Обемът, мощността и въртящият момент на двигателя Те са основни данни, за да се знае моторизацията, а също и данните, които производителите оповестяват с приоритет. Това обаче може да бъде и най-странните данни понякога. За неофит те могат да бъдат неясни термини и ние не винаги знаем какво означават и защо представляват толкова добре какъв е двигателят. Не се притеснявайте, няма да използваме сложни математически формули и ще го обясним възможно най-ясно.
Какво е изместването
Обемът на двигателя е може би най-лесният от трите за разбиране. Обемът на двигателя е единица обем - на всеки от неговите цилиндри - умножен по броя на цилиндрите. Как се измерва това изместване на единицата? За да разберем, трябва да помним, че четиритактовите двигатели с вътрешно горене са съставени от поредица цилиндри, в които се движи бутало.
Бензин и въздух (всмукване) се впръскват във всеки цилиндър, докато буталото се спуска. Когато буталото се издигне вътре в цилиндъра, той компресира сместа (компресия). Тази смес експлодира благодарение на искрата от запалителната свещ или поради натиск в случай на дизелов двигател и буталото пада надолу (горене). И накрая, изгорелите газове се изхвърлят при издигане на буталото (изпускане).
Когато буталото е в най-високата си точка в цилиндъра, това е TDC (Top Dead Center), а когато е най-ниско е PMI (Bottom Dead Center). Разстоянието между тези две точки и диаметърът на цилиндъра ни дават единичното изместване, изразено в кубични сантиметри (куб. См). Например, ако работният обем е 500 куб.см и сме пред 6-цилиндров, общата работна мощност на двигателя ще бъде 3000 куб.см или 3.0 литра.
А) Да, обемът на двигателя е обемът на всички цилиндри на двигателя.
Защо капацитетът на цилиндъра е важна информация? За да може една кола да се движи с определена скорост, двигателят трябва да осигурява определена мощност. За да може да даде тази мощност, двигателят трябва да може да доставя определен въртящ момент при определена скорост на въртене (обороти в минута или обороти в минута). И тук идва изместването.
Колкото повече гориво изгаря двигателят, толкова повече въртящ момент (повече сила) ще генерира и толкова повече ще придвижва колата напред. За да изгори гориво, е необходимо определено количество въздух. Колкото повече гориво искате да изгорите, толкова повече въздух ще ви трябва.
За да имате повече въздух в цилиндъра, можете да намалите температурата му (тя е по-плътна, но не винаги е възможно) или да увеличите налягането му (със системи за наддуване, като компресори и турбо) или просто да увеличите обема му.
По този начин, ако работният обем е по-голям, толкова повече въздух ще има в цилиндрите, така че може да се изгори повече гориво и буталото, което се движи в цилиндъра, ще достави повече въртящ момент. Това е теорията, проста, но на практика има много други фактори, които влияят върху крайната мощност и въртящ момент, които двигателят може да достави. Презареждането или броят на цилиндрите са двете най-очевидни неща, които идват на ум, но има много повече.
Какво е властта
Мощността, изразена в континентална Европа в конски сили (съкратено CV в Испания, Ch във Франция и PS в Германия) или kW (киловати), е прилагането на сила на разстояние. Ако преместите маса през метър и отнеме 1 минута, ще приложите сила X (изразена в нютони или джаули). Ако преместите същата маса с един метър, но отнема 30 секунди, ще приложите 2Х сила, за да я постигнете.
Крайният резултат е същият, преместили сте обект с един метър, но силата, необходима за извършването му за 30 секунди, е много по-голяма, отколкото за 1 минута. С други думи, мощността измерва колко време е необходимо за извършване на определена работа. Ако се прави бързо, това е много мощност, но ако се прави бавно, това е малко мощност.
В двигател, мощността е това, което ни дава скорост, това, което ни дава ускорение. Мощността и въртящият момент обаче са свързани. Мощността всъщност е колко бързо се движи въртящият момент (не забравяйте, сила * разстояние). По този начин мощността е въртящ момент, умножен по обороти в минута (обороти в минута).
Какво е въртящ момент
Въртящият момент на двигателя, който данните се изразяват почти винаги в континентална Европа в Нм (нютон метри), е донякъде абстрактен за повечето. Въртящият момент е приложена сила спрямо разстояние, тоест говорим за две сили (една двойка: две), които са успоредни и с еднакъв интензитет, но които се прилагат в противоположни посоки.
За да разберете какво представлява въртящият момент, най-графичният и прост пример е този за затягане на гайка с гаечен ключ.
Можете да затегнете гайка на ръка, но ще дойде момент, в който вече няма да имате сили да го направите правилно. С гаечен ключ обаче ръката ви продължава да затяга тази гайка, но на определено разстояние благодарение на гаечния ключ. И колкото по-дълго е рамото на гаечния ключ, толкова повече „сила“ можете да упражните върху тази гайка.
При двигател го имаме, когато буталото слиза надолу по цилиндъра. След това той упражнява сила върху свързващия прът, който е прикрепен към коляновия вал на определено разстояние, генерирайки въртящ момент. Въртящият момент може да се манипулира чрез скоростната кутия. Ако малка предавка завърти по-голяма, въртящият момент ще бъде по-голям, но вместо това ще загубим скорост. Но ако двете предавки имат еднакъв диаметър, много сходен или дори по-малък, въртящият момент ще бъде по-малък, но скоростта на завиване по-висока.
На практическо ниво, ако се върнем към примера на нашата маса, двойката ще бъде колко тежка може да бъде масата, която трябва да преместим. Можете да преместите маса от 10 кг с един метър за една минута или маса от 20 кг за две минути по същия метър. Следователно, в автомобилната индустрия, ако искате да издърпате каравана или ремарке с вашата класика или вашата лодка отгоре, колкото по-голям въртящ момент има двигателят на автомобила, толкова по-лесно от скоростта - ще преместите ремаркето.
В крайна сметка, за да обобщим двете концепции, мощността представлява скоростта, с която ще бъдат положени определени усилия, докато въртящият момент представлява способността да се положат тези определени усилия.