Pojemność silnika, moc i moment obrotowy. Co to jest?

Producenci samochodów w swoich prospektach reklamowych i instrukcjach obsługi podają niektóre parametry silnika. To ważne informacje dla użytkownika, a przede wszystkim dla potencjalnego nabywcy danego samochodu, gdyż z tych pozornie mało ciekawych liczb można wysnuć daleko idące wnioski.  

Pojemność skokowa silnika jest wielkością dobrze znaną wszystkim użytkownikom samochodów. Ta informacja znajduje się w prospektach reklamowych i instrukcjach obsługi samochodów. Jako jedna z danych charakterystycznych silnika, jest umieszczana w dowodzie rejestracyjnym pojazdu.

Pojemność skokowa

Pojemność skokowa jest wielkością geometryczną. Stanowi ją objętość walca, w którym porusza się tłok silnika. Objętość cylindra to iloczyn pola powierzchni przekroju poprzecznego cylindra i skoku tłoka. Dla wielocylindrowej jednostki napędowej pojemność skokowa jest sumą objętości poszczególnych cylindrów. W katalogach pojemność skokowa podawana jest najczęściej w centymetrach sześciennych.

Jednak w praktyce konstrukcyjnej pojemność, a ściślej biorąc skok tłoka i jego średnica jest ustalana z wyliczeń, w których założona jest konkretna moc silnika, przy uwzględnieniu zależności wymiarowych właściwych dla danej grupy silników. We wszystkich silnikach używanych do napędu samochodów ważna jest proporcja skoku tłoka do średnicy cylindra oraz relacja promienia wykorbienia do długości korbowodu. Pierwszy iloraz decyduje o wysokości i długości silnika, o jego masie i średniej prędkości tłoka. Co istotne w praktyce eksploatacyjnej, poprzez zmniejszenie skoku tłoka przy zachowaniu stałej średnicy cylindra, uzyskuje się spadek średniej prędkości tłoka. Niższa prędkość poruszania się tłoka w cylindrze wpływa korzystnie na wzrost długości okresów międzynaprawczych silnika. Większa średnica cylindra umożliwia korzystniejsze ułożenie gniazd zaworowych. Proporcja skoku tłoka do średnicy cylindra waha się w przedziale 0,85 – 1,00.

Moment obrotowy

Drugą istotną informacją charakteryzującą silnik jest wartość maksymalnego momentu  obrotowego, który może rozwinąć jednostka napędowa. Jest to wskaźnik informujący o potencjalnej możliwości przyspieszania i elastyczności samochodu. Wartość momentu obrotowego zmienia się w funkcji prędkości obrotowej wału korbowego. Wraz ze wzrostem prędkości silnika moment rośnie, ale tylko do pewnej granicy, następnie pomimo wzrostu obrotów wartość momentu zmniejsza się. W eksploatacji, ważne jest, aby stosunkowo wysoki moment obrotowy utrzymywał się w szerokim zakresie prędkości obrotowych silnika, co czyni silnik elastycznym, bowiem umożliwia płynną jazdę bez konieczności częstej zmiany biegów. Moment obrotowy silników spalinowych mierzy się w warunkach laboratoryjnych za pomocą 

specjalnych przyrządów zwanych hamulcami. Jego wartość podaje się w niutonometrach (Nm). Wartości momentu uzyskiwanego przez silniki samochodów osobowych zawierają się w szerokich granicach 47- 700 Nm i zależą od mocy, pojemności i innych cech konstrukcyjnych silnika.

Moc

Trzecią wielkością, która charakteryzuje silnik jest moc. Moc silnika  jest to praca wytworzona przez ciśnienie gazów działających na denko tłoka, wykonana w jednostce czasu. Dla silników wielocylindrowych jest sumą mocy cylindrów wchodzących w skład jednostki napędowej. Dla kierowcy interesująca jest moc użyteczna. Jest to moc, która może być przekazana odbiornikowi w dowolnych warunkach pracy silnika.

Moc znamionowa jest gwarantowana przez wytwórcę jednostki napędowej dla określonych warunków pracy. Dla silników samochodów osobowych moc znamionowa jest równa mocy maksymalnej, to jest takiej, którą silnik może rozwinąć przy stałym obciążeniu w ciągu określonego czasu bez obawy przekroczenia dopuszczalnego obciążenia mechanicznego lub przegrzania. Wartość mocy maksymalnej jest podawana w większości prospektów i danych technicznych samochodów osobowych. Podobnie jak moment obrotowy, również moc jest zmienna w funkcji prędkości obrotowej silnika.