Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 85
Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).
Как рассчитывается мощность двигателя?
Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.
N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв
где:
N_дв – мощность двигателя, кВт;
M – крутящий момент, Нм;
ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;
π – математическая постоянная, равная 3,14;
n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.
Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.
N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120
где:
V_дв – объем двигателя, см3;
P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;
120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).
Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.
N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74
где:
N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.
Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.
На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.
Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.
Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.
Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.
Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.
Что такое крутящий момент
Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.
У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.
Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.
Что лучше: мощность или крутящий момент
Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.
Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.
Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.
Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.
В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.
Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.
Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.
Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.
Как рассчитать потребляемую мощность двигателя
В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как ее рассчитать.
Понятие мощности электродвигателя
Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.
На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность. Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р
Электрическая (потребляемая) мощность двигателя Р1 всегда больше отдаваемой Р2, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:
Р2 = Р1 · ƞ
КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета
Р2 = Р1 · ƞ = S · ƞ · cosϕ
Мощность и нагрев двигателя
Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°С и ограничена предельной температурой нагрева. Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, мощность ограничивается классом изоляции обмотки статора. Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°С при температуре окружающей среды 40°С.
В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя падает при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинала.
Мы рассмотрели потребляемую и отдаваемую мощности, но следует сказать, что реальная рабочая потребляемая мощность P (мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:
Р 2 1
Это необходимо для предотвращения перегрева двигателя и наличия запаса по перегрузке. Кратковременные перегрузки допустимы, но они ограничены прежде всего нагревом двигателя. Защиту двигателя по перегрузке также желательно устанавливать не по номинальному току (который прямо пропорционален мощности), а исходя из реального рабочего тока.
Современные производители в основном выпускают двигатели из ряда номиналов: 1,5, 2,2, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22 кВт и т.д.
Расчет мощности двигателя на основе измерений
На практике мощность двигателя можно рассчитать, прежде всего, исходя из рабочего тока. Ток измеряется токовыми клещами в максимальном рабочем режиме, когда рабочая мощность приближается к номинальной. При этом температура корпуса двигателя может превышать 100 °С, в зависимости от класса нагревостойкости изоляции.
Измеренный ток подставляем в формулу для расчета реальной механической мощности на валу:
Р = 1,73 · U · I · cosϕ · ƞ, где
- U – напряжение питания (380 или 220 В, в зависимости от схемы подключения – «звезда» или «треугольник»),
- I – измеренный ток,
- cosϕ и ƞ – коэффициент мощности и КПД, значения которых можно принять равными 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.
Если нужно найти номинальную мощность двигателя, то полученный результат округляем в бОльшую сторону до ближайшего значения из ряда номиналов.
Р2 > Р
Если необходимо рассчитать потребляемую активную мощность, используем следующую формулу:
Р1 = 1,73 · U · I · ƞ
Именно активную мощность измеряют счетчики электроэнергии. В промышленности для измерения реактивной (и полной мощности S) применяют дополнительное оборудование. При данном способе можно не использовать приведенную формулу, а поступить проще – если двигатель подключен в «звезду», измеренное значение тока умножаем на 2 и получаем приблизительную мощность в кВт.
Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии
Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный узел учета) и узнать разницу показаний за строго определенное время. Например, при работе двигателя в течении часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (Р1). Но чтобы получить номинальную мощность Р2, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.
Другие полезные материалы:
Степени защиты IP
Трехфазный двигатель в однофазной сети
Типичные неисправности электродвигателей
Мощность по своей сути является скоростью выполнения работы. Чем больше мощность совершаемой работы, тем больше работы выполняется за единицу времени.
Среднее значение мощности — это работа, выполненная за единицу времени.
Величина мощности прямо пропорциональна величине совершённой работы \(A\) и обратно пропорциональна времени \(t\), за которое работа была совершена.
Мощность \(N\) определяют по формуле:
N=At.
Единицей измерения мощности в системе \(СИ\) является \(Ватт\) (русское обозначение — \(Вт\), международное — \(W\)).
Для определения мощности двигателя автомобилей и других транспортных средств используют исторически более древнюю единицу измерения — лошадиная сила (л.с.), 1 л.с. = 736 Вт.
Пример:
Мощность двигателя автомобиля равна примерно \(90 л.с. = 66240 Вт\).
Мощность автомобиля или другого транспортного средства можно рассчитать, если известна сила тяги автомобиля \(F\) и скорость его движения (v).
N=F⋅v
Эту формулу получают, преобразуя основную формулу определения мощности.
Ни одно устройство не способно использовать \(100\) % от начально подведённой к нему энергии на совершение полезной работы. Поэтому важной характеристикой любого устройства является не только мощность, но и коэффициент полезного действия, который показывает, насколько эффективно используется энергия, подведённая к устройству.
Пример:
Для того чтобы автомобиль двигался, должны вращаться колёса. А для того чтобы вращались колёса, двигатель должен приводить в движение кривошипно-шатунный механизм (механизм, который возвратно-поступательное движение поршня двигателя преобразует во вращательное движение колёс). При этом приводятся во вращение шестерни и большая часть энергии выделяется в виде тепла в окружающее пространство, в результате чего происходит потеря подводимой энергии. Коэффициент полезного действия двигателя автомобиля находится в пределах \(40 — 45\) %. Таким образом, получается, что только около \(40\) % от всего бензина, которым заправляют автомобиль, идёт на совершение необходимой нам полезной работы — перемещение автомобиля.
Если мы заправим в бак автомобиля \(20\) литров бензина, тогда только \(8\) литров будут расходоваться на перемещение автомобиля, а \(12\) литров сгорят без совершения полезной работы.
Коэффициент полезного действия обозначается буквой греческого алфавита \(«эта»\) η, он является отношением полезной мощности \(N\) к полной или общей мощности Nполная.
Для его определения используют формулу: η=NNполная. Поскольку по определению коэффициент полезного действия является отношением мощностей, единицы измерения он не имеет.
Часто его выражают в процентах. Если коэффициент полезного действия выражают в процентах, тогда используют формулу: η=NNполная⋅100%.
Так как мощность является работой, проделанной за единицу времени, тогда коэффициент полезного действия можно выразить как отношение полезной проделанной работы \(A\) к общей или полной проделанной работе Aполная. В этом случае формула для определения коэффициента полезного действия будет выглядеть так:
η=AAполная⋅100%.
Коэффициент полезного действия всегда меньше \(1\), или \(100\) % (η < 1, или η < \(100\) %).
Источники:
E. Šilters, V. Regusts, A. Cābelis. «Fizika 10. klasei», Lielvārds, 2004, 256 lpp.
(Э. Шилтерс, В. Регустс, А. Цабелис. «Физика для 10 класса», Lielvārds, 2004, 256 стр.)
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, МпаКакой 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.
Мощность — важный технический параметр двигателя внутреннего сгорания. Он влияет на динамику разгона, на размер максимальной скорости и на эластичность мотора. Также он влияет на размер транспортного налога, который обязан платить практически каждый автомобилист.
Чтобы узнать силу своего движка, Вам понадобятся специальные формулы и методики подсчета. Также Вам может помочь калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля, который представлен ниже в нашей статье.
Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы
Мощность движка — это энергия, которая образуется внутри ДВС во время его работы. Этот показатель является ключевым для любого автомобиля, а при выборе машины на него ориентируется многие автомобилисты. Определить его можно различными способами. Перечислим основные методики:
- Через обороты и крутящий момент.
- По объему ДВС.
- По расходу воздуха.
- По массе и времени разгона до 100 километров в час.
- По производительности впрыскивающих форсунок.
Главной единицей измерения мощности являются ватты, однако иногда этот показатель выражают с помощью лошадиных сил. Между этими единицами измерения есть простая зависимость, поэтому при необходимости, лошадиные силы, можно легко преобразовать в ватты (и наоборот).
В нашей статье, мы рассмотрим основные формулы определения мощности, а также узнаем, как перевести лошадиные силы в ватты.
Расчет через крутящий момент
Этот способ подсчета является основным. Для измеерения мощности нужно знать два технических параметра — крутящий момент и обороты движка. Поэтому подсчет осуществляется в два этапа.
Что такое крутящий момент
Крутящий момент — это сила, которая воздействует на твердое тело при вращении. Чем выше этот показатель, тем мощнее будет движок Вашего транспортного средства. Для подсчета крутящего момента используется следующая формула:
КМ = (О x Д)/0,0126
Расшифровывается формула следующим способом:
- КМ — это крутящий момент.
- О — общий объем двигателя, выраженный в литрах.
- Д — давление в камере сгорания, выраженное в МПа.
- 0,0126 — поправочный коэффициент.
Как высчитываются обороты двигателя
Для подсчета рабочей мощности, нам понадобится не только крутящий момент, но и обороты движка. Если говорить простым языком, то обороты — это скорость вращения коленчатого вала двигателя. Зависимость здесь тоже прямая — чем выше будет скорость вращения, тем мощнее и производительнее будет Ваш автомобиль.
Для подсчета мощности через обороты, используется следующая формула:
М = (КМ x ОД)/9549
- КМ — это крутящий момент (формулу для его расчета можно найти в предыдущем пункте).
- ОД — обороты движка (выражаются в количестве оборотов в секунду).
- 9549 — поправочный коэффициент.
Обратите внимание, что данная формула подходит для подсчета максимальной мощности двигателя.
К сожалению, во время работы двигателя внутреннего сгорания, часть мощности «съедается» некоторыми элементами автомобиля (трансмиссией, раздаточной коробкой, кондиционером и так далее).
Поэтому по факту реальный показатель силы движка будет меньше на 10-15% в зависимости от типа автомобиля и характера его эксплуатации в данный момент.
Расчет мощности по объему двигателя
Внимательный читатель наверняка обратил внимание, что первую формулу можно напрямую подставить во вторую, чтобы упростить подсчеты. Мощность в таком случае можно выразить следующим образом:
М = (КМ x ОД)/9549 = (О x Д x ОД)/(9549 x 0,0126) = (О x Д x ОД)/120,3.
Расшифровка у этой формулы будет стандартной:
- О — объем двигателя.
- Д — давление в камере сгорания.
- ОД — обороты.
- 120,3 — новый поправочный коэффициент.
Обратите внимание, что давление в камере сгорания (переменная Д) в случае стандартного бензинового мотора обычно находится в пределах от 0,8 до 0,85 МПа. В случае усиленного форсированного движка это показатель будет составлять 0,9 МПа, в случае дизеля — от 1 до 2 МПа.
Расчет по расходу воздуха
Если на Вашем автомобиле установлен бортовой компьютер и вспомогательные датчики, то определить мощность можно также по расходу воздуха.
Делается это следующим образом:
- Поместите свой автомобиль на платформу для проведения шиномонтажных работ, надежно зафиксируйте авто, проверьте качество фиксации.
- Включите двигатель и разгоните авто до 5,5-6 тысяч оборотов в минуту. Определите расход воздуха с помощью бортового компьютера.
- Рассчитайте итоговую мощность с помощью следующей формулы: М = РВ x 0,243. РВ — это расход воздуха, а 0,243 — поправочный коэффициент.
Расчет по массе и времени разгона от нуля до сотни
Определить как измеряется мощность двигателя, можно также по общей массе авто и времени его разгона до 100 километров в час. К сожалению, у этого способа есть один крупный недостаток — итоговая формула является достаточно сложной и она может сильно меняться в зависимости от технических особенностей авто (тип привода, характер трансмиссии и так далее).
Поэтому мы Вам рекомендуем производить расчет мощности по массе и времени разгона не вручную, а с помощью готового калькулятора на нашем сайте.
Оптимальный алгоритм действий:
- Выполните разгон своего автомобиля от 0 до 100 километров в час. Определите время разгона любым удобным способом (обычно это делается с помощью бортового компьютера).
- Узнайте массу своей машины — сделать это можно с помощью все того же бортового компьютера, с помощью технической документации и так далее.
- Воспользуйтесь нашим калькулятором — введите массу и время разгона, выберите тип привода, укажите трансмиссию.
Расчет по производительности форсунок
Форсунки — это детали-распылители, которые обеспечивают подачу топлива в цилиндры ДВС. Характер работы форсунок напрямую влияет на формат функционирования двигателя, поэтому подсчитать мощность движка можно по производительности форсунок.
Для подсчетов используется следующая сложная формула:
М = (ПФ x КФ x КЗ)/(ТТ x ТД)
- ПФ — это производительность 1 форсунки. Этот параметр обычно указывается в технической документации к двигателю (хотя в случае нового авто эти сведения можно узнать из бортового компьютера).
- КФ — это количество форсунок. Этот параметр можно также узнать из технической документации либо с помощью бортового компьютера.
- КЗ — коэффициент загруженности форсунок. Для большинства легковых автомобилей этот параметр равен 0,75-0,8.
- ТТ — тип топливной смеси. Для бензина высокой очистки этот коэффициент обычно равен 12-13.
- ТД — это тип двигателя. Для атмосферного движка этот параметр равен 0,4-0,5, для турбодвижка — 0,6-0,7.
Эта методика расчета является достаточно неточной, поскольку формула содержит множество поправочных коэффициентов, многие из которых не имеют точного цифрового выражения. Поэтому реальная мощность может отличаться от формульной на 10-15% (впрочем, это небольшая погрешность).
Расчет по лошадиным силам
Если Вам известно количество лошадиных сил Вашего движка, то можно легко узнать и вычислить мощность двигателя. Для подсчета используется простая формула:
М = М(ЛС) x 0,735
Расшифровывается она так:
- М(ЛС) — мощность двигателя внутреннего сгорания, выраженная в лошадиных силах.
- 0,735 — это поправочный коэффициент, на который необходимо умножить количество Ваших «лошадок».
Чему равна лошадиная сила в машине
1 лошадиная сила — это 0,7355 Ватт. Подобная единица измерения была изобретена Джеймсом Ваттом в 1789 году для подсчета мощности паровых двигателей. Такое необычное название имеет интересную историю: чтобы доказать выгоду применения своей паровой машины, Джеймс Уатт провел эксперимент, в котором паровая машина «соревновалась» с лошадью в поднимании тяжестей на большую высоту.
Эксперимент показал, что паровой движок «сильнее» лошади в 4 раза, а название «лошадиная сила» вошло в инженерное дело в качестве единицы измерения.
Мне нравитсяНе нравитсяВ таблице 1 представлены расчетные формулы для определения основных параметров асинхронных двигателей.
В данной таблице собраны все формулы, которые касаются расчета параметров асинхронных двигателей.
Используя формулы из данной таблицы, вам больше не придется искать нужную формулу в различных справочниках.
Таблица 1 — Расчетные формулы для определения основных параметров асинхронных двигателей
| Наименование величин | Формулы | Принятые обозначения |
|---|---|---|
| Потребляемая активная мощность из сети, кВт | U1, I1 – линейные значения напряжения, В и тока двигателя, А; cosϕ – коэффициент мощности; | |
| Потребляемая реактивная мощность, квар | ||
| Полезная мощность на валу, кВт | Ƞ — КПД двигателя; | |
| Потребляемый двигателем ток, А | ||
| Вращающий момент двигателя, кГм | nном. – номинальная скорость вращения ротора, об/мин; | |
| Синхронная скорость вращения магнитного поля, об/мин | f1 – частота питающего тока, Гц; р – число пар полюсов машины; | |
| Скольжение двигателя | ||
| Скорость вращения ротора при нагрузке, об/мин | ||
| ЭДС обмоток статора и ротора, В | kоб.1, kоб.2 – обмоточные коэффициенты статора и ротора, равные произведению коэффициентов укорочения kу шага и распределения обмотки kw; kоб. = kу* kw; | |
| Коэффициенты трансформации по напряжению и по току | w1, w2 – числа витков обмоток статора и ротора; m1, m2 – числа фаз в обмотках статора и ротора. У двигателей с фазным ротором. m2 = 3 у двигателей с короткозамкнутым ротором; m2 = z2, т.е. числу пазов в роторе. | |
| Параметры схемы замещения | zк, rк, хк – полное, активное и индуктивное сопротивления при КЗ двигателя, Ом; Iп – пусковой ток двигателя, А; ∆Рк – суммарные потери в меди статора и ротора двигателя, Вт; r1, x1 – активное и индуктивное сопротивления обмотки статора, Ом; r2’, x2’ – активные и индуктивные сопротивления ротора, приведенные к обмотке статора, Ом; | |
| Ток холостого хода, А | Iном. – номинальный ток двигателя, А | |
| Критическое скольжение | sinϕ – коэффициент реактивной мощности; kм – коэффициент перегрузочной способности; | |
| Уравнение вращающего момента | Sном. – скольжение при номинальной нагрузке | |
| Скольжение двигателя s2 при введении добавочного сопротивления в ротор | ||
| КПД двигателя при введении добавочного сопротивления в ротор | ||
| Критический максимальный момент, развиваемый в двигательном (+) и генераторном (-) режимах, кГм | U1ф – фазное напряжение, В | |
| Уравнение вращающего момента при добавочном сопротивлении в цепи ротора |
Литература:
1. Справочная книга электрика. В.И. Григорьева, 2004 г.
активное сопротивление двигателя, полное сопротивление двигателя, реактивное сопротивление двигателя, ток двигателяПоделиться в социальных сетях
Благодарность:
Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding».
Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.
Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.
Механическая мощность — Класс!ная физика
Механическая мощность
- Подробности
- Просмотров: 313
Кто быстрее человек или подъемный кран поднимет весь груз на высоту ? Мощность какого подъемного механизма больше?
Мощность характеризует быстроту совершения работы.
Мощность ( N) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа.
Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени.
В Международной системе единиц (СИ) единица мощности называется Ватт (Вт) в честь английскогоизобретателя Джеймса Ватта ( Уатта ), построившего первую паровую машину.
[ N ] = Вт = Дж/c
1 Вт = 1 Дж/с
1 Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за 1 секунду или,
когда груз массой 100г поднимают на высоту 1м за 1 секунду.
Сам Джеймс Уатт ( 1736 — 1819 ) пользовался другой единицей мощности — лошадиной силой ( 1 л.с. ), которую он ввел с целью возможности сравнения работоспособности паровой машины и лошади.
1 л.с. = 735 Вт
Однако, в реальной жизни средняя лошадь обладает мощностью около 1/2 л.с., хотя, конечно, лошади бывают разные.
«Живые двигатели» кратковременно могут повышать свою мощность в несколько раз.
При беге и в прыжках лошадь может доводить свою мощность до десятикратной и более величины.
Делая прыжок на высоту в 1м, лошадь весом 500кг развивает мощность равную 5 000 Вт = 6,8 л.с.
Считается, что в среднем мощность человека при спокойной ходьбе равна приблизительно 0,1л.с. т.е 70 — 90Вт.
Как и лошадь, при беге и в прыжках человек может развивать мощность во много раз большую.
ЗАГЛЯНИ СЮДА ………. смотреть
Оказывается, что самым мощным источником механической энергии является огнестрельное оружие!
С помощью пушки можно бросить ядро массой 900кг со скоростью 500м/с, развивая за 0,01 секунды около 110 000 000 Дж работы. Эта работа равнозначна работе по подъему 75 т груза на вершину пирамиды Хеопса ( высота 150м ).
Мощность выстрела пушки будет составлять 11 000 000 000Вт = 15 000 000 л.с.
Сила напряжения мышц человека приблизительно равна силе тяжести, действующей на него. Когда 2 одинаковых по весу человека поднимаются по лестнице на одну высоту, но с разной скоростью, то кто из них развивает большую мощность?
НЕ ЗАБУДЬ, ЧТО
— эта формула справедлива для равномерного движения с постоянной скоростью и в случае переменного движения для средней скорости.
Отсюда следует, что
Из вышеприведенных формул видно, что при постоянной мощности двигателя скорость движения обратно пропорциональна силе тяги и наоборот.
На этом основан принцип действия коробки скоростей (коробки перемены передач) различных транспортных средств.
А КАК У ТЕБЯ С «СООБРАЗИЛКОЙ» ?
Сейчас проверим!
1. Одинаковую ли мощность развивают двигатели вагона трамвая, когда он движется с одинаковой скоростью без пассажиров и с пассажирами?
Ответ: Pri nalitshii passashiriv sila tjashesti (ves) vagona bolshe, uvelitshivaetsja sila trenia, ravnaja v dannom slutshae sile tjagi,vosrastaet motshnost, uvelitshivaetsja rashod electroenergii.
2. Почему корабль с грузом движется медленнее, чем без груза? Ведь мощность двигателя в обоих случаях одинакова.
Ответ: S uvelitsheniem nagruski korabl bolshe pogrushaetsja v wodu. eto uvelitshivaet silu soprotivlenija wodi dvisheniu korablja, tshto privodit k potere skorosti.
3. Трактор имеет три скорости:3,08; 4,18 и 5,95 км/ч . На какой скорости он будет развивать при той же мощности большую силу тяги на крюке?
Ответ:
Если сообразил сам, то ты — МОЛОДЕЦ !
А если подглядел в ответы ? Может быть устал? Ничего, скоро каникулы!
Сколько мощности у двигателей F1?
силовых агрегатов F1 очень близки к магическому числу в 1000 л.с., но в настоящее время лучший двигатель в F1 2017 не соответствует этой цели — мы представляем обзор мощности двигателя в сегодняшней Формуле 1, основанный на данных GPS.
Хотя точные показатели мощности двигателя в Формуле 1 всегда были заключены в секреты, СМИ часто получают неофициальную информацию от инженеров, и команды внимательно следят друг за другом с помощью данных GPS и, таким образом, могут установить некоторые базовые значения.
Кирилл Абитебул из Renault сказал до сезона 2017 года, что даже лучшие двигатели не будут иметь 1000 л.с., что оказалось правильным, и в конце 2017 года Mercedes также признал, что у них до сих пор нет волшебной 1000 л.с., несмотря на потрясающий КПД 50% на испытательном стенде, что является улучшением по сравнению с первоначальными 44% в 2014 году, когда началась эра гибридного турбо.
Современные силовые агрегаты F1 состоят из 1,6-литрового турбодвигателя внутреннего сгорания V6, а система рекуперации энергии состоит из MGU-H, MGU-K и аккумуляторов.Вся система контролируется электроникой управления.
Поскольку мощность системы ERS ограничена максимум 163 л.с. на 33,3 секунды на одном круге, это означает, что для общей мощности 1000 л.с. сам двигатель должен иметь не менее 837 л.с.
Auto Motor und Sport сообщает, что силовой агрегат Mercedes M08 EQ Power + развивает пиковую мощность в 949 л.с., тогда как у Ferrari он на 15 л.с. меньше (934 л.с.).
Третьим является Renault с разрывом в 42 л.с. для Mercedes (907 л.с.), в то время как Honda с их последней спецификацией силового агрегата RA617H имеет 881 л.с.
Mercedes самый сильный, самый надежный и самый эффективный
Это впечатляющие цифры из-за небольшого объема двигателя всего 1,6 литра, а также из-за ограничения расхода топлива в 100 кг / ч и максимального расхода топлива в гонке до 105 кг.
Старые двигатели V10 середины 2000-х годов развили аналогичную мощность, но с тепловым КПД всего 30%.
Помимо максимальной мощности, Mercedes является единственным производителем, который смог завершить сезон F1 2017 года с четырьмя агрегатами каждого из шести элементов силового агрегата (за исключением преднамеренных изменений в автомобиле Hamilton). в Бразилии) со всеми шестью автомобилями, что будет чрезвычайно важно в следующем году, когда будут доступны только три двигателя.
Еще одно преимущество Mercedes — это расход топлива. В Мексике водители Mercedes стартовали с расходом топлива примерно на 10 кг меньше, чем их соперники, что является огромным преимуществом (сокращение к концу гонки), что приводит к лучшему старту и снижению расхода топлива и шин.
Следует отметить, что низкому расходу топлива у Mercedes также способствует их шасси, которое использует очень низкий угол наклона и имеет очень узкий задний конец из-за большой длины (самый длинный автомобиль в F1 2017 года).
Помимо того, что другим производителям приходится стремиться к мощности, они также должны достичь невероятной надежности и низкого расхода топлива, что заставляет их быть еще более смелыми с техническими решениями.
2017 ОБЗОР СИЛОВОГО УСТРОЙСТВА F1
| ПРОИЗВОДИТЕЛЬ | ОБЩАЯ СИЛА (V6 + ERS) | ТОЛЬКО V6 | GAP |
| Mercedes M08 | 949 HP | 786 HP | |
| Ferrari 062 | 934 HP | 771 HP | 15 HP |
| Renault R.Е.17 | 907 HP | 744 HP | 42 HP |
| Honda RA617H | 881 HP | 718 HP | 68 HP |
Формула двигателя
Формула двигателя
Объем цилиндра ( В c ) :
, где:
V c = Рабочий объем цилиндра [см 3 (куб. см) или л]
A c = площадь цилиндра [см 2 или см 2 /100]
d c = диаметр цилиндра [см или см / 10]
L = длина хода (расстояние между ВМТ и BDC) [см или см / 10]
BDC = нижняя мертвая точка
ВМТ = верхняя мертвая точка
* Увеличение диаметра или увеличение длины хода объем цилиндра, соотношение между диаметром цилиндра / ходом цилиндра, называется отношением отверстие / ход.
— отверстие / ход> 1 называется на квадратный двигатель, и используется в автомобильных двигателях
— отверстие / ход = 1 называется квадратным двигателем
— отверстие / сток <1 называется = под квадратный двигатель , и используется в двигателе трактора
Объем двигателя ( В, и , ):
, где:
В e = рабочий объем двигателя [см 3 (см) или L]
n = количество цилиндров
V c = Рабочий объем цилиндра [см 3 (куб. см) или л]
A c = площадь цилиндра [см 2 или см 2 /100]
д с = диаметр цилиндра [см или см / 10]
* Единицы измерения рабочего объема цилиндра в (см 3 , кубический сантиметр (куб. см) или литр)
— V и для небольших двигателей — 4 цилиндровых двигателя (750 куб. см: 1300 куб. см)
— V e для большого двигателя, 8 цилиндровый двигатель (1600 куб.см: 2500 куб.см)
Коэффициент сжатия ( r ):
, где:
r = степень сжатия
В с = рабочий объем цилиндра (объем камеры сгорания) [см, Л, или м 3 ]
V c = объем цилиндра [см, л или м 3 ]
* Увеличение степени сжатия, увеличение мощности двигателя
— р (бензиновый двигатель) = 7:12 г. верхний предел — предварительное зажигание двигателя
— р (дизель) = 10:18 г. верхний предел нагрузки на детали двигателя
Двигатель Объемный КПД ( ч v ):
, где:
ч В = объемная эффективность
V air = объем воздуха, забираемого в цилиндр [см, л или м 3 ]
V c = Рабочий объем цилиндра [см, л или м 3 ]
* Увеличение объема двигателя. Увеличение КПД двигателя. мощность
— Двигатель нормальной аспирации имеет объемную эффективность От 80% до 90%
— Объемный КПД двигателя можно увеличить с помощью:
(турбо и ужин зарядное устройство может увеличить объемную эффективность на 50%)
Моментный крутящий момент двигателя( T i ):
, где:
T i = указанный крутящий момент двигателя [Нм]
imep = указанное среднее эффективное давление [Н / м 2 ]
A c = площадь цилиндра [м 2 ]
L = длина хода [м]
z = 1 (для 2-тактных двигателей), 2 (для 4-тактных двигателей)
n = количество цилиндров
θ = угол коленчатого вала [1 / с]
Указанная мощность двигателя ( P i ):
,
, где:
imep = указан среднее эффективное давление [Н / м 2 ]
A c = площадь цилиндра [м 2 ]
L = длина хода [м]
n = количество цилиндров
N = частота вращения двигателя [об / мин]
z = 1 (для 2-тактных двигателей), 2 (для 4-тактных двигателей)
V c = Рабочий объем цилиндра [м 3 ]
В e = рабочий объем двигателя [м 3 ]
T i = указанный крутящий момент двигателя [Нм]
ω = угловая скорость двигателя [1 / с]
Двигатель Механический КПД ( ч м ):
, где:
ч м = механический эффективность
P b = мощность тормоза двигателя [кВт]
P i = указанная мощность двигателя [кВт]
P f = мощность трения двигателя [кВт]
Специальное топливо для двигателя Расход ( SFC ):
, где:
SFC = удельный расход топлива [(кг / час) / кВт, кг / (3600 с х кВт), кг / (3600 кДж)]
FC = расход топлива [кг / час]
P b = тормозная мощность [кВт]
Тепловая эффективность двигателя ( ч т ):
, где:
ч. тыс. = тепловой КПД
P b = тормозная мощность [кВт]
FC = расход топлива [кг / ч = (расход топлива в л / ч) x ( ρ в кг / л)]
CV = теплотворная способность килограмм топлива [кДж / кг]
ρ = относительная плотность топлива [кг / л]
http: // www.wallaceracing.com/Calculators.htm
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CB0QFjAAahUKEwj4iLfo_cDIAhWKHT4KHejfCAg&url=http%3A%2F%2Fwww.webpages.uidaho.edu%2Fmindworks%2FIC_Engines%2FSessions%2FS09 % 2520-% 2520Performance% 2520Parameters% 2FPerformance_Parameters.ppt & usg = AFQjCNFt7-vghG3_FIekNZOboP7G-Rt8vg & sig2 = eLia2UHV0sctHALBakVdoA & cad = rja
,Электрический ток , Электроэнергия , Электрическое напряжение
Электричество и Электрическая зарядка
Наиболее распространенные общие формулы, используемые в электротехнике
● Основные формулы и Расчеты ●
Взаимосвязь физических и электрических величин (параметров)
Электрическое напряжение В , сила тока I , удельное сопротивление R , импеданс Z , Мощность и Мощность P
Вольт В , ампер A, сопротивление и импеданс Ом Ом и Вт Вт
| Номинальное полное сопротивление Z = 4, 8 и 16 Ом (громкоговорители) часто принимается за сопротивление R . Уравнение закона Ома (формула): В = I × R и уравнение степенного закона (формула): P = I × В . P = мощность, I или J = латиница: влияние, международный ампера или интенсивность и R = сопротивление. В = напряжение, разность электрических потенциалов ΔV или E = электродвижущая сила (эдс = напряжение). |
| Введите любые два известных значения и нажмите «рассчитать», чтобы решить для двух других. Пожалуйста, введите только два значения. |
| Используемый браузер, к сожалению, не поддерживает Javascript. Программа указана, но фактическая функция отсутствует. |
Формула Колеса Электротехники
| В происходит от «напряжения» и E от «электродвижущей силы (ЭДС)». E означает также энергию , поэтому мы выбираем V . Энергия = напряжение × заряд. E = V × Q . Некоторым нравится лучше придерживаться E вместо V , так что сделайте это. Для R принять Z . |
| 12 самых важных формул: Напряжение В = I × R = P / I = √ ( P × R ) в вольтах В Ток I = В / R = P / V = √ ( P / R ) в амперах A Сопротивление R = В / I = P / I 2 = В 2 / P в Ом Ω Мощность P = В × I = R × I 2 = В 2 / R Вт, Вт |
См. Также: Формула Колеса Акустики (Аудио)
| Большой Power Formulas Расчет электрической и механической мощности (прочность) |
|
| Andr-Marie Ampre был французский физик и математик. Единица измерения электрического тока СИ, ампер, , была названа его именем. Алессандро Джузеппе Антонио Анастасио Вольта был итальянским физиком. Единица измерения электрического напряжения СИ, вольт , была названа в его честь. Георг Симон Ом был немецкий физик и математик. Единица измерения электрического сопротивления СИ, Ом, , была названа его именем. Джеймс Уотт был шотландским изобретателем и инженером-механиком. Единица измерения электрической мощности (мощности) СИ, Вт, , была названа его именем. |
| Мощность, как и все размеры энергии, в первую очередь, расчетное значение. |
| Слово «усилитель мощности» является неправильным, особенно в звуковой инженерии. Напряжение и ток могут быть усилены. Странный термин «усилитель мощности» Понятно, что усилитель предназначен для управления нагрузкой такой как громкоговоритель. Мы называем произведение усиления тока и усиления напряжения «усиление мощности». |
Совет : треугольник электрического напряжения В = I × R (закон Ома VIR)
Пожалуйста, введите два значения , третье значение будет рассчитано. Треугольник электроэнергии P = I × В (Степенной закон PIV)
Пожалуйста, введите два значения , третье значение будет рассчитано.
Волшебный треугольник может быть использован для расчета всех формул легко. Вы прячетесь с
палец значение, которое будет рассчитано. Два других значения показывают, как выполнить расчет.
Расчеты: закон Ома — магический треугольник Ома
Измерение входного и выходного сопротивления
ТОК ИЗМЕНЕНИЯ (AC) ~
В л = напряжение сети (вольт), В р = напряжение фазы (вольт), I л = ток линии (ампер), I р = ток фазы ( ампер)
Z = полное сопротивление (Ом), P = мощность (Вт), φ = угол коэффициента мощности, VAR = вольт-ампер (реактивный)
| Ток (однофазный): I = P / V p × cos φ | Ток (3 фазы): I = P / √3 В л × cos φ или I = P /3 В p × cos φ |
| Мощность (однофазная): P = В p × I p × cos φ | Мощность (3 фазы): P = √3 В л × I л × cos φ или P = √3 В p × I p × cos φ |
Полная мощность S рассчитывается по Пифагору, активная мощность P и реактивная мощность Q . S = √ ( P 2 + Q 2 )
| формулы питания постоянного тока Напряжение В, В (В), расчет по току I, В (А) и сопротивлению R, В (Ом): В (В) = I (А) × R (Ом) Мощность P в (Вт), расчет от напряжения В, в (В) и тока I, в (А): P (Ш) = В (В) × I (А) = В 2 (В) / R (Ω) = I 2 (A) R (Ω) формулы переменного тока Напряжение В в вольт (В) равно току I в амперах (A), умноженному на полное сопротивление Z в Ом (Ом): В (В) = I (A) Z ((Ω) = (| I | × | Z |) и ( θ I + θ Z ) Полная мощность S в вольт-ампер (ВА) равна напряжению В, в вольт (В), умноженному на ток I в амперах (A): S (ВА) = В (В) I (A) = (| В | × | I |) и ( θ В — θ I ) Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению В, в вольт (В), умноженному на ток, I, в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ): P (Ш) = В (В) × I (А) × cos φ Реактивная мощность Q в вольт-ампер реактивного (VAR) равна напряжению В в вольт (В), умноженному на ток I в амперах (A) синус комплексного фазового угла мощности ( φ ): Q (VAR) = В (V) × I (A) × sin φ Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного фазового угла мощности ( φ ): ПФ = | cos φ | |
Фактический коэффициент мощности, а не обычный коэффициент мощности смещения 50/60 Гц
| Определения электрических измерений | ||
| Количество | Имя | Определение |
| частота ф | герц (Гц) | 1 / с |
| сила F | ньютон (N) | кг · м / с² |
| давление р | паскаль (Па) = Н / м² | кг / м · с² |
| энергия E | Джоулей (J) = N · м | кг · м² / с² |
| мощность P | Вт (Вт) = Дж / с | кг · м² / с³ |
| электрический заряд Q | кулонов (C) = A · с | A · с |
| напряжение В | вольт (В) = W / A | кг · м² / A · с³ |
| ток I | ампер (А) = Q / с | A |
| Емкость C | фарад (F) = C / V = A · с / V = с / Ω | A² · с 4 / кг · м² |
| индуктивность L | Генри (H) = Wb / A = V · с / A | кг · м² / A² · с² |
| сопротивление R | Ом (Ом) = V / A | кг · м²A² · с³ |
| Проводимость G | сименс (S) = A / V | A² · с³ / кг · м² |
| магнитный поток Φ | Вебер (Wb) = V · с | кг · м² / A · с² |
| плотность потока B | тесла (Т) = Wb / м² = V · с / м² | кг / А · с² |
| Поток электрического заряда Q упоминается как электрический ток I. Сумма сбора за единицу времени это изменение электрического тока. Ток течет с постоянным значением I. за время т. , он транспортирует . заряд Q = I × t . Для постоянной во времени мощности соотношение между зарядом и током: I = Q / т или Q = I × t. Благодаря этим отношениям, основные единицы ампер и второй кулон в Международная система единиц установлена.Кулоновская единица может быть представлена как 1 C = 1 A × s. Заряд Q , (единица измерения в ампер-часах Ач), ток разряда I , (единица измерения в амперах A), время т , (единица измерения в часах). |
В акустике у нас есть « Акустический эквивалент для закона Ома »
Соотношения акустических размеров, связанных с плоскими прогрессивными звуковыми волнами
Преобразование многих единиц, таких как мощность и энергия
префиксы | длина | площадь | объем | вес | давление | температура | время | энергии | мощность | плотность | скорость | ускорение | сила
[начало страницы]
,
Среднее эффективное давление (MEP) является теоретическим параметром, используемым для измерения производительности двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Даже если оно содержит слово «давление», это не фактическое измерение давления в цилиндре двигателя.
Давление в цилиндре ДВС постоянно меняется в течение цикла сгорания. Чтобы лучше понять изменение давления в цилиндре, прочитайте статью «Диаграмма давление-объем» (pV) и то, как производится работа в ДВС.
Среднее эффективное давление можно рассматривать как среднее давление в цилиндре для полного цикла двигателя. По определению среднее эффективное давление — это соотношение между работой и рабочим объемом двигателя:
\ [p_ {me} = \ frac {W} {V_d} \ tag {1} \], где:
p me [ Па] — среднее эффективное давление
Вт [Дж] — работа, выполненная за полный цикл двигателя
В д [м 3 ] — рабочий объем двигателя (цилиндра)
Из уравнения (1) можно запишите выражение работы двигателя следующим образом:
\ [W = p_ {me} V_d \ tag {2} \]Существует также прямая зависимость между мощностью двигателя и произведенной работой:
\ [W = \ frac {n_r P} {n_e} \ tag {3} \]где:
n r [-] — число оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )
P [Вт] — мощность двигателя
n e [об / с] — частота вращения двигателя
Сделав уравнение (2) равным (3), мы получим выражение для среднее эффективное давление , функция мощности и частоты вращения двигателя:
\ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {n_r P} {n_e V_d}} \ tag {4} \]Мощность — это произведение между крутящий момент и скорость:
\ [P = \ omega T = 2 \ pi n_e T \ tag {5} \]Заменив (5) в (4), мы получим выражение функции среднего эффективного давления крутящего момента двигателя:
\ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {V_d}} \ tag {6} \]Как видно из выражения (6), среднее эффективное давление не зависит от скорости двигателя.Кроме того, поскольку крутящий момент делится на мощность двигателя, параметр среднего эффективного давления можно использовать для сравнения двигателей внутреннего сгорания с различными смещениями.
Для двигателя с несколькими цилиндрами мы должны учитывать общую объемную мощность. Для n c , являющихся числом цилиндров, выражение среднего эффективного давления становится следующим:
\ [p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {n_c V_d} \ tag {7} \]Среднее эффективное давление используется для первоначальных расчетов конструкции двигателя, при этом в качестве входных данных крутящий момент двигателя и MEP, разработчик двигателя может рассчитать требуемую объемную мощность двигателя.Помните, что среднее эффективное давление является только параметром для измерения производительности двигателя и не отражает фактическое давление внутри отдельной камеры сгорания.
Существуют различные «ароматы» среднего эффективного давления:
- указано среднее эффективное давление (IMEP)
- среднее эффективное тормозное давление (BMEP)
- среднее эффективное давление трения (FMEP)
Указанное среднее эффективное давление ( IMEP) — среднее эффективное давление, рассчитанное с указанной мощностью (работа).Этот параметр не учитывает КПД двигателя.
Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) — это среднее эффективное давление, рассчитанное по мощности (крутящему моменту) динамометра. Это фактическая мощность двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу. Тормозное среднее эффективное давление учитывает эффективность двигателя.
Среднее эффективное давление трения (FMEP) является показателем среднего эффективного давления двигателя, потерянного в результате трения, и представляет собой разницу между указанным средним эффективным давлением и средним эффективным тормозным давлением.
\ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} — \ text {BMEP} \ tag {8} \]Если нам известно эффективное эффективное значение среднего трения, из уравнения (7) можно вычислить момент трения T f [Нм] как:
\ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} \ tag {9} \]Если мы рассмотрим механическую эффективность из двигатель η м [-] , мы можем записать функцию среднего эффективного давления для среднего эффективного давления:
\ [\ text {BMEP} = \ eta_m \ cdot \ text {IMEP} \ tag {10} \], из которого мы можем переписать выражение механической эффективности как:
\ [\ eta_m = 1 — \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} \ tag {11} \]Как рассчитать IMEP, BMEP и FMEP
Давайте проработаем пример .Для 4-тактного двигателя внутреннего сгорания со следующими параметрами:
S = 97 мм (ход поршня)
B = 85 мм (отверстие цилиндра)
n r = 2 (число коленчатых валов) число оборотов для полного цикла двигателя)
n c = 4 (число цилиндров)
T i = 250 Нм (указанный крутящий момент)
T e = 230 Нм (эффективный крутящий момент)
рассчитывают указанное среднее эффективное давление (IMEP), среднее эффективное давление торможения (BMEP), среднее эффективное давление трения (FMEP), крутящий момент трения (T f ) и механическую эффективность ( η м ).3 \]
Шаг 3 . Рассчитать указанное среднее эффективное давление
\ [\ text {IMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_i} {n_c V_d} = 1426889.7 \ text {Pa} = 14.27 \ text {bar} \]Шаг 4 . Рассчитать среднее эффективное тормозное давление
\ [\ text {BMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_e} {n_c V_d} = 1312738.6 \ text {Pa} = 13.13 \ text {bar} \]Шаг 5 . Вычислить среднее эффективное давление трения
\ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} — \ text {BMEP} = 114151.18 \ text {Pa} = 1.14 \ text {bar} \]Шаг 6 .Рассчитайте момент трения
\ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} = 20 \ text {Nm} \], его также можно легко рассчитать, вычтя эффективный крутящий момент из указанного крутящий момент:
\ [T_f = T_i — T_e = 20 \ text {Nm} \]Шаг 7 . Рассчитать механическую эффективность
\ [\ eta_m = 1 — \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} = 0.92 = 92 \ text {%} \]Некоторые факты о среднего эффективного тормозного момента (BMEP ) :
- для любого двигателя внутреннего сгорания, максимальный BMEP получается при полной нагрузке (для определенной частоты вращения двигателя)
- , дросселирование двигателя уменьшает BMEP из-за более высоких насосных потерь
- для фиксированного рабочего объема двигателя, если мы Увеличив BMEP, мы производим более эффективный крутящий момент на коленчатом валу
- для того же значения BMEP, 2-тактный двигатель внутреннего сгорания имеет почти двойной крутящий момент, по сравнению с 4-тактным двигателем
- , чем выше BMEP, тем выше механические и термические нагрузки на компоненты двигателя
Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.
Калькулятор среднего эффективного давления (BMEP)
Для любых вопросов, замечаний и запросов, касающихся этой статьи, используйте форму комментария ниже.
Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!