Skirtumas tarp sukimo momento ir galios ...

Skirtumas tarp sukimo momento ir galios yra klausimas, kurį užduoda daugelis smalsių žmonių. Ir tai suprantama, nes šie du duomenys yra vieni iš labiausiai ištirtų mūsų automobilių techninių duomenų lapuose. Tad būtų įdomu prie to pasilikti, net jei tai nebūtinai bus akivaizdžiausia...

Pirmiausia paaiškinkime, kad pora išreiškia save Niutonas. Metras ir stiprybės viduje Arklio jėga (kai kalbame apie mašiną, nes mokslas ir matematika naudoja Vatas)

Ar tikrai skirtumas?

Tiesą sakant, šiuos du kintamuosius atskirti nebus lengva, nes jie yra susiję vienas su kitu. Tai tarsi klausti, kuo skiriasi duona ir miltai. Tai nelabai prasminga, nes miltai yra duonos dalis. Geriau būtų palyginti sudedamąsias dalis tarpusavyje (pvz., vandens ir miltų žiupsnelyje), nei lyginti ingredientą su galutiniu produktu.

Pabandykime visa tai paaiškinti, bet tuo pačiu aiškiai parodykite, kad bet kokia jūsų pagalba (per komentarus puslapio apačioje) bus laukiama. Kuo daugiau skirtingų būdų tai paaiškinti, tuo daugiau interneto vartotojų supras šių dviejų sąvokų ryšį.

Galia yra poravimosi (šiek tiek sunki formuluotė, gerai žinau...) sukimosi greičio rezultatas.

Matematiškai tai duoda:

( π X Sukimo momentas Nm X režimu) / 1000/30 = galia kW (tai reiškia arklio galias, jei vėliau norime turėti „daugiau automobilių koncepciją“).

Čia pradedame suprasti, kad lyginti juos yra beveik nesąmonė.

Sukimo momento / galios kreivės tyrimas

Nėra nieko geriau nei elektrinis variklis, kuris visiškai suprastų sukimo momento ir galios santykį, tiksliau, kaip yra ryšys tarp sukimo momento ir greičio.

Pažiūrėkite, kokia logiška yra elektros variklio sukimo momento kreivė, kurią daug lengviau suprasti nei šiluminio variklio kreivę. Čia matome, kad apsisukimo pradžioje užtikriname pastovų ir maksimalų sukimo momentą, o tai padidina galios kreivę. Logiškai mąstant, kuo didesnę jėgą dedu besisukančiai ašiai, tuo ji greičiau suksis (taigi ir daugiau galios). Kita vertus, mažėjant sukimo momentui (kai vis mažiau spaudžiu besisukančią ašį, vis tiek toliau spaudžiu), galios kreivė pradeda mažėti (nors sukimosi greitis ir toliau mažėja). Padidinti). Iš esmės sukimo momentas yra „pagreičio jėga“, o galia yra suma, sujungianti šią jėgą ir judančios dalies sukimosi greitį (kampinį greitį).

Ar visa tai porai pavyksta?

Kai kurie žmonės lygina variklius tik pagal jų sukimo momentą arba beveik. Tiesą sakant, tai yra kliedesys ...

Pavyzdžiui, jei palyginčiau benzininį variklį, kuris išvysto 350 Nm esant 6000 aps./min., su dyzeliniu varikliu, kuris išvysto 400 Nm esant 3000 aps./min., galėtume manyti, kad būtent dyzelinas turės didžiausią pagreičio jėgą. Na, ne, bet grįšime į pradžią, svarbiausia yra galia! Variklius lyginti reikėtų naudoti tik galią (idealiu atveju su kreivėmis... Nes didelė didžiausia galia dar ne viskas!).

Iš tiesų, nors sukimo momentas rodo tik maksimalų sukimo momentą, galia apima sukimo momentą ir variklio sūkius, todėl turime visą informaciją (tik sukimo momentas yra tik dalinis rodiklis).

Jei grįšime prie mūsų pavyzdžio, galime pasakyti, kad dyzelinas gali didžiuotis, išskirdamas 400 Nm esant 3000 aps./min. Tačiau nepamirškite, kad esant 6000 aps./min., jis tikrai negalės išgauti daugiau nei 100 Nm (praleiskime faktą, kad alyva negali pasiekti 6000 tonų), o benzinas tokiu greičiu vis tiek gali išvyti 350 Nm. Šiame pavyzdyje mes lyginame 200 AG dyzelinį variklį. su benzininiu 400AG varikliu (skaičiai gauti iš nurodytų sukimo momentų) nuo vieno iki dvigubo.

Visada prisimename, kad kuo greičiau objektas sukasi (arba juda į priekį), tuo sunkiau jį priversti net pagreitinti. Taigi variklis, išvystantis didelį sukimo momentą esant dideliems sūkiams, rodo, kad jis turi dar daugiau galios ir resursų!

Paaiškinimas pavyzdžiu

Turėjau šiek tiek mintį pabandyti viską išsiaiškinti, tikėdamasis, kad tai nėra taip blogai. Ar kada nors bandėte pirštais sustabdyti mažos galios elektros variklį (mažas ventiliatorius, elektros variklis Mecano komplekte, kai buvote mažas ir pan.).

Gali greitai suktis (tarkim 240 aps./min. arba 4 apsisukimai per sekundę), nesunkiai sustabdome labai nepažeisdami (šiek tiek plaka, jei yra propelerio mentės). Taip yra todėl, kad jo sukimo momentas nėra labai svarbus, taigi ir galia (tai taikoma mažiems žaislų ir kitų smulkių priedų elektros varikliams).

Kita vertus, jei tuo pačiu greičiu (240 aps./min.) negaliu jo sustabdyti, vadinasi, jo sukimo momentas bus didesnis, o tai taip pat lems didesnę galutinę galią (abu yra matematiškai susiję, tai tarsi susisiekiantys indai). Tačiau greitis liko toks pat. Taigi, padidindamas variklio sukimo momentą, didinu jo galią, nes apytiksliai

Pora

X

Sukimosi greitis

= Galia... (savavališkai supaprastinta formulė, padedanti suprasti: Pi ir kai kurie kintamieji, matomi viršutinėje formulėje, buvo pašalinti)

Taigi, už tą pačią galią (tarkim 5W, bet kam tai rūpi) galiu gauti:

• Variklis, kuris sukasi lėtai (pvz., 1 apsisukimas per sekundę) su dideliu sukimo momentu, kurį bus šiek tiek sunkiau sustabdyti pirštais (jis neveikia greitai, bet didelis sukimo momentas suteikia jam daug jėgos)
• Arba variklis, veikiantis 4 aps./min., bet mažesniu sukimo momentu. Čia mažesnis sukimo momentas kompensuojamas didesniu greičiu, kuris suteikia daugiau inercijos. Tačiau sustoti pirštais bus lengviau, nepaisant didesnio greičio.

Juk du varikliai turi vienodą galią, bet neveikia vienodai (galia ateina skirtingais būdais, bet pavyzdys tam nelabai reprezentatyvus, nes ribojamas tam tikru greičiu. Automobilyje greitis kinta visą laiką, todėl atsiranda garsusis galios ir sukimo momento kreivių momentas). Vienas sukasi lėtai, o kitas greitai... Tai mažas skirtumas tarp dyzelino ir benzino.

Štai kodėl sunkvežimiai važiuoja dyzelinu, nes dyzelinas turi didelį sukimo momentą, o tai kenkia jo sukimosi greičiui (maksimalus variklio sūkių skaičius yra daug mažesnis). Išties, reikia sugebėti judėti į priekį, nepaisant labai sunkios priekabos, nepeikiant variklio, kaip būna su benzinu (tektų lipti į bokštus ir žaisti su sankaba kaip pašėlusiai). Dyzelinas perduoda maksimalų sukimo momentą esant žemiems apsisukimams, o tai palengvina vilkimą ir leidžia pakilti iš stovinčios transporto priemonės.

Galios, sukimo momento ir variklio sūkių santykis

Čia yra techninė informacija, kurią vartotojas pasidalijo komentarų skiltyje. Man atrodo protinga jį įterpti tiesiai į straipsnį.

Kad neapsunkintumėte problemos su fiziniais kiekiais:

Galia yra alkūninio veleno sukimo momento ir alkūninio veleno greičio radianais per sekundę sandauga.

(atminkite, kad 2 alkūninio veleno apsisukimams esant 6.28 ° yra 1 * pi radianų = 360 radianų.

Taigi P = M * W

P -> galia [W]

M -> sukimo momentas [Nm] (niutonmetras)

W (omega) – kampinis greitis radianais/sek W = 2 * Pi * F

Kai Pi = 3.14159 ir F = alkūninio veleno greitis t / s.

Praktinis pavyzdys

Variklio sukimo momentas M: 210 Nm

Variklio greitis: 3000 aps./min. -> dažnis = 3000/60 = 50 aps./min.

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 radianų / s

Galutinė Au: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 65,94 W = XNUMX kW

Konvertavimas į CV (arklio galių) 1 AG = 736 W

CV gauname 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Prisiminkime, kad 1 arklio galia yra vidutinė arklio galia, kuri nuolat važiuoja be sustojimo (mechanikoje tai vadinama vardine galia).

Taigi, kai kalbame apie 150 AG automobilį, variklio sūkius reikia padidinti iki 6000 aps./min., kai sukimo momentas išlieka ribotas ar net šiek tiek sumažinamas iki 175 Nm.

Dėl pavarų dėžės, kuri yra sukimo momento keitiklis, ir diferencialo, sukimo momentas padidėja maždaug 5 kartus.

Pavyzdžiui, važiuojant 1 pavara, variklio sukimo momentas prie alkūninio veleno 210 Nm bus 210 Nm * 5 = 1050 Nm prie 30 cm stipininio rato krašto, tai suteiks 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm traukos jėgą. .

Fizikoje F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = Žemės pagreitis 9.81 m / s2 1G)

Taigi 1 N atitinka 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg jėgos.

3500 N * 0.102 = 357 kg jėga, kuri stumia automobilį stačiu šlaitu.

Tikiuosi, kad šie keli paaiškinimai sustiprins jūsų žinias apie galios ir mechaninio sukimo momento sąvokas.