În general, majoritatea șoferilor judecă mașinile în funcție de puterea motorului, implicând faptul că, cu cât mașina este mai puternică, cu atât este mai rapidă pentru aceeași greutate și același tip de propulsie. Cu toate acestea, în realitate, de exemplu, o mașină cu un motor diesel de 80 CP poate porni mai repede decât aceeași mașină cu un motor pe benzină de 110 CP. Ideea este că nu doar caii putere sunt importanți pentru dinamica accelerației, ci și cuplul motor maxim. Vă spunem ce este cuplul în cuvinte simple, în ce unități se măsoară cuplul și cum este legat de putere.
Ce este cuplul motor
Ce este cuplul motor: în termeni simpli, este forța de împingere pe care o produce un motor. Atunci când motorul funcționează, acesta rotește roțile cu o anumită forță. Această forță împărțită la o unitate de lungime (de exemplu, raza roții) este cuplul. Pentru un anumit motor, cuplul depinde de mulți factori, de la cilindree la forma camei arborelui cu came. Cu cât motorul produce mai mult cuplu, cu atât mai puternic poate împinge mașina înainte.
Datorită designului și principiului lor de funcționare, motoarele cu ardere internă au o caracteristică de cuplu foarte neliniară. Prin urmare, dacă o cifră de 150 Nm este specificată în caracteristicile motorului, aceasta este valoarea sa maximă. Aceasta este obținută la vârf, la accelerație maximă și, de obicei, într-un interval îngust de rotații. Cu toate acestea, există, de asemenea, motoare cu un “raft” pe graficul cuplului, atunci când împingerea rămâne stabil ridicată odată cu creșterea turației motorului – acest lucru este posibil cu utilizarea turbocompresorului. Deci, turația cuplului maxim depinde de tipul și designul motorului.
Să ne întoarcem la mașinile noastre convenționale: atunci de ce cea cu motor diesel pornește mai repede? Pentru că, în general, are un cuplu mai mare, de asemenea la turații joase. Motoarele diesel sunt fundamental diferite ca design de motoarele pe benzină. Acestea au un randament mai ridicat datorită conținutului mai mare de energie al motorinei și raportului de compresie. Acest lucru înseamnă că o cantitate mai mare de energie din combustibilul ars efectuează o muncă utilă, adică se duce la crearea cuplului. Datorită acestei caracteristici a motoarelor diesel, acestea sunt utilizate în mod activ în vehiculele comerciale.
Ce este cuplul unui motor
Cuplul este produsul forței pe umăr. Prin urmare, unitatea sa de măsură într-o mașină este newton-metrul (newton înmulțit cu un metru) sau, pe scurt, N-m sau Nm. Desigur, într-un motor nu există un braț atât de evident ca în imaginile din manual. În loc de un singur braț, există un mecanism complex. Iar forța este creată de gazele în expansiune din camera de ardere. Spre deosebire de putere, cu kilowați și cai putere, scalele alternative sunt rareori utilizate în desemnarea forței de împingere: atunci când se vorbește despre cuplu, unitățile de măsură sunt de obicei newton-metri.
Cum diferă cuplul de putere
Am aflat de ce depinde cuplul motorului și ce afectează împingerea. Acum este timpul să ne amintim despre putere.
Să începem din nou cu fizica: puterea motorului este egală cu produsul dintre cuplu împărțit la numărul de rotații împărțit la un factor de 9549 (N=M*n/9549). Rezultatul este exprimat în kilowați. Pentru a-l converti în mai cunoscuții cai putere metrici, trebuie să îl înmulțiți cu încă 1,36.
Pentru un autoturism obișnuit, cuplul maxim se situează în intervalul de aproximativ 150-300 Nm (la autoturismele diesel ajunge la 350-400 Nm), majoritatea motoarelor pe benzină de producție modernă învârtind până la 6000-7000 rpm. Motoarele diesel din prezent rămân puțin în urmă – 5000-5500 rpm. În plus, pentru a roti arborele cotit până la o astfel de viteză și, în consecință, roțile conectate la acesta, aveți nevoie și de o anumită forță de împingere. Astfel, se dovedește că puterea este o valoare derivată din cuplu. Cu cât acesta este mai mare, cu atât motorul este mai puternic decât concurenții săi.
Există o explicație mai simplă pentru persoanele care nu știu nimic despre inginerie. O tracțiune bună vă va ajuta să trageți o remorcă grea sau să vă învârtiți roțile în nisip. Iar cu o putere mare, puteți atinge viteze mai mari dacă nu există limite.
Poate fi crescut cuplul
În teorie, este posibil. Adevărul este că, într-un motor cu ardere internă, cuplul depinde aproape direct de umplerea cilindrilor – cu cât intră și arde mai mult aer și, în consecință, combustibil, cu atât motorul produce mai multă tracțiune. Cu toate acestea, modelele de motoare sunt concepute pentru anumite caracteristici de tracțiune. Este posibil să se mărească cuplul (și puterea), dar acest lucru înseamnă, de obicei, o reducere a duratei de viață. Există global două modalități: mecanică și electronică.
Electronic înseamnă modificarea programului de gestionare a motorului, creșterea cantității de aer și combustibil în cilindri: datorită unei presiuni de supraalimentare mai mari, diferitelor faze de deschidere a supapelor sau injecției și așa mai departe. Manipulările cu programul (chip tuning) la motoarele turbo pot “elimina” până la 20 la sută din cuplul suplimentar fără a schimba fundamental designul. Dar pentru “atmosferice” este de obicei mai modest 5-7 procente.
Modul mecanic este de a schimba geometria grupului cilindru-piston, sistemele de admisie și evacuare, precum și creșterea volumului cilindrilor. Metoda este costisitoare, astfel încât este de obicei utilizată numai pentru mașini sportive.
Oricum, o creștere semnificativă a cuplului este însoțită de pierderea marjei de siguranță, o uzură mai intensă și, ca urmare, scurtarea duratei de viață a motorului înainte de revizie.
Totale
- Cuplul este, în termeni simpli, puterea motorului.
- Coplul se măsoară în Nm (newtoni-metri).
- Motoarele turbo (inclusiv cele diesel) au un cuplu ridicat se obține la viteze mici, motoarele atmosferice – de obicei la viteze medii sau peste medie.
- Orice reglare a motorului pentru a crește semnificativ cuplul duce la o pierdere a duratei de viață a motorului.