Krouticí moment je spolu s výkonem důležitým parametrem spalovacího motoru o které se většinou každý zajímá. Mezi širokou veřejností však panují nepřesnosti, co který z nich znamená. Zkusíme si v tom tedy udělat trochu jasno.
Výkon a kroutící moment jsou dvě odlišné veličiny, mezi kterými však existuje souvislost popsaná vztahem:
|
Mk – kroutící moment P – výkon n – otáčky pí – Ludolfovo číslo (3,14) |
|
Charakteristika dvou motorů známých např. ze Škody Octavie. Z grafu je vidět, co s kroutícím momentem udělá přeplňování.
|
Z toho je patrno, že pokud je cílem dosáhnout vysokého kroutícího momentu, bude potřeba dosáhnutí vysokého výkonu a zároveň nízkých otáček. Dalším faktem je, že pokud zachováme v průběhu otáček konstantní výkon, kroutící moment bude klesat. Anebo ještě jinak, výkon může růst i tehdy, pokud kroutící moment klesá, ale otáčky porostou.
Točivý moment vzniká tak, že vlivem spalování ve válci expanduje směs vzduchu a paliva což vytváří tlak (p). Ten pak působí na dno pístu a tvoří sílu, která tlačí píst dolů. Síla je vedena přes pístní čep na ojnici a dále přes ojniční čep na klikový hřídel. Obecná definice kroutícího momentu je součin síly a ramena. U spalovacího motoru to je síla (F) působící na ojniční čep a ramenem je poloměr klikového hřídele (r).
Vlivem spalovacího taktu není tlak na píst konstantní a tím není konstantní ani moment. Maximální hodnoty tlaku bývají přibližně 3°-7° za horní úvratí při expanzi. Dále se moment mění vzájemnou polohou ojnice a klikového hřídele. Z tohoto hlediska je maximum, když ojnice s ramenem klikového hřídele svírá pravý úhel.
Výkon je definován jako mechanická práce za jednotku času. V případě rotačního pohybu to je kroutící moment násobený úhlovým zrychlením, čímž se dostáváme opět k výše zmíněnému vztahu. Úhlové zrychlení je schováno ve 2 x pí x n.
A co převodovka?
Hodnoty, kterými jsme se doposud zabývaly jsou hodnoty motoru na klikovém hřídeli. Než se kroutící moment přenese na kola, je upraven převodovkou. Ta může pomocí převodů měnit moment v závislosti na otáčkách. Vše ovšem musí fungovat podle našeho vzorce, tedy máme nějaký výkon a můžeme si „namíchat“ otáčky kola dle rychlosti auta a tomu odpovídající kroutící moment. Pokud tedy například pomocí převodů zvýšíme kroutící moment ze 100Nm (na klikové hřídeli motoru) na 200Nm (na kole auta), musí se otáčky snížit 2× z motoru na kolo. Samozřejmě něco ztratíme vlivem mechanických ztrát, ale to pro jednoduchost zanedbáme. Součin otáček a momentu je konstantní, takže výkon na motoru je stejný s výkonem na kole.
Čím vyšší rychlostní stupeň je zařazen, tím nižší kroutící moment je na kolech. Na druhou stranu stoupají otáčky kola a rychlost automobilu roste. To funguje až do chvíle, kdy se vyrovnají kroutící moment a jízdní odpory.
Zdroj: AutoZnalosti
|