Как определить крутящий момент двигателя: Извините такой страницы Well Known Traffic Advice не существует

Содержание

Как узнать крутящий момент двигателя?

Крутящий момент двигателя

Рассуждая о главнейшем автомобильном узле — двигателе, стало принято превозносить мощность превыше других параметров. Между тем, вовсе не мощностные способности являются первостепенной характеристикой силовой установки, а явление, называемое крутящим моментом. Потенциал любого автомобильного двигателя напрямую определяется данной величиной.

Понятие крутящего момента ДВС. О сложном простыми словами

Крутящим моментом применительно к двигателям автомобилей называется произведение значения силы и плеча рычага, или, простыми словами, сила давления поршня на шатун. Исчисляется эта сила ньютон-метрами, и чем выше ее величина, тем резвее машина.

Более того, мощность двигателя, выражаемая в ваттах, — это не что иное, как умноженное на частоту вращения коленвала значение крутящего момента в ньютон-метрах.

Представим лошадь, которая тащит тяжелые сани и увязает в канаве. Вытянуть сани не получится, если лошадь будет пытаться выскочить из канавы с разбега. Здесь необходимо приложить определенную силу, которая и будет являться крутящим моментом (КМ).

Часто крутящий момент путают с частотой вращения коленвала. В реальности это два совершенно разных понятия. Если вернуться к примеру с лошадью, застрявшей в канаве, частота шага будет символизировать частоту оборотов двигателя, тогда как сила, прикладываемая животным при отталкивании во время шага, олицетворяет в данном случае крутящий момент.

Факторы, влияющие на величину крутящих моментов

Из примера с лошадью легко догадаться, что в данном случае значение КМ будет во многом определяться мышечной массой животного. Применительно к автомобильному двигателю внутреннего сгорания эта величина зависит от рабочего объема силовой установки, а также от:

  • уровня рабочего давления внутри цилиндров;
  • размера поршня;
  • диаметра кривошипа коленвала.

Наиболее сильно крутящий момент зависим от рабочего объема и давления внутри силовой установки, и эта зависимость прямо пропорциональна. Другими словами, двигатели с большим объемом и давлением, соответственно, отличаются и большим моментом.

Прямая зависимость наблюдается также между КМ и радиусом кривошипа коленвала. Однако конструкция современных автомобильных двигателей такова, что не позволяет варьировать значения момента в широких пределах, из-за чего возможности добиться повышенного крутящего момента за счет радиуса кривошипа коленчатого вала у конструкторов ДВС невелики. Вместо этого разработчики прибегают к таким способам увеличить момент, как использование технологий турбонаддува, увеличение степени сжатия, оптимизация процесса сгорания топлива, использование впускных коллекторов специальных конструкций, и т.д.

Важно, что КМ увеличивается с ростом оборотов двигателя, однако после достижения максимума на определенном диапазоне крутящий момент понижается несмотря на продолжающийся прирост частоты вращения коленвала.

Влияние крутящего момента ДВС на характеристики автомобиля

Величина крутящего момента выступает тем самым фактором, который непосредственным образом задает динамику разгона автомобиля. Если вы — заядлый автолюбитель, то могли заметить, что разные автомобили, но с одинаковым силовым агрегатом, по-разному ведут себя на дороге. Или на порядок менее мощный автомобиль на дороге превосходит того, у которого под капотом лошадиных сил больше, причем даже тогда, когда сравнимые авто имеют одинаковые размеры и вес. Причина заключается как раз в разнице в крутящих моментах.

Лошадиные силы можно представить как индикатор выносливости мотора. Именно этот показатель определяет скоростные возможности автомобиля. Но поскольку крутящий момент является разновидностью силы, то непосредственно от его величины, а не от количества «лошадей», зависит то, насколько быстро автомобиль сможет достичь максимального скоростного режима. По этой причине далеко не каждое мощное авто обладает хорошей динамикой разгона, а те, что способны разгоняться быстрее других, необязательно оснащены мощным двигателем.

Вместе с тем высокий крутящий момент еще не гарантирует сам по себе отличную динамичность машины. Ведь кроме прочего, динамика увеличения скорости, а также способность авто к резвому преодолению подъемов участков, зависит от диапазона работы силовой установки, передаточных чисел трансмиссии, отзывчивости педали газа. Наряду с этим нужно учитывать, что момент существенно понижается из-за различных противодействующих явлений — сил качения колес и трения в различных автомобильных узлах, из-за аэродинамических и прочих явлений.

Крутящий момент vs. мощность. Связь с динамикой автомобиля

Мощность — производное такого явления, как крутящий момент, ею выражается работа силовой установки, выполненная за определенное время. А поскольку КМ олицетворяет собой непосредственную работу мотора, то в виде мощности отражается величина момента в соответствующий период времени.

Наглядно увидеть связь между мощностью и КМ позволяет следующая формула:

P=М*N/9549

Где: P в формуле означает мощность, М — крутящий момент, N — обороты двигателя за минуту, а 9549 — коэффициент обращения N в радианы в секунды. Результатом вычислений по данной формуле будет являться число в киловаттах. Когда нужно перевести полученный результат в лошадиные силы, полученное число умножают на 1.36.

По сути, крутящим моментом является мощность при неполных оборотах, например, во время обгона. Мощность возрастает по мере роста момента, и чем выше этот параметр, тем больше запас кинетической энергии, тем легче автомобиль преодолевает противодействующие на него силы и тем лучше его динамические характеристики.

При этом важно помнить, что мощность достигает своих максимальных значений не сразу, а постепенно. Ведь с места автомобиль трогается на минимуме оборотов, и затем скорость наращивается. Именно здесь и подключается сила под названием крутящий момент, и именно она определяет тот самый временной отрезок, за который авто достигнет своей пиковой мощности, или, другими словами, скоростную динамику.

Из этого следует, что машина с силовым агрегатом мощнее, но обладающим недостаточно высоким крутящим моментом, уступит по скорости разгона модели с мотором, который, напротив, не способен похвастать хорошей мощностью, но превосходит конкурента в крутящем моменте. Чем большая тяга, сила передается ведущим колесам и чем богаче диапазон оборотов силовой установки, в котором достигается высокий КМ, тем быстрее происходит ускорение автомобиля.

В то же время существование крутящего момента возможно без мощности, но существование мощности без момента — нет. Представьте, что наша лошадь с санями увязла в грязи. Производимая лошадью мощность в этот момент будет равняться нулю, но крутящий момент (попытки выбраться, тяга), хотя его может быть недостаточно для движения, будет присутствовать.

Дизельный момент. Отличия между КМ бензинового и дизельного двигателей

Если сравнивать бензиновые силовые установки с дизельными, то отличительной особенностью последних (всех без исключения) является повышенный крутящий момент при меньшем количестве лошадиных сил.

Бензиновый ДВС достигает своих максимальных значений КМ при трех-четырех тысячах оборотов в минуту, но затем способен стремительно нарастить мощность, раскрутившись за минуту до семи-восьми тысяч раз. Диапазон оборотов же коленчатого вала дизельного двигателя обычно ограничен тремя-пятью тысячами. Однако в дизельных установках больше ход поршня, выше уровень сжатия и другая специфика сгорания топлива, что обеспечивает не только более высокий относительно бензиновых установок крутящий момент, но и доступность этой силы едва ли не с холостого хода.

По этой причине смысла добиваться повышенной мощности дизельных двигателей нет: уверенная, доступная «с низов» тяга, высокий коэффициент полезного действия и топливная эффективность полностью нивелируют отставание таких ДВС от бензиновых как по мощностным показателям, так и по скоростному потенциалу.

Особенности правильного разгона машины. Как выжать из авто максимум

Основа правильного разгона — умение работать с коробкой передач и следование принципу «от максимума момента до пика мощности». То есть, добиться наилучшей динамики разгона машины можно только поддерживая частоту вращения коленвала в том диапазоне значений, при которых КМ достигает своего максимума. Очень важно, чтобы обороты совпали с пиком крутящего момента, но при этом должен оставаться запас по их увеличению. Если разгоняться на оборотах выше пиковой мощности, динамика разгона будет меньше.

Диапазон оборотов, соответствующий максимуму крутящего момента, обусловлен характеристиками двигателя.

Выбор двигателя. Какой лучше — с высоким моментом или повышенной мощностью?

Если подвести итоговую черту под всем вышесказанным, то станет очевидно, что:

  • крутящий момент — ключевой фактор, характеризующий возможности силовой установки;
  • мощность — это производная КМ и, соответственно, вторичная характеристика двигателя;
  • прямую зависимость мощности от момента можно увидеть по выведенной физиками формуле Р (мощность) = М (момент) * n (частота вращения коленвала в минуту).

Таким образом, выбирая между двигателем с большим количеством лошадиных сил, но меньшим крутящим моментом, и двигателем с большим КМ, но меньшей мощностью, приоритетным будет второй вариант. Использовать весь заложенный в автомобиль потенциал позволит только такой мотор.

При этом не следует забывать о взаимосвязи динамических характеристик автомобиля с такими факторами, как отзывчивость педали газа и коробка переключения передач. Лучшим вариантом станет то авто, которое не только оснащено двигателем с высоким крутящим моментом, но и имеет наименьшую длину задержки между нажатием педали газа и реакцией двигателя, а также трансмиссию с короткими соотношениями передач. Наличие этих особенностей компенсирует маломощность силовой установки, заставляя автомобиль разгоняться быстрее, чем машина с двигателем похожей конструкции, но с меньшей силой тяги.

Видео: Мощность и крутящий момент двигателя

Видео: Крутящий момент, обороты и мощность двигателя. Простыми словами

Разница между крутящим моментом и лошадиными силами

Парадокс, но лишь немногие автолюбители ясно представляют принципиальную разницу между «лошадиными силами» и «ньютон-метрами», в которых измеряется крутящий момент. В обиходе определение крутящего момента двигателя напрямую связывают с динамикой разгона, а лошадиные силы с максимальной скорость. Если говорить уж совсем грубо, то формулировка вполне удовлетворительна, хоть и не объясняет всей сути физических процессов. Восполнить теоретические пробелы, а также получить наглядное представление о том, что такое крутящий момент двигателя, — вам поможет предоставленный ниже материал.

Момент вращения

Если выражаться языком физики, то понятие о вращающем моменте легко уяснить, зная принцип получения преимущества от использования рычага. Вычисляемые путем сложения приложенных на рычаг усилий (вес груза) к длине плеча (рычага) «ньютон-метры», показывают потенциальное количество выполняемой работы. В случае с ДВС вес груза – это усилие с которым поршень после сгорания топливно-воздушной смеси совершает возвратно-поступательное движение. Длина плеча будет не чем иным, как ходом поршня (расстояние от ВМТ до НМТ). Вращающее усилие создается только во время рабочего такта.

От чего зависит полка крутящего момента

Согласно расчетной формуле Мкр = F х L, где F – это сила, а L – длина плеча, момент вращения будет зависеть от КПД сгорания топливно-воздушной смеси (F) и величины хода поршней (L).

Поскольку автомобиль – это комплексный механизм, на крутящий момент двигателя влияет ряд характеристик других узлов и агрегатов. Ведущие колеса автомобиля будут получать максимальное тяговое усилие лишь в тот момент, когда взаимодействие механизмов является оптимальным. Пик крутящего момента достигается на таких оборотах двигателя, когда наполнение камеры сгорания рабочей смесью, сжигание продуктов горение и вывод отработавших газов осуществляется с минимальными механическими потерями. Для каждого двигателя этот параметр колеблется в зависимости от конструктивных особенностей и типа используемого топлива.

Количество полезной работы, преобразованное возвратно-поступательными движениями КШМ, обозначается ньютон-метрами (крутящий момент). Тогда что такое мощность двигателя? Мощностью именуется количество произведенной работы за единицу времени. Иными словами, количество единиц крутящего момента, которое мотор способен выдать за определенный промежуток времени. Мощность двигателя измеряется в киловаттах (кВт).

Формула для расчета мощности в киловаттах:

P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу.

Нехитрое логическое умозаключение приводит нас к тому, что мощность мотора зависит от количества оборотов.

Соотношение крутящего момента к мощности

Для получения наглядного представления о взаимодействии двух величин рассмотрим основные характеристики мотора на графике. Он демонстрирует выдаваемую двигателем мощность и крутящий момент двигателя в зависимости от оборотов коленчатого вала.

График отчетливо демонстрирует тот факт, что тяговое усилие на колесах не прямо пропорционален количеству оборотов либо мощности. Двигатель достигает пика крутящего момента уже на 3 тыс. об/мин. Максимум мощности доступно на 5500 об/мин. В обоих случаях обороты продолжают расти, но отдача падает. Для обозначенного двигателя обороты от 2500 до 5 тыс. наиболее оптимальные.

В этом режиме работы близкая к максимальному значению «полка» момента позволит полноценно реализовать потенциал мотора на протяжении всего отрезка.

Приведенный график является примером гражданской настройки современных бензиновых моторов. Преимущества очевидны:

  • стабильный прирост мощности;
  • достаточно широкая «полка» с плавным приростом и затуханием.

Настройка подобного типа позволяет добиться «эластичности» двигателя. Такая работа обеспечивается не только программно (настройка ЭБУ), но и применением различных вспомогательных технологий (изменяемые фазы газораспределения).

Разница мощностных характеристик во многом зависит от конструкции системы впуска и выпуска. К примеру, двигатели оснащенные турбонаддувом в точке выхода на «буст» получают значительную прибавку в динамике. Крутящий момент и количество лошадиных сил таких моделей значительно превышают своих атмосферных собратьев.

Что такое лошадиные силы

Наблюдательный читатель, скорей всего, отметит подозрительным тот факт, что до сих пор не прозвучало, всеми так любимое «лошадиные силы». Суть в том, что «скакуны» — это лишь дань моде тех времен, когда механизмам приходилось доказывать свое преимущество над живой рабочей силой. Поэтому превосходство (способность выполнить определенное количество работы) удобно было выражать в пересчете на потенциал одной лошади. Фактически 1 л.с – это усилие, которого достаточно для поднятия груза массою 75 кг на 1 м за 1 с.

Для того чтобы получить «лошадиные силы» достаточно умножить значение мощности в киловаттах на коэффициент 1,36.

Покупатели не потеряют ровным счетом ничего, если производители откажутся использовать «л.с» в качестве показателя мощностных характеристики автомобилей. Обозначить крутящий момент и мощность в кВт вполне достаточно. Но традиция настолько глубоко запечатлелась в сознании, что тратить усилия на ее разрушения попросту нецелесообразно.

  • Мощность мотора зависит от крутящего момента;
  • «л.с» рассчитаны на достижение максимальной скорости. Автомобиль с большим количеством «скакунов» под капотом сможет развить внушительную скорость, но это займет очень много времени;
  • от тягового усилия зависит насколько быстро двигатель сможет развить свою максимальную мощность;
  • большое количество «ньютон-метров» позволяет более выгодно использовать потенциал двигателя. Такие моторы легче переносят нагрузки;
  • чем шире «полка» момента, тем эластичней двигатель и приятней в управлении автомобиль;
  • ввиду особенностей дизельных ДВС (большая степень сжатия, медленное горение смеси), а также применения современных систем дополнительного нагнетания воздуха, дизельные двигатели имеют больший крутящий момент с самих низких оборотов.

Выражаясь простым языком, «ньютон-метры» – это сила вашего автомобиля, а киловатты – выносливость.

Удивляюсь, как можно делать такие выводы.
1.»Мощность мотора зависит от крутящего момента (является его производной)». Мощность мотора на замеренных оборотах — это произведения момента на обороты, при которых он измерен, и на постоянный коэффициент приведения размерности. Т.е. мощность не производная от момента, произведение момента на обороты! Где обороты не менее значимы.
2. «от тягового усилия зависит насколько быстро двигатель сможет развить свою максимальную мощность» Не от усилия зависит скорость набора оборотов до значения максимальной мощности, а от конструкции мотора. Например моторы с коротким ходом быстрее раскручиваются.
3.»большое количество «ньютон-метров» позволяет более выгодно использовать потенциал двигателя» С чего это вдруг? И какой потенциал?
4. «Выражаясь простым языком, «ньютон-метры» – это сила вашего автомобиля, а киловатты – выносливость.» Простым языком-киловатты-это и услие, что может создать мотор на колесах и максимальная скорость. А ньютон -метры это требуемые передаточные числа в трансмиссии и диапазон оборотов двигателя на которых он отдает свою мощность для нужного стиля езды.
Резюмируя: Моторы создаются под конкретные автомобили. И выбор баланса между значением момента и оборотами на которых он достигается зависит от автомобиля.

Спасибо за комментарии и желание сделать информацию на нашем ресурсе более достоверной!

Удивляюсь, как можно делать такие выводы.
1.»Мощность мотора зависит от крутящего момента (является его производной)». Мощность мотора на замеренных оборотах — это произведения момента на обороты, при которых он измерен, и на постоянный коэффициент приведения размерности. Т.е. мощность не производная от момента, произведение момента на обороты! Где обороты не менее значимы.

Ваше замечание было бы крайне актуально, если бы в статье отсутствовала формула расчета мощности двигателя. «P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу»; там же: «Нехитрое логическое умозаключение приводит нас к тому, что мощность мотора зависит от количества оборотов». Как мы понимаем, претензия только к понятию «производная»? Признаем, что формулировка неверна, но при внимательном прочтении статьи никак не влияет на суть понимания поставленного вопроса. Мощность не является производной от крутящего момента, если придерживаться общепринятых трактовок этого понятия. В любом случае суть утверждения зависимости мощности мотора от крутящего момента своей достоверности не меняет (а именно это написано перед скобками).

2. «от тягового усилия зависит насколько быстро двигатель сможет развить свою максимальную мощность» Не от усилия зависит скорость набора оборотов до значения максимальной мощности, а от конструкции мотора. Например моторы с коротким ходом быстрее раскручиваются.

Чем быстрее нарастает крутящий момент, и чем раньше достигается ровная полка максимального крутящего момента, тем быстрее двигатель выйдет на пиковую мощность. Цитаты из статьи: «график отчетливо демонстрирует тот факт, что тяговое усилие на колесах не прямо пропорционален количеству оборотов либо мощности.», «Поскольку автомобиль – это комплексный механизм, на крутящий момент двигателя влияет ряд характеристик других узлов и агрегатов. Ведущие колеса автомобиля будут получать максимальное тяговое усилие лишь в тот момент, когда взаимодействие механизмов является оптимальным. Пик крутящего момента достигается на таких оборотах двигателя, когда наполнение камеры сгорания рабочей смесью, сжигание продуктов горение и вывод отработавших газов осуществляется с минимальными механическими потерями. Для каждого двигателя этот параметр колеблется в зависимости от конструктивных особенностей и типа используемого топлива.», «Разница мощностных характеристик во многом зависит от конструкции системы впуска и выпуска. К примеру, двигатели оснащенные турбонаддувом в точке выхода на «буст» получают значительную прибавку в динамике.»

3.»большое количество «ньютон-метров» позволяет более выгодно использовать потенциал двигателя» С чего это вдруг? И какой потенциал?

Чем ровнее полка момента, и чем раньше достигается пиковый крутящий момент, тем двигатель более тяговитый и эластичный.
4. «Выражаясь простым языком, «ньютон-метры» – это сила вашего автомобиля, а киловатты – выносливость.» Простым языком-киловатты-это и услие, что может создать мотор на колесах и максимальная скорость. А ньютон -метры это требуемые передаточные числа в трансмиссии и диапазон оборотов двигателя на которых он отдает свою мощность для нужного стиля езды.

На то он и «простой язык», что допускает размытость формулировки. Опять таки, приведенная в статье формула расчета мощности в киловаттах «P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу» позволяет понять, что представить себе киловатты без ньютон-метров невозможно. О каких передаточных числах идет речь, если мощность двигателя может быть замерена, что называется, на маховике.

Резюмируя: Моторы создаются под конкретные автомобили. И выбор баланса между значением момента и оборотами на которых он достигается зависит от автомобиля.
Разве в статье есть утверждения, противоречащие вашему выводу?

Что важнее: крутящий момент или мощность двигателя?

Так уж повелось, что любого автолюбителя при оценке способностей машины в первую очередь интересует такой показатель, как мощность. Но не менее важной характеристикой является крутящий момент. И вот почему

Несмотря на то, что гужевой транспорт давно «канул в Лету» и «л. с.» является персоной нон-грата в международной системе классификации, «лошадиная» единица измерения мощности продолжает пользоваться спросом. Причем не только у простого люда, но и на государственном уровне. Для этого достаточно взглянуть на квитанцию об уплате транспортного налога.

Между тем, появившаяся в период промышленной революции «л. с.» весьма условна. А все потому, что она определяет относительный уровень производительности среднестатистической лошади путем определения усилий, необходимых для подъема 75-килограммового груза на один метр за одну секунду. Новая единица измерения, взятая на вооружение фабрикантами для оценки превосходства стационарных механизмов над животными, со временем перекочевала в мир подвижного состава.

Позже шотландский инженер Джеймс Уатт ввел в обращение официальную единицу измерения мощности своего имени – «Вт», которую для удобства использования укрупнили до «кВт». Ватт, синхронизированный с л. с. в соотношении 1 кВт = 1,36 л. с., так и не добился всеобщей любви, оставив пальму первенства конской силе. Однако мощность мощностью, но, как говорится, двигает машину не она, а крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах (Н∙м).

Что такое крутящий момент?

У многих автомобилистов нет адекватного представления о том, что это за «зверь». О нем, впрочем, как и о мощности, бытует расхожее мнение: чем больше, тем лучше. По сути, это тесно связанные характеристики. Мощность в ваттах не что иное, как крутящий момент в ньютон-метрах, умноженный на число оборотов и на 0,1047. Другими словами, мощность демонстрирует количество работы, выполняемой двигателем за определенный промежуток времени, а крутящий момент отражает способность силового агрегата эту работу совершить. Если, скажем, автомобиль завяз в глинистом грунте и обездвижился, то производимая им мощность будет равняться нулю. Ведь работа не совершается. А вот момент, хотя его и не хватает для движения, присутствует. Крутящий момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет.

Главным достижением работающего мотора при превращении тепловой энергии в механическую является момент, или тяга. Высокие моментные значения характерны для дизельных двигателей, конструктивная особенность которых – большой (больше диаметра цилиндра) ход поршня. Большой крутящий момент у дизеля нивелируется относительно низким допустимым числом оборотов, которые ограничивают для увеличения ресурса. Высокооборотистым бензиновым моторам свойствен «крен» в сторону мощности, ведь их детали отличаются меньшим весом. И степень сжатия тоже ниже. Правда, современные силовые агрегаты – и дизельные, и бензиновые – совершенствуясь, становятся ближе и конструктивно, и по показателям. Но пока банальное правило рычага сохраняется: выигрывая в силе, проигрываешь в скорости. И, соответственно, в расстоянии.

Лучшие черты двигателя определяются совокупностью оптимальных значений мощности и тяги. Чем раньше наступает максимум крутящего момента и чем позже пик мощности, тем шире диапазон возможностей силового агрегата. Близкие к оптимальным характеристики имеют электрические двигатели. Они располагают тягой, близкой к максимальной, практически с начала движения. В то же время значение мощности прогрессивно возрастает. Существенным фактором в вопросах определения мощности и крутящего момента являются обороты двигателя. Чем они выше, тем большую мощность можно снять.

В этом контексте уместно упомянуть о гоночных моторах. Из-за относительно скромных объемов они не блещут умопомрачительным крутящим моментом. Однако способны раскручиваться до 15–20 тыс. оборотов в минуту (мин -1 ), что позволяет им выдавать супермощность. Так, если рядовой силовой агрегат при 4000 об/мин генерирует 250 Н∙м и порядка 140 л. с., то при 18 000 мин -1 он мог бы выдать в районе 640 л. с.

К сожалению, повышать частоту вращения довольно сложно. Мешают силы инерции, нагрузки, трение. Скажем, если раскрутить мотор от 6000 до 12 000 мин -1 , то силы инерции возрастут вчетверо, что потенциально грозит опасностью перекрутить мотор. Повысить величину крутящего момента можно с помощью турбонаддува, но в этом случае негативную роль начинают играть тепловые нагрузки.

Принцип максимальной отдачи мощности красноречиво иллюстрируют моторы болидов «Формулы-1», имеющие весьма скромный объем (1,6 литра) и относительно невысокий показатель тяги. Но за счет наддува и способности раскручиваться до высоких оборотов выдают порядка 600 л. с. Плюс к тому, конструкция у «Ф1» – гибридная, и электродвигатель, дополняющий основной мотор, при необходимости добавляет еще 160 «лошадей».

Важной характеристикой, отражающей возможности мотора, является диапазон оборотов, при котором доступна максимальная тяга. Но еще важнее эластичность двигателя, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Другими словами, это соотношение между числами оборотов для максимальной мощности и оборотов для максимального крутящего момента. Оно определяет возможность снижения и увеличения скорости за счет работы педалью газа без переключения передач. Или возможность езды на высоких передачах с малой скоростью. Эластичность, к примеру, выражается способностью автомобиля разгоняться на пятой передаче с 80 до 120 км/ч на пятой. Чем меньше времени займет этот разгон, тем эластичнее двигатель. Из двух двигателей одинакового объема и мощности предпочтителен тот, у которого выше эластичность. При прочих равных условиях такой мотор будет меньше изнашиваться, работать с меньшим шумом и меньше расходовать топливо, а также облегчит работу трансмиссии.

А если все-таки задаться вопросом о том, что важнее – крутящий момент или мощность, деля мир на черное и белое, ответ будет предельно прост: так как это зависимые величины, важно и то и другое.

Что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле

Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).

Как рассчитывается мощность двигателя?

Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.

N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв

N_дв – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент, Нм;

ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;

π – математическая постоянная, равная 3,14;

n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.

Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.

N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120

V_дв – объем двигателя, см3;

P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;

120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).

Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.

N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74

N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.

Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.

На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.

Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.

Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.

Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.

Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.

У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.

Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

Основные показатели двигателя: мощность, крутящий момент, расход

Крутящий момент двигателя — это тяговая характеристика двигателя, которая в отличие от мощности дает весьма отдаленное представление об истинных возможностях автомобиля. Для более полного раскрытия этого понятия необходимо прежде всего уяснить, что момент двигателя и момент на колесах автомобиля — это две большие разницы. Крутящий момент двигателя, будучи величиной равной силе на плечо (Н*м) — сила давления сгоревших в двигателе газов через поршень и шатун на плечо кривошипа коленвала, показывает лишь потенциал мотора, а сам автомобиль, в конечном итоге, движет крутящий момент на колесах.

Для оценки реальных тягово-динамических возможностей автомобиля на основе крутящего момента двигателя необходимо провести довольно утомительный расчет крутящего момента на колесах автомобиля. Для данного расчета также понадобятся, указанные в технических характеристиках, величины оборотов двигателя, передаточных чисел КПП и главной передачи, диаметра колес и т.д. Тогда как указанная величина мощности двигателя, не требуя дополнительных данных и расчетов, наглядно демонстрирует тягово-динамические возможности автомобиля, то есть крутящий момент на колесах.

Момент вращения

Если выражаться языком физики, то понятие о вращающем моменте легко уяснить, зная принцип получения преимущества от использования рычага. Вычисляемые путем сложения приложенных на рычаг усилий (вес груза) к длине плеча (рычага) «ньютон-метры», показывают потенциальное количество выполняемой работы. В случае с ДВС вес груза – это усилие с которым поршень после сгорания топливно-воздушной смеси совершает возвратно-поступательное движение. Длина плеча будет не чем иным, как ходом поршня (расстояние от ВМТ до НМТ). Вращающее усилие создается только во время рабочего такта.

От чего зависит полка крутящего момента

Согласно расчетной формуле Мкр = F х L, где F – это сила, а L – длина плеча, момент вращения будет зависеть от КПД сгорания топливно-воздушной смеси (F) и величины хода поршней (L).

Поскольку автомобиль – это комплексный механизм, на крутящий момент двигателя влияет ряд характеристик других узлов и агрегатов. Ведущие колеса автомобиля будут получать максимальное тяговое усилие лишь в тот момент, когда взаимодействие механизмов является оптимальным. Пик крутящего момента достигается на таких оборотах двигателя, когда наполнение камеры сгорания рабочей смесью, сжигание продуктов горение и вывод отработавших газов осуществляется с минимальными механическими потерями. Для каждого двигателя этот параметр колеблется в зависимости от конструктивных особенностей и типа используемого топлива.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент представляет собой качественный показатель, выражающий силу вращения коленвала, и рассчитывается произведением силы, давящей на поршень, на плечо (расстояние между центром вращения оси коленчатого вала до места крепления поршня к шатуну). Измеряется в количестве ньютонов на метр (Нм).

Рекомендуем: Течь масла из-под сальника коленвала: причины и устранение проблемы

Сила крутящего момента зависит от давления на поршень при сгорании газов, рабочего объема камеры сгорания и двигателя в целом, степени сжатия горючей смеси в камере сгорания.

Традиционно более высокий крутящий момент у дизелей, это объясняется степенью сжатия, превосходящей бензиновые двигатели практически вдвое.

Сильный крутящий момент дает автомобилю повышенную динамику набора скорости даже при низких оборотах, и заметно повышает тяговые свойства двигателя. Максимальных значений данная характеристика достигает при определенной частоте вращения коленвала, причем у дизелей этот показатель ниже, чем у бензиновых.

Мощность

Количество полезной работы, преобразованное возвратно-поступательными движениями КШМ, обозначается ньютон-метрами (крутящий момент). Тогда что такое мощность двигателя? Мощностью именуется количество произведенной работы за единицу времени. Иными словами, количество единиц крутящего момента, которое мотор способен выдать за определенный промежуток времени. Мощность двигателя измеряется в киловаттах (кВт).

Формула для расчета мощности в киловаттах:

P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу.

Нехитрое логическое умозаключение приводит нас к тому, что мощность мотора зависит от количества оборотов.

На что влияет крутящий момент двигателя

Если производить аналогию с человеческим организмом, то можно условно определить, что крутящий момент — это аналог силы, а мощность — это аналог выносливости. Именно от мощности двигателя внутреннего сгорания в конечном итоге зависит то, какую максимальную скорость может развить автомобиль, а от крутящего момента — то, как быстро сможет он это сделать. Именно поэтому далеко не все мощные автомобили имеют хорошую динамику разгона, и далеко не все, у которых она находится на высоком уровне, располагают очень мощными моторами.

Опытные автомобилисты отлично знают, что лучше всего выбирать для себя автомобиль с таким двигателем, показатель крутящего момента которого при работе на тех оборотах, на которых он обычно функционирует, является наилучшим. Дело в том, что это позволяет им использовать потенциал мощности ДВС в максимальной степени.

Следует заметить, что производители двигателей внутреннего сгорания всячески стремятся увеличить их крутящие моменты, причем во всем диапазоне работы моторов. Чаще всего пытаются достичь этого (и, кстати говоря, достаточно успешно) с помощью турбонаддува, управляемых фаз газораспределения (это оптимизирует процесс сгорания топливной смеси), повышения степени сжатия, использованием особых конструкций впускного коллектора и целым рядом других способов.

Рекомендуем: Как завести долго стоявшую дизельную машину

Соотношение крутящего момента к мощности

Для получения наглядного представления о взаимодействии двух величин рассмотрим основные характеристики мотора на графике. Он демонстрирует выдаваемую двигателем мощность и крутящий момент двигателя в зависимости от оборотов коленчатого вала.

График отчетливо демонстрирует тот факт, что тяговое усилие на колесах не прямо пропорционален количеству оборотов либо мощности. Двигатель достигает пика крутящего момента уже на 3 тыс. об/мин. Максимум мощности доступно на 5500 об/мин. В обоих случаях обороты продолжают расти, но отдача падает. Для обозначенного двигателя обороты от 2500 до 5 тыс. наиболее оптимальные.

В этом режиме работы близкая к максимальному значению «полка» момента позволит полноценно реализовать потенциал мотора на протяжении всего отрезка.

Приведенный график является примером гражданской настройки современных бензиновых моторов. Преимущества очевидны:

  • стабильный прирост мощности;
  • достаточно широкая «полка» с плавным приростом и затуханием.

Настройка подобного типа позволяет добиться «эластичности» двигателя. Такая работа обеспечивается не только программно (настройка ЭБУ), но и применением различных вспомогательных технологий (изменяемые фазы газораспределения).

Разница мощностных характеристик во многом зависит от конструкции системы впуска и выпуска. К примеру, двигатели оснащенные турбонаддувом в точке выхода на «буст» получают значительную прибавку в динамике. Крутящий момент и количество лошадиных сил таких моделей значительно превышают своих атмосферных собратьев.

Какому двигателю отдать предпочтение

Сегодня множество моделей производители оснащают разными типами моторов: бензиновым или дизельным. Эти модели идентичны только по цене и другим характеристикам.

Из-за разных типов мотора одна и та же модель может отличаться по показателям мощности мотора и крутящему моменту, при этом разница может быть значительной.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель формирует воздушно-топливную смесь, заполняющую цилиндр. Температура внутри него поднимается до примерно 500 градусов. У таких моторов номинальный коэффициент сжатия составляет порядка 9-10, реже 11 единиц. Поэтому, когда происходит впрыск необходимо использование свечей зажигания.

Дизельный двигатель

В цилиндрах работающего на дизеле движка коэффициент сжатия смеси может достигать показателя в 25 единиц, температура – 900 градусов. Поэтому смесь зажигается без использования свечи.

Электродвигатель

Автомобильный трехфазный асинхронный электродвигатель работает по совершенно другим законам, поэтому его мощность и КМ отличаются от традиционных кардинально. Электромотор состоит из ротора и статора, кратность которых позволяет выдавать пиковый КМ (600 Нм) на любой скорости. При этом мощность электродвигателя, например, у Теслы, составляет 416 л. с.

Чтобы ответить на вопрос – дизельный, бензиновый или электродвигатель лучше, надо сначала исключить третий вариант, поскольку электродвигатели пока не так распространены, как первые два типа.

ВАЖНО! Что касается выбора между бензиновым и дизельным двигателями, они в первую очередь отличаются мощностью и крутящим моментом. На практике это означает, что при одинаковом объеме двигателя дизельный быстрее разгоняется, а бензиновый позволяет давать более высокую скорость.

Кроме того, благодаря большему крутящему момент автомобиль, использующийся как грузовой, обладает большей грузоподъемностью за счет двигателя. Особенно если двигатель дизель-генераторный.

Что такое лошадиные силы

Наблюдательный читатель, скорей всего, отметит подозрительным тот факт, что до сих пор не прозвучало, всеми так любимое «лошадиные силы». Суть в том, что «скакуны» – это лишь дань моде тех времен, когда механизмам приходилось доказывать свое преимущество над живой рабочей силой. Поэтому превосходство (способность выполнить определенное количество работы) удобно было выражать в пересчете на потенциал одной лошади. Фактически 1 л.с – это усилие, которого достаточно для поднятия груза массою 75 кг на 1 м за 1 с.

Для того чтобы получить «лошадиные силы» достаточно умножить значение мощности в киловаттах на коэффициент 1,36.

Покупатели не потеряют ровным счетом ничего, если производители откажутся использовать «л.с» в качестве показателя мощностных характеристики автомобилей. Обозначить крутящий момент и мощность в кВт вполне достаточно. Но традиция настолько глубоко запечатлелась в сознании, что тратить усилия на ее разрушения попросту нецелесообразно.

Зависимости вращающего момента и мощности ДВС от частоты оборотов

В большинстве случаев зависимости величины крутящего момента и мощности двигателя от количества оборотов имеют такой вид, как на графике 1:

Из графика зависимости видно, что при малых оборотах крутящий момент небольшой, по мере их увеличения он достигает максимума 178 ньютон на метр при величине оборотов около 4500 в минуту, затем начинает падать. Вместе с тем мощность, пропорциональная произведению количества оборотов на крутящий момент до 5500 оборотов в минуту продолжает увеличиваться вплоть до 124 лошадиных сил, как на примере, затем после значительного уменьшения крутящего момента, также падает.

Физически это объяснить нетрудно. На малых оборотах в область сгорания в единицу времени поступает незначительное количество топливно-воздушной смеси, соответственно, сила, воздействующая на поршни, обеспечивающие крутящий момент, небольшие. При увеличении оборотов сгорание больше, крутящий момент увеличивается. Его уменьшение при дальнейшем увеличении оборотов связано с:

  • увеличивающимися потерями мощности на трение механизмов двигателя;
  • инерционными потерями;
  • кислородным голоданием двигателя.

Современные двигатели с турбонаддувом обеспечивают поступление топливно-воздушной смеси в полном объеме и на малых оборотах, кроме этого имеют отлаженную систему электронного регулирования. За счет этого характеристика крутящего момента на различных оборотах более равномерная, как показано на графике 2:

Из графика видно, что высокий крутящий момент обеспечивается на низких оборотах вплоть до 2000 об./минуту и не сильно уменьшается до 5500 об./минуту.

Высокооборотные двигатели позволяют увеличить мощность за счет увеличения количества оборотов до 7.000 – 8.000 в минуту и более, как показано на графике 3:

Как видно из графиков, мощность двигателя является зависимой от крутящего момента и количества оборотов двигателя величиной. Приобретая автомобиль, желательно ознакомиться с динамическими характеристиками двигателя, зависимостью крутящего момента от величины оборотов.

Если вы желаете комфортно передвигаться в городском ритме движения, совершая уверенные обгоны и перестроения, лучше приобрести автомобиль с низкооборотным двигателем либо турбонаддувом. В том случае, если вы любитель погонять с ветерком на автобане, подходит вариант высокооборотного движка.

Видео — взаимосвязь мощности и вращающего момента ДВС:

Как понять крутящий момент двигателя?

Крутящий момент, напомним, есть произведение силы на плечо рычага. А для двигателя — это сила, с которой вращается коленчатый вал двигателя. Измеряется обычно в ньютонах на метр или в килограмм-силах на метр.

Что зависит от крутящего момента?

Время, пока двигатель набирает максимальную мощность, напрямую зависит от величины крутящего момента. … Чем выше крутящий момент, тем быстрее ускоряется автомобиль и тем больше у него тяга. Крутящий момент также зависит от количества оборотов коленчатого вала двигателя в минуту.

Как узнать крутящий момент двигателя автомобиля?

Крутящий момент определяется величиной силы, умноженной на расстояние от центра вращения (Сила х Расстояние = Крутящий момент). Крутящий момент измеряется в единицах силы, умноженной на расстояние, например, фунто-дюймах или ньютон-метрах.

Что такое крутящий момент для чайников?

Крутящий момент двигателя – это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена. Если помните, то сила измеряется в Ньютонах, а вот плечо рычага измеряется в метрах – Нм. 1 Нм равняется силе в 1Н (Ньютон), которая приложена к рычагу в 1 метр.

Почему у дизельных двигателей выше крутящий момент?

Дизельное топливо обладает большей энергоемкостью, то есть его теплоотдача несколько выше, чем у бензинового мотора. Благодаря тому, что дизельные моторы способны вырабатывать большой крутящий момент с холостых оборотов — по этой причине он является “сердцем” всей грузовой и коммерческой техники более 100 лет.

Как считается крутящий момент?

Говоря научным языком, крутящий момент равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон — метрах. Значит если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.

Как узнать сколько лошадиных сил?

В большинстве европейских стран лошадиная сила определяется как 75 кгс·м/с, то есть как мощность, которая требуется, чтобы равномерно вертикально поднимать груз массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при стандартном ускорении свободного падения (9,80665 м/с²).

Как влияют лошадиные силы на скорость?

Дело в том, что интенсивность разгона автомобиля определяют не лошадиные силы, а ньютон-метры. И чем шире диапазон, в котором силовой агрегат производит максимум тяги, тем удобнее на такой машине перемещаться по городу: автомобиль легко трогается с места и набирает ход.

Что показывают лошадиные силы?

То есть получается, что лошадиная сила показывает, насколько быстро двигатель может выполнить работу за определенное количество времени. … Ведь именно мощность показывает, сколько тот или иной двигатель может выполнить работы за определенный период времени.

В чем отличие лошадиных сил от крутящего момента?

Мощность демонстрирует количество работы, которое выполняет двигатель за промежуток времени, а крутящий момент отражает способность силового агрегата эту работу совершить. Например, ускорение машины в каждый момент времени при постоянном передаточном отношении трансмиссии пропорционально крутящему моменту.

Что зависит от количества лошадиных сил?

Лошадиная сила зависит от крутящего момента (силы Н. м.) и от количества оборотов в минуту двигателя. Крутящий момент по своей сути,- это сила и мощность с которой можно сделать определенную работу.

Как узнать по объему двигателя количество лошадиных сил в авто?

Объем двигателя умножают на среднее давление и на количество оборотов в минуту, деленное на 120. Получаем результат в Квт и переводим в лошадиные силы.

Как определить мощность двигателя формула?

Таким образом, формула мощности двигателя выглядит так: P=S×сosφ×(η÷100), где P – мощность двигателя на валу; S – полная мощность двигателя; сosφ – коэффициент мощности асинхронного электродвигателя; η – КПД двигателя. Таким образом, мы определили мощность электродвигателя, которая равна 4 кВт.

Как измерить крутящий момент электродвигателя — Наука

Наука2022

Видео:

Видео: Экспериментальный стенд для измерения крутящего момента и мощности на валу. ч.1

Содержание:

Крутящий момент относится к эффекту вращения, возникающему при приложении силы к объекту, и измеряется в Ньютон-метрах (Н.м) в метрической системе или фунт-фут в системе США. Электрическая энергия, измеряемая в ваттах, может использоваться для создания крутящего момента, и электрический двигатель является хорошим примером электрической энергии, которая может создавать крутящий момент. Измерение крутящего момента электродвигателя требует использования формулы.

    Посмотрите руководство по эксплуатации электродвигателя или электроприборов с электродвигателем (например, отвертки с электроприводом). Найти рейтинг двигателя с точки зрения вольт, ампер и оборотов в минуту. Посмотрите на заводскую табличку или бирку производителя, прикрепленную к двигателю, или к прибору, если руководство по эксплуатации отсутствует.

    Умножьте количество вольт на ампер, чтобы рассчитать количество ватт двигателя. Например, количество ватт шуруповерта с номинальным напряжением 120 вольт и 4 ампера составляет 480 ватт (120 вольт x 4,0 ампера = 480 ватт).

    Разделите количество ватт на 746, чтобы получить номинальную мощность электродвигателя. Используя числа в примере, разделите 480 Вт на 746, чтобы получить эквивалентную мощность (480 Вт, разделенная на 746 = 0,6434316 лошадиных сил).

    Умножьте мощность на 5,252, используя калькулятор. Используя пример, умножьте 0,6434316 на 5 252, чтобы получить 3 379,3027.

    Разделите ответ на номинальное число оборотов двигателя, чтобы получить измерение крутящего момента в фунтах-футах. Используя приведенный в качестве примера рисунок, разделите 3 379,3027 на 2500 об / мин, чтобы получить 1,351721 фунт-фут крутящего момента.

Мощность и крутящий момент дизельного двигателя

 

Крутящий момент и мощность являются основными характеристиками двигателя внутреннего сгорания. От этих параметров напрямую зависят динамические свойства автомобиля. Крутящий момент является показателем работы, а мощность — показателем выполнения работы. Инженеры, разрабатывающие двигатели всегда стремятся добиться оптимальных значений мощности и тяги. Чем раньше наступает максимум крутящего момента и чем позже пик мощности, тем шире диапазон возможностей двигателя. Вот о том, как рассчитывается мощность и крутящий момент дизельного двигателя, мы и поговорим в этой статье.

 

Крутящий момент дизельного двигателя

 

Шатун благодаря конфигурации колен­чатого вала превращает возвратно-по­ступательное движение поршня во вра­щательное движение коленчатого вала. Таким образом, сила, с которой расширя­ющаяся смесь газов давит на поршень, создает на кривошипе крутящий мо­мент.

 

Развиваемый четырехтактным двига­телем крутящий момент М определяется уравнением:

M = (Pc · Vh)/4π

где: Vh — рабочий объем двигателя, Pc — сре­днее эффективное давление на поршень, π = 3,14159.

Рис. 1.: а — кривая мощности. b — кривая крутящего момента. 1 — 1968 г. выпуска. 2 — 1998 г. выпуска. Mmax — максимальный крутящий момент. Рном — номинальная мощность. nном — номинальная частота вращения коленчатого вала.

 

 

Среднее эффективное давление у не­больших дизелей с наддувом, применяе­мых на легковых автомобилях, достигает величины 8-22 бар. Для сравнения: бен­зиновые двигатели характеризуются уровнем среднего эффективного давле­ния 7-11 бар. Максимальный крутящий момент М, который может развить двигатель, определяется его конструкцией (величи­ной рабочего объема, наличием системы наддува воздуха и т. д.). Соответствие крутящего момента условиям дорожного движения обеспечивается в основном из­менением расходов воздуха, топлива и качеством смесеобразования. Крутящий момент возрастает с уве­личением частоты и вращения коленча­того вала до максимальной величины крутящего момента Мmax (рис. 1 «Пример зависимости мощности и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала для дизелей рабочим объемом 2.2 л двух легковых автомобилей«). С дальнейшим повышением частоты вра­щения крутящий момент снова умень­шается. Модернизация двигателей на­правлена на то, чтобы максимальный крутящий момент развивался при час­тотах вращения менее 2000 мин-1, так как в этих границах расход топлива уменьшается, а езда становится более комфортной благодаря улучшению ди­намики разгона.

Мощность дизельного двигателя

 

Развиваемая двигателем мощность Р (ра­бота, произведенная за определенное вре­мя) увеличивается с ростом крутящего момента М и частоты п вращения колен­чатого вала:

Пример HTML-страницы

Р = 2·π·n·M

На рис. 1а показано сравнение дизе­лей выпуска 1968 и 1998 годов с типичном зависимостью мощности от частоты вра­щения коленчатого вала. Мощность дви­гателя возрастает с увеличением частоты вращения до тех пор, пока не достигнет номинальной величины Рном при номи­нальной частоте nном. Характеристики мощности и крутящего момента двигате­ля внутреннего сгорания обуславливают необходимые в эксплуатации параметры коробки передач. Из-за более низких номинальных частот вращения коленча­того вала дизели (без наддува) имеют более низкую ли­тровую мощность, чем бензиновые двигатели. Современные дизели для легковых автомобилей под­держивают номинальную частоту враще­ния коленчатого вала в диапазоне 3500-5000 мин-1.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Пример HTML-страницы

Крутящий момент — что это такое?


Автолюбители постоянно спорят о том, чей двигатель мощнее, но не все знают, из чего складывается этот параметр. Всем знакомый термин «лошадиная сила» был предложен изобретателем Джеймсом Уаттом в восемнадцатом веке. Идея появилась у изобретателя, пока он наблюдал за лошадью, запряженной в машину, поднимавшую уголь из шахты.

Расчеты показали, что одна лошадь способна за минуту поднять 150 кг угля на высоту 30 метров.Н•м (Ньютон-метр) — единица измерения момента силы, входящая в международную систему единиц«СИ». Лошадиная сила стала «несистемной» величиной для измерения мощности. Одна лошадиная сила равна 735,5 Вт (Ватт — системная единица измерения, названная в честь того же английского ученого). Впоследствии лошадиные силы стали применять для обозначения мощности двигателя автомобиля.

Что интересует людей, изучающих технические характеристики того или иного автомобиля? В первую очередь мощность, затем расход топлива и максимальная скорость. О крутящем моменте вспоминают редко. А зря.

Что такое крутящий момент?


Крутящий момент двигателя – это тяговая характеристика двигателя, которая в отличие от мощности дает весьма отдаленное представление об истинных возможностях автомобиля. Для того чтобы наиболее полно ответить на вопрос: «Крутящий момент что это?», необходимо, прежде всего, уяснить, что момент двигателя и момент на колесах автомобиля – это две большие разницы. Крутящий момент двигателя, будучи величиной, равной силе на плечо (Н*м) – сила давления сгоревших в двигателе газов через поршень и шатун на плечо кривошипа коленвала, показывает лишь потенциал мотора, а сам автомобиль, в конечном итоге, движет крутящий момент на колесах.

Для оценки реальных тягово-динамических возможностей автомобиля на основе крутящего момента двигателя, необходимо провести довольно утомительный расчет крутящего момента на колесах автомобиля. Для данного расчета также понадобятся, указанные в технических характеристиках, величины оборотов двигателя, передаточных чисел КПП и главной передачи, диаметра колес и т.д. Тогда как указанная величина мощности двигателя, не требуя дополнительных данных и расчетов, наглядно демонстрирует тягово-динамические возможности автомобиля, то есть крутящий момент на колесах.

Пример №1. Суперкар мощностью 500 сил с крутящим моментом двигателя 500 Н*м и магистральная фура-тягач с отдачей 500 сил и 2500 Н*м, на колесах, тем не менее, имеют абсолютно равный крутящий момент при движении с одинаковой скоростью на оборотах максимальной мощности: М (момент на колесах, приводящий машины в движение) = N (мощность двигателя) / n (обороты колеса, при условии, что у суперкара и фуры они одинакового диаметра).

Вывод: цифра мощности отражает тягу и динамику автомобиля, а цифра крутящего момента двигателя, не учавствующая в вычислениях, может быть любой и не имеет значения.

Пример №2. Зайдем с другой стороны. Тот же суперкар и фура с вышеуказанными характеристиками (аналоги Porsche 911 GT3 RS 4.0, Scania R500 и многие другие суперкары и грузовики), как правило, имеют максимальные обороты двигателя около 9000 и 1800 соответственно. Для того чтобы компенсировать пятикратную разницу в оборотах (иметь ту же скорость движения), на фуре придется применять в пять раз более «длинную» трансмиссию, которая, соответственно, будет передавать в 5 раз меньше момента на колеса: 2500 Н*м делим на 5 и получаем те же 500 Н*м (приведенный момент), как в суперкаре.

Вывод: мы получили то же равенство тягово-динамического потенциала машин равной мощности, что и в примере №1.

Роль мощности в крутящем моменте


Мощности и крутящему моменту уделяют много внимания, ведь именно они наглядно показывают важнейшие характеристики грузового и легкового транспорта. Более того, эти цифры важны для определения поведения автомобиля в реальных условиях езды.

Крутящий момент — показатель работы двигателя, а мощность — основной показатель выполнения этой работы. Например, редуктор может напрямую влиять на функционирование мотора. Так, пикап для большего крутящего момента способен работать на низкой передаче, к примеру, при выполнении каких-либо задач: транспортировка очень больших и тяжелых грузов. Но если Dodge RAM 1500 или Saturn SL1 поедут на одной передаче, то грузоподъемность первого будет значительно выше по причине большего числа лошадиных сил. Получается, что чем больше производится л.с., тем больше потенциал крутящего момента.

Отметим, что это именно потенциал, который применяется в реальных условиях через трансмиссию и полуоси автомобиля. Соединение этих элементов вместе определяет, как мощность может переходить в крутящий момент.

Чтобы понять всё вышесказанное, рассмотрим отличия трактора от гоночного автомобиля.У гоночного автомобиля л.с. много, однако крутящий момент здесь нужен для увеличения скорости через редуктор. Чтобы такая машина двигалась вперед, нужно совсем немного работы, так что основная часть мощности направлена на развитие скорости.

Что касается трактора, то у него может быть мотор с таким же объемом, который вырабатывает столько же л.с. Мощность здесь необходима для работы через редуктор. Как известно, трактор не развивает высоких скоростей, но он может легко буксировать и толкать немалые грузы. Крутящий момент и мощность двигателя тесно связаны, но они выполняют абсолютно разные функции в работе легкового и грузового транспорта.

Как повысить крутящий момент?


Дорогие и сложные способы увеличения мощности и крутящего момента



Дорогостоящие и сложные способы подразумевают внутреннее вмешательство в устройство двигателя автомобиля (технический тюнинг) и требуют значительных временных затрат на исполнение и большого опыта специалиста, осуществляющего тюнинг, а так же очень значительных финансовых вложений со стороны заказчика. При этом разница в работе двигателя автомобиля после осуществления дорогостоящего технического тюнинга будет очень ощутимой, но и заметно скажется на его моторесурсе. В дальнейшем ремонт форсированного двигателя будет сильно бить по карману, если Вам вообще удастся найти исполнителей. К дорогостоящим способам увеличения мощности и крутящего момента двигателя относятся:
Установка наддува на атмосферный двигатель

Это самый дорогостоящий и сложный способ технического тюнинга автомобиля, включающий в себя ряд сложных мероприятий (подбор нагнеталеля, форсирование двигателя, доработка коллекторов, тестирование и т.д. и т.п.). При этом установка наддува может в огромной степени увеличить как мощность, так и крутящий момент за счет значительного увеличения поступаемого в камеру сгорания воздуха. Наддув бывает двух типов: наиболее распространенный турбонаддув (анг. «turbocharger») и механический наддув (компрессор, анг. «supercharger»).
Замена двигателя

Определенно чтобы увеличить мощность и крутящий момент таким способом требуется большой опыт исполнителя и значительные финансовые затраты как на новый мотор, так и на его установку, которая подразумевает под собой ряд мероприятий: определение подходящего двигателя для замены, доработка подкапотного пространства, подключение электрики, замена ЭБУ и прочее.
Форсирование

Подразумевает механическое вмешательство в устройство двигателя: замена определенных его элементов (например, распредвала, дроссельной заслонки или турбины) на спортивные, а так же расточка блока цилиндров, что приведет к увеличению объема мотора и соответственно к увеличению мощности и крутящего момента. Кроме того, двигатель станет намного требовательнее к обслуживанию.

Бюджетные и доступные способы увеличения мощности и крутящего момента



Так же существуют менее затратные и доступные способы, не подразумевающие технического вмешательства в устройство двигателя. Основным принципом подобных методов является устранение ограничителей в работе двигателя, предусмотренных изготовителем в целях соответствия автомобиля экологическим стандартам, а так же в целях снижения числа гарантийных обращений в сервисные центры. К доступным способам увеличения мощности относятся:
Чип-тюнинг

Программная оптимизация работы двигателя, подразумевает собой изменение установленных заводом параметров работы ЭБУ различными методами: с помощью электронных модулей или при помощи ручной корректировки («прошивки») программы блока управления. Электронные модули имеют большой ряд преимуществ перед услугой «прошивки» ЭБУ, а негативные отзывы в их сторону, как правило, не подкреплены никакими фактами. При этом новейшие электронные модули ProRacing OBD способны автоматически, автономно и безопасно увеличивать скоростные характеристики автомобилей. Чип-тюнинг — самый действенный из бюджетных способов увеличения мощности и крутящего момента и не требующий никакого технического вмешательства. Кроме того, грамотный чип-тюнинг способствует снижению расхода топлива.
Доработка или замена системы впуска воздуха


Это достигается установкой фильтра нулевого сопротивления либо полной заменой штатной системы впуска. В первом случае прирост мощности будет в пределах 2-5% за счет снижения сопротивления фильтрующего элемента входящему потоку воздуха, во втором же случае увеличение может быть весьма значительным не только за счет снижения сопротивления фильтра, но и за счет увеличения поступления холодного воздуха. Данный способ заслуживает подробного изучения и требует правильного подхода к осуществлению, иначе можно серьезно навредить двигателю либо просто не ощутить результат.
Доработка или замена системы выпуска выхлопных газов

В угоду экологии, а так же для значительного снижения исходящего шума стандартная система выхлопа в определенной мере ограничивает возможности двигателя. Определенные меры, например, замена катализатора на пламегаситель и удаление антисажевого фильтра, облегчат «выдох» двигателя и обеспечат определенное количество дополнительных лошадиных сил и ньютон-метров. Более дорогим, но и более действенным способом является полная замена штатной выхлопной системы на спортивную. Это даст не только заметную прибавку мощности и крутящему моменту, но и уровняет срок жизни выхлопной системы со сроком жизни автомобиля в целом, т.к. спортивные системы выхлопа изготавливаются из качественной нержавеющей стали.
Использование качественных расходных материалов

Иридиевые свечи зажигания

Данный способ нельзя назвать тюнингом, но это не значит, что им нужно пренебрегать. Использование качественных и дорогих расходных материалов, таких как моторное масло, фильтры, свечи зажигания, а так же топливо, самым непосредственным образом влияют как на мощность, так и на крутящий момент. Отдельным пунктом можно выделить использование дорогих иридиевых или платиновых свечей зажигания, которые очень значительно влияют на работу бензиновых двигателей и способны не только увеличить мощность и крутящий момент, но и снизить расход топлива.

Источник

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!


Ключевые теги: двигатель

Расчет крутящего момента двигателя

Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).

Как рассчитывается мощность двигателя?

Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.

N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв

N_дв – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент, Нм;

ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;

π – математическая постоянная, равная 3,14;

n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.

Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.

N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120

V_дв – объем двигателя, см3;

P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;

120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).

Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.

N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74

N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.

Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.

На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.

Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.

Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.

Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.

Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.

У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.

Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

Парадокс, но лишь немногие автолюбители ясно представляют принципиальную разницу между «лошадиными силами» и «ньютон-метрами», в которых измеряется крутящий момент. В обиходе определение крутящего момента двигателя напрямую связывают с динамикой разгона, а лошадиные силы с максимальной скорость. Если говорить уж совсем грубо, то формулировка вполне удовлетворительна, хоть и не объясняет всей сути физических процессов. Восполнить теоретические пробелы, а также получить наглядное представление о том, что такое крутящий момент двигателя, — вам поможет предоставленный ниже материал.

Момент вращения

Если выражаться языком физики, то понятие о вращающем моменте легко уяснить, зная принцип получения преимущества от использования рычага. Вычисляемые путем сложения приложенных на рычаг усилий (вес груза) к длине плеча (рычага) «ньютон-метры», показывают потенциальное количество выполняемой работы. В случае с ДВС вес груза – это усилие с которым поршень после сгорания топливно-воздушной смеси совершает возвратно-поступательное движение. Длина плеча будет не чем иным, как ходом поршня (расстояние от ВМТ до НМТ). Вращающее усилие создается только во время рабочего такта.

От чего зависит полка крутящего момента

Согласно расчетной формуле Мкр = F х L, где F – это сила, а L – длина плеча, момент вращения будет зависеть от КПД сгорания топливно-воздушной смеси (F) и величины хода поршней (L).

Поскольку автомобиль – это комплексный механизм, на крутящий момент двигателя влияет ряд характеристик других узлов и агрегатов. Ведущие колеса автомобиля будут получать максимальное тяговое усилие лишь в тот момент, когда взаимодействие механизмов является оптимальным. Пик крутящего момента достигается на таких оборотах двигателя, когда наполнение камеры сгорания рабочей смесью, сжигание продуктов горение и вывод отработавших газов осуществляется с минимальными механическими потерями. Для каждого двигателя этот параметр колеблется в зависимости от конструктивных особенностей и типа используемого топлива.

Мощность

Количество полезной работы, преобразованное возвратно-поступательными движениями КШМ, обозначается ньютон-метрами (крутящий момент). Тогда что такое мощность двигателя? Мощностью именуется количество произведенной работы за единицу времени. Иными словами, количество единиц крутящего момента, которое мотор способен выдать за определенный промежуток времени. Мощность двигателя измеряется в киловаттах (кВт).

Формула для расчета мощности в киловаттах:

P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу.

Нехитрое логическое умозаключение приводит нас к тому, что мощность мотора зависит от количества оборотов.

Соотношение крутящего момента к мощности

Для получения наглядного представления о взаимодействии двух величин рассмотрим основные характеристики мотора на графике. Он демонстрирует выдаваемую двигателем мощность и крутящий момент двигателя в зависимости от оборотов коленчатого вала.

График отчетливо демонстрирует тот факт, что тяговое усилие на колесах не прямо пропорционален количеству оборотов либо мощности. Двигатель достигает пика крутящего момента уже на 3 тыс. об/мин. Максимум мощности доступно на 5500 об/мин. В обоих случаях обороты продолжают расти, но отдача падает. Для обозначенного двигателя обороты от 2500 до 5 тыс. наиболее оптимальные.

В этом режиме работы близкая к максимальному значению «полка» момента позволит полноценно реализовать потенциал мотора на протяжении всего отрезка.

Приведенный график является примером гражданской настройки современных бензиновых моторов. Преимущества очевидны:

  • стабильный прирост мощности;
  • достаточно широкая «полка» с плавным приростом и затуханием.

Настройка подобного типа позволяет добиться «эластичности» двигателя. Такая работа обеспечивается не только программно (настройка ЭБУ), но и применением различных вспомогательных технологий (изменяемые фазы газораспределения).

Разница мощностных характеристик во многом зависит от конструкции системы впуска и выпуска. К примеру, двигатели оснащенные турбонаддувом в точке выхода на «буст» получают значительную прибавку в динамике. Крутящий момент и количество лошадиных сил таких моделей значительно превышают своих атмосферных собратьев.

Что такое лошадиные силы

Наблюдательный читатель, скорей всего, отметит подозрительным тот факт, что до сих пор не прозвучало, всеми так любимое «лошадиные силы». Суть в том, что «скакуны» — это лишь дань моде тех времен, когда механизмам приходилось доказывать свое преимущество над живой рабочей силой. Поэтому превосходство (способность выполнить определенное количество работы) удобно было выражать в пересчете на потенциал одной лошади. Фактически 1 л.с – это усилие, которого достаточно для поднятия груза массою 75 кг на 1 м за 1 с.

Для того чтобы получить «лошадиные силы» достаточно умножить значение мощности в киловаттах на коэффициент 1,36.

Покупатели не потеряют ровным счетом ничего, если производители откажутся использовать «л.с» в качестве показателя мощностных характеристики автомобилей. Обозначить крутящий момент и мощность в кВт вполне достаточно. Но традиция настолько глубоко запечатлелась в сознании, что тратить усилия на ее разрушения попросту нецелесообразно.

Итоги

  • Мощность мотора зависит от крутящего момента;
  • «л.с» рассчитаны на достижение максимальной скорости. Автомобиль с большим количеством «скакунов» под капотом сможет развить внушительную скорость, но это займет очень много времени;
  • от тягового усилия зависит насколько быстро двигатель сможет развить свою максимальную мощность;
  • большое количество «ньютон-метров» позволяет более выгодно использовать потенциал двигателя. Такие моторы легче переносят нагрузки;
  • чем шире «полка» момента, тем эластичней двигатель и приятней в управлении автомобиль;
  • ввиду особенностей дизельных ДВС (большая степень сжатия, медленное горение смеси), а также применения современных систем дополнительного нагнетания воздуха, дизельные двигатели имеют больший крутящий момент с самих низких оборотов.

Выражаясь простым языком, «ньютон-метры» – это сила вашего автомобиля, а киловатты – выносливость.

Удивляюсь, как можно делать такие выводы.
1.»Мощность мотора зависит от крутящего момента (является его производной)». Мощность мотора на замеренных оборотах — это произведения момента на обороты, при которых он измерен, и на постоянный коэффициент приведения размерности. Т.е. мощность не производная от момента, произведение момента на обороты! Где обороты не менее значимы.
2. «от тягового усилия зависит насколько быстро двигатель сможет развить свою максимальную мощность» Не от усилия зависит скорость набора оборотов до значения максимальной мощности, а от конструкции мотора. Например моторы с коротким ходом быстрее раскручиваются.
3.»большое количество «ньютон-метров» позволяет более выгодно использовать потенциал двигателя» С чего это вдруг? И какой потенциал?
4. «Выражаясь простым языком, «ньютон-метры» – это сила вашего автомобиля, а киловатты – выносливость.» Простым языком-киловатты-это и услие, что может создать мотор на колесах и максимальная скорость. А ньютон -метры это требуемые передаточные числа в трансмиссии и диапазон оборотов двигателя на которых он отдает свою мощность для нужного стиля езды.
Резюмируя: Моторы создаются под конкретные автомобили. И выбор баланса между значением момента и оборотами на которых он достигается зависит от автомобиля.

Спасибо за комментарии и желание сделать информацию на нашем ресурсе более достоверной!

Удивляюсь, как можно делать такие выводы.
1.»Мощность мотора зависит от крутящего момента (является его производной)». Мощность мотора на замеренных оборотах — это произведения момента на обороты, при которых он измерен, и на постоянный коэффициент приведения размерности. Т.е. мощность не производная от момента, произведение момента на обороты! Где обороты не менее значимы.

Ваше замечание было бы крайне актуально, если бы в статье отсутствовала формула расчета мощности двигателя. «P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу»; там же: «Нехитрое логическое умозаключение приводит нас к тому, что мощность мотора зависит от количества оборотов». Как мы понимаем, претензия только к понятию «производная»? Признаем, что формулировка неверна, но при внимательном прочтении статьи никак не влияет на суть понимания поставленного вопроса. Мощность не является производной от крутящего момента, если придерживаться общепринятых трактовок этого понятия. В любом случае суть утверждения зависимости мощности мотора от крутящего момента своей достоверности не меняет (а именно это написано перед скобками).

2. «от тягового усилия зависит насколько быстро двигатель сможет развить свою максимальную мощность» Не от усилия зависит скорость набора оборотов до значения максимальной мощности, а от конструкции мотора. Например моторы с коротким ходом быстрее раскручиваются.

Чем быстрее нарастает крутящий момент, и чем раньше достигается ровная полка максимального крутящего момента, тем быстрее двигатель выйдет на пиковую мощность. Цитаты из статьи: «график отчетливо демонстрирует тот факт, что тяговое усилие на колесах не прямо пропорционален количеству оборотов либо мощности.», «Поскольку автомобиль – это комплексный механизм, на крутящий момент двигателя влияет ряд характеристик других узлов и агрегатов. Ведущие колеса автомобиля будут получать максимальное тяговое усилие лишь в тот момент, когда взаимодействие механизмов является оптимальным. Пик крутящего момента достигается на таких оборотах двигателя, когда наполнение камеры сгорания рабочей смесью, сжигание продуктов горение и вывод отработавших газов осуществляется с минимальными механическими потерями. Для каждого двигателя этот параметр колеблется в зависимости от конструктивных особенностей и типа используемого топлива.», «Разница мощностных характеристик во многом зависит от конструкции системы впуска и выпуска. К примеру, двигатели оснащенные турбонаддувом в точке выхода на «буст» получают значительную прибавку в динамике.»

3.»большое количество «ньютон-метров» позволяет более выгодно использовать потенциал двигателя» С чего это вдруг? И какой потенциал?

Чем ровнее полка момента, и чем раньше достигается пиковый крутящий момент, тем двигатель более тяговитый и эластичный.
4. «Выражаясь простым языком, «ньютон-метры» – это сила вашего автомобиля, а киловатты – выносливость.» Простым языком-киловатты-это и услие, что может создать мотор на колесах и максимальная скорость. А ньютон -метры это требуемые передаточные числа в трансмиссии и диапазон оборотов двигателя на которых он отдает свою мощность для нужного стиля езды.

На то он и «простой язык», что допускает размытость формулировки. Опять таки, приведенная в статье формула расчета мощности в киловаттах «P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу» позволяет понять, что представить себе киловатты без ньютон-метров невозможно. О каких передаточных числах идет речь, если мощность двигателя может быть замерена, что называется, на маховике.

Резюмируя: Моторы создаются под конкретные автомобили. И выбор баланса между значением момента и оборотами на которых он достигается зависит от автомобиля.
Разве в статье есть утверждения, противоречащие вашему выводу?

Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

  • обороты двигателя,
  • объем мотора,
  • крутящий момент,
  • эффективное давление в камере сгорания,
  • расход топлива,
  • производительность форсунок,
  • вес машины
  • время разгона до 100 км.

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь не те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566, где

  • VH – рабочий объем двигателя (л),
  • PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

  • Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
  • n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
  • 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:

Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

  • Vh — объём двигателя, см³
  • n — частота вращения, об/мин
  • pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах оставляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Узнав все необходимые данные, водите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Точный расчет мощности и крутящего момента с помощью математики

Можно с уверенностью предположить, что если вы читаете EngineLabs, то вы все о лошадиных силах. Мы тоже. Поэтому нет ничего необычного в том, что любое обсуждение двигателей быстро перерастает в оценку мощности. Это то, что все хотят знать. За годы создания и тестирования двигателей для улицы и соревнований эта игра развивалась с постоянно растущим числом лошадиных сил.

Wetech Performance — одно из наших любимых мест для испытаний двигателей.Часто прямо перед тем, как мы собирались злоупотреблять нашими последними усилиями, оператор динамометрического стенда Стив Брюле задавал вопрос: «Как вы думаете, сколько это принесет?» Если бы в комнате было несколько наблюдателей, мы бы все сделали наилучшие предположения, и Стив почти всегда был бы самым точным.

Я знал, что у него большой опыт работы с двигателями, так как он тестировал их почти каждый день. Но после долгих уговоров он в конце концов выдал простое уравнение, которое использует для оценки мощности хорошего уличного двигателя.Но прежде чем мы раскроем уравнение, давайте сначала рассмотрим некоторые основы того, как оно работает.

Это все математика

Избитая фраза состоит в том, что двигатели внутреннего сгорания — это не что иное, как воздушные насосы. Чем больше воздуха безнаддувный двигатель может пройти через цилиндры и успешно захватить, тем больше давление в цилиндре и мощность может создать двигатель. Поэтому неудивительно, что воздушный поток является критическим элементом, определяющим количество энергии. Эта история и приведенные в ней уравнения предназначены для уличных двигателей с приличными головками цилиндров и уличным/полосным распредвалом.Хотя это уравнение можно использовать и для более мощных двигателей для соревнований без наддува, как вы увидите, для него просто нужен другой множитель.

Другими важными переменными являются степень сжатия и синхронизация кулачка. Как мы покажем, все эти компоненты являются важными составляющими, которые помогают определить потенциал мощности данного двигателя. Это обсуждение будет сосредоточено в основном на уличных двигателях, работающих на насосном бензине с октановым числом от 91 до 93. Мы также кратко коснемся двигателей с наддувом, использующих насосный газ.

Большая часть этого обсуждения предполагает, что двигатель будет оснащен хорошим набором головок цилиндров вторичного рынка для улучшения дыхания и достижения этого числа 1,25 фунта-фута на кубический дюйм. Этот 496 производил почти ровно 1,25 фунт-фута на кубический дюйм при 618 фунт-футах и ​​705 лошадиных силах при 6500. По оценкам, он должен был развивать мощность 688 лошадиных сил на этих оборотах, поэтому он перевыполнил требования, что, вероятно, означает, что пик крутящего момента был слегка мягким.

Теперь мы можем перейти к уравнению. Мы также должны отметить, что мы столкнулись с этим же уравнением во время обсуждения с Беном Стрейдером, человеком из Университета EFI, который использует это уравнение как часть своего курса по технологии гоночных двигателей.Начальная часть этого уравнения представляет собой оценку величины максимального крутящего момента, который двигатель может создать на кубический дюйм. В качестве основы для этого обсуждения мы будем использовать число от 1,25 до 1,30 фунт-фут крутящего момента на кубический дюйм.

Например, у нас есть большой блок 468ci с хорошими овальными головками портов, двухплоскостным впуском, карбюратором Holley на 750 кубических футов в минуту и ​​1-7/8-дюймовыми коллекторами первичной трубы. Первая часть уравнения будет:

Если бы вместо этого мы работали с малоблочным Ford 302ci, максимальное значение крутящего момента составило бы 377 фунт-футов.Этот меньший двигатель иллюстрирует, как рабочий объем ограничивает крутящий момент. Маленький 302 должен был бы развивать крутящий момент 1,937 фунт-фут на кубический дюйм, чтобы достичь того, что может произвести 468.

В течение десятилетий испытаний двигателей типичным результатом является то, что двигатели без наддува теряют примерно 10 процентов крутящего момента между пиковым крутящим моментом и пиковыми точками оборотов в лошадиных силах. Как мы увидим, это не конкретное число, но это простой способ оценить мощность в лошадиных силах. Если наш большой блок развивает 585 фунт-футов и теряет 10 процентов крутящего момента в точке пиковой мощности, мы можем быстро вычислить это число с помощью следующего шага:

.

Теперь, когда мы знаем значение крутящего момента двигателя в точке его пиковых оборотов, здесь мы должны сделать обоснованное предположение относительно пиковых оборотов в лошадиных силах.Здесь начинают играть роль значения времени кулачка. Если наш двигатель оснащен роликовым распределительным валом с более длинными числами продолжительности, чем у стандартного, это поднимет пиковую точку оборотов двигателя выше, чем у стандартного. Давайте разберемся, почему это происходит.

Уравнение мощности в лошадиных силах предполагает наличие хорошего гидравлического кулачка или кулачка со сплошным роликом для надлежащего уличного времени наряду с компрессией 10,0:1, но ограничено насосом. Двигатели, использующие кулачки с плоскими толкателями, могут развивать мощность, но при этом немного жертвуют как пиковым крутящим моментом, так и мощностью.

Распределительный вал с увеличенным сроком службы дает двигателю больше времени (в цифрах продолжительности) для подачи большего количества воздуха в цилиндры при более высоких оборотах двигателя. Кулачок с коротким ходом закроет впускной клапан намного раньше, чем распределительный вал с большим сроком действия. Раннее закрытие впуска ограничит мощность на высоких оборотах. За счет увеличения продолжительности это позволяет двигателю заполнять цилиндры и развивать большую мощность при более высоких оборотах двигателя. Таким образом, если наш двигатель является неизвестной величиной, но мы знаем характеристики длительности кулачка, у нас есть некоторые данные, которые помогут нам определить, насколько высоко двигатель будет вращаться для достижения максимальной мощности.

Продолжая наш пример 468ci, предположим, что наш распределительный вал представляет собой гидравлический ролик с заявленной продолжительностью 282/288 с 230/236 градусами при числе 0,050 и умеренным подъемом 0,510/0,520 дюйма. Для Chevy с большим блоком это консервативные цифры, поэтому мы можем быть достаточно уверены, что пиковая мощность будет ниже 6000 об/мин. Давайте возьмем 5900 об/мин в качестве точки пиковой мощности.

Это число оборотов в минуту важно для заключительной части нашей оценки мощности — классического уравнения мощности в лошадиных силах:

.

Теперь добавим ко всем нашим числам:

Расчетные числа противНаблюдаемые числа

Мы выбрали именно этот двигатель в качестве примера, потому что у нас есть данные динамометрического стенда Westech, полученные в результате испытаний, проведенных много лет назад с помощью COMP, в ходе которых мы протестировали три различных распределительных вала, чтобы показать их влияние на кривую крутящего момента. Этот 468ci Rat с вышеупомянутым распределительным валом выдавал 581 фунт-фут крутящего момента при довольно низких 3900 об/мин и 527 лошадиных сил при 5800 об/мин.

Сравнивая реальный измеренный крутящий момент в 581 фунт-фут, мы видим, что наша оценка в 585 фунт-фут была удивительно близкой.Однако двигатель не так хорошо работал, когда дело дошло до пиковой мощности, поскольку крутящий момент упал до 477 фунт-футов при 5800 об / мин. Это число в 477 фунт-фут рассчитывается на 18 процентов ниже, чем пиковый крутящий момент. Так что ясно, что этот большой блок страдает от ограничений либо на стороне впуска, либо, возможно, ему требуется улучшенный поток через выпускное отверстие.

Когда дело доходит до серьезной уличной мощности, двигателей Kaase Boss 9 достаточно, чтобы вызвать зависть у остальных. Мягкий Kaase Boss 9 может развивать мощность более 850 лошадиных сил, а максимальная мощность, упомянутая далее в этой статье, выдавала 914 лошадиных сил при 7000 об/мин! Это готовка для уличного двигателя 10: 1.

В уравнении используется несколько допущений, которые, как мы видели, часто могут не соответствовать фактическим показателям двигателя. Но как общая оценка, которую вы можете использовать, чтобы удивить своих друзей своими знаниями о двигателях внутреннего сгорания, она, вероятно, будет более точной, чем друзья, которые просто выдергивают число из ясного голубого неба.

Хорошо изучающий двигатель внутреннего сгорания может увидеть множество переменных, присутствующих в этом уравнении. Самым большим предположением является крутящий момент на кубический дюйм. Пока 1.25 на кубический дюйм — приличное число, мы каждый день видим уличные двигатели, которые намного превышают это число. Одним из таких сверхуспешных примеров являются убийственные двигатели Boss9 Джона Кааса, использующие его версию полусферических головок Boss Ford.

На насосном газе двигатель Kaase на базе 429 521ci с одним четырехкамерным карбюратором на насосном газе регулярно развивает 730 фунт-футов при максимальном крутящем моменте. Это, друзья, 1,40 фунт-фут крутящего момента на кубический дюйм. Кроме того, этот монстр развивает более 910 л.с. при 7000, теряя всего 7 процентов между пиковым крутящим моментом и пиковой мощностью.

В нашем железном 6,0-литровом двигателе с пробегом 140 000 миль использовался хороший гидравлический каток Comp и головка порта TFS, чтобы обеспечить превосходный крутящий момент 501 фунт-фут. Это соответствует 1,37 фунт-фут крутящего момента на кубический дюйм. Это неплохо для двигателя с 14-процентной утечкой на заводских поршнях и кольцах.

Здесь требуется некоторый навык и знание движка, чтобы знать, сколько нужно оценивать. В качестве еще одного примера Каасе сказал нам, что двигатели для соревнований Engine Masters часто генерируют крутящий момент 1,50 фунт-фут на кубический дюйм.Если бы наш 468 Rat мог генерировать 1,5 фунт-фута на кубический дюйм, это увеличило бы пиковый крутящий момент до 700 фунт-футов!

В качестве другого примера, несколько лет назад мы протестировали подержанный 6,0-литровый укороченный блок LS с окончательной конфигурацией сжатия 10,0: 1, набор алюминиевых портовых головок TFS, распределительный вал с гидравлическим роликом COMP с продолжительностью 227/234 градусов, и отличный впускной коллектор FAST LSXr. Этот двигатель создавал выдающийся крутящий момент: 501 фунт-фут при 5300 об/мин. Это составляет 1,37 фунт-фут крутящего момента на кубический дюйм.Мы включили 90-процентный крутящий момент (451 фунт-фут) при пиковой мощности 6700 об / мин в формулу мощности, и это выдало число 575 лошадиных сил. В то время как наш двигатель выдавал только 557 лошадиных сил, это в пределах 18 лошадиных сил — всего лишь 3-процентный коэффициент погрешности.

Добавление принудительной индукции

Обратим внимание на двигатели с наддувом. Если мы сначала подумаем о теоретической мощности, то нагнетатель использует давление для подачи дополнительного воздуха (и топлива) в цилиндры.Опять же, эти детали будут сосредоточены только на уличных двигателях с умеренным двигателем, которые должны полагаться на насосный газ с октановым числом от 91 до 93 AKI (антидетонационный индекс). Предполагая отсутствие паразитных потерь, необходимых для привода нагнетателя, если мы добавим 14,7 фунтов на квадратный дюйм наддува к двигателю, это будет эквивалентно удвоению рабочего объема двигателя.

Это происходит из-за того, что мы удвоили давление, нагнетающее воздух в двигатель. Это добавляет еще 14,7 фунтов на квадратный дюйм к атмосферному давлению на уровне моря. Итак, если двигатель 350ci развивает 430 фунт-фут крутящего момента без наддува, версия с наддувом с 14.7 фунтов на квадратный дюйм может составлять около 860 фунтов-футов. На самом деле этого не произойдет, потому что нагнетатель на 14 фунтов на квадратный дюйм потребует как минимум от 50 до 75 лошадиных сил только для того, чтобы вращать нагнетатель, а возможно, даже больше. Но теоретическая комбинация по-прежнему составляет около 800 фунт-футов при максимальном крутящем моменте.

Вот динамический график нашего 6,0-литрового железного двигателя LS. Одна из причин, по которой двигатель развивает приличную мощность, заключается в том, что кулачок увеличил пиковые обороты до 6700. Если вы посмотрите на кривую, то увидите, что он выдает 550 лошадиных сил при гораздо более низких 6000 оборотах в минуту, что означает, что нам не нужно крутить его так сильно, чтобы получить почти такую ​​же мощность.

Вкратце: турбокомпрессор с таким же уровнем наддува, вероятно, будет находиться где-то между числами 800 и 860 фунт-футов. Хотя турбонагнетатель не имеет таких же паразитных потерь (в основном, противодавление выхлопных газов и повышение температуры наддува), все же есть некоторые моменты, которые необходимо учитывать.

Основная проблема заключается в том, что топливо с октановым числом 91 не позволяет получить такие большие числа. Давление в цилиндре, даже при статической степени сжатия 9: 1 и наддуве 14 фунтов на квадратный дюйм, было бы слишком высоким, и двигатель взорвался бы.Одним из вариантов может быть увеличение октанового числа используемого вами топлива. Недавно мы опубликовали статью о смешивании насосного газа и Е85 для повышения октанового числа. В качестве альтернативы, вы можете уменьшить наддув.

Если мы уменьшим наддув до чего-то более консервативного, например, 7 фунтов на квадратный дюйм или примерно половину атмосферы, насосный газ должен быть в состоянии выдержать это повышенное давление в цилиндре. Опять же, с теоретической точки зрения, это будет равносильно 50-процентному увеличению крутящего момента, или примерно 645 фунтам-футам в нашем воображаемом двигателе, за вычетом мощности, необходимой для вращения нагнетателя.

Двигатель

GM crate LT4 с непосредственным впрыском развивает серьезный крутящий момент в 650 фунт-футов при 3600 об/мин и соответствующие 650 лошадиных сил при 6400 об/мин, используя 8 фунтов на квадратный дюйм от меньшего 1,7-литрового нагнетателя TVS Eaton. Это добавляет двигателю примерно половину атмосферы, поэтому он развивает мощность на 41% больше, чем его двоюродный брат LT1 без наддува.

Чтобы вернуться к практике, давайте посмотрим на два похожих двигателя Chevrolet Performance: LT1 с непосредственным впрыском и LT4 с наддувом.поскольку оба двигателя имеют рабочий объем 376 кубических дюймов. Безнаддувный LT1 развивает крутящий момент 465 фунт-футов, что соответствует 1,23 фунт-фута на кубический дюйм. В двигателе с наддувом LT4 используется распределительный вал меньшей продолжительности и более низкая степень сжатия (10: 1 по сравнению с 11,5: 1 у LT1), но используются аналогичные головки. В LT4 используется эффективная воздуходувка Eaton R1740 TVS типа Roots, обеспечивающая наддув 8 фунтов на квадратный дюйм.

Продутый LT4 развивает крутящий момент в 650 фунт-футов. Если мы примем эти 8 фунтов на квадратный дюйм примерно за половину атмосферы, то это должно привести к 50-процентному увеличению крутящего момента.Фактическое увеличение между двигателями составляет 41 процент. Но мы также должны учитывать мощность, затрачиваемую на вращение вентилятора. С учетом этого цифры оказываются довольно близкими.

Одним из способов увеличения мощности двигателя с наддувом является создание смеси из 30-50% Е85 с премиальным насосом для повышения октанового числа топлива до 93-96 AKI. Двигатели с наддувом любят этанол, потому что он радикально снижает температуру воздуха на впуске по сравнению с бензином.

LT1 рассчитан на 460 лошадиных сил, а LT4 — на 650 лошадиных сил, что также на 41% больше, чем у версии без наддува. Итак, дело в том, что с уличным нагнетателем и двигателем с приличными характеристиками воздушного потока, такими как хорошие головки и впускной коллектор, уличный нагнетатель, дающий 8 фунтов на квадратный дюйм, должен приносить примерно 40-процентное увеличение наблюдаемой мощности.

Мы довольно быстро прошлись по этому автомобильному саду стихов и сделали довольно большие предположения о воздушном потоке, распределительных валах и трении в двигателе — и мы даже не коснулись эффективности нагнетателя.Тем не менее, имея это простое уравнение производительности двигателя, вы сможете довольно близко оценить потенциал мощности для большинства двигателей. Кроме тех закисших парней. Это совсем другая история.

Как рассчитать мощность в лошадиных силах — Power Test, Inc.

Уравнение для расчета лошадиных сил простое: лошадиных сил = крутящий момент x об/мин / 5 252 . Вы можете использовать наш калькулятор лошадиных сил ниже, чтобы проверить это самостоятельно. Когда дело доходит до понимания того, как динамометр измеряет крутящий момент и рассчитывает мощность, полезно знать еще несколько основных определений и формул.

Сила и работа

Если мы держим груз в 10 фунтов, мы применяем силу в 10 фунтов. Если мы переместим (сместим) вес на расстояние 3 фута, мы проделаем работу. Мы сделали 30 фунтов-футов работы.

Работа = Сила x Перемещение

Мощность

Мощность — это количество работы, которое можно выполнить за определенный период времени.

Мощность = Работа/Время или Сила x Смещение/Время

Лошадиная сила

По определению 1 лошадиная сила вытесняет 1 фунт.33 000 футов в минуту или 33 000 фунтов-футов в минуту.

1 л.с. = 1 фунт x 33 000 футов / 1 минута

Попробуйте сами

Применение к вращательному движению

Мы имеем дело с двигателями, в которых сила и мощность передаются во вращательном движении. Это немного меняет дело.

Крутящий момент — это сила, приложенная или полученная через рычаг или рычаг крутящего момента, который будет вращаться вокруг точки опоры или оси вращения. Для наших целей плечо — это радиус.Если сила в 10 фунтов приложена к радиусу 3 фута, мы применяем крутящий момент в 30 фунтов на фут. Мы будем использовать тормоз и моментный рычаг при измерении крутящего момента двигателя. Обратите внимание, что хотя физически крутящий момент является силой, математически он уже имеет те же единицы измерения, что и работа. (фунт-фут)

Мы знаем, что Работа достигается, когда есть Сила и Смещение. Сила — это работа, зависящая от скорости. Поскольку мы имеем дело с вращательным движением, оно называется угловой скоростью и выражается в радианах в секунду или оборотах в минуту.Радиан — это угол, радиус которого равен длине дуги, образованной этим углом. Это то же самое, независимо от размера круга. Следовательно, на каждый оборот приходится 2π радиан. Как и у оборота, у радиана нет единицы измерения, что хорошо работает, потому что крутящий момент уже имеет единицу смещения (футы).

Теперь формула силы выглядит так.

Мощность = Крутящий момент x 2π x оборотов в минуту

Мы хотели бы избавиться от 2π и нам нужно учесть, что 1 H.P. = 33 000 lb-ft. / мин.

Вот что у нас получилось для уравнения.

33 000 lb-ft/мин = lb-ft. х 2π х об/мин

Разделите каждую сторону на 2π (6,28315), и вы получите 5 252 фунт-фут/мин = фунт-фут. х оборотов/мин.

Затем разделите каждую сторону на 5252, и вы получите следующее уравнение:

1 Мощность = крутящий момент x об/мин. / 5252

Из-за этой математики крутящий момент в фунто-футах и ​​мощность всегда будут одинаковыми при 5252 об/мин.

Урок физики. на момент написания этой статьи. Все заявления и мнения, выраженные Кием Динем, принадлежат исключительно Кием Дину и не отражают деятельность Honeywell Turbo Technologies.

Движение автомобилей регулируется физикой, поэтому использование некоторых базовых физических данных и данных позволяет нам вычислять интересные вещи. Все любят классные вещи, верно? В современном автомобиле есть электроника, которая дает нам возможность собирать полезные данные, позволяющие нам вычислять полезные вещи. В этом случае мы собираемся рассчитать крутящий момент и мощность в виртуальном динамометрическом стенде.

Недавно у меня был установлен Hondata KPro, позволяющий мне получать необходимые данные. Для расчета крутящего момента и лошадиных сил необходимо зарегистрировать только частоту вращения двигателя и время.Только с этими двумя параметрами мы можем применить старое доброе F=ma (сила = масса x ускорение). Нам нужно знать другие параметры, характерные для автомобиля, чтобы выполнить расчеты: размер шин, вес автомобиля, передаточные числа, главная передача, коэффициент аэродинамического сопротивления, лобовая площадь и плотность воздуха.

Во-первых, нам нужно посмотреть на силы, действующие на автомобиль. У нас есть сила на колесах, толкающая машину вперед, и сила аэродинамического сопротивления, толкающая машину в противоположном направлении.Разница между ними заключается в остаточной силе, обеспечивающей ускорение. Конечная скорость — это ситуация, когда сила сопротивления равна силе на колесах, что приводит к нулевой силе ускорения. Я назвал силу на шине чистой силой, так как существуют также потери на трение; На самом деле нет хорошего способа отделить потери на трение от силы, действующей на шины (которую я назвал полной силой), поэтому я объединил их в чистую силу. Это эквивалентно измерению крутящего момента на колесах на динамометрическом стенде, где автомобиль привязан к роликам.

Основное уравнение, которое нам нужно для расчета крутящего момента и мощности: F=ma. Мы знаем массу автомобиля, поэтому нам нужно рассчитать ускорение автомобиля, которое дает нам силу. Помните скорость двигателя и время, которое мы записали? Мы собираемся использовать эту информацию для расчета скорости, дающей нам ускорение и силу сопротивления. Знание этих двух вещей дает нам чистую силу на шины.

Чтобы получить скорость, нам нужно знать, как быстро вращается шина, а также длина окружности шины.Вычисление длины окружности шины — это простое определение ширины шины, соотношения сторон и диаметра колеса. Скорость вращения шины рассчитывается путем деления частоты вращения двигателя на передаточное число. В случае с S2000 в дополнение к каждому отдельному передаточному числу и главной передаче имеется первичная передача.

Теперь, когда мы знаем скорость, можно просто вычислить ускорение. От ускорения мы получаем результирующую силу на шину. Используя значение чистой силы и радиус шины, мы можем рассчитать крутящий момент на шине.Для преобразования в крутящий момент на двигателе (измеренный на колесах/шинах, таких как большинство динамометрических стендов шасси) значение крутящего момента на шине делится на передаточное отношение. Как только вы узнаете крутящий момент двигателя, мощность в лошадиных силах станет простым уравнением.

Связанные

www.e31.net

Если вы, как гордый обладатель мощной машины, скажете, что у нее 380 л. получил 550 Нм крутящего момента, вы услышите просто «…?!’ — если вообще.

Никто на самом деле не знает о крутящем моменте, хотя это важная единица . Вот почему эта статья была написана. Получайте удовольствие от этого:

Через силу, работу, расстояние и время к власти

Чтобы переместить вес на расстояние , вам потребуется сила . Если вес приклеен к земле и, следовательно, не движется, никакой работы не будет (по крайней мере, в физическом смысле).Итак, работа движение вес на расстоянии (путем приложения силы). Если сейчас учесть время, то можно рассчитать мощность. Мощность это продолжительность из работа , время, необходимое для перемещения груза на определенное расстояние. Чем больший вес вы перемещаете в период времени, тем больше у вас мощности (способности выполнять работу с течением времени).

Давайте поиграем в двигатель и прикрепим груз 1 Н (= 0.102 кг) на конец палки длиной 1 м, которую вы пытаетесь держать горизонтально схватив его за противоположный конец. Необходимая (крутящая) сила равна 1Н × 1м = 1Нм.
Теперь представьте, что эта палка с грузом на другом конце вращается на 360° с сопротивлением 1 Н. работа сделана будет 1 Н × 6,2832 м = 6,2832 Нм (6,2832 м — периметр круга, по которому движется груз на конце 1-метровой палки. Периметр = диаметр × Pi = 2 × 1 м × 3.14159… = 6,2832 м).
Сопротивление в 1 Н предназначено для имитации гравитационной силы, с которой вам придется иметь дело при вертикальном перемещении груза. Итак, если бы вы Поднимите вес 1 Н 6,2832 м по вертикали, вы выполнили ту же работу 6,2832 Нм.

Но как насчет силы сделать это? Теперь нужно задействовать время, как вы можете видеть, взглянув на определение лошадиной силы: 1 л.с. = 75 кп × м/с. 1кп (килопонд) эквивалентен 9,80665 Н, поэтому 1 л.с. = 735,5 Н × м/с, что означает, что при подъеме веса 735.5Н (75 кг) по одному метру через каждый во-вторых, это мощность одной лошадиной силы. Подъем вдвое большего веса за одно и то же время удваивает мощность (2 л.с.), как и подъем тот же вес в два раза меньше и так далее. Однако больше работы (в глазах физика!) не было бы сделано, потому что формула «сила × расстояние» не заботится о времени.

Чтобы вернуться к автомобилям и двигателям, возьмем, к примеру, BMW 850 CSi . Двигатель этого автомобиля будет развивают мощность 380 л.с. при 5300 об/мин.Таким образом, вы могли бы поднимать вес 380 × 75 кг = 28500 кг на один метр каждую секунду!

Единицей лошадиной силы является N × м/с. В нашем примере с гирей и палкой единицей работы было N × m (Нм). Если мы умножим это на число оборотов в минуту (единица 1/с), мы получим единицу мощности. Если сейчас вы смотрите несколько скептически, это обычная реакция. Итак, посчитаем, при каких оборотах 1 Нм работы равен 1 л.с.:

1 л.с. = 75 кп × м/с = 735,5 Н × м/с

Теперь мы устанавливаем это равным нашему крутящему моменту, умноженному на все еще неизвестные обороты, и получаем

735.5 Н × м/с = 6,2832 Нм × n 1/с

Теперь мы можем вычислить n:

п = 117,058

Двигатель с крутящим моментом 1 Нм при 117,058 оборотах в секунду (то есть 7023,5 оборотов в минуту) имеет мощность от 1 л.с. Имея эту информацию, легко получить следующую формулу для расчета мощности:

л.с. = Нм крутящего момента × об/мин

70223,9 9023,9 904 904 904 Итак, никто не измеряет мощность двигателя напрямую.Динамометр измеряет только крутящий момент, который будет, по отношению к частоте вращения двигателя, преобразованным в лошадиные силы по предыдущей формуле! Это означает, что лошадиная сила является более или менее воображаемой единицей, а не чем-то, что вы можете увидеть, почувствовать или измерить. Это может испугать одного или другого, но это действительно так!

Крутящий момент и ускорение

Скорость разгона автомобиля зависит исключительно от крутящего момента. Это Ньютон-метры, которые вы чувствуете в своей спине. Любая машина разгоняется на любой передаче так сильно, как диктует кривая крутящего момента.На пике крутящего момента автомобиль будет разгоняться больше всего, при более высоких и более низких оборотов меньше.

© БМВ

Это означает, что абсолютно не имеет значения, где находится пик крутящего момента. Это не повлияет на величину ускорения если это при 2000 об/мин вместо 4000 об/мин, хотя мощность удвоилась бы при 4000 об/мин (см. формулу).

Простая математика доказывает это. Крутящий момент двигателя передается через коробку передач и дифференциал на колеса, так что определенное количество Ньютон-Метерс прибывает туда.Взяв, например, CSi при 4000 об/мин на первой передаче, это будет 550 Нм × 4,254 × 2,93 / 2 = 3428 Нм. которые поступают на каждое заднее колесо (здесь не учитываются потери в трансмиссии). Первый множитель представляет собой первую передачу в коробке передач, второй задний дифференциал. И поскольку крутящий момент подается на два колеса, происходит деление на два.

Вычислить силу, которая двигает автомобиль вперед, теперь легко: разделите на радиус колеса, потому что это плечо рычага. Задняя шина 8 серия имеет окружность почти ровно два метра и, следовательно, радиус 2 м / 2π = 0.318м. Теперь 3428 Нм / 0,318 м = 10780 Н, что означает, что каждое заднее колесо двигает автомобиль вперед с силой 10780 ньютонов, что в сумме дает 10780 × 2 = 21560 Н (что равняется 2200 кг!).

Как видите, связь крутящего момента и тяги не может быть более прямой. Больше крутящий момент означает больше тяги — независимо от значения оборотов и не зависит от мощности на этих оборотах!

Таким образом, лошадиные силы совершенно не важны для ускорения, не так ли…?

Мощность растет до тех пор, пока крутящий момент не падает быстрее, чем растут обороты, поэтому мощность каким-то образом говорит вам, насколько быстро разгоняется автомобиль.Почему?

Секрет в том, когда вам нужно переключиться на более высокую передачу, когда у вас появляется больше крутящего момента на следующей более высокой передаче и поэтому сможет сильнее разгоняться. Таким образом, чем выше обороты перед переключением, тем дольше вы можете оставаться в движении. передачу и не нужно жертвовать мощностью двигателя ради скорости (из-за более высокого передаточного числа).

Вот таблица, которая показывает на BMW 850 CSi , когда и почему нужно переключать передачи. В таблице указан крутящий момент (относительно до оборотов в минуту), который доступен непосредственно на двигателе, и, что гораздо важнее, крутящий момент, доступный за коробкой передач, который передается на колеса (конечная передача здесь не учитывалась, т.к. это постоянный фактор).Кроме того можно увидеть, как обороты двигателя меняются при переключении передач.

RPM RPM
Engine

1-й шестерня (4.2547: 1) 2-й шестерня (2.534: 1) 3RD Gear (1.682: 1) 4-й шестерня (1.235: 1) 5-й шестерня (1.000: 1) 6-й шестерня (0.831: 1)
Крутящий оборотов в минуту
вторая шестерня
Крутящий оборотов в минуту
третьей передач
Крутящий оборотов в минуту
четвёртой передач
Крутящий момент об/мин
5-й
крутящий момент RPM
6-й шестерня
1500 420 нм 1768 NM => 893 , 1064 нм 706 нм 706 нм 706 нм 706 нм 706 нм 706 нм 706 нм 706 нм => 1101 518 NM => 1214 420 нм 420 нм => 1246 349
2000 440 нм 1871 нм => 1191 1114 нм = > 1327 740 NM => 1468 543 NM => 1619 440 нм => 1661 365 NM
2500 470 нм 1999 нм => 1489 1190 NM => 1659 => 1659 790 NM => 1835 580 NM 580 NM 470 нм => 2077 390 NM
3000 500 нм 2127 NM => 1787 1267 NM => 1991 841 NM => 2202 617 нм => 2429 500 нм => 2493 415 нм
3500 530 NM 2254 NM => 2084 => 2084 1343 NM => 2323 891 NM => 2570 654 NM => 2834 530 нм > 2908 440 NM
4000 4000 550 нм 2339 нм => 2382 1393 нм => 2655 925 нм => 2937 679 нм => 3238 550 NM => 3324 457
440 NM 540 NM 2297 NM => 2680 1368 NM => 2987 908 NM => 3304 666 Нм => 3643 901 66 540 нм => 3739 => 3739 448
530 530 530 нм 2254 Nm 2254 NM => 2978 1343 NM => 3318 891 нм => 3671 654 NM => 4048 => 4048 530 нм => 4155 440 нм
5500 470 нм 1999 нм => 3276 1190 нм => 3650 790 нм => 3671 580 нм => 4453 => 4453 470 Nm => 4570 390 нм
6000 400 нм 1701 нм => 3574 1013 Нм => 3982 => 3982 672 NM => 4405 494 NM => 4858 400 нм => 4986 332 NM

Как видите, крутящий момент при 6000 об/мин за коробкой передач на 1-й и 2-й передаче намного выше крутящего момента на следующей высшая передача на любых оборотах.Это означает, что для наилучшего ускорения вы можете не только разогнать двигатель до более чем 6000 об/мин в первые две передачи, вы должны сделать это (двигатель 850 CSi позволяет быстро развивать скорость до 6400).

На 1-й передаче при 6000 об/мин крутящий момент за коробкой передач составляет 1701 Нм. Если вы затем перейдете на секунду, обороты двигателя будут падение примерно до 3600 об/мин и крутящий момент примерно до 1350 Нм.
На 4-й передаче крутящий момент 494 Нм при 6000 об/мин (из-за передаточного числа 1,235 вместо 4.254, как в 1-м). Сдвиг в пятую давало бы 530 Нм крутящего момента при 4858 об/мин. Так что крутить двигатель до 6000 абсолютно нет смысла на четвертой передаче.

об/мин и крутящий момент

Как видно из таблицы, большая часть мощности теряется из-за передаточного числа на высоких передачах. Вот почему так важно оставаться на любой передаче как можно дольше, а для этого нужно, чтобы пик крутящего момента приходился на высокие обороты s .

Другой пример: Возьмите два 850 CSi и замените один двигатель на другой с таким же крутящим моментом, но чей крутящий момент пик приходится на 2000 об/мин вместо 4000.При гонке друг с другом с мертвой точки модифицированный CSi будет быстрее с конвейера, потому что его 550 Нм доступны уже при 2000 об/мин, а у обычного всего 440 Нм.
После своего пика величина крутящего момента быстро падает и около 3000 об/мин драйвер модифицированного CSi придется переключиться на более высокую передачу, потому что там у него больше крутящего момента. Поэтому мощность двигателя приносится в жертву скорость. И теперь это стандартный CSi , который взрывается, потому что его противник внезапно имеет чуть больше, чем вдвое меньше крутящего момента, чем на первой передаче, тогда как на 1-й он может двигаться до 6400 об/мин.Когда запас CSi сдвигается на вторую передачу, модифицированному почти придется переключиться на третью.

Казалось ли, что модифицированная машина сначала выиграет, все увидят, что лучше иметь пик крутящего момента на высокие обороты, как только модифицированный автомобиль быстро падает назад. Двигатель BMW Formula-1 имеет примерно такой же крутящий момент, как и двигатель Е46 М3. У M3 пик крутящего момента приходится на 5000 об/мин, а у двигателя Формулы-1 — около 16000. Давайте угадаем. кто может держать педаль акселератора на полу в течение более длительного времени…

Или другой небольшой пример:
Максимальный крутящий момент при высоких оборотах = хорошо = бензиновый двигатель
Максимальный крутящий момент при низких оборотах = плохой = дизельный двигатель
Что толку от всего крутящего момента, если вам почти нужно до переключаться на 6-ю передачу на скорости 65 миль в час?

Теперь, можете ли вы применить это в реальной жизни? Ну, более-менее потому, что на сегодняшний день атмосферных дизельных двигателей практически нет. (только турбодизели). Это могло привести вас к мысли, что верхнее утверждение неверно. Но сравнивая безнаддувные двигатели и двигатели, использующие принудительную индукцию (с помощью турбонаддува или нагнетателя), это все равно, что сравнивать яблоки и апельсины.Итак, бензиновый двигатель = хороший дизельный двигатель. = bad относится, конечно же, к сравнениям внутри этих двух понятий.

Если вы говорите «дизель» в наши дни, вы всегда имеете в виду дизель с турбонаддувом , не осознавая этого полностью. Это заставляет дизельные двигатели выглядеть лучше, но по сравнению с бензиновым двигателем с таким же турбонаддувом у них все равно нет шансов. Да конечно дизель экономичнее но это сайт об эмоциях, а не о здравом смысле.

Так что же такого особенного в турбодвигателе? Это кривая крутящего момента.Как было сказано ранее, именно крутящий момент отвечает за ускорение. чем больше крутящий момент, тем быстрее разгоняется автомобиль. Было заявлено, почему лучше иметь пик крутящего момента и на высоких оборотах. Но почему бы и нет у нас есть высокий крутящий момент на низких оборотах , а также ?

Потому что характеристики атмосферных двигателей не позволяют. Крутящий момент увеличивается до определенного момента, а затем снова падает. Таким образом, цель инженеров, разрабатывающих безнаддувные двигатели, состоит в том, чтобы сдвинуть эту точку до максимально возможных оборотов.таких проблем нет с турбированным двигателем. Турбокомпрессор нагнетает воздух в цилиндры, которые вместо этого должны были бы всасываться поршнями во время движения. вниз. Управление двигателем теперь контролирует количество воздуха, поступающего в цилиндры, в зависимости от числа оборотов. Итак, двигатель имеет максимальный крутящий момент почти всегда.

Чтобы наглядно представить обе концепции, вот диаграммы мощности и крутящего момента двух репрезентативных автомобилей:

9 © ©

©
Lamborghini Diablo GT Porsche 996 Turbo

Lambo очень четко демонстрирует характеристики безнаддувного двигателя, пик крутящего момента, тогда как у Porsche типичный крутящий момент плато (560 Нм с 2700 до 4600 об/мин).В то время как Diablo достигает своего максимального ускорения только около 5500 об/мин, Porsche делает это с 2700 об/мин до 4600 об/мин! Но он также показывает турбо-лаг . Это диапазон оборотов до того, как турбокомпрессор начнет работать. Около 1000 оборотов силовая установка Порше жалкая (200 Нм) но при 2000 об/мин крутящего момента уже в два с половиной раза больше (500 Нм). Сегодняшние турбины включается довольно мягко, но раньше в этот момент было радикальное увеличение крутящего момента.

Давайте представим, что мы прикручиваем турбины к двигателю Lamborghini, которые затем также создают максимальный крутящий момент с 2000 об / мин, чтобы мы имел 630 Нм с 2000 до 5500 об/мин.Это дало бы нам резкое ускорение, но — и это интересно — не привело бы к более высокому показатель лошадиных сил! Проверь это…

Вот почему, несмотря на свою малую мощность, турбодизели на удивление хорошо разгоняются. Из-за турбокомпрессора они рано набирают крутящий момент и поддерживать его в широком диапазоне оборотов. Лошадиные силы, как видите, не очень показательны.

Но вы даже не можете все время полагаться на показатель крутящего момента. Вернемся к примеру с М3 и Формулой-1. Оба двигателя имеют примерно одинаковый крутящий момент, M3 при 5000, F1 при 16000 об/мин.Если вы поставите двигатель F1 в M3, ускорение будет примерно таким же, но Вы могли бы достичь более высоких скоростей с новым двигателем. Вы могли бы ехать в три раза быстрее: около 800 км/ч (500 миль/ч) — теоретически, конечно, так как сопротивление воздуха замедлит вас гораздо раньше. Хорошо, это было бы не очень умно, так что давайте включим другую передачу в нашу автомобиль так, чтобы на максимальных оборотах он достиг такой же скорости, как с оригинальным двигателем М3. Но это означает, что передаточное число намного короче. (примерно на треть), чем раньше, и что внезапно на колеса поступает в три раза больше крутящего момента, и наша машина ускоряется в три раза Быстрее.

Кроме того, коробка передач должна быть специально разработана для характеристик двигателя. Что хорошего в том, когда вы переключаетесь на следующую более высокую передачу на ограничителе и обороты падают в области с недостаточным крутящим моментом? Поэтому коробка передач, которая хорошо соответствует характеристикам двигателя, также очень важна.

Чтобы узнать, как автомобиль разгоняется, вы должны взглянуть на кривую крутящего момента, коробку передач и принять во внимание вес автомобиля. Тогда – и только тогда можно ожидать правильного результата.Знать количество лошадиных сил в таком случае совершенно бесполезно.

Как рассчитать крутящий момент — Как обсудить

Как рассчитать крутящий момент

Как определить крутящий момент? Крутящий момент (также называемый моментом, в основном используется инженерами) рассчитывается путем умножения силы и смещения. Единицами крутящего момента в системе СИ являются ньютонметры или Н*м (хотя эти единицы такие же, как джоули, крутящий момент не является работой или энергией, поэтому он должен быть только в ньютонметрах).

Какова единица измерения крутящего момента?

Метрической (СИ) единицей крутящего момента является ньютон-метр (Нм).Дюймы, крутящий момент обычно измеряется в фунтах-футах (lb-ft) или фунтах-дюймах (lb-in).

Как рассчитать необходимый крутящий момент?

Метод 1 из 3: Определение крутящего момента для перпендикулярных сил Найдите длину плеча рычага. Расстояние между осью или точкой поворота и точкой приложения силы называется плечом рычага. Найдите силу, перпендикулярную плечу рычага. Сила, перпендикулярная плечу рычага, обеспечивает наибольший крутящий момент. Умножьте силу на расстояние, чтобы найти крутящий момент.

Что такое уравнение крутящего момента?

Уравнение крутящего момента может быть представлено следующим уравнением: = F * rsin (θ). T — вектор крутящего момента, F — заданная сила, r — длина плеча рычага, а θ — угол между плечом рычага и вектором силы.

Что представляет собой физическое уравнение для крутящего момента?

Крутящий момент (также момент) вокруг оси под действием силы является мерой эффективности силы в создании вращения вокруг этой оси.Парное уравнение: τ = rFsinθ.

Как рассчитать величину крутящего момента?

Удобный способ расчета величины крутящего момента состоит в том, чтобы сначала найти плечо рычага, а затем умножить его на приложенную силу. Плечо рычага – это расстояние перпендикулярно оси вращения от линии действия силы.

Что такое формула крутящего момента?

Используйте формулу: Крутящий момент = Длина × Сила × Синус (угол) Синус (угол) — это тригонометрическая функция, для которой требуется научный калькулятор.Если вы прикладываете силу перпендикулярно ручке, вы можете опустить эту часть, так как sin (90) равен единице.

Как рассчитать значение крутящего момента?

Как рассчитать крутящий момент Метод 1 из 3: Найдите крутящий момент для перпендикулярных сил. Найдите длину плеча рычага. Метод 2/3: Определить крутящий момент для угловых сил. Начнем с расстояния до радиального вектора. Метод 3 из 3: Определить крутящий момент как функцию момента инерции и углового ускорения. Найдите момент инерции.

Как измерить крутящий момент двигателя?

Относительно простой метод оценки крутящего момента выходного вала электродвигателя заключается в измерении электроэнергии, потребляемой измерителем электроэнергии. Счетчик рассчитывает потребление энергии, измеряя ток и напряжение в линии, которая приводит в движение двигатель.

Как рассчитать крутящий момент электродвигателя?

Как рассчитать крутящий момент электродвигателя. Ватт = Вольт * Ампер. 1 л.с. (PS) = 746 Вт.Крутящий момент (T) = ((PS (PS) / RPM (оборотов в минуту)) * 63025 (постоянных) ампер при 3600 об/мин.

Что такое уравнение крутящего момента двигателя?

Уравнение крутящего момента двигателя постоянного тока Крутящий момент, или момент, или момент силы — это стремление силы вращать или перемещать объект вокруг оси. Сила толкает или тянет, так же как крутящий момент — это вращение объекта. Математическая связь: T = F × r.

Какой максимальный крутящий момент на двигателе?

Максимальный крутящий момент, развиваемый асинхронным двигателем, известен как крутящий момент или крутящий момент.Этот развиваемый крутящий момент является мерой кратковременной перегрузочной способности двигателя.

Как рассчитать физический крутящий момент

Самый простой способ рассчитать крутящий момент — умножить приложенную силу в ньютонах на межцентровое расстояние в метрах. Существует также вращательная версия этой формулы для 3D-объектов, использующая момент инерции и угловое ускорение.

Расчет крутящего момента по лошадиным силам

Следующая формула используется для расчета крутящего момента по лошадиным силам.T = PS / (об/мин / 5252), где T — крутящий момент (фунт-фут), PS — выходная мощность.

В чем разница между крутящим моментом и мощностью?

Основное различие между мощностью и крутящим моментом. Мощность и крутящий момент — две характеристики, часто используемые для классификации транспортных средств. Основное различие между мощностью и крутящим моментом заключается в том, что лошадиная сила измеряет количество энергии, производимой двигателем в единицу времени, тогда как крутящий момент измеряет крутящий момент, создаваемый двигателем.

Какое уравнение для лошадиных сил?

Упростите уравнение мощности: 1 лошадиная сила = 550 фунто-футов в 1 секунду.В более общем смысле сила = сила, умноженная на расстояние, деленное на время.

Как перевести обороты в лошадиные силы?

Изучите формулу преобразования лошадиных сил между скоростями. Работа равна паре за время. Таким образом, уравнение выглядит следующим образом: лошадиная сила = крутящий момент * об/мин / 5252. Константа 5252 является результатом преобразования оборотов в радианы в секунду и использования определения лошадиных сил.

Как вы измеряете лошадиные силы?

Как только они смогут измерить крутящий момент, они смогут измерить и мощность.Формула проста: умножьте крутящий момент на число оборотов двигателя (измеряется в об/мин), затем разделите на 5252, чтобы получить мощность при этих оборотах.

Как найти крутящий момент и в каких единицах?

Крутящий момент (также называемый инженерами крутящим моментом) рассчитывается путем умножения силы на перемещение. Единицами крутящего момента в системе СИ являются ньютонметры или Н*м (хотя эти единицы такие же, как джоули, крутящий момент не является работой или энергией, поэтому он должен быть только в ньютонметрах). В расчетах пар обозначается греческой буквой тау: τ.

Рассчитайте силу

Используйте формулу для расчета силы: сила равна массе, умноженной на ускорение, или F = m × a. Обязательно используйте измерение массы в килограммах и ускорение в метрах в квадрате в секундах. После решения уравнения сила измеряется в ньютонах.

Какова правильная формула для определения силы?

Используйте формулу для расчета силы: сила равна массе, умноженной на ускорение, или F = m × a. Обязательно используйте измерение массы в килограммах и ускорение в метрах в квадрате в секундах.

Как рассчитать нормальную силу?

Используйте правильное уравнение. Для расчета нормальной силы объекта под углом нужно использовать формулу: N = m*g*cos(x). В этом уравнении N относится к нормальной силе, m к массе объекта, g к ускорению свободного падения и x к углу наклона.

Какое уравнение для расчета средней силы?

Слово среднее используется для обозначения того, что скорость не является мгновенной или точно измеренной скоростью.Следовательно, средняя сила равна произведению массы тела на среднюю скорость за данный момент времени. F = m (v f v i) / t. F = сила.

Как вычислить величину силы?

Используйте компоненты теоремы Пифагора для расчета величины векторов силы. Думайте о координате x силы как о основании треугольника, о компоненте y как о высоте треугольника, а о гипотенузе как об общей силе двух компонентов.

Как преобразовать крутящий момент в силу?

Уравнение сила = крутящий момент преобразует крутящий момент в силу.В уравнении угол — это угол, под которым сила действует на плечо рычага, при этом 90 градусов — это прямое приложение.

Что такое единица крутящего момента?

Соединительный узел Нм.

Что такое единица измерения крутящего момента в терминах

Международная система единиц (СИ), официальная система измерения почти во всех странах мира, основана на метрической системе. В метрической системе каждый основной вид измерения (длина, вес, вместимость) имеет базовую единицу измерения (метр, грамм, литр).

Какова единица крутящего момента в СИ?

Греческая буква Тау используется для обозначения пары. Единицами крутящего момента являются времена прохождения мощности. Единицей крутящего момента в системе СИ является ньютон-метр. Наиболее распространенной английской единицей измерения является фут-фунт.

Что такое метрическая единица измерения?

Метрическая система основана на числителях. Измерительный инструмент сделан с использованием окружности земли от Северного полюса через Париж, Франция, до экватора. Метрические единицы можно легко преобразовать путем умножения или деления на десять.

В чем используется метрическая система измерения?

Метрическая система Этот тип измерительной системы является одним из наиболее распространенных не только в фармацевтической промышленности, но и в других областях исследований и производства. В Соединенных Штатах эта система является официальным стандартом измерения для аптек и других областей медицины. Но и другие методы тоже работают, но в определенных случаях.

Какая единица измерения меньше унций?

Грамм значительно меньше унции, около 28 граммов составляет унция.Аббревиатура грамма — г, аббревиатура килограмма — кг. Литр — это метрическая мера объема, равная одной жидкой унции в большинстве стран мира за пределами США.

Каковы все общепринятые единицы измерения объема?

  • Куб.м. Базовой единицей объема в системе СИ является кубический метр.
  • литров. Литр также является общепринятой метрической единицей.
  • Джилл. В настоящее время жабры используются для измерения количества алкогольных напитков: жабра эквивалентна пяти жидким унциям в имперской системе и четырем жидким унциям в американской системе.
  • драхм. Драх или драхма — это единица массы, объема, а также денежная единица.

Что такое стандартные меры и веса?

Положения о мерах и весах (упакованные продукты) 1977 г. требуют от производителей/упаковщиков обязаться раскрывать определенную базовую информацию об упакованных продуктах, чтобы защитить интересы потребителей и гарантировать, что количество, указанное на упаковке, указано на упаковке.

Какова общепринятая единица длины?

Единицы длины.При измерении длины в общей системе часто используются дюймы, футы, ярды и мили. Единицы длины измеряют высоту, ширину, длину, глубину и расстояние. Люди измеряют свой рост ногами.

Какая единица измерения используется для объема?

В Международной системе единиц (СИ) стандартной единицей измерения объема является кубический метр (м3). Метрическая система также включает литр (л) как единицу объема, где литр — это объем четырехдюймового куба.

Какие единицы используют ученые для измерения объема?

Научное измерение объема Объем, измеряемый в химии, представляет собой количество пространства, занимаемого материей. Обычно он измеряется в литрах (л), квартах. в стандартных единицах или миллилитрах (мл), 1/1000 литра, около одной унции.

Какие две единицы используются для измерения объема?

Масса и объем — две единицы, используемые для измерения объектов. Масса — это количество материи в объекте, а объем — занимаемое им пространство.Пример: шар для боулинга и баскетбольный мяч имеют примерно одинаковый объем, но шар для боулинга имеет гораздо больший объем.

Какие единицы используются для объема?

Единицы объема преобразователя: Наиболее часто используемые единицы объема: Наиболее распространенными единицами объема являются литры (1 кубический дециметр), миллилитры (1 кубический сантиметр), жидкие унции, чашка, пинта, кварта, галлон, кубический метр, кубический ноги. и куб.

Определение единицы измерения

Единица измерения – это конкретная величина величины, определенная и принятая в соответствии с конвенцией или законом и используемая в качестве эталона для измерения того же типа величины.Любая другая такая величина может быть выражена как кратное единице измерения. Например, длина — это физический метр: это единица длины, представляющая собой определенную предопределенную длину.

Что понимается под единицей измерения?

шт. Единица измерения – это определенное количество физической величины, определенное и принятое соглашением или законом, которое служит мерой измерения той же самой физической величины. Любое другое значение физической величины может быть выражено простым кратным единице измерения.

Каковы различные единицы измерения?

Международная система единиц – это система измерений, основанная на 7 основных единицах измерения: метр (длина), килограмм (масса), секунда (время), ампер (электрический ток), кельвин (температура), моль (количество) . ) и кандела. (Яркость). Эти базовые устройства можно использовать в сочетании друг с другом.

Какая единица измерения является основной?

В системе СИ есть семь основных единиц измерения: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), кельвин (К), ампер (А), моль (моль) и кандела.КОМПАКТ ДИСК). Метрическая система использует такие единицы, как метры, литры и граммы, для количественного определения длины, объема и веса, точно так же, как в традиционной системе для их измерения используются футы, четверти и унции.

Каковы примеры единиц измерения?

Единицы измерения используются для представления количества или стоимости измеряемого объекта. Например, единицами измерения длины являются дюймы, сантиметры, километры и так далее.

Чему равен крутящий момент?

В физике и механике крутящий момент является вращательным эквивалентом линейной силы.Его также называют моментом, моментом силы, вращательной силой или вращательным эффектом, в зависимости от области концепции, полученной из исследования, использования Архимеда, поскольку линейная сила представляет собой удар или тягу, крутящий момент можно рассматривать как вращение объекта вокруг определенной оси.

Пропорционален ли крутящий момент радиусу?

Крутящий момент на каждой шестерне пропорционален радиусу шестерни, то есть Tc = Tb * rc / rb. Это позволяет рассчитать крутящий момент на каждом валу на основе крутящего момента на шестернях.

Как рассчитать величину крутящего момента, необходимого для продажи

Крутящий момент = сила x расстояние. Калькулятор 2. Известные переменные: вес (фунты), диаметр (футы), изменение скорости (об/мин) и общее время разгона системы. В дополнение к крутящему моменту, необходимому для перемещения груза с постоянной скоростью, необходимо ускорение груза.

Когда необходимо рассчитать эффективный момент нагрузки?

Если крутящий момент, требуемый двигателем, со временем изменяется, необходимо определить, можно ли использовать двигатель, путем расчета фактического момента нагрузки.Эффективный момент нагрузки особенно важен для режимов работы типа Б. быстрых циклов, которые часто ускоряются/замедляются.

Есть ли способ рассчитать крутящий момент болта?

Общие значения момента затяжки болтов можно найти, но найти точную ссылку не всегда просто. Момент затяжки болта можно проверить с помощью такого инструмента, как динамометрический ключ, но без спецификации динамометрический ключ бесполезен. Чтобы получить правильное значение крутящего момента, вам нужно сначала найти некоторые другие значения.

Каковы условия использования калькулятора крутящего момента?

Используя этот калькулятор крутящего момента, вы соглашаетесь со следующими условиями: Следующие значения крутящего момента являются ориентировочными, и их использование является добровольным. При разработке этой информации Fastenal приложил все усилия, чтобы обеспечить ее правильное отображение.

Что такое понижающий крутящий момент?

Момент затяжки обычно равен фиксирующей способности гайки, и его можно измерить, чтобы убедиться, что она сохраняет свою несущую способность.Думаю, стопорные свойства гаек и классификация резьбовых соединений упоминаются в CAAIPS, но опять же не помню в какой главе!

Как рассчитать угол крутящего момента?

Крутящий момент (также момент) вокруг оси под действием силы является мерой эффективности силы в создании вращения вокруг этой оси. Парное уравнение: τ = rFsinθ. Где: острый угол между радиальной линией и силовой линией.

Что такое удерживающий момент?

Удерживающий момент — это мера крутящего момента, необходимого для перемещения вала стационарного шагового двигателя.Удерживающий момент (T) является произведением постоянного момента двигателя (KT) и тока (i), подаваемого на обмотки статора. Т = КТи.

Что такое расчет крутящего момента?

Крутящий момент рассчитывается по формуле = rxF. Это означает, что произведение вектора пути на вектор силы дает результат. Посетите калькулятор векторных перекрестных произведений, чтобы получить дополнительную информацию и формулы для расчета перекрестных произведений.

Как измерить крутящий момент?

Крутящий момент — это мера стремления силы вращать объект.Для ее расчета необходимо знать величину силы и длину вала до точки приложения силы. Переведите силу в ньютоны (Н). Чтобы перевести фунты в ньютоны, умножьте на.

Как вы объясните крутящий момент?

Крутящий момент — это просто сила, действующая на что-то дистанционно (поршень давит на коленчатый вал, используя этот рычаг, чтобы его повернуть), а мощность — это крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, или мера скорости двигателя.определенный объем работы.

Что такое уравнение определения крутящего момента

Существует также простая формула для расчета крутящего момента: T = F x d, где T — крутящий момент, F — сила, а d — расстояние плеча рычага. Единицей крутящего момента является ньютон-метр, а единицей силы — ньютон.

Что такое крутящий момент и его единицы измерения?

Само слово пар на латыни означает твист. Единицей крутящего момента в системе СИ является ньютон-метр (Нм). Пары подчиняются принципу суперпозиции в физике: если на тело действует несколько пар, то результирующая или конечная пара равна сумме отдельных пар.

Что такое уравнение расчета крутящего момента

Формула крутящего момента Крутящий момент можно рассчитать по следующей формуле: (t) = (r) * (F) * sin (тета), где t — крутящий момент в дюйм.

Что такое уравнение отношения крутящего момента

Крутящий момент вращающегося объекта может быть записан математически как отношение между мощностью и угловой скоростью. Формула для крутящего момента и скорости (крутящий момент = frac {мощность} {скорость}).

Как рассчитать коэффициент крутящего момента?

Разделите радиус второй передачи на первую передачу.Например, если радиус второй передачи измеряется в метрах: / = 2. Передаточное число системы составляет 2:1. Умножьте передаточное число на входной крутящий момент, рассчитанный в
Шаг 1 : 2 x 600 = 1200 Нм. Это передающая пара.

Какое отношение крутящего момента?

Определение: Отношение крутящего момента к весу подвижной части инструмента называется отношением крутящего момента к весу. Индексирует производительность инструмента.

Как передаточное отношение влияет на крутящий момент?

Передаточное число описывает соотношение между выходным крутящим моментом и входным крутящим моментом.Уменьшение скорости уменьшает скорость и увеличивает крутящий момент. Высокие передаточные числа (более низкие цифровые передаточные числа задней оси) обеспечивают больший крутящий момент и ускорение, а это означает, что двигатель автомобиля должен работать намного быстрее, чтобы достичь определенной максимальной скорости, что приводит к более высокому расходу топлива.

Как рассчитать максимальный крутящий момент?

Формула максимального крутящего момента асинхронного двигателя. Максимальный крутящий момент обозначается T m и возникает, когда s = R 2 / X 2 . Значение проскальзывания, соответствующее максимальному крутящему моменту, обозначается как s m.Подставив s = R 2 / X 2 в выражение для крутящего момента при полной нагрузке, вы получите выражение для максимального крутящего момента.

Что такое закон крутящего момента?

Крутящий момент можно определить как скорость изменения углового момента, аналогичную силе. Чистая внешняя пара системы всегда равна полной паре системы, другими словами, сумма всех внутренних пар системы всегда равна (это вращательный аналог третьего закона Ньютона).

Какова формула момента инерции?

Полый цилиндр, вращающийся вокруг оси масс М, проходящей через центр цилиндра с внутренним радиусом R 1 и внешним радиусом R 2, имеет момент инерции, который определяется по формуле: I = (1/2) М (R 1 2 + R 2 2).

Что такое уравнение анализа крутящего момента

Крутящий момент (также момент) относительно оси, вызванный силой, является мерой эффективности силы в создании вращения вокруг этой оси. Парное уравнение: τ = rFsinθ. Каково определение статического равновесия?

Как рассчитать крутящий момент двигателя

Рассчитать крутящий момент двигателя постоянного тока. T = V x I / (2 x pi x N (об/мин) / 60) N (об/мин) — частота вращения двигателя. V => входное напряжение постоянного тока. I => постоянный входной ток.Для однофазного двигателя переменного тока формула крутящего момента: T = V x I x pf / (2 x фут x N (об/мин) / 60) V => входное напряжение переменного тока в вольтах (линейное напряжение) I = > входной ток переменного тока в амперах. Для формулы крутящего момента для трехфазного двигателя:.

Как рассчитать мощность двигателя?

  • Выберите количество этапов из раскрывающегося списка.
  • Введите номинальное напряжение двигателя в вольтах (В).
  • Введите номинальную мощность двигателя и выберите соответствующую единицу измерения (л.с. или кВт)
  • Введите коэффициент мощности и КПД двигателя.
  • Нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы увидеть результаты.

Связана ли мощность двигателя с крутящим моментом?

Мощность — это работа, совершаемая за время. Крутящий момент и мощность связаны, но не взаимозаменяемы. Каждая из них может быть рассчитана с использованием следующих уравнений. При использовании PS для PS и ftlbs для крутящего момента константа равна 5252. При использовании низкоскоростного частотно-регулируемого привода крутящий момент остается постоянным, но PS уменьшается (см. рис. 2 ниже).

Как рассчитать крутящий момент в лошадиных силах

Следующая формула используется для расчета крутящего момента на основе лошадиных сил.T = PS / (об/мин / 5252), где T — крутящий момент (фунт-фут), PS — мощность. RPM — это количество оборотов в минуту.

Что важнее, крутящий момент или мощность?

Чем быстрее вы едете, тем больше потери на трение (особенно сопротивление ветру). Больше мощности — выше скорость. Крутящий момент — это сила, которую двигатель может развивать при прохождении поворотов. Больше крутящего момента означает лучшее ускорение.

Как рассчитать крутящий момент двигателя

Формула для определения крутящего момента: крутящий момент = мощность двигателя x 5252, которую затем делят на скорость.Однако проблема с крутящим моментом заключается в том, что он измеряется в двух разных местах: непосредственно на двигателе и на ведущих колесах.

Как рассчитать мощность моего двигателя?

  • Снимите головку впускного цилиндра и головки цилиндров с двигателя.
  • Возьмите внутренний микрометр или зрительную трубу. Измерьте внутренний диаметр цилиндра в верхней части, чуть ниже верхней части кольца.
  • Измерив отверстие, возьмите набор микрометров и найдите микрометр, соответствующий размерам используемого вами инструмента.

Что делает крутящий момент в двигателе?

Крутящий момент – это крутящий момент или сила кручения, а также мера способности двигателя вращать колеса. Крутящий момент измеряется в футах x фунтах или килограммах x метрах. Первоначально крутящий момент создается поршнем. Затем мощность передается на коленчатый вал, затем на коробку передач и колеса.

Как рассчитать мощность двигателя?

Основная формула для расчета лошадиных сил: мощность = крутящий момент × скорость / 5252.Используйте эту формулу, чтобы найти среднюю мощность автомобиля. Еще один способ проверить состояние вашего автомобиля — проверить объем двигателя и количество цилиндров.

Какова формула мощности двигателя?

Двигатели должны выполнять свою работу, и два важных параметра определяют производительность двигателя. Это скорость двигателя, а крутящий момент – это крутящий момент двигателя. Механическую мощность двигателя можно рассчитать по следующей формуле: P вых = τ * ω. где P — измеренная выходная мощность в ваттах (Вт).

Что такое кривая скорости вращения?

Кривая зависимости скорости от крутящего момента представляет собой график, показывающий взаимосвязь между скоростью, часто измеряемой в оборотах в минуту или об/мин, и крутящим моментом, создаваемым двигателем (электрическим, двигателем внутреннего сгорания или другими типами). Аспект «скорости» часто подразумевается, и они просто называют его «кривой крутящего момента». Источник: Wikimedia Commons Файл: Koppel.

Как рассчитать крутящий момент болта

Обычная формула для расчета крутящего момента винта: T = KFd (Н, мм) K, коэффициент крутящего момента, приблизительное значение можно выбрать в зависимости от свойств поверхности.Для нормально обработанных поверхностей K может быть смазан, если нет, K может быть ~.

Как рассчитать нагрузку на болт?

Диапазон растягивающих напряжений для болтов UN и UNR. Диапазон натяжения болта можно рассчитать следующим образом. A = (π / 4) (dn n) 2 (1) верно. A = площадь натяжения (квадратный дюйм) dn = номинальный диаметр винта (дюймы) n = 1/p = количество витков на дюйм. p = длина стежка на нить (дюйм).

Каковы требования к крутящему моменту для болтов?

Требуемый крутящий момент для соединения составляет 20 000 фунтов.Крутящий момент, необходимый для сухого стального болта 3/4 для достижения такого натяжения, можно рассчитать следующим образом. T сек = () (20 000 фунтов) (дюйм) = 3000 (дюйм фунтов).

Как рассчитать натяжение болта?

Определите натяжение болта. Это также можно измерить с помощью датчика силы (если значение еще не известно). Допустим, натяжение составляет 3 фунта. Вычтите предварительную нагрузку из натяжения. В вашем примере сила растяжения (2 фунта) вычитается из силы предварительной нагрузки (3 фунта) на 1 фунт.

Как рассчитать крутящий момент с удлинителем

Формула для удлинения динамометрического ключа. Следующая формула используется для расчета крутящего момента длинного ключа. T1 = T2 * (L1 / L2), где T1 — момент затяжки ключа.

Какова формула удлинения динамометрического ключа?

Если вы наденете удлинитель на динамометрический ключ (гусиная лапка или собачка), крутящий момент, прилагаемый к сцеплению, будет увеличиваться по мере вытягивания плеча рычага. Калькулятор определяет значение, которое необходимо установить на ключе, чтобы получить требуемый крутящий момент.Была использована следующая формула: M1 = M2 x L1/L2.

Как удлинитель может повлиять на крутящий момент?

Удлинитель вращается с высоким крутящим моментом и действует как торсионный стержень. Это приводит к неправильному чтению, которое выше на гаечном ключе, чем на винте.

Как определить крутящий момент рычага?

Сила на конце плеча рычага измеряется датчиком силы. Крутящий момент определяется косвенно путем измерения некоторых вспомогательных переменных в кинематической цепи.Сюда входят все методы, измеряющие деформацию, вызванную вращением вала на поверхности или углом поворота вала.

CI Модель конструкции крутящего момента двигателя — MATLAB & Simulink

Шаг 1: Определите номинальные входные мощности двигателя и состояния

Модель использует справочные таблицы для определения этих номинальных двигателей входы и состояния в зависимости от такта сжатия впрыскиваемого топлива масса, F , и частота вращения двигателя, N :

  • Основное время начала впрыска, SOI = ƒ SOIC (F,N)

  • Температура газа во впускном коллекторе, MAT = ƒ MAT (F,N)

  • Давление газа во впускном коллекторе, MAP = ƒ MAP (F,N)

  • Процент кислорода во впускном коллекторе, O2PCT = ƒ O2 (F,N)

  • Давление в топливной рампе, FUELP = ƒ топливоp (F, N)

Шаг 2: Расчет относительных состояний двигателя

Чтобы определить эти относительные состояния двигателя, модель вычисляет отклонения от их номинальных значений.

  • Главное начало дельты опережения впрыска, ΔSOI c = ƒ SOI (F, N)- SOI

  • Дельта температуры газа во впускном коллекторе, ΔMAT = ƒ MAT (F,N) — MAT

  • Дельта процентного содержания кислорода во впускном коллекторе, ΔO2PCT = ƒ O2 (F,N) — O2PCT

  • Дельта давления в топливной рампе, ΔFUELP = ƒ топливоp (F,N) — FUELP

Для давления газа во впускном коллекторе, блок использует отношение давления, чтобы определить относительное состояние. отношение давлений — это давление газа во впускном коллекторе к стационарное рабочее давление газа.

Этап 3. Определение множителей эффективности

В модели используется среднее эффективное давление (IMEPG) [1] множители эффективности для уменьшения максимального потенциал среднего давления горения.Множители эффективности таблицы поиска, которые являются функциями относительных состояний движка.

  • Главный множитель эффективности опережения впрыска, СОИ эфф = ƒ SOIeff (ΔSOI,N)

  • Множитель эффективности температуры газа во впускном коллекторе, МАТ эфф = ƒ MATeff (ΔMAT,N)

  • Множитель эффективности давления газа во впускном коллекторе, КАРТА эфф = ƒ MAPeff (MAP отношение ,λ)

  • Процентная эффективность кислорода во впускном коллекторе множитель, O2P эфф = ƒ O2Peff (ΔO2P,N)

  • Множитель эффективности давления в топливной рампе, ТОПЛИВО эфф = ƒ FUELPeff (ΔFUELP,N)

Шаг 4: Определите указанное среднее эффективное давление в баллоне (IMEP), доступный для создания крутящего момента

Чтобы определить IMEP, доступный для создания крутящего момента, модель реализует эти уравнения.

IMEP=SOIeffMAPeffMATeffO2peffFUELPeffIMEPGIMEPG=fIMEPg(F,N)

Модель умножает множители эффективности с шага 3 по IMEPG. Модель реализует IMEPG как поиск таблица, которая зависит от такта сжатия впрыскиваемого топлива масса, F , и частота вращения двигателя, Н .

Шаг 5. Учет потерь на трение

Для учета эффектов трения в модели используется номинальное среднее эффективное давление трения (FMEP) [1] для реализации этого уравнения.

 FMEP=fFMEP(F,N)ffmod(Toil,N)

Модель реализует FMEP как поиск таблица, которая зависит от такта сжатия впрыскиваемого топлива масса, F , и частота вращения двигателя, N . Для учета влияния температуры на трение в модели используется справочная таблица, которая является функцией температуры масла, Т масло и Н .

Шаг 6. Учет потерь давления при перекачивании

Для учета потерь давления при перекачивании модель использует номинальное среднее эффективное давление откачки (PMEP) [1] для реализации этих уравнений.

ΔMAP=fMAP(F,N)−MAPΔEMAP=fMAP(F,N)−EMAPPMEP=fPMEP(F,N)−ΔMAP+ΔEMAP

Модель реализует MAP и EMAP как справочные таблицы, которые являются функциями такта сжатия масса впрыскиваемого топлива, F , и частота вращения двигателя, Н .В нормальных условиях эксплуатации PMEP составляет отрицательный, что указывает на потерю давления в цилиндре.

Шаг 7: Учет позднего впрыска топлива SOI на IMEP

Для учета времени SOI позднего впрыска топлива в IMEP, ΔИМЭП пост г. модель использует справочную таблицу, которая является функцией эффективного давление после впрыска центроид синхронизации SOI, SOI пост и последующая сумма массы, Ф пост .

ΔIMEPpost=fΔIMEPpost(SOIpost,Fpost)

Шаг 8: Расчет момента торможения двигателем

Чтобы рассчитать момент торможения двигателем, T тормоз , модель преобразует среднее эффективное давление тормоза (BMEP) [1] в тормозной момент двигателя, используя эти уравнения. Расчет BMEP учитывает все валовое среднее эффективное давление потери. В д смещен объем цилиндра. Cps это число мощности ударов за оборот.

BMEP=IMEPG+ΔIMEPpost−FMEP+PMEPTbrake=Vd2πCpsBMEP

Самодельный динамометр Стива — мощность и крутящий момент

На этой странице описываются мощность и крутящий момент, а также то, как они соотносятся друг с другом. (Не все это мои слова, но я даже не могу сейчас вспомнить, чью работу я сплагиатил.Извините!)



Всем известно, что гоночные двигатели имеют большую мощность и крутящий момент, но что означают эти термины?

Не нужно быть инженером, чтобы знать, что эти двигатели мощные. Для измерения мощности в научным путем, инженеры используют динамометр для количественной оценки двух измерений, которые оценивают способность двигателя. Диностенд дает моторному цеху критически важную информацию, необходимую для оценки способности их двигателей в виде крутящего момента и лошадиных сил.

Во-первых, давайте посмотрим на крутящий момент. Крутящий момент — это «крутящая или скручивающая сила». При внутреннем сгорании двигатель, крутящий момент означает количество давления сгорания, которое создает двигатель. Эта сила поворачивает заднюю колесо и толкает велосипед вперед. Крутящий момент измеряется в футах/фунтах, килограммах/метрах или ньютонах/метрах. Упрощенно рассматривая крутящий момент, можно сказать, что это количество силы от двигателя, которая вращает заднее колесо при повороте.

После завершения динамометрического прогона результирующие показания показывают крутящий момент, доступный на всех оборотах. спектр.Это называется кривой крутящего момента. Святой Грааль для инженера-двигателя — идеально плоский крутящий момент. изгиб. Если бы он существовал, он давал бы полезную и предсказуемую мощность во всем диапазоне оборотов. Но порт эффективность, синхронизация, карбюратор и ограничения выхлопа удерживают идеально плоскую кривую крутящего момента от существующий. Инженеры используют системы впуска, выпуска, газораспределения и карбюратора, чтобы устранить провалы в кривая крутящего момента.

Поскольку кривая крутящего момента не является прямой линией, важна точка, в которой возникает пиковый крутящий момент.Круизер Gold Wing или Harley будет иметь свой пик ниже в диапазоне оборотов. Это дает ощущение хорошего ускорение или полезная мощность в регистрах с более низкими оборотами и делают машину легкой в ​​управлении. Крепкий супербайк будет иметь пиковый крутящий момент где-то в начале последней трети оборотов. спектр.

Но крутящий момент — это только половина дела. Хотя крутящий момент представляет собой создаваемую силу, он не учитывает важность оборотов. Представьте, что вы пытаетесь снять колесо с автомобиля с помощью неподходящего шиномонтажного инструмента и все такое. крутящий момент, который вы могли произвести, не мог ослабить ржавые гайки на шпильках.Пока вы применяли много силы, т. е. крутящего момента, вы не могли генерировать никаких оборотов в минуту. Поэтому ничего не было достигнуто, несмотря на ваше ругается, плачет и пинается.


Без оборотов крутящий момент бесполезен.

Два двигателя могут развивать крутящий момент 75 футов/фунтов, но если один из них вращается со скоростью 5000 об/мин, а другой при 10 000 об/мин последний выполняет больше работы, чем первый. Помните, крутящий момент измеряет силу, но он не измеряет фактическую произведенную мощность.

Чтобы измерить общую выходную мощность, у нас есть мощность в лошадиных силах. Лошадиная сила — это крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, деленное на 5252 (крутящий момент x об/мин / 5252). С помощью этой формулы мы можем рассчитать крутящий момент и мощность и увидеть, что оба связаны.

В приведенном выше примере двигатель, работающий со скоростью 5000 об/мин и развивающий крутящий момент 75 футов/фунтов, мощностью 71,4 лошадиных силы. Двигатель, вращающийся при 10 000 об/мин, развивает мощность 142,8 л.с. Сила (крутящий момент) то же самое, но поскольку последний двигатель вращается в два раза быстрее, он производит вдвое больше лошадиных сил.

Что важнее, обороты или крутящий момент? Ни то, ни другое. В реальном мире высокая производительность двигателям нужны оба.

Инструменты типа Dremel — удобные устройства. Скажем, один из них рекламируется на оборотах около 22 000 об / мин, довольно поразительная фигура. Однако у него небольшой крутящий момент, поэтому для некоторых работ вам понадобится дрель, вращается со скоростью, составляющей часть этой скорости, но имеет большую поворачивающую силу. С другой стороны, дрель плохо подходит для других задач, таких как полировка, потому что он не может вращаться достаточно быстро.

Диностенд дает инженерам кривую мощности в дополнение к кривой крутящего момента. Они всегда будут различные формы, и пиковые обороты всегда будут происходить позже в диапазоне оборотов, чем пиковый крутящий момент. Несмотря на то что кривая крутящего момента немного снизится после пика, обороты все еще растут, и, таким образом, Кривая лошадиных сил также увеличивается. Эта разница в кривых очень важна для того, как двигатели выступать на трассе.

Если мы посмотрим на обе кривые, мы увидим, где находится диапазон мощности.Гонщик хочет сохранить двигатель обороты между пиковым крутящим моментом и пиковыми оборотами. Передаточные числа будут выбраны так, чтобы велосипед оставался в этом положении. «счастливая зона» при ускорении.

Иногда инженеры поддаются болезни, называемой «динамической слепотой». Чтобы получить числа, они изменят синхронизацию, размер и форму порта, выхлоп и/или карбюрацию, чтобы получить более высокий лошадиных сил и, в свою очередь, сужают диапазон мощности или создают провалы в кривых мощности или крутящего момента. Это может быть большой ошибкой.Иногда больше не обязательно лучше.

Тюнеры должны сначала разработать хорошую кривую крутящего момента и мощность, а затем увеличить ускорение. ставки. Скорость ускорения — это скорость, с которой двигатель может работать в определенном диапазоне оборотов.

Чтобы постоянно побеждать лучших, вам нужны все три элемента: крутящий момент, мощность в лошадиных силах и ускорение. Затем все три объединяются, чтобы создать полезный и эффективный диапазон мощности. Заменителей нет.


Ниже приводится отличное чтение, которое можно найти на сайте Micapeak FJR1300. здесь.А сайт для любителей FJR1300. Документ воспроизводится здесь полностью с любезного разрешения Автор Том Барбер.

Развенчаны пять популярных городских мифов о крутящем моменте и мощности

Том Барбер

Любой, кто проводит много времени на веб-форумах, посвященных мотоциклам и автомобилям. знает, что существует немало споров о том, является ли крутящий момент или мощность двигателя является истинным показателем максимальной мощности транспортного средства. ускорение.Многочисленные веб-сайты предлагают подлинную информацию о тему, но есть и такие, которые предлагают дезинформацию и что распространять несколько популярных мифов. В этой статье делается попытка прояснить некоторые недоразумения и развенчать несколько мифов. Вместе Кстати, эта статья даст полезную полную теоретическую обработки крутящего момента, работы и мощности, а также даст представление о показатели крутящего момента, работы и мощности. Он представит теоретическую перспективу того, как работают динамометры, и объяснит, как эти два основные типы различаются.Он даже объяснит, как именно крутящий момент и каждая мощность относится к ускорению.

Миф №1: Динамометры измеряют только крутящий момент. Власть — это абстрактная величина, которая не может быть измерена и должна быть рассчитана из крутящий момент.

Это убеждение ложно, и это нетрудно показать. Однако, он включает в себя обсуждение того, как на самом деле работают динамометры, и прежде чем мы сможем перейти к ним, мы должны начать с краткого обзора некоторых фундаментальная физика.Я постараюсь избегать уравнений настолько, насколько возможно, и вместо этого я попытаюсь привить интуитивное понимание основных понятий, что является чем-то, что лекции в классе и учебники часто не в состоянии выполнить для многих людей.

Исаак Ньютон учил нас, что любой объект, имеющий массу M, имеет внутреннее сопротивление изменениям его текущего импульса, когда внешнее применяется сила. Ускорение тела пропорционально сила внешней силы и обратно пропорциональна масса объекта.Эти наблюдения кратко изложены по печально известному уравнению: F = M x A. Истинная сущность силы, массы и ускорение воплощается в этом уравнении, и это уравнение говорит нам, как сила или масса могут быть обнаружены и измерены. Когда импульс объекта непостоянен, это указывает на существование внешней силы, а силу и направление этой силы можно определяют, исследуя ускорение. И наоборот, если тело ускоряется под действием известной силы, его можно определить массу.

Всякий раз, когда совокупная сила, действующая на объект, не направлена через центр масс объекта объект вращается, и это вращение будет продолжать ускоряться до тех пор, пока это состояние сохраняется. Законы вращательного движения параллельны. законы прямолинейного движения. Крутящий момент заменяет силу, момент инерции заменяет массу, а угловое ускорение заменяет прямолинейное ускорение. В то время как скорость измеряется в с точки зрения абсолютного расстояния при прямолинейном движении, при угловом движении мы измеряем скорость в градусах вращения в единицу времени, которое мы можем назвать угловым расстоянием.Угловая скорость – это мгновенная скорость, с которой преодолевается угловое расстояние. Угловой ускорение — это мгновенная скорость, при которой угловая скорость изменяется и пропорционально приложенному крутящему моменту, и обратно пропорционально пропорциональна моменту инерции. Крутящий момент, связанный с приложенной силой равна силе (величине), умноженной на расстояние от центра масс объекта до линии сила (измеряется под прямым углом к ​​силовой линии).Для объекта который вынужден вращаться вокруг фиксированной оси вращения, т. колесо, расстояние измеряется от оси вращения до линии силы. Два тела с одинаковой массой в общем случае не будут иметь один и тот же момент инерции. Например, если две идеальные сферы одинаковые массы сделаны из разных материалов, имеющих разную плотности такие, что они не одного размера, большая будет имеют больший момент инерции. В случае объектов, имеющих фиксированная ось вращения, если два таких объекта имеют одинаковую общую диаметром и плотностью, но отличаются радиальным распределением масса, та, у которой масса сосредоточена ближе к оси вращение будет иметь меньший момент инерции.

Работа в случае линейного движения равна произведению силы на расстояние, на котором была приложена сила и объект был взолнованный. Работа и энергия эквивалентны; требуется определенное количество энергии для перемещения объекта на заданное расстояние против заданного сила сопротивления, и это количество энергии одинаково независимо от того, как быстро выполняется движение. Мощность просто мгновенная скорость, с которой выполняется работа (или расходуется энергия), и следовательно, равна произведению силы на скорость.если ты измерить силу, необходимую для перемещения объекта, расстояние, на которое он перемещается, и интервал времени, необходимый для перемещения на это расстояние, то вы можете рассчитать среднюю мощность, которая была приложена в течение этого движения и за этот промежуток времени. Обратите внимание, однако, что средний мощность не более эквивалентна мощности, чем средняя скорость эквивалентна разгоняться, набирать скорость.

В случае вращательного движения работа равна крутящему моменту, умноженному на угловое расстояние, на которое вращается объект. параллель с линейным движением снова применима: она требует определенного количество энергии, необходимое для поворота объекта на заданное угловое расстояние, и это количество энергии остается тем же, независимо от того, как быстро выполняется вращение. Каждый раз, когда объект проходит одно полное вращения, будет выполнен фиксированный объем работы. Это Отсюда следует, что количество работы, выполненной за заданный интервал времени будет зависеть от углового расстояния, пройденного за этот промежуток времени, и скорость, с которой выполняется работа, будет, следовательно, зависеть от угловая скорость.При вращательном движении мощность равна произведение крутящего момента и угловой скорости, которые можно измерить в оборотах в минуту или об/мин.

Давайте повторим важные правила, которые обсуждались до сих пор:

Прямолинейное движение:

  • Сила = Масса x Ускорение
  • Работа = Сила x Расстояние
  • Мощность = Сила x Скорость

Вращательное движение:

Крутящий момент измеряется путем определения расстояния под прямым углом от линии силы до оси вращения и умножения силы на это расстояние.

  • Крутящий момент = момент инерции x угловое ускорение
  • Работа = Крутящий момент x Угловое расстояние
  • Мощность = Крутящий момент x Угловая скорость

Следует отметить, что эти уравнения относятся к типу уравнений, известных как «тождества». В отличие от установления условий для значения переменной, они просто утверждают, что величины по обе стороны знак равенства — одинаковые величины.

Умножение крутящего момента

Есть еще одно важное теоретическое понятие, которое мы должны обсудить, что является важным следствием отношений между мощностью, крутящим моментом и угловой скоростью, как указано в последнем уравнение выше.

Если вы используете редуктор для достижения другой скорости вращения на колеса по сравнению с двигателем, крутящий момент на колесе не будет такой же, как крутящий момент на коленчатом валу двигателя, даже если отсутствуют потери на трение. Причина этого в том, что скорость совершаемая работа должна быть постоянной во всей системе (за исключением только для потери энергии внутри системы из-за трения), и потому что мощность есть произведение крутящего момента и угловой скорости.

Аналогии между механическими системами и электрическими системами часто проницательный, поэтому я попрошу вас побаловать меня на мгновение, пока я отвлекся и поговорим об электрических трансформаторах. Напряжение Трансформатор является электрическим эквивалентом механической коробки передач. Трансформатор напряжения (который, кстати, работает только на ток) использует индуктивную связь между первичная и вторичная обмотки для преобразования напряжения.В электричество, мощность есть произведение напряжения и тока. Потому что скорость, с которой совершается работа, должна быть постоянной. во всей системе произведение напряжения и тока в вторичная должна быть такой же, как произведение напряжения и ток в первичке? по крайней мере в случае идеала трансформатор, где нет потерь тепла. Если напряжение уменьшается или увеличивается в N раз, ток будет обратно пропорционален изменились в той же пропорции.

Ладно, вернемся к механике. Потому что мощность есть произведение крутящего момента. и скорость вращения, а потому мощность должна быть постоянной по всей системе трансмиссия увеличивает крутящий момент в той же пропорции, на которую он уменьшает скорость вращения. если ты измерьте крутящий момент на заднем колесе, вы должны использовать общий передаточное число для расчета крутящего момента двигателя. На данном двигателе скорости, крутящий момент на заднем колесе будет зависеть от выбранной передачи.Любая динамометрическая диаграмма, показывающая крутящий момент, должна быть крутящим моментом двигателя, иначе это будет применимо только к конкретной передаче, и диаграмма будет придется указать передачу, которая не будет особенно полезной. Обратите внимание, однако, что если крутящий момент измеряется на заднем колесе и затем общее передаточное отношение используется для расчета двигателя крутящий момент, результат не будет таким же, как результат, который вы бы получить, если вы прикрепили динамометр непосредственно к коленчатому валу, потому что измеренный крутящий момент на заднем колесе зависит от потерь в силовой передаче.Тем не менее, любая динамометрическая диаграмма, показывающая крутящий момент и не указывать передачу, это, безусловно, крутящий момент двигателя, хотя с поправкой на потери в трансмиссии.

Показатели крутящего момента и мощности; теория динамометра

Итак, мы наконец готовы поговорить о показателях крутящего момента и мощность, и о том, как работают динамометры. Вопреки тому, что городской миф говорит, что нет фундаментальной физической причины, невозможно измерить работу или мощность непосредственно на динамометре, т.е.е., без получения мощности через измерение крутящего момента. Более того, даже если бы единственным способом измерения мощности выводом через измеренный крутящий момент, этот факт не имел бы связанное со значением власти.

На самом деле измерения мощности на инерционном динамометре больше нет сложнее, чем измерение крутящего момента, и не зависит от измерение крутящего момента. Всякий раз, когда совершаемая работа увеличивается кинетическая энергия объекта, мощность — мгновенная скорость изменение кинетической энергии.Это тривиальное дело для расчета кинетическая энергия движущегося барабана, если его скорость вращения и момент инерции известен. Скорость изменения кинетического энергия может быть определена способом, по существу идентичным традиционный метод, используемый для определения углового ускорения барабан, который нужен для того, чтобы рассчитать крутящий момент.

В инерционном динамометре двигателю разрешается разгонять инерционный барабан так быстро, как только может.Новые инерционные динамометры использовать инерциальный акселерометр для измерения углового непрерывное ускорение. Однако при традиционном методе каждый раз, когда барабан поворачивается на фиксированное число градусов, генерируется электрический импульс, который запускает запись пройденное время. >По этим точкам данных средняя угловая скорость можно вычислить для каждого отдельного интервала времени между соседних точек, разделив фиксированное угловое расстояние на каждую из интервалы времени.Затем рассчитывается среднее ускорение для каждую соседнюю пару значений средней угловой скорости, разделив разность соседних значений средней угловой скорости на соответствующая разница во времени. Для каждого среднего значения ускорения затем находится средний крутящий момент за соответствующий интервал времени путем умножения среднего ускорения на момент инерции барабан.

На инерционном динамометре средняя скорость изменения кинетической энергия для каждого временного интервала может быть определена с помощью метода, который по существу идентичен традиционному методу, используемому для определения ускорение.Средняя кинетическая энергия за заданное время интервал можно рассчитать по средней угловой скорости за интервал, используя формулу: К.Е. = ½M x V². (Необходимо фактор стандартной поправки для учета того факта, что квадрат среднего не совпадает со средним квадратов.) Если разница между средними кинетическими энергиями двух смежные промежутки времени делятся на соответствующее время разницы, результатом будет средняя мощность за это время интервал.Я хочу подчеркнуть, что это ни в коей мере не непрактичный, надуманный подход. Это для всех намерений и целей, идентичных вездесущему традиционному методу, используемому для определить ускорение и момент на инерционном динамометре.

Также возможно измерение мощности независимо от крутящего момента на инерционный динамометр, оснащенный акселерометром. А вычислительная техника, известная как численное интегрирование, может быть использована для получить угловую скорость во многих близко расположенных точках из показания акселерометра.Тогда кинетическая энергия может быть рассчитана при каждой из этих точек. Средняя скорость изменения кинетической энергия между каждой из этих точек может быть рассчитана так же как и в традиционном инерционном динамометре, путем деления соседних пары значений кинетической энергии соответствующими временными разностями.

Инерционные динамометры в сравнении с тормозными динамометрами

На инерционном динамометре двигатель раскручивается как как можно быстрее, ускоряя барабан как можно быстрее.Следовательно, измеренные результаты отражают способность двигателя быстро увеличить производительность труда, способность которого в большей степени под влиянием собственной внутренней инерции двигателя, чем измерение стационарной производительности труда. Этот фактор рассматривается менее строго чем могло бы быть: как правило, не предпринимается попыток количественно эффект, что нежелание двигателя быстро увеличивать свою мощность имеет на измеренных результатах, и измеренные результаты не тщательно отличать от измерения установившегося выхода такие, какие были бы получены на тормозном динамометре.Как бы то ни было, инерционный динамометр является более реалистичным тестом двигателя. способность ускорять транспортное средство, в то время как тормозной динамометр находится на менее реалистично, когда речь идет о способности двигателя подняться на крутой холм с постоянной скоростью. Турбинные двигатели имеют очень высокая тяговооруженность, но за счет суммарных моментов инерция всех лопаток турбины, они медленно разгоняются и медленно, чтобы замедлить. Мотоцикл Джея Лено с турбинным двигателем будет успешен намного лучше на тормозном динамометре, чем на инерционном динамометр.

Тормозной динамометр увеличивает обороты двигателя в небольших шагов и удерживаться на каждом шаге, чтобы тормозной момент что необходимо для поддержания постоянной скорости вращения барабана («динамическое равновесие») можно прочитать. дроссельная заслонка держится полностью открытая, но замкнутая обратная связь с использованием датчиков движения барабана используется для регулирования силы торможения, чтобы удерживать барабан постоянная угловой скорости. Несколько различных типов тормозов используется, но независимо от принципа использования обратной связи для удержания барабана скорость и постоянная оборотов двигателя одинаковы.В зависимости от тип используемого тормоза, датчики будут использоваться для измерения сила, или гидравлическое давление, или гидравлический поток, или электрическое напряжение, или тока и т. д. Будут применяться калибровочные коэффициенты и формулы, все для того, чтобы определить противодействующий крутящий момент, который применяется через тормоз к барабану, чтобы поддерживать барабан в динамике равновесие.

Подводя итог, с инерционным динамометром барабан допускается разогнаться настолько быстро, насколько двигатель может его разогнать, и крутящий момент, который колесо оказывает на барабан, определяется с помощью данных от датчиков движения барабана и простых математических методов до получить средние скорости изменения за малые промежутки времени.С тормозной динамометр, крутящий момент, который колесо прикладывает к барабану, равен можно найти более непосредственно, применив регулируемый противодействующий крутящий момент, используя датчики для измерения тормозной силы, которые должны быть откалиброваны и которые могут быть значительным источником ошибок, если они не будут выполнены должным образом с хорошим пониманием метрических процессов.

Миф № 2: Крутящий момент двигателя равен крутящему моменту динамометрического барабана.

Странно, однако, что любой, кто действительно знает предмет может быть дезинформирован, очевидно, что многие из те же люди, которые считают, что динамометры не могут измерить мощность, поверьте и в это.Несмотря на это, истинная природа зависимость между крутящим моментом двигателя и крутящим моментом динамометрического барабана настолько важным, что я был бы небрежным, если бы я опустил эту тему из этой статьи.

Независимо от того, какой тип динамометра используется, динамометр измеряет крутящий момент, приложенный к барабану колесом, которое действует продольная сила трения между колесо и барабан. Эту продольную силу можно найти, разделив измеренный крутящий момент барабана по радиусу барабана.Крутящий момент на заднем колесе то можно найти, умножив продольную силу на радиус колеса. Конечно, продольная сила обычно не проценты, если, возможно, вы не хотите вычислить теоретическую ускорение вашего автомобиля. Чтобы увеличить крутящий момент на заднем колесе непосредственно, вы делите крутящий момент барабана на радиус барабана и умножаете по радиусу колеса. Для преобразования крутящего момента заднего колеса в двигатель крутящий момент, вы делите крутящий момент заднего колеса на общее снижение соотношение.Общий коэффициент редукции находится путем умножения первичное передаточное число между коленчатым валом и входной вал трансмиссии, окончательное передаточное отношение между выходной вал трансмиссии и заднее колесо, а также трансмиссия передаточное отношение, которое зависит от конкретной передачи, которая использовалась во время динамометрический пробег.

Миф № 3: Ускорение будет максимальным, когда обороты двигателя совпадают скорость двигателя, при которой возникает пик крутящего момента.
Миф № 4: Мощность — это абстрактная производная величина, которая не имеет смысла что касается цели выбора точек переключения, которые дают наибольшее ускорение.

В соответствии с известным соотношением между силой, массой и ускорение, определяемое известной формулой Ньютона F = M x A, ускорение автомобиля пропорциональна продольной силе на шину контактный патч. (Мы можем игнорировать тот факт, что часть силы уходит к угловому ускорению колес; это не изменит обоснованность анализа или выводов.) Если крутящий момент двигателя (с поправкой на потери в силовой передаче) известна для данной частоты вращения двигателя, соответствующая продольная сила в пятне контакта может быть рассчитывается путем умножения этого крутящего момента на общее передаточное отношение а затем разделить на радиус заднего колеса. Пока сокращение передаточное число остается фиксированным на данной передаче, крутящий момент колеса, продольная сила и ускорение будут иметь свои максимальные значения при частоте вращения двигателя, при которой крутящий момент имеет максимальное значение.Это прекрасно, хорошо и очевидно, но мало вопрос о том, каковы максимальный крутящий момент и ускорение заднего колеса определяется и максимизируется, когда вы можете использовать выбор передачи, чтобы изменить обороты двигателя при заданной частоте вращения колеса.

Когда вы используете выбор передачи для изменения соотношения между скорость двигателя и скорость вращения колеса, происходят две вещи. Во-первых, изменение частоты вращения двигателя обычно изменяет крутящий момент двигателя. Во-вторых, изменение общего передаточного отношения изменяет крутящий момент. умножение между двигателем и задним колесом.

Транспортное средство будет иметь наибольшее ускорение при заданной скорости вращения колес когда выбранная передача приводит к максимальному крутящему моменту на заднем колесе. Если выбрана передача, при которой обороты двигателя несколько выше, чем скорость двигателя, при которой возникает пик крутящего момента двигателя, т. численно более низкая передача приведет к большему увеличению крутящего момента и крутящий момент на заднем колесе будет больше, даже если двигатель крутящий момент будет несколько меньше своего максимального значения.Это будет верно до тех пор, пока кривая крутящего момента остается достаточно плоской выше ее пиковое значение. Даже с двигателями, имеющими ярко выраженный пик в кривая крутящего момента, кривая крутящего момента будет практически плоской для некоторых расстояние около вершины. Если передаточные числа правильно подобраны что кривая крутящего момента и скорость вращения колеса находятся в пределах нормальной рабочей диапазон, всегда будет верно, что ускорение будет наибольшим когда частота вращения двигателя выше, чем частота вращения двигателя, при которой возникает пик крутящего момента.

Напрашивается вопрос, как ускорение связано с власть. Эта связь немного осложняется соединением несколько фактов. Мощность — это скорость изменения кинетической энергии, кинетическая энергия зависит от квадрата скорости, а не интуитивно очевидно, должна ли скорость меняться наиболее быстро при той же частоте вращения двигателя, при которой изменяется квадрат скорости наиболее быстро. Однако, объединив два тождества (уравнения), которые были представлены в начале этой статьи, мы можем вывести тождество, описывающее ускорение как функцию мощности, скорости и массы.

Объединение двух тождеств: Мощность = Сила x Скорость; Сила = Масса x Ускорение, мы получаем еще одно полезное тождество: Мощность = Масса x Ускорение х Скорость. Перестановка терминов, чтобы изолировать ускорение, мы получаем тождество, описывающее ускорение как функция мощности, скорости и массы:

  • Ускорение = мощность / (масса x скорость)

Эта формула дает нам пару полезных фактов. Во-первых, это говорит нам, что для данной мощности и массы ускорение уменьшается по мере увеличения скорости, что согласуется с тем, что кинетическая энергия увеличивается пропорционально квадрату скорости.

Вероятно, больший интерес для большинства читателей представляет тот факт, что для при данных скорости и массе ускорение прямо пропорционально сила. Имеются два различных и значимых следствия пропорциональность между ускорением и мощностью. Во-первых, при заданном скорость, ускорение будет наибольшим, когда выбрана передача таким образом, чтобы мощность при соответствующем числе оборотов двигателя была наибольшей среди всех передач. Во-вторых, для любых двух транспортных средств с одинаковыми массы (включая массу всадника), тот, у которого больше мощный двигатель будет демонстрировать наибольшее максимальное ускорение, независимо от того, какой из них производит наибольший крутящий момент.Чтобы быть уверенным, отношение мощности к весу определяет максимальное ускорение автомобиля, что, конечно, почему это соотношение часто цитируется.

Самый простой способ оценить, каким может быть ускорение в любой момент времени. скорость колеса, заключается в преобразовании этой скорости колеса в эквивалентную скорость двигателя скорости для каждой передачи, а затем посмотрите на кривую мощности, чтобы определить, какая из этих скоростей двигателя дает наибольшую мощность. Вы также можете ответить этот вопрос с точки зрения крутящего момента на заднем колесе, но тогда после поиска крутящего момента двигателя для каждой из скоростей двигателя, вы должны вернуться назад и умножить эти значения крутящего момента двигателя на их соответствующие передаточные отношения, чтобы найти заднее колесо крутящий момент для каждой передачи.Вы получите тот же результат в любом случае; если вы нет, то по крайней мере один из двух графиков ошибочен. Однако метод крутящего момента требует больше вычислительной работы по сравнению с простым глядя на кривую мощности, так зачем кому-то это делать?

Просто для улыбки, давайте рассмотрим реальный пример. Март 2003 г. В выпуске Motorcycle Consumer News есть динамометрическая диаграмма для мотоцикла. 2003 ФДЖР1300. В руководстве по ремонту Yamaha указаны первичные, вторичные, и передаточные числа для пяти передач.я бы хотел найти оптимальную скорость движения для переключения с 1-й на 2-ю передачу. Я вычислил значение множителя для преобразования дороги скорость в милях в час к скорости двигателя в об/мин. Этот множитель равен 60, а первичные и вторичные коэффициенты редукции уже учтены в это, но я все равно должен умножить на редуктор для конкретной передачи соотношение. При скорости 50 миль в час частота вращения двигателя составит 7590 об/мин на 1-й передаче. (более или менее в зависимости от точности моего измерения радиус колеса), и глядя на динамометрическую диаграмму, я прочитал около 120 л.с. для таких оборотов двигателя.Это очень близко к пиковой мощности, но пик расположен немного выше, чуть выше 8000 об/мин. Поэтому я ожидаю, что я должен превысить 50 миль в час на 1-й передаче до того, как переход на 2-ю передачу.

При скорости 60 миль в час частота вращения двигателя составит 9104 об/мин на 1-й передаче, т.е. просто за пределами диаграммы, потому что, когда вы пересекаете 9000 об / мин, вы попадаете в красная зона, но я могу визуально экстраполировать кривую и оценить 110 л.с., значительно ниже максимального хп. (Ошибка в моем измерении диаметр колеса может быть причиной того, что обороты двигателя находятся в красная зона на скорости 60 миль в час на 1-й передаче, но эта ошибка не повлияет на существенный сравнительный результат, поэтому я буду игнорировать красную зону.) я не могу знать, следует ли мне переключиться на 2-ю передачу, прежде чем я достигну скорости 60 миль в час, пока не проверьте, какая мощность будет на 2-й передаче при скорости 60 миль в час, и подтвердите, что это более 110 л.с. При скорости 60 миль/ч на 2-й передаче обороты двигателя будут быть 6380 об/мин, а на графике указано около 105 л.с., что немного меньше, чем 110 л.с., которые я получу на скорости 60 миль в час, если останусь на 1-й передаче. Следовательно, если эта диаграмма верна и зависит от точности мое измерение диаметра заднего колеса, подразумевается, что в целях максимального ускорения я должен подождать, пока не достигну скорость немного выше 60 миль в час перед переключением с 1-й на 2-ю.

Но что произойдет, если я сравню крутящий момент двигателя? На скорости 60 миль в час на 1-й передаче, при 9104 об/мин крутящий момент двигателя упал примерно до 60 фунтов. футов, что значительно ниже пикового значения около 87 фунт-футов. При 60 миль/ч на 2-й передаче, при 6380 об/мин, крутящий момент двигателя составляет около 85 фунт-футов, что очень близко к вершине. Если бы я поверил, что ускорение максимально при максимальном крутящем моменте двигателя, то I пришел бы к выводу, что я должен переключиться задолго до того, как разгонюсь до 60 миль в час, наверное где-то в районе 50 км/ч.Но давайте посмотрим, что происходит, когда мы конвертируем эти значения крутящего момента двигателя в заднее колесо крутящий момент. Когда 60 фунто-футов умножаются на общее сокращение передаточное число для 1-й передачи, крутящий момент на заднем колесе при скорости 60 миль в час на 1-й передаче равен оказалось около 658 фунтов на фут. Если 85 фунтов на фут умножить на общее передаточное число для 2-й передачи, крутящий момент на заднем колесе оказалось около 653 фунтов на фут. Другими словами, у меня немного больше крутящий момент на заднем колесе при скорости 60 миль в час на 1-й передаче больше, чем на 2-й, что предлагает мне подождать, пока я не наберу скорость немного выше чем 60 миль в час перед переключением с 1-й на 2-ю, что точно соответствует с тем результатом, который я получил, когда сравнил мощность!

Миф № 5: Причина, по которой длинноходные двигатели с недостаточным квадратным сечением производят больше крутящего момента на низких оборотах, чем у короткоходных двигателей с увеличенным квадратом. потому что более длинные ходы кривошипа находятся дальше от оси вращения, и это приводит к увеличению крутящего момента.

Рассмотрим вопрос, от чего зависит крутящий момент двигателя, и при этом давайте будем осторожны, чтобы различать мгновенный крутящий момент от среднего крутящего момента через полный оборот кривошипа. мгновенный крутящий момент значительно варьируется в течение этого вращения, даже в пределах ½ оборота кривошипа, соответствующего рабочему такту. Количество работы, совершаемой за один полный оборот кривошипа полностью определяется интегралом мгновенного крутящего момента по что полный оборот.Средний крутящий момент за оборот равен интеграл мгновенного крутящего момента, деленный на угловое расстояние, отсюда следует, что средний крутящий момент при вращении кривошипа эффективно определяет количество работы, проделанной над этим кривошипом вращение. (Конечно, я упростил дело, приняв двигатель который имеет только один цилиндр.) Теперь, если бы можно было увеличить средний крутящий момент за один оборот кривошипа, просто удлинив ход и ход кривошипа, то можно было бы произвольно увеличить работу, мощность и ускорение просто на удлинение хода! Расскажите о бесплатном обеде!

Работа, совершаемая двигателем при движении поршня за один рабочий ход определяется количеством энергии выделяется при сгорании топлива и степени сжатия ( степень сжатия определяет тепловой КПД).Любой желаемый степень сжатия может быть достигнута для данного хода, укоротив пространство между торцом поршня и головкой блока цилиндров. Поскольку длина хода принципиально не определяет ни степень сжатия или количество энергии, выделяемой при сгорании, количество работы, совершаемой за один оборот кривошипа, должно быть не зависит от длины хода. Так как средний крутящий момент над оборотом также определяет количество выполненной работы, следует, что средний крутящий момент за вращение также должен быть не зависит от длины хода.

Крутящий момент, прикладываемый к кривошипу, зависит как от силы, так и от дальность броска кривошипа. Сила, с которой газ действует на поршень грань пропорциональна как давлению газа, так и площади лицевая сторона поршня. По мере увеличения хода для заданного рабочего объема площадь поверхности поршня делается пропорционально меньше, а усилие сила, действующая на поверхность поршня, пропорционально уменьшается. Таким образом эффект увеличения длины хода нейтрализуется сопряженным Эффект уменьшения площади поверхности поршня.Здесь мы видим, что даже максимальный мгновенный крутящий момент, приложенный к кривошипу, не зависит штриха, если вариация штриха ограничена смещение.

В той мере, в какой длинноходный двигатель производит больше крутящий момент двигателя при низких оборотах двигателя по сравнению с коротким ходом двигателя, причина этого в лучшем случае косвенно связана с длина хода. Скорее, это может быть связано только с разницей в объемный КПД при этой более низкой частоте вращения двигателя, т.е.д., дизайн такие характеристики, как подъем/длительность клапана и скорость объемное расширение камеры сгорания на такте впуска. Вместо длинного хода, заставляющего двигатель производить больший крутящий момент на малых оборотах двигателя, правда в том, что длинный ход и связанные с ней более высокая скорость поршня и предел ускорения поршня скорость двигателя. Таким образом, имеет смысл только то, что дизайн такие характеристики, как подъем клапана и продолжительность, должны быть оптимизированы для наибольшая объемная эффективность при более низких оборотах двигателя, где это двигатель всегда будет работать.Из-за того конкретного оптимизации, можно ожидать, что такой движок должен быть способен создания большего крутящего момента на этих низких оборотах двигателя, чем двигатель который не оптимизирован аналогичным образом для низких оборотов двигателя.

Является ли двигатель, который по своей конструкции развивает максимальный крутящий момент на низких оборотах это Good Thing™, это субъективно. Мощность и ускорение произойдет немного раньше, чем с линии, и такого рода двигателя сможет увеличить свою мощность от низкой мощности до максимальная мощность быстрее, потому что диапазон оборотов, в котором она должен быть ускорен, чтобы достичь его пиковой мощности будет меньше.Однако мощность определяет ускорение, а мощность зависит от скорость двигателя, поэтому двигатель такого типа по своей природе не способен достижение той же мощности или ускорения по сравнению с высокими оборотами двигатель аналогичного рабочего объема на любой скорости движения. Даже «от линия», если короткоходный двигатель с высокими оборотами соединен с коробкой передач с 1-я передача установлена ​​достаточно низко, двигатель с коротким ходом и высокими оборотами будет обгоняйте длинноходный двигатель с низкими оборотами в любое время и в любом месте.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.