Как поднять крутящий момент двигателя?

? Что такое крутящий момент двигателя внутреннего сгорания? Как его можно увеличить? Ответы на эти и другие вопросы вы сможете найти в этой статье.

Что такое крутящий момент двигателя

У каждого силового агрегата есть свои характеристики. У какого-то мотора они больше, а у другого – намного меньше. Всем автолюбителям известно, что для хорошей динамики машине требуется большая мощность, однако не все знают, что значит определение «крутящий момент двигателя».

Можно это объяснить простым языком, крутящий момент – это сила, которая прилагается к коленчатому валу, чтобы он провернулся в полный оборот. Соответственно, чем выше данный показатель, тем динамичнее транспортное средство. Однако если мощность растет до 5500-6000 оборотов, крутящий момент до максимально-возможного значения развивается только на средних оборотах.

Крутящий момент двигателя, что это такое?

Автомобиль является сложным устройством, в состав которого входит большое количество узлов, систем, агрегатов, мелких и крупных деталей. Каждый из перечисленных элементов играет важную роль в слаженной работе авто. Среди большого разнообразия механизмов двигатель внутреннего сгорания выполняет главную функцию, он полностью обеспечивает энергией движения каждый подвижный элемент транспортного средства.

Мотор работает по следующему алгоритму:

  1. Топливо, поступающее в рабочие цилиндры, сжигается в камере сгорания.
  2. Поршень приходит в движение под воздействием расширяющихся газов.
  3. Через кривошипно-шатунный механизм энергия движения передается на коленчатый вал.
  4. Вращающийся коленвал передает вращение через трансмиссию на ходовую часть.
  5. Крутящий момент, получаемый от силового агрегата, приводит в движение колеса автомобиля.

Крутящий момент двигателя – расчетный параметр, характеризующий силу, передаваемую поршнем на коленвал. Единица измерения крутящего момента – ньютон метр (сокращенно Н*м).

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач производится при помощи элементов механизма разрыва мощности (фрикционных дисков сцепления, гидромуфты, гидротрансформатора).

Что такое крутящий момент двигателя?

Для начала вспомним, что же такое мощность и как с ней связан крутящий момент. Параметр мощность при поступательном движении – это произведение силы на скорость, а крутящий момент мотора определяется как произведение силы, воздействующей на рычаг, на расстояние от оси его вращения до точки приложения силы. Но как отнести к работе автомобиля эти физические формулы?

На фото - формула мощности двигателя и крутящего момента, avtomodeli.masteraero.ru

Если переформулировать это по-другому, то крутящий момент – это тяговые возможности. От этой величины зависит грузоподъемность автомобиля и степень ускорения, которую он развивает. Два этих понятия порой плохо совместимы, поскольку мощность мотора оказывает небольшое значение на динамику автомобиля. Главное – это величина крутящего момента, и чем она больше, тем быстрее происходит разгон.

Фото графика зависимости мощности двигателя от крутящего момента, forum.renault-duster.com.ua

Что такое мощность двигателя

В официальных описаниях технических характеристик силовых агрегатов, параллельно с указанием мощности, обязательно приводится значение крутящего момента. Понятие мощности двигателя и понимание этого параметра, как правило, не вызывает сложностей – это физическая величина, характеризующая работу двигателя, выполняемую за единицу времени. То есть, мощность показывает, как быстро сможет автомобиль, имеющий определенную массу, преодолеть заданное расстояние. Чем больше мощность, тем больше максимальная скорость при неизменной снаряженной массе.

Мощность измеряется в ваттах или киловаттах (кВт), а также в лошадиных силах. Стоит о – это внесистемная единица измерения (1 лошадиная сила = 735,5 Вт или 1 кВт = 1,36 л. с.).

Как увеличить крутящий момент двигателя?

Krutyashhiy-moment

При стабильной работе двигателя внутреннего сгорания машина выполняет следующие функции:

  1. Быстро набирает скорость и движется в заданном режиме.
  2. Может изменять тяговые усилия.
  3. Может свободно маневрировать на ходу в соответствии с дорожными условиями (обгонять, тормозить, ускоряться и пр.).

В момент нажатия на педаль акселератора, возрастает объем подачи топлива, усилие давления поршня на коленвал и, соответственно, момент вращения. Процесс продолжается в заданном алгоритме.

По величине крутящего момента оценивается эффективность двигателя внутреннего сгорания. С его помощью определяют динамические характеристики разгона, максимальное ускорение транспортного средства.

Разработчики и производители автомобильных ДВС постоянно работают над проблемой увеличения крутящего момента и мощности двигателя. Существует несколько способов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы:

  • замена существующего коленвала на новый экземпляр с коленом большей длины (это влечет за собой необходимость менять рабочие цилиндры с учетом изменившегося хода поршня);
  • увеличение объема двигателя за счет расточки стенок цилиндров и замены поршней.

Rastochka-cilindrov-DVS

В отличие от бензиновых силовых агрегатов, дизели не раскручивают коленвал до высоких оборотов, максимум до 3 – 5 тыс. об/мин. При этом крутящий момент дизельного двигателя на низких оборотах превышает карбюраторные в несколько раз, но в то же время отмечается сравнительно меньшая мощность. Чтобы улучшить динамику разгона, мощностные характеристики дизельного мотора, а также предотвратить возникновение «эффекта турбоямы», применяется специальная система турбонаддува с изменяемой геометрией турбины.

Примечание: турбояма – это частое явление, мешающее водителям совершать своевременные обгоны на дороге. При нажатии на педаль газа двигателю не всегда хватает объема для быстрого ускорения.

Увеличение крутящего момента двигателя – приемы модернизации

Такая величина, как крутящий момент, совсем мало зависит от того, насколько быстро вращается коленвал, так как он определяется объемом мотора и давлением в цилиндре. Существует несколько способов, с помощью которых его можно увеличить:

Чип тюнинг двигателя

Чип тюнинг двигателя

Первый вариант тюнинга заключается в оптимизации всего, с чем работает агрегат. Система выпуска и заводские распределительные валы заменяются аналогами, с более высокой производительностью. Далее стоит заменить воздушный фильтр, дроссельную заслонку. Этот подход относительно прост и не затратный, однако можно рассчитывать на прирост мощности не более, чем на 20-30%.

Второй путь – модификация двигателя. Здесь предстоит несколько изменить характеристики двигателя. Данный способ идеален для инжекторных авто. Его суть в программном изменении чипа, подающего сигналы основным устройствам транспортного средства. Однако действовать нужно предельно осторожно, тщательно подбирая изменения, которые будут внесены.

В результате такой сложной модификации, крутящий момент авто может увеличиться на 5-20%. На расходе топлива это сильно не отобразится, а в некоторых случаях он даже может снизиться. Помимо этого, достаточно высокие результаты даст прошивка.

Распределительный вал

Распределительный вал

Когда есть возможность, можно заменить обычный распредвал на спортивный, прирост производительности сразу даст изменение программы, которая управляет подачей рабочей смеси. Спортивный распределительный вал отличается от стокового профилем кулачков, а соответственно – фазами газораспределения. Это значит, что, таким образом можно добиться эффективной подачи рабочей смеси. Чем ее больше – тем больше давление на поршень. Такие действия способствуют к увеличению крутящего момента.

Доработка головки блока цилиндра

Доработка головки блока цилиндра

Значительный прирост производительности даст турбирование агрегата. В не модифицированном моторе сгораемая смесь, которая впускается головкой блока цилиндра, эффективно всасывается тактом. В случае модификации, смесь подается непосредственно турбиной, что позволяет существенно увеличить объем сгораемого газа, а значит и увеличить мощность.

Рабочий объем

Действенный метод увеличить крутящий момент – увеличить рабочий объем. Для этого шатуны, поршни и коленчатый вал меняются на аналоги, только с лучшими характеристиками. Такая модификация несколько увеличит крутящий момент, но только между низкими и средними оборотами агрегата. Это значит, что для получения необходимой мощности теперь не придется раскручивать мотор до максимально высоких оборотов, что положительно скажется на рабочих характеристиках.

Камера сгорания

Прирост мощности мотора даст возможность уменьшить камеру сгорания, поскольку уменьшение объема незначительно увеличит степень сжатия. Для того чтобы уменьшить камеру сгорания, вероятнее всего, придется фрезеровать головки блока цилиндра. Помимо этого, можно попробовать подобрать поршень такого размера, чтобы он занимал больший объем в верхней части. Однако стоит учитывать, что в 16-от клапанных моторах поршень, как правило, вплотную приближен к клапанам, поэтому заменить его поршнем иной формы не получится.

Поршни

Еще один способ увеличит крутящий момент – поршни двигателя заменить на более легкие аналоги. Это поможет уменьшить нагрузку на коренные шейки и коленчатый вал. Легкие поршни не так инертны, а значит – они намного легче смогут останавливаться в «мертвых точках».

Так же можно поставить поршни большего диаметра. Для этого придется расточить блоки цилиндров, однако это так же негативно скажется на динамических свойствах мотора: может уменьшиться ресурс двигателя. Прибегать к данному способу стоит в исключительных случаях.

Тюнинг системы выпуска

При увеличении лошадиных сил соответственно возрастает объем отработавших газов. Стандартная системы впуска не способна полноценно функционировать, что порождает избыточное давление. Это увеличит нагрузку на работу насосов, а также грозит худшей наполняемостью цилиндров, поскольку не все газы будут своевременно освобождать место для следующей порции рабочей смеси.

Сопротивление можно снизить, укоротив выхлопную трубу и увеличив ее диаметр. При моторе в 1,5 литра, оборотах выше 8 тыс., будет достаточно трубы длиной не более 3,5 м и 5 см в диаметре.

ФОРСИРОВКА ДВИГАТЕЛЕЙ ВАЗ 2101-06 и М-412 (часть 3)

Конструкция и подготовка головки блока цилиндров

Головка блока цилиндров двигателя вместе с цилиндром образует надпоршневую полость, в которой осуществляются все тепловые процессы рабочего цикла. Сложность конструкции головки цилиндров обусловлена множеством функций, которые она выполняет, а также рядом требований, предъявляемых к ней: обеспечение формы камеры сгорания, способствующей улучшению процесса сгорания для достижения максимальных значений среднего эффективного давления;

достаточная жесткость и прочность;

возможность размещения распределительного вала;

плавность переходов и равномерность толщин стенок для увеличения надежности при действии механических и тепловых нагрузок;

обеспечение минимального сопротивления во впускном и выпускном трактах;

обеспечение равномерной циркуляции охлаждающей жидкости при более интенсивном охлаждении наиболее горячих стенок вокруг выпускного канала;

возможность размещения впускного и выпускного патрубков и другого вспомогательного оборудования.

Головка цилиндров двигателя М-412 выполнена из алюминиевого сплава АЛ-4 с твердостью не менее НВ 75. Хорошая теплопроводность алюминиевого сплава предопределяет возможность форсировки двигателя, связанной с повышением тепловой напряженности головки цилиндров и оборудования, размещенного на ней. Спортсменам, выполнившим спортивный разряд и дошедшим до финиша нескольких соревнований за счет надежности стандартного двигателя, пора задуматься о повышении динамики автомобиля и повышении его максимальной скорости.

В табл. 28 приведены расчетные значения степени сжатия двигателя М-412 для различной глубины фрезерования головки цилиндров. (Степень сжатия стандартного двигателя М-412=8,8.)

Зависимость степени сжатия двигателя М-412 от глубины фрезерования головки блока

Глубина фрезерования,мм 0,5 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
Степень сжатия 9,25 9,64 9,83 10,09 10,48 10,81 11,62 12,85

Зависимость степени сжатия двигателя ВАЗ-21011 от глубины фрезерования головки блока

Глубина фрезерования,мм 0,2 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 1,8 2,0 2,5 2,9
Степень сжатия 9,0 9,2 9,4 9,5 9,8 9,9 10,2 10,4 11,0 11,5

Завод ВАЗ выпустил головки блока с тремя маркировками, отлитыми с левой стороны над плоскостью разъема. Головки с маркировкой 2101-1003015 и 21011-1003015-10 (унифицированная головка, устанавливаемая в настоящее время на двигатели всех моделей) имеют одинаковый объем камеры сгорания- 32 см3. Головка блока с маркировкой 21011-1003015 устанавливалась до середины 1976 г. только на двигатели ВАЗ-21011. Это следует учитывать при комплектации деталей для сборки двигателя.

У двигателя ВАЗ-2106 поршень не доходит до верхней плоскости блока 1,9 мм (у ВАЗ 21011-0,1 мм), поэтому в табл. 30 приведены значения степени сжатия в зависимости от глубины фрезерования не только головки блока, но и самого блока или головки и блока вместе. Фрезерование головки блока более чем на 3 мм опасно с точки зрения вскрытия водяных каналов.

Обе таблицы составлены с учетом заводской комплектации в настоящее время, т. е. имеется в виду установка унифицированной головки на все двигатели. Поршни в двигателях ВАЗ-21011 имеют плоское днище, а поршни ВАЗ-2106-с проточкой на днище (объем этой проточки 1,7 см 3 ).Лучше всего фрезеровать полностью разобранную головку цилиндров, т. е. без всасывающего и выхлопного патрубков, бензонасоса, распределительного вала и всей системы газораспределения, но с закрепленной крышкой шестерни привода распределительного вала (М-412).

После фрезерования снимаются заусенцы и головка тщательно очищается от стружки. Желающим произвести подготовку головки блока цилиндров по программе максимум, однако, рано думать о сборке головки и постановке ее на двигатель. Надо на расточном станке произвести тонкую и сложную работу по расточке седел для клапанов увеличенного диаметра (рис. 33, 34, 35)

.

После установки гильз цилиндров и поршней диаметром 92 мм стандартная головка М-412 может быть использована лишь с частично заваренными водяными каналами вокруг камеры сгорания во избежание нарушения герметичности и прорывов газов в систему охлаждения. Уменьшение сечения каналов охлаждающей системы в этом случае не имеет значения, так как интенсивность циркуляции охлаждающей жидкости по-прежнему будет лимитироваться проходным сечением отверстий прокладки головки цилиндров. Конструктивно вновь наваренный материал головки оказывается напротив торцов гильз цилиндров и является поэтому опорной поверхностью при зажатии головки цилиндров на блоке. Это обстоятельство обусловливает значительные напряжения в сварочном шве и предъявляет особые требования к качеству дополнительной наварки в местах соединения с основным материалом головки. Горький опыт испорченных головок цилиндров и выхода из строя двигателей в ряде случаев из-за откалывания наваренного алюминия помог отработать следующую технологию. Сначала фрезеруется плоскость головки на 2-2,5мм, затем провариваются водяные каналы, а после этого проводится уже окончательное фрезерование до глубины 3-5 мм в зависимости, от выбранной степени сжатия. В связи с использованием поршней с плоским днищем зависимость степени сжатия от глубины фрезерования для двигателя с рабочим объемом 1870 см 3 меняется по сравнению со стандартным двигателем следующим образом (табл.31):

Глубина фрезерования, мм 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
Степень сжатия 8,81 9,18 9,38 9,66 10,1 10,6 10,8 11,5

Для обеспечения свободного прохождения поршнем ВМТ в каждой из четырех камер сгорания головки делается коническая выточка с наружным диаметром 92 мм (см. рис. 33)

. Сделать эту выточку полностью на фрезерном или расточном станке нельзя, так как на ее пути лежит седло всасывающего клапана. Поэтому на станке выбирается металл до тех пор, пока фреза или резец не приблизится к седлу. Остальную работу приходится делать вручную шарошкой. Когда работа подходит к концу, головку надо примерить на собранный блок цилиндров. При этом головка блока, конечно, без всякого оборудования ставится без прокладки и в середине слегка поджимается двумя гайками.

Головка промывается бензином, затем водой из шланга под напором и продувается сжатым воздухом. Чтобы не появилась ржавчина на стержнях, тарелках и седлах клапанов, эти места поливаются моторным маслом из тонкой масленки. Дальнейшая сборка головки сводится к установке в нее рокерных валиков с коромыслами, распределительного вала, наконечников клапанов и регулировке (предварительной) зазоров между клапаном и наконечником в пределах 0,2-0,25 мм.

Крутящий момент дизельного двигателя – нюансы этого вида мотора

Что касается дизельных двигателей, то можно выделить несколько основных причин, которые способствуют увеличению крутящего момента:

  • Солярка сгорает намного раньше.
  • Дизельные агрегаты имеют несколько увеличенную длину хода поршней. Увеличенное расстояние дает возможность повысить крутящий момент.
  • Топливо для дизельного мотора более энергоемкое, чем бензин. Это значит, что из него можно извлечь больше энергии, чем из такого же количества бензина.
  • Дизельные силовые установки чаще всего имеют турбонаддув и выполнены из компонентов, предназначенных для моторов с турбонаддувом. Соответственно, у них блок более прочный, поршни гораздо тяжелее и т.д. Благодаря этому, мотор выдерживает большую степень сжатия.

Крутящий момент двигателя – это важная характеристика, с помощью которой можно выделить силовую установку из общего ряда. Подводя итоги, стоит добавить, что более объемные агрегаты обладают большим крутящим моментом, соответственно и большей мощностью.

Особенности правильного разгона машины. Как выжать из авто максимум

Основа правильного разгона — умение работать с коробкой передач и следование принципу «от максимума момента до пика мощности». То есть, добиться наилучшей динамики разгона машины можно только поддерживая частоту вращения коленвала в том диапазоне значений, при которых КМ достигает своего максимума. Очень важно, чтобы обороты совпали с пиком крутящего момента, но при этом должен оставаться запас по их увеличению. Если разгоняться на оборотах выше пиковой мощности, динамика разгона будет меньше.

Диапазон оборотов, соответствующий максимуму крутящего момента, обусловлен характеристиками двигателя.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...