logo autotesty.net.pl


Moment obrotowy

Moment obrotowyPewnie każdy użytkownik pojazdu na jakimś etapie swojego życia słyszał o tym pojęciu, jednak tylko nieliczni zdają sobie sprawę czym jest moment obrotowy, jak go definiujemy, o czym nas informuje, w jaki sposób jego wartość przekłada się na osiągi auta. Z pewnością niektórzy zdają sobie sprawę z faktu, że moment obrotowy decyduje o elastyczności silnika. Jednak czym dokładnie jest ta wielkość?

Przeglądając katalog dowolnego samochodu czy też poszukując informacji na temat osiągów interesującego nas auta zazwyczaj zwracamy uwagę na 3 podstawowe parametry:

  • moc w koniach mechanicznych KM;
  • prędkość maksymalną w km/h;
  • przyspieszenie od 0 – 100 km/h w sek.

Często na podstawie tych trzech parametrów oceniamy czy auto jest dynamiczne, czy też nie.

Owszem, wymienione wskaźniki dostarczają informacji na temat zachowania auta na drodze, informują nas czy auto jest dynamiczne czy też nie. Jednak to nie one bezpośrednio decydują o dynamice auta. One są pochodną wielkości, która określana jest mianem momentu obrotowego. Jednostką momentu obrotowego (momentu siły) w układzie SI jest niutonometr, czyli

 

Definiując pojęcie momentu obrotowego można posłużyć się wyjaśnieniem podawanym w publikacjach, które mówi, że: „moment obrotowy silnika jest iloczynem wartości siły pochodzącej od ciśnienia gazów działających na tłok oraz długości wykorbienia wału korbowego” – objaśnienie w ramce. Z definicji wynika, że wartość momentu obrotowego (czyli momentu siły) zależy od ciśnienia wytworzonego przez spalające się gazy w komorze spalania silnika oraz długości korbowodu.

W komorze spalania następuje mieszanie się paliwa z powietrzem. Iskra dostarczona ze świecy powoduje spalenie powstałej mieszanki. Wytworzone ciśnienie wprawia w ruch tłok, który porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym. Ruchomy tłok połączony z wałem korbowym za pomocą korbowodu przekazuje swoją energię (uzyskaną ze spalania mieszanki) na wał korbowy i wprawia go w ruch obrotowy. W ten sposób za pomocą tłoka i korbowodu (o odpowiedniej długości wykorbienia) następuje konwersja ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka na ruch obrotowy wału korbowego.

Aby wyjaśnić i zrozumieć istotę momentu obrotowego należy cofnąć się wstecz do jego genezy. Wszystko zaczęło się od szkockiego inżyniera, pomysłodawcy silnika parowego, Jamesa Watta. Otóż na podstawie swoich obserwacji zauważył on, że typowy koń (zwierze kopytne;-)) był w stanie w czasie jednej sekundy (1 s) przenieść 550 funtów masy (1 lb = 0,45 kg) na odległość jednej stopy (1 ft = 0,305 m), czyli wykonywał on swoją pracę w tempie 550 funtostóp (lb-ft) na sekundę, lub jak kto woli, 33 000 funtostóp (lb-ft) na minutę. W oparciu o opublikowane przez niego rewelacje powstało pojęcie …. konia mechanicznego, tak powszechnie stosowane w dzisiejszych czasach w motoryzacji.

1 KM = 33 000 lb-ft / min.

Bazując na założeniach przedstawionych powyżej, stwierdzamy, że moc 1 KM informuje nas jaką masę na jaką odległość można przenieść w określonym czasie. Pojęcie funtostopy jest nam, Europejczykom, nieznane. Jednak nie jest to nic innego jak jednostka momentu obrotowego. Tyle, że w USA zamiast niutonometra (Nm) stosuje się do określania wartości momentu obrotowego funtostopy (lb-ft).

1 Nm = 0,7376  lb-ft

Ze względu na genezę pojęcia konia mechanicznego niezbędnym będzie wyjaśnienie zjawisk w oparciu o pojęcie funtostopy.

Wracając do pojęcia momentu obrotowego oraz zasad pomiaru siły pochodzącej z obracających się obiektów (np.: wału korbowego – fot.). W celu zrozumienia zasad rządzących ruchem obrotowym należy wyjaśnić pojęcie funtostopy momentu obrotowego. Otóż jest to „siła skręcająca potrzebna do podtrzymania masy jednego funta na bezmasowym (pozbawionym masy), poziomym ramieniu w odległości jednej stopy od punktu zaczepienia”. Założenie: masę 1 funta oddaloną o 1 stopę od punktu zaczepienia (masa przytrzymywana jest za pomocą bezmasowego ramienia) obracamy wokół tego punktu. Wykonując jeden pełen obrót pokonamy dystans L = 2*π*r = 6,2832 stóp i wykonamy pracę 6,2832 funtostóp (6,2832 stóp * 1 funt).

Na podstawie obserwacji Watta przyjęto, że 1 KM równa się 33 000 funtostopom pracy na minutę. Dzieląc 33 000 funtostóp/minutę przez 6,2832 funtostóp/obrót otrzymamy 5 252 obrotów / minutę.

WNIOSEK:

Z przedstawionego wniosku powyżej jasno wynika, że moc jednostki napędowej jest funkcją momentu obrotowego i obrotów silnika. Zatem im wyższe obroty i wyższa wartość momentu obrotowego tym jednostka dysponuje większą mocą. Dlatego silniki spalinowe największą moc osiągają przy najwyższych obrotach, rzędu 5 – 7 tys. obr./min. (4 tys. obr./min. dla jednostek wysokoprężnych).

Inaczej sprawa wygląda w przypadku momentu obrotowego. Wartość tego parametru ma określony przebieg dla każdego silnika. Pomiaru przebiegu momentu obrotowego silnika dokonuje się na hamowni. W wyniku pomiaru uzyskuje się wykres przebiegu momentu obrotowego silnika oraz przebiegu mocy silnika (fot. poniżej). Łatwo zauważyć, że silniki wysokoprężne osiągają maksymalną wartość momentu obrotowego czasami już od 1,3 – 2,2 tys. obr./min. Natomiast silniki benzynowe 16-zaworowe zazwyczaj osiągają maksimum momentu obrotowego powyżej 4 tys. obr./min.

Przykład:

Zatem podstawowa różnica pomiędzy silnikiem wysokoprężnym wyposażonym w turbosprężarkę a silnikiem benzynowym polega na tym, że maksymalna wartość momentu obrotowego silnika diesla dostępna jest w pewnym, dość dużym, przedziale prędkości obrotowych. Wykres momentu obrotowego ma postać płaskiej linii. Natomiast silnik benzynowy osiąga maksimum momentu obrotowego przy określonej prędkości obrotowej. Zarówno poniżej jak i powyżej tej wartości wartość momentu obrotowego jest mniejsza. Dlatego też silniki benzynowe, bez turbosprężarki, dla uzyskania największej dynamiki muszą być utrzymywane w górnym zakresie obrotów.

W przypadku silników benzynowych wspomaganych turbosprężarką, np. TFSI w autach grupy VW, wykres momentu obrotowego ma podobny przebieg jak w silnikach wysokoprężnych.

Starsze generacyjnie silniki benzynowe, 8-zaworowe, osiągały maksymalną wartość momentu obrotowego w niższym zakresie prędkości obrotowych. Jednak efektywność ich działania, ich wydajność, ekonomika eksploatacji i osiągane przez nie moce były znacznie niższe.

Ponadto, jak widać to wyraźnie na przykładzie przedstawionym powyżej, silniki wysokoprężne osiągają znacznie wyższe wartości momentu obrotowego i dysponują większą siłą (choć niekoniecznie mocą).

Zatem moc i siła ciągu to nie to samo. Przyjęło się uważać, iż moc maksymalna decyduje o prędkości maksymalnej samochodu, natomiast moment obrotowy decyduje o sile, czyli o przyspieszeniu i elastyczności silnika. Z użytkowego punktu widzenia, to właśnie moment obrotowy jest kluczowym czynnikiem decydującym o dynamice auta.

Będąc w posiadaniu wykresu przebiegu momentu obrotowego samochodu można obliczyć jego moc. Dokonuje się tego za pomocą wzoru:

gdzie:

-   Moc – [KM]

-   Moment obrotowy – [funtostopy]


lub

gdzie:

-   Moc – [kW]

-   Moment obrotowy – [Nm]

Należy pamiętać, że obliczona moc charakterystyczna jest dla wskazanych obrotów, tzn. jeśli samochód posiada maksymalny moment obrotowy przy 4 tys. obr./min. i taką wartość obrotów wstawimy do wzoru, to uzyskamy moc auta przy tych właśnie obrotach (nie jest to moc maksymalna!!!).

Jednak moment obrotowy i moc silnika to nie wszystko. Niezbędny jest również mechanizm, który umożliwi sprawne przeniesienie generowanej mocy na koła napędowe samochodu. Do tego służy przekładnia (skrzynia biegów). Ale to już materiał na kolejny artykuł.

В последние месяцы его преследовало желание отыскать своих настоящих родителей, которые бросили его еще в младенчестве.

Просто "Пробные версии антивирусника скачать"я слышал, что возникли неприятности из-за каски, которую я похитил у полицейского Оутса.

Стали даже поговаривать о немедленном ядерном ударе.

Теперь она была метрах в пятнадцати отсюда.

Обстановка в доме сложилась крайне напряженная и неприятная.

Здесь его голос зазвучал немного напряженно.

Он был в состоянии "Смешные истории"улавливать на некоторой дистанции ощущения "Под Южным Крестом"волн нашего мозга, передававших ему познания о мире.

А я думал, "Вязаные медвежата. Вязание крючком"мне кажется, сказал другой.

Как гласила мудрость Синанджу, дом человека там, где он "Формат а4 чертеж"чувствует себя в безопасности.

Он "скачать призрак опера"знал про бриллианты и горячо желал, чтоб они нашлись, поскольку, "скачать на телефон голодные игры"подобно большинству современных молодых людей, предпочел бы состоятельную "скачать андроид программу"жену, но не хотел рисковать "100 самых вкусных блюд"даже ради самых радужных перспектив.

Вы пойдете, не "Скачать синтезатор на компьютере"устраивая никаких сцен.

Зря он не сказал Риджуэю выйти и попросить птиц "скачать программу которая снимает экран"в Центральном парке через дорогу, чтоб немного помолчали.

 

Komentarze 

 
+1 #2 Maciek 2011-02-27 10:13
„moment obrotowy silnika jest iloczynem wartości siły pochodzącej od ciśnienia gazów działających na tłok oraz długości wykorbienia wału korbowego” – objaśnienie w ramce. Z definicji wynika, że wartość momentu obrotowego (czyli momentu siły) zależy od ciśnienia wytworzonego przez spalające się gazy w komorze spalania silnika oraz długości korbowodu.

To w końcu o którą długość "ramienia: chodzi: wykorbienia wału, czy długość korbowodu ?
Cytować
 
 
0 #1 marian 2010-10-02 22:24
Długość korbowodu nie ma nic wspólnego z momentem obrotowym. Moment obrotowy zależy od ciśnienia wytworzonego przez spalające się gazy w komorze spalania silnika oraz długości wykorbienia wału korbowego.
Cytować
 

Dodaj komentarz



SEO by AceSEF

Reklama
Reklama
Reklama
     

Serwis korzysta z plików cookies. Pliki cookies (tzw. „ciasteczka”) stanowią dane informatyczne, w szczególności pliki tekstowe, które przechowywane są w urządzeniu końcowym Użytkownika Serwisu i przeznaczone są do korzystania ze stron internetowych Serwisu. Pliki tego rodzaju zazwyczaj zawierają nazwę strony internetowej, z której pochodzą, czas przechowywania ich na urządzeniu końcowym oraz unikalny numer. Podmiotem zamieszczającym na urządzeniu końcowym Użytkownika Serwisu pliki cookies oraz uzyskującym do nich dostęp jest operator Serwisu lub podmioty z nim współpracujące. Jeśli użytkownik nie chce otrzymywać plików cookies, może zmienić ustawienia przeglądarki. Zastrzegamy, że wyłączenie obsługi plików cookies niezbędnych dla procesów uwierzytelniania, bezpieczeństwa, utrzymania preferencji użytkownika może utrudnić, a w skrajnych przypadkach może uniemożliwić korzystanie ze stron www.