Valakinek ki kell számítania a motoregység teljesítményét a gépjárműadó kiszámításához. Fontos, hogy egyesek önállóan számítsák ki a kompresszormotor teljesítményét. Fontos, hogy valaki pontosan ismerje a gép teljesítményét, hogy összehasonlíthassa azt a deklaráltal. Általában a teljesítményszámítás és a motorválasztás két elválaszthatatlan folyamat.
Nem csak ezért próbálják az autósok önállóan kiszámítani autóik motorjának teljesítményét. Ezt meglehetősen nehéz megtenni a számításhoz szükséges képletek nélkül. Ebben a cikkben ezeket adjuk meg, hogy minden autós kiszámolhassa, mekkora az autójának valós motorteljesítménye.
Bevezetés
Legalább négy általános módszer létezik a belső égésű motorok teljesítményének kiszámítására. Ezekben a módszerekben a meghajtó egység alábbi paramétereit használják:
- Forgalom.
- Hangerő.
- csavaráspillanat.
- Hatékony nyomás az égéstérben.
A számításokhoz ismernie kell az autó tömegét, valamint a 100 km/h-ra való gyorsulási időt.
A motorteljesítmény kiszámítására szolgáló alábbi képletek mindegyike hibás, és nem ad 100%-os pontos eredményt. Ezt mindig figyelembe kell venni a kapott adatok elemzésekor.
Ha a cikkben ismertetett összes képlet segítségével kiszámítja a teljesítményt, megtudhatja a motor valós teljesítményének átlagos értékét, és a tényleges eredménytől való eltérés legfeljebb 10 %.
Ha nem vesszük figyelembe a műszaki fogalmak meghatározásához kapcsolódó különféle tudományos finomságokat, akkor azt mondhatjuk, hogy a teljesítmény a meghajtó egység által termelt és a tengelyen nyomatékká alakított energia. Ugyanakkor a teljesítmény változó érték, és a maximális értéke egy bizonyos tengelyfordulatszám mellett érhető el (az útlevéladatokban feltüntetve).
A modern belsőégésű motorokban a maximális teljesítmény 5, 5-6, 6 ezer percenkénti fordulatszámmal érhető el. Ez a legnagyobb átlagos effektív nyomásértéknél figyelhető meg a hengerekben. Ennek a nyomásnak az értéke a következő paraméterektől függ:
- üzemanyag keverék minősége;
- Az égés teljessége;
- üzemanyagveszteség.
A teljesítményt, mint fizikai mennyiséget Wattban, míg az autóiparban lóerőben mérik. Az alábbi módszerekben leírt számítások kilowattban adnak eredményeket, majd ezeket át kell váltani lóerőre.speciális számológép-átalakító.
Tápellátás nyomatékon keresztül
A teljesítmény kiszámításának egyik módja a motor nyomatékának a fordulatszámtól való függésének meghatározása.
A fizika bármely pillanata az alkalmazás vállán lévő erő szorzata. A forgatónyomaték annak az erőnek a szorzata, amelyet a motor a terhelés ellenállásának leküzdésére tud kifejteni az alkalmazás vállával. Ez a paraméter határozza meg, hogy a motor milyen gyorsan éri el a maximális teljesítményét.
A nyomaték a munkatérfogat és az égéstérben uralkodó átlagos effektív nyomás szorzataként definiálható 0,12566-hoz (állandó):
- M=(Vworking Phatékony)/0, 12566, ahol Vworking– motor lökettérfogata [l], Peffektív – effektív nyomás az égéstérben [bar].
A motor fordulatszáma a főtengely forgási sebességét jellemzi.
A motor nyomaték- és fordulatszám-értékeinek felhasználásával a következő motorteljesítmény-számítási képlet használható:
P=(Mn)/9549, ahol M a nyomaték [Nm], n a tengely fordulatszáma [rpm], 9549 az arányossági tényező
A számított teljesítmény kilowattban van mérve. A számított érték lóerőre való átszámításához az eredményt meg kell szoroznia 1-es arányossági tényezővel, 36.
Ez a számítási módszer mindössze két elemi képlet felhasználásából áll, ezért az egyik legegyszerűbbnek tekinthető. Igaz, többre is képesegyszerűbb, és használja az online számológépet, amelyben bizonyos adatokat kell megadnia az autóról és annak motoregységéről.
Érdemes megjegyezni, hogy ez a motorteljesítmény számítási képlete csak a motor kimenetén elért teljesítmény kiszámítását teszi lehetővé, és nem azt, amely ténylegesen az autó kerekeihez érkezik. Mi a különbség? Amíg az erő (ha áramlásnak gondolod) eléri a kerekeket, veszteségeket tapasztal például az osztóműben. A másodlagos fogyasztók, például a légkondicionáló vagy a generátor szintén jelentős szerepet játszanak. Lehetetlen nem beszélni az emelési, gördülési és az aerodinamikai ellenállás leküzdésének veszteségeiről.
Ezt a hátrányt részben ellensúlyozza más számítási képletek használata.
Teljesítmény a motor méretén keresztül
Nem mindig lehet meghatározni a motor nyomatékát. Néha az autótulajdonosok nem is tudják ennek a paraméternek az értékét. Ebben az esetben a meghajtó egység teljesítménye a motor térfogata alapján határozható meg.
Ehhez meg kell szoroznia az egység térfogatát a főtengely fordulatszámával, valamint az átlagos effektív nyomással. A kapott értéket el kell osztani 120-zal:
- P=(VnPeffektív)/120, ahol V a motor lökettérfogata [cm3], n a sebesség főtengely forgása [rpm], Peffektív – átlagos effektív nyomás [MPA], 120 – állandó, arányossági tényező.
Így számítják ki egy autó motorteljesítményéta hangerő mértékegységének használatával.
A Peffektív értéke leggyakrabban egy standard minta benzinmotorjaiban 0,82 MPa és 0,85 MPa között, a kényszermotorokban - 0,9 MPa, a dízelmotorokban pedig a nyomásértéke 0,9 MPa és 2,5 MPa között van.
Ha ezt a képletet használja a motor valós teljesítményének kiszámításához, akkor a kW-t LE-re konvertálja. s., akkor a kapott értéket el kell osztani egy 0, 735 tényezővel.
Ez a számítási módszer messze nem a legbonyolultabb, és minimális időt és erőfeszítést igényel.
Ezzel a módszerrel kiszámíthatja a szivattyúmotor teljesítményét.
Légáram-ellátás
Az egység teljesítménye a légáramlással is meghatározható. Igaz, ez a számítási módszer csak azoknak az autótulajdonosoknak érhető el, akiknek fedélzeti számítógépük van, amely lehetővé teszi a levegőfogyasztás rögzítését 5,5 ezer fordulatnál a harmadik fokozatban.
A motor hozzávetőleges teljesítményének kiszámításához a fenti feltételek mellett kapott fogyasztást el kell osztani hárommal. A képlet így néz ki:
P=G/3, ahol G a levegő áramlási sebessége
Ez a számítás a motor ideális körülmények közötti működését jellemzi, vagyis az átviteli veszteségek, a külső fogyasztók és az aerodinamikai ellenállás figyelembevétele nélkül. A valós teljesítmény 10 vagy akár 20%-kal kisebb, mint a számított.
Ennek megfelelően a légáramlás mértékét a laboratóriumban egy speciális állványon határozzák meg, amelyre az autót felszerelik.
A fedélzeti érzékelők leolvasása erősen függ a szennyezettségüktőlés a kalibrálásból.
Ezért a motorteljesítmény levegőfogyasztási adatok alapján történő kiszámítása korántsem a legpontosabb és leghatékonyabb, de közelítő adatok megszerzésére igen alkalmas.
Terjedeld át az autó tömegét és a gyorsulási időt "százokra"
Az autó tömegének és 100 km/h-ra való gyorsulási sebességének felhasználásával történő számítás az egyik legegyszerűbb módszer a motor valós teljesítményének kiszámítására, mivel az autó tömege és a deklarált gyorsulási idő százokra az autó útlevél paraméterei.
Ez a módszer bármilyen típusú üzemanyaggal – benzinnel, dízel üzemanyaggal, gázzal – működő motorokra vonatkozik, mert csak a gyorsulás dinamikáját veszi figyelembe.
A számításnál figyelembe kell venni a jármű tömegét a vezetővel együtt. Valamint annak érdekében, hogy a számítási eredményt a lehető legközelebb hozzuk a valóshoz, érdemes figyelembe venni a fékezésre, megcsúszásra fordított veszteségeket, valamint a sebességváltó reakciósebességét. A meghajtó típusa is szerepet játszik. Például az elsőkerék-hajtású autók körülbelül 0,5 másodpercet veszítenek az induláskor, a hátsókerék-hajtású autók 0,3 másodpercről 0,4 másodpercre.
Meg kell találni a neten egy számológépet, amely kiszámolja az autó teljesítményét a gyorsulási sebességen keresztül, megadja a szükséges adatokat, és választ kap. A számológép által végzett matematikai számítások bonyolultsága miatt nincs értelme megadni.
A számítás eredménye az egyik legpontosabb, a valósághoz közeli eredmény lesz.
Az autó valós teljesítményének kiszámításának ezt a módszerét sokan tartják a legkényelmesebbnek, mivel az autótulajdonosoknak minimális erőfeszítést kell tenniük - a gyorsulási sebesség mérésére.100 km/h sebességgel, és írjon be további adatokat az automatikus számológépbe.
Egyéb motortípusok
Nem titok, hogy a motorokat nem csak az autókban használják, hanem az iparban, sőt a mindennapi életben is. Különféle méretű motorok találhatók a gyárakban - hajtótengelyek - és háztartási gépekben, például automata húsdarálókban.
Néha ki kell számítani az ilyen motorok valós teljesítményét. Az alábbiakban ismertetjük, hogyan kell ezt megtenni.
Érdemes megjegyezni, hogy egy 3 fázisú motor teljesítményének kiszámítása a következőképpen végezhető el:
- P=Mtorquen, ahol Mtorque a nyomaték és n a tengely fordulatszáma.
Indukciós motor
Az aszinkron egység olyan eszköz, melynek sajátossága, hogy az állórésze által keltett mágneses tér forgási frekvenciája mindig nagyobb, mint a forgórészének forgási frekvenciája.
Az aszinkron gép működési elve hasonló a transzformátor működési elvéhez. Alkalmazzák az elektromágneses indukció (a tekercs időben változó fluxuskapcsolata EMF-et indukál benne) és az Amper (egy meghatározott hosszúságú vezetőre elektromágneses erő hat, amelyen egy bizonyos értékű mezőben áram folyik át) törvényeit. az indukció).
Az indukciós motor általában állórészből, forgórészből, tengelyből és tartóból áll. Az állórész a következő fő alkatrészeket tartalmazza: tekercselés, mag, ház. A rotor egy magból és egy tekercsből áll.
Az indukciós motor fő feladata az átalakításelektromos energiát, amely az állórész tekercsébe kerül, mechanikai energiává, amely egy forgó tengelyről eltávolítható.
Aszinkron motorteljesítmény
A tudomány műszaki területén háromféle hatalom létezik:
- tele (S betűvel jelölve);
- aktív (P betű jelzi);
- reaktív (Q betű jelzi).
A teljes teljesítmény vektorként ábrázolható, amelynek van egy valós és egy képzetes része (érdemes megjegyezni a matematika komplex számokkal kapcsolatos részét).
A valódi rész az aktív teljesítmény, amelyet hasznos munkára, például a tengely forgatására, valamint hőtermelésre fordítanak.
A képzeletbeli részt az a meddőteljesítmény fejezi ki, amely részt vesz a mágneses fluxus létrehozásában (F betűvel jelölve).
A mágneses fluxus az aszinkron egység, a szinkronmotor, az egyenáramú gép és a transzformátor működési elve.
A meddőteljesítményt a kondenzátorok töltésére, a fojtók körüli mágneses mező létrehozására használják.
Az aktív teljesítményt az áramerősség, a feszültség és a teljesítménytényező szorzataként számítjuk ki:
P=IUcosφ
A meddőteljesítményt az áram és a feszültség, valamint a teljesítménytényező 90°-os fázison kívüli szorzataként számítjuk ki. Ellenkező esetben ezt írhatja:
Q=IUsinφ
A teljes teljesítmény értéke, ha emlékszel, hogy vektorként is ábrázolható,kiszámolható a Pitagorasz-tétellel, mint az aktív és meddő teljesítmény négyzetének gyökérösszegével:
S=(P2+Q2)1/2.
Ha a teljes teljesítmény képletét általános formában kiszámítjuk, akkor kiderül, hogy S az áram és a feszültség szorzata:
S=IU
A cosφ teljesítménytényező egy olyan érték, amely számszerűen egyenlő az aktív komponens és a látszólagos teljesítmény arányával. A sinφ meghatározásához a cosφ ismeretében ki kell számítania φ értékét fokokban, és meg kell találnia a szinuszát.
Ez egy szabványos motorteljesítmény-számítás, amely áramon és feszültségen alapul.
3 fázisú aszinkron egység teljesítményének kiszámítása
Az aszinkron háromfázisú motor állórész tekercsének hasznos teljesítményének kiszámításához szorozza meg a fázisfeszültséget a fázisárammal és a teljesítménytényezővel, és szorozza meg a kapott teljesítményértéket hárommal (a fázisok számával):
- Pstator=3UfIfcosφ.
A teljesítmény számítása el. egy aktív motor, azaz a motor tengelyéről levett teljesítmény a következőképpen keletkezik:
- Poutput=Pstátor – Pveszteség.
A következő veszteségek fordulnak elő aszinkronmotorban:
- elektromos az állórész tekercsében;
- állórészmag-acélban;
- elektromos a forgórész tekercsében;
- mechanikus;
- további.
A háromfázisú motor teljesítményének kiszámításához reaktív állórész tekercsbenkaraktert, hozzá kell adni az ilyen típusú hatalom három összetevőjét, nevezetesen:
- az állórész tekercsének szivárgó fluxusának létrehozásához felhasznált meddőteljesítmény;
- a forgórész tekercsének szivárgó fluxusának létrehozásához felhasznált meddőteljesítmény;
- reaktív teljesítmény a fő stream létrehozásához.
Az aszinkron motor meddőteljesítményét főként váltakozó elektromágneses tér létrehozására fordítják, de a teljesítmény egy részét szórt fluxusok létrehozására fordítják. A szórt fluxusok gyengítik a fő mágneses fluxust és csökkentik az aszinkron egység hatékonyságát.
Jelenlegi teljesítmény
Az indukciós motor teljesítményének kiszámítása elvégezhető az aktuális adatok alapján. Ehhez kövesse az alábbi lépéseket:
- Kapcsold be a motort.
- Ampermérővel mérje meg az áramerősséget minden fordulóban.
- Számítsa ki az átlagos áramértéket a második bekezdésben végzett mérési eredmények alapján.
- Szorozza meg az átlagos áramerősséget a feszültséggel. Szerezzen energiát.
A teljesítmény mindig az áram és a feszültség szorzataként számítható. Ebben az esetben fontos tudni, hogy U és I mely értékeit kell venni. Ebben az esetben U a tápfeszültség, ez egy állandó érték, és változhatok attól függően, hogy melyik tekercselésen (állórészen vagy forgórészen) mérik az áramot, ezért az átlagos értékét kell kiválasztani.
Teljesítmény méret szerint
Az állórésznek sok különböző alkatrésze van, amelyek közül az egyik a mag. A motor teljesítményének kiszámításáhozméretek használatával tegye a következőket:
- Mérje meg a mag hosszát és átmérőjét.
- Számítsa ki a C állandót, amelyet a további számításokhoz használunk. C=(πDn)/(120f)
- Számítsa ki a P teljesítményt a következő képlettel: P=CD2ln10-6, ahol C a számított állandó, D a mag átmérője, n a tengely forgási sebessége, l a mag hossza.
Jobb minden mérést és számítást maximális pontossággal elvégezni, hogy az elektromos hajtómotor teljesítményének kiszámítása a lehető legközelebb álljon a valósághoz.
Vonóerő
Az aszinkron motor teljesítménye a vonóerő értékével is meghatározható. Ehhez meg kell mérni a mag sugarát (minél pontosabb, annál jobb), rögzíteni kell az egység tengelyének forgási sebességét, és meg kell mérni a motor vonóerejét is egy próbapad segítségével.
Minden adatot a következő képletbe kell behelyettesíteni:
P=2πFnr, ahol F a vonóerő, n a tengely forgási sebessége, r a mag sugara
Az indukciós motor árnyalatai
A háromfázisú motor teljesítményének kiszámításához használt fenti képletek mindegyike lehetővé teszi számunkra, hogy levonjuk azt a fontos következtetést, hogy a motorok lehetnek különböző méretűek, különböző fordulatszámúak, de végső soron azonos teljesítményűek..
Ez lehetővé teszia tervezőknek, hogy olyan motormodelleket hozzanak létre, amelyek sokféle körülmény között használhatók.
DC motor
Az egyenáramú motor egy olyan gép, amely az egyenáramból kapott elektromos energiát mechanikus energiává alakítja. Működési elvének nem sok köze van egy aszinkron géphez.
Egy egyenáramú motor állórészből, armatúrából és tartóból, valamint érintkezőkefékből és kommutátorból áll.
Collector – olyan eszköz, amely a váltakozó áramot egyenárammá alakítja (és fordítva).
Egy ilyen egység hasznos teljesítményének kiszámításához, amelyet bármilyen munkára fordítanak, elegendő az armatúra EMF-jét megszorozni az armatúra áramával:
- P=EaIa.
Amint láthatja, az egyenáramú motor teljesítményének kiszámítása sokkal egyszerűbb, mint az aszinkron motornál végzett számítások.
