющиеся лошадки собираются в один организованный и управляемый табун. Чем выше крутящий момент, тем быстрее ускоряется автомобиль и тем больше у него тяга.

Крутящий момент также зависит от количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту. У различных силовых агрегатов пик максимального крутящего момента достигается при разных оборотах. У одних это происходит в диапазоне 1800—3000 об/мин, в других — при 3000—4500 об/мин. Чем ниже эти числа, тем раньше достигается пик крутящего момента, что также влияет на разгон.

Самые мощные седаны в России до 1 000 000 рублей

Стоит ли тратить деньги на металлическую защиту картера мотора

Как правило, мотор выдает пик тяги не в одной точке, а в определенном диапазоне, который называется «полкой куртящего момента». Это можно оценить при движение в гору на автомобиле с механической коробкой — при широком диапазоне нет нужды переходить на пониженную передачу, так как крутящего момента хватает, чтобы «толкать» машину в пределах одной ступени. Также и при скоростных маневрах мотор сохраняет динамаику в широком диапазоне оборотов.

Тракторы, тягачи и большегрузы по определению должны быть тяговитыми, поэтому, как правило, все они выпускаются с дизельными моторами, которые считаются лидерами по величине крутящего момента. Его пик в таких агрегатах приходится уже на 1500–2000 об/мин.

Как правило, в бензиновых двигателях максимальное значение крутящего момента достигается позже, чем у его дизельных собратьев — в районе 4000–4500. Зато бензиновые моторы можно раскручивать до 7000–8000 об/мин, что позволяет им развивать довольно большую мощность, в то время как у дизельных рабочий диапазон ограничен. По этой причине любители спортивной езды предпочитают выбирать автомобили с высокооборотными бензиновыми движками.

В любом случае, при выборе подходящего мотора все его характеристики нужно учитывать и оценивать в комплексе.

Мощность двигателя

Что должны знать покупатель и продавец о связи потребляемой мощности двигателя с силой прокола ткани иглой?

Часто покупатели, которым необходима швейная машина, способная обрабатывать плотную ткань или ткань, сложенную несколькими слоями ориентируются на заводскую табличку на швейной машине, где указывается потребляемая мощность в Ваттах. Нижеприведенная статья позволяет утверждать нам, что такой подход, скорее всего, ошибочен.

1. Электродвигатели швейных машин

Первоначально использовались лишь двигатели переменного тока напряжением 220-240 Вольт с потребляемой мощностью от 60 до 105 Вт, а в большинстве случаев от 60 до 75 Вт.

В современных машинах с электроникой стоят низковольтные двигатели постоянного тока напряжением 30 В.

2. Педальные пускатели

Двигатели переменного тока (последовательного возбуждения с коллекторной обмоткой) управляются двумя различными типами педальных пускателей.

Педаль с реостатным регулятором («Горячая педаль»).

Реостатный имеет следующие недостатки:

Когда при работе с толстым материалом Вам требуется увеличить силу прокола иглы, необходимо сильнее давить на педаль. При этом скорость шитья повышается, что нежелательно при таких работах.

Другой побочный эффект — педаль ощутимо нагревается при длительной работе. Теплообразование является в данном случае ненужным расходом энергии и мощности двигателя. Это может привести к преждевременному износу швейной машины.

Педаль с электронным регулятором («Холодная педаль»).

Нажимайте на педаль сколько угодно! Швейная машина в значительной мере регулируется автоматически. Если игла встречает повышенное сопротивление (проникая в толстый материал), электроника отбирает из сети больше мощности без повышения скорости шитья. Соответственно, нет необходимости сильнее нажимать на педаль. Нет ненужной теплоотдачи, и педаль не нагревается при работе. Частота вращения двигателя соответствует определенному напряжению.

Если рассмотреть этот механизм более подробнее, то можно заметить, что как только игла проникает в более толстый или плотный материал, частота вращения и напряжение начинают понижаться. В этот момент начинается регулировка напряжения, двигатель пытается сохранить частоту вращения, при этом увеличивается сила потребляемого электрического тока.

Если плотность материала слишком велика (блокируется игла), то электрический ток двигателя повышается слишком сильно. При этом подача электрического тока отключается приблизительно на 5 секунд, что весьма важно для безопасности и защиты от повреждения машины.

3. Связь силы прокола с кинематической схемой машины

Следующим важнейшим фактором для необходимой потребляемой мощности двигателя является кинематическая схема механической части швейной машины.

Несмотря на кажущуюся похожесть механической конструкции швейных машин разных марок, может быть весьма существенная разница:

• во внутреннем устройстве,
• в материалах, из которых сделана машина,
• в конструкции роликов и подшипников, маховых трасс, приводных механизмов.

Все эти факторы оказывают влияние на легкость хода швейной машины.

Выводы

Технические данные, указываемые на заводской табличке двигателя, почти ничего не говорят о том, какое количество электрического тока отбирает двигатель из штепсельной розетки. Эти данные лишь показывают, какую частоту вращения и вращающий момент двигатель может передавать на вал без перегрева, а также суммарную мощность, расходуемую осветительной лампой и так называемой «логикой» (блоком электроники).

При сильной нагрузке двигатель просто отбирает больше тока из электрической сети. Каждый двигатель характеризуется определенной потерей мощности, определяемой разностью между потребляемой электрической и отдаваемой механической мощностью, ее величина не указывается ни на заводской табличке, ни в техническом паспорте.

Основное правило: Вместо изучения данных на заводской табличке потребуйте прошить на приобретаемой швейной машине толстый материал!

Стенд замера мощности двигателя

Что такое моторный стенд или стенд мощности?

Полноприводный моторный стенд CARTEC LPS 2810-4WD представляет собой роликовый стенд и компьютер со специализированным программным обеспечением. Это дорогостоящее профессиональное оборудование, которое позволяет измерять характеристики двигателей автомобилей с мощностью до 750 л.с. на одну ось. Таким образом, теоретически, мы можем измерить мощность двигателя полноприводного автомобиля до 1500 лошадиных сил с распределением крутящего момента 50/50.

Принцип работы стенда заключается в следующем: автомобиль закрепляется с помощью ремней, разгоняется до максимальных оборотов, при этом ролики, по которым едут колеса, оборудованы специальными тормозами и препятствуют разгону. После достижения максимальных оборотов тормоза отключаются, и автомобиль «катится» до полной остановки. Проводя постоянные измерения, компьютер учитывает потери трансмиссии и вычисляет характеристики двигателя. В результате мы получаем график зависимости мощности и момента двигателя от оборотов. Именно такие графики и публикуют в рекламных брошюрах автопроизводители.

Стоимость замеров*

*Выкладывайте фото своего автомобиля на нашем стенде в инстаграм, отмечайте наш аккаунт @bood.ru и получите скидку 30% на замер мощности на стенде!

Что это дает клиенту?

Стенд делает возможным замер основных характеристик двигателя в реальном времени на конкретном автомобиле. Все происходит непосредственно в нашем боксе. Всем желающим измерить характеристики своего автомобиля и улучшить динамические показатели с помощью чип-тюнинга, мы предлагаем следующую процедуру:

устанавливаем машину на стенд и считываем программу с блока управления двигателем (ЭБУ) специальным оборудованием

отправляем заводской софт нашим партнерам в A&A Automobiltechnik (Германия), а тем временем меряем машину на заводской программе

Таким образом мы подтверждаем заявленные результаты, а клиент получает документ о проделанной работе.

Для многих современных автомобилей у наших немецких партнеров есть отлаженные программы увеличения мощности и нет необходимости замерять каждый автомобиль. Но есть двигатели с «адаптированным для России» софтом или специфические для России автомобили. Для отладки таких машин не обойтись без моторного стенда. У немцев просто нет возможности получить такую машину на свой стенд.

У клиента такого автомобиля пропадает необходимость ездить на автомобиле для проверки программы. Моторный стенд позволяет оперативно отреагировать на возможные недостатки новой прошивки ЭБУ. При выявлении нюансов мы тут же их корректируем, обмениваясь с немцами электронной информацией. Иногда это происходит прямо в режиме видеоконференции.

Видео с замерами на нашем диностенде

Больше видео со стенда на нашем YouTube канале.

Что изображено на графике?

График замеров характеристик двигателя наглядно демонстрирует эффективность чип-тюнинга. Из него можно понять на каких оборотах двигатель имеет большую тягу и нет ли провалов в мощности. Обычно на графике изображены кривые мощности и момента – черным цветом заводские, красным – после тюнинга. Любое серьезное тюнинговое ателье имеет в своем портфеле подобные графики и с удовольствием демонстрирует их своим клиентам. Но очень часто в интернете выложены не реальные, а нарисованные графические представления ожидаемых результатов. Особенно это касается «тюнинг-боксов». На практике может оказаться совсем не так, как обещано в рекламе. Порой даже происходит занижение заводских параметров, несмотря на положительные субъективные ощущения.

Что такое СARTEC LPS 2810-4WD?

• Точно-сбалансированный полноприводный роликовый стенд. Возможность делать измерения как в режиме 2WD (передний или задний привод), так и в 4WD

• Пневматический подъемник, блокиратор роликов

• Внешний блок ролика с электронным управлением вихретокового тормоза

• Электронный контроллер управления стендом

• Изменяемое расстояние между роликами. Колесная база от 2200 мм до 3200 мм.

• Измерение силы: тензометрические (тип ячейки загрузки оси).

• Дополнительные крепления ремней для безопасности автомобиля во время теста (максимум 8 точек фиксации).

• Максимальная мощность на 1 ось 750 л.с. (Общая — 1500 л.с. для полного привода).

• Максимально развиваемая скорость на стенде 300 км/ч

• Максимальная нагрузка на ось около 3.5 тонн

Мощности бывают разные…

С появлением на рынке садовой бензиномоторной техники еще одного серьезного игрока — HITACHI — значительно увеличилось количество моделей, из которых рядовому потребителю приходится выбирать инструмeнт для индивидуального пользования. Специалисты компании попытались сравнить существующие предложения различных производителей, чтобы сформировать определенные рекомендации для покупателей, и сразу же попали в затруднительную ситуацию, которая послужила поводом для написания этой статьи. Итак, обо всем по порядку.

Выбирая для себя бензомоторный инструмент, каждый определяет некоторые параметры, которым должна соответствовать будущая покупка. Одним из основных, практически у всех без исключения покупателей, становится мощность инструмента. Ведь от ее величины зависит тот спектр работ, который можно будет осуществлять данным инструментом.

Естественно, выполняя сравнительный анализ бензомоторного инструмента, мы сопоставляли технику различных брендов по этому критерию. Общеизвестен факт, что двигатели внутреннего сгорания с одинаковым объемом имеют приблизительно одинаковую мощность. Согласно же нашей аналитической таблице, двигатели японских производителей (на различных бензиномоторных инструментах — бензопилах и мотокосах) имели меньшую мощность при том же объеме цилиндра по сравнению с инструментами европейского/американского производства. При этом разница в декларируемых мощностях составляла 15–20 %!

Дело в том, что для мощностей двигателей внутреннего сгорания есть не только разные единицы измерения (кВт или л. с.), но и разные способы измерения, дающие разные результаты. Стандартный способ измерения мощности, принятый в Европе, использует киловатты. Но даже если значения мощности указаны в одной и той же величине, то способы измерения этой мощности и, соответственно, полученные результаты могут отличаться. Причиной тому — различные методики.

В США и Японии используются свои стандарты определения мощности двигателя, которые уже давно практически полностью унифицированы с другими. Однако в Америке и Японии существуют два различных вида показателей: netto и brutto.

Измерение мощности двигателя нетто (netto, net) предусматривает стендовое испытание двигателя, оборудованного всеми вспомогательными, необходимыми для эксплуатации изделия агрегатами: насосом, глушителем, вентилятором и пр. , т. е. измерение «на выходе» из редуктора или сцепления. Так измеряют мощность и именно ее указывают в каталоге японцы. Измерение мощности двигателя брутто (brutto, gross) подразумевает стендовое испытание двигателя, не оборудованного всеми дополнительными, необходимыми для эксплуатации изделия агрегатами, т. е. измерение «на валу» двигателя. Такой показатель мощности может давать значение выше мощности нетто на 10–20 % и более.

Этим в свое время широко пользовались североамериканские производители автомобилей, завышая рейтинги мощности двигателей. Так измеряют мощность в Европе (Германия, Швеция, Италия и т. д.) — они тоже правы, они честно пишут о мощности двигателя… В принципе, приблизительно так же поступают производители электроинструмента: они показывают потребляемую мощность электродвигателя, и совсем немногие показывают мощность «выходящую», собственно эффективную мощность самой машины.

Сравнение же машин по объему двигателя тоже имеет нюансы. Мощность двигателя и крутящий момент двигателя связаны с его размерами (объёмом цилиндра), и зависят от потерь энергии, степени сжатия топливо воздушной смеси, содержания кислорода в воздухе и частоты вращения коленчатого вала. Это справедливо как для двухтактных, так и для четырёхтактных двигателей. Частота вращения коленчатого вала в конечном счёте ограничена прочностью материалов и свойствами смазки.

Все элементы двигателя (клапаны, поршни и коленчатые валы) постоянно испытывают большие динамические нагрузки:

Конструкторы японской компании HITACHI увеличили мощность своих двигателей, поднимая число оборотов двигателя. Качество исполнения комплектующих двигателя (кольца, клапаны, кованые, а не штампованные шатуны) позволили добиться прекрасных результатов. Культура производства, современные технологические линии и грамотный инженерный состав — все это вместе позволило реализовать решения, позволившие добиться высоких технических характеристик.

Ведущие производители четырехтактных двигателей (Briggs Stratton, Honda, Kawasaki, Kohler) уже несколько лет назад полностью отказались от декларирования в технической документации мощности двигателя, указывая только его объем. Также поступили и японские производители бензиномоторного инструмента с двухтактными двигателями. Но учитывая тот факт, что в России, Украине и некоторых других странах большинство пользователей «по старинке» все же оперируют понятием мощности двигателя, компания HITACHI KOKI приняла решение о том, чтобы временно оставить в сопроводительной документации значения мощности, при этом указывая ее тип (мощность нетто/мощность брутто).

Окончательное решение при выборе инструмента и его необходимых эксплуатационных характеристиках, как всегда, за вами, дорогой пользователь. Помните только, что понятия «мощность», «лошадиная сила» — неоднозначны. Об их зависимости от вида и качества топлива, режимов работы — в наших следующих публикациях.