Что такое крутящий момент двигателя

Что может быть важнее лошадиных сил под капотом? «Только их количество», — скажут водители и будут правы лишь отчасти. Не менее важен и другой параметр, который помогает оценить «отзывчивость» двигателя и динамику автомобиля.

Мощность влияет на способность автомобиля преодолевать противодействующие силы (к примеру, аэродинамические, потери на трение и сопротивление качению колес). Но мощность – величина переменная. И на низких оборотах она мала. Вот тут-то все и зависит от крутящего момента – чем он больше, тем быстрее мощность набирается. Как рассчитывается крутящий момент, из чего складывается и на каком двигателе он выше — объясняю в этом материале.

Пётр

редактор технического контента

Что такое крутящий момент

Это параметр, который определяет способность двигателя вращать коленчатый вал. Его измеряют в Ньютон-метрах (Н·м) – единицах, характеризующих силу, с которой происходит воздействие на механизм. Потом, «по дороге к колесам», крутящий момент будет преобразовываться в узлах трансмиссии.

Иными словами, это сила, прикладываемая к поршню на длине плеча коленчатого вала. 

Представить крутящий момент на практике можно так: вы откручиваете закисшую гайку на болте с помощью гаечного ключа. Маленький ключ и маленькое усилие – гайка не поддается. Но чем сильнее воздействие на рычаг и чем длиннее ключ -  тем больше шансов на успех. Это и есть крутящий момент – во втором случае он становится больше.

Мощность – это работа, совершенная за некоторую единицу времени. Крутящий момент, по сути – это работа двигателя, то самое воздействие энергии сгорающего топлива на коленчатый вал. Соответственно, мощность показывает, сколько раз за единицу времени «совершился» крутящий момент. Взаимосвязь между мощностью и моментом описывается формулой:

М (крутящий момент, Н·м) = Р (мощность, кВт) x 9550 / n (число оборотов в минуту).

Но не обязательно утруждать себя подобными сложными расчетами. Как правило, на сайте Kia крутящий момент всегда указан в технических характеристиках автомобиля.

Величина крутящего момента

При каких условиях крутящий момент двигателя будет выше? На это влияют следующие факторы.

Количество и объём цилиндров. Чем больше радиус кривошипа коленвала (а это – аналог длины нашего «гаечного ключа») и площадь поршня (поскольку она – один из двух влияющих на рабочий объем размеров) — тем выше величина крутящего момента. 

Система питания и конструкция камеры сгорания. Но почему же тогда в прошлом легковые автомобили могли иметь многолитровые двигатели, а мощность и момент у них были так себе даже по меркам современных малолитражек? Потому что важна эффективность сгорания топлива! Именно поэтому конструкторы непрерывно работают над совершенствованием конфигурации головки блока цилиндров – именно она определяет особенности камеры сгорания. И над системами питания: точечный впрыск дает большую эффективность, чем карбюратор, распределенный – большую, чем точечный, а непосредственный – большую, чем распределенный.

Турбонаддув. Если мотор оснащен турбокомпрессором – крутящий момент будет выше. Турбонаддув сжимает поступающую в цилиндр топливовоздушную смесь, «заставляя» её сгорать эффективнее. Крутящий момент двигателей с одним и тем же рабочим объемом, но один из которых атмосферный, а второй с турбонаддувом – может отличаться очень сильно, в два раза и больше. По аналогии с нашим «гаечным ключом»: увеличению давления на его ручку – в двигателе соответствует увеличение энергии, выделяющейся при сгорании топлива.

Турбонаддув дает и другое преимущество. Автопроизводители стремятся добиться не «абсолютно больших» показателей мощности и момента, а оптимального их распределения по всему диапазону оборотов двигателя.

Состояние двигателя. Регулярное обслуживание двигателя, замена масла и фильтров, а также поддержание его в хорошем состоянии способствуют оптимальной работе и сохранению максимального крутящего момента. Проходите ТО и регулярно посещайте сервисный центр, тем более, что записаться на сервис можно онлайн на официальном сайте Kia.

Крутящий момент или мощность: что важнее?

Автовладельцы часто задаются этим вопросом, сравнивая характеристики двигателей по объёму, мощности и моменту.

Как мы уже объяснили, это взаимосвязанные величины. Условно говоря, чем выше мощность – тем больше скорость, до которой сможет разогнаться автомобиль. Но чем выше  крутящий момент, тем быстрее автомобиль сможет этой максимальной скорости достичь. Кстати, чем больше крутящий момент – тем меньше вероятность застрять в грязи и песке, где двигатель не раскрутишь до максимальной мощности, приходится действовать на минимально возможных оборотах. Да и прицеп буксировать – тоже проще на автомобиле с «моментным» двигателем.

Дизель или бензин: где крутящий момент больше?

При сопоставимом литраже – крутящий момент будет больше у дизельного двигателя.  Это обусловлено самим принципом его работы. В бензиновом моторе топливо «поджигается» искрой свечи. А в дизельном – никакая искра этому процессу не «помогает», воспламенение происходит от самого сжатия – представляете, насколько более серьезным оно должно быть? Поэтому и такой показатель, как «компрессия» (или «степень сжатия») дизельных двигателей – заметно выше, чем у бензиновых. При этом на поршень действуют ощутимо большие силы. 

Кстати, и показатель эффективности двигателя у дизелей намного выше по сравнению с бензиновыми ДВС. При одинаковом количество потребляемого топлива дизельный мотор выдаёт больше энергии.

Для примера возьмем турбированный дизельный двигатель, установленный на Kia Sorento CRDi объёмом 2.2 литра. Крутящий момент составит 440 Н·м при мощности в 199 л.с.

Тот же автомобиль, но с ДВС MPI объёмом 3.5 литра с мощностью в 249 л.с. будет дольше разгоняться с места и уступит первому варианту, потому что крутящий момент составит 331 Н·м. Бензиновый двигатель в полтора раза больше по объему, мощность – больше примерно на четверть, а крутящий момент – всё равно меньше, чем у дизельного, на четверть!

Это вовсе не значит, что бензиновый двигатель хуже. Он довольно быстро догонит своего дизельного коллегу с набором оборотов и будет лучше работать на более высоких скоростях. Но на старте авто на дизеле покажет лучшую динамику.

Так, например, CRDi достигнет максимальной мощности при 3800 оборотах в минуту, а бензиновый двигатель покажет тот же результат при 6000 тысячах. Дизельные двигатели экономичнее, но, как правило, массивнее (требуется более высокая прочность), а по сложности и стоимости ремонта могут превзойти самые «навороченные» бензиновые с непосредственным впрыском. Так что свои преимущества и недостатки есть и там, и там.

Проще подходить к выбору авто, когда разбираешься, зачем производитель указал тот или иной параметр. В случае с крутящим моментом это не только расширяет понимание о технических характеристиках, но и позволяет глубже разобраться в функционировании автомобиля. Крутящий момент двигателя — важнейший показатель, определяющий возможности транспортного средства и его динамику. Обращайте внимание на детали, чтобы пользоваться автомобилем с комфортом.