Содержание
Как рассчитать мощность двигателя по объему цилиндра
Содержание
- Мощность двигателя
- Как рассчитать мощность через крутящий момент
- Как рассчитать мощность по объему двигателя
- Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
- Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
- Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
- Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания
- Как узнать объем двигателя
- Расчет объема ДВС калькулятором
- Зачем нужно проверять объем двигателя
- Часто задаваемые вопросы
- В чем измеряется объем двигателя?
- Какая формула рабочего объем цилиндра двигателя?
- Как измерить объем двигателя автомобиля?
- Объем двигателя 1.8 л. в см3
- Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
- Как рассчитать мощность через крутящий момент
- Как рассчитать мощность по объему двигателя
- Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
- Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
- Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
- Часто задаваемые вопросы
- Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?
- Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?
- Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?
- Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?
- Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
- Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы
- Расчет через крутящий момент
- Что такое крутящий момент
- Как высчитываются обороты двигателя
- Расчет мощности по объему двигателя
- Расчет по расходу воздуха
- Расчет по массе и времени разгона от нуля до сотни
- Расчет по производительности форсунок
- Расчет по лошадиным силам
- Чему равна лошадиная сила в машине
- Видео
Мощность двигателя
Расчет мощности двигателя автомобиля
5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:
— обороты двигателя,
— объем мотора,
— крутящий момент,
— эффективное давление в камере сгорания,
— расход топлива,
— производительность форсунок,
— вес машины
— время разгона до 100 км.
Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь не те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.
Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с
Как рассчитать мощность через крутящий момент
Как рассчитать мощность по объему двигателя
Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:
Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — частота вращения, об/мин
pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах оставляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).
Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.
Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.
Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:
Gв [кг]/3=P[л.с.]
Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.
Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.
Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.
Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:
Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от
того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).
Узнав все необходимые данные, водите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.
Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.
Адрес:
ул. Бабушкина, 2А, Орехово-Зуево, Московская обл., 142601
Источник
Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания
Рабочий объем цилиндра представляет собой объем находящийся между крайними позициями движения поршня.
Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту. И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями. Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так:
h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точка)
r — радиус поршня мм
п — 3,14 не именное число.
Как узнать объем двигателя
Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС. И того получается:
Vдвиг = число Пи умноженное на квадрат радиуса (диаметр поршня) умноженное на высоту хода и умноженное на кол-во цилиндров.
Поскольку, как правило, параметры поршня везде указываются в миллиметрах, а объем двигателя измеряется в см. куб., то для перевода единиц измерения, результат придется разделить еще на 1000.
Заметьте, что полный объем и рабочий, отличаются, так как поршень имеет выпуклости и выточки под клапана и в него также входить объем камеры сгорания. Поэтому не стоит путать эти два понятия. И чтобы рассчитать реальный (полный) объем цилиндра, нужно суммировать объем камеры и рабочий объем.
Определить объем двигателя можно обычным калькулятором, зная параметры цилиндра и поршня, но посчитать рабочий объем в см³ нашим, в режиме онлайн, будет намного проще и быстрее, тем более, если вам расчеты нужны, дабы узнать мощность двигателя, поскольку эти показатели напрямую зависят друг от друга.
Расчет объема ДВС калькулятором
Чтобы посчитать объем интересующего вас двигателя нужно внести 3 цифры в соответствующие поля, — результат появится автоматически. Все три значения можно посмотреть в паспортных данных автомобиля или тех. характеристиках конкретной детали либо же определить, какой объем поршневой поможет штангенциркуль.
Таким образом, если к примеру у вас получилось что объем равен 1598 см³, то в литрах он будет обозначен как 1,6 л, а если вышло число 2429 см³, то 2,4 литра.
Длинноходный и короткоходный поршень
Также замете, что при одинаковом количестве цилиндров и рабочем объеме двигателя могут иметь разный диаметр цилиндров, ход поршней и мощность таких моторов так же будет разной. Движок с короткоходными поршнями очень прожорлив и имеет малый КПД, но достигает большой мощности на высоких оборотах. А длинноходные стоят там, где нужна тяга и экономичность.
Следовательно, на вопрос «как узнать объем двигателя по лошадиным силам» можно дать твердый ответ – никак. Ведь лошадиные силы хоть и имеют связь с объемом двигателя, но вычислить его по ним не получится, поскольку формула их взаимоотношения еще включает много разных показателей. Так что определить кубические сантиметры двигателя можно исключительно по параметрам поршневой.
Зачем нужно проверять объем двигателя
Чаще всего узнают объем двигателя когда хотят увеличить степень сжатия, то есть если хотят расточить цилиндры с целью тюнинга. Поскольку чем больше степень сжатия, тем больше будет давление на поршень при сгорании смеси, а следовательно, двигатель будет более мощным. Технология изменения объема в большую сторону, дабы нарастить степень сжатия, очень выгодна — ведь порция топливной смеси такая же, а полезной работы больше. Но всему есть свой предел и чрезмерное её увеличение грозит самовоспламенением, вследствие чего происходит детонация, которая не только уменьшает мощность, но и грозит разрушением мотора.
Часто задаваемые вопросы
В чем измеряется объем двигателя?
Объем двигателя измеряется в кубических сантиметрах (см3), но в документации часто пишется именно в литрах (л. ). 1000 кубических сантиметров равны 1 литру. Единица самого точного измерения объема именно куб сантиметры, поскольку, когда объем двигателя автомобиля указывается в литрах, то производится округление до целого числа после запятой. Например, объем 2,4 л. равны 2429 см3.
Какая формула рабочего объем цилиндра двигателя?
Рабочий объем цилиндра двигателя равен произведению числа Пи (3.1415) на квадрат радиуса основания и на высоту хода в нем поршня. Сама формула объема цилиндра ДВС в куб. сантиметрах выглядит так: Vраб = π⋅r²⋅h/1000
Как измерить объем двигателя автомобиля?
Объем двигателя – это сумма рабочих объемов всех его цилиндров, соответственно, необходимо сначала узнать какой объем одного цилиндра, а затем умножить на их количество. Объем цилиндра вычисляют, умножив высоту на квадрат радиуса и число «Пи». Но, чтобы измерить именно рабочий объем цилиндра в двигателе, за высоту нужно брать длину хода поршня от НМТ до ВМТ, а радиус можно померить также линейкой, узнав сначала диаметр цилиндра. Такой метод измерения возможен только при снятой головке либо заведомо известных параметрах.
Объем двигателя 1.8 л. в см3
При конверсии метрической единица объема равной 1,8 литра, то в куб. см это будет 1800 см³, но если это касается именно объема двигателя, то он может варьироваться так как производитель, указывая объем 1.8, округляет значение от того что измеряется в см3. То есть это может быть, как 1799, так и 1761, и даже 1834. Следовательно, какой объем двигателя 1.8 в см³, можно узнать лишь из технической характеристики конкретного автомобиля.
Источник
Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:
Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.
Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.
Как рассчитать мощность через крутящий момент
Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.
Крутящий момент
Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:
Мкр = VHхPE/0,12566, где
Обороты двигателя
Скорость вращения коленчатого вала.
Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:
P = Mкр * n/9549 [кВт], где:
Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.
Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.
А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.
Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.
Как рассчитать мощность по объему двигателя
Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:
Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:
Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.
Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.
Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:
Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.
Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.
Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.
Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:
Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).
Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.
Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?
Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — количество оборотов коленчатого вала за минуту
Pe — среднее эффективное давление, Мпа
Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?
Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.
Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?
Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
Mкр – крутящий момент (Нм),
n – обороты коленвала (об./мин.),
9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.
Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?
Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.
Источник
Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
Мощность — важный технический параметр двигателя внутреннего сгорания. Он влияет на динамику разгона, на размер максимальной скорости и на эластичность мотора. Также он влияет на размер транспортного налога, который обязан платить практически каждый автомобилист.
Чтобы узнать силу своего движка, Вам понадобятся специальные формулы и методики подсчета. Также Вам может помочь калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля, который представлен ниже в нашей статье.
Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы
Мощность движка — это энергия, которая образуется внутри ДВС во время его работы. Этот показатель является ключевым для любого автомобиля, а при выборе машины на него ориентируется многие автомобилисты. Определить его можно различными способами. Перечислим основные методики:
Главной единицей измерения мощности являются ватты, однако иногда этот показатель выражают с помощью лошадиных сил. Между этими единицами измерения есть простая зависимость, поэтому при необходимости, лошадиные силы, можно легко преобразовать в ватты (и наоборот).
В нашей статье, мы рассмотрим основные формулы определения мощности, а также узнаем, как перевести лошадиные силы в ватты.
Расчет через крутящий момент
Этот способ подсчета является основным. Для измеерения мощности нужно знать два технических параметра — крутящий момент и обороты движка. Поэтому подсчет осуществляется в два этапа.
Что такое крутящий момент
Крутящий момент — это сила, которая воздействует на твердое тело при вращении. Чем выше этот показатель, тем мощнее будет движок Вашего транспортного средства. Для подсчета крутящего момента используется следующая формула:
Расшифровывается формула следующим способом:
Как высчитываются обороты двигателя
Для подсчета рабочей мощности, нам понадобится не только крутящий момент, но и обороты движка. Если говорить простым языком, то обороты — это скорость вращения коленчатого вала двигателя. Зависимость здесь тоже прямая — чем выше будет скорость вращения, тем мощнее и производительнее будет Ваш автомобиль.
Для подсчета мощности через обороты, используется следующая формула:
Обратите внимание, что данная формула подходит для подсчета максимальной мощности двигателя.
К сожалению, во время работы двигателя внутреннего сгорания, часть мощности «съедается» некоторыми элементами автомобиля (трансмиссией, раздаточной коробкой, кондиционером и так далее).
Поэтому по факту реальный показатель силы движка будет меньше на 10-15% в зависимости от типа автомобиля и характера его эксплуатации в данный момент.
Расчет мощности по объему двигателя
Внимательный читатель наверняка обратил внимание, что первую формулу можно напрямую подставить во вторую, чтобы упростить подсчеты. Мощность в таком случае можно выразить следующим образом:
М = (КМ x ОД)/9549 = (О x Д x ОД)/(9549 x 0,0126) = (О x Д x ОД)/120,3.
Расшифровка у этой формулы будет стандартной:
Обратите внимание, что давление в камере сгорания (переменная Д) в случае стандартного бензинового мотора обычно находится в пределах от 0,8 до 0,85 МПа. В случае усиленного форсированного движка это показатель будет составлять 0,9 МПа, в случае дизеля — от 1 до 2 МПа.
Расчет по расходу воздуха
Если на Вашем автомобиле установлен бортовой компьютер и вспомогательные датчики, то определить мощность можно также по расходу воздуха.
Делается это следующим образом:
Расчет по массе и времени разгона от нуля до сотни
Определить как измеряется мощность двигателя, можно также по общей массе авто и времени его разгона до 100 километров в час. К сожалению, у этого способа есть один крупный недостаток — итоговая формула является достаточно сложной и она может сильно меняться в зависимости от технических особенностей авто (тип привода, характер трансмиссии и так далее).
Поэтому мы Вам рекомендуем производить расчет мощности по массе и времени разгона не вручную, а с помощью готового калькулятора на нашем сайте.
Оптимальный алгоритм действий:
Расчет по производительности форсунок
Форсунки — это детали-распылители, которые обеспечивают подачу топлива в цилиндры ДВС. Характер работы форсунок напрямую влияет на формат функционирования двигателя, поэтому подсчитать мощность движка можно по производительности форсунок.
Для подсчетов используется следующая сложная формула:
Эта методика расчета является достаточно неточной, поскольку формула содержит множество поправочных коэффициентов, многие из которых не имеют точного цифрового выражения. Поэтому реальная мощность может отличаться от формульной на 10-15% (впрочем, это небольшая погрешность).
Расчет по лошадиным силам
Если Вам известно количество лошадиных сил Вашего движка, то можно легко узнать и вычислить мощность двигателя. Для подсчета используется простая формула:
Расшифровывается она так:
Чему равна лошадиная сила в машине
1 лошадиная сила — это 0,7355 Ватт. Подобная единица измерения была изобретена Джеймсом Ваттом в 1789 году для подсчета мощности паровых двигателей. Такое необычное название имеет интересную историю: чтобы доказать выгоду применения своей паровой машины, Джеймс Уатт провел эксперимент, в котором паровая машина «соревновалась» с лошадью в поднимании тяжестей на большую высоту.
Эксперимент показал, что паровой движок «сильнее» лошади в 4 раза, а название «лошадиная сила» вошло в инженерное дело в качестве единицы измерения.
Калькулятор расчета объёма двигателя
Калькулятор перевода силы тока в мощность
Калькулятор расчета производительности форсунок
Расчет мощности электричества при ремонте и проектировании
Калькулятор расчета времени разряда АКБ
Калькулятор расчета тока утечки в автомобиле и времени разряда АКБ
Источник
Видео
СКОЛЬКО НА МИНСКЕ КУБОВ??? КАК РАССЧИТАТЬ ОБЪЕМ ДВИГАТЕЛЯ??
Урок 4 — объем, мощность, крутящий момент, расход топлива двигателя, малолитражки, крупнолитражки.
МОЩНОСТЬ мотора УВЕЛИЧИТСЯ если СДЕЛАТЬ так…
Мощность электродвигателя. Расчет мощности двигателя по установочным и габаритным размерам.
Расчет степени сжатия мотора.
Как узнать объем двигателя автомобиля?
Что такое объем двигателя? Лекция о том, от чего зависит и как измеряется объем двигателя мопеда
Как определить мощность, частоту вращения, двигателя без бирки или шильдика самому и просто
11 класс. Геометрия. Объем цилиндра. 14.04.2020
НАСТОЯЩАЯ ГЕОМЕТРИЯ ДВИГАТЕЛЯ B/S
Как определить мощность двигателя автомобиля
Главная » Разное » Как определить мощность двигателя автомобиля
Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:
- обороты двигателя,
- объем мотора,
- крутящий момент,
- эффективное давление в камере сгорания,
- расход топлива,
- производительность форсунок,
- вес машины
- время разгона до 100 км.
Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально
с 10-ти процентной погрешностью.
Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.
Как рассчитать мощность через крутящий момент
Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.
Крутящий момент
Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:
Мкр = VHхPE/0,12566, где
- VH – рабочий объем двигателя (л),
- PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Обороты двигателя
Скорость вращения коленчатого вала.
Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:
P = Mкр * n/9549 [кВт], где:
- Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
- n – обороты коленчатого вала (об.
/мин.),
- 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.
Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.
Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.
А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.
Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.
Как рассчитать мощность по объему двигателя
Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:
Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:
- Vh — объём двигателя, см³
- n — частота вращения, об/мин
- pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах составляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).
Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.
Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.
Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:
Gв [кг]/3=P[л.с.]
Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.
Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.
Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.
Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:
Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0. 4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).
Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.
Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?
Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — количество оборотов коленчатого вала за минуту
Pe — среднее эффективное давление, Мпа org/Question»>Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?
Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
Mкр – крутящий момент (Нм),
n – обороты коленвала (об./мин.),
9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?
Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему.
Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.
Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?
Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.
Как работают двигатели за 10 минут
Двигатель является частью каждого легкового и грузового автомобиля на планете. Является ли двигатель на бензине или электричестве ваш автомобиль не двигался бы, если бы не двигатель. газ приводимые в движение двигатели бывают двух видов, бензиновые или дизельные. Оба замечательно похоже с единственной реальной разницей, являющейся степенью сжатия и зажигания система, которая зажигает топливо внутри камеры сгорания. Давайте начнем глубоко внутри двигателя в центре, где производится мощность, сгорание камера.Эта камера состоит из поршня, в цилиндре двигателя внутри блока цилиндров цилиндр голова вместе с впускными и выпускными клапанами. Пока поршень движется вниз в цилиндре заряд эмульгированного топлива отправляется в сгорание камера через топливо инжектор.
Как только это произойдет, поршень начнет двигаться вверх в отверстии цилиндра. при этом впускной клапан закрывается. Это уплотняет камеру сгорания, чтобы поршень может сделать сжатие при движении вверх, которое затем воспламеняется системой зажигания когда поршень приближается к вершине своего хода.Это вызывает заряд топлива / воздуха зажигать, вызывая взрыв, который ведет поршень вниз, что создает сила. В руководстве ниже мы покажем вам каждую часть двигателя и как мощность передается на передачу, которая затем подключается к задние или передние колеса.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
Вот видео двигателя в действии, чтобы вы могли понять, что происходит внутри двигателя во время его работы.Это видео показывает каждый цикл обработать; впуск, сжатие, сгорание и выхлоп. Требуется поршень два вверх и вниз, чтобы завершить цикл, поэтому мы называем это четыре велосипедный двигатель.
Смотреть видео!
Что не так?
Двигатель работает с невероятной силой и теплом при каждой тяге. поршня. Есть несколько вспомогательных систем, которые должны работать такой порядок, как смазка и система охлаждения чтобы двигатель работал.Кроме того, есть множество быстро движущихся внутренних движущихся частей, которые ставятся через стресс и напряжение от толчка и натяжения при экстремальных давлениях. Когда есть небольшая внутренняя проблема, такая как с частями клапана клапана, такими как ведомый кулачок это может привести к тикающий или щелкающий шум вместе с осечка цилиндра. Когда происходят более экстремальные отказы, такие как поршень или шток отказ может привести к более серьезной проблеме двигателя, такой как вибрация или двигатель полностью заблокируется.
Сколько это стоит?
При выходе из строя двигателя существует три способа решения проблемы, каждый из которых будет связан с разницей затрат. Когда у двигателя есть проблема, Первым шагом является оценка ущерба и возможных сценариев такой ремонт. Например; двигатель сбросил седло клапана с цилиндра голову, и это заставило клапан оставаться открытым, который затем контактирует с поршнем. Один диагноз может быть снять головку и закрепить клапан.Дополнительный ремонт, который должен быть Мысль о том, что с поршнем он контактировал и в какой степени повреждения это вызвало? В некоторых случаях есть незначительный ущерб, который больше не причинит проблемы в то время как в других случаях кольцо было скомпрометировано на поршне, который будет Требуется дальнейшая разборка, чтобы исправить с дополнительной стоимостью, а также.
Если двигатель имеет просто изношен или поврежден до момента замены, затем новый, восстановленный или Подержанный двигатель может быть установлен.Эти расходы будут значительно варьироваться из-за производитель и как двигатель вместе, когда он прибывает для установки такие как впускной и выпускной коллекторы. Для замены типичного автомобиля вы можете ожидайте, что заплатите от 1400,00 до 2500,00 долларов США за рабочую силу и от 2500,00 долларов США. и 5000 долларов США (США) за восстановленный заводской двигатель. Подержанные двигатели будут стоить дешевле между 800,00 и 1800,00 долл. США (США). Если вы решили пойти с подержанным трудом снимите двигатель в случае, если он неисправен, как правило, не распространяется, так что это хорошая идея, чтобы получить двигатель с низким пробегом на нем.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
Давайте начнем
1. Камера сгорания
На изображении ниже — камера сгорания (выреза), где находится топливно-воздушная смесь сжатый и воспламененный. В нижнем центре вы можете увидеть поршень и поршневые кольца, когда они движутся вверх и вниз внутри отверстия цилиндра. Впускной и выпускной клапаны находятся в верхняя часть вместе с электродом свечи зажигания, где искра генерируется для воспламенения горючей воздушно-газовой смеси.Это тоже хорошо посмотрите на впускной и выпускной клапаны и порты. Многие двигатели имеют два впускных и два выхлопных клапаны, чтобы помочь работе двигателя.
2. Поршни и отверстие цилиндра
Вот изображение в разрезе двигателя V8, которое показывает, как поршни прикреплен к коленчатому валу, который вращается внутри блока цилиндров вместе с головками цилиндров прикручен к верхней части блока колод. Прямо шесть, пять или четыре цилиндра имеет только одна головка цилиндра.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
3. Шатуны поршневые
На этом изображении показано, как поршень крепится к коленчатому валу с помощью поршень или шатун. Этот стержень имеет крышку, расположенную в нижней части стержня который разделяется на две части, так что его можно прикрутить к коленчатому валу с помощью двух стержней болты. (Трудно увидеть линию, где отделяется крышка штока.) Это место, где расположен подшипник штока, который позволяет коленчатому валу поворачивайте при смазке масляным насосом и системой смазки.На вершине На штоке есть штырь, который расположен через поршень и может поворачиваться в нижней части корпуса поршня.
4. Коленвал
Коленчатый вал — это то, где все поршни и шатуны тоже соединены и часть, которая прикреплена болтами к маховику и трансмиссии. Вся сила двигатель создает переданный через коленчатый вал, который сидит в нижней середина блока двигателя.Он удерживается на месте благодаря использованию крышек коренных подшипников. которые крепятся болтами к блоку, в котором находятся главные подшипники коленчатого вала. Эти подшипники также смазывается моторным маслом и системой смазки. Передняя часть коленвала выступает наружу из двигателя, чтобы обеспечить власть, чтобы включить автомобильные аксессуары такой как генератор, вода насос и воздух кондиционер. Задняя часть коленчатого вала выходит из задней части двигателя в подключиться к маховик, а затем трансмиссия для обеспечения питания автомобиля.Утечки масла контролируются фронт главное уплотнение и заднее главное уплотнение.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
5. Главные подшипники и блок двигателя
Вот как выглядят главные подшипники коленчатого вала двигателя, когда коленчатый вал устранен. На изображении ниже приведен пример одной половины или подшипник. Оставшаяся половина находится в крышке подшипника, которая крепится болтами к блок двигателя.Подшипники штока поршня выглядят одинаково, за исключением того, что они немного меньше по размеру. Вы можете увидеть отверстие в середине подшипника, где моторное масло предоставляется для смазки.
6. Распределительный вал и головка цилиндра
Распределительный вал — длинный цилиндрический металлический вал, который сделан с очень специфическим лепестки, которые предназначены для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, которые вовремя с положением поршня.Этот вал расположен в цилиндр головка или блок двигателя в зависимости от конструкции двигателя. Это важная часть двигателя — это то, что контролирует впускные и выхлопные газы от проникновения и покидая камеру сгорания во время процессов сгорания. На этом изображении Головка цилиндров была частично снята, чтобы вы могли увидеть, как работают распределительные валы с клапанами.
Вот разрез головки блока цилиндров, на котором показаны впускной и выпускной патрубки которые контролируются клапаном в каждом порту.Эти клапаны герметизируют горение камера, поэтому, когда поршень движется вверх, это может создать сжатие для процесс сгорания.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
7. Цепь или ремень ГРМ
Цепь или ремень ГРМ используется для поворота распределительных валов, которые открывают и закрывают клапаны. Эта цепь или ремень предназначены для идеального сохранения распредвала корреляция с коленчатым валом и повороты распредвала один раз на каждые два раз коленчатый вал крутится.Эта цепь или ремень проходит от коленчатого вала до распределительные валы.
Натяжитель используется для предотвращения провисания цепи привода ГРМ или ремня, которая необходимо удерживать цепь или ремень от времени прыжка, пока двигатель Бег. Цепь ГРМ или ремень приводится в движение коленчатым валом с помощью привода рядом с передним главным уплотнением и гармонический балансировщик.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
, где все начинается
8.Дроссельная заслонка
Двигатель в основном большой воздушный насос, который сжигает топливо. Процесс начинается в отверстии дросселя, которое связано с впускным коллектором. Это где двигатель воздуха регулируется. Частота вращения и мощность двигателя контролируются этим устройство, которое открывается, чтобы дать больше воздуха внутри, создавая дополнительный питание, а затем закрывается, чтобы отключить питание. Этот воздушный поток контролируется датчик массового расхода воздуха и очищается воздушный фильтр.
9.Впускной коллектор
Как только воздух прошел через дроссель Привод он поступает во впускной коллектор, где он разделен и разделен между отдельными цилиндрами впускные отверстия внутри головки цилиндров. Затем воздух контролируется впускным клапаном. Этот коллектор болтов прямо на головки цилиндров и могут быть изготовлены из пластика или алюминия.
10. Топливная форсунка
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
А топливная форсунка используется для контроля и измерения количества поступающего топлива двигатель в любой момент времени.Пока двигатель находится под нагрузкой и больше мощности Необходимая команда для большего количества топлива дается автомобилем компьютер (PCM). Топливная форсунка является частью топливо Система впрыска. На изображении ниже представлен комплект с непосредственным впрыском топлива инжекторы, которые распыляют топливо непосредственно в камеру сгорания вблизи времени воспламенение в отличие от традиционных топливных форсунок, которые распыляют во впускной канал сразу за впускным клапаном.
11.Катушка зажигания
После сжатия топливно-воздушной смеси катушка зажигания подает заряд высокого напряжения с малой силой тока на свеча зажигания. Этот процесс также управляется компьютером машины, который получает ссылку на каждый поршень положение с помощью Датчик угла поворота коленчатого вала.
12. Масляный насос
Масляный насос используется для сбора масла из масляного поддона и его накачки двигатели внутренних движущихся частей.Этот насос может приводиться в движение различными способами, этот конкретный насос приводится в действие цепью в передней части коленчатого вала. масляный насос определяет величину давления масла в двигателе, используя Пружина давления установлена в предохранительном клапане насоса.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
Охлаждающая жидкость двигателя используется для охлаждения двигателя во время работы с помощью система охлаждения. Эта охлаждающая жидкость циркулирует внутри блока двигателя и головок цилиндров, чтобы сохранить тепло двигателя от внутреннего повреждения.Водяной насос используется для перемещения охлаждающей жидкости в радиатор охлаждаться и затем возвращаться обратно в двигатель, чтобы процесс мог начаться снова.
Есть вопросы?
Если у вас есть двигатель пожалуйста, посетите наш форум. Если тебе надо совет по ремонту автомобиля, пожалуйста спросите наше сообщество механиков с радостью вам помогу и это всегда 100% свободно.
Мы надеемся, что вам понравилось это руководство и видео. Мы создаем полный набор руководства по ремонту автомобилей.пожалуйста подписаться на наш 2CarPros Канал YouTube и часто проверяйте наличие новых видео, которые загружены почти каждый день.
СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ
Статья опубликована 2018-09-06
, Как исправить снижение мощности двигателя без механика
- Главная
- Категории
- Аксессуары
- Аксессуары для интерьера
- Внешние аксессуары
- игрушки
- Очистка и детализация
- Электроника
- Аудио
- Двигатель и производительность
- Инструменты
- Шины и Диски
- Мотоциклы и велосипеды
- Уход на дому
- RV Campers
- Внедорожники
- Гарантии
- Расширенные гарантии
- заводских гарантий
- Аксессуары
- Инструменты
- Калькулятор размера шин
- Wheel & Tire Finder
- О нас
- Контакт
Блог
- Главная
- Категории
- Аксессуары
- Аксессуары для интерьера
- Аксессуары
. 8 Что нужно знать об осадке двигателя: Руководство по экономии автомобиля
Загрязнение двигателя может быть очень серьезной проблемой. Водители, чьи автомобили разрабатывают осадок двигателя, часто тратят сотни долларов на дорогостоящий ремонт. Прежде чем вы узнаете, как удалить остатки двигателя, вы должны точно знать, что это такое. Отстой двигателя образуется на двигателе вашего транспортного средства и вокруг него, когда масло начинает разлагаться и накапливаться в двигателе. При наличии осадка двигателя масло не может правильно смазать движущиеся части двигателя вашего автомобиля.Некоторые из основных причин накопления осадка двигателя — остановка и движение и короткие поездки на работу.
Этот вид нефтяного шлама является серьезной причиной проблем с двигателем внутреннего сгорания и потребует замены двигателя (Грег Майерс)
Неважно, каким типом транспортного средства вы управляете или каковы ваши привычки вождения, это Важно проводить плановое техническое обслуживание вашего автомобиля, чтобы предотвратить образование осадка двигателя. Если вы подозреваете, что в вашем автомобиле развился осадок двигателя, есть несколько простых тестов, которые помогут вам сделать это определение.
4 простых шага для идентификации отстоя двигателя
1
Прокрутите автомобиль. Проверьте приборную панель, чтобы увидеть, горит ли ваш индикатор двигателя. Также проверьте индикатор уведомлений о смене масла. Любой из этих огней может быть сигналом от осадка двигателя.
2
Выключите автомобиль и откройте капот. Подойдите к передней части вашего автомобиля, откройте капот и правильно удерживайте его, чтобы вы могли посмотреть на двигатель вашего автомобиля.
3
Во-первых, обратите внимание на любые признаки разбрызгивания масла или грязи двигателя снаружи автомобиля.Отстой двигателя выглядит как густое темное масло и, как правило, появляется в виде небольших комков. Если вы видите осадок двигателя на внешней стороне вашего двигателя, весьма вероятно, что у вас есть проблема с осадком двигателя.
4
Затем взгляните в масляный поддон. Снимите масляную крышку с масляного поддона и загляните внутрь. Вам может понадобиться фонарик, чтобы видеть ясно. Содержимое масляного поддона должно быть чистым. Хотя стены и детали будут покрыты маслом, под ними все равно должно появиться металлическое серебро.Любой признак отстоя двигателя в масляном поддоне является показателем высокого уровня отстоя двигателя в вашем двигателе.
Проведя эти простые тесты, вы сможете определить, есть ли в вашем автомобиле отстой двигателя. Если вы обнаружили какой-либо признак отстоя во время вышеуказанных испытаний, вам нужно будет убедиться, что отстой удален из вашего транспортного средства как можно скорее. Стоимость удаления осадка двигателя из вашего автомобиля будет зависеть от серьезности проблемы. В случаях, когда осадок двигателя развился до такой степени, что автомобиль больше не работает, весь двигатель должен быть заменен.Есть несколько вещей, которые вы можете сделать дома, чтобы предотвратить дорогостоящий ремонт из-за отстоя двигателя.
4 Дополнительные советы по предотвращению образования осадка двигателя
1
Обязательно регулярно меняйте масло и масляный фильтр. Развитие отстоя в двигателе напрямую связано с тем, как часто вы меняете масло. Независимо от того, меняете ли вы свое масло самостоятельно или передаете свой автомобиль механику, убедитесь, что масло в вашем двигателе заменяется в соответствии с приращениями пробега, указанными в руководстве пользователя.Вот что может произойти, если вы пренебрегаете этим советом:
2
Старайтесь не останавливаться и не садитесь за руль. Ходите или ездите на велосипеде на работу или в школу, если вы живете на небольшом расстоянии. Кратковременные поездки на двигатель вашего автомобиля являются тяжелыми и могут способствовать накоплению осадка двигателя.
3
Приобретите средство для удаления осадка двигателя. Механики и владельцы автомобилей имеют разные мнения о полезности этих продуктов, но многие люди утверждают, что они могут помочь удалить осадок.
В большинстве магазинов автозапчастей имеются средства для удаления осадка двигателя, которые можно использовать, следуя простым инструкциям, напечатанным на обратной стороне бутылки. Вот короткое видео, чтобы лучше понять процесс:
4
Посетите своего механика. Если при выполнении вышеуказанных тестов вы обнаружили большое количество шлама в двигателе, возможно, стоит обратиться за профессиональной помощью для очистки вашего двигателя.
Отстой двигателя является очень распространенной, а также очень дорогостоящей проблемой.Правильное техническое обслуживание является наиболее важным ключом к предотвращению образования отложений в двигателе. Поддержание чистоты двигателя и замена масла помогут вашему автомобилю отлично работать в течение многих лет.
Мощность в физике — обозначение, формулы и примеры
Определение мощности
Допустим, нам необходимо убрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Очевидно, что пока человек обработает 1 га площади, комбайн успеет сделать намного больше. В данном случае разница между человеком и техникой — именно то, что называют мощностью. Отсюда вытекает первое определение.
Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени. |
Рассмотрим другой пример: между точкой А и точкой Б расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Понятно, что одно и то же количество работы они сделают за разное время. Что показывает мощность в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется некая работа.
В электромеханике эта величина имеет еще одно определение.
Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует мгновенную скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии. |
Напомним, что скалярными величинами называются те, значение которых выражается только числом (без вектора направления).
Мощность человека в зависимости от деятельности
Вид деятельности | Мощность, Вт |
---|---|
Неспешная ходьба | 60–65 |
Бег со скоростью 9 км/ч | 750 |
Плавание со скоростью 50 м/мин | 850 |
Игра в футбол | 930 |
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Как обозначается мощность: единицы измерения
В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.
Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.
В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.
Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.
В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.
Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.
Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр. 🐴
Единицы измерения | Вт |
---|---|
1 ватт | 1 |
1 киловатт | 103 |
1 мегаватт | 106 |
1 эрг в секунду | 10-7 |
1 метрическая лошадиная сила | 735,5 |
Подготовка к ОГЭ по физике онлайн поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.
Все формулы мощности
Зная определения, несложно понять формулы мощности, используемые в разных разделах физики — в механике и электротехнике.
В механике
Механическая мощность (N) равна отношению работы ко времени, за которое она была выполнена.
Основная формула:
N = A / t, где A — работа, t — время ее выполнения.
Если вспомнить, что работой называется произведение модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между ними, мы получим формулу измерения работы.
Если направления модуля приложения силы и модуля перемещения объекта совпадают, угол будет равен 0 градусов, а его косинус равен 1. В таком случае формулу можно упростить:
A = F × S
Используем эту формулу для вычисления мощности:
N = A / t = F × S / t = F × V
В последнем выражении мы исходим из того, что скорость (V) равна отношению перемещения объекта на время, за которое это перемещение произошло.
В электротехнике
В общем случае электрическая мощность (P) говорит о скорости передачи энергии. Она равна произведению напряжения на участке цепи на величину тока, проходящего по этому участку.
P = I × U, где I — напряжение, U — сила тока.
В электротехнике существует несколько видов мощности: активная, реактивная, полная, пиковая и т. д. Но это тема отдельного материала, сейчас же мы потренируемся решать задачи на основе общего понимания этой величины. Посмотрим, как найти мощность, используя вышеуказанные формулы по физике.
Задача 1
Допустим, человек поднимает ведро воды из колодца, прикладывая силу 60 Н. Глубина колодца составляет 10 м, а время, необходимое для поднятия — 30 сек. Какова будет мощность человека в этом случае?
Решение:
Найдем вначале величину работы, используя тот факт, что мы знаем расстояние перемещения (глубину колодца 10 м) и приложенную силу 60 Н.
A = F × S = 60 Н × 10 м = 600 Дж
Когда известно значение работы и времени, найти мощность несложно:
N = A / t = 600 Дж / 30 сек = 20 Вт
Ответ: мощность человека при поднятии ведра — 20 ватт.
Задача 2
В комнате включена лампа мощностью 100 Вт. Напряжение домашней электросети — 220 В. Какая сила тока проходит через эту лампу?
Решение:
Мы знаем, что Р = 100 Вт, а U = 220 В.
Поскольку P = I × U, следовательно I = P / U.
I = 100 / 220 = 0,45 А.
Ответ: через лампу пройдет сила тока 0,45 А.
Учёба без слёз (бесплатный гайд для родителей)
Пошаговый гайд от Екатерины Мурашовой о том, как перестать делать уроки за ребёнка и выстроить здоровые отношения с учёбой.
Вопросы для самопроверки
Что характеризует механическая мощность?
Какие существуют единицы измерения мощности в физике?
Какая из единиц измерения считается устаревшей?
Мощность можно назвать скалярной величиной? Что это означает?
Как из формулы нахождения мощности получить работу?
Какой буквой обозначается мощность в механике, а какой — в электротехнике?
Какую работу производит за 30 минут устройство мощностью 600 Вт?
Как узнать напряжение в сети, если мы знаем мощность подключенного к ней прибора и силу тока, проходящую через прибор?
Если в течение 1 часа автомобиль №1 едет со скоростью 60 км/ч, а автомобиль №2 — со скоростью 90 км/ч, одинаковую ли мощность они развивают в это время?
Допустим, автобус отвез пассажиров из города А в город В за 1 час.
Если он планирует вернуться в город А пустым по той же трассе и потратить на это 1 час, ему понадобится развить такую же мощность или меньшую?
Самый простой способ расчета тормозной мощности
Расчет тормозной мощности
Расчет тормозной мощности очень прост для любого, если он знает точную формулу BHP.
Здесь, в этой статье, мы подробно обсудим расчет уравнения тормозной мощности, чтобы вы могли очень быстро рассчитать BHP.
Формула для расчета тормозной мощности:
1.BHP = (крутящий момент × об/мин)/5252, где крутящий момент равен фунт-фут , а n = число оборотов в минуту.
2.BHP = BP /33000, где BP (в ваттах) = Крутящий момент×2π×RPM (об/мин в мин.) в ваттах) / 746 мы получаем это в лошадиных силах, так как 1 л.с. = 746 ватт
Для расчета уравнения тормозной мощности нам нужно помнить о единицах измерения всех параметров.
Ниже вы можете подробно ознакомиться с простой формулой и выводами.
Прежде чем узнать, как рассчитать BHP, сначала мы должны знать три важных термина: что такое мощность, лошадиная сила и тормозная мощность?
Что такое сила?
Мощность определяется как скорость выполнения работы или скорость передачи энергии.
Просто скорость выполнения работы называется мощностью.
Derivations from
other quantities
- P = E / t
- P = F · v
- P = V · I
- P = F.s (для линейного движения)
- P = τ · ω (для вращательного движения )
Для вращательного движения мы находим мощность, чтобы вам было легко понять BHP.
Мощность = (сила × расстояние) / время
Мощность = [сила × расстояние (за оборот)] / время (в мин.)
Расстояние за оборот = 2π × радиус
Расстояние за оборот за время = 2 π × Радиус × RPM
Мы знаем, что Крутящий момент = Сила × Перпендикулярное расстояние (радиус)
Теперь, Сила = Крутящий момент / Радиус
Как мы знаем Мощность = [Сила × Расстояние (за оборот)] / Время (в мин. ) {Крутящий момент/Радиус} × {2 π × Радиус × RPM}
Наконец, мощность (в ваттах) = крутящий момент × 2π × RPM. Или
Мощность (в ваттах) = (крутящий момент × 2π × RPS)/60
Для расчета тормозной мощности сначала нужно понять, что такое мощность в л.с.
Что такое мощность в л.с.?
Лошадиная сила (л.с.) — единица измерения мощности или скорости, с которой выполняется работа, обычно в отношении мощности двигателей или двигателей.
Существует ряд общих стандартов и типов лошадиных сил. Сегодня используются два распространенных определения: механическая лошадиная сила (или имперская лошадиная сила), которая составляет примерно 745,7 Вт, и метрическая лошадиная сила, которая составляет примерно 735,5 Вт.
Джеймс Уатт, пионер паровых двигателей, хотел сравнить производительность своих двигателей с лошадью, которая работала ранее.
Позже этот прибор будет использоваться для измерения мощности различных типов поршневых двигателей, турбин, электродвигателей, а также других механизмов.
Джеймс Уатт описал одну лошадиную силу как эквивалент энергии, затраченной одной лошадью на то, чтобы поднять в воздухе 33 000 фунтов на фут с поверхности Земли за одну минуту.
Уравнение мощности в л.с.
1 л.с. (механическая) = 33 000 фут·фунт-сила/мин = 550 фут·фунт-сила/с
1 л.с. = 550×0,3048×0,4535 = 76,04 кгс/м/с
1 HP = 76,04 × 9,80 = 746 Вт, где 1 фут = 0,3048 м и 1 фунт = 0,4535 кг один метр высоты за одну секунду.
можно сказать, что мощность одной лошадиной силы равна работе, совершаемой одной лошадью при подъеме веса 75 кг на высоту один метр за одну секунду.
1 л.с. (метрическая лошадиная сила) = 75 кгс·м/с
1 л.с. = 75×9,8066 м/с2. м/с = 735,498 Вт
Мы понимаем, что лошадиная сила — это единица измерения мощности.
л.с. определяется как
1 л.с. = 550 фут-фунтов в секунду
1 л.с. = 550 фут-фунтов в секунду × 60 мощность в л. с.
Чтобы преобразовать мощность в л.с., мы должны просто разделить мощность на 33000
л.с. = мощность (в фут-фунтах в минуту) ÷ 33000
Мы знаем, что указанная мощность — это мощность, развиваемая двигателем, когда он горит.
Если указанная мощность выражена в единицах фут-фунт в минуту, и мы разделим указанную мощность на 33 000, то получим указанную мощность в л.с. ватт
Формула IP для 4-тактного двигателя (PLAN x n) / 2
IHP= ((PLAN x n) / 2) ÷ 4500
(где, P = среднее эффективное давление в кг/см², L = длина ход, A = площадь поршня в см², N = число оборотов коленчатого вала, n = количество цилиндров)
Или
Если мощность указана в ваттах, разделите ее на 746,
IHP = IP (в ваттах) /746
Аналогично для BHP фунт-фут в мин.
Разделите на 33000 в обе стороны
BHP = (крутящий момент × 2π × об/мин)/33000
BHP = (крутящий момент × об/мин)/5252
В обеих вышеприведенных формулах единицей измерения крутящего момента является ft-lb.
Другая единица преобразования HP
Согласно условным обозначениям, 1 HP равен:
- 745,5 Вт
- 1,01389 ps
- 33 000 ft lbf/min
- 42,2 BTU/мин
Что такое тормозная мощность?
Тормозная мощность – это измерение мощности двигателя на маховике или коленчатом валу после того, как двигатель потерял мощность из-за трансмиссии и сопротивления коробки передач.
Примечание:- Если мы знаем мощность на маховике или коленчатом валу двигателя в футах-фунтах в минуту. (это называется тормозной мощностью). Чтобы получить тормозную мощность, мы должны разделить ее на 33 000, т.е. BHP = BP (в фут-фунтах в минуту)/33000
В противном случае BHP = (крутящий момент × об/мин) /5252, единица измерения крутящего момента ft-lb
Или просто BHP = BP (в ваттах) / 746
Как измеряется мощность тормоза?
BHP измеряется путем приложения крутящего момента сопротивления в качестве тормоза к валу. Из-за трения выделяется тепло, которое удаляется циркулирующей охлаждающей средой, такой как вода.
Формула мощности тормоза
1.BHP = (2πnFR ) / 33000, где 2πnFR = мощность в фунтах-футах в минуту.
( n = Число оборотов в минуту, F = Сила сопротивления разрыву, R = Радиус приложения силы)
2. Разрывная мощность на валу в виде крутящего момента
Мощность = крутящий момент x 2π x оборотов в минуту
A ) BHP = (2πnT ) /33000 ,2πnT = мощность в фунтах-футах в минуту.
н = нет. число оборотов двигателя в минуту, T = крутящий момент, приложенный к валу.
B )BHP = (крутящий момент × об/мин) /5252
3.BHP = BP в ваттах / 746
Как рассчитывается мощность тормоза
Мощность тормоза (мощность на валу) = 2πnT ватт
Х.П. = 33 000 фунтов-футов. / мин.
Разделив обе части на указанное выше значение, мы получим:
л.с. = (крутящий момент × n)/5252
x 2π x оборотов/мин
Разделив каждую сторону на 2π (6,28315), мы получим 5252 фунт-фут/мин = фунт-фут. х оборотов/мин.
Затем мы делим каждую сторону на 5252, мы получаем окончательные уравнения: —
1 Лошадиная сила = Крутящий момент x R. P.M. / 5252
Примечание. Из-за этой математики крутящий момент в фунто-футах и мощность всегда будут одинаковыми при 5252 об/мин.
Наконец, у нас есть ,
1.BP = 2πnFR в ваттах
2π =6,2831853,n = число оборотов в минуту
F=сила сопротивления
R=радиус, на котором действует сила
BP 2,0004
= 2πnT в фунтах-футах в минуту.
2π =6,2831853
n = число оборотов в минуту
T=крутящий момент, приложенный к валу ) ÷ 5,252
Помните, что единица измерения крутящего момента – ft-lbs
Сообщите нам, как появилась эта формула,
Тормозная мощность — это разница между указанной мощностью и потерями на трение. Это фактическая мощность, передаваемая мощности.
Мощность, подводимая к гребному винту для полезной работы, называется тормозной мощностью (л.с.).
Читайте также: Взрыв картера
Разница между указанной и тормозной мощностью известна как сила трения, которая представляет собой мощность, необходимую для преодоления механических потерь, таких как насосное действие поршней, трение поршней и трение всех других движущихся частей.
Единицы расчета тормозной мощности
Измерение мощности двигателя включает измерение величины, известной как крутящий момент или крутящий момент. Крутящий момент – это произведение силы и расстояния силы от оси, на которую она действует.
Как мы знаем, BHP = (крутящий момент ×n )/5252, где крутящий момент равен фунт-фут , а n = число оборотов в минуту.
Крутящий момент = Сила × Рабочий объем
Крутящий момент :-
Крутящий момент — это мера силы или нагрузки, которая вызывает вращение вала вокруг оси.
Как выражается крутящий момент
Обычно крутящий момент выражается в фунт-футах (lb-ft) или фунт-дюймах (lb-in).
Примечание. Крутящий момент не следует путать с работой, которая выражается в дюйм-фунтах (in-lb) или фут-фунтах (ft-lb).
Как измерить крутящий момент
Для измерения крутящего момента существует множество устройств, таких как динамометр или измеритель крутящего момента.
Тормоз Prony является одним из очень простых типов устройств, которые используются для расчета крутящего момента.
Читайте также: Разница между 2-тактным и 4-тактным двигателем
Связь BHP в другой системе единиц
Связь BHP для расчета тормозной мощности с другой системой единиц
Связь между BHP, Ps и кВт:
1 л.с. = 1,01 л.с. л.с. = 1,4 л.с.
1 л.с. = 0,98 л.с. = 0,70 кВт
Тормозная мощность (л.с.), Pferdestärke (л.с.), что является немецким переводом лошадиной силы. В метрической системе используется единица измерения киловатт (кВт), в то время как в случае имперской/британской системы это «9».0005 фут-фунт-сила-в секунду ’ (fps).
Расчет тормозной мощности для объемного насоса
BHP = Q × P / (1714 × n)
BHP = тормозная мощность в лошадиных силах
Q = расход в галлонах в минуту
P = давление в фунтах на квадрат дюйм
n = КПД, выраженный десятичным числом*
Предполагается, что многие объемные насосы работают с КПД 90 процентов. Для этого измерения иногда используется значение 0,9. Для большей точности обратитесь к контрольным листам производителя вашего насоса.
Тормозная мощность [л.с.] = Расход [гал/мин] × Давление [PSI] / (1714 × Эффективность)
Расчет тормозной мощности для насоса
— Мощность
Читайте также: Центробежный насос | Части | Работа | Схема
Рекомендовано: Принцип работы дизельного генератора | Детали и функции
Подробнее: ПРИНЦИП РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА | Части | Строительство
ТОП 50+ часто задаваемых вопросов о двигателях внутреннего сгорания
Подробнее : Что такое поршень и его функции
Ознакомьтесь с другими важными темами
Главная Электрика двигателя внутреннего сгорания Важные PDF-файлы Котлы Синергия Морской экзамен Морская арка Вопросы для собеседования Разница между типами насосов Типы клапанов MEO Class 4 Вспомогательные машины
Расчеты мощности авиационных двигателей – летное обслуживание
Базовая теория
Основное правило авиадвигателя заключается в том, что каждый кубический дюйм рабочего объема производит примерно 0,5 лошадиных силы. Но я редко видел, как вычисляется это число. Такова цель этого поста. Мы пройдемся по математике, чтобы увидеть, как термодинамические расчеты приводят к этому ответу, и какие другие факторы влияют на выходную мощность.
Мы ограничим наше обсуждение поршневыми четырехтактными двигателями. Так что это не применимо к турбинам и реактивным двигателям. Для двигателя, вращающегося со скоростью f, вес (W_a) воздухозаборника в минуту можно записать как:
W_a = D \times \frac{f}{2} \times \rho\hspace{2cm}(1)
где D — рабочий объем двигателя, а \rho — плотность воздуха. \frac{f}{2} объясняет тот факт, что воздух вдыхается только в половине циклов. Другими словами, при 2700 об/мин каждый цилиндр будет иметь 1350 циклов всасывания (и сжатия) в минуту. Остальные 1350 — это циклы сгорания (и выхлопа).
Теперь добавим топлива в воздух. Обычно это делается с помощью карбюратора или топливной форсунки. Стехиометрическое соотношение воздуха и топлива Avgas составляет 14,7:1 по весу. Другие виды топлива будут иметь другие соотношения. Обозначим это отношение символом S_r. Сгорание при стехиометрическом соотношении дает наибольшее количество энергии. На практике это не лучшая рабочая точка, потому что она может привести к перегреву двигателя и повреждению головки блока цилиндров. Двигатели часто работают с меньшим количеством топлива (обедненная пиковая) или с большим количеством топлива (обогащенная пиковая) для снижения температуры. Однако давайте просто придерживаться стехиометрического значения для целей этого расчета. 96 фут-фунт/фунт). Представим это значение как Q_m. Следовательно, энергия, выделяющаяся при сгорании в единицу времени (которую мы запишем как P_t), станет равной
P_t = \frac{W_a}{S_r} \times Q_m.\hspace{2cm}(3)
P_t мощность выделяется в виде тепла. Лишь малая их часть будет выполнять механическую работу. Это зависит от КПД тепловой машины, которую мы запишем как \эта. Его значение может сильно варьироваться, но большинство поршневых двигателей внутреннего сгорания имеют значения порядка 25-30%. 96}{14,7}=16 745 ~~{\rm ft\cdot фунт/мин}
Одна л.с. равна 33 000 фут-фунт/мин. Таким образом, 16 745 фут-фунтов/мин эквивалентно примерно 0,5 л.с./куб. дюйм механической мощности, как и ожидалось. Важно отметить, что это значение действительно только при 2700 об/мин. Если обороты ниже, мощность будет ниже. Точно так же, если обороты выше, мощность будет выше. Но авиационные двигатели с прямым приводом обычно ограничены 2700 об / мин из-за ограничений винта. Таким образом, 0,5 л.с./куб. дюйм является общепринятым числом в авиации.
Расход топлива также легко рассчитать. Используя W_f = \frac{W_a}{S_r}, мы можем получить
W_f = D \times \frac{f}{2} \times \rho\times \frac{1}{S_r}. \hпробел{2см}(6)
Используя те же значения, что и раньше, получается 0,004 фунта/мин или 0,24 фунта/час на каждый кубический дюйм. Плотность Avgas составляет 5,97 фунта/галлон. Таким образом, мы получаем расход топлива 0,04 гал/час/кубический дюйм рабочего объема. Опять же, это верно только при частоте вращения 2700 об/мин.
Кроме того, легко рассчитать выходную мощность на единицу веса топлива. Если разделить мощность коленчатого вала P_c на вес топлива в минуту W_f, 96 фут-фунт/фунт. Деление на 33 000 футо-фунтов/мин дает 125,5 л.с./фунт/мин, или 12,5 л.с./галлон/ч . Это значение не зависит от скорости вращения.
Двигатели O-320 и O-540
Lycoming O-320
Возьмем в качестве примера двигатель O-320. Его полный рабочий объем составляет 320 кубических дюймов. Используя значения, рассчитанные ранее, 320 × 0,5 дает 160 л.с., что является номинальной максимальной выходной мощностью для этого двигателя. Расход топлива составляет 0,04 х 320 = 13 галлонов в час. Для двигателя О-540 соответствующие цифры составят 270 л.с. и 21 галлон/час. Все они соответствуют спецификациям этих двигателей.
Автомобильные двигатели
Автомобильные двигатели имеют меньший рабочий объем, но работают при более высоких оборотах. Двигатель Toyota объемом 2,5 литра (152 кубических дюйма) рассчитан на максимальную скорость 6600 об/мин. КПД теплового двигателя немного выше благодаря электронному управлению зажиганием и большей оптимизации. Энергия сгорания автогаза почти такая же, как у автогаза. Предполагая, что \eta=30\%, если мы повторим приведенный выше расчет, мы можем получить 200 л.с. Это значение эквивалентно 1,3 л.с./куб. дюйм , что в 2,5 раза больше удельной мощности авиационного двигателя с прямым приводом. Опять же, это подчеркивает тот факт, что 0,5 л.с./куб. дюйм характерны для 2700 об/мин.
Двигатель Rotax 912
Rotax 912
Rotax 912 — это авиационный двигатель, но он рассчитан на 5800 об/мин, как и автомобильный двигатель. Для привода винта со скоростью 2700 об/мин используется редуктор. Для мощности двигателя важны 5800 об/мин. Как и в случае с автомобильным двигателем, более высокие обороты обеспечивают большую выходную мощность на кубический дюйм. Рабочий объем двигателя Rotax 912 составляет 83 кубических дюйма (примерно в 3,8 раза меньше, чем у О-320). КПД теплового двигателя Rotax немного выше, около 31%. Выходная мощность достигает 1,2 л.с./куб.дюйм . Это значение более чем вдвое превышает удельную мощность двигателей с прямым приводом, таких как O-320. Расход топлива составляет 0,087 галлона в час на кубический дюйм. Таким образом, общая производительность Rotax 912 составляет 83 х 1,2 = 100 л.с., а расход топлива равен 83 х 0,087 = 7,2 галлона в час. Эти значения соответствуют характеристикам двигателя.
Дроссельная заслонка
В приведенных выше расчетах мы исходили из того, что плотность всасываемого воздуха такая же, как и наружного воздуха. Это верно только тогда, когда дроссельная заслонка полностью открыта. Итак, что происходит, когда мы медленно закрываем дроссельную заслонку? Закрытие дроссельной заслонки приведет к снижению давления всасываемого воздуха. Это давление показывает манометр на коллекторе. Следовательно, плотность \rho также будет уменьшаться. Очевидно, что плотность наружного воздуха остается неизменной. Блокирующий эффект дроссельной заслонки создает частичный вакуум, что приводит к более низкому давлению и меньшей плотности, поступающей в цилиндры. По мере снижения \rho будет снижаться выходная мощность. При фиксированной нагрузке это приведет к снижению оборотов. Снижение оборотов приведет к дальнейшему снижению мощности. Это состояние взлетно-посадочной полосы, которое может привести к остановке двигателя. То же самое может произойти при открытии дроссельной заслонки. Число оборотов увеличится, что повысит мощность и приведет к опасно высоким значениям оборотов. На практике, однако, нагрузки не остаются постоянными при изменении оборотов. Обычно они увеличиваются с увеличением оборотов. Это предотвратит условия разгона и стабилизирует рабочую точку. Мы обсудим это позже при обсуждении пропеллеров.
Мощность в зависимости от об/мин
Мощность двигателя в зависимости от об/мин при различных положениях дроссельной заслонки. Источник: x-engineering.org
Как видно из уравнения (5), мощность линейно зависит от скорости вращения при постоянном давлении в коллекторе. Но это не продолжается бесконечно. Мощность будет достигать максимума, а затем начнет снижаться при более высоких значениях оборотов. Это показано на соседнем рисунке. Это происходит из-за увеличения потерь на трение и снижения эффективности сгорания при более высоких оборотах. Обычно это максимально допустимые обороты двигателя. Точно так же зависимость мощности от давления в коллекторе при фиксированных оборотах также будет иметь линейную зависимость. Давление в коллекторе обычно ограничено атмосферным давлением, но в двигателях с турбонаддувом оно может быть выше.
Также стоит отметить, что двигатель можно запустить на более высоких оборотах и большей мощности, чем он рассчитан, но это, скорее всего, приведет к необратимому повреждению. Например, если нагрузка слишком мала и дроссельная заслонка полностью открыта, число оборотов в минуту может превысить максимальный предел.
Крутящий момент в зависимости от оборотов в минуту
Крутящий момент — это сила вращения, передаваемая коленчатым валом. Это связано с мощностью и оборотами следующим образом:
P_c = T \ умножить на f. \hпробел{2см}(8)
Сравнивая это с уравнением (5), мы видим, что крутящий момент также может быть выражен как
T = \eta \times D \times \frac{1}{2} \times \rho \times Q_m \times \frac{1}{S_r}. \hпробел{1см}(9)
Все эти параметры практически неизменны при определенной настройке дроссельной заслонки, что означает, что крутящий момент должен быть постоянным независимо от оборотов или мощности.
Крутящий момент в зависимости от оборотов для различных положений дроссельной заслонки. Источник: x-engineering.org
На практике это не совсем так. Крутящий момент увеличивается медленно с увеличением оборотов, хотя и не так линейно, как мощность увеличивается с увеличением числа оборотов. Она достигает максимума, а затем снова снижается.
Авиационные и автомобильные двигатели
Как мы ранее подсчитали, удельная мощность авиационных двигателей с прямым приводом составляет около 0,5 л. с./куб. дюйм. Автомобильные двигатели имеют гораздо более высокую удельную мощность. Однако есть и другие причины, по которым двигатели с прямым приводом используются в самолетах. Для двигателей с высокими оборотами требуется редуктор (трансмиссия). Это добавляет веса и сложности. Двигатели с прямым приводом не нуждаются в трансмиссии. В результате они на самом деле легче, несмотря на меньшую удельную мощность. Они также более надежны, поскольку в них меньше движущихся частей. Кроме того, меньшая удельная мощность двигателей с прямым приводом позволяет использовать воздушное охлаждение. Более высокая плотность мощности требует жидкостного охлаждения, что требует дополнительных компонентов и дополнительного веса.
Вместо объемной плотности мощности мы также можем рассчитать отношение мощности к весу. Сухой вес двигателя O-320 составляет 270 фунтов, включая все аксессуары. Это дает отношение мощности к весу 0,6 л.с./фунт. O-540 весит 390 фунтов, а отношение мощности к весу составляет 0,7 л. с./фунт. Rotax 912 весит 125 фунтов, включая редуктор, что соответствует 0,8 л.с./фунт. Вес автомобильных двигателей редко указывается, но обычно они значительно тяжелее.
Двигатель Rotax включает в себя редуктор и жидкостное охлаждение без значительного снижения веса или надежности. В качестве дополнительного преимущества более высокие обороты позволяют использовать в двигателях Rotax неэтилированное автомобильное топливо с более низким октановым числом. Двигатели с прямым приводом, работающие на более низких оборотах, нуждаются в присадках для повышения октанового числа, чтобы предотвратить детонацию двигателя.
Резюме
Итак, вот выводы из этого анализа:
- Выходная мощность на валу является произведением плотности всасываемого воздуха (которая контролируется давлением во впускном коллекторе) и оборотов в минуту. Неважно, винт это с постоянной скоростью или с фиксированным шагом – мощность является произведением этих двух величин.
- Частота вращения двигателя с прямым приводом ограничена 2700 об/мин.
При этих оборотах удельная мощность составляет 0,5 л.с./куб. дюйм рабочего объема.
- Автомобильные двигатели и двигатели Rotax используют редуктор, позволяющий коленчатому валу вращаться быстрее. Это позволяет повысить удельную мощность. В Ротакс 912, при 5800 об/мин удельная мощность составляет 1,2 л.с./куб.дюйм.
- КПД большинства двигателей составляет около 30%. Энергоемкость большинства бензинов составляет около 20 МДж/фунт. Плотность большинства бензинов составляет около 6 фунтов/галлон. Сочетая все это, мы можем сказать, что расход топлива на 1 галлон в час должен производить около 12,5 л.с. мощности на валу.
Важно отметить, что мощность коленчатого вала не совпадает с мощностью тяги. Эффективность гребного винта влияет на то, как мощность коленчатого вала преобразуется в тяговую мощность. Мы рассмотрим это в следующей статье.
Формулы для быстрого расчета лошадиных сил и мощности
Формулы для быстрого расчета лошадиных сил и мощности
| ||||||||||||
|
|