Skąd bierze się moment obrotowy

Co to jest moment obrotowy?

Wykres momentu obrotowego i mocy w funkcji liczby obrotów wału korbowego

Moment obrotowy opisać można jako iloczyn siły działającej na denko tłoka i ramienia wykorbienia. Dla silnika spalinowego o danej pojemności ramię wykorbienia posiada stałą wartość. Wynika wiec z tego, że moment obrotowy zależy wyłącznie od ciśnienia gazów działających na tłok.

Moment obrotowy silnika jest przenoszony na koła poprzez sprzęgło, skrzynię biegów i wały napędowe. Dzięki takiemu rozwiązaniu na styku koła z nawierzchnią jezdni powstaje odpowiedniej wielkości siła powodująca ruch samochodu. Oczywiście im większym momentem obrotowym dysponujemy tym większa siłę układ przeniesienia napędu jest w stanie przenieść na koła. Najbardziej namacalnym dowodem istnienia i wielkości momentu obrotowego jest siła, którą odczuwa kierowca wciskając pedał przyspieszenia.

Maksymalny moment obrotowy osiągalny jest w pewnym przedziale obrotów silnika. Po przekroczeniu tych obrotów wartość momentu obrotowego spada. W silnikach z zapłonem iskrowym maksymalna wartość momentu obrotowego osiągalna jest w dość szybkim czasie i utrzymuje się ona w stosunkowo niewielkim przedziale obrotów. Przy dalszym wzroście obrotów silnika moment obrotowy spada, a przy osiągnięciu maksymalnych obrotów silnika moment ten osiąga swoją minimalną wartość.

W silnikach z zapłonem samoczynnym wartość momentu obrotowego jest znacznie wyższa niż w silnikach benzynowych, jak również osiągalny jest przy niższych prędkościach obrotowych jednostki napędowej. Przy zastosowaniu turbosprężarki w silnikach tych osiągnąć można płaski przebieg krzywej momentu obrotowego w szerokim zakresie obrotów. Co znacznie ułatwia prowadzenie samochodu, umożliwia płynną jazdę i nie wymusza na kierującym częstej zmiany biegów.

Pomiar momentu obrotowego

Badanie silnika na hamowni

Pomiaru momentu obrotowego silnika dokonuje się w warunkach laboratoryjnych z wykorzystaniem specjalnych stanowisk zwanych hamowniami. Wartość odczytanego momentu obrotowego podaje się w niutonometrach (Nm) podając przy tym wartość lub przedział obrotów w jakim maksymalny moment jest osiągalny. Wartości momentów obrotowych samochodów osobowych mają różne wartości zazwyczaj mieszczące się w przedziale od 45 do 600 Nm i więcej.

Maksymalna wartość momentu obrotowego zależy od wielu czynników. Najważniejszym z nich jest pojemność skokowa silnika. Istotną cechą jest również konstrukcja samego silnika miedzy innymi zastosowanie kolektorów dolotowych o zmiennej charakterystyce lub zastosowanie doładowania jednostki napędowej.

W praktyce dla dynamicznej jazdy silnikiem benzynowym konieczne jest osiągniecie wysokich obrotów silnika. Nowoczesne turbodiesle osiągają maksymalny moment obrotowy znacznie wcześniej. Własności te powodują, że turbodoładowane silniki z zapłonem samoczynnym zdobywają coraz mocniejszą pozycje w napędzie samochodów osobowych.