Мощността и въртящият момент – заедно, но различни


Всеки двигател с вътрешно горене се оценява по редица параметри, два от които са мощността му и въртящият момент. Какво обаче означават тези понятия? Обяснението се крие дълбоко в основите на класическата механика.

Момент на сила

Моментът на сила според международната система SI се измерва в Nm (Нютонметри). Това е така, защото моментът се представя, като сила по рамо. Най-лесният пример за това се дава с гайка и гаечен ключ. Ако искате да отвиете една гайка ви е нужен ключ, като единия му край поставяте на гаъката, а натискате на другия, за да развиете. Но ако гайката не се развива се налага да натиснете с по-голяма сила, но мускулната Ви сила е ограничена и няма как да приложите по-голяма сила. Тогава, за да развиете гайката, Ви е нужно удължение. Но как помага то? Благодарение на удължението просто увеличавате рамото и прилагайки същата сила, въздействате на гайката с по-голям въртящ момент. В резултат на това гайката се развива. М=F.r

Мощност

Мощността показва производителност или по-точно казано колко време е необходимо за извършване на дадена работа. Основните мерни единици за мощност са конска сила и ват. И двете са измислени от шотландския инженер Джеймс Уат през 18-ти век. Като конструктор на парни машини той искал да убеди потенциалните си клиенти в производителността на своите машини, като ги приравни към конете. Една конска сила представлява силата, която е необходимо да се приложи, за да се издигне товар с тегло 75 кг. на един метър за една секунда. Тази мерна единица обаче не се използва от системата SI и не се прилага при изчисления, а се използва повече в разговорния език.

Всъщност един състезателен кон, който прескача препятствия може да развие до 20 к. с. Човек, който се изкачва по стълби тичайки може да развие до 3 конски сили. Другата мерна единица, въведена от Джеймс Уат се използва официално в системата SI и се прилага при изчисленията. 1 киловат или хиляда вата се равнява на 1,36 конски сили.

При двигателите с вътрешно горене мощността се определя като произведение на въртящия момент по ъгловата скорост или по друг начин казано по оборотите. (P=N.rpm).

Измерване на мощност

Съществуват и различни методи за определяне на мощността.Например методът, който се използва Германския стандарт (DIN) измерва мощността на двигател, който е готов за вграждане, като е оборудван с всички необходими агрегати, като генератор, водна помпа и т.н. Американският метод (SAE) измерва мощността на гол двигател, като охладителната течност и необходимото електричество му се подават от външни източници. Както и да се измерва обаче, преминавайки през трансмисията, мощността, която се предава на колелата винаги е по-малка от тази, която генерира самият двигател. Въртящият момент обаче е най-голям при най-ниската предавка и винаги е по-голям от този на самия двигател, но оборотите на колелата са по-ниски. С преминаване на по-високи предавки въртящият момент намалява, но за сметка на това се повишават оборотите на колелата.

Въртящ момент

В двигателя въртящият момент се генерира от налягането, притискащо челото на буталото, площта на челото, като породената от тези два фактора сила натиска коляното на коляновия вал и го завърта. Дизеловите двигатели създават по-голям въртящ момент, защото имат и по-голяма степен на сгъстяване. Всъщност малко хора се интересуват от въртящия момент при покупка на личен автомобил.

Както казва големият автомобилен конструктор Карол Шелби: „Конските сили продават автомобили, а въртящият момент печели състезания”. Точно това беше и причината от спортното подразделение на Ауди да участват с дизелов двигател на състезанието в Льо Ман. Спечелвайки го няколко пъти доказаха, че и дизелите стават за състезателни автомобили.

Въртящият момент показва теглителната сила, а по-голяма сила значи и по-голямо ускорение, защото силата е равна на масата по ускорениетпо. F=m.a. Наистина по-големият въртящ момент дава по-добро ускорене, но за достигане на висока скорост е нужна голяма мощност.

Обобщение

Поради факта, че бензиновите двигатели развиват по-високи обороти, те имат по-висока мощност от дизелите, които са с много по-ограничен оборотен диапазон. Дизеловите двигатели обаче достигат максимален въртящ момент при много ниски обороти и го поддържат равномерен в почти целия оборотен диапазон.
Независимо, дали бензинов или дизелов, ако при шофиране двигателят се държи в зонатата на оптимален въртящ момент, то разходът на гориво е най-нисък, износването е минимално и двигателят е много отзивчив на подаване на газ.

 

Машинни неща

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *