Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

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 на 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 составляет 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:

Gв [кг]/3=P[л.с.]

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, вводите 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.

Часто задаваемые вопросы

  • Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?

    Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
    Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
    Vh — объём двигателя, см³
    n — количество оборотов коленчатого вала за минуту

    Pe — среднее эффективное давление, Мпа

  • Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?

    Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.

  • Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?

    Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
    Mкр – крутящий момент (Нм),
    n – обороты коленвала (об./мин.),
    9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.

  • Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?

    Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.

7.2: Классическая механика

Область классической механики включает изучение тел в движении, особенно физические законы, касающиеся тел, находящихся под воздействием сил. Большинство механических аспектов проектирования роботов тесно связано с концепциями из этой области. В данном блоке описываются несколько ключевых применяемых концепций классической механики.

СКОРОСТЬ — это мера того, насколько быстро перемещается объект. Обозначает изменение положения во времени (проще говоря, какое расстояние способен преодолеть объект за заданный период времени). Данная мера представлена в единицах расстояния, взятых в единицу времени, например, в количестве миль в час или футов в секунду.

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ – Скорость может также выражаться во вращении, то есть насколько быстро объект движется по кругу. Измеряется в единицах углового перемещения во времени (то есть в градусах в секунду), или в циклах вращения в единицу времени (например, в оборотах в минуту). Когда измерения представлены в оборотах в минуту (RPM), речь идет о частоте вращения. Есть речь идет об об/мин автомобильного двигателя, это означает, что измеряется скорость вращения двигателя.

УСКОРЕНИЕ – Изменение скорости во времени представляет собой ускорение. Чем больше ускорение, тем быстрее изменяется скорость. Если автомобиль развивает скорость от 0 до 60 миль в час за две секунды, в этом случае ускорение больше, чем когда он развивает скорость от 0 до 40 миль в час за тот же период времени. Ускорение — это мера изменения скорости. Отсутствие изменения означает отсутствие ускорения. Если объект движется с постоянной скоростью — ускорение отсутствует.

СИЛА — Ускорение является следствием воздействия сил, которые провоцируют изменение в движении, направлении или форме. Если вы нажимаете на объект, это означает, что вы прикладываете к нему силу. Робот ускоряется под воздействием силы, которую его колеса прикладывают к полу. Сила измеряется в фунтах или ньютонах.

Например, масса объекта воздействует на объект как сила вследствие гравитации (ускорение объекта в направлении центра Земли).

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ – Сила, направленная по кругу (вращение объекта), называется крутящим моментом. Крутящий момент — это вращающая сила. Если к объекту приложен крутящий момент, на границе первого возникает линейная сила. В примере с колесом, катящемся по земле, крутящий момент, приложенный к оси колеса, создает линейную силу на границе покрышки в точке ее контакта с поверхностью земли. Так и определяется крутящий момент — как линейная сила на границе круга. 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.

В примере с колесом, катящемся по земле, если известен крутящий момент, приложенный к оси с закрепленным на ней колесом, мы можем рассчитать количество силы, прикладываемой колесом к поверхности. В этом случае, радиус колеса является расстоянием силы от центра вращения.

Сила = Крутящий момент/Радиус колеса

В примере с рукой робота, удерживающей объект, мы можем рассчитать крутящий момент, требуемый для поднятия объекта. Если объект обладает массой, равной 1 ньютону, а рука имеет длину 0,25 метра (объект располагается на расстоянии 0,25 метра от центра вращения), тогда

Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,25 метра = 0,25 ньютон-метров.

Это означает, что для удержания объекта в неподвижном положении, необходимо применить крутящий момент, равный 0,25 ньютон-метров. Чтобы переместить объект вверх, роботу необходимо приложить к нему крутящий момент, значение которого будет превышать 0,25 ньютон-метров, так как необходимо преодолеть силу гравитации. Чем больше крутящий момент робота, тем больше силы он прикладывает к объекту, тем больше ускорение объекта, и тем быстрее рука поднимет объект.

Пример 7.2

Пример 7.3

Для данных примеров, мы можем рассчитать крутящий момент, необходимый для подъем этих объектов.

Пример 7.2 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,125 метра = 0,125 ньютон-метров.

Для данного примера, длина рука равна половине длины руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза меньше. Значение длины руки пропорционально значению требуемого крутящего момента. При равных исходных характеристиках объекта, чем короче рука, тем меньший крутящий момент необходим для подъема.

Пример 7.3 — Крутящий момент = Сила * Расстояние = 1 ньютон х 0,5 метра = 0,5 ньютон-метров.

Для данного примера, длина рука равна удвоенной длине руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза больше.

Еще одна точка зрения относительно ограниченного крутящего момента в соединении руки робота заключается в следующем: более короткая рука сможет поднять объект большей массы, чем более длинная рука; однако, для первой доступная высота подъема объекта будет меньше, чем для второй.

Пример 7.4

Пример 7.5

Эти примеры иллюстрируют руку робота, поднимающую объекты разной массы. Какова взаимосвязь с требуемым количеством крутящего момента?

Пример 4 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = ½ ньютона х 0,25 метра = 0,125 ньютон-метров.

Пример 5 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 2 ньютона х 0,25 метра = 0,5 ньютон-метров.

Эти примеры иллюстрируют уменьшение значения требуемого крутящего момента по мере снижения массы объекта. Масса пропорциональна крутящему моменту, необходимому для ее подъема. Чем тяжелее объект, тем больше крутящий момент, требуемый для его подъема.

Проектировщики роботов должны обратить внимание на ключевые взаимосвязи между значениями крутящего момента, длины руки и массы объекта.

РАБОТА – Мера силы, приложенной на расстоянии, называется работой. Например, для удерживания объекта необходимо 10 фунтов силы. Далее, чтобы поднять этот объект на высоту 10 дюймов, требуется определенное количество работы. Количество работы, требуемое для подъема объекта на высоту 20 дюймов, удваивается. Работа также понимается как изменение энергии.

МОЩНОСТЬ — Большинство людей полагает, что мощность является термином из области электрики, но мощность также относится и к механике.

Мощность — это количество работы в единицу времени. Насколько быстро кто-то может выполнить работу?

В робототехнике принято понимать мощность как ограничение, так как соревновательные робототехнические системы имеют ограничения в части выходной мощности. Если роботу требуется поднять массу в 2 ньютона (прилагая 2 ньютона силы), скорость подъема будет ограничиваться количеством выходной мощности робота. Если робот способен произвести достаточное количество мощности, он сможет быстро поднять объект.

Если он способен произвести лишь малое количество энергии, подъем объекта будет производиться медленно (либо не будет производиться вообще!).

Мощность определяется как Сила, умноженная на Скорость (насколько быстро выполняется толчок при постоянной скорости), и обычно выражается в Ваттах.

Мощность [Ватты] = Сила [Ньютоны] х Скорость [Метры в секунду]

1 Ватт = 1 (Ньютон х Метр) / Секунда

Как это применяется в соревновательной робототехнике? К проектам роботов применяются определенные ограничения. Проектировщики соревновательных роботов, использующие систему проектирования VEX Robotics Design, также должны учитывать физические ограничения, связанные с применением электромоторов. Электромотор обладает ограниченной мощностью, поэтому он может производить только определенное количество работы с заданной скоростью.

Примечание: все перспективные концепции имеют базовое описание. Более глубоко обсуждать эти физические свойства учащиеся будут в процессе обучения в ВУЗах, если выберут область STEM в качестве направления обучения.

 

Метод приложения крутящего момента

Самый распространенный и, вероятно, самый простой метод затяжки резьбовых соединений. Он заключается в создании на гайке крутящего момента, обеспечивающего необходимое усилие предварительной затяжки. А главное его преимущество в том, что он очень прост, занимает минимум времени и используемый инструмент сравнительно не дорог.

Крутящий момент (Мкр, в Нм) – это момент силы, приложенной к гайке на определенном расстоянии от её центра (произведение силы на плечо), действие которого вызывает поворот гайки вокруг оси.

Болт в резьбовом соединении находится под постоянным механическим напряжением и устойчив к усталости. Однако, если первоначальное усилие слишком мало, под действием изменяющихся нагрузок болт быстро будет повреждаться. Если первоначальное усилие слишком велико, процесс затяжки может привести к разрушению болта. Следовательно, надежность зависит от правильности выбора первоначального усилия и, соответственно, необходим контроль крутящего момента на гайке.

 

 

Метод заключается в создании на гайке крутящего момента, в результате чего гайка закручивается по резьбе, создавая усилие затяжки

Расход приложенного
усилия
Расположение трущихся поверхностей

Критичным фактором при затяжке резьбового соединения является усилие предварительной затяжки соединяемых деталей. Крутящий момент косвенно характеризует величину усилия предварительной затяжки.

Усилие предварительной затяжки (Q, в H), на которое производится затяжка резьбового соединения, обычно принимается в пределах 75-80%, в отдельных случаях 90%, от пробной нагрузки.

Пробная нагрузка (N, в H) является контрольной величиной, которую стержневая крепежная деталь должна выдержать при испытаниях. Пробная нагрузка приблизительно, на 5%-10% меньше, произведения предела текучести стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.

Пробная нагрузка, в соответствии с ГОСТ 1759.4, для крепежных деталей с классом прочности 6.8 и выше составляет 74-79% от минимальной разрушающей нагрузки (P, в H).

Минимальная разрушающая нагрузка соответствует произведению предела прочности (временному сопротивлению разрыву) стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.

Соответственно, усилие предварительной затяжки не должно приводить к переходу стержневой крепежной детали из области упругой в область пластической деформации материала.

Нередко возникает вопрос почему «предварительной». Дело в том, что затяжка соединений подразумевает создание во всех деталях — и крепежных, и соединяемых, некоторых напряжений. При этом в упруго напряженных телах проявляются некоторые механизмы пластических деформаций, ведущие к убыванию напряжений во времени (явление релаксации напряжений). Поэтому по истечении некоторого времени усилие затяжки соединения несколько снижается без каких либо дополнительных силовых воздействий на него.

Требуемый крутящий момент затяжки конкретного соединения зависит от нескольких переменных:

  1. Коэффициент трения между гайкой и стержневой крепежной деталью;
  2. Коэффициент трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;
  3. Качество и геометрия резьбы.

Наибольшее значение имеет трение в резьбе между гайкой и стержневой крепежной деталью, а также гайкой и поверхностью соединяемой детали, которые зависят от таких факторов как, состояние контактных поверхностей, вид покрытия, наличие смазочного материала, погрешности шага и угла профиля резьбы, отклонение от перпендикулярности опорного торца и оси резьбы, скорость завинчивания и др.

Потери на трение могут быть достаточно большими. При практически сухом трении, грубой поверхности и усадке материала, потери могут быть такими большими, что при затяжке на непосредственно напряжение соединения останется не более 10% момента (см. рисунок выше). Остальные 90% уходят на преодоление сопротивления трения и усадку.

Для иллюстрации покажем следующий пример: когда оборудование установлено, соединения новые и чистые. Через несколько лет работы они становятся загрязненными, перекодированными и т.п. Таким образом, при откручивании и затяжке, «паразитное» трение больше. И хотя гайковерт будет показывать требуемый момент, требуемое сжатие соединения не будет достигнуто. И когда при эксплуатации, на резьбовое соединение будет воздействовать нагрузки или вибрация, велик риск самоослабления соединения и как результат — аварии.

Коэффициент трения можно снизить, используя масло, но не чрезмерно, поскольку при этом велика опасность чрезмерного падения сопротивления, и превышения силы напряжения соединения, что может привести к разрушению стержневой крепежной детали.

Значения коэффициента трения в реальных условиях сборки можно лишь прогнозировать. Как показывают многочисленные эксперименты, они не стабильны. В табл. приведены их справочные значения.

 

Таблица Значения коэффициентов трения в резьбе стержневой крепежной детали из стали µр и между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали µт

 

Вид покрытия

Коэффициент трения

Без смазочного материала

Машинное масло

Солидол синтетический

Машинное масло с МоS2

Без покрытия

µр

0,32-0,52

0,19-0,24

0. 16-0,21

0,11-0,15

µт

0,14-0,24

0,12-0.14

0,11-0,14

0,07-0,10

Цинкование

µр

0,24-0,48

0,15-0,20

0,14-0,19

0,14-0,19

µт

0,07-0.10

0.09-0,12

0,08-0,10

0,06-0,09

Фосфатирование

µр

0,15-0,50

0,15-0,20

0,15-0. 19

0.14-0,16

µт

0,09-0,12

0,10-0,13

0,09-0,13

0,07-0,13

Оксидирование

µр

0.50-0,84

0,39-0.51

0,37-0,49

0.15-0,21

µт

0,20-0,43

0,19-0.29

0.19-0,29

0,07-0,11

Для крепежа из нержавеющей стали А2 и А4 коэффициенты трения:

  1. Без смазочного материала:
    µр– 0,23- 0,50
    µт — 0,08-0,50
  2. Со смазкой, включающей хлоропарафин:
    µр– 0,10- 0,23
    µт — 0,08-0,12

Номинальный крутящий момент рассчитывается по формуле:

Мкр = 0,001 Q*(0,16*Р + µр *0 ,58* d+ µт *0,25*(dт + d0)),

где µр– коэффициент трения в резьбе между гайкой и стержневой крепежной деталью;

µт — коэффициент трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;

dт – диаметр опорной поверхности головки болта или гайки, мм;

d0 – диаметр отверстия под крепёжную деталь, мм;

Р – шаг резьбы, мм;

d2– средний диаметр резьбы, мм;

Q – усилие предварительной затяжки.

Для упрощения расчетов Мкр коэффициенты трения усредняют. Средние коэффициенты трения крепежных соединений из стали соответствуют следующим состояниям поверхности:

— 0,1 – фосфатированный или оцинкованный болт, хорошо смазанная поверхность
-0,14 – химически оксидированный или оцинкованный болт, плохое качество смазки
-0,2 – болт без покрытия, нет смазки

Усилие предварительной затяжки определяются требованиями к соединению, поэтому наши рекомендации выбора усилий предварительной затяжки и крутящего момента, приведенные в таблицах, являются справочными и не могут быть приняты как руководство к действию, учитывая множество факторов оказывающих роль на качество соединения.

Для выбора усилия предварительной затяжки резьбовых соединений и крутящего момента различного класса прочности можно использовать приведенные ниже таблицы. Таблицы приведены для соединений, имеющих средний коэффициент трения 0,14.
 

Усилие предварительной затяжки и крутящий момент резьбового соединения с крупным шагом резьбы и коэффициентом трения 0,14

 

Номинальный диаметр резьбы

Шаг резьбы, P

Номинальная площадь сечения As, мм²

Усилие предварительной затяжки Q, H

Крутящий момент Мкр Нм

4.6

5.6

8.8

10.9

12.9

4.6

5.6

8.8

10.9

12.9

М4

0,7

8,78

1280

1710

4300

6300

7400

1,02

1,37

3,3

4,8

5,6

М5

0,8

14,2

2100

2790

7000

10300

12000

2,0

2,7

6,5

9,5

11,2

М6

1,0

20,1

2960

3940

9900

14500

17000

3,5

4,6

11,3

16,5

19,3

М8

1,25

36,6

5420

7230

18100

26600

31100

8,4

11

27,3

40,1

46,9

М10

1,5

58

8640

11500

28800

42200

49400

17

22

54

79

93

М12

1,75

84,3

12600

16800

41900

61500

72000

29

39

93

137

160

М14

2,0

115

17300

23100

57500

84400

98800

46

62

148

218

255

М16

2,0

157

23800

31700

78800

115700

135400

71

95

230

338

395

М18

2,5

193

28900

38600

99000

141000

165000

97

130

329

469

549

М20

2,5

245

37200

49600

127000

181000

212000

138

184

464

661

773

М22

2,5

303

46500

62000

158000

225000

264000

186

250

634

904

1057

М24

3,0

353

53600

71400

183000

260000

305000

235

315

798

1136

1329

М27

3,0

459

70600

94100

240000

342000

400000

350

470

1176

1674

1959

М30

3,5

561

85700

114500

292000

416000

487000

475

635

1597

2274

2662

М33

3,5

694

107000

142500

363000

517000

605000

645

865

2161

3078

3601

М36

4,0

817

125500

167500

427000

608000

711000

1080

1440

2778

3957

4631

М39

4,0

976

151000

201000

512000

729000

853000

1330

1780

3597

5123

5994


 

Усилие предварительной затяжки и крутящий момент резьбового соединения с мелким шагом резьбы и коэффициентом трения 0,14

 

Номинальный диаметр резьбы

Шаг резьбы, P

Номинальная площадь сечения As, мм²

Усилие предварительной затяжки Q, H

Крутящий момент Мкр Нм

8.8

10.9

12.9

8.8

10.9

12.9

М8

1

39,2

19700

28900

33900

29,2

42,8

50,1

М10

1,25

61,2

30800

45200

52900

57

83

98

М12

1,25

92,1

46800

68700

80400

101

149

174

М14

1,5

125

63200

92900

108700

159

234

274

М16

1,5

167

85500

125500

146900

244

359

420

М18

1,5

216

115000

163000

191000

368

523

613

М20

1,5

272

144000

206000

241000

511

728

852

М22

1,5

333

178000

253000

296000

692

985

1153

М24

2

384

204000

290000

339000

865

1232

1442

М27

2

496

264000

375000

439000

1262

1797

2103

М30

2

621

331000

472000

552000

1756

2502

2927


ОТКРУЧИВАНИЕ

При откручивании гаек требуется крутящий момент большей величины, чем при затяжке. Это объясняется коррозией резьбового соединения, взаимным проникновением материалов болта и гайки в зоне резьбы под действием длительной нагрузки.

Общее правило – при откручивании требуется момент в 1,3-1,5 раза больший, чем при затяжке!

При откручивании прокорродированных и закрашенных соединений часто требуется инструмент с моментом в 2 раза больше, чем при затяжке. Но лучше в таких случаях использовать специальные средства для разрушения продуктов коррозии. Это снизит трение и, соответственно, силы воздействующие на упорную часть инструмента, продлевая срок его жизни.

Выполненная работа и переданная мощность

Выполненная работа

Выполненная работа равна сила, умноженная на расстояние, перемещенное на силу , и может быть выражена как

W = F s (1)

где

W = проделанная работа (Дж, Нм)

F = сила (Н)

s = расстояние, перемещенное силой (с)

Для углового перемещения

выполненная работа может быть выражено как

W = F θ r

= T θ (2)

где

W = работа (Джоуль)

θ = угол (радианы)

r = радиус (м)

T = крутящий момент или момент (Нм)

Передаваемая мощность

Мощность — это соотношение между рабочими k и затраченное время могут быть выражены как

P = W / dt

= T θ / dt

= T ω

= 2 π n T

= 2 π (n об / мин /60) T

= 0.105 n об / мин T (3)

где

P = мощность (Вт)

dt = затраченное время (с)

ω = θ / dt = 2 π n = угловая скорость (рад / с)

n = скорость (об / с)

n об / мин = скорость (об / мин, об / мин)

Примечание! — машина должна вращаться, чтобы производить энергию! Машина без вращения может передавать крутящий момент, как электродвигатель, но поскольку расстояние не перемещается силой, мощность не производится.Как только машина начинает вращаться, вырабатывается мощность.

Пример — требуемый крутящий момент для производства мощности

Машина вращается со скоростью 3000 об / мин (об / мин) и потребляет 5 кВт . Крутящий момент на валу можно рассчитать, изменив (3) на

T = P / 2 π n

= (5 кВт) (1000 Вт / кВт) / 2 π (3000 об / мин) / (60 сек / мин)

= 15,9 Нм

Электродвигатели — мощность и крутящий момент по сравнению сСкорость

Движущая сила электродвигателя крутящий момент — не лошадиные силы.

Крутящий момент — это крутящая сила, которая заставляет двигатель работать, а крутящий момент активен от 0% до 100% рабочей скорости.

Мощность, производимая двигателем, зависит от скорости двигателя и составляет

  • ноль при 0% скорости и
  • обычно на максимуме при рабочей скорости

Примечание ! — полный крутящий момент с нулевой скорости является большим преимуществом для электромобилей.

Для полного стола — поворот экрана!

9226 9226 9228 522 (фунт на дюйм) 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 3 41 9033 3 142 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 903 76 9033 9033 9034 9033 9034 9 0333 210 9033 9033 9033 9033 9034 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9034 675
Мощность Скорость двигателя (об / мин)
3450 2000 1750 1000 500
Крутящий момент (фунт фут дюйм)
(фунт фут фут)
(Нм) (фунт фунт дюйм) f фут) (Нм) (фунт f дюйм) (фунт f фут) (фунт на фут) (Нм) (фунт на дюйм) 90 200 (фунт на фут) (Нм)
1 0.75 18 1,5 2,1 32 2,6 3,6 36 3,0 4,1 63 5,3 7,1 126 10 903 1,5 1,1 27 2,3 3,1 47 3,9 5,3 54 4,5 6,1 95 7.9 10,7 189 15,8 21,4
2 1,5 37 3,0 4,1 63 5,3 9033 3,0 126 10,5 14,2 252 21,0 28,5
3 2,2 55 4,6 6,2 95 7.9 10,7 108 9,0 12 189 15,8 21,4 378 31,5 42,7 903 158 13,1 18 180 15 20 315 26,3 36 630 52,5 71
5 5,6 137 11 15 236 20 27 270 23 31 473 39 9033 903 934
10 7,5 183 15 21 315 26 36 360 30 41 630 41 5334 630 142
15 11 274 23 31 473 39 53 540 45 61 903 903 9034 9033 9033 9033 9033 9033 9034 158 214
20 15 365 30 630 53 71 720 60 81 1260 105 142 2521 210 285 903 903 9034 210 285 903 903 9034 38 52 788 66 89 900 75 102 1576 131 178 3151 263 9033 9033 9034 9033 9033 903 548 46 62 945 79 107 1080 90 122 1891 158 214 9033 9034 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 30 731 61 83 1260 105 1441 120 163 2521 210 285 5042 420 570 131 178 1801 150 204 3151 263 356 6302 525 712
712
1891 158 214 2161 180 244 3781 315 427 7563 630 853 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 903 145 2206 184 249 2521 285 4412 368 499 8823 735 997
80 60 1461 9033 9034 9033 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 162 9034 2881 240 326 5042 420 570 10084 840 1140
67 9033 9034 9034 903 137 321 3241 270 366 5672 473 641 11344 945 1282 945 1282
100 9034 9034 263 356 3601 300 407 6302 525 712 12605 1050 1425
125 93 2283 1 9033 9033 9033 9034 9034 9034 9033 9033 9033 9033 9034 903 903 9034 509 7878 657 891 15756 1313 1781
150 112 2740 223 9034 9034 9034 9034 9033 2740 228 903 9034 450 611 9454 788 1069 18907 1576 2137
175 131 3197 263 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9034 6302 525 712 1 1029 919 1247 22058 1838 2494
200 149 3654 9033 9034 9034 9033 9034 413 9034 9033 9034 9034 9034 814 12605 1050 1425 25210 2101 2850
225 168 916 14180 1182 1603 28361 2363 3206
250 9033 9034 9033 9034 9033 9033 4567 9034 383 9003 750 1018 15756 90 334 1313 1781 31512 2626 3562
275 205 5024 419 568 86625 9034 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9034 9033 9034 17332 1444 1959 34663 2889 3918
300 224 5480 457 9034 9034 9034 9034 9034 9034 1221 18907 1576 2137 37814 3151 4275
350 9034 9033 9034 9033 9034 9033 9034 9033 9033 9034 1050 1425 22058 1838 2494 44117 3676 4987
400 298 7307 609 826 9033 9034 9034 9034 9034 9033 9034 9034 9033 9033 9034 9033 9033 9034 25210 2101 2850 50419 4202 5699
450 336 8221 685 9033 9034 9033 9033 9033 9034 9033 9034 9033 9033 9034 9034 9034 903 903 903 903 903 9034 9034 1832 28361 2363 3206 56722 4727 6412
550 9034 9343 9034 9343 9034 9343 9034 9343 9034 9373 1651 2239 34663 2889 3918 69326 5777 7837
600 448 10961 913 12393 903 9034 9033 9033 913 12393 903 2443 37814 3151 4275 75629 6302 8549

Мощность электродвигателя, скорость и крутящий момент в уравнениях 9009

Момент дюйм-фунт = P л.с. 63025 / n (1)

где

T дюйм фунт = крутящий момент (фунт f )

P л.с. = мощность, передаваемая электрическим двигатель (л.с.)

n = число оборотов в минуту (об / мин)

Альтернативно

T фут-фунт = P л.с. 5252 / n (1b)

где

T фут-фунт = крутящий момент (фунт f фут)

Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как

T Нм = P W 9.549 / n (2)

где

T Нм = крутящий момент (Нм)

P W = мощность (ватты)

n = число оборотов в минуту (об / мин)

Электродвигатель — зависимость крутящего момента от мощности и скорости

мощность (кВт)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — мощность от крутящего момента и скорости

крутящий момент (Нм)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — Зависимость скоростиМощность и крутящий момент

мощность (кВт)

крутящий момент (Нм)

Пример — крутящий момент от электродвигателя

Крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 0,75 кВт (750 Вт) при скорости 2000 об / мин можно рассчитать как

T = (750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)

= 3,6 (Нм)

Пример — крутящий момент от электродвигателя

Крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 100 л.с. при скорости 1000 об / мин можно рассчитать как

T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)

= 6303 (фунт f дюйм)

Для преобразования в фунт-сила-фут — разделите крутящий момент на 12 .

Зависимость мощности от крутящего момента — x-engineer.org

В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как рассчитывается мощность двигателя и что такое крутящий момент и кривая мощности . Также мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).

К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как силу поворота , приложенную к объекту. Крутящий момент (вектор) — это произведение между силой (вектором) и расстоянием (скаляр). Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между силой и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки на колесном болте

Представьте, что вы хотите затянуть / ослабить болты колеса.Нажатие или вытягивание ручки гаечного ключа, соединенного с гайкой или болтом, создает крутящий момент (усилие поворота), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Крутящий момент T [Нм] является произведением силы F [Н] и длины плеча рычага a [м] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {T = F \ cdot a} \]

Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, либо длину плеча рычага, либо и то, и другое.

Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если рычаг гаечного ключа имеет 0.25 м , а приложенная сила составляет 100 Н (что примерно эквивалентно толкающей силе 10 кг )

\ [T = 100 \ cdot 0,25 = 25 \ text {Нм} \]

Тот же крутящий момент можно было бы получить, если бы плечо рычага было 1 м и усилие только 25 Н .

Тот же принцип применяется к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, прикладываемой к шейке шатуна через шатун.

Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом валу на каждой шейке шатуна каждый раз, когда поршень находится в рабочем ходе.Плечо рычага и в данном случае является радиусом кривошипа (смещение) .

Величина силы F зависит от давления сгорания внутри цилиндра. Чем выше давление в цилиндре, чем выше сила на коленчатом валу, тем выше выходной крутящий момент.

Изображение: функция вычисления крутящего момента двигателя для давления в цилиндре

Длина плеча рычага влияет на общий баланс двигателя . 2} {4} = \ frac {\ pi \ cdot 0.2 \]

Во-вторых, мы рассчитаем силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в Н (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па (Паскаль).

\ [F = p \ cdot A_p = 120000 \ cdot 0,0056745 = 680.94021 \ text {N} \]

Предполагая, что вся сила в поршне передается на шатун, крутящий момент рассчитывается как:

\ [T = F \ cdot a = 680.94021 \ cdot 0.062 = 42.218293 \ text {Нм} \]

Стандартная единица измерения крутящего момента — Н · м (Ньютон-метр).Особенно в США единицей измерения крутящего момента двигателя является фунт-сила · фут (фут-фунт). Преобразование между Н · м и фунт-сила · фут :

\ [\ begin {split}
1 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} & = 1.355818 \ text {N} \ cdot \ text {m} \\
1 \ text {N} \ cdot \ text {m} & = 0.7375621 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft}
\ end {split} \]

Для нашего конкретного примера крутящий момент в имперских единицах (США):

\ [T = 42.218293 \ cdot 0.7375621 = 31.138615 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} \]

Крутящий момент T [Н] также может быть выражен как функция среднее эффективное давление двигателя.

\ [T = \ frac {p_ {me} V_d} {2 \ pi n_r} \]

где:
p me [Па] — среднее эффективное давление
V d 3 ] — рабочий объем двигателя
n r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )

Определение мощности

В физике степень — это работа, выполненная во времени, или, другими словами, — скорость выполнения работы .В системах вращения мощность P [Вт] является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад / с] .

\ [\ bbox [# FFFF9D] {P = T \ cdot \ omega} \]

Стандартная единица измерения мощности — Вт, (ватт) и скорости вращения — рад / с, (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств обеспечивают мощность двигателя л.с. (мощность торможения) и скорость вращения об / мин (оборотов в минуту).Поэтому мы будем использовать формулы преобразования как скорости вращения, так и мощности.

Чтобы преобразовать об / мин в рад / с , мы используем:

\ [\ omega \ text {[rad / s]} = N \ text {[rpm]} \ cdot \ frac {\ pi} { 30} \]

Чтобы преобразовать рад / с в об / мин , мы используем:

\ [N \ text {[rpm]} = \ omega \ text {[rad / s]} \ cdot \ frac {30 } {\ pi} \]

Мощность двигателя также может быть измерена в кВт вместо Вт для более компактного значения.Для преобразования с кВт в л.с. и наоборот, мы используем:

\ [\ begin {split}
P \ text {[bhp]} & = 1.36 \ cdot P \ text {[kW]} \\
P \ text {[кВт]} & = \ frac {P \ text {[bhp]}} {1.36}
\ end {split} \]

В некоторых случаях вы можете найти л.с. (лошадиная сила) вместо л.с. как единица измерения мощности.

Имея скорость вращения, измеренную в об / мин , и крутящий момент в Нм , формула для расчета мощности выглядит так:

\ [\ begin {split}
P \ text {[кВт]} & = \ frac {\ pi \ cdot N \ text {[об / мин]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000} \\
P \ text {[HP]} & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000}
\ end {split} \]

Пример . Рассчитайте мощность двигателя как в кВт , так и в л.с. , если крутящий момент двигателя 150 Нм и частота вращения двигателя 2800 об / мин .

\ [\ begin {split}
P & = \ frac {\ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 44 \ text {kW} \\
P & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 59,8 \ text {HP}
\ end {split} \]

Динамометр двигателя

Скорость двигателя измеряется с помощью датчика на коленчатом валу (маховике).В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленчатом валу с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий эксплуатации коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя с помощью датчика не является надежным методом. Также довольно высока стоимость датчика крутящего момента. Следовательно, крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне скорости и нагрузки с помощью динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блоке управления двигателем.

Изображение: Схема динамометра двигателя

Динамометр — это, по сути, тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Самый используемый и лучший тип динамометра — электрический динамометр . Фактически это электрическая машина , которая может работать как генератор или двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель может быть переведен в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при отключенном двигателе (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для вращения двигателя. Таким образом можно измерить трение двигателя и потери крутящего момента насоса.

В электрическом динамометре ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор закреплен через плечо рычага на датчике нагрузки . Чтобы сбалансировать ротор, статор будет прижиматься к датчику нагрузки. Крутящий момент T рассчитывается путем умножения силы F , измеренной в датчике нагрузки, на длину плеча рычага a .

\ [T = F \ cdot a \]

Параметры двигателя: тормозной момент, тормозная мощность (л.с.) или удельный расход топлива при торможении (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», поскольку для их измерения используется динамометр (тормоз). .

В результате динамометрического испытания двигателя получается карт крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенных оборотах двигателя и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карты крутящего момента для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

919 об / мин. 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9034
Двигатель
крутящий момент
[Нм]
Положение педали акселератора [%]
5 10 20 30 40 50 60 100
45 90 107 109 110 111 114 116
1300 60 105 132 903 105 132 903 60 105 132 903 138 141
1800 35 89 133 141 1 42 144 145 149
2300 19 70 133 147 9013 9013 9034 9033 9034 903 903 903 903 903 903 9034 9034 903 3 55 133 153 159 161 163 165
3300 0 41 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 9034 171
3800 0 33 116 150 160 167 170 175
155 169 176 180 184
4800 9033 4 0 18 106 155 174 179 185 190
5300 0 12 903 903 9033 175 181 187
5800 0 4 84 136 161 170 175 183 903 903 903 903 903 903 903 903 72 120 145 153 159 171

Пример карты мощности для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

Двигатель

35

35

Л.с.]

9033 9033 9033 9033 1800 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 72
Положение педали акселератора [%]
5 10 20 9 0334 30 40 50 60 100
1034
Скорость вращения двигателя
[об / мин]
903 12 13 13 13 13
1300 11 19 24 25 25 9 23 34 36 36 37 37 38
2300 6 903 903 9034 9034 9034 49 49 51
2800 1 22 53 61 63 64 65 66
3300 0 19 59 71 76 78 9013 903 903 0 18 63 81 87 90 92 95
4300 0 16 9033 9033 9034 110 113
4800 0 12 72 106 119 122 126 130
111 126 132 137 141
5800 0 90 334 3 69 112 133 140 145 151
6300 0 0 65 903 903 903 903 9033 9033 9033 153

Электронный блок управления (ЕСМ) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущих оборотов двигателя и нагрузки. В ECM нагрузка выражается как давление во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и время впрыска или масса топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки на основе температуры и давления всасываемого воздуха.

График данных крутящего момента и мощности, функции частоты вращения и нагрузки двигателя дает следующие поверхности:

Изображение: Поверхность крутящего момента двигателя SI

Изображение: Поверхность мощности двигателя SI

Для Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.

Изображение: кривые крутящего момента двигателя SI

Изображение: кривые мощности двигателя SI

Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Как вы видели, крутящий момент и мощность внутреннего сгорания двигатель зависит как от частоты вращения двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривых (кривые) при полной нагрузке (100% положение педали акселератора). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке подчеркивают максимальный крутящий момент и распределение мощности во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

Форма приведенных выше кривых крутящего момента и мощности не соответствует реальному двигателю, их целью является объяснение основных параметров. Тем не менее, формы аналогичны реальным характеристикам искрового зажигания (бензин), левого впрыска, атмосферного двигателя.

Частота вращения двигателя Н e [об / мин] характеризуется четырьмя основными моментами:

Н мин — минимальная стабильная частота вращения двигателя при полной нагрузке
Н Tmax — частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N Pmax — частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности; также называется номинальная частота вращения двигателя
N max — максимальная стабильная частота вращения двигателя

На минимальной частоте вращения двигатель должен работать плавно, без колебаний и остановок.Двигатель также должен обеспечивать работу на максимальной скорости без каких-либо повреждений конструкции.

Крутящий момент двигателя при полной нагрузке Кривая T e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T 0 — крутящий момент двигателя при минимальной частоте вращения
T max — максимальный двигатель крутящий момент (максимальный крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T P — крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T M — крутящий момент двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

В зависимости от типа всасываемого воздуха (атмосферный или с турбонаддувом) максимальный крутящий момент может быть точечным или линейным.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Мощность двигателя при полной нагрузке Кривая P e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:

P 0 — мощность двигателя при минимальных оборотах
P max — максимальная мощность мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P T — мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P M — мощность двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

Область между минимальными оборотами двигателя N мин и максимальная частота вращения двигателя Н Tmax называется зоной нижнего конца крутящего момента.Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше возможности запуска / разгона автомобиля. Когда двигатель работает в этой области при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и останову двигателя . По этой причине эта область также называется областью нестабильного крутящего момента .

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших характеристик переключение передач (вверх) следует выполнять на максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач после переключения на выбранной передаче частота вращения двигателя падает до максимального крутящего момента, что обеспечивает оптимальное ускорение. Переключение передач на максимальной мощности двигателя позволит поддерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между максимальной частотой вращения двигателя N Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N max называется зоной верхнего конца крутящего момента.Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что означает более высокую максимальную скорость автомобиля и лучшее ускорение на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N max , если сопротивление автомобиля дорожному движению увеличивается, частота вращения двигателя упадет, а выходной крутящий момент увеличится, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента .

Ниже вы можете найти несколько примеров кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с компрессионным зажиганием) и типа воздухозаборника (атмосферный или с турбонаддувом).

Крутящий момент и мощность двигателя Honda 2.0 при полной нагрузке

P макс. Л.с.] 9019 8
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Honda 2.0 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
впрыск топлива порт клапана
9034 воздухозаборник Выбор фаз газораспределения регулируемый
T макс. [Нм] 190
N Tmax [об / мин] 4500 155
Н Pмакс [об / мин] 6000
N макс. [об / мин] 6800

Saab 2.Крутящий момент и мощность двигателя 0T при полной нагрузке

P
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Saab 2.0T SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1998
впрыск топлива патрубок клапана
с турбонаддувом Выбор фаз газораспределения фиксированный
T макс. [Нм] 265
N Tmax [об / мин] 2500
175
N Pmax [об / мин] 5500
N 9009 0 макс. [об / мин] 6300

Audi 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя TFSI при полной нагрузке

Л.с.] 9 0333 N макс. [об / мин]
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Audi 2.0 TFSI SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин (SI)
Объем двигателя [см 3 ] 1994
впрыск топлива прямой
воздухозаборник турбина Выбор фаз газораспределения фиксированный
T макс. [Нм] 280
N Tmax [об / мин] 1800-5000
200
Н Pмакс [об / мин] 5100 — 6000
6500

Toyota 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя D-4D при полной нагрузке

[Л.с.]
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Toyota 2.0 CI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо Д. Выбор фаз газораспределения фиксированный
T макс. [Нм] 300
N Tmax [об / мин] 2000–2800
126
Н Pмакс [об / мин] 3600
N макс. [об / мин] 5200

Mercedes-Benz 1.8 Крутящий момент и мощность двигателя Kompressor при полной нагрузке

синхронизация 900 ] 90 205
Архитектура цилиндров 4-рядный

Изображение: Двигатель Mercedes Benz 1.8 Kompressor SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 1796
впрыск топлива патрубок клапана
впускной клапан
фиксированная
T макс. [Нм] 230
N Tmax [об / мин] 2800 — 4600
156
N Pmax [об / мин] 5200
Н макс. [об / мин] 6250

BMW 3.0 крутящий момент и мощность двигателя TwinTurbo при полной нагрузке

макс. [Л.с.]
Архитектура цилиндров 6-рядный

Изображение: Двигатель BMW 3.0 TwinTurbo SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 2979
впрыск топлива прямой
двойной турбонаддув Выбор фаз газораспределения переменная
T макс. [Нм] 400
N Tmax [об / мин] 900 — 5000
306
Н Pмакс [об / мин] 5800
N макс. [об / мин] 7000

Mazda 2.Крутящий момент и мощность роторного двигателя 6 при полной нагрузке

9033
Архитектура цилиндров 2 Ванкель

Изображение: Двигатель Mazda 2.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо
Объем двигателя [см 3 ] 1308 (2616)
Впрыск топлива порт клапана
Воздухозаборник фиксированный
T макс. [Нм] 211
N Tmax [об / мин] 5500
03 03 231
Н Pмакс [об / мин] 8200
N макс. [об / мин] 9500

Porsche 3.6 крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Архитектура цилиндров 6 плоских

Изображение: Двигатель Porsche 3.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке

Топливо бензин
Объем двигателя [см 3 ] 3600
Впрыск топлива порт клапана
Впуск воздуха атмосферный 903 903
T макс. [Нм] 405
N Tmax [об / мин] 5500
P 13 макс

4
N Pmax [об / мин] 7600
N max [об / мин] 8400

Ключевые утверждения, которые следует учитывать в отношении мощности и крутящего момента двигателя:

Крутящий момент

  • крутящий момент является составляющей мощности
  • крутящий момент может быть увеличен путем увеличения среднего эффективного давление двигателя или за счет снижения потерь крутящего момента (трение, накачивание)
  • с меньшим максимальным крутящим моментом, распределенным в диапазоне скоростей двигателя, с точки зрения тяги лучше, чем с более высокой точкой максимального крутящего момента
  • нижний конечный крутящий момент очень важно для пусковых возможностей автомобилей
  • высокий крутящий момент полезен в условиях бездорожья, когда транспортное средство эксплуатируется на больших уклонах дороги, но на низкой скорости

Мощность

  • мощность двигателя зависит как от крутящего момента, так и от скорости
  • мощность может быть увеличена за счет увеличения крутящего момента или частоты вращения двигателя
  • высокая мощность важна для высоких скоростей автомобиля eds, чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость транспортного средства.
  • Распределение мощности двигателя при полной нагрузке в диапазоне оборотов двигателя влияет на способность транспортного средства к ускорению на высоких скоростях
  • для наилучших характеристик ускорения, транспортное средство должно работать в диапазоне мощности, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью

По любым вопросам или наблюдениям относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Урок физики — Расчет крутящего момента и мощности из журналов данных

Урок физики — Расчет крутящего момента и мощности из журналов данных

By Khiem Dinh

9000 Технологии на момент написания этой статьи. Все утверждения и мнения, высказанные Кхием Дином, принадлежат исключительно Кхием Дину и не отражают Honeywell Turbo Technologies.

Движением автомобилей управляет физика, поэтому использование некоторых основ физики и данных позволяет нам вычислять классные вещи. Всем нравятся крутые вещи, верно? В современном автомобиле есть электроника, которая дает нам возможность собирать полезные данные, позволяя рассчитывать полезные вещи. В этом случае мы собираемся вычислить крутящий момент и мощность, превратив себя в виртуальный динамометрический стенд.

Недавно у меня была установлена ​​Hondata KPro, позволяющая получать необходимые данные. Для расчета крутящего момента и мощности необходимо регистрировать только частоту вращения двигателя и время.Имея только эти два параметра, мы можем применить хорошее значение F = ma (Сила = масса x ускорение). Нам действительно нужно знать другие параметры, характерные для автомобиля, чтобы выполнить расчеты: размер шин, вес автомобиля, передаточные числа, главную передачу, коэффициент лобового сопротивления, площадь лобовой поверхности и плотность воздуха.

Во-первых, нам нужно взглянуть на силы, действующие на автомобиль. У нас есть сила в колесах, толкающая автомобиль вперед, и сила аэродинамического сопротивления, толкающая автомобиль в противоположном направлении.Разница между ними — остающаяся сила, обеспечивающая ускорение. Конечная скорость — это ситуация, когда сила сопротивления равна силе на колесах, что приводит к нулевой силе ускорения. Я назвал силу, действующую на шину, чистой силой, поскольку есть также потери на трение; На самом деле нет хорошего способа отделить потери на трение от силы, приложенной к шинам (которую я назвал общей силой), поэтому я сложил их вместе в чистую силу. Это эквивалент измерения крутящего момента на колесах на динамометрическом стенде шасси, где автомобиль привязан к роликам.

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

Чтобы получить скорость, нам нужно знать, с какой скоростью вращается шина, а также окружность шины.Расчет длины окружности шины — это простой вопрос установки и изменения ширины шины, соотношения сторон и диаметра колеса. Скорость вращения шины вычисляется путем деления скорости двигателя на передачу. В случае S2000 он имеет редуктор первичной передачи в дополнение к каждому индивидуальному передаточному числу и главной передаче.

Теперь, когда мы знаем скорость, можно просто вычислить ускорение. За счет ускорения мы получаем чистую силу на шине. Используя значение чистой силы и радиус шины, мы можем рассчитать крутящий момент на шине.Для преобразования в крутящий момент на двигателе (измеряемый на колесах / шинах, таких как большинство динамометрических стендов), значение крутящего момента в шине делится на передачу.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.