Формула крутящего момента через мощность и обороты
Ошибка
- Автомобиль - модели, марки
- Устройство автомобиля
- Ремонт и обслуживание
- Тюнинг
- Аксессуары и оборудование
- Компоненты
- Безопасность
- Физика процесса
- Новичкам в помощь
- Приглашение
- Официоз (компании)
- Пригородные маршруты
- Персоны
- Наши люди
- ТЮВ
- Эмблемы
- А
- Б
- В
- Г
- Д
- Е
- Ё
- Ж
- З
- И
- Й
- К
- Л
- М
- Н
- О
- П
- Р
- С
- Т
- У
- Ф
- Х
- Ц
- Ч
- Ш
- Щ
- Ъ
- Ы
- Ь
- Э
- Ю
- Я
Навигация
- Заглавная страница
- Сообщество
- Текущие события
- Свежие правки
- Случайная статья
- Справка
Личные инструменты
- Представиться системе
Инструменты
- Спецстраницы
Пространства имён
- Служебная страница
Просмотры
Перейти к: навигация, поиск
Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.
Возврат к странице Заглавная страница.
Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.
Что такое крутящий момент двигателя автомобиля: определение, формула
Автоликбез29 сентября 2019
Содержание
- 1 Понятие крутящего момента двигателя
- 2 От чего зависит величина крутящего момента двигателя?
- 3 Формула расчета крутящего момента
- 4 Как измеряется крутящий момент?
- 5 Мощность или крутящий момент – что важнее?
- 6 Как можно увеличить крутящий момент двигателя?
- 7 Какому двигателю отдать предпочтение?
- 7.1 Бензиновый двигатель
- 7.2 Дизельный двигатель
- 7.3 Электродвигатель
- 8 В заключение
Среди всех важных параметров двигателя авто наиболее показательным является мощность.
Автолюбители часто оперируют «лошадиными силами» и забывают про еще один важный параметр, характеризующий машину – крутящий момент двигателя. Хотя данный показатель считается менее значимым, он определяет, насколько резким будет старт и дальнейшее ускорение авто.
Понятие крутящего момента двигателя
КМ можно представить как показатель силы вращения коленвала. Перед тем, как в нем разобраться, начнем с мощности и количества оборотов, а также разберем, почему все эти параметры взаимосвязаны. Первая характеристика подразумевает работу, которая производится за временную единицу. Под работой подразумевается преобразование энергии сгорания топлива в кинетическую. Вторая характеристика говорит о количестве оборотов вала в минуту. Ну, а крутящий момент можно назвать производной от этих характеристик величиной.
Учитывая принятую систему измерения силы в ньютонах (Н), а длины в метрах (м), крутящий момент измеряется в «Нм», поскольку речь о силе, прикладываемой к поршню и длине плеча коленчатого вала. Чем больше эта величина, тем выше динамика авто, соответственно, тем быстрее оно развивает заявленное количество «лошадок».
От чего зависит величина крутящего момента двигателя?
- радиус кривошипа коленвала;
- давление, создаваемое в цилиндре;
- поршневая площадь;
- объем.
По большей части, величина будет зависеть от объема ДВС: с его увеличением будет расти сила, которая воздействует на поршень. Конечно, немаловажную роль играет и радиус кривошипа, но учитывая конструктивные особенности современных двигателей, варьирование этой величины возможно только в небольших пределах. Также стоит сказать о зависимости от давления: чем оно больше, тем больше прикладываемая сила.
Формула расчета крутящего момента
Сначала посмотрим на формулу расчета мощности:
Р(мощность, кВт) = М(крутящий момент, Нм) х n (число оборотов в минуту) / 9550.
Расчет КМ выглядит следующим образом:
М(крутящий момент, Нм) = Р(мощность, кВт) x 9550 / n (число оборотов в минуту).
![]()
Дабы рассчитать нужные величины и не запутаться, достаточно воспользоваться конвертером, который доступен на многих автолюбительских сайтах.
Как измеряется крутящий момент?
Для этого достаточно взглянуть на техническую документацию своего авто. Но реальные измерения также доступны: необходимо использовать специальные датчики. Они позволят провести статические и динамические измерения.
Измерение заключается в создании ситуации, где двигатель набирает максимальные обороты, затем тормозится: в процессе создается график, демонстрирующий максимальный момент мотора в момент нажатия на тормоз. Сначала показатель будет небольшим, затем будет наблюдаться рост, достижение пика и падение.
СТО должны оснащаться профессиональными тензометрами: все измерения обрабатывает специальное ПО, а результаты отображаются в виде графиков. Основная сложность в измерении КМ – достичь высокой точности показаний. Устаревшие контактные, светотехнические или индукционные тензометры не обеспечивали должной эффективности, поэтому в настоящий момент используются измерители в виде компактного передатчика, закрепляемого на вал: он передает данные на прибор-приемник, предоставляющий данные, не нуждающиеся в обработке.
Мощность или крутящий момент – что важнее?
Для решения этой дилеммы необходимо понять несколько фактов:
- мощность имеет линейную зависимость от частоты оборотов коленвала: быстрее вращение – больше показатель;
- мощность – производная КМ;
- до определенного значения рост КМ зависим от числа оборотов: быстрее вращение – выше КМ. Но преодолев пиковое значение, он снижается.
Отсюда можно прийти к выводу, что крутящий момент – приоритетный параметр, характеризующий возможности мотора. В то же время, нельзя пренебрегать мощностью: это значит, что производители автомобилей должны настроить работу агрегата таким образом, чтобы соблюдался баланс этих величин.
Как можно увеличить крутящий момент двигателя?
- Смена коленчатого вала. К недостатка метода можно отнести тот факт, что это редкая для многих марок авто деталь: часто ее делают на заказ. Кроме того, это снизит долговечность двигателя.
- Расточка цилиндров.
Более популярный метод, основанный на увеличении объема цилиндра. Метод доступен в большинстве автосервисных мастерских.
- Настройка карбюратора. Зачастую используется в дополнение к расточке.
- Увеличение турбонаддува. Доступно в моделях с турбированным двигателем. Тем не менее, снимая ограничения в блоке, который отвечает за управление компрессором – достаточно опасный способ, снижающий запас нагрузок в моторе. Тем, кто на него решается, также приходится прибегать к увеличению камеры сгорания, улучшению охлаждения, регулировке впускного клапана и смене распредвала, коленвала и поршней.
- Изменение газодинамики. Еще один метод, который по плечу только профессионалам. К тому же, убирая ограничения можно столкнуться не только с выросшей динамикой, а и с ухудшением сцепления.
- Использование масляного фильтра. Простой способ, снижающий засорение двигателя и продлевающий срок эксплуатации его запчастей.
Как видно, мотор – это сложный агрегат. Он уже рассчитан с использованием сложных инженерных формул и технологий, а значит, увеличение характеристики крутящего момента нежелательно. Если желание все же есть, стоит обратить внимание на два первых пункта. Можно, конечно, попытаться устранить заводские дефекты: убрать в камерах сгорания непродуваемые зоны и убрать в стыках заостренные углы, а также, неровности на клапанах. Но придется доверить эти операции специалистам своего дела.
Отдельно стоит сказать о так называемых усилителях КМ: их принцип основан на отборе мощности уменьшением оборотов, что не лучшим способом сказывается на долговечности конструкции. Подобные решения не увеличивают КМ, а позволяют его плавно менять на постоянных оборотах.
Какому двигателю отдать предпочтение?
В настоящий момент к привычным ДВС на дизельном топливе или бензине добавились еще и электродвигатели. Во всех этих конструкциях крутящий момент двигателя может кардинально отличаться.
Бензиновый двигатель
Действие основано на впрыске и формировании воздушно-топливной смеси с последующим возгоранием от искры свечей зажигания. Процесс происходит при температуре в 500 градусов, а коэффициент сжатия находится в районе 10 единиц.
Дизельный двигатель
Здесь коэффициент сжатия достигает уже 25 единиц, а температура составляет 900 градусов. При таких условиях смесь воспламеняется без необходимости в использовании свечей.
Электродвигатель
Пожалуй, самый простой и прогрессивный вариант, который лучше вообще исключить из списка. Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель работает по другому принципу, кардинально отличающемуся от традиционных ДВС. Здесь пикового КМ в 600 Нм можно достичь на любой скорости. Если же говорить о «лошадях», у Теслы их количество составит 416.
Но пока электрокары не получили повсеместного распространения. И если этот вариант по каким-либо причинам недоступен, рассмотрим особенности бензиновых и дизельных агрегатов. При одинаковых объемах первый способен давать высокую скорость, второй – быстрый разгон.
В заключение
Как уже отмечалось, КМ требует внимания непосредственно при выборе авто. Зная ключевые особенности двигателей, теперь не составит труда определиться с выбором. Что до увеличения значений крутящего момента в имеющейся машине, не стоит забывать о балансе, заложенном производителем, и уж тем более нежелательно прибегать к кардинальным мерам. Увеличение динамики можно рекомендовать только в силовых агрегатах, причем КМ должен располагаться в диапазоне, где он может достигать пиковых значений. Как бы там ни было, планомерное распространение электрокаров вскоре может избавить от мук выбора. А пока, лучше быть осведомленным в технических деталях машины, как минимум, это позволит не теряться среди вопросов коллег-автолюбителей.
лошадиных сил против крутящего момента: в чем разница?
Что лучше? Вот как можно подавить эти дебаты в барах.
Йоги Берра, никогда не останавливавшийся на деталях двигателя, пришел бы к выводу, что крутящий момент и мощность — одно и то же, только разные. На самом деле, это упрощение частично верно.
Крутящий момент и мощность — это то, что производят двигатели, когда вы поворачиваете ключ и нажимаете на педаль акселератора. Воздух и топливо, воспламеняющиеся в камерах сгорания, заставляют коленчатый вал, трансмиссию и ведущие оси вращаться. Это чудо преобразования энергии: потенциальная энергия, содержащаяся в галлоне переработанного динозавра, эффективно преобразуется в кинетическую энергию, необходимую для движения.
Копнув глубже, рассмотрите следующие определения из учебника:
Энергия — это способность выполнять работу. В этом случае двигатели выполняют тяжелую работу (работу), которую раньше выполняли лошади.
Работа является результатом действия силы на некотором расстоянии. Американская единица измерения работы (а также энергии) — футо-фунты. В Международной системе (СИ) работа измеряется в джоулях и, в редких случаях, в ньютон-метрах.
Крутящий момент — вращающая сила, создаваемая коленчатым валом двигателя. Чем больше крутящий момент выдает двигатель, тем больше его способность выполнять работу. Измерение такое же, как и работа, но немного другое. Поскольку крутящий момент представляет собой вектор (действующий в определенном направлении), он измеряется в фунтах-футах и ньютон-метрах.
Конечно, всегда есть исключения. В этом случае разница составляет статического крутящего момента , который вы применяете с помощью гаечного ключа, чтобы затянуть болты с головкой. Во избежание путаницы единицами измерения статического крутящего момента традиционно являются футо-фунты. Наоборот, система СИ использует ньютон-метры как для статических, так и для динамических измерений крутящего момента.
Мощность — это скорость выполнения работы. Шотландский изобретатель восемнадцатого века Джеймс Уатт дал нам эту удобную эквивалентность: одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для того, чтобы поднять 33 000 фунтов ровно на один фут за одну минуту. В честь этого вклада единицей измерения мощности в системе СИ является киловатт.
Вернёмся к теореме Берра. Крутящий момент — это способность выполнять работу, а мощность — это скорость, с которой можно выполнить тяжёлую задачу. Другими словами, мощность — это скорость выполнения работы (или приложения крутящего момента) за заданный промежуток времени. Математически мощность равна крутящему моменту, умноженному на число оборотов в минуту. H = T x об/мин/5252, где H — мощность в лошадиных силах, T — фунт-фут, об/мин — скорость вращения двигателя, а 5252 — константа, заставляющая единицы измерения колебаться. Таким образом, чтобы увеличить мощность, двигатель должен генерировать больший крутящий момент, работать на более высоких оборотах или и то, и другое.
В то время как миниатюры отлично подходят для учебников, их применение к реальным двигателям — это совсем другое дело. Одна из проблем заключается в том, что у каждого автомобильного двигателя есть рабочий диапазон от холостого хода до красной черты. Например, 6,2-литровый V-8 Hellcat Dodge Challenger выдает 707 лошадиных сил ТОЛЬКО при 6000 об/мин. Он производит значительно меньше мощности на холостом ходу (достаточно только для вращения вспомогательного оборудования с приводом от двигателя) и чуть менее 700 лошадиных сил при красной черте 6200 об / мин. И он развивает свой максимальный крутящий момент в 650 фунт-футов ТОЛЬКО при 4000 об/мин.
Другой проблемой является точное определение мощности и крутящего момента вращающегося коленчатого вала. Инструментом для этой задачи является динамометр двигателя. Хотя это слово означает «устройство измерения мощности», на практике измеряются крутящий момент и число оборотов двигателя, а его мощность рассчитывается по приведенной выше формуле.
Вихретоковые динамометры используют магнитное поле для передачи крутящего момента от вращающегося коленчатого вала к подшипнику рычага против датчика статической силы (известного как тензодатчик), расположенного на точном расстоянии от центра кривошипа. Другой широко используемый тип динамометра - водяной тормоз; он использует один вращающийся и один статический набор лопастей насоса для передачи крутящего момента коленчатого вала через плечо рычага на тензодатчик.
Идеальный двигатель развивает достаточный крутящий момент на низких оборотах и поддерживает его до красной отметки. Величина создаваемого крутящего момента прямо пропорциональна количеству воздуха, проходящего через двигатель. Большие двигатели перекачивают больше воздуха и, следовательно, создают больший крутящий момент. Бустеры — нагнетатели, турбокомпрессоры — подают дополнительный воздух, чтобы помочь маленьким двигателям действовать большими. Конечно, в камеры сгорания должно подаваться соответствующее количество топлива, но это несложно, особенно при впрыске с электронным управлением.
Чтобы упростить впрыск нужного количества топлива, конструкторы двигателей сталкиваются с рядом сложных задач. Один из них — сделать все компоненты достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки, которым они подвергаются из-за давления сгорания, а в случае движущихся частей — из-за собственной инерции. Потребности в охлаждении и смазке примерно пропорциональны производимой мощности. А нагнетание воздуха в любой двигатель, через него и из него на сверхвысоких оборотах — это то, где инженерное дело становится искусством. Учтите топливную экономичность и чистоту выхлопа в уравнении разработки, и станет ясно, почему волшебники по двигателю редко тусуются у охладителя воды.
К этому моменту обсуждения должно быть ясно, что крутящий момент и лошадиная сила подобны разлученным братьям и сестрам; они тесно связаны, но не имеют много общего. Но как насчет более серьезной моральной проблемы, стоящей перед человечеством в целом и перед автолюбителями в частности: что лучше?
Мы ответим так, как это оценил бы Йоги Берра. В бейсбольной игре, если крутящий момент аналогичен кетчеру, то лошадиная сила - это питчер. И то, и другое необходимо для игры в мяч, но обязанности питчера — определение скорости и траектории каждого брошенного мяча — определяют игру. Крутящий момент жизненно важен для работы любого двигателя, но мощность — это то, что отличает отличный двигатель от хорошего.
| WHAT'S Technical Articles and Product Descriptions Mechanical Engineering FundamentalsPiston Reference Materials EPI Additional Products Stuff
Журнал Race Engine Technology ВВЕДЕНИЕ в Race Engine TechnologyПОДПИСАТЬСЯ
Последнее обновление: | Последнее обновление: 11 марта 2011 г.
ПРИМЕЧАНИЕ. Все наши продукты, конструкции и услуги являются УСТОЙЧИВЫМИ, ОРГАНИЧЕСКИМИ, БЕЗ ГЛЮТЕНОВ, НЕ СОДЕРЖАТ ГМО и не будут расстраивать чьи-либо драгоценные ЧУВСТВА или деликатные ЧУВСТВАДля того, чтобы обсуждать силовые установки в любой степени, важно понимать концепции МОЩНОСТЬ и КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ . ОДНАКО для понимания МОЩНОСТЬ , вы должны сначала понять ЭНЕРГИЯ и РАБОТА . Если вы какое-то время не рассматривали эти концепции, было бы полезно сделать это перед изучением этой статьи. НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть обзор «Энергия и работа». Часто кажется, что люди не понимают отношения между МОЩНОСТЬЮ и КРУТЯЩИМ МОМЕНТОМ. Например, мы слышали двигатель строители , консультанты по распределительным валам и другие " технические специалисты" спросите у клиентов: "Вы хотите, чтобы ваш двигатель развивал МОЩНОСТЬ или КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?" И вопрос обычно задается тоном, который убедительно свидетельствует о том, что эти «эксперты» считают, что мощность и крутящий момент как-то взаимоисключающие. На самом деле все наоборот, и вы должны четко понимать следующие факты:
л.с. = крутящий момент x об/мин ÷ 5252(внизу этой страницы для всех, кто интересуется, показан вывод этого уравнения). Двигатель производит МОЩНОСТЬ сумма КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ на нагрузку в данный об/мин . Величина КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, который может развить двигатель, обычно зависит от оборотов. КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ определяется как СИЛА вокруг заданной точки, приложенная на РАДИУС от этой точки. Обратите внимание, что единица КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ равен одному фунт-фут (часто неверно указывается), в то время как единица РАБОТА равна одному фут-фунт . Рисунок 1 Ссылаясь на Рисунок 1 , предположим, что рукоятка прикреплена к кривошипу так, что она параллельна поддерживаемой вала и расположен в радиусе 12 дюймов от центра вала. В этом примере рассмотрим вал равным фиксированный для стена. Пусть стрелка представляет собой силу в 100 фунтов, приложенную в направлении, перпендикулярном рукоятке и кривошипу, как показано на рисунке. Поскольку вал прикреплен к стене, вал не вращается, но крутящий момент составляет 100 фунт-фут (100 фунтов раз 1 фут) применяется к валу. ПРИМЕЧАНИЕ о том, что ЕСЛИ кривошип на эскизе был в два раза длиннее (т. е. рукоятка располагалась на расстоянии 24 дюйма от центра вал), то же самое усилие в 100 фунтов, приложенное к рукоятке, произвело бы 200 крутящий момент (100 фунтов на 2 фута). МОЩНОСТЬ МОЩНОСТЬ является мерой того, сколько РАБОТЫ можно выполнить за указанное ВРЕМЯ. Точно так же, как одна тонна представляет собой большое количество веса (по определению, 2000 фунтов), одна лошадиных сил это большая мощность. Определение одной лошадиной силы: 33000 футо-фунтов в минуту . Сила, которую произвел парень толкая свою машину через участок (8 250 фут-фунтов в минуту), это равно ¼ лошадиной силы (8 250 ÷ 33 000). Хорошо, все хорошо, но как толкание машины через парковку связано с вращающимся механизмом? Рассмотрим следующее изменение в приведенном выше эскизе с рукояткой и кривошипом . Ручка по-прежнему находится в 12 дюймах от центра вал, но теперь вместо того, чтобы крепиться к стене, вал теперь проходит сквозь стену, опираясь на подшипники качения, и прикреплен к генератору за стеной. Предположим, как показано на рис. 2 , что постоянная сила в 100 фунтов. каким-то образом применяется к ручке, так что сила всегда перпендикулярна как рукоятке, так и кривошипу, когда кривошип вращается. Другими словами, «стрелка». вращается вместе с рукояткой и остается в том же положении относительно кривошипа и рукоятки, как показано в приведенной ниже последовательности. (Это называется «тангенциальной силой»).
Рисунок 2 Если эта постоянная тангенциальная сила в 100 фунтов, приложенная к 12-дюймовой рукоятке (крутящий момент 100 фунт-фут), заставляет вал вращаться со 2000 об/мин, то мощность вал передает на генератор за стеной 38 л.с. , рассчитывается следующим образом: 100 фунто-футов крутящего момента (100 фунтов x 1 фут) умножить на 2000 об/мин, разделить на 5252 и получить 38 л.с. Следующие примеры иллюстрируют несколько различных значений КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, которые обеспечивают мощность 300 л.Пример 1 : Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ требуется для создания 300 л.с. при 2700 об/мин? , так как л.с. = КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ x ОБ/МИН ÷ 5252 Пример 2: Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ требуется для создания 300 л.с. при 4600 об/мин? Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 4600 = 343 фунт-фут.Пример 3: Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ требуется для производства 300 л.с. при 8000 об/мин? Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 8000 = 197 фунто-футов.Пример 4: Какой КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ развивает турбинная секция газотурбинного двигателя мощностью 300 л.с. при 41 000 об/мин? Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 41 000 = 38,4 фунт-фут.Пример 5: Выходной вал редуктора двигателя в Примере 4 вращается со скоростью 1591 об/мин. Сколько КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ доступен на этом валу? Ответ: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = 300 x 5252 ÷ 1591 = 991 фунт-фут.(без учета потерь в редукторе, разумеется). Из этих чисел следует сделать вывод, что заданное количество лошадиных сил может быть получено из бесконечного числа комбинаций. крутящего момента и оборотов. Подумайте об этом с другой стороны: в автомобилях одинакового веса 2-литровый двигатель с двумя распредвалами мощностью 300 л.с. при 8000 об/мин (197 фунт-фут) и 400 л.с. при 10 000 об/мин (210 lb-ft) выведет вас из поворота точно так же, как 5-литровый двигатель мощностью 300 л.с. при 4000 об/мин (394 фунта-фута) и 400 л.с. при 5000 об/мин (420 фунт-фут). Фактически, в автомобилях одинакового веса меньший двигатель, вероятно, будет ЛУЧШЕ участвовать в гонках, потому что он намного легче, поэтому на переднюю часть приходится меньше веса. И в реальности машина с более легким 2-литровым двигателем будет вероятно, весит меньше, чем большой автомобиль с двигателем V8, поэтому он будет лучшим гоночным автомобилем по нескольким причинам. Измерение мощности Динамометр определяет МОЩНОСТЬ двигателя при приложении нагрузки на двигатель выходного вала с помощью водяного тормоза, генератора, вихретокового гасителя или любого другого управляемого устройства, способного поглощать мощность. Недавнее изменение на этой страницеВ этом месте страницы раньше был анализ, показывающий, как определить мощность, потребляемую насосом. Это обсуждение имеет была перемещена на более подходящую, недавно обновленную страницу «Системы смазки двигателя». Общие замечания Чтобы спроектировать двигатель для конкретного применения, полезно построить оптимальную кривую мощности для этого конкретного применения, затем из этой информации о конструкции определите кривую крутящего момента, которая требуется для получения желаемой кривой мощности. Как правило, пик крутящего момента возникает при значительно более низких оборотах, чем пик мощности. Причина в том, что в целом кривая крутящего момента не падает (в %) так же быстро, как увеличивается число оборотов в минуту (в %). Для гоночного двигателя часто выгодно (в пределах границ условия применения) для работы двигателя далеко за пределами пиковой мощности, чтобы обеспечить максимальную среднюю мощность в течение необходимый диапазон оборотов. Однако для двигателя, который работает в относительно узком диапазоне оборотов, такого как авиационный двигатель, обычно требуется, чтобы двигатель выдает максимальную мощность при максимальных оборотах. Это требует, чтобы пик крутящего момента был достаточно близок к максимальным оборотам. Для самолета двигатель, вы обычно проектируете кривую крутящего момента так, чтобы она достигла максимума при нормальных настройках круиза и оставалась неизменной до максимальных оборотов. Пример этой концепции показан на рис. 3 ниже. Три пунктирные линии представляют три различные кривые крутящего момента, каждая из которых имеет точное значение одинаковая форма и значения крутящего момента, но с пиковыми значениями крутящего момента, расположенными при разных значениях оборотов. Сплошные линии показывают мощность, вырабатываемую кривыми крутящего момента того же цвета.
Рисунок 3 Обратите внимание, что при пиковом крутящем моменте 587 фунто-футов при 3000 об/мин пик розовой линии мощности составляет примерно 375 л.с. между 3500 и 3750 об/мин. С та же кривая крутящего момента сдвинута вправо на 1500 об/мин (черный цвет, пик крутящего момента 587 фунт-фут при 4500 об/мин), пиковая мощность подскакивает примерно до 535 л. Используя черные кривые в качестве примера, обратите внимание, что двигатель развивает мощность 500 л.с. как при 4500, так и при 5400 об/мин, что означает, что двигатель может такое же количество работы в единицу времени (мощность) на 4500, что и на 5400. ОДНАКО, он будет сжигать меньше топлива для производства 450 л.с. при 4500 об / мин. чем при 5400 об/мин, из-за паразитных потерь мощности (мощность, расходуемая на вращение коленчатого вала, возвратно-поступательных узлов, клапанного механизма) увеличивается пропорционально квадрату частоты вращения коленчатого вала. Диапазон оборотов, в котором двигатель развивает максимальный крутящий момент, ограничен. Вы можете настроить двигатель так, чтобы он имел высокий пиковый крутящий момент с очень узкий диапазон или более низкое значение пикового крутящего момента в более широком диапазоне. Пример показан на рис. 4 ниже. Это то же самое, что и график на рис. 3 (выше), ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ, синяя кривая крутящего момента имеет был изменен (как показано зеленой линией), чтобы он не исчезал так быстро. Обратите внимание, как это приводит к увеличению зеленой линии электропередач. далеко за пределами пика крутящего момента. Такого рода изменение кривой крутящего момента может быть достигнуто путем изменения различных ключевых компонентов, в том числе (но не ограничиваясь) профили кулачков, расстояние между кулачками, длина впускных и/или выпускных каналов, поперечное сечение впускных и/или выпускных каналов раздел. Изменения, направленные на расширение пикового крутящего момента, неизбежно уменьшат значение пикового крутящего момента, но желательность данное изменение определяется приложением.
. x КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ÷ 5252 , тогда где 5252?" Вот ответ. По определению, МОЩНОСТЬ = СИЛА x РАССТОЯНИЕ ÷ ВРЕМЯ ПИТАНИЕ рубрика) Используя пример на рисунке 2 выше, где постоянная тангенциальная сила в 100 фунтов была приложена к 12-дюймовой рукоятке, вращающейся со скоростью 2000 об/мин, мы знаем задействованную силу , поэтому для расчета мощности нам нужно расстояние рукоятка перемещения на единицу время , выраженное как: Мощность = 100 фунтов x расстояние в минуту Хорошо, на какое расстояние рукоятка перемещается за одну минуту? Во-первых, определите расстояние, которое он проходит за один 90 269оборот: РАССТОЯНИЕ за оборот = 2 x π x радиус РАССТОЯНИЕ за оборот. = 2 x 3,1416 x 1 фут = 6,283 фута. Теперь мы знаем, как далеко шатун перемещается за один оборот. Какое расстояние проходит кривошип за одну минут ? РАССТОЯНИЕ в мин. = 6,283 фута на оборот. х 2000 об. Теперь мы знаем достаточно, чтобы рассчитать мощность, определяемую как: МОЩНОСТЬ = СИЛА x РАССТОЯНИЕ ÷ ВРЕМЯ Волнение, но как насчет ЛОШАДЕЙНЫХ СИЛ? Помните, что одна ЛОШАДЕЙНАЯ СИЛА определяется как 33000 футо-фунтов работы. в минуту . Следовательно, HP = МОЩНОСТЬ (фут-фунт в минуту) ÷ 33 000. Мы уже подсчитали, что мощность, приложенная к кривошипа выше составляет 1 256 600 футо-фунтов в минуту. Сколько это HP? л.с. = (1 256 600 ÷ 33 000) = 38,1 л.с. Теперь мы объединим уже известные нам вещи, чтобы создать волшебное число 5252. Мы это уже знаем: КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ = СИЛА x РАДИУС. Если мы разделим обе части этого уравнения на РАДИУС, мы получим: (a) СИЛА = КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ ÷ РАДИУС Теперь, если РАССТОЯНИЕ за оборот = РАДИУС x 2 x π, тогда (b) РАССТОЯНИЕ в минуту = РАДИУС x 2 x π x RPM Мы уже знаем (c) МОЩНОСТЬ = СИЛА x РАССТОЯНИЕ в минуту Итак, если мы подставим эквивалент СИЛЫ из уравнения (a) и расстояние в минуту из уравнение (б) в уравнение (в), получаем: МОЩНОСТЬ = (МОМЕНТ ÷ РАДИУС) x (ОБ/МИН x РАДИУС x 2 x π) Разделив обе части на 33 000, чтобы найти л.
|
