Что такое крутящий момент двигателя

Крутящий момент представляет собой произведение приложенной силы и длины плеча. Его измеряют в килограмм-силах на метр или (чаще) в ньютонах на метр.

Крутящий момент vs. мощность

Крутящий момент двигателя и мощность — это взаимосвязанные параметры. Мощность демонстрирует, сколько работы двигатель может выполнить в единицу времени. Крутящий момент характеризует потенциал двигателя — то есть сколько работы он может выполнить вообще.

Мощность измеряется в киловаттах или в лошадиных силах. Чтобы получить итог в лошадиных силах, необходимо умножить полученный результат на 1,36.

Мощность и крутящий момент зависят от количества оборотов, которые совершает коленчатый вал. При этом чтобы достичь максимальной мощности, нужно раскрутить двигатель до более высоких оборотов. Крутящий момент у некоторых двигателей доступен на невысоких оборотах. Максимальное количество оборотов коленчатого вала ограничено производителем. Это нужно потому, что иначе детали ДВС будут быстро изнашиваться.

Поскольку мощность и крутящий момент — это связанные характеристики, однозначно сказать, какая из них важнее, нельзя. Например, для более высокой максимальной скорости важнее мощность. А если нужно перевозить тяжёлые грузы или передвигаться по пересечённой местности — то важнее крутящий момент. То есть во втором случае машине не нужно передвигаться быстро, а нужно преодолеть серьёзное сопротивление. Например, грузовики оснащаются дизельными двигателями с высоким крутящим моментом. Им не нужно развивать высокую скорость, а нужно перемещать тяжёлые грузы.

Дизель и бензин

Бензиновые и дизельные двигатели имеют конструктивные отличия. Если говорить про характеристики, то при равном объёме бензиновые ДВС имеют больше мощности, а дизельные — больший крутящий момент.

Так происходит потому, что у дизельных двигателей больше ход поршня в цилиндре. То есть больше расстояние между шатунными и коренными шейками, а значит — больше плечо. Также у дизельных двигателей выше степень сжатия. Этот параметр показывает отношение объёмов цилиндра, когда поршень находится в нижней и верхней мёртвых точках. Чем выше степень сжатия, тем больше сила, с которой газы давят на поршни.

При этом дизельные двигатели при равном объёме менее мощные, чем бензиновые. Так происходит потому, что конструктивно их максимальное количество оборотов ограничено на более низкой отметке. То есть дизельный ДВС быстрее достигает предела по мощности, а у бензинового двигателя есть возможность раскрутить коленчатый вал сильнее.

Для примера можно взять две одинаковые машины примерно равной мощности — с бензиновым и дизельным двигателем. Если устроить заезд, то сначала дизельный автомобиль вырвется вперёд, потому что ДВС на меньших оборотах будет вырабатывать максимальный крутящий момент. Но при достижении высокой скорости (в зависимости от модификации двигателя — около 150–170 км/ч) дизельный ДВС достигнет максимальных оборотов, и автомобиль перестанет набирать скорость. Бензиновая машина продолжит ускоряться, поэтому обгонит дизельную.

Как увеличить крутящий момент

Чтобы увеличить крутящий момент, нужно увеличить объём топливовоздушной смеси, которая сгорает в цилиндрах. Благодаря этому увеличится сила, которая давит на поршни. При этом важно, чтобы пропорции смеси имели правильные параметры. Иначе топливо не будет полностью сгорать в цилиндрах.

Конструкторы для увеличения объёма смеси устанавливают турбину или компрессор. Эти механизмы представляют собой нагнетатели, которые принудительно увеличивают объём воздуха, который поступает в цилиндры. Топливная система, в свою очередь, подаёт больше горючего. Благодаря этому увеличивается крутящий момент и мощность двигателя. При этом детали двигателя подбирают таким образом, чтобы они выдерживали высокие нагрузки.

Увеличить крутящий момент вне заводских условий можно несколькими способами:

• Программно. Изменяют программное обеспечение блока управления двигателем. За счёт этого увеличивается объём поступающей смеси, и двигатель начинает вырабатывать больше крутящего момента и мощности. Такой тип тюнинга даёт ощутимый прирост только турбированным ДВС — 20–30%. Для атмосферных агрегатов он будет более скромным — в пределах 10%.
• Установка или замена нагнетателя. Установка турбины или компрессора на атмосферный двигатель связана с сопутствующими доработками агрегата. Например, блок управления должен понимать, что увеличился объём смеси. Иначе ДВС будет работать неправильно. Также установка нагнетателя сократит ресурс деталей двигателя, потому что его элементы не рассчитаны на возросшие нагрузки.

Ещё один способ — установить более производительную турбину вместо штатной. Но такой тюнинг также негативно скажется на ресурсе деталей двигателя.

• Изменение объёма цилиндров. Это самый сложный и дорогой способ. Он подразумевает полную дефектовку двигателя, расточку цилиндров и установку элементов поршневой группы с другими параметрами. Обычно такие работы проводят с гоночными автомобилями.

Мифы про крутящий момент

Главный миф о крутящем моменте — что этот параметр менее важен, чем мощность. Поэтому многие автомобилисты ошибочно считают, что дизельные автомобили менее динамичные, чем бензиновые. На деле это не совсем так.

Современные легковые дизельные автомобили не уступают в динамике бензиновым аналогам. Поскольку максимальный крутящий момент такие двигатели могут вырабатывать на более низких оборотах, при старте с места дизельные машины имеют преимущество. На высоких скоростях бензиновые автомобили оказываются быстрее. Но при передвижении в городе в первую очередь важна динамика разгона от 0 до 60–80 км/ч.

Ответы на популярные вопросы

Мощность важнее крутящего момента?

Во-первых, это взаимосвязанные характеристики двигателя. Во-вторых, нужно понимать, какие задачи ставят перед автомобилем. Если важна высокая максимальная скорость, то мощность важнее. Если же нужно перевозить тяжёлые грузы, то важнее крутящий момент.

Крутящий момент двигателя всегда одинаковый?

Нет, крутящий момент зависит от количества оборотов двигателя. Чем они выше, тем больше крутящего момента вырабатывает агрегат. В зависимости от типа ДВС максимальный крутящий момент достигается в диапазоне от 1500 до 6000 оборотов.

Какие моторы мощнее — дизельные или бензиновые?

При равных объёмах у бензинового двигателя выше мощность, а у дизельного — крутящий момент. Бензиновый ДВС может раскручиваться до более высоких оборотов. У дизельных двигателей больше степень сжатия и ход поршня, поэтому выше крутящий момент.

Как увеличить крутящий момент?

Самый простой способ увеличить крутящий момент — с помощью изменения прошивки блока управления. Часто этот процесс называют чип-тюнингом. Он не требует установки дополнительного оборудования. Но такая методика даёт существенный прирост только турбированным двигателям.

Более сложные схемы — замена нагнетателя, установка нагнетателя или увеличение объёма камер сгорания. Такие операции обходятся дорого.

Почему у двигателей есть ограничение по количеству оборотов?

Ограничение закладывается при проектировании двигателя. Если его убрать, силовой агрегат станет мощнее, но ресурс его деталей существенно сократится. Поэтому для гражданских автомобилей потолок оборотов достаточно низкий. В автоспорте этот показатель существенно выше. Но после проведения гонки двигатель нередко ремонтируют или меняют.

Вывод

Крутящий момент — это важный показатель, который демонстрирует силу, с которой вращается коленчатый вал. Чем больше крутящий момент, тем выше потенциал ДВС. Автомобили с высоким крутящим моментом могут перевозить тяжёлые грузы или буксировать тяжёлые прицепы. Также они быстрее ускоряются с места. Высокий крутящий момент характерен для дизельных силовых агрегатов. При этом они раскручиваются до меньших оборотов, чем бензиновые ДВС. Поэтому на высокой скорости бензиновые автомобили быстрее.

Для увеличения крутящего момента можно изменить программное обеспечения блока управления двигателем. Это самый простой и доступный способ, который также позволяет сохранить ресурс элементов агрегата. Такой вид модификаций актуален только для турбированных ДВС. Также можно установить или поменять нагнетатель, чтобы увеличить объём сжигаемой топливовоздушной смеси. Эти операции обойдутся дороже.