Mga Paksa:
- Torque ng motor
- lakas ng makina
- Pagsukat ng metalikang kuwintas at kapangyarihan
- Horsepower at kiloWatt
Torque ng motor:
Ang engine torque ay ang puwersa kung saan umiikot ang crankshaft ng engine. Ang metalikang kuwintas ay nilikha mula sa kumbinasyon ng puwersa ng pagkasunog sa piston at ang distansya ng radius ng crank. Ang puwersa sa piston ay nakasalalay, bukod sa iba pang mga bagay, ang antas ng pagpuno (dami ng hangin) at ang dami ng gasolina at nag-iiba dahil ang anggulo ng paghahatid ng kuryente sa crank pin ay patuloy na nagbabago. Maaari naming kalkulahin ang average na presyon ng piston mula dito diagram ng tagapagpahiwatig o kumuha ng pv diagram.
Sa susunod na pagguhit ng linya makikita natin ang piston na itinutulak pababa ng puwersa ng pagkasunog (p). Ang presyon ng pagkasunog na ito ay lumilikha ng puwersa F, ang puwersa ng piston. Ang puwersa ng piston ay ipinapadala sa crankshaft journal (r) sa pamamagitan ng connecting rod (S). Lumilikha ito ng tinatawag na tangential force (Ft).
Ang torque ay kinakalkula gamit ang formula na Ft xr (ang tangential force na pinarami ng crank radius) at ipinahayag sa Nm (Newton meters).
Legend:
p = presyon sa piston.
F = ang puwersa sa piston
N = Gabay na puwersa
S = Puwersa sa connecting rod
r = Crank radius
Ft = Tangential force
Dahil sa iba't ibang presyon ng pagkasunog at ang pag-twist ng mekanismo ng crank-connecting rod, ang tangential force ay hindi rin pare-pareho ang dami. Samakatuwid, nagtatrabaho kami sa isang average na tangential na puwersa.
Matutukoy natin ang tangential force kapag nabubulok natin ang puwersa ng piston (tingnan ang larawan sa ibaba at ang pahina "matunaw ang puwersa ng piston").
Ang engine torque ay eksklusibong nakasalalay sa puwersa sa piston, dahil ang lahat ng iba pang mga variable tulad ng diameter ng piston at ang crank radius ay nakapirming data ng engine. Ang puwersa sa piston (Fz) ay na-offset ng presyon ng pagkasunog (p) at depende sa antas ng pagpuno ng makina (sa stoichiometric mixing ratio). Ito ay higit sa lahat ang throttling sa intake manifold na tumutukoy sa antas ng pagpuno ng makina.
Ang pinakamalaking throttling ay sanhi ng posisyon ng throttle valve. Ang posisyon ng throttle ay may pinakamalaking impluwensya sa metalikang kuwintas ng makina: pagkatapos ng lahat, naiimpluwensyahan natin ang pagganap ng engine sa pamamagitan ng pagpapalit ng posisyon ng throttle. Sa isang test setup, sinusukat namin ang maximum na torque na naihatid kapag ang throttle valve ay ganap na nakabukas.
Ang metalikang kuwintas ay hindi pareho sa lahat ng dako sa iba't ibang bilis at ganap na nakabukas na throttle. Dahil sa pagbabago ng mga bilis ng gas at mga nakapirming anggulo ng pagbubukas ng balbula, ang metalikang kuwintas ay magiging pinakamainam lamang sa isang tiyak na bilis.
Sa mga larawan sa ibaba makikita natin ang power at torque diagram ng dalawang uri ng diesel engine na ginagamit sa isang BMW 3-series (E9x). Sa parehong mga makina ang torque ay naabot sa humigit-kumulang 1800 rpm, ngunit malinaw na mas mataas sa 320d kaysa sa 316d. Ang parehong mga makina ay may kapasidad na silindro na 2.0 litro. Ang mas mataas na metalikang kuwintas ay ginawang posible, bukod sa iba pang mga bagay, sa pamamagitan ng supercharging, mga balbula sa intake manifold at ang pagmamapa ng sistema ng pamamahala ng engine, na, bilang karagdagan sa metalikang kuwintas, ay tumutukoy sa pagkonsumo at paglabas ng maubos na gas.
lakas ng makina:
Bilang karagdagan sa metalikang kuwintas ng makina, binabanggit din ng mga pagtutukoy ng pabrika ang lakas ng makina. Ang lakas ng makina ay isang multiplikasyon ng metalikang kuwintas ng makina sa bilis ng makina. Ang kapangyarihan ay talagang kung gaano karaming beses ang metalikang kuwintas ay maaaring maihatid sa bawat segundo. Ang opisyal na formula ay:
kung saan ang P ay ang kapangyarihan sa Nm/s o Watt, ang M ay ang metalikang kuwintas sa Nm at ω (omega) ay ang angular na bilis. Ang letrang T ay ginagamit din para sa mag-asawa sa halip na M.
Dahil ang angular velocity (ω) ay 2 * π * n, kung saan ang n ay ang bilang ng mga rebolusyon bawat segundo, maaari nating baguhin ang formula sa:
Bilang halimbawa, kumukuha kami ng isang natural na aspirated na four-cylinder 2.0 liter FSI engine na may apat na valves bawat cylinder mula sa VAG (engine code: AXW). Siyempre mababasa natin ang metalikang kuwintas at kapangyarihan mula sa graph, ngunit sa seksyong ito ay kinakalkula natin ang kapangyarihan batay sa metalikang kuwintas.
Katotohanan:
- metalikang kuwintas ng makina: 200 Nm;
- bilis: 3500 rev/min = 58,33 rev/sec.
Wanted: ang kapangyarihan na inihatid sa ibinigay na bilis.
Ang metalikang kuwintas at kapangyarihan na naihatid sa 3500 rpm ay 200Nm at 73,3 kW.
Pagsukat ng metalikang kuwintas at kapangyarihan:
Ang metalikang kuwintas ay direktang responsable para sa lakas ng paghila ng kotse. Ang metalikang kuwintas ay pinarami ng transmission ratio (i) ng gearbox at panghuling pagbawas, at hinati sa load radius (rb) ng mga gulong na pinaandar (tingnan ang pahina kalkulahin ang mga ratio ng gear).
Ang engine torque ay sinusukat sa pamamagitan ng pagpepreno ng makina na ang throttle ay ganap na nakabukas sa iba't ibang bilis. Sa pamamagitan ng pagpepreno ng makina, ang napiling bilis ay pinananatiling pare-pareho. Ang lakas ng pagpepreno ng motor, na pinarami ng radius ng pagsukat na bagay kung saan kumikilos ang puwersa, ay ang motor torque.
Maaaring gumamit ng eddy current brake para sa pagsukat ng kapangyarihan. Ang pagsukat ay nagaganap nang direkta sa crankshaft. Ang mga electromagnet ay bumubuo ng mga eddy currents sa isang metal disc, kung saan ang lakas ng pagpepreno ay natutukoy sa pamamagitan ng pagsukat sa baluktot ng isang elemento ng pamamaluktot. Kapag sinusukat ang kapangyarihan ng isang motor sa isang eddy current brake, ang bilis at metalikang kuwintas ay ang mga sinusukat na dami. Ang kapangyarihan ay tinutukoy sa pamamagitan ng isang pagkalkula (tingnan ang nakaraang talata).
Ang kapangyarihan ng isang sasakyan ay maaari ding direktang masukat sa mga gulong. Gayunpaman, ang mga pagkalugi na hanggang 70% ay dapat isaalang-alang. Ang mga pagkalugi na ito ay nangyayari sa paghahatid. Ang axle power (ang kapangyarihan na sinusukat sa mga gulong sa power test bench) ay tinatawag ding DIN horsepower. Ang kapangyarihan na sinusukat sa flywheel ay tinatawag na SAE horsepower. Ang ibig sabihin ng SAE ay Society of Automotive Engineers. Ang halaga ng SAE ay palaging mas mataas kaysa sa halaga ng DIN.
Ang mga metal roller ng test bench ay konektado sa isang mekanismo ng pagpepreno, kadalasang may eddy current brake. Ang puwersa kung saan ang mga roller ay nakapreno, kasama ang bilis ng parehong mga gulong at ang crankshaft, ang metalikang kuwintas na inihatid ay sinusukat at ang kapangyarihan ay kinakalkula. Ang pagsukat ay karaniwang isinasagawa sa pinakamataas o pangalawang pinakamataas na gear na ang accelerator pedal ay ganap na nalulumbay. Ang pagkawala ng 15 hanggang 30% ay hindi pangkaraniwan para sa mga two-wheel drive na sasakyan. Binabayaran ng computer ng dyno ang pagkawalang ito sa pamamagitan ng pagsukat kung gaano karaming lakas ang kinakailangan para sa dyno upang imaneho ang sasakyan. Sa panahon ng pagsukat na ito, ang sasakyan ay bumabaybay na ang clutch ay depress.
Sinisikap ng mga tagagawa o tuner na panatilihing flat ang torque curve hangga't maaari, upang ang engine torque ay mananatiling pareho sa maraming mga rebolusyon hangga't maaari. Sa partikular, ang mga supercharged na makina (turbo/compressor) na makabuluhang nagpapataas ng torque ay maaaring iakma bilang antas hangga't maaari sa ganitong paraan. Gayundin sa pamamagitan ng paglalapat ng mga diskarte sa pagtaas ng antas ng pagpuno, tulad ng mga multi-valve engine, variable na timing ng balbula o isang variable na intake manifold ang lugar ng pagkabit ay maaaring panatilihing patag hangga't maaari.
Kung susukatin natin ang metalikang kuwintas sa iba't ibang posisyon ng throttle, makakakuha tayo ng pag-unlad tulad ng sumusunod na larawan. Gayunpaman, ang gayong pagsukat ay bihirang gumanap.
Horsepower (hp) at kiloWatt (kW):
Upang ipahayag ang kapasidad ng pagtatrabaho ng isang sasakyan, ang mga yunit na "horsepower" at "kilowatt" ay ginagamit. Ang kapangyarihan ay nakasalalay sa metalikang kuwintas bawat segundo. Ang kahulugan ng lakas-kabayo ay nagmula sa panahong ang transportasyon ay sa pamamagitan pa ng kabayo at kariton. Kung ang isang mass na 75 kilo ay itinaas sa layo na 1 metro sa loob ng 1 segundo, isang kapangyarihan ng 1 lakas-kabayo ang naihatid. Kaya ang 1 lakas-kabayo ay 75 kg * 1 metro / 1 segundo.
Kung titingnan natin ang kapangyarihan mula sa yunit ng Watt, kung gayon ang 1 Watt ay isang multiplikasyon ng 1 Newton * 1 metro bawat segundo. Pinaikli namin ito bilang [1 Nm / sec].
Ang lakas-kabayo (hp) na ginamit sa Netherlands ay eksaktong kapareho ng German Pferdestärkte (PS) at ang French Chaval-Vapeur (CH).
1 hp = 0,7355 kW
1 kW = 1,3596 hp
Ang English / American horse power (hp) ay mas malaki.
1 hp = 0,7457 kW
1 kW = 1,3410 hp
Kung i-convert natin ang lakas-kabayo sa Watts, dapat nating i-multiply ang masa sa pamamagitan ng acceleration ng gravity: 1 HP = 75 kg/sec * 9,81 m/s^2 = 7355 W = 0,7355 kW.
Upang ma-convert ang lakas ng isang makina na may 150 hp, pinarami namin ang bilang ng kg/sec. na may bilang ng lakas-kabayo. Nagreresulta ito sa: (150 * 75) * 9,81 = 110,4 kW.
Maaari rin nating i-convert ang kapangyarihan sa Watts sa horsepower. Ginagawa namin ito bilang mga sumusunod: 1 / 0,7355 (W) = 1,36 hp. Ang isang makina na may lakas na 92 kW ay gumagawa ayon sa pagkalkula: (1 * 92) / 0,736 = 125 hp.
Mga kaugnay na pahina:
