Să încercăm să înțelegem ce este momentul și puterea, cum diferă, cum sunt conectați, ce măsoară. Rezultă formula pentru raportul puterii și cuplului. Să comparăm motorina cu un motor pe benzină. Să aflăm că Nascar are nevoie de un moment, iar în Formula 1 putere. Luați în considerare graficele caracteristicilor unui motor ideal și a mai multor motoare reale. Dar mai întâi de toate, să ne amintim ce moment și putere sunt prin definiție.
Pentru a face munca necesară pentru a aplica forța. De exemplu, pentru a muta un obiect la o anumită distanță, este necesar să aplicați forță, făcând astfel lucru la mutarea acestui obiect. Forța este derivatul muncii de la distanță. (În general, derivatul este rata de schimbare a funcției)
Lucrarea poate fi efectuată în momente diferite, poate fi făcută rapid sau încet. Pentru a caracteriza timpul de desfășurare a muncii, se introduce conceptul de capacitate. Cu alte cuvinte, puterea caracterizează viteza muncii. Cu cât este mai rapidă treaba, cu atât mai multă putere trebuie să cheltuiți. Puterea este un derivat al muncii la timp.
Deci, când forța este aplicată deplasării liniare a corpului pe o distanță, aceasta se numește muncă. Dar, de exemplu, pentru a roti arborele, de asemenea, trebuie să aplicați forța, dar nu există o deplasare liniară. Această mișcare este numită unghiulară (rotația arborelui), iar această lucrare se numește (rotație sau răsucire). Adică, forța aplicată arborelui și rotirea acestuia face lucrarea. Momentul este lucrarea de rotire a arborelui.
Aplicabil la ICE
În ICE, amestecul de combustibil combustibil care arde în camera de ardere presează gaura cu o anumită forță și pistonul rotește arborele cotit, creând un cuplu pe acesta. În acest caz, arborele cotit se rotește la o anumită viteză (unghiulară). Puterea motorului dezvoltată aici va fi produsul momentului cu numărul de rotații (pe unitate de timp). Pentru a mări puterea, trebuie să măriți cuplul sau să măriți viteza de rotație a arborelui cotit. Pentru a crește cuplul, trebuie să aplicăm mai multă forță pistonului, adică să ardem mai mult combustibil, dar lucrăm la compoziția optimă a amestecului de aer-combustibil, iar îmbogățirea acestuia nu se va îmbunătăți. Dar putem amesteca amestecul mai des, crescând numărul de revoluții. Se pare că vârful de putere va fi întotdeauna la viteze mari, până când se va baza pe limitări constructive (supape de agățare, prea multă pierdere inerțială etc.). Creșterea vitezei maxime este o modalitate de a obține o putere mare a motorului.
Care este cel mai bun moment sau putere?
Pe de o parte, momentul se răsucește. Deci, de ce, de exemplu, tractorul, având un moment uimitor pe roți, nu face rău deloc? Faptul este că momentul poate fi ușor schimbat. Facem acest lucru zilnic prin comutarea transmisiilor de transmisie (unele se schimba singure), în timp ce transmite un moment diferit la roți într-un moment neschimbat pe arborele motorului. Și ce se întâmplă cu puterea? Datorita faptului ca puterea este produsul momentului la viteza unghiulara, puterea ramane neschimbata, deoarece viteza unghiulara cade direct proportional cu cresterea cuplului.
Ca rezultat, se pare că pentru a face treaba de a deplasa o mașină cu o masă m de la punctul A la punctul B, aveți nevoie de un moment suficient (pentru a depăși forțele de frecare și rezistența la rulare) pentru a face acest lucru, aveți nevoie de putere rapid.
În ce măsură
Deși se presupune, de obicei, că puterea este considerată în wați, conducătorii auto utilizează istoric [horsepower], care este aproximativ egal cu 735 wați. Aceasta este puterea motorului în 100 de litri. a. corespunde cu 73,5 kW, iar motorul unei mașini încărcate cu o putere mai mare de 1000 CP. corespunde cu aproape un megawatt.
Cum se relaționează
Deci, formula pentru putere: P = M • w, unde P - putere [W], M - moment [N • m], w - viteză unghiulară [rad / s]. După o viteză unghiulară la revoluțiile pe minut primim: RPM = 60 * w. Amintim că puterea este de 735 W, obținem raportul de putere:
Pl.s. = M • RPM / 7018
Rețineți că la 7018 rpm puterea și cuplul sunt numeric aceleași. Cunoașterea puterii poate determina timpul și invers.
Grafice de performanță
Pentru a măsura caracteristicile motorului, utilizați un dinamometru. Deși va fi mai precis să spunem că măsoară momentul, iar puterea este calculată din formula de mai sus. În mod ideal, motorul trebuie să aibă un cuplu constant în întreaga gamă și, în consecință, o putere în creștere liniară.
În condiții reale, la viteze reduse, capacitatea de umplere a cilindrilor nu este mare datorită descărcării mici, dar la alte viteze mari sunt afectate alte probleme. Să analizăm caracteristicile motorului Renault K7M (Logan).
Se poate observa că caracteristica cuplului este liniară doar într-o mică gamă de rotații de lucru (această gamă se numește raftul de cuplu). Sunt utilizate diferite soluții pentru a crește raftul momentului. Pentru a îmbunătăți umplerea cilindrului, se folosesc până la cinci supape pe cilindru. La viteze mari, camele arborelui cu came deschise atât de repede încât arcurile supapelor nu au timp să readucă supapa la poziția închisă, spun că supapele se blochează. Pentru a rezolva această problemă, reduceți masa supapelor, împingătorilor și arcurilor. Sau, de exemplu, refuzați arcurile pentru a închide supapele (mecanismul desmodrom). La motoarele cu Formula 1, se utilizează un dispozitiv de acționare pneumatic. De asemenea, la viteză mare, supapele se deschid pentru o perioadă mai scurtă de timp, dar motorul trebuie să conducă un volum mai mare de amestec prin motor. Este util să se schimbe timpul de distribuție a gazului și să se mărească unghiul de suprapunere a supapelor de admisie și evacuare pentru o mai bună suflare a cilindrilor. Pentru aceasta, sunt utilizate sisteme precum VTEC, VVTI, Vanos etc. Fiecare constructor sunt numiți în mod diferit, dar efectuează un lucru - schimbă poziția arborilor cu came față de arborele cotit și unul față de celălalt, permițând schimbarea momentului supapei la viteza corectă. În ceea ce privește întrebarea noastră, acest lucru ne permite să creștem momentul în vârf, extinzând regimentul momentului.
Petrol sau Diesel?
Benzina, așa cum se știe, are o temperatură ridicată de combustie și emite mai multă energie. În plus, motorul diesel are o gamă mai limitată de turații, deci nu există prea multă putere de îndepărtat de pe motorină. Prin urmare, motorina este optimizată pentru moment (tije lungi de legătură și curse mari ale pistonului). Și că el a mers cumva la el instalează de obicei o turbină, deoarece motorul nu are probleme cu detonarea în timp ce crește raportul de compresie. Voi da un exemplu de caracteristici ale motorului Opel Z13DTH (Astra-H, Corsa-D) - un turbo-diesel cu un volum de 1,3 litri.
Motorul are o putere destul de scăzută de 90 CP. (la 4000 rpm), dar momentul este de 200 Nm. Va fi un pickup sigur din partea de jos, dar o viteza mica a masinii (172 km / h pentru Astra la 1250 kg greutate). Puterea redusă este caracterizată de o scădere bruscă a cuplului la turația maximă și, de fapt, de turația maximă mică.
Nascar sau Formula1?
Puterea maximă și cuplul maxim
Ce înseamnă puterea maximă și când este disponibilă.
Toată lumea știe cu siguranță ce putere maximă produce motorul. Și atunci când comparăm diferite mașini, numărul de iepe sub capotă este, dacă nu principalul, un factor foarte important. Luați, de exemplu, un motor pe benzină de doi litri de la Mazda Skyactiv. Motorul are o putere de 155 CP. adevărat la 6.000 rpm.
Și cât de des vă rotiți motorul la astfel de viteze? Care va fi consumul de combustibil? Având o gamă de viteză urbană de 3-4 mii rpm, acest motor poate fi scos de la 75 la 110 CP. care este de o dată și jumătate mai mică decât maximul. Dar în această gamă de revoluții intră în momentul maxim. Se pare că momentul maxim în ciclul orașului se realizează mult mai des decât puterea maximă. Acestea din urma vor fi necesare daca vom decide sa participam la cursa, bine, sau cel putin vom merge la autostrada fara limite de viteza. Apropo, zona roșie la acest motor începe cu 6500 rpm și se caracterizează printr-o scădere a puterii și o eșec semnificativă în acest moment. Nu vorbind despre daunele cauzate de astfel de mișcări ale motorului, este posibil să se spună în mod neechivoc faptul că conducerea la astfel de viraje este extrem de ineficientă.
Ca rezultat, avem că puterea este derivatul momentului. Motorul dezvoltă cuplu, iar puterea caracterizează viteza de rotație a arborelui la momentul dat. Puterea arată viteza maximă pe care o poate dezvolta mașina. Momentul arată "greoi", adică caracterizează capacitatea motorului de a "trage" mașina și de a înțelege cât de repede motorul trage mașina, introduce conceptul de putere.
Da, ai absolut dreptate. Vă mulțumim pentru comentarii.
1. Forța este derivatul muncii prin distanță (calea) și nu invers.
> 2. Momentul nu este de lucru.
Și cum ai numi lucrul la rotirea arborelui?
bine, cuplul este forța care este aplicată arborelui. Dar chiar rotația arborelui este o lucrare făcută ca urmare a acțiunii acestei forțe.
Ideea este că în ceea ce privește dimensiunea, momentul [H • m] nu este forța [H]. Dar forța aplicată arborelui și arborelui rotativ (axul face deplasarea unghiulară) funcționează.
Momentul este prin dimensiune și nu trebuie să coincidă cu forța, deoarece acestea sunt concepte diferite. dar faptul că momentul coincide în dimensiune cu munca este doar o coincidență care nu echivalează deloc cu conceptele de moment și de muncă
Ei bine, am fost un pic greșit, da, momentul forței este produsul forței pe un vector, ea caracterizează exact acțiunea de rotație a forței asupra (în acest caz) arborelui.
după cum sa menționat deja, momentul este forța aplicată pârghiei. Lucrarea cu mișcare de rotație se calculează ca un moment unghiular integrat al momentului unghiular. unghiul măsurat în radiani este o dimensiune fără dimensiuni, astfel încât dimensiunea integrală rămâne H * m, adică dimensiunea muncii
În ceea ce privește numele, nu contează cum se efectuează lucrarea: mișcarea de rotație, mișcarea translațională sau o combinație a acestora. este totuși locul de muncă - integrarea puterii de-a lungul drumului. pur și simplu în cazul mișcării de rotație se poate lua forța și se poate integra pe traiectoria traversată de-a lungul circumferinței și se poate lua momentul și se poate integra peste unghiul. rezultatul va fi exact la fel
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: