Kaip išmatuoti savo automobilio sukimo momentą (sukimo momentą).

Sukimo momentas yra proporcingas arklio galioms ir skiriasi priklausomai nuo transporto priemonės ir jos savybių. Ratų dydis ir pavaros santykis turi įtakos sukimo momentui.

Nesvarbu, ar perkate naują automobilį, ar statote „hot rod“ savo garaže, nustatant variklio našumą turi įtakos du veiksniai: arklio galios ir sukimo momentas. Jei esate kaip dauguma „pasidaryk pats“ mechanikų ar automobilių entuziastų, tikriausiai puikiai suprantate arklio galių ir sukimo momento santykį, tačiau jums gali būti sunku suprasti, kaip pasiekiami tie „svarbo pėdos“ skaičiai. Tikėkite ar ne, iš tikrųjų tai nėra taip sunku.

Prieš įsigilindami į technines detales, išskirkime keletą paprastų faktų ir apibrėžimų, kurie padės suprasti, kodėl svarbūs veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti, yra arklio galios ir sukimo momentas. Pirmiausia turime apibrėžti tris vidaus degimo variklio veikimo matavimo elementus: greitį, sukimo momentą ir galią.

1 dalis iš 4: Supratimas, kaip variklio greitis, sukimo momentas ir galia veikia bendrą našumą

Neseniai žurnale „Hot Rod“ paskelbtame straipsnyje viena didžiausių variklio veikimo paslapčių pagaliau buvo išspręsta grįžtant prie pagrindų, kaip iš tikrųjų skaičiuojama galia. Dauguma žmonių mano, kad dinamometrai (variklio dinamometrai) skirti variklio galiai matuoti.

Tiesą sakant, dinamometrai matuoja ne galią, o sukimo momentą. Šis sukimo momento skaičius padauginamas iš RPM, kuriuo jis matuojamas, ir padalytas iš 5,252, kad būtų gautas galios rodiklis.

Daugiau nei 50 metų dinamometrai, naudojami variklio sukimo momentui ir RPM matuoti, tiesiog neatlaikė šių variklių sukuriamos didelės galios. Tiesą sakant, vienas cilindras ant to 500 kubinių colių nitro deginimo Hemis sukuria maždaug 800 svarų traukos per vieną išmetimo vamzdį.

Visi varikliai, tiek vidaus degimo, tiek elektriniai, veikia skirtingais sūkiais. Dažniausiai kuo greičiau variklis užbaigia galios taktą arba ciklą, tuo daugiau galios jis gamina. Kalbant apie vidaus degimo variklį, yra trys elementai, turintys įtakos bendram jo veikimui: greitis, sukimo momentas ir galia.

Greitis priklauso nuo to, kaip greitai variklis atlieka savo darbą. Kai pritaikome variklio greitį skaičiui arba vienetui, variklio greitį matuojame apsisukimais per minutę arba RPM. Variklio „darbas“ yra jėga, veikiama per išmatuojamą atstumą. Sukimo momentas apibrėžiamas kaip specialus darbas, sukeliantis sukimąsi. Tai atsitinka, kai jėga veikiama spindulį (arba, vidaus degimo variklio atveju, smagratį), ir paprastai matuojama pėdomis svarais.

Arklio jėgos – tai darbo atlikimo greitis. Seniau, jei reikėdavo perkelti daiktus, žmonės dažniausiai tam naudodavo arklį. Apskaičiuota, kad vienas arklys galėjo judėti maždaug 33,000 1 pėdų per minutę greičiu. Iš čia kilęs terminas „arklio jėgos“. Skirtingai nuo greičio ir sukimo momento, arklio galias galima išmatuoti keliais vienetais, įskaitant: 746 AG = 1 W, 2,545 AG = 1 BTU ir 1,055 AG = XNUMX džaulių.

Šie trys elementai veikia kartu, kad sukurtų variklio galią. Kadangi sukimo momentas išlieka pastovus, greitis ir galia išlieka proporcingi. Tačiau didėjant variklio sūkiams, didėja ir galia, kad sukimo momentas būtų pastovus. Tačiau daugelis žmonių yra sumišę dėl to, kaip sukimo momentas ir galia veikia variklio greitį. Paprasčiau tariant, didėjant sukimo momentui ir galiai, didėja ir variklio greitis. Tiesa ir atvirkščiai: mažėjant sukimo momentui ir galiai, mažėja ir variklio sūkiai.

2 dalis iš 4: Kaip varikliai suprojektuoti maksimaliam sukimo momentui

Šiuolaikinį vidaus degimo variklį galima modifikuoti taip, kad padidėtų galia arba sukimo momentas, keičiant švaistiklio dydį ar ilgį ir padidinant angą arba cilindro angą. Tai dažnai vadinama skylės ir smūgio santykiu.

Sukimo momentas matuojamas niutonmetrais. Paprasčiau tariant, tai reiškia, kad sukimo momentas matuojamas 360 laipsnių sukamaisiais judesiais. Mūsų pavyzdyje naudojami du identiški varikliai, kurių angos skersmuo (arba degimo cilindro skersmuo). Tačiau vienas iš dviejų variklių turi ilgesnį „taktą“ (arba cilindro gylį, kurį sukuria ilgesnis švaistiklis). Ilgesnės eigos variklio judėjimas yra linijiškesnis, nes jis sukasi per degimo kamerą, ir turi daugiau svertų, kad atliktų tą pačią užduotį.

Sukimo momentas matuojamas svarais pėdomis arba kiek „sukimo momento“ taikoma užduočiai atlikti. Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad bandote atlaisvinti surūdijusį varžtą. Tarkime, kad turite du skirtingus vamzdžių veržliarakčius, vienas 2 pėdų ilgio, o kitas 1 pėdos ilgio. Darant prielaidą, kad naudojate tokią pat jėgą (šiuo atveju 50 svarų slėgis), iš tikrųjų taikote 100 ft-lbs sukimo momentą dviejų pėdų veržliarakčiui (50 x 2) ir tik 50 svarų. sukimo momentas (1 x 50) su vienos kojos veržliarakčiu. Kuris veržliaraktis padės lengviau atsukti varžtą? Atsakymas paprastas – turintis didesnį sukimo momentą.

Inžinieriai kuria variklį, kuris užtikrina didesnį sukimo momento ir arklio galių santykį transporto priemonėms, kurioms reikia papildomos „galios“, kad įsibėgėtų ar pakiltų. Paprastai matote didesnius sukimo momento rodiklius sunkiasvorėms transporto priemonėms, naudojamoms vilkti, arba didelio našumo varikliams, kai pagreitis yra labai svarbus (pvz., aukščiau pateiktame NHRA Top Fuel Engine pavyzdyje).

Štai kodėl automobilių gamintojai sunkvežimių skelbimuose dažnai pabrėžia didelio sukimo momento variklių galimybes. Variklio sukimo momentą taip pat galima padidinti pakeitus uždegimo laiką, reguliuojant kuro/oro mišinį ir net padidinus išėjimo momentą tam tikrais atvejais.

3 dalis iš 4: Kitų kintamųjų, turinčių įtakos bendram variklio vardiniam sukimo momentui, supratimas

Kalbant apie sukimo momento matavimą, vidaus degimo variklyje reikia atsižvelgti į tris unikalius kintamuosius:

Jėga, sukuriama esant tam tikriems sūkiams: tai didžiausia variklio galia, sukuriama esant tam tikram apsisukimų dažniui. Varikliui įsibėgėjant atsiranda RPM arba arklio galių kreivė. Didėjant variklio sūkiams, didėja ir galia, kol pasiekia maksimalų lygį.

Atstumas: tai švaistiklio eigos ilgis: kuo ilgesnė eiga, tuo didesnis sukimo momentas sukuriamas, kaip paaiškinome aukščiau.

Sukimo momento konstanta: Tai matematinis skaičius, priskiriamas visiems varikliams, 5252 arba pastovus RPM, kai galia ir sukimo momentas yra subalansuoti. Skaičius 5252 buvo gautas iš stebėjimo, kad viena arklio galia prilygsta 150 svarų, nuvažiuojančių 220 pėdų per minutę. Norėdami išreikšti tai pėdos svarais sukimo momento, Jamesas Wattas pristatė matematinę formulę, kuri išrado pirmąjį garo variklį.

Formulė atrodo taip:

Darant prielaidą, kad vienai spindulio pėdai (arba, pavyzdžiui, apskritimui, kuris yra vidaus degimo variklio cilindro viduje) veikiama 150 svarų jėga, turėsite ją konvertuoti į pėdos svarų sukimo momentą.

220 kadrų per minutę reikia ekstrapoliuoti į RPM. Norėdami tai padaryti, padauginkite du pi skaičius (arba 3.141593), kuris yra lygus 6.283186 pėdų. Paimkite 220 pėdų ir padalinkite iš 6.28 ir gausime 35.014 aps./min už kiekvieną apsisukimą.

Paimkite 150 pėdų ir padauginkite iš 35.014 ir gausite 5252.1, mūsų konstantą, kuri skaičiuojama sukimo momento pėdomis svarais.

4 dalis iš 4: Kaip apskaičiuoti automobilio sukimo momentą

Sukimo momento formulė yra tokia: sukimo momentas = variklio galia x 5252, kuri tada padalinama iš RPM.

Tačiau sukimo momento problema yra ta, kad jis matuojamas dviejose skirtingose ​​vietose: tiesiai nuo variklio ir prie varomųjų ratų. Kiti mechaniniai komponentai, galintys padidinti arba sumažinti ratų sukimo momentą, yra: smagračio dydis, transmisijos skaičiai, varančiosios ašies santykiai ir padangos / rato perimetras.

Norint apskaičiuoti rato sukimo momentą, visi šie elementai turi būti įtraukti į lygtį, kurią geriausia palikti kompiuterinei programai, įtrauktai į dinaminio bandymo stendą. Šio tipo įrangoje transporto priemonė pastatoma ant stovo, o varantieji ratai yra šalia ritinėlių eilės. Variklis prijungtas prie kompiuterio, kuris nuskaito variklio sūkius, degalų sąnaudų kreivę ir pavarų skaičių. Į šiuos skaičius atsižvelgiama nustatant rato greitį, pagreitį ir apsukų skaičių, kai automobilis važiuoja dinamometru norimą laiką.

Apskaičiuojant variklio sukimo momentą yra daug lengviau nustatyti. Vadovaujantis aukščiau pateikta formule, tampa aišku, kaip variklio sukimo momentas yra proporcingas variklio galiai ir sūkių dažniui, kaip paaiškinta pirmajame skyriuje. Naudodami šią formulę galite nustatyti sukimo momentą ir arklio galias kiekviename RPM kreivės taške. Norint apskaičiuoti sukimo momentą, reikia turėti variklio gamintojo pateiktus variklio galios duomenis.

sukimo momento skaičiuotuvas

Kai kurie žmonės naudojasi MeasureSpeed.com siūlomu internetiniu skaičiuotuvu, kuriame reikia įvesti maksimalią variklio galią (pateikiama gamintojo arba užpildoma profesionalios dinamijos metu) ir norimus RPM.

Jei pastebėsite, kad jūsų variklio veikimą sunku pagreitinti ir jis neturi tokios galios, kokios, jūsų manymu, turėtų, paprašykite, kad vienas iš sertifikuotų „AvtoTachki“ mechanikų atliktų patikrinimą, kad nustatytų problemos šaltinį.