Автомобили двигатель увеличение крутящего момента

Крутящий момент двигателя, что это такое? Как его увеличить?

В сопроводительной документации любого транспортного средства имеются данные о том, какую максимальную мощность развивает силовой агрегат. Но там не всегда можно встретить информацию о величине крутящего момента конкретного двигателя внутреннего сгорания. Известно, что по величине крутящего момента двигателя определяется, сколько потребуется времени, чтобы разогнать машину до максимальной скорости.

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).

Как увеличить крутящий момент двигателя?

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.

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.

От чего зависит крутящий момент двигателя?

Не каждый водитель сможет дать определение, что такое крутящий момент двигателя автомобиля. Физический смысл данного понятия можно встретить в учебниках школьной программы. Там же дается формула крутящего момента двигателя. Данный параметр измеряется в ньютоно-метрах. Для определения его величины требуется умножить усилие поршня на расстояние между коленчатым валом и точкой крепления поршня (длина плеча).

Формула момента кручения двигателя:

Отсюда следует ответ на вопрос – как повысить крутящий момент двигателя? Чтобы момент вращения силового агрегата стал больше, нужно увеличить либо усилие, либо плечо, а лучше всего оба показателя.

Крутящий момент и мощность двигателя находятся в прямой зависимости:

Р = М кр х n, где

М кр – момент вращения;

n – количество об/мин коленвала.

Что такое максимальный крутящий момент двигателя?

На представленном графике можно наблюдать две рабочие характеристики двигателя внутреннего сгорания: мощность и момент кручения в сравнении.

Первичным показателем является крутящий момент, развиваемый коленчатым валом. Именно от значения Мкр зависит вторичный рабочий параметр – мощность силового агрегата. Из графика становится понятно, что мощность возрастает на фоне максимального значения момента вращения при росте количества оборотов коленвала.

Момент вращения тоже увеличивается с ростом оборотов, но не до бесконечности. После достижения максимального значения этот параметр остается постоянным при определенных оборотах. Если же скорость вращения коленчатого вала постоянно наращивать, парабола графика момента резко идет на снижение. Это обусловлено механическими потерями в двигателе на преодоление силы трения между кольцами поршней и боковыми стенками рабочих цилиндров. Коэффициент полезного действия силового агрегата резко снижается, энергия начинает уходить на преодоление возрастающих нагрузок.

Производители автомобилей предпочитают устанавливать двигатели, у которых кривая графика максимального крутящего момента находится в наибольшем диапазоне оборотов коленчатого вала. То есть, когда отрезок верхней горизонтальной линии (полка крутящего момента), имеет наибольшую длину.

Источник статьи: http://automonth.ru/krutjashhij-moment-dvigatelja/

Увеличение крутящего момента

Крутящий момент практически не зависит от частоты вращения коленвала, а определяется лишь объемом двигателя и давлением в цилиндре. С объемом все понятно — чем больше, насколько позволяет конструкция двигателя, тем лучше. Давление можно повысить, увеличив степень сжатия. Правда, резервов тут немного — возможности этого способа ограничены детонацией. Можно подойти и с другой стороны. Чем больше топливовоздушной смеси мы «загоним» в двигатель, тем, очевидно, больше тепла выделится при ее сгорании в цилиндре и тем выше будет давление в нем. Это справедливо для атмосферных моторов. Второй вариант применим к семейству наддувных двигателей. Изменив характеристику блока управления, можно несколько увеличить величину наддува, благодаря чему удастся снять больший момент с коленчатого вала. И третий вариант — добиться лучшего наполнения цилиндров, улучшив газодинамику, — самый распространенный и самый. негарантированный. Идея в том, что нужно сделать нечто с каналами и камерой сгорания. Но все по порядку. Рабочий объем. Один из основных вариантов — увеличение рабочего объема цилиндров настолько, на сколько это возможно. В разумных пределах, конечно. Для дорожного автомобиля этот подход наиболее правильный, потому что, увеличив объем, при этом не изменяя распредвал, т.е. оставив моментную кривую в том же диапазоне оборотов, в котором она и была, водителю не нужно будет переучиваться манере вождения. А на выходе получим искомое — более динамичный автомобиль. Рабочий объем можно увеличить двумя способами — заменив стандартный коленвал на коленвал с большим эксцентриситетом или расточив цилиндры под поршни большего диаметра. Логично поинтересоваться — что более эффективно и что менее затратно. Ведь что такое объем двигателя: это есть произведение площади поршня на его ход. Увеличив, условно говоря, в два раза диаметр, мы в четыре раза увеличиваем площадь. Потому что в квадрате. А увеличив в два раза ход, мы лишь в два раза увеличиваем объем. Вот такая математика.

Теперь об экономике вопроса. На первый взгляд кажется, что замена кривошипного механизма менее затратна, нежели расточка блока в больший размер. Нюанс в том, что коленвал с большим эксцентриситетом еще найти надо. Делают их на заказ редкие фирмы, производство дорогостоящее и сложное. Разумно в этом случае уповать на стандартизацию производителя. Поэтому логично купить серийное изделие, в нашем случае коленвал, и уже под него подбирать поршневую группу. Конечно, понадобятся другие поршни и шатуны. Это сложно, но подобрать можно. Вопрос в другом. Конструктивно такой ход закладывает дополнительные механические потери в работе двигателя, виновниками которых станут более короткие шатуны. Это аксиома- поставив коленвал с большим эксцентриситетом, придется поставить более короткие шатуны, ведь нарастить блок мы не сможем. В чем их минус? Чем короче шатун, тем с большим углом он «переламывается», тем с большим усилием он прижимает поршень к стенке цилиндра. А чем больше усилие прижима, при том же коэффициенте трения, тем больше величина сопротивления движения. И этот фактор следует рассматривать не только с точки зрения механических потерь, но и с точки зрения надежности, т.к. короткие шатуны подвергаются большим нагрузкам.

В тюнинге, как правило, такими «мелочами» пренебрегают. Когда нельзя, но очень хочется, то можно. Очевидный выигрыш в плане минимизации затрат — увеличение рабочего объема за счет увеличения диаметра цилиндра. Как правило, все двигатели имеют достаточно толстую стенку цилиндра, запас по прочности. Если, скажем, на два миллиметра увеличить диаметр, то можно получить дополнительный объем. При толщине стенки 7-8 мм одним миллиметром можно пожертвовать. И достаточно часто можно обойтись серийными поршнями. Правда, однозначно заявлять, что увеличение диаметра цилиндров дешевле, нежели замена коленчатого вала, нельзя. Каждый из этих двух способов разумно рассматривать в ракурсе специфики отдельно взятого двигателя. Наддувные технологии. Семейство турбированных двигателей интересно для тюнинга своими конструктивными особенностями, серьезно упрощающими настройку мотора. В нашем случае можно получить больший момент, опять-таки не трогая ни моментную кривую, ни объем и даже не разбирая двигатель, лишь незначительно изменив величину наддува. В чем особенность конструкции наддувных двигателей? Прежде всего в особенностях управления компрессором, будь то турбина или механический компрессор. Давление наддува и первого, и второго зависит от количества оборотов двигателя. Чем больше оборотов, тем выше давление. Но увеличивать его можно только до определенной величины. За этим следит блок управления, стравливая лишнее давление. Изменив его характеристику, т.е. слегка подняв планку этого самого стравливания, мы увеличим давление, с которым топливо-воздушная смесь «забивается» в объем цилиндра. И забивает реально больший объем, нежели в случае «щадящих» параметров у серийного двигателя. Работы по увеличению давления не безболезненны — у серийных двигателей есть определенный запас по механическим и тепловым нагрузкам, по детонационной стойкости. В разумных пределах увеличить наддув возможно. Но если перешагнуть, то чтобы не сломать двигатель, придется прибегнуть к дополнительным переделкам — увеличить объем камеры сгорания, изменить систему охлаждения, установить дополнительный радиатор, воздухозаборники, промежуточный охладитель воздуха. Наверное придется чугунный коленчатый вал заменить на стальной, подобрать более прочные поршни и обеспечить им охлаждение. Изменения в газодинамике.

Суть понятна — для того чтобы получить больший момент, надо увеличить заряд топливо-воздушной смеси. Что можно сделать? Можно взять инструмент и убрать дефекты серийной сборки — сделать впускные и выпускные каналы более гладкими и ровными, ликвидировать уступы и острые углы в местах стыка деталей, убрать в камере сгорания непродуваемые зоны, заменить клапана и седла. Работы много, но гарантии нет. Почему? Аэродинамика — вещь непростая. Математически описать процессы, проистекающие в двигателе, сложно. Взять ручку, бумагу и сделать вычисления и исходя из результатов что-то подрезать, отрезать, загнуть — тяжело. Или «кинуть глазом» и сказать, где тут лишнее. Порой результат прямо противоположный ожидаемому или никакой. Ради справедливости надо сказать, что в аэродинамике есть резервы. Но извлечь их гарантированно можно, только выполнив ряд экспериментов, продувая пластилиновые макеты впускных каналов на специальной установке, подбирая их форму и сечение в соответствии с требованиями новых условий работы двигателя. Маловероятно, что это можно сделать «на коленке».

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5a8ac62177d0e645af4f1715/uvelichenie-krutiascego-momenta-5af9a50a77d0e67253a81809

Способы как увеличить мощность, крутящий момент вашего двигателя

Любители скорости часто задаются этим вопросом в попытке прибавить своему авто лошадиных сил. Увеличение мощности мотора, а значит и показателя максимальной скорости, удовольствие не из дешевых. Даже при подборе бюджетного способа придется регулировать последствия изменений. К примеру, улучшить тормозную систему или КПП для соответствия полученной нагрузки и безопасного вождения. Вне зависимости от типа и характеристик мотора, будь то карбюраторный, инжекторный, шаговый или иной агрегат, способы улучшения одинаковы. Но если модернизация движка — вопрос решенный, стоит рассмотреть существующие методы увеличения его мощности.

Метод увеличения объема

Самый простой, достаточно эффективный и недорогой способ — увеличить объем двигателя. Для этого каждый цилиндр растачивается на некоторое расстояние. В итоге происходит общее увеличение всего мотора в целом за счет суммарности расточки всех цилиндров. Данный метод практикуют в тюнинг-мастерских, автосервисах и работах своими руками. Кардинального изменения цифр не предвидится, к тому же увеличивается значение крутящего момента. Зато на сроке службы и надежности мотора это не отразится. К тому же данный метод откроет хорошие перспективы для дальнейшего тюнинга.

Единственной «побочкой» является возрастание нагрузки на систему впуска и вывода отработавших газов. Она не сможет также полноценно обеспечивать их вывод, что приведет к увеличению мощности движка на низких оборотах. Для решения данного вопроса нужно будет заменить коленвал на удлиненный для большего поршневого хода. Длину же поршня с шатуном придется пропорционально уменьшить.

Расточка цилиндров вкупе с увеличением длины коленвала поможет достичь максимального объема. Такой вариант не из дешевых, но он оправдывает себя полученным результатом и перспективой дальнейшего улучшения двигателя.

Тюнинг впускной системы

Для улучшения функционирования данной системы необходимо уменьшить сопротивление поступающих воздушных потоков в цилиндры. По стоимости эти работы не сильно затратные, но потребуется установка достаточного количества новых элементов для достижения желаемого результата.

Для начала нужно установить фильтр-нулевик, чтобы уменьшить сопротивление воздуха. Этот метод отлично подходит для того, чтобы самостоятельно увеличить мощность атмосферного двигателя. Стандартный воздушный фильтр содержит элемент фильтрации, выполненный из достаточно плотного материала. Сама конструкция такой детали тоже не способствует беспрепятственному прохождению воздушных масс. Единственным весомым недостатком является повышенное загрязнение мотора. Потому нулевой воздушный фильтр лучше устанавливать в комплексной модернизации. Отдельная установка нулевика принесет не более 2,5% прироста сил.

Следующий элемент, нуждающийся в обязательной замене, дроссельная заслонка. Она снижает скорость поступающих потоков, тем самым обеспечивая увеличение производительности впускной системы.

Ресивер благодаря своему объему и впускным патрубкам положительно сказывается на работе мотора. Замена или установка этого элемента будет полезна даже при самом простом обновлении силового агрегата. Короткие патрубки способствуют смещению максимального наполнения цилиндров на увеличенные обороты. Таким образом крутящий момент и мощность будут увеличиваться вместе с набором оборотов. Если добиваться увеличения одного лишь крутящего момента на низких оборотах, мощность движка значительно снизится.

В идеале будет произвести замену всей системы впуска для изменения канальной геометрии. Это позволит цилиндрам наполняться по всему периметру, с учетом показателей оборотов и работы дроссельной заслонки. Только стоимость данного улучшения будет внушительной.

Замена коллектора впуска на дудки позволяет уменьшить холостые обороты, улучшить работу мотора на средних и низких оборотах за счет уменьшения поступающего воздуха. При таком раскладе мощность агрегата на высоких оборотах будет впечатляющей. Это самый дорогой и сложный, но при этом самый эффективный вариант. Есть альтернатива в виде установки нескольких дроссельных заслонок, что приведет к улучшению реакции на нажатие педали газа. Но это негативно отразится на ресурсе движка и расходе топлива.

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.

Повышение степени сжатия

Данный метод хорош тем, что в результате прежний объем дает больше мощности, а значит расход топлива не будет бить по карману. Только после этого лучше использовать 98-ой бензин, с повышенным октановым числом. Несмотря на то, что он дороже, разница в тратах будет не столь ощутима: более эффективная работа силового агрегата сократит литраж.

Увеличить сжатие можно двумя проверенными способами:

1. Установить более тонкую прокладку на двигатель. Поскольку возрастает риск столкновения поршней с клапанами необходимо все рассчитать.
2. Заменить поршни на новые с глубокими каналами под клапан. После применения данного метода фазы системы газораспределения придется заново настраивать.

Степень сжатия дает более ощутимый результат при изначально настроенном на низкую степень сжатия двигателе. То есть, при первоначальной степени сжатия равной 8, повышение до 12 даст 6,5% мощности.

Чип-тюнинг силового агрегата

Данная процедура направлена на прошивку программы управления мотором. Электронная система управления имеется практически на всех современных машинах. Заводские настройки не предполагают работу силового агрегата на полную мощность: не каждый покупатель ориентируется при покупке авто на количество лошадей под капотом. Для многих это будет, скорее, минусом — дополнительная трата при налогообложении. Простота данного варианта очевидна: не требуется механического воздействия, все будет внесено и исправлено прошивкой.

Чип тюнинг можно использовать при улучшении характеристик силовых, атмосферных агрегатов с турбиной, бензиновых и дизельных моторов. Ряд преимуществ:

• заметное увеличение крутящего момента и мощности без механического вмешательства;
• быстрота отклика на педаль газа;
• стабильность на холостом ходу;
• при наличии турбонаддува снижается эффект провала;
• независимость работы движка от дополнительных потребителей энергии;
• стоимость оправдывает результат;
• беспроблемное прохождение техосмотра;
• возможность сброса настроек до первоначальных.

Но при этом есть не совсем приятные моменты:

• снижение ресурса двигателя;
• необходимость перехода на более качественный вид топлива, отличающийся повышенным числом октанов;
• риск нарушения работы мотора из-за некачественно проведенных работ;
• вынужденный переход на норму Евро-2 из-за снятия катализатора и сажевого фильтра.

При правильно выполненном чип тюнинге можно добиться следующих показателей:

Источник статьи: http://promercedes.ru/dvigateli/uvelicheniya-moshhnosti-dvigatelya