عزم المحرك

عند الحديث عن أهم وحدة للسيارات: المحرك ، فقد أصبح من المعتاد رفع الطاقة فوق المعايير الأخرى. وفي الوقت نفسه ، ليست قدرات الطاقة هي الخصائص الرئيسية لمحطة توليد الطاقة ، بل هي ظاهرة تسمى عزم الدوران. يتم تحديد إمكانات أي محرك سيارة بشكل مباشر من خلال هذه القيمة.

مفهوم عزم دوران محرك الاحتراق الداخلي. معقدة بكلمات بسيطة

إن عزم الدوران بالنسبة لمحركات السيارات هو نتاج مقدار الجهد وذراع الرافعة ، أو ، ببساطة ، قوة ضغط المكبس على قضيب التوصيل. تُقاس هذه القوة بمتر نيوتن ، وكلما زادت قيمتها زادت سرعة السيارة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن قوة المحرك ، معبرًا عنها بالواط ، ليست أكثر من قيمة عزم دوران المحرك في نيوتن متر مضروبة في سرعة دوران العمود المرفقي.

تخيل أن حصانًا يسحب زلاجة ثقيلة ويتعثر في حفرة. لن ينجح سحب المزلقة إذا حاول الحصان القفز من الخندق أثناء الركض. من الضروري هنا بذل جهد معين ، والذي سيكون عزم الدوران (كم).

غالبًا ما يتم الخلط بين عزم الدوران وسرعة العمود المرفقي. في الواقع ، هذان مفهومان مختلفان تمامًا. بالعودة إلى مثال الحصان العالق في الخندق ، فإن تردد الخطوة سيمثل سرعة المحرك ، والقوة التي يمارسها الحيوان أثناء تحركه أثناء الخطوة ستمثل عزم الدوران في هذه الحالة.

العوامل التي تؤثر على حجم عزم الدوران

في مثال الحصان ، من السهل تخمين أنه في هذه الحالة سيتم تحديد قيمة SM إلى حد كبير من خلال الكتلة العضلية للحيوان. فيما يتعلق بمحرك الاحتراق الداخلي للسيارة ، تعتمد هذه القيمة على مقدار عمل محطة توليد الكهرباء ، وكذلك على:

• مستوى ضغط العمل داخل الاسطوانات ؛
• حجم المكبس
• قطر العمود المرفقي.

يعتمد عزم الدوران بشكل كبير على الإزاحة والضغط داخل محطة الطاقة ، وهذا الاعتماد يتناسب طرديًا. وبعبارة أخرى ، فإن المحركات ذات الحجم الكبير والضغط لها عزم دوران مرتفع.

هناك أيضًا علاقة مباشرة بين KM ونصف قطر العمود المرفقي. ومع ذلك ، فإن تصميم محركات السيارات الحديثة لا يسمح بتغير قيم عزم الدوران على نطاق واسع ، لذا فإن مصممي ICE لديهم فرصة ضئيلة لتحقيق عزم دوران أعلى بسبب انحناء العمود المرفقي. بدلاً من ذلك ، يلجأ المطورون إلى طرق لزيادة عزم الدوران ، مثل استخدام تقنيات الشحن التوربيني ، وزيادة نسب الضغط ، وتحسين عملية الاحتراق ، واستخدام مشعبات السحب المصممة خصيصًا ، إلخ.

من المهم أن يزيد KM مع زيادة سرعة المحرك ، ومع ذلك ، بعد الوصول إلى الحد الأقصى في نطاق معين ، ينخفض ​​عزم الدوران ، على الرغم من الزيادة المستمرة في سرعة العمود المرفقي.

تأثير عزم دوران محرك الجليد على أداء السيارة

مقدار العزم هو العامل الذي يحدد ديناميكيات تسارع السيارة مباشرة. إذا كنت من عشاق السيارات ، فربما لاحظت أن السيارات المختلفة ، ولكن مع نفس وحدة الطاقة ، تتصرف بشكل مختلف على الطريق. أو سيارة أقل قوة على الطريق تتفوق على سيارة ذات قدرة حصانية أكبر تحت غطاء المحرك ، حتى مع أحجام وأوزان سيارات مماثلة. السبب يكمن بالتحديد في الاختلاف في عزم الدوران.

يمكن اعتبار القدرة الحصانية مقياسًا لتحمل المحرك. هذا المؤشر هو الذي يحدد قدرات السرعة للسيارة. ولكن نظرًا لأن عزم الدوران هو نوع من القوة ، فإنه يعتمد على حجمه ، وليس على عدد "الخيول" ، ومدى سرعة وصول السيارة إلى الحد الأقصى للسرعة. لهذا السبب ، ليست كل السيارات القوية تتمتع بديناميكيات تسارع جيدة ، وتلك التي يمكنها التسارع بشكل أسرع من غيرها ليست بالضرورة مزودة بمحرك قوي.

ومع ذلك ، فإن العزم العالي وحده لا يضمن ديناميكيات الماكينة الممتازة. بعد كل شيء ، من بين أمور أخرى ، تعتمد ديناميكيات الزيادة في السرعة ، وكذلك قدرة السيارة على التغلب بسرعة على منحدرات الأقسام ، على نطاق تشغيل محطة الطاقة ونسب النقل واستجابة المسرع. إلى جانب ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الوقت قد انخفض بشكل كبير بسبب عدد من الظواهر المضادة: قوى التدحرج للعجلات والاحتكاك في أجزاء مختلفة من السيارة ، بسبب الديناميكا الهوائية والظواهر الأخرى.

عزم الدوران مقابل القوة. العلاقة مع ديناميكيات السيارة

الطاقة مشتق من ظاهرة مثل عزم الدوران ، فهي تعبر عن عمل محطة توليد الطاقة التي يتم إجراؤها في وقت معين. وبما أن KM يجسد التشغيل المباشر للمحرك ، فإن حجم اللحظة في الفترة الزمنية المقابلة ينعكس في شكل القوة.

تسمح لك الصيغة التالية برؤية العلاقة بين السلطة و KM بشكل مرئي:

P = M * N / 9549

حيث: P في الصيغة هي القدرة ، M هي عزم الدوران ، N هي دورة المحرك في الدقيقة ، و 9549 هي عامل تحويل N إلى راديان في الثانية. ستكون نتيجة الحسابات باستخدام هذه الصيغة رقمًا بالكيلووات. عندما تحتاج إلى تحويل النتيجة إلى قوة حصانية ، يتم ضرب الرقم الناتج في 1,36.

في الأساس ، عزم الدوران هو القوة عند السرعات الجزئية ، مثل التجاوز. تزداد القوة مع زيادة عزم الدوران ، وكلما زادت هذه المعلمة ، زادت الطاقة الحركية ، وكلما كانت السيارة أسهل في التغلب على القوى المؤثرة عليها ، وكلما كانت خصائصها الديناميكية أفضل.

من المهم أن تتذكر أن الطاقة تصل إلى قيمها القصوى ليس على الفور ، ولكن بشكل تدريجي. بعد كل شيء ، تبدأ السيارة بأدنى سرعة ، ثم تزداد السرعة. هذا هو المكان الذي تأتي فيه القوة المسماة عزم الدوران ، وهذا هو الذي يحدد الفترة الزمنية التي ستصل خلالها السيارة إلى أقصى قوتها ، أو بعبارة أخرى ، ديناميكيات السرعة العالية.

ويترتب على ذلك أن السيارة التي تتمتع بوحدة طاقة أكثر قوة ، ولكن ليس لديها عزم دوران كافٍ ، ستكون أقل شأناً في التسارع من طراز بمحرك ، على العكس من ذلك ، لا يمكنه التباهي بالقوة الجيدة ، ولكنه يتفوق على منافس في زوج. . كلما زاد الدفع ، تنتقل القوة إلى عجلات القيادة ، وكلما زاد نطاق السرعة لمحطة الطاقة ، حيث يتم تحقيق كم مرتفع ، زادت سرعة السيارة.

في الوقت نفسه ، يكون وجود عزم الدوران ممكنًا بدون قوة ، لكن وجود قوة بدون عزم دوران غير ممكن. تخيل أن حصاننا وزلاجتنا عالقون في الوحل. ستكون القوة التي ينتجها الحصان في تلك اللحظة صفراً ، لكن العزم (محاولة الخروج ، السحب) ، على الرغم من عدم كفايته للتحرك ، سيكون موجودًا.

لحظة الديزل

إذا قارنا محطات توليد الطاقة التي تعمل بالبنزين بمحطات الديزل ، فإن السمة المميزة لهذه الأخيرة (كلها بدون استثناء) هي عزم دوران أعلى مع طاقة أقل.

يصل محرك الاحتراق الداخلي للبنزين إلى قيمته القصوى من KM عند ثلاثة إلى أربعة آلاف دورة في الدقيقة ، ولكنه بعد ذلك قادر على زيادة الطاقة بسرعة ، مما يجعل من سبعة إلى ثمانية آلاف دورة في الدقيقة. عادة ما يقتصر مدى ثورات العمود المرفقي لمحرك الديزل على ثلاثة إلى خمسة آلاف. ومع ذلك ، في وحدات الديزل ، تكون شوط المكبس أطول ، وتكون نسبة الانضغاط والخصائص المحددة الأخرى لاحتراق الوقود أعلى ، مما يوفر ليس فقط المزيد من عزم الدوران بالنسبة لوحدات البنزين ، ولكن أيضًا وجود هذا الجهد تقريبًا من الخمول.

لهذا السبب ، ليس من المنطقي تحقيق طاقة متزايدة من محركات الديزل - جر موثوق به وبأسعار معقولة "من أسفل" ، وكفاءة عالية وكفاءة في استهلاك الوقود تعمل على تسوية الفجوة تمامًا بين محركات الاحتراق الداخلي ومحركات البنزين ، سواء من حيث مؤشرات القوة أو إمكانية السرعة.

ميزات التسارع الصحيح للسيارة. كيف تحصل على أقصى استفادة من سيارتك

يعتمد التسارع المناسب على القدرة على العمل مع علبة التروس واتباع مبدأ "من أقصى عزم دوران إلى أقصى قوة". أي أنه من الممكن تحقيق أفضل ديناميكيات تسارع السيارة فقط من خلال الحفاظ على سرعة العمود المرفقي في نطاق القيم التي يصل عندها KM إلى الحد الأقصى. من المهم جدًا أن تتزامن السرعة مع ذروة عزم الدوران ، لكن يجب أن يكون هناك هامش لزيادتها. إذا قمت بالتسارع إلى سرعات أعلى من الطاقة القصوى ، فستكون ديناميكيات التسارع أقل.

يتم تحديد نطاق rpm المقابل لعزم الدوران الأقصى من خلال خصائص المحرك.

اختيار المحرك. أيهما أفضل - عزم دوران مرتفع أم قوة متزايدة؟

إذا رسمنا السطر الأخير تحت كل ما سبق ، يتضح أن:

• يعتبر عزم الدوران عاملاً رئيسيًا يميز قدرات محطة الطاقة ؛
• القوة مشتق من KM وبالتالي فهي خاصية ثانوية للمحرك ؛
• يمكن رؤية الاعتماد المباشر للقوة على عزم الدوران في الصيغة P (القوة) \ uXNUMXd M (عزم الدوران) * n (سرعة العمود المرفقي في الدقيقة) المشتقة من علماء الفيزياء.

وهكذا ، عند الاختيار بين محرك بقوة أكبر ، ولكن عزم دوران أقل ، ومحرك به كم أكبر ، لكن قوة أقل ، فإن الخيار الثاني هو السائد. سيسمح لك هذا المحرك فقط باستخدام الإمكانات الكاملة الكامنة في السيارة.

في الوقت نفسه ، يجب ألا ننسى العلاقة بين الخصائص الديناميكية للسيارة وعوامل مثل استجابة دواسة الوقود وناقل الحركة. سيكون الخيار الأفضل هو الخيار الذي لا يحتوي فقط على محرك عالي عزم الدوران ، ولكن أيضًا أقل تأخير بين الضغط على دواسة الغاز واستجابة المحرك ، وناقل الحركة بنسب تروس قصيرة. إن وجود هذه الميزات يعوض القوة المنخفضة للمحرك ، مما يتسبب في تسارع السيارة بشكل أسرع من سيارة ذات محرك من نفس التصميم ، ولكن بجر أقل.