فاعل، موضوع:
- گشتاور موتور
- موتورورموژن
- اندازه گیری گشتاور و قدرت
- اسب بخار و کیلووات
گشتاور موتور:
گشتاور موتور نیرویی است که با آن میل لنگ موتور می چرخد. گشتاور از ترکیب نیروی احتراق روی پیستون و فاصله شعاع میل لنگ ایجاد می شود. نیروی وارد بر پیستون از جمله به درجه پر شدن (مقدار هوا) و مقدار سوخت بستگی دارد و تغییر می کند زیرا زاویه انتقال نیرو به پین میل لنگ به طور مداوم تغییر می کند. می توانیم فشار متوسط پیستون را از روی آن محاسبه کنیم نمودار نشانگر یا نمودار pv را دریافت کنید.
در ترسیم خط بعدی پیستون را می بینیم که توسط نیروی احتراق (p) به سمت پایین رانده می شود. این فشار احتراق نیروی F یعنی نیروی پیستون را ایجاد می کند. نیروی پیستون از طریق شاتون (S) به ژورنال میل لنگ (r) منتقل می شود. این به اصطلاح نیروی مماسی (Ft) ایجاد می کند.
گشتاور با استفاده از فرمول Ft xr (نیروی مماسی ضرب در شعاع میل لنگ) محاسبه می شود و بر حسب نیوتن متر بیان می شود.
شرح:
p = فشار روی پیستون.
F = نیروی وارد بر پیستون
N = نیروی راهنما
S = نیروی وارده بر شاتون
r = شعاع میل لنگ
Ft = نیروی مماسی
به دلیل تغییر فشار احتراق و پیچش مکانیزم میله اتصال میل لنگ، نیروی مماسی نیز کمیت ثابتی نیست. بنابراین ما با نیروی مماسی متوسط کار می کنیم.
وقتی نیروی پیستون را تجزیه می کنیم، می توانیم نیروی مماسی را تعیین کنیم (تصویر زیر و صفحه را ببینیدحل کردن نیروی پیستون").
گشتاور موتور منحصراً به نیروی وارد بر پیستون بستگی دارد، زیرا همه متغیرهای دیگر مانند قطر پیستون و شعاع میل لنگ داده های موتور ثابت هستند. نیروی وارد بر پیستون (Fz) با فشار احتراق (p) جبران می شود و به درجه پر شدن موتور (در نسبت اختلاط استوکیومتری) بستگی دارد. این عمدتاً دریچه گاز در منیفولد ورودی است که سطح پر شدن موتور را تعیین می کند.
بیشترین میزان دریچه گاز به دلیل موقعیت دریچه گاز ایجاد می شود. موقعیت دریچه گاز بیشترین تأثیر را بر گشتاور موتور دارد: از این گذشته، ما با تغییر موقعیت دریچه گاز بر عملکرد موتور تأثیر می گذاریم. در یک تنظیم آزمایشی، حداکثر گشتاور تحویلی را زمانی که دریچه گاز کاملاً باز است اندازه گیری می کنیم.
گشتاور در سرعت های مختلف و دریچه گاز کاملاً باز در همه جا یکسان نیست. با توجه به تغییر سرعت گاز و زوایای ثابت باز شدن سوپاپ، گشتاور تنها در یک سرعت معین بهینه خواهد بود.
در تصاویر زیر نمودار قدرت و گشتاور دو نوع موتور دیزلی مورد استفاده در BMW سری 3 (E9x) را مشاهده می کنیم. با هر دو موتور، گشتاور تقریباً در 1800 دور در دقیقه به دست می‌آید، اما در 320d به وضوح بیشتر از 316d است. هر دو موتور دارای ظرفیت سیلندر 2.0 لیتری هستند. گشتاور بالاتر از جمله با سوپرشارژ کردن، سوپاپ‌ها در منیفولد ورودی و نقشه‌برداری از سیستم مدیریت موتور امکان‌پذیر می‌شود که علاوه بر گشتاور، میزان مصرف و انتشار گازهای خروجی را تعیین می‌کند.
قدرت موتور:
در مشخصات کارخانه علاوه بر گشتاور موتور، قدرت موتور نیز ذکر شده است. قدرت موتور ضرب گشتاور موتور در دور موتور است. قدرت در واقع چند برابر گشتاور در هر ثانیه است. فرمول رسمی این است:
که در آن P توان بر حسب Nm/s یا وات، M گشتاور بر حسب نیوتن متر و ω (امگا) سرعت زاویه ای است. از حرف T نیز به جای M برای زوج استفاده می شود.
از آنجایی که سرعت زاویه ای (ω) 2 * π * n است، که در آن n تعداد دور در ثانیه است، می توانیم فرمول را به:
به عنوان مثال، ما یک موتور 2.0 لیتری FSI چهار سیلندر تنفس طبیعی با چهار سوپاپ در هر سیلندر از VAG (کد موتور: AXW) می گیریم. البته می توانیم گشتاور و توان را از نمودار بخوانیم اما در این قسمت توان را بر اساس گشتاور محاسبه می کنیم.
حقایق:
- گشتاور موتور: 200 نیوتن متر;
- سرعت: 3500 دور در دقیقه = 58,33 دور در ثانیه.
تحت تعقیب: توان ارائه شده در سرعت داده شده
گشتاور و قدرت ارائه شده در 3500 دور در دقیقه 200 نیوتن متر و 73,3 کیلو وات است.
اندازه گیری گشتاور و قدرت:
گشتاور مستقیماً مسئول قدرت کشش خودرو است. گشتاور در نسبت انتقال (i) گیربکس و کاهش نهایی ضرب می شود و بر شعاع بارگذاری (rb) چرخ های محرک تقسیم می شود (به صفحه مراجعه کنید). محاسبه نسبت دنده).
گشتاور موتور با ترمز کردن موتور با دریچه گاز کاملا باز در سرعت های مختلف اندازه گیری می شود. با ترمز موتور، سرعت انتخاب شده ثابت نگه داشته می شود. نیروی ترمز موتور، ضرب در شعاع جسم اندازه گیری که نیرو روی آن اثر می کند، گشتاور موتور است.
برای اندازه گیری قدرت می توان از ترمز جریان گردابی استفاده کرد. اندازه گیری مستقیماً روی میل لنگ انجام می شود. الکترومغناطیس‌ها جریان‌های گردابی را در یک دیسک فلزی تولید می‌کنند که به موجب آن نیروی ترمز با اندازه‌گیری خمش یک عنصر پیچشی تعیین می‌شود. هنگام اندازه گیری قدرت یک موتور بر روی ترمز جریان گردابی، سرعت و گشتاور مقادیر اندازه گیری شده هستند. توان با استفاده از یک محاسبه تعیین می شود (به پاراگراف قبلی مراجعه کنید).
قدرت یک وسیله نقلیه را می توان مستقیماً روی چرخ ها نیز اندازه گیری کرد. با این حال، زیان تا 70٪ باید در نظر گرفته شود. این تلفات در انتقال رخ می دهد. به قدرت محور (قدرت اندازه گیری شده روی چرخ ها روی میز تست قدرت) اسب بخار DIN نیز گفته می شود. قدرت اندازه گیری شده در فلایویل اسب بخار SAE نامیده می شود. SAE مخفف Society of Automotive Engineers است. بنابراین ارزش SAE همیشه بالاتر از مقدار DIN خواهد بود.
غلتک های فلزی میز تست به مکانیزم ترمز، اغلب با ترمز جریان گردابی متصل می شوند. نیرویی که با آن غلتک ها ترمز می شوند، همراه با سرعت چرخ ها و میل لنگ، گشتاور تحویلی اندازه گیری شده و قدرت محاسبه می شود. اندازه گیری معمولاً در بالاترین یا دومین دنده بالاتر با پدال گاز کاملاً فشرده انجام می شود. ضرر 15 تا 30 درصدی برای وسایل نقلیه دو چرخ متحرک غیرعادی نیست. کامپیوتر داینو این ضرر را با اندازه گیری میزان انرژی لازم برای رانندگی وسیله نقلیه توسط داینو جبران می کند. در طول این اندازه‌گیری، خودرو در حالی که کلاچ فشار داده شده، کنار می‌رود.
سازندگان یا تیونرها سعی می‌کنند منحنی گشتاور را تا حد ممکن صاف نگه دارند، به طوری که گشتاور موتور در هر تعداد دور ممکن ثابت بماند. به طور خاص، موتورهای سوپرشارژ (توربو/کمپرسور) که گشتاور را به میزان قابل توجهی افزایش می دهند، می توانند تا حد امکان به این روش تنظیم شوند. همچنین با به کارگیری تکنیک های افزایش سطح پر شدن، مانند موتورهای چند سوپاپه, زمان بندی متغیر سوپاپ یا یک منیفولد ورودی متغیر ناحیه کوپلینگ را می توان تا حد امکان صاف نگه داشت.
اگر بخواهیم گشتاور را در موقعیت های مختلف دریچه گاز اندازه گیری کنیم، پیشرفتی مانند تصویر زیر بدست می آوریم. با این حال، چنین اندازه گیری به ندرت انجام می شود.
اسب بخار (اسب بخار) و کیلووات (کیلووات):
برای بیان ظرفیت کاری یک وسیله نقلیه، از واحدهای "اسب بخار" و "کیلووات" استفاده می شود. قدرت به گشتاور در ثانیه بستگی دارد. تعریف اسب بخار از زمانی می آید که حمل و نقل هنوز با اسب و گاری انجام می شد. اگر جرم 75 کیلوگرمی در فاصله 1 متری در عرض 1 ثانیه بلند شود، قدرت 1 اسب بخار تولید می شود. بنابراین 1 اسب بخار 75 کیلوگرم * 1 متر / 1 ثانیه است.
اگر به توان واحد وات نگاه کنیم، آنگاه 1 وات ضرب 1 نیوتن * 1 متر در ثانیه است. ما این را به اختصار [1 نیوتن متر در ثانیه] می نویسیم.
اسب بخار (hp) مورد استفاده در هلند دقیقاً مشابه Pferdestärkte آلمانی (PS) و Chaval-Vapeur فرانسوی (CH) است.
1 اسب بخار = 0,7355 کیلو وات
1 کیلو وات = 1,3596 اسب بخار
قدرت اسب انگلیسی / آمریکایی (hp) بیشتر است.
1 اسب بخار = 0,7457 کیلو وات
1 کیلو وات = 1,3410 اسب بخار
اگر اسب بخار را به وات تبدیل کنیم، باید جرم را در شتاب گرانش ضرب کنیم: 1 اسب بخار = 75 کیلوگرم در ثانیه * 9,81 m/s^2 = 7355 W = 0,7355 کیلو وات.
برای تبدیل قدرت موتوری با 150 اسب بخار، عدد کیلوگرم بر ثانیه را ضرب می کنیم. با تعداد اسب بخار این نتیجه در: (150 * 75) * 9,81 = 110,4 کیلو وات.
همچنین می توانیم توان وات را به اسب بخار تبدیل کنیم. ما این کار را به صورت زیر انجام می دهیم: 1 / 0,7355 (W) = 1,36 اسب بخار. موتوری با قدرت 92 کیلووات بر اساس محاسبه تولید می کند: (1 * 92) / 0,736 = 125 اسب بخار.
