Cineva trebuie să calculeze puterea unității motorului pentru a calcula taxa auto. Este important pentru unii să calculeze independent puterea motorului compresorului. Este important ca cineva să știe exact puterea mașinii pentru a o compara cu cea care a fost declarată. În general, calculul puterii și selectarea motorului sunt două procese inseparabile.
Aceste nu sunt singurele motive pentru care șoferii încearcă să calculeze independent puterea motoarelor mașinilor lor. Acest lucru este destul de dificil de făcut fără formulele necesare pentru calcul. Acestea vor fi prezentate în acest articol, astfel încât fiecare șofer să poată calcula singur cât de mult este puterea reală a motorului mașinii sale.
Introducere
Există cel puțin patru moduri comune de a calcula puterea unui motor cu ardere internă. În aceste metode se folosesc următorii parametri ai unității de propulsie:
- Cifra de afaceri.
- Volum.
- răsuciremoment.
- Presiune efectivă în interiorul camerei de ardere.
Pentru calcule, trebuie să cunoașteți greutatea mașinii, precum și timpul de accelerare până la 100 km/h.
Fiecare dintre următoarele formule pentru calcularea puterii motorului are o eroare și nu poate oferi un rezultat 100% precis. Acest lucru ar trebui să fie întotdeauna luat în considerare atunci când analizați datele primite.
Dacă calculați puterea folosind toate formulele care vor fi descrise în articol, puteți afla valoarea medie a puterii reale a motorului, iar discrepanța cu rezultatul real nu va fi mai mare de 10 %.
Dacă nu ținem cont de diferitele subtilități științifice asociate cu definirea conceptelor tehnice, atunci putem spune că puterea este energia generată de unitatea de propulsie și transformată în cuplu pe arbore. În același timp, puterea este o valoare variabilă, iar valoarea sa maximă este atinsă la o anumită viteză de rotație a arborelui (indicată în datele pașaportului).
La motoarele moderne cu ardere internă, puterea maximă este atinsă la 5, 5-6, 6 mii de rotații pe minut. Se observă la cea mai mare valoare medie efectivă a presiunii în cilindri. Valoarea acestei presiuni depinde de următorii parametri:
- calitatea amestecului de combustibil;
- Completitudinea arderii;
- pierdere de combustibil.
Puterea, ca mărime fizică, se măsoară în wați, în timp ce în industria auto se măsoară în cai putere. Calculele descrise în metodele de mai jos vor da rezultate în kilowați, apoi vor trebui convertite în cai putere folosindcalculator-convertor special.
Putere prin cuplu
O modalitate de a calcula puterea este de a determina dependența cuplului motorului de numărul de rotații.
Orice moment din fizică este produsul forței pe umărul aplicării sale. Cuplul este produsul forței pe care o poate dezvolta motorul pentru a depăși rezistența sarcinii, prin umărul aplicării acesteia. Acest parametru determină cât de repede motorul atinge puterea maximă.
Cuplul poate fi definit ca raportul dintre produsul volumului de lucru și presiunea medie efectivă în camera de ardere la 0,12566 (constant):
- M=(Vfuncționează Peffective)/0, 12566, unde Vfuncționează– cilindreea motorului [l], Peffective – presiunea efectivă în camera de ardere [bar].
Titația motorului caracterizează viteza de rotație a arborelui cotit.
Folosind cuplul motorului și valorile RPM, se poate folosi următoarea formulă de calcul a puterii motorului:
P=(Mn)/9549, unde M este cuplul [Nm], n este turația arborelui [rpm], 9549 este factorul de proporționalitate
Puterea calculată este măsurată în kilowați. Pentru a converti valoarea calculată în cai putere, trebuie să înmulțiți rezultatul cu un factor de proporționalitate de 1, 36.
Această metodă de calcul constă în utilizarea doar a două formule elementare, de aceea este considerată una dintre cele mai simple. Adevărat, poți face mai multmai ușor și utilizați calculatorul online, în care trebuie să introduceți anumite date despre mașină și unitatea sa de motor.
Este de remarcat faptul că această formulă de calculare a puterii motorului vă permite să calculați doar puterea care se obține la puterea motorului, și nu cea care vine de fapt la roțile mașinii. Care este diferența? Atâta timp cât puterea (dacă te gândești la ea ca la un flux) ajunge la roți, se confruntă cu pierderi în cutia de transfer, de exemplu. Consumatorii secundari, cum ar fi un aparat de aer condiționat sau un generator, joacă, de asemenea, un rol important. Este imposibil să nu menționăm pierderile pentru a depăși rezistența la ridicare, rulare, precum și rezistența aerodinamică.
Acest dezavantaj este parțial compensat de utilizarea altor formule de calcul.
Alimentare prin dimensiunea motorului
Nu este întotdeauna posibil să se determine cuplul motorului. Uneori, proprietarii de mașini nici măcar nu știu valoarea acestui parametru. În acest caz, puterea unității de propulsie poate fi găsită folosind volumul motorului.
Pentru a face acest lucru, trebuie să înmulțiți volumul unității cu turația arborelui cotit, precum și cu presiunea medie efectivă. Valoarea rezultată trebuie împărțită la 120:
- P=(VnPeficient)/120 unde V este deplasarea motorului [cm3], n este turația Rotația arborelui cotit [rpm], Peficient – presiunea efectivă medie [MPA], 120 – constant, factor de proporționalitate.
Așa se calculează puterea motorului unei mașinifolosind volumul unității.
Cel mai adesea, valoarea lui Peffective la motoarele pe benzină dintr-un eșantion standard variază de la 0,82 MPa la 0,85 MPa, la motoarele forțate - 0,9 MPa, iar la unitățile diesel valoarea presiunii este între 0,9 MPa și 2,5 MPa.
Când utilizați această formulă pentru a calcula puterea reală a motorului, pentru a converti kW în CP. s., este necesar să se împartă valoarea rezultată la un factor egal cu 0, 735.
Această metodă de calcul este, de asemenea, departe de a fi cea mai complicată și necesită un minim de timp și efort.
Folosind această metodă, puteți calcula puterea motorului pompei.
Putere prin flux de aer
Puterea unității poate fi determinată și de fluxul de aer. Adevărat, această metodă de calcul este disponibilă numai acelor proprietari de mașini care au instalat un computer de bord care vă permite să înregistrați consumul de aer la 5,5 mii de rotații în treapta a treia.
Pentru a obține puterea aproximativă a motorului, este necesar să împărțiți consumul obținut în condițiile de mai sus la trei. Formula arată astfel:
P=G/3, unde G este debitul de aer
Acest calcul caracterizează funcționarea motorului în condiții ideale, adică fără a lua în considerare pierderile de transmisie, consumatorii terți și rezistența aerodinamică. Puterea reală este cu 10 sau chiar 20% mai mică decât cea calculată.
În consecință, cantitatea de debit de aer este determinată în laborator pe un stand special pe care este instalată mașina.
Citirile senzorilor de bord depind foarte mult de poluarea acestorași de la calibrare.
De aceea, calcularea puterii motorului pe baza datelor despre consumul de aer este departe de a fi cea mai precisă și eficientă, dar este destul de potrivită pentru obținerea de date aproximative.
Putere prin masa mașinii și timpul de accelerare la „sute”
Calculul folosind greutatea mașinii și viteza de accelerație a acesteia la 100 km/h este una dintre cele mai simple metode de calculare a puterii reale a motorului, deoarece greutatea mașinii și timpul de accelerație declarat la „sute „ sunt parametrii pașaportului mașinii.
Această metodă este relevantă pentru motoarele care funcționează cu orice tip de combustibil - benzină, motorină, gaz - deoarece ține cont doar de dinamica accelerației.
La calcul este necesar să se țină cont de greutatea vehiculului împreună cu șoferul. De asemenea, pentru a aduce rezultatul calculului cât mai aproape de cel real, merită luate în considerare pierderile cheltuite la frânare, alunecare, precum și viteza de reacție a cutiei de viteze. Tipul de unitate joacă, de asemenea, un rol. De exemplu, mașinile cu tracțiune față pierd aproximativ 0,5 secunde la pornire, mașinile cu tracțiune spate de la 0,3 secunde la 0,4 secunde.
Rămâne să găsești un calculator pe net pentru a calcula puterea unei mașini prin viteza de accelerație, să introduci datele necesare și să obții un răspuns. Nu are sens să dai calculele matematice pe care le face calculatorul, din cauza complexității lor.
Rezultatul calculului va fi unul dintre cele mai precise, aproape de real.
Această metodă de calcul a puterii reale a unei mașini este considerată de mulți ca fiind cea mai convenabilă, deoarece proprietarii de mașini vor trebui să depună un efort minim - să măsoare viteza de accelerație până la100 km/h și introduceți date suplimentare în calculatorul automat.
Alte tipuri de motoare
Nu este un secret că motoarele sunt folosite nu numai în mașini, ci și în industrie și chiar în viața de zi cu zi. Motoare de diferite dimensiuni pot fi găsite în fabrici - arbori de antrenare - și în aparatele de uz casnic precum mașinile de tocat carne automate.
Uneori trebuie să calculați puterea reală a unor astfel de motoare. Cum se face acest lucru este descris mai jos.
Este de remarcat imediat că calculul puterii unui motor trifazat se poate face după cum urmează:
- P=Mcupluln, unde Mcuplul este cuplul și n este viteza arborelui.
Motor cu inducție
Unitatea asincronă este un dispozitiv, a cărui particularitate este că frecvența de rotație a câmpului magnetic creat de statorul său este întotdeauna mai mare decât frecvența de rotație a rotorului său.
Principiul de funcționare al unei mașini asincrone este similar cu principiul de funcționare al unui transformator. Se aplică legile inducției electromagnetice (legătura de flux variabilă în timp a înfășurării induce un EMF în ea) și Amperi (o forță electromagnetică acționează asupra unui conductor de o anumită lungime, prin care circulă un curent într-un câmp cu o anumită valoare). de inducție).
Motorul cu inducție constă în general dintr-un stator, rotor, arbore și suport. Statorul include următoarele componente principale: înfășurare, miez, carcasă. Rotorul este format dintr-un miez și o înfășurare.
Sarcina principală a unui motor cu inducție este transformareaenergia electrică, care este furnizată înfășurării statorului, în energie mecanică, care poate fi îndepărtată dintr-un arbore rotativ.
Putere motor asincron
În domeniul tehnic al științei, există trei tipuri de putere:
- full (indicat prin litera S);
- activ (indicat prin litera P);
- reactiv (indicat prin litera Q).
Puterea totală poate fi reprezentată ca un vector care are o parte reală și una imaginară (merită să ne amintim secțiunea de matematică legată de numerele complexe).
Partea reală este puterea activă care este cheltuită pentru a efectua lucrări utile, cum ar fi rotirea arborelui, precum și pentru generarea de căldură.
Partea imaginară este exprimată prin puterea reactivă care ia parte la crearea fluxului magnetic (indicată prin litera F).
Este fluxul magnetic care stă la baza principiului de funcționare a unei unități asincrone, a unui motor sincron, a unei mașini de curent continuu și a unui transformator.
Puterea reactivă este folosită pentru a încărca condensatoarele, pentru a crea un câmp magnetic în jurul șocurilor.
Puterea activă este calculată ca produsul dintre curent și tensiune și factorul de putere:
P=IUcosφ
Puterea reactivă este calculată ca produsul dintre curent și tensiune și factorul de putere 90° defazat. În caz contrar, puteți scrie:
Q=IUsinφ
Valoarea puterii totale, dacă vă amintiți că poate fi reprezentată ca un vector,poate fi calculat folosind teorema lui Pitagora ca sumă rădăcină a pătratelor puterii active și reactive:
S=(P2+Q2)1/2.
Dacă calculăm formula puterii totale în formă generală, rezultă că S este produsul dintre curent și tensiune:
S=IU
Factor de putere cosφ este o valoare egală numeric cu raportul dintre componenta activă și puterea aparentă. Pentru a găsi sinφ, cunoscând cosφ, trebuie să calculați valoarea lui φ în grade și să găsiți sinusul acestuia.
Acesta este un calcul standard al puterii motorului bazat pe curent și tensiune.
Calculul puterii unei unități asincrone trifazate
Pentru a calcula puterea utilă pe înfășurarea statorului a unui motor trifazat asincron, înmulțiți tensiunea de fază cu curentul de fază și factorul de putere și înmulțiți valoarea puterii rezultată cu trei (cu numărul de faze):
- Pstator=3UfIfcosφ.
Calcul puterii el. a unui motor activ, adică puterea care este îndepărtată de la arborele motorului, este produsă după cum urmează:
- Poutput=Pstator – Ppierdere.
La un motor cu inducție apar următoarele pierderi:
- electric în înfășurarea statorului;
- în miezul statorului din oțel;
- electric în înfășurarea rotorului;
- mecanic;
- în plus.
Pentru a calcula puterea unui motor trifazat într-o înfășurare a statorului cu un reactivcaracter, este necesar să se adauge cele trei componente ale acestui tip de putere și anume:
- putere reactivă consumată pentru a crea fluxul de scurgere al înfășurării statorului;
- putere reactivă consumată pentru a crea fluxul de scurgere al înfășurării rotorului;
- putere reactivă folosită pentru a crea fluxul principal.
Puterea reactivă dintr-un motor asincron este cheltuită în principal pentru crearea unui câmp electromagnetic alternativ, dar o parte din putere este cheltuită pentru crearea fluxurilor parazite. Fluxurile parazite slăbesc fluxul magnetic principal și reduc eficiența unității asincrone.
Putere curentă
Calculul puterii motorului cu inducție se poate face folosind datele curente. Pentru a face acest lucru, urmați acești pași:
- Porniți motorul.
- Folosind un ampermetru, măsurați curentul în fiecare tură.
- Calculați valoarea medie a curentului pe baza rezultatelor măsurătorilor efectuate în al doilea paragraf.
- Înmulțiți curentul mediu cu tensiunea. Obțineți energie.
Puterea poate fi întotdeauna calculată ca produs dintre curent și tensiune. În acest caz, este important să știți ce valori ale lui U și I ar trebui luate. În acest caz, U este tensiunea de alimentare, este o valoare constantă, iar I poate varia în funcție de înfășurarea (stator sau rotor) pe care se măsoară curentul, așa că este necesar să alegeți valoarea medie a acestuia.
Putere după dimensiune
Statorul are multe componente diferite, dintre care una este miezul. Pentru a calcula puterea motorului cufolosind dimensiuni, faceți următoarele:
- Măsurați lungimea și diametrul miezului.
- Calculați constanta C, care va fi folosită în calcule ulterioare. C=(πDn)/(120f)
- Calculați puterea P folosind formula P=CD2ln10-6, unde C este constantă calculată, D este diametrul miezului, n este viteza de rotație a arborelui, l este lungimea miezului.
Este mai bine să faceți toate măsurătorile și calculele cu acuratețe maximă, astfel încât calculul puterii motorului electric de acționare să fie cât mai aproape de realitate.
Putere de tracțiune
Puterea unui motor asincron poate fi determinată și folosind valoarea forței de tracțiune. Pentru a face acest lucru, va trebui să măsurați raza miezului (cu cât mai precis, cu atât mai bine), să fixați viteza cu care se rotește arborele unității și, de asemenea, să măsurați forța de tracțiune a motorului folosind un dinamometru.
Toate datele trebuie înlocuite cu următoarea formulă:
P=2πFnr, unde F este forța de tracțiune, n este viteza de rotație a arborelui, r este raza miezului
Nuanța motorului cu inducție
Toate formulele de mai sus, care sunt folosite pentru a calcula puterea unui motor trifazat, ne permit să tragem o concluzie importantă că motoarele pot fi de dimensiuni diferite, au viteze diferite, dar în cele din urmă au aceeași putere.
Acest lucru permitedesigneri pentru a crea modele de motoare care pot fi utilizate într-o mare varietate de condiții.
motor de curent continuu
Un motor de curent continuu este o mașină care convertește puterea electrică primită din curent continuu în putere mecanică. Principiul funcționării sale are prea puțin de-a face cu o mașină asincronă.
Un motor de curent continuu este format dintr-un stator, armătură și suport, precum și perii de contact și un comutator.
Colector - un dispozitiv care convertește curentul alternativ în curent continuu (și invers).
Pentru a calcula puterea utilă a unei astfel de unități, care este cheltuită pentru efectuarea oricărei lucrări, este suficient să înmulțiți EMF armăturii cu curentul armăturii:
- P=EaIa.
După cum puteți vedea, calculul puterii unui motor de curent continuu este mult mai simplu decât calculele efectuate într-un motor asincron.
