Pöördemoment, mis see on ja miks seda vaja on?
Iga sisepõlemismootor on ette nähtud teatud maksimaalse võimsuse jaoks, mida see suudab toota väntvõlli määratud pöörete arvuga. Kuid lisaks maksimaalsele võimsusele on mootori karakteristikus ka selline väärtus nagu maksimaalne pöördemoment, mis saavutatakse muudel pööretel kui maksimaalsetel võimsustel.
Mida tähendab mõiste pöördemoment?
Teaduslikus mõttes on pöördemoment võrdne jõu ja selle rakendamise õla korrutisega ning seda mõõdetakse njuutonmeetrites. Nii et kui 1 meetri pikkusele mutrivõtmele (õlg) rakendatakse jõudu 1 njuuton (võtme otsaga risti), saame pöördemomendi, mis on võrdne 1 Nm.
Selguse huvides. Kui mutrit pingutatakse jõuga 3 kgf, peate selle lahti keeramiseks rakendama 1-meetrise õla pikkusega võtmele 3 kg jõudu. Kui aga 1 meetri pikkusele võtmele asetatakse veel 2-meetrine torujupp, suurendades seeläbi kangi 3 meetrini, on selle mutri lahti keeramiseks vaja ainult 1 kg jõudu. Seda teevad paljud autojuhid rattapoltide lahti keeramisel: kas lisavad torujupi ja selle puudumisel vajutavad lihtsalt jalaga võtit, suurendades sellega balloonvõtmele rakendatavat jõudu.
Samuti, kui meetri pikkusele kangile riputatakse koorem, mis võrdub 10 kg, ilmub pöördemoment 10 kgm. SI-süsteemis vastab see väärtus (korrutatuna raskuskiirendusega – 9,81 m / cm2) 98,1 Nm.
Tulemus on alati sama – pöördemoment, see on jõu ja kangi pikkuse korrutis, seega on vaja kas pikemat hooba või suuremat rakendatud jõudu.
Newton meetrite näidud V6 3,5-liitrise Lexus GS450h mootori näitel
See kõik on hea, aga milleks on auto pöördemoment ja kuidas mõjutab selle väärtus tema käitumist teel?
Mootori võimsus peegeldab ainult kaudselt mootori veovõimet ja selle maksimaalne väärtus avaldub reeglina mootori maksimaalsel pöörete arvul. Reaalses elus ei sõida sellistel režiimidel peaaegu keegi, kuid mootor vajab alati kiirendust ja soovitavalt gaasipedaali vajutamise hetkest. Praktikas käituvad mõned autod juba madalatel pööretel (alt) üsna reipalt, teised, vastupidi, eelistavad ainult kõrgeid pöördeid ja näitavad põhjas loid dünaamikat.
Nii mõnelgi tekib 105-120 hj bensiinimootoriga autoga sõites palju küsimusi. muutke 70-80-le – tugev diiselmootor, siis möödub viimane hõlpsalt bensiinimootoriga autost. Kuidas see saab olla?
Selle põhjuseks on veorataste veojõud, mis on nende kahe auto puhul erinev. Tõukejõu suurus sõltub otseselt selliste näitajate korrutisest nagu pöördemomendi suurus, ülekande ülekandearv, selle efektiivsus ja ratta veereraadius.
Kuidas mootoris tekib pöördemoment
Mootoril puuduvad arvestite hoovad ja raskused ning need on asendatud kolbidega vändamehhanismiga. Mootori pöördemoment tekib kütuse-õhu segu põlemisel, mille maht paisub jõuga, surudes kolvi alla. Kolb omakorda edastab rõhu läbi ühendusvarda väntvõlli kahvlile. Mootori karakteristikul ei ole õla väärtust, küll aga on kolvi käigu väärtus (väntvõlli vända raadius topelt).
Iga mootori puhul arvutatakse pöördemoment järgmiselt. Kui 200 kg jõuga kolb liigutab ühendusvarda 5 cm õla võrra, ilmub pöördemoment 10 kgf ehk 98,1 Nm. Sel juhul peate pöördemomendi suurendamiseks suurendama vända raadiust või suurendama paisuvate gaaside rõhku kolvile.
Vända raadiust on võimalik teatud väärtuseni suurendada, kuid ka silindriploki mõõtmed kasvavad nii laiuse kui kõrguse osas ning raadiust pole võimalik lõpmatuseni suurendada. Jah, ja mootori konstruktsiooni tuleb oluliselt tugevdada, kuna inertsjõud ja muud negatiivsed tegurid suurenevad. Sellest tulenevalt jäi mootorite arendajatele teine võimalus – suurendada jõudu, millega kolb väntvõlli pööramiseks jõudu edastab. Nendel eesmärkidel on vaja põlemiskambris põletada rohkem põlevat segu ja pealegi kvaliteetsemalt. Selleks muutke põlemiskambri suurust ja konfiguratsiooni, tehke kolvipeadele "nihutajad" ja suurendage surveastet.
Maksimaalne pöördemoment pole aga saadaval kõigil mootori pööretel ning erinevate mootorite puhul saavutatakse tippmoment erinevatel režiimidel. Mõned mootorid annavad selle välja vahemikus 1800-3000 p / min, teised 3000-4500 p / min. Sisselaskekollektori konstruktsioonist ja klapi ajastusest sõltub, millal toimub silindrite efektiivne täitmine tööseguga teatud kiirustel.
Lihtsaim lahendus pöördemomendi ja seega ka tõukejõu suurendamiseks on kasutada turbo- või mehaanilist võimendust või kasutada neid koos. Siis saab pöördemomenti kasutada juba 800-1000 p/min, st. peaaegu kohe, kui vajutate gaasipedaali. Lisaks sulgeb see sellise probleemi nagu langused kiirendamisel, kuna KM väärtus muutub peaaegu samaks kogu mootori pöörlemissageduse vahemikus. Seda saavutatakse mitmel viisil: suurendatakse klappide arvu silindri kohta, juhitakse klapi ajastust kütuse põlemise optimeerimiseks, suurendatakse surveastet, kasutatakse väljalaskekollektorit valemi 1-4-2-3 järgi, tiivikud. muudetava ja reguleeritava laba ründenurgaga kasutatakse turbiinides jne .d.
