Sujeten:
- Motor Dréimoment
- Motor Muecht
- Dréimoment a Kraaft moossen
- Päerd a KiloWatt
Motor Dréimoment:
D'Motormoment ass d'Kraaft mat där de Kurbelwelle vum Motor rotéiert. D'Dréimoment entsteet aus der Kombinatioun vun der Verbrennungskraaft op de Kolben an der Distanz vum Kurbelradius. D'Kraaft op de Kolben hänkt ënner anerem vum Fëllungsgrad (Loftquantitéit) an der Brennstoffquantitéit of a variéiert well de Wénkel vun der Kraaftiwwerdroung un de Kurbelstift dauernd ännert. Mir kënnen den duerchschnëttleche Kolbendrock doraus berechnen Indikator Diagramm oder kréien pv Diagramm.
An der nächster Zeilenzeechnung gesi mir de Kolben duerch d'Verbrennungskraaft erofgedréckt (p). Dëse Verbrennungsdrock schafft Kraaft F, d'Kolbenkraaft. D'Kolbenkraaft gëtt iwwer d'Verbindungsstab (S) an d'Kurbelwellejournal (r) iwwerdroen. Dëst entsteet déi sougenannt tangential Kraaft (Ft).
Den Dréimoment gëtt mat der Formel Ft xr berechent (déi tangential Kraaft multiplizéiert mam Kurbelradius) a gëtt an Nm (Newtonmeter) ausgedréckt.
Ënnertitel:
p = Drock op de Piston.
F = d'Kraaft op de Piston
N = Guideway Kraaft
S = Kraaft op der Verbindungsstang
r = Crank Radius
Ft = Tangential Kraaft
Wéinst dem variéierende Verbrennungsdrock an dem Verdrehung vum Kurbelverbindungsmechanismus ass d'tangential Kraaft och keng konstant Quantitéit. Mir schaffen also mat enger Moyenne tangential Kraaft.
Mir kënnen d'tangential Kraaft bestëmmen wa mir d'Kolbenkraaft zersetzen (kuckt d'Bild hei ënnen an d'Säit "opléisen Piston Kraaft").
D'Motormoment hänkt exklusiv vun der Kraaft op de Kolben of, well all aner Verännerlechen wéi de Kolbendurchmesser an de Kurbelradius fixe Motordaten sinn. D'Kraaft op de Kolben (Fz) gëtt duerch de Verbrennungsdrock (p) kompenséiert an hänkt vum Füllgrad vum Motor of (am stoichiometresche Vermëschungsverhältnis). Et ass haaptsächlech d'Drosselung am Intake-Manifold, deen den Füllniveau vum Motor bestëmmt.
Déi gréissten Drossel gëtt duerch d'Positioun vum Drosselventil verursaacht. D'Throttle Positioun huet de gréissten Afloss op de Motor Dréimoment: schliisslech beaflosse mir d'Motorleistung andeems d'Drossel Positioun geännert gëtt. An engem Test-Setup moosse mir de maximalen Dréimoment geliwwert wann den Drosselventil voll op ass.
D'Dréimoment ass net iwwerall d'selwecht bei verschiddene Geschwindegkeeten a voll oppenen Drossel. Wéinst de verännerleche Gasvitessen a fixe Ventilöffnungswénkel gëtt den Dréimoment nëmme bei enger gewësser Geschwindegkeet optimal.
An de Biller hei ënnen gesi mir d'Kraaft- an Dréimomentdiagramme vun zwou Aarte vun Dieselmotoren, déi an enger BMW 3-Serie (E9x) benotzt ginn. Bei béide Motore gëtt den Dréimoment bei ongeféier 1800 U/min erreecht, ass awer däitlech méi héich mam 320d wéi bei der 316d. Béid Motore hunn eng Zylinderkapazitéit vun 2.0 Liter. Dat méi héicht Dréimoment gëtt ënner anerem duerch Iwwerlaaschtung, Ventilen am Intaksmanifold an der Kartéierung vum Motormanagementsystem méiglech gemaach, deen nieft dem Dréimoment de Verbrauch an d'Ofgasemissiounen bestëmmt.
Motor Muecht:
Nieft dem Motor Dréimoment, d'Fabréck Spezifikatioune ernimmen och de Motor Muecht. D'Motorkraaft ass eng Multiplikatioun vum Motormoment duerch d'Motorgeschwindegkeet. Kraaft ass tatsächlech wéi vill Mol den Dréimoment pro Sekonn geliwwert ka ginn. Déi offiziell Formel ass:
wou P d'Kraaft an Nm/s oder Watt ass, M ass den Dréimoment an Nm an ω (Omega) ass d'Wénkelgeschwindegkeet. De Bréif T gëtt och fir d'Koppel amplaz M benotzt.
Well d'Wénkelgeschwindegkeet (ω) 2 * π * n ass, wou n d'Zuel vun den Ëmdréiungen pro Sekonn ass, kënne mir d'Formel änneren op:
Als Beispill huelen mir en natierlech aspiréierten Véierzylinder 2.0 Liter FSI-Motor mat véier Ventile pro Zylinder vum VAG (Motorcode: AXW). Natierlech kënne mir d'Dréimoment an d'Kraaft aus der Grafik liesen, awer an dëser Rubrik berechnen mir d'Kraaft baséiert op dem Dréimoment.
Fakten:
- Motor Dréimoment: 200 Nm;
- Geschwindegkeet: 3500 U/min = 58,33 U/s.
Gewollt: d'Kraaft geliwwert mat der bestëmmter Geschwindegkeet.
D'Dréimoment a Kraaft geliwwert bei 3500 U/min sinn 200 Nm an 73,3 kW.
Dréimoment a Kraaft moossen:
D'Dréimoment ass direkt verantwortlech fir d'Zuchkraaft vum Auto. Den Dréimoment gëtt multiplizéiert mam Iwwerdroungsverhältnis (i) vun der Gearbox an der Finalreduktioun, a gedeelt duerch de belaaschte Radius (rb) vun den ugedriwwenen Rieder (kuckt d'Säit Berechent Gang Verhältnisser).
D'Motorkraaft gëtt gemooss andeems de Motor mat der Drossel komplett opgemaach gëtt a verschiddene Geschwindegkeete bremsen. Duerch Bremsen vum Motor gëtt déi gewielte Geschwindegkeet konstant gehal. D'Bremskraaft vum Motor, multiplizéiert mam Radius vum Miessobjet, op deem d'Kraaft wierkt, ass dann d'Motormoment.
Eng Eddy aktuell Brems kann fir Kraaftmessung benotzt ginn. D'Miessung fënnt direkt op der Kurbelwelle statt. Elektromagnete generéieren Eddystroum an enger Metallscheif, woubäi d'Bremskraaft duerch Miessung vun der Biegung vun engem Torsiounselement bestëmmt gëtt. Wann Dir d'Kraaft vun engem Motor op enger Wirbelstroumbrems moosst, sinn d'Geschwindegkeet an d'Dréimoment déi gemoossene Quantitéiten. D'Kraaft gëtt duerch eng Berechnung bestëmmt (kuckt de fréiere Paragraphe).
D'Kraaft vun engem Gefier kann och direkt un de Rieder gemooss ginn. Allerdéngs musse Verloschter vu bis zu 70% berücksichtegt ginn. Dës Verloschter geschéien an der Transmissioun. D'Achselkraaft (d'Kraaft gemooss op de Rieder op der Kraafttestbank) gëtt och DIN Päerdskräfte genannt. D'Kraaft, déi um Schwéngrad gemooss gëtt, gëtt SAE Päerdskräfte genannt. SAE steet fir Society of Automotive Engineers. De Wäert vun der SAE wäert also ëmmer méi héich sinn wéi dee vum DIN.
D'Metallroller vun der Testbänk si mat engem Bremsmechanismus verbonnen, dacks mat enger Wirbelstroumbrems. D'Kraaft mat där d'Roller gebremst ginn, zesumme mat der Geschwindegkeet vun de Rieder an der Kurbelwelle, gëtt de geliwwert Dréimoment gemooss an d'Kraaft berechent. D'Messung gëtt normalerweis an der héchster oder zweethéchster Gang mat dem Gaspedal komplett gedréckt. E Verloscht vu 15 bis 30% ass net ongewéinlech fir Zweeradgefierer. Dem Dyno säi Computer kompenséiert dëse Verloscht andeems hien moosst wéi vill Kraaft et brauch fir den Dyno mam Gefier ze fueren. Wärend dëser Messung fuert d'Gefier mat der Kupplung gedréckt.
Hiersteller oder Tuner probéieren d'Dréimomentkurve sou flaach wéi méiglech ze halen, sou datt d'Motormoment iwwer sou vill wéi méiglech Revolutiounen d'selwecht bleift. Besonnesch iwwerlaascht Motoren (Turbo / Kompressor), déi däitlech d'Dréimoment erhéijen, kënnen esou Niveau wéi méiglech ugepasst ginn. Och duerch Uwendung vun Füllniveau erhéijen Techniken, wéi z Multi-Ventil Motoren, variabelen Ventil Timing oder e Variabel ofgeroden manifold d'Kupplungsberäich kann esou flaach wéi méiglech gehale ginn.
Wa mir den Dréimoment op verschiddene Drosselpositioune moossen, kréie mir e Fortschrëtt wéi dat folgend Bild. Wéi och ëmmer, sou eng Messung gëtt selten gemaach.
Horsepower (hp) a kilowatt (kW):
Fir d'Aarbechtskapazitéit vun engem Gefier auszedrécken, ginn d'Eenheeten "Päerdskraft" an "Kilowatt" benotzt. D'Kraaft hänkt vum Dréimoment pro Sekonn of. D'Definitioun vu Päerd kënnt aus der Zäit wou den Transport nach ëmmer mam Päerd a Weenchen war. Wann eng Mass vu 75 Kilogramm bannent 1 Sekonn iwwer eng Distanz vun 1 Meter opgehuewe gëtt, gëtt eng Kraaft vun 1 Päerd geliwwert. Also 1 Päerd ass 75 kg * 1 Meter / 1 Sekonn.
Wa mir d'Kraaft vun der Eenheet Watt kucken, dann ass 1 Watt eng Multiplikatioun vun 1 Newton * 1 Meter pro Sekonn. Mir verkierzen dëst als [1 Nm / sec].
D'Päerdskraaft (HP) déi an Holland benotzt gëtt ass genau d'selwecht wéi déi däitsch Pferdestärkte (PS) an de franséische Chaval-Vapeur (CH).
1 HP = 0,7355 kW
1 kW = 1,3596 PS
Déi englesch / amerikanesch Päerdskraaft (HP) ass méi grouss.
1 HP = 0,7457 kW
1 kW = 1,3410 PS
Wa mir Päerdskraaft a Watt ëmsetzen, musse mir d'Mass mat der Schwéierkraaftbeschleunigung multiplizéieren: 1 HP = 75 kg/sc * 9,81 m/s^2 = 7355 W = 0,7355 kW.
Fir d'Kraaft vun engem Motor mat 150 PS ze konvertéieren, multiplizéieren mir d'Zuel vu kg / sec. mat der Zuel vun horsepower. Dëst Resultater an: (150 * 75) * 9,81 = 110,4 kW.
Mir kënnen och d'Kraaft a Watt op Päerd ëmsetzen. Mir maachen dat wéi follegt: 1 / 0,7355 (W) = 1,36 PS. E Motor mat enger Leeschtung vun 92 kW produzéiert no der Berechnung: (1 * 92) / 0,736 = 125 PS.
Zesummenhang Säiten:
