4.7 Построение графика суммарного крутящего момента двигателя

Крутящий момент М_Ц, Нм, развиваемый цилиндром двигателя в любой момент времени, прямо пропорционален тангенциальной силе Т:

М_Ц = T  r. (4.19)

Поэтому кривая изменения силы Т() является также и кривой изменения М_Ц(), но в масштабе Мм = Мр  r (Мр – масштаб построения графиков сил, МПа/мм).

Для построения кривой суммарного крутящего момента М() многоцилиндрового двигателя необходимо графически суммировать кривые моментов каждого цилиндра, сдвигая одну кривую относительно другой на угол поворота кривошипа между вспышками.

При равных интервалах между вспышками в цилиндрах двигателя построение кривой М() производится в следующей последовательности (рисунок 4.8): график М_Ц() (или Т() при соответствующем выборе масштаба) разбивается на число участков, равное числу цилиндров двигателя; все участки совмещаются на новой координатной сетке длиной θ и суммируются.

Для четырехтактного двигателя угол θ, град:

θ = 720° / i. (4.20)

Рисунок 4.8 – Построение графика суммарного крутящего момента двигателя

Результирующая кривая показывает изменение суммарного индикаторного крутящего момента двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Среднее значение суммарного крутящего момента М_ср определяется как среднее арифметическое всех значений М_i.

По величине М_ср можно определить действительный эффективный крутящий момент М_е, снимаемый с вала двигателя, и сравнить его значение с величиной, найденной в тепловом расчете двигателя.

График суммарного крутящего момента двигателя с несколькими цилиндрами может быть построен по точкам в соответствии с результатами расчета на ЭВМ.

Для автоматизации динамического расчета кривошипно-шатунного механизма двигателей внутреннего сгорания на кафедре «Техническая эксплуатация автомобилей» на базе Microsoft Excel разработаны приложения DWK4, DWK5, DWK6, DWK8 (расчет бензиновых двигателей) и DWD4, DWD5, DWD6, DWD8, DWD10, DWD12 (расчет дизельных двигателей) (число указывает на количество цилиндров двигателя).

Перечень исходных данных, записываемых в соответствующие поля листа Microsoft Excel, представлен в таблице 4.3. В поле «Значение» даны либо номера формул, либо пределы изменения значений, указанных в строке величин.

Таблица 4.3 – Исходные данные для динамического расчета КШМ на ЭВМ

Название исходного параметра	Значение
Введите отношение радиуса кривошипа к длине шатуна λ	0,23…0,30
Введите радиус кривошипа r, мм	=S/2
Введите угловую скорость коленчатого вала ω , c-1	= π  ne/ 30
Введите давление в конце впуска Pa, MПa	(2. 15) или (2.16)
Введите давление в конце сгорания Pz, MПa	(2.37) или (2.38)
Введите давление в конце выпуска Pr, MПa	(2.13) или (2.14)
Введите степень сжатия ε	По заданию
Введите показатель политропы сжатия n1	(2.27)
Введите показатель политропы расширения n2	(2. 40)
Введите степень предварительного расширения ρ	1 (бенз.) или (2.44)
Введите давление окружающей среды, MПa	или
Введите площадь поршня Fп, мм2	(4.2)
Введите массы, совершающие возвратно-поступательное движение mj, кг	(4.3)
Введите число цилиндров i	По заданию
Введите среднее значение суммарного индикаторного крутящего момента Miср, Нм	= Ме / ηМ
Введите массу шатуна mш, кг	(4. 6)
Введите Рсум при 60 град, МПа	РГ из (4.1)

Результаты расчета, полученные на ЭВМ, распечатываются и оформляются в виде обязательного приложения.

Расчет считается верным, если значения среднего суммарного индикаторного крутящего момента проектируемого двигателя, полученные в результате динамического и теплового расчетов, отличаются не более чем на 5 %.

Мощность и крутящий момент | www.auto-diagnostic.by

<p>Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что <em>VW Golf TDI</em> c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем <em>Porsche 911</em> с 320 Нм.</p>

Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что VW Golf TDI c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем Porsche 911 с 320 Нм.

Очевидно, что эти утверждения не соответствуют действительности.

Определения и разъяснения:

Крутящий момент:

Крутящий момент двигателя прилагается к коленчатому валу двигателя или к первичному валу коробки передач. Крутящий момент изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя. Крутящий момент на колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии.

Крутящий момент на колесах:

Это преобразованный трансмиссией крутящий момент двигателя.

Мощность двигателя непосредственно взаимосвязана с крутящим моментом двигателя, а именно, через соотношение P=M*n/9550, где М- крутящий момент двигателя. Единица измерения 1 Н*м, n – частота вращения двигателя в об/мин.

Диаграммы крутящего момента достаточно, чтобы просчитать кривую мощности (и наоборот).

Возьмем два двигателя. У обоих максимальный крутящий момент 200 Нм при 4000 об/мин и мощность 147 л.с. при 6000 об/мин. Несмотря на то, что основные данные этих двух моторов одинаковы, они все же отличаются по динамическим характеристикам. Диапазон крутящего момента и мощности первого двигателя лучше чем у второго. Предположим, что переключение передач происходит при 6500 об/мин и обороты двигателя на следующей, более высокой передаче опускаются до 4300 об/мин. Первый двигатель имеет до точки при 6000 об/мин непрерывно больший крутящий момент и мощность. Таким образом, первый автомобиль будет ускоряться лучше. Это показывает, что основные данные двигателя дают только частичную информацию.

Так что мы теперь знаем о «крутящем моменте» и «мощности двигателя»? На самом деле сравнительно мало. Поскольку трансмиссия и ее передаточное отношение играю существенную роль в движении автомобиля. Старые американские автомобили были оборудованы 2-3 ступенчатыми коробками передач, и несмотря на значительные мощности двигателей, разгонялись они достаточно скромно, т.к. падение оборотов при переключении передач было слишком большим. Как грубое сравнение можно привести Mercedes S-Klasse. Он оборудован 7-ступенчатым автоматом, который позволяет полностью использовать имеющуюся в распоряжении мощность двигателя.

Почему это так?

Все мы знаем, что ускоряется автомобиль лучше в определенной области оборотов двигателя. Оптимально, когда обороты двигателя постоянно находятся в этом диапазоне. Но это возможно лишь на немногих автомобилях оборудованных CVT (безступенчатыми трансмиссиями).

Чем больше передач имеется в распоряжении, тем меньше становится скачок оборотов и тем ближе мы становимся к оптимальному числу оборотов двигателя между переключениями. Усилие на ведущих колесах, это то, что приводит автомобиль в движение. Это сила, приложенная по касательной к окружности колеса. Она несет в себе всю информацию (Крутящий момент, передаточное отношение трансмиссии, размер колес) и направлена противоположно силе сопротивления движению и силе инерции.

Когда нужно переключаться?

Оптимальная точка переключения достигается тогда, когда на следующей высшей передаче имеется большее усилие на ведущих колесах чем на актуальной передаче. Чтобы найти оптимальную точку переключения, необходимо воспользоваться кривой крутящего момента. Диаграмма тягового усилия на ведущих колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии и размера установленных шин. Как только пересекутся кривые отдельных передач, нужно переключиться на следующую передачу, чтобы достичь лучшего ускорения. Если же кривые не пересекаются, тогда следует выкручивать двигатель до ограничителя. Далее отображены диаграммы тягового усилия на ведущих колесах, чтобы можно было прочувствовать теорию в деле.

Влияние передаточного отношения

Турбодизель достигает очень высоких значений крутящего момента при низких оборотах двигателя.

Но это только цифры, по которым можно судить о том, как автомобиль будет ускоряться и по ним нельзя делать окончательные выводы. Почему? Потому что дизелю нужно значительно дольше переключаться, чтобы достичь одинаковую с бензином скорость(т.к. число оборотов дизеля существенно ниже чем у бензинового двигателя). Это приводит к тому, что бензиновый двигатель свой низкий крутящий момент преобразует значительно лучше за счет коротких передач, чем дизель с длинными передачами.

Турбодизель против высокооборотистого атмосферного двигателя.

Несмотря на длинные передаточные отношения дизель как правило имеет лучшую тяговитость при низких оборотах. Наглядно это отображено на диаграмме сравнения BMW М3 3.2 л двигателя и BMW 535d. Несмотря на гигантский крутящий момент дизеля (520Нм), бензиновый двигатель (365Нм) в очень широком диапазоне оборотов двигателя имеет значительно большее тяговое усилие на ведущих колесах. Так что этот бензиновый двигатель (вопреки многим мнениям) может ездить с редкими переключениями, иногда даже ленивее чем 535d (на шестой передаче тяговое усилие на колесах стабильно выше чем у 535d, независимо при каких оборотах и какой скорости). Но можно говорить о том, что большая часть турбированных двигателей имеет лучшую приемистость (на низких оборотах) чем атмосферные двигатели. Так что предпочитаете ли вы двигатели имеющие «подрыв» на низких скоростях, или те, которые выдают тягу плавно, это остается делом вкуса.

Турбодизель против турбобензина

Сравним BMW E90 335i с 306 л.с. и 400 Нм и BMW E90 335d с 286 л.с. и 560 Нм. На низших передачах в среднем диапазоне оборотов тяга на колесах дизеля существенно выше, чем у бензинового двигателя. При высоких оборотах бензин свою мощность отыгрывает. На 6-й передаче бензин имеет стабильно большее усилие на колесах чем дизель.

Диаграмма тягового усилия BMW E90 335i и E90 335d

Дизель или бензин как тягач

Широко распространено мнение, что дизельный двигатель из-за его высокого крутящего момента лучше подходит для буксировки. Тем не менее из-за огромного скачка в развитии бензиновых двигателей это не совсем верно. Современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются турбонагнетателями, которые могут создавать достаточное давление наддува при низких оборотах, и следовательно достигать высокого крутящего момента. Сравним двигатели 1.4 TSI (170 л.с., 240 Нм) и 2.0TDI (170 л.с., 350 Нм) в VW Golf5.

За основу взят 5% уклон, коэффициент лобового сопротивления 0.7, площадь лобового сопротивления 5.87 м2 и общая масса 3250 кг. 1-я передача для лучшего рассмотрения исключена.

Все режимы выше голубой линии возможны с вышеназванными условиями. Все режимы ниже голубой линии ведут к снижению скорости и в конечном счете к переходу на низшую передачу. Можно увидеть, что дизель может использовать первые четыре передачи, TSI – первые пять. Максимально допустимые скорости следующие:

TDI:

68 км/ч на второй передаче (в ограничителе оборотов)

104 км/ч на третьей передаче (вблизи ограничителя оборотов около 4400 об/мин)

TSI:

99 км/ч на второй передаче (вблизи ограничителя оборотов около 7000 об/мин)

106 км/ч на третьей передаче (при около 5500 об/мин)

90 км/ч на четвертой передаче (при около 3500 об/мин)

65 км/ч на пятой передаче (при около 2300 об/мин)

В целом TSI гораздо лучше подходит для движения с прицепом. Единственным недостатком может быть значительный рост расхода топлива у бензина.

Как выглядит диаграмма тягового усилия авто со ступенчатыми коробками передач мы уже знаем.

Для полноты картины следует отметить бесступенчатую трансмиссию Audi «Multitronic».

Рассмотрим кратко, так как эта трансмиссия имеет призрачные шансы на существование. Это безступенчатая трансмиссия с различными профилями вождения. Спортивно настроенный водитель использует голубую линию для максимального ускорения, с высокими оборотами и большим расходом. Средний водитель будет использовать более низкие обороты. А значит тяга на колесах будет не так высока как в спорт режиме. Соответственно автомобиль ускоряется медленнее. CVT, как уже говорилось ранее, превосходное решение. Теоретически она позволяет получить максимальную производительность. На практике все выглядит по другому. Авто с Мультитроником ускоряются хуже, чем авто с МКПП. Потери в трансмиссии слишком велики и перекрывают все преимущества.

А что же насчет двигателей грузовиков и коммерческих автомобилей?

Глядя на кривые мощности и крутящего момента грузовиков можно быстро обнаружить существенные отличия от легковых автомобилей. В то время как на двигателях легковых авто целью является как можно более равномерное и высокое значение крутящего момента, двигателям грузовиков необходим пик крутящего момента. Покажем качественные отличия грузовых и легковых турбодизелей:

Почему так?

Области применения полностью различны. Легковому автомобилю необходимо достичь максимального ускорения и как можно более высокой максимальной скорости. В тоже время необходимо принять во внимание тот факт, что эти двигатели практически постоянно используются в режимах частичной нагрузки. Грузовые же двигатели (в качестве простого примера возьмем двигатели бульдозера или трактора) обычно используются на максимальной нагрузке. Максимальные крутящие момент и мощность ему необходимы при низких оборотах, а также как можно большее нарастание крутящего момента. Почему не падение а именно нарастание крутящего момента станет ясно в следующем абзаце.

Цель этого нарастания величины крутящего момента может быть хорошо объяснена на примере бульдозера. Насыпь земли перед ковшом бульдозера всегда большая, поэтому возникает необходимость увеличить мощность, чтобы продвинуть насыпь дальше. При этой нагрузке частота вращения двигателя падает и вместе с тем падает скорость сдвига. Снижение числа оборотов двигателя благодаря типичной для грузовых транспортных средств кривой крутящего момента ведет к росту крутящего момента и мощности двигателя (смотри график). Таким образом в некоторой степени предотвращается дальнейшее падение оборотов и скорости сдвига – чем сильнее падение числа оборотов, тем больше мощности отдает двигатель. В переносном смысле можно сказать: кривая крутящего момента таких двигателей позволяет независимо от нагрузки относительно сохранять необходимую скорость. Такие моторы имеют «иммунитет» против увеличения нагрузки и становятся ненамного медленнее при ее увеличении. Но все же почему «нарастание крутящего момента» а не «падение»? Теперь нужно смотреть на график в направлении рабочих оборотов. При нагрузке число оборотов падает и происходит РОСТ крутящего момента.

Gen. 3, характеристики крутящего момента железного блока

Поиск по ключевым словам

Gen. 3, Iron Block, двигатели LS

К кодам RPO относятся следующие характеристики:

• LR4
• ЛМ7
• Л59
• LQ4
• LQ9

**Щелкните синие ссылки в таблице для получения более подробной информации**

Тип крепления		Первый проход	Второй проход	Последний пропуск
Основные крышки	Внутренние болты	15 футо-фунтов.	—	80 градусов
	Внешние шпильки			51 градус
	Боковые болты	—		18 футо-фунтов.
Болты шатуна	Первый дизайн	15 футо-фунтов.	—	60 градусов
	Второй дизайн			85 градусов
Болты головки блока цилиндров	М11 х 2,0 х 155,5	22 футо-фунта.	90 градусов	90 градусов
	M11 x 2,0 x 101,0			50 градусов
	M8 x 1,25 x 46,0	—	—	22 футо-фунта.
Болты коромысел		—	—	22 футо-фунта.
Болты впускного коллектора		44 дюйм-фунта	—	89 дюймов-фунтов.
Болты масляного насоса		—	—	18 футо-фунтов.
Болты стопорной пластины распределительного вала		—	—	18 футо-фунтов.
Болты звездочки распределительного вала		—	—	26 футо-фунтов.
Гармонический балансировщик	со старым болтом для установки балансира	—	—	240 футо-фунтов.
	С новым болтом, для окончательной сборки	37 футо-фунтов.	—	140 градусов
Болты маховика/гибкой пластины		15 футо-фунтов.	37 футо-фунтов.	74 футо-фунта.
Болты коробки передач		—	—	37 футо-фунтов
Болты выпускного коллектора / коллектора		11 футо-фунтов.	—	18 футо-фунтов.
Болт датчика распредвала		—	—	18 футо-фунтов.
Болт датчика положения коленчатого вала		—	—	18 футо-фунтов.
Болты передней крышки		—	—	18 футо-фунтов.
Болты задней крышки		—	—	18 футо-фунтов.
Болты масляного поддона	Панорамирование до блока	—	—	18 футо-фунтов.
	Панорамирование к передней крышке			18 футо-фунтов.
	Поддон к задней крышке			106 дюймов-фунтов.
Болты водяного насоса		11 футо-фунтов.	—	22 футо-фунта.

  

Примечания

• Крепежи, в которых указан угол, относятся к пределу текучести (TTY).
• Указанные характеристики относятся к стандартному крепежу. Если вы используете ARP или другие неоригинальные крепления, следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему новому оборудованию.

Идентификатор ответа 5190 | Опубликовано 22.03.2019 13:44 | Обновлено 05.01.2023 14:12

Был ли этот ответ полезен?

Peace Sports — Brozz 250 > Техническая информация > Момент затяжки двигателя

Название детали

Резьба

Крутящий момент (Нм)

Примечание

Головка блока цилиндров

М6

10~15

 

М7

18~22

 

М8

28~32

 

М10×1,25

45~55

 

Крышка головки цилиндров

М6

8~12

 

Крышка головки цилиндров

М8

25~30

 

Головка цилиндра и корпус

М6

8~12

 

М8

25~30

 

Корпус цилиндра и картер

М6

10~15

 

Болт A.