Většina řidičů obecně hodnotí automobily podle výkonu motoru, z čehož vyplývá, že čím je vůz výkonnější, tím je při stejné hmotnosti a typu pohonu rychlejší. Ve skutečnosti se však například vůz se vznětovým motorem o výkonu 80 k může rozjet rychleji než stejný vůz s benzinovým motorem o výkonu 110 koní. Jde o to, že pro dynamiku zrychlení není důležitý pouze výkon v koních, ale také maximální točivý moment motoru. Zjednodušeně si řekneme, co je to točivý moment, v jakých jednotkách se měří a jak souvisí s výkonem.
Co je to točivý moment
Co je to točivý moment motoru: zjednodušeně řečeno je to tah, který motor vytváří. Když motor běží, otáčí kola určitou silou. Tato síla vydělená jednotkou délky (např. poloměrem kola) je točivý moment. U konkrétního motoru závisí točivý moment na mnoha faktorech, od zdvihového objemu až po tvar vačkových hřídelí. Čím větší točivý moment motor vytváří, tím silněji může tlačit vůz vpřed.
Spalovací motory mají vzhledem ke své konstrukci a principu činnosti velmi nelineární charakteristiku točivého momentu. Pokud je tedy v charakteristice motoru uveden údaj 150 Nm, jedná se o jeho maximální hodnotu. Je jí dosaženo ve špičce, při plném plynu a obvykle v úzkém rozsahu otáček. Existují však i motory s “policí“ na grafu točivého momentu, kdy tah zůstává stabilně vysoký s rostoucími otáčkami motoru – to je možné při použití přeplňování turbodmychadlem. Otáčky maximálního točivého momentu tedy závisí na typu a konstrukci motoru.
Vraťme se k našim běžným automobilům: proč se tedy ten se vznětovým motorem rozjíždí rychleji? Protože má obecně vyšší točivý moment, a to i v nízkých otáčkách. Diesely se konstrukčně zásadně liší od benzinových motorů. Mají vyšší účinnost díky vyššímu energetickému obsahu nafty a kompresnímu poměru. To znamená, že více energie ze spáleného paliva vykoná užitečnou práci, tj. jde na vytvoření točivého momentu. Díky této vlastnosti dieselů se aktivně používají v užitkových vozidlech.
Jaký je točivý moment motoru
Točivý moment je součinem síly působící na rameno. Proto je jeho měrnou jednotkou v automobilu newtonmetr (newton vynásobený metrem) nebo zkráceně N-m či Nm. V motoru samozřejmě není tak zřejmé rameno jako na obrázcích v učebnici. Místo jednoho ramene je zde složitý mechanismus. A síla je vytvářena rozpínajícími se plyny ve spalovací komoře. Na rozdíl od výkonu s jeho kilowatty a koňskými silami se při označování tahu zřídka používají alternativní měřítka: když se mluví o točivém momentu, měrnými jednotkami jsou obvykle newtonmetry.
Jak se liší točivý moment od výkonu
Zjistili jsme, na čem závisí točivý moment motoru a co ovlivňuje tah. Nyní je čas připomenout si výkon.
Začněme opět fyzikou: výkon motoru se rovná součinu točivého momentu a počtu otáček děleného koeficientem 9549 (N=M*n/9549). Výsledek se udává v kilowattech. Chcete-li jej převést na známější metrický výkon v koňských silách, musíte jej vynásobit dalším koeficientem 1,36.
U běžného osobního automobilu se maximální točivý moment pohybuje v rozmezí přibližně 150-300 Nm (u dieselových vozů dosahuje 350-400 Nm), přičemž většina moderních sériových benzinových motorů se točí až do 6000-7000 otáček za minutu. Diesely dnes poněkud zaostávají – 5000-5500 ot. Navíc k roztočení klikového hřídele do takových otáček, a tedy i kol na něj napojených, potřebujete také určitý tah. Ukazuje se tedy, že výkon je hodnota odvozená od točivého momentu. Čím je vyšší, tím je motor výkonnější než jeho konkurenti.
Pro lidi, kteří se v technice nevyznají, existuje jednodušší vysvětlení. Dobrá trakce vám pomůže utáhnout těžký přívěs nebo roztočit kola v písku. A s vysokým výkonem můžete dosáhnout vyšších rychlostí, pokud neexistují žádná omezení.
Může se točivý moment zvýšit
Teoreticky to možné je. Faktem je, že ve spalovacím motoru je točivý moment téměř přímo závislý na plnění válců – čím více vzduchu a následně paliva se do motoru dostane a shoří, tím větší tah motor vyprodukuje. Konstrukce motorů jsou však navrženy pro určité trakční vlastnosti. Je možné zvýšit točivý moment (a výkon), ale obvykle to znamená snížení životnosti. V globálu existují dva způsoby: mechanický a elektronický.
Elektronický znamená změnu programu řízení motoru, zvýšení množství vzduchu a paliva ve válcích: kvůli vyššímu plnicímu tlaku, jiným fázím otevírání ventilů nebo vstřikování atd. Manipulací s programem (čipovým laděním) lze u turbomotorů “odstranit“ až 20 % dodatečného točivého momentu, aniž by se zásadně měnila konstrukce. U “atmosférických“ je to však obvykle skromnějších 5-7 procent.
Mechanický způsob spočívá ve změně geometrie skupiny válec-píst, sacího a výfukového systému a také ve zvětšení objemu válců. Tato metoda je drahá, takže se obvykle používá pouze u sportovních vozů.
Každopádně výrazné zvýšení točivého momentu je spojeno se ztrátou bezpečnostní rezervy, intenzivnějším opotřebením a v důsledku toho zkrácením životnosti motoru před generální opravou.
Točivý moment
- Točivý moment je, zjednodušeně řečeno, výkon motoru.
- Točivý moment se měří v Nm (newtonmetrech).
- Přeplňované motory (včetně dieselů) mají vysoký točivý moment dosahovaný při nízkých otáčkách, atmosférické motory – obvykle při středních nebo nadprůměrných.
- Jakékoli ladění motoru za účelem výrazného zvýšení točivého momentu vede ke snížení životnosti motoru.
0 Comments