Минимальная и максимальная мощность двигателя
12 января 2017
Минимальная и максимальная мощность двигателя.
Минимальная мощность двигателя, необходимая для выхода на глиссирование.
В зависимости от обводов корпуса, лодка должна выйти на глиссирование, если на каждую лошадиную силу приходится не более 20-25 кг ее водоизмещения. Таким образом, чтобы определить минимально необходимую мощность двигателя для выхода на глиссирование, нужно просуммировать вес корпуса, оборудования, лодочный мотор и пассажиров с багажом и разделить результат на 20 или 25 в зависимости от килеватости судна. Причем для плоскодонных и малокилеватых судов следует брать величину 25, а для мореходных, килеватых брать 20. Полученное число и будет определять искомую мощность.
Максимально допустимая мощность двигателя по соображениям остойчивости судна.
Для каждого катера и лодки существует предел мощности по условиям безопасности. При росте скорости судна возрастают и силы, действующие на корпус. При превышении некоего безопасного порога эти силы могут вызвать опрокидывание лодки или разрушение ее корпуса. В связи с этим были разработаны некие усредненные нормы, согласно которым предельно допустимая мощность по условиям динамической остойчивости определяется в зависимости от произведения длины судна на его ширину. Следует обратить внимание на то, что в расчет принимается не наибольшая ширина корпуса, а ширина по скуле на транце. Если на корпусе имеются скуловые брызгоотбойники, то их ширина должна учитываться в общей расчетной ширине днища. Мощность, определенная по графику, может считаться заведомо безопасной для лодок с отношением длины к полной ширине корпуса меньше 3,5. Для более длинных и узких лодок следует уменьшить мощность вдвое. Напротив, если корпус имеет современные обводы повышенной остойчивости, мощность может быть увеличена на 20%.
Подбор мощности двигателя по габаритам лодки.
Максимально допустимая мощность двигателя по соображениям прочности
Максимальная мощность, допустимая по соображениям остойчивости судна, может оказаться чрезмерной с точки зрения прочности. Информация о максимально возможной мощности подвесного мотора для данной лодки указывается производителем лодки на табличке, закрепленной на транце. Мощность, указанная там, является предельной по прочности конструкции судна. Превышение этого значения приведет к разрушению корпуса и нежелательным последствиям. При желании оборудовать лодку двигателем, превышающим допустимую мощность, необходимо осознавать опасность, которая может возникнуть в случае эксплуатации такого судна. Вопрос серьезный, так как превышение допустимой мощности может при отсутствии опровержения, стать в суде достаточным доказательством или свидетельством халатности продавца. Подвесной лодочный мотор, который превышает максимальный предел мощности для данной лодки, может привести к:
- потере управления лодкой
- увеличению нагрузки на транец
- слишком большим весом, нарушая расчетные характеристики плавучести лодки разрушению лодки, особенно в области транца
Минимально допустимая мощность двигателя
Если речь идет о выборе вспомогательного мотора, то надо учитывать, что использование излишне слабого двигателя тоже небезопасно. В ветреную погоду тяжелые лодки и катера с маломощными моторами могут не преодолеть силу ветра и будут сбиты с курса. В дополнение, на малой скорости глиссирующие лодки становятся рыскливыми, особенно на попутной волне. Рыскливость очень затрудняет управление, утомляет водителя и пассажиров и в определенных условиях может стать серьезной проблемой. Поэтому в качестве вспомогательного следует использовать двигатель мощностью не менее 1/4 от необходимой для выхода на глиссирование. Применять более слабые моторы крайне нежелательно.
почему у атмосферных моторов нет будущего :: Autonews
Наддув без вариантов: почему у атмосферных моторов нет будущего
Летом организаторы международного конкурса «Двигатель года» (International Engine of the Year) назвали лучшие моторы 2016 года. Эксперты оценивали силовые агрегаты по нескольким параметрам: экологичность, динамические характеристики и расход топлива. При этом в тройке лидеров не оказалось ни одного атмосферного агрегата. По результатам голосования победу одержал 3,9-литровый битурбо V8, который устанавливают на Ferrari 488 GTB. На втором месте оказалась гибридная силовая установка BMW i8, в составе которой тоже есть наддувный бензиновый мотор объемом 1,5 литра. Третьим стал шестицилиндровый турбированный двигатель Porsche, которым комплектуют спорткары 911. Повальный переход на турбированные моторы в мировом автопроме происходит отнюдь не для обеспечения высоких показателей мощности. По мнению специалистов НАМИ, все дело в экологических нормах, которые могут привести к исчезновению атмосферных моторов.В автомобильных двигателях без наддува литровая мощность выше 100 л.с. обеспечивается, в первую очередь, за счет повышения его предельных оборотов (быстроходности), пояснил директор Центра «Энергоустановки» ФГУП «НАМИ» Алексей Теренченко. В качестве примера кандидат технически наук вспомнил мотор мотоцикла Honda CBR400F (145 л.с./1 л), максимальная мощность которого достигается на 12 300 оборотах в минуту. Абсолютные рекордсмены здесь двигатели болидов Формулы-1, с которых снимают по 310 л.с. на 1 л, но уже на 19 000 оборотах.
Влияние на литровую мощность оказывают и другие факторы: степень сжатия, смесеобразование, сгорание. Например, в 1997 г. Alfa Romeo начала устанавливать на седаны 156 двигатели линейки Twin Spark, в которых было по две свечи на цилиндр. Моторы выдавали рекордную для европейского автопрома по тем временам удельную мощность. «Четверка» объемом 1,75 л обеспечивала 144 л.с., а 2,0-литровый мотор – 165 лошадиных сил. У японских брендов двигатели были еще производительнее. Например, в начале 1990-х Honda разработала DOHC i-VTEC объемом 1,6 л, который выдавал 160 лошадиных сил. При этом максимальная мощность достигалась практически на мотоциклетных оборотах – коленвал Honda Civic раскручивался до 8 тыс. оборотов в минуту. Позже на Honda S2000 появилась бензиновая «четверка» объемом 2,0 л с высокой степенью сжатия, которая выдавала 250 л.с. (125 л.с. на 1 л объема). В российском автопроме рекордсменом по удельной мощности является двигатель АвтоВАЗа под индексом 21127, которым комплектуется Lada Vesta (1,6 л, 106 лошадиных сил).
Автопроизводители и дальше продолжили бы совершенствовать атмосферные моторы, если бы не жесткие экологические нормы, ограничивающие уровень выбросов СО2 в атмосферу. Одним из самых популярных способов для выполнения требований, помимо сокращения веса автомобилей, является уменьшение рабочего объема двигателей. «При уменьшении рабочего объема пропорционально снижается его мощность и, соответственно, ухудшаются ездовые качества автомобиля. Чтобы избежать этого, крутящий момент и мощность двигателя восстанавливают до уровня двигателя большего литража за счет применения турбонаддува», — объяснил кандидат технических наук, добавив, что в обычном режиме такой мотор работает, как малообъемный «атмосферник».
При этом повышение предельных оборотов мотора также позволяет восстановить мощность, однако крутящий момент в этом случае будет низким. Именно по этой причине форсирование двигателя за счет применения турбонаддува более эффективно, чем повышение быстроходности силового агрегата.
Например, срок службы атмосферного двигателя Формулы-1 равен 1 тыс. км, в то время как на массовых автомобилях эта цифра в среднем составляет 150 тыс. километров. НАМИ также работает над повышением удельной мощности двигателей. По прогнозам разработчиков, реально добиться цифр порядка 125-135 л.с. на 1 л объема за счет применения разных комбинаций новых и традиционных технологий. В том числе, регулируемого клапанного привода, регулируемой степени сжатия, непосредственного впрыска топлива в цилиндры, турбонаддува, гибридизации и электрификации силового агрегата. В моторе будущего флагмана проекта «Кортеж» также предусмотрен целый ряд технических инноваций, но едва ли он будет атмосферным.
крутящий момент или мощность двигателя?
Так уж повелось, что любого автолюбителя при оценке способностей машины в первую очередь интересует такой показатель, как мощность. Но не менее важной характеристикой является крутящий момент. И вот почему
Евгений Яблоков
Несмотря на то, что гужевой транспорт давно «канул в Лету» и «л. с.» является персоной нон-грата в международной системе классификации, «лошадиная» единица измерения мощности продолжает пользоваться спросом. Причем не только у простого люда, но и на государственном уровне. Для этого достаточно взглянуть на квитанцию об уплате транспортного налога.
Между тем, появившаяся в период промышленной революции «л. с.» весьма условна. А все потому, что она определяет относительный уровень производительности среднестатистической лошади путем определения усилий, необходимых для подъема 75-килограммового груза на один метр за одну секунду. Новая единица измерения, взятая на вооружение фабрикантами для оценки превосходства стационарных механизмов над животными, со временем перекочевала в мир подвижного состава.
Позже шотландский инженер Джеймс Уатт ввел в обращение официальную единицу измерения мощности своего имени – «Вт», которую для удобства использования укрупнили до «кВт». Ватт, синхронизированный с л. с. в соотношении 1 кВт = 1,36 л. с., так и не добился всеобщей любви, оставив пальму первенства конской силе. Однако мощность мощностью, но, как говорится, двигает машину не она, а крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах (Н∙м).
Что такое крутящий момент?
У многих автомобилистов нет адекватного представления о том, что это за «зверь». О нем, впрочем, как и о мощности, бытует расхожее мнение: чем больше, тем лучше. По сути, это тесно связанные характеристики. Мощность в ваттах не что иное, как крутящий момент в ньютон-метрах, умноженный на число оборотов и на 0,1047. Другими словами, мощность демонстрирует количество работы, выполняемой двигателем за определенный промежуток времени, а крутящий момент отражает способность силового агрегата эту работу совершить. Если, скажем, автомобиль завяз в глинистом грунте и обездвижился, то производимая им мощность будет равняться нулю. Ведь работа не совершается. А вот момент, хотя его и не хватает для движения, присутствует. Крутящий момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет.
Главным достижением работающего мотора при превращении тепловой энергии в механическую является момент, или тяга. Высокие моментные значения характерны для дизельных двигателей, конструктивная особенность которых – большой (больше диаметра цилиндра) ход поршня. Большой крутящий момент у дизеля нивелируется относительно низким допустимым числом оборотов, которые ограничивают для увеличения ресурса. Высокооборотистым бензиновым моторам свойствен «крен» в сторону мощности, ведь их детали отличаются меньшим весом. И степень сжатия тоже ниже. Правда, современные силовые агрегаты – и дизельные, и бензиновые – совершенствуясь, становятся ближе и конструктивно, и по показателям. Но пока банальное правило рычага сохраняется: выигрывая в силе, проигрываешь в скорости. И, соответственно, в расстоянии.
Лучшие черты двигателя определяются совокупностью оптимальных значений мощности и тяги. Чем раньше наступает максимум крутящего момента и чем позже пик мощности, тем шире диапазон возможностей силового агрегата. Близкие к оптимальным характеристики имеют электрические двигатели. Они располагают тягой, близкой к максимальной, практически с начала движения. В то же время значение мощности прогрессивно возрастает. Существенным фактором в вопросах определения мощности и крутящего момента являются обороты двигателя. Чем они выше, тем большую мощность можно снять.
В этом контексте уместно упомянуть о гоночных моторах. Из-за относительно скромных объемов они не блещут умопомрачительным крутящим моментом. Однако способны раскручиваться до 15–20 тыс. оборотов в минуту (мин-1), что позволяет им выдавать супермощность. Так, если рядовой силовой агрегат при 4000 об/мин генерирует 250 Н∙м и порядка 140 л. с., то при 18 000 мин-1 он мог бы выдать в районе 640 л. с.
К сожалению, повышать частоту вращения довольно сложно. Мешают силы инерции, нагрузки, трение. Скажем, если раскрутить мотор от 6000 до 12 000 мин-1, то силы инерции возрастут вчетверо, что потенциально грозит опасностью перекрутить мотор. Повысить величину крутящего момента можно с помощью турбонаддува, но в этом случае негативную роль начинают играть тепловые нагрузки.
Принцип максимальной отдачи мощности красноречиво иллюстрируют моторы болидов «Формулы-1», имеющие весьма скромный объем (1,6 литра) и относительно невысокий показатель тяги. Но за счет наддува и способности раскручиваться до высоких оборотов выдают порядка 600 л. с. Плюс к тому, конструкция у «Ф1» – гибридная, и электродвигатель, дополняющий основной мотор, при необходимости добавляет еще 160 «лошадей».
Важной характеристикой, отражающей возможности мотора, является диапазон оборотов, при котором доступна максимальная тяга. Но еще важнее эластичность двигателя, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Другими словами, это соотношение между числами оборотов для максимальной мощности и оборотов для максимального крутящего момента. Оно определяет возможность снижения и увеличения скорости за счет работы педалью газа без переключения передач. Или возможность езды на высоких передачах с малой скоростью. Эластичность, к примеру, выражается способностью автомобиля разгоняться на пятой передаче с 80 до 120 км/ч на пятой. Чем меньше времени займет этот разгон, тем эластичнее двигатель. Из двух двигателей одинакового объема и мощности предпочтителен тот, у которого выше эластичность. При прочих равных условиях такой мотор будет меньше изнашиваться, работать с меньшим шумом и меньше расходовать топливо, а также облегчит работу трансмиссии.
А если все-таки задаться вопросом о том, что важнее – крутящий момент или мощность, деля мир на черное и белое, ответ будет предельно прост: так как это зависимые величины, важно и то и другое.
Хочу получать самые интересные статьи
Мощность и крутящий момент — что это?
ЧТО ТАКОЕ ЛОШАДИНАЯ СИЛА?
— У тебя сколько сил? — такой вопрос слышал любой, кто хоть немного касался мира автомобилей. Никому даже пояснять не надо, какие силы на самом деле имеются в виду — лошадиные. Именно в них мы привыкли оценивать мощность мотора, одну из важнейших потребительских характеристик машины.
Уже и гужевого транспорта практически не осталось даже в деревнях, а эта единица измерения живёт и здравствует больше ста лет. А ведь лошадиная сила — величина, по сути, нелегальная. Она не входит в международную систему единиц (полагаю, многие со школы помнят, что называется она СИ) и потому не имеет официального статуса. Более того, Международная организация законодательной метрологии требует как можно скорее изъять лошадиную силу из обращения, а директива ЕС 80/181/EEC от 1 января 2010 прямо обязует автопроизводителей использовать традиционные «л.с.» только как вспомогательную величину для обозначения мощности.
Но не зря считается, что привычка — вторая натура. Ведь говорим же мы в обиходе «ксерокс» вместо копир и обзываем клейкую ленту «скотчем». Вот и непризнанные «л.с.» сейчас используют не только обыватели, но и едва ли не все автомобильные компании. Какое им дело до рекомендательных директив? Раз покупателю удобнее — пусть так и будет. Да что там производители — даже государство на поводу идёт. Если кто забыл, в России транспортный налог и тариф ОСАГО именно от лошадиных сил высчитываются, как и стоимость эвакуации неправильно припаркованного транспорта в Москве.
Лошадиная сила родилась в эпоху промышленной революции, когда потребовалось оценить, насколько эффективно механизмы заменяют животную тягу. По наследству от стационарных двигателей эта условная единица измерения мощности со временем перешла и на автомобили
И никто бы к этому не придирался, если не одно весомое «но». Задуманная, чтобы упростить нам жизнь, лошадиная сила на самом деле вносит путаницу. Ведь появилась она в эпоху промышленной революции как совершенно условная величина, которая не то что к автомобильному мотору, даже к лошади имеет достаточно опосредованное отношение. Смысл этой единицы в следующем — 1 л.с. достаточно, чтобы поднять груз массой 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Фактически, это сильно усреднённый показатель производительности одной кобылы. И не более того.
Иными словами, новая единица измерения очень пригодилась промышленникам, добывавшим, к примеру, уголь из шахт, и производителям соответствующего оборудования. С её помощью было проще оценить преимущество механизмов над животной силой. А поскольку приводились станки уже паровыми, а позднее и керосиновыми двигателями, то «л.с.» перешли по наследству и к самобеглым экипажам.
Джеймс Уатт — шотландский инженер, изобретатель, учёный, живший в XVIII — начале XIX века. Именно он ввёл в обращение как «нелегальную» сейчас лошадиную силу, так и официальную единицу измерения мощности, которую назвали его именем
По иронии судьбы изобрёл лошадиную силу человек, именем которого названа официальная единица измерения мощности — Джеймс Уатт. А поскольку ватт (а точнее, применительно к могучим машинам, киловатт — кВт) к началу XIX века тоже активно входил в оборот, пришлось две величины как-то приводить друг к другу. Вот здесь-то и возникли ключевые разногласия. Например, в России и большинстве других европейских стран приняли так называемую метрическую лошадиную силу, которая равна 735,49875 Вт или, что сейчас нам более привычно, 1 кВт = 1,36 л.с. Такие «л.с.» чаще всего обозначают PS (от немецкого Pferdestärke), но есть и другие варианты — cv, hk, pk, ks, ch… При этом в Великобритании и ряде её бывших колоний решили пойти своим путём, организовав «имперскую» систему измерений с её фунтами, футами и прочими прелестями, в которой механическая (или, по-другому, индикаторная) лошадиная сила составляла уже 745,69987158227022 Вт. А дальше — пошло-поехало. К примеру, в США придумали даже электрическую (746 Вт) и котловую (9809,5 Вт) лошадиные силы.
Вот и получается, что один и тот же автомобиль с одним и тем же двигателем в разных странах на бумаге может иметь разную мощность. Возьмём, например, популярный у нас кроссовер Kia Sportage — в России или Германии по паспорту его двухлитровый турбодизель в двух вариантах развивает 136 или 184 л.с., а в Англии — 134 и 181 «лошадку». Хотя на самом деле отдача мотора в международных единицах составляет ровно 100 и 135 кВт — причём в любой точке земного шара. Но, согласитесь, звучит непривычно. Да и цифры уже не такие впечатляющие. Поэтому автопроизводители и не спешат переходить на официальную единицу измерения, объясняя это маркетингом и традициями. Это как же? У конкурентов будет 136 сил, а у нас всего 100 каких-то кВт? Нет, так не пойдёт…
КАК ИЗМЕРЯЮТ МОЩНОСТЬ?
Впрочем, «мощностные» хитрости игрой с единицами измерения не ограничиваются. До последнего времени её не только обозначали, но даже измеряли по-разному. В частности, в Америке долгое время (до начала 1970-х годов) автопроизводители практиковали стендовые испытания двигателей, раздетых догола — без навески вроде генератора, компрессора кондиционера, насоса системы охлаждения и с прямоточной трубой вместо многочисленных глушителей. Само собой, сбросивший оковы мотор легко выдавал процентов на 10-20 больше «л.с.», так необходимых менеджерам по продажам. Ведь в тонкости методики испытаний мало кто из покупателей вдавался.
Другая крайность (но гораздо более приближенная к реальности) — снятие показателей прямо с колёс автомобиля, на беговых барабанах. Так поступают гоночные команды, тюнинговые мастерские и прочие коллективы, которым важно знать отдачу мотора с учётом всех возможных потерь, и трансмиссионных в том числе.
Мощность также зависит от того, как её измерять. Одно дело крутить на стенде «голый» мотор без навесного оборудования и совсем другое — снимать показания с колёс, на беговых барабанах, с учётом трансмиссионных потерь. Современные методики предлагают компромиссный вариант — стендовые испытания двигателя с необходимой для его автономной работы навеской
Но в итоге за образец в различных методиках вроде европейских ECE, DIN или американских SAE приняли компромиссный вариант. Когда двигатель устанавливают на стенде, но со всей необходимой для бесперебойного функционирования навеской, включая стандартный выпускной тракт. Снять можно только оборудование, относящееся к другим системам машины (к примеру, компрессор пневмоподвески или насос гидроусилителя руля). То есть тестируют мотор ровно в том виде, в котором он фактически стоит под капотом автомобиля. Это позволяет исключить из финального результата «качество» трансмиссии и определить мощность на коленвале с учётом потерь на привод основных навесных агрегатов. Так, если говорить о Европе, то эту процедуру регламентирует директива 80/1269/EEC, впервые принятая ещё в 1980 году и с тех пор регулярно обновляемая.
ЧТО ТАКОЕ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?
Но если мощность, как говорят в Америке, помогает автомобили продавать, то двигает их вперёд крутящий момент. Измеряют его в ньютон-метрах (Н∙м), однако у большинства водителей до сих пор нет чёткого представления об этой характеристике мотора. В лучшем случае обыватели знают одно — чем выше крутящий момент, тем лучше. Почти как с мощностью, не правда ли? Вот только чем тогда «Н∙м» отличаются от «л.с.».?
На самом деле, это связанные величины. Более того, мощность — производная от крутящего момента и оборотов мотора. И рассматривать их по отдельности просто нельзя. Знайте — чтобы получить мощность в ваттах необходимо крутящий момент в ньютон-метрах умножить на текущее число оборотов коленвала и коэффициент 0,1047. Хотите привычные лошадиные силы? Нет проблем! Делите результат на 1000 (таким образом получатся киловатты) и умножайте на коэффициент 1,36.
Чтобы обеспечить дизелю (на фото слева) высокую степень сжатия, инженеры вынуждены делать его длинноходным (это когда ход поршня превышает диаметр цилиндра). Поэтому у таких моторов крутящий момент конструктивно получается большим, но предельное число оборотов приходится ограничивать ради повышения ресурса. Разработчикам бензиновых агрегатов, наоборот, проще получить высокую мощность — детали здесь не такие массивные, степень сжатия меньше, так что двигатель можно сделать короткоходным и высокооборотным. Впрочем, в последнее время различие между дизелями и бензиновыми агрегатами постепенно стирается — они становятся всё более похожими как по конструкции, так и по характеристикам
Выражаясь техническим языком, мощность показывает, сколько работы способен выполнить мотор за единицу времени. А вот крутящий момент характеризует потенциал двигателя к совершению этой самой работы. Показывает сопротивление, которое он может преодолеть. Например, если машина упрётся колёсами в высокий бордюр и не сможет тронуться с места, мощность будет нулевой, так как никакой работы мотор не совершает — движения нет, но крутящий момент при этом развивается. Ведь за то мгновение, пока движок не заглохнет от натуги, в цилиндрах сгорает рабочая смесь, газы давят на поршни, а шатуны стараются привести во вращение коленвал. Иными словами, момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет. То есть именно «Н∙м» являются основной «продукцией» двигателя, которую он производит, превращая тепловую энергию в механическую.
Если проводить аналогии с человеком, «Н∙м» отражают его силу, а «л.с.» — выносливость. Именно поэтому тихоходные дизельные двигатели в силу своих конструктивных особенностей у нас, как правило, тяжелоатлеты — при прочих равных условиях они могут тащить на себе больше и легче преодолевают сопротивление на колёсах, пусть и не так проворно. А вот быстроходные бензиновые моторы скорее относятся к бегунам — нагрузку держат хуже, зато перемещаются быстрее. В общем, действует простое правило рычага — выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии или скорости. И наоборот.
Так называемая внешняя скоростная характеристика двигателя отражает зависимость мощности и крутящего момента от оборотов коленвала при полностью открытом дросселе. По идее, чем раньше наступает пик тяги и позже — мощности, тем проще мотору адаптироваться к нагрузкам, его рабочий диапазон увеличивается, что позволяет водителю или электронике реже переключать передачи и почём зря не жечь топливо. На этих графиках видно, что бензиновый двухлитровый турбомотор (справа) выигрывает по этому показателю у турбодизеля аналогичного объёма, но уступает ему в абсолютной величине крутящего момента
Как это выражается на практике? В первую очередь, надо понять, что именно кривые крутящего момента и мощности (вместе, а не по отдельности!) на так называемой внешней скоростной характеристике двигателя будут раскрывать его истинные возможности. Чем раньше достигается пик тяги и позже пик мощности, тем лучше мотор приспособлен к своим задачам. Возьмём простой пример — автомобиль движется по ровной дороге и вдруг начинается подъём. Сопротивление на колёсах возрастает, так что при неизменной подаче топлива обороты станут падать. Но если характеристика двигателя грамотная, крутящий момент при этом наоборот начнёт расти. То есть мотор сам приспособится к увеличению нагрузки и не потребует от водителя или электроники перейти на передачу пониже. Перевал пройден, начинается спуск. Машина пошла на разгон — высокая тяга здесь уже не так важна, критичным становится другой фактор — мотор должен успевать её вырабатывать. То есть на первый план выходит мощность. Которую можно регулировать не только передаточными числами в трансмиссии, а повышением оборотов двигателя.
Здесь уместно вспомнить гоночные автомобильные или мотоциклетные моторы. В силу относительно небольших рабочих объёмов, они не могут развить рекордный крутящий момент, зато способность раскручиваться до 15 тысяч об/мин и выше позволяет им выдавать фантастическую мощность. К примеру, если условный двигатель при 4000 об/мин обеспечивает 250 Н∙м и, соответственно, примерно 143 л.с., то при 18000 об/мин он мог бы выдать уже 640,76 л.с. Впечатляет, не правда ли? Другое дело, что «гражданскими» технологиями это не всегда получается добиться.
И, кстати, в этом плане близкую к идеальной характеристику имеют электродвигатели. Они развивают максимальные «ньютон-метры» прямо со старта, а потом кривая крутящего момента плавно падает с ростом оборотов. График мощности при этом прогрессивно возрастает.
Современные моторы «Формулы 1» имеют скромный объём 1,6 л и относительно невысокий крутящий момент. Но за счёт турбонаддува, а главное — способности раскручиваться до 15000 об/мин, выдают порядка 600 л.с. Кроме того, инженеры грамотно интегрировали в силовой агрегат электродвигатель, который в определённых режимах может добавлять ещё 160 «лошадок». Так что гибридные технологии могут работать не только на экономичность
Думаю, вы уже поняли — в характеристиках автомобиля важны не только максимальные значения мощности и крутящего момента, но и их зависимость от оборотов. Вот почему журналисты так любят повторять слово «полка» — когда, допустим, мотор выдаёт пик тяги не в одной точке, а в диапазоне от 1500 до 4500 об/мин. Ведь если есть запас крутящего момента, мощности тоже, скорее всего, будет хватать.
Но всё же лучший показатель «качества» (назовём его так) отдачи автомобильного двигателя — его эластичность, то есть способность набирать обороты под нагрузкой. Она выражается, например, в разгоне от 60 до 100 км/ч на четвёртой передаче или с 80 до 120 км/ч на пятой — это стандартные тесты в автомобильной индустрии. И может случиться так, что какой-нибудь современный турбомотор с высокой тягой на малых оборотах и широченной полкой момента даёт ощущение отличной динамики в городе, но на трассе при обгоне окажется хуже древнего атмосферника с более выгодной характеристикой не только момента, но и мощности…
Так что пусть в последнее время разница между дизельными и бензиновыми агрегатами становится всё более расплывчатой, пусть развиваются альтернативные моторы, но извечный союз мощности, крутящего момента и оборотов двигателя останется актуальным. Всегда.
Мы проверили, сколько реально мощности в Tesla Model 3
В нашей глобальной сети Motorsport Network команда проекта InsideEVs, как следует из названия, отвечает за всякие электромобильные штуки. Поэтому неудивительно, что именно эти ребята решили выполнить независимые замеры «Теслы» Model 3, загнав на беговые барабаны по очереди сразу две версии американского электромобиля — Standart Plus и двухмоторную Performance. Так ли они круты, как заявляют фирменные анонсы и посты Илона Маска в «Твиттере»? Ведь непосредственно отдачу силовых установок фирма в официальных материалах не публикует.
Киловатты и лошадиные силы
Но прежде чем запустить стенд, давайте разберемся с единицами измерения мощности. Все привыкли оценивать ее в лошадиных силах, хотя международная система предписывает фиксировать работу, произведенную за единицу времени, в ваттах (применительно к машинам — в киловаттах, кВт). И производители электрокаров все чаще следуют правильному стандарту.
Впрочем, с переводом величин вопросов возникнуть не должно. Да, лошадиные силы бывают разные — «имперские», котловые… Однако в Европе (и России) обычно ориентируются на метрические значения. И тогда получается, что 100 кВт примерно равны 136 л.с., а 1 кВт, соответственно, составляет 1,36 л.с.
Вопрос выносливости
На практике реальная отдача электромобиля зависит не только от теоретических возможностей двигателя, но также от состояния аккумуляторов и режима езды. В этом плане машины на батарейках разительно отличаются от моделей с ДВС, которые способны в течение достаточно длительного времени работать на пике возможностей без потери значений мощности. Скажем так: гонки по овалам и рекорды скорости — не самые коронные дисциплины для электрокаров.
Мощность: пиковая и постоянная
Иными словами, в случае с двигателем внутреннего сгорания реальная максимальная мощность обычно плюс-минус совпадает с теоретически заявленной производителем (если не брать в расчет износ компонентов или, допустим, увеличенные потери в трансмиссии). А на электромобиле батарея не выдерживает длительной работы на пределе — при таком насилии, интенсивном разряде, со временем происходит деградация компонентов и аккумулятор начинает умирать, теряя расчетные показатели. Вот почему европейский стандарт ЕСЕ R85 применительно к электрокарам определяет максимальную мощность как ту, что силовая установка способна развивать в течение в среднем 30 минут.
Наши результаты
Так вот, целью проведенных коллегами из InsideEVs тестов как раз и стало выяснение пиковых показателей отдачи Tesla Model 3. Сколько киловатт и ньютон-метров способна обеспечить силовая установка американского электрокара без оглядки на стандарты сертификационных испытаний?
Не хотелось бы спойлерить, но если вам лень смотреть шестиминутный ролик или есть сложности с пониманием английских субтитров, расскажем. Версия Standart Plus показала на стенде 192 кВт (261 л.с.) и 310 Нм при 6980 об/мин и 4950 об/мин соответственно, при этом к 14700 об/мин показатели плавно снижаются. Модификация Performance ожидаемо круче — 347 кВт (472 л.с.) при 6550 об/мин и 545 Нм при 5860 об/мин, однако затем с ростом оборотов отдача начинает резко падать, хотя к 14000 об/мин на колеса все равно приходит порядка 170 кВт (230 сил). Отметим, что во время испытаний батареи были заряжены примерно на 80%, поэтому с полными аккумуляторами пиковые мощность и крутящий момент могут оказаться чуть выше.
Расчет мощности двигателей для вертикального перемещения
2 способа расчета: теоретический и оценочныйИногда мы слишком всё усложняем! Боб Адамс, инженер SERAPID, рассказывает о простом расчете мощности двигателя для вертикального перемещения.
Немного теории
По сути, мощность – это скорость выполнения работы. Вспомним школьный курс физики:
1 Вт = 1 Н·м/с => другими словами, можно прилагать 1 Н, обеспечивая скорость 1 м/с, или же 10 Н (1 кгс), обеспечивая скорость 100 мм/с. В обоих случаях получается 1 ватт. В британской системе мер и весов используется лошадиная сила. 1 л. с. ≈ 750 Вт.
Понятие мощности легко применимо для расчета мощности, необходимой для подъема груза. Если вы знаете, какое усилие необходимо приложить для подъема и с какой скоростью он осуществляется, у вас есть отправная точка для определения требований к мощности двигателя.
• Классический метод (теоретический)
В некоторых случаях не избежать бумажной работы и обоснования расчета. Для повышения надежности и безопасности, возможно, придется выполнить полные вычисления. Упомянутые данные дают первое представление о том, как быстро надо осуществлять подъем и сколько весит груз. Полное и подробное объяснение выходит за рамки этого блога, но в приведенном далее обзоре можно найти дополнительные параметры, которые следует принять во внимание.
1. Масса -> вес
2. Сила трения
3. Сила ускорения (Сила = масса · ускорение)
Пример
Масса -> вес | m =200 кг -> P ≈ 2000 Н |
Трение | Fμ = 200 Н |
Ускорение | Fa = 200 кг · 0,2 м/с² = 40 Н |
Необходимая суммарная сила | Fсум = P + Fμ + Fa = 2000 + 200 + 40 = 2240 Н |
Эта суммарная сила, умноженная на скорость (здесь v = 0,2 м/с), определяет мощность брутто. Ее необходимо умножить на коэффициент полезного действия привода, составляющий от 60 до 80% (от 0,60 до 0,80). В данном случае ε = 0,75.
Еще необходимо использовать коэффициент запаса прочности (часто SF берут в интервале от 1,3 до 1,5). В данном случае
Sf = 1,3. С учетом всего изложенного находим
Sf · Fсум · v / ε = 1,3 · 2240 · 0,2 / 0,75 = 777 Вт
Выбираем двигатель мощностью 800 Вт.
• Оценочный метод
Во многих случаях мы не можем тратить время на выполнение полных вычислений, а иногда просто хотим проверить расчеты по предыдущему методу. Тогда достаточно будет умножить на 2 мощность брутто (необходимую только для подъема груза)
2 · (2000 Н · 0,2 м/с) = 800 Вт
Обратите внимание: оба метода дают примерно один и тот же результат. Так бывает довольно часто. Поэтому часто используют оценочный метод. Очень часто весьма надежный результат получается простым способом.
В таком расчете используется лишь очень упрощенный подход. Расчет должен учитывать ограничения по конкретному проекту и в любом случае должен быть подтвержден технической службой SERAPID.
Чтобы получить любую дополнительную информацию, обратитесь к своему контактному лицу SERAPID.
Боб Адамс, технический менеджер SERAPID в США
Мощность и крутящий момент | Тюнинг ателье VC-TUNING
Мощность и крутящий момент… Эти термины часто вводят в ступор многих посетителей автомобильных форумов. Энцо Феррари однажды сказал: «Лошадиные силы продают автомобиль, крутящий момент выигрывает гонки».
Мы не собираемся представлять здесь все уравнения и формулы, позволяющие рассчитать мощность и крутящий момент: объяснить многие вещи в одной статье достаточно трудно. Да это вам и не понадобится, если, конечно, вы не планируете стать крупным специалистам в данной области. Но мы постараемся доступным языком объяснить, как мощность и крутящий момент соотносятся друг с другом и как они влияют на производительность автомобиля.
Лошадиная сила
Термин «лошадиная сила» был впервые использован Джеймсом Уаттом, британским изобретателем, чье имя неразрывно связано с созданием парового двигателя. Строго говоря, лошадиная сила – это скорость, с которой может быть выполнена работа. Уатт использовал этот термин для сравнения мощности парового двигателя с мощью рабочей лошадки. Наравне с лошадиными силами сегодня используется и системная единица измерения мощности – ватт (Вт).
1 л.с. = 746 Вт
Эффективная мощность двигателя измеряется на коленчатом валу с помощью динамометра. Производители автомобилей, как правило, используют для ее обозначения термин «пиковая мощность» (максимальная мощность при определенном числе оборотов в минуту).
Мощность рассчитывается путем умножения крутящего момента двигателя на число оборотов и последующего деления на 5252. Откуда взялась последняя цифра? Если вы не хотите скучных и путаных объяснений, просто поверьте на слово и запомните эту константу.
крутящий момент * угловая скорость (RPM)
мощность = —————————————————
5252
Здесь не мешало бы упомянуть о динамометрических роликовых стендах, но из-за большого разнообразия стендовых динамометров, мы опишем основные из них в другой статье. Следует отметить, что существует немало причин, по которым цифры, наблюдаемые при езде по дороге, оказываются ниже полученных на стенде. Автомобиль на стенде неподвижен, а на открытой дороге свой вклад вносят давление воздуха, перепады температуры и многие другие факторы, которые сложно учесть при испытаниях, хотя многие пытаются компенсировать их отсутствие с помощью вентиляторов и т.д.
Крутящий момент
Крутящий момент – вращательное усилие, которое будет применено к ведущим колесам автомобиля. Крутящий момент можно рассматривать в качестве меры способности двигателя выполнить работу. Единицы измерения крутящего момента – фунт*фут и Ньютон*метр (Нм). Один фунт*фут крутящего момента представляет собой усилие, необходимое для поворота 1-футовой оси, на конце которой прикреплен груз весом 1 фунт. Если на конце 1-футовой оси находится груз весом 200 фунтов, крутящий момент будет составлять 200 фунтов*фут. Очевидно, что чем больше это число, тем больше вращательное усилие на колесах.
1 фунт*фут = 1.36 Н*м
Однако важно понимать, что по мере увеличения крутящего момента вашего двигателя возрастает вероятность самопроизвольного поворота колес. Это довольно частое явление у мощных переднеприводных (FWD) автомобилей с большим крутящим моментом. Поскольку в данном случае передние колеса задействованы также и в управлении автомобилем, вы можете столкнуться с эффектом, называемым паразитным силовым подруливанием. В принципе проблема «непослушания» приводных колес свойственна не только переднеприводным машинам, а любым мощным автомобилям с большим крутящим моментом. Однако, разделив крутящий момент на все четыре колеса (в случае полноприводных (4WD) автомобилей), вы можете уменьшить этот эффект и больше мощности передать дороге. Хотя есть еще много факторов (например, размер и структура шин, настройка подвески и ходовой части, передаточные числа), которые могут помочь переднеприводным (FWD) или заднеприводным (RWD) автомобилям эффективно использовать свою мощность.
Сравнение мощности и крутящего момента
(Как мощность и крутящий момент влияют на производительность)
Причина недопонимания ряда вопросов автолюбителями кроется в том, что в качестве характеристики двигателя автомобиля производители, как правило, приводят пиковые показатели мощности. Это ведет к путанице, люди пытаются сравнивать производительность автомобиля с его мощностью. «Моя машина имеет большее количество лошадиных сил, поэтому она будет быстрее вашей» – некорректное, но достаточно распространенное сравнение.
Есть много факторов, влияющих на производительность автомобиля, и крутящий момент, безусловно, один из них. Кроме того, и мощность, и крутящий момент будут зависеть от передаточных чисел. И, конечно же, большую роль играет то, как и для чего используется автомобиль.
Если вы когда-либо управляли машиной с высоким крутящим моментом (например, автомобилем с большим объемом двигателя или турбодизелем), вы, вероятно, заметили, что способны с легкостью ускоряться на большинстве передач. Это является результатом того, что имеется достаточно мощности в виде крутящего момента, чтобы автомобиль двигался при более широком диапазоне оборотов. Ускорение прямо пропорционально крутящему моменту, т.е. машина, будет ускоряться в соответствии с кривой крутящего момента.
Однако, если вы используете численно более высокое передаточное отношение для увеличения крутящего момента, вы на самом деле уменьшаете максимальную скорость вращения привода. Это может привести к тому, что автомобиль с высоким крутящим моментом (допустим, 680 НМ) достигнет своего предела уже при 30 км/ч.
При всем этом разговоры о крутящем моменте не просто игра слов. Следует понять, что лошадиная сила – просто другой способ измерения мощности (вспомните приведенное выше уравнение: лошадиная сила – это крутящий момент, умноженный на угловую скорость и деленный на 5252). Однако двигатель может быть рассчитан на более высокие обороты и более высокую мощность и, таким образом, на создание большего крутящего момента.
Из всего вышесказанного следует, что лошадиные силы и крутящий момент связаны друг с другом, однако это не одно и то же. Автомобиль с большим крутящим моментом будет ускоряться иначе, чем автомобиль с большим числом лошадей под капотом, с разными точками переключения передач и диапазонами оборотов в минуту. Автомобили с меньшим крутящим моментом (большим числом лошадиных сил), как правило, набирают больше оборотов, но максимальная мощность достигается только на больших оборотах. Машины с большим крутящим моментом (меньшим числом лошадиных сил) имеют меньшую мощность, но сравнительно более широкий диапазон оборотов. Все очень запутано: вроде бы крутящий момент и лошадиные силы – это одно и то же, но разгоняют машину по-разному. Хорошим автомобилем можно считать тот, что имеет оптимальное соотношение крутящего момента и лошадиных сил и возможность повышения обоих параметров.
Что еще влияет на ускорение
- Вес автомобиля. Многие ошибочно полагают, что чем больше весит машина, тем больше нужно энергии, чтобы сдвинуть ее с места.
- Аэродинамика. Снова требуется много энергии, чтобы машина могла преодолевать сопротивление встречным потокам воздуха.
- Сопротивление качению. Шины и привод (шестерни, приводные валы, оси и т.д.) требуют энергии, чтобы они могли вращаться с контактирующими поверхностями.
- Шестерни/передачи. Чтобы автомобиль мог разгоняться и ускорятся, он оборудован коробкой передач. Шестеренки в коробке влияют на крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса, но они не могут изменить количество лошадиных сил в машине. В коробке передач все начинается с шестерни, которая запускает крутящий момент. Он позволяет ускоряться в относительно умеренном темпе, но избежать быстрых оборотов двигателя. Каждая последующая передача помогает развить скорость. Вот почему автомобиль, например, может разогнаться от 0 до 96 км/час за 5 секунд, но от 0 до 160 км/час разгон уже займет 13 секунд, поскольку ему нужно еще 8 секунд, чтобы набрать добавочную скорость в 64 км/час. При этом важно учитывать кинетическую энергию и аэродинамику (сопротивление ветру).
Динамометр фиксирует хороший крутящий момент не только на низких оборотах, но и во всем диапазоне оборотов. В сочетании с равномерно возрастающей кривой лошадиных сил, такой двигатель дает возможность машине разгоняться и выжимать педаль газа до упора. Хотя, все зависит от привода и комплектации самой машины. Но в целом, он имеет хорошую мощность и динамику.
Хочется надеяться, что после прочтения статьи о лошадиных силах и крутящем моменте вы не будете путать эти два понятия. Главное – запомнить, что машина с очень хорошим разгоном – это та, у которой двигатель может выдавать постоянно высокую мощность, даже на самых больших оборотах. Например, система газораспределительного механизма VVT-i эффективна для небольших двигателей, она помогает оптимизировать мощность на переменных оборотах. На самом деле не столь важно, с большим количеством лошадей ли машина или с высоким крутящим моментом, потому, что есть много других факторов, влияющих на ее характеристики.
Ускорение
И снова не будем вас утомлять скучными техническими терминами, а просто подсчитаем кое-что. Крутящий момент двигателя зависит от шестерней в коробке передач. Он нарастает по мере того, как вы переключаетесь на другую скорость. На автомобиле с низким крутящим моментом, его можно увеличить путем изменения передаточного числа. В результате этого трансмиссия или коэффициент привода изменяют диапазон оборотов двигателя, а также то, как используется крутящий момент (не оценивайте это в процессе). A V8 и Vtec производят крутящий момент разными способами посредством зубчатой передачи. Эти способы зависят от конструкции двигателя.
При всем этом интересно, как уже упоминалось ранее, что, хорошо набирающая скорость машина, имеет хорошую динамику крутящего момента, которая распространяется в самом широком диапазоне оборотов (высокий диапазон оборотов помогает поддерживать максимальный крутящий момент). Чтобы добиться максимума от машины, нужно знать, как выглядит динамика мощности и какие обороты у двигателя на каждой из передач. Также необходимо знать, как меняются обороты двигателя, когда переключается скорость: повышается или понижается передача. Это поможет вам узнать, что такое динамика крутящего момента на каждой отдельной передаче. Автомобиль разгоняется сильнее всего на пике крутящего момента, но стоит вам переключиться, как падают обороты, и ослабевает крутящий момент. Вся фишка в том, чтобы найти на каких оборотах будет хороший крутящий момент на следующей передаче, без потери динамики на текущей. Конечно, многое зависит от авто и его водителя, но есть наиболее общие рекомендации. Итак, если ваша машина производит максимальный крутящий момент на 4000 оборотах, и вы не хотите переключаться на следующую скорость с этой отметки, поскольку думаете, что потеряете сейчас эти ценные обороты и не сможете сохранить такой же крутящий момент на следующей передаче, а соответственно и скорость движения. Общая рекомендация в этом случае – для максимального ускорения переключаться тогда, когда стрелка тахометра ляжет на красную отметку (у некоторых легковых и гоночных авто есть специальные индикаторы).
Обозначение мощности авто в лошадиных силах
Американские машины
Лошадиные силы (HP Gross)
До 1972 года в Америке мощность двигателя автомобиля измерялась в лошадиных силах следующим образом: на стенде испытывался двигатель, который не оснащен воздушным фильтром, системой выхлопа или системой контроля над выбросами, но иногда оснащенный коллектором. В результате показатели максимальной мощности и крутящего момента отражали только теоретические значения, но не демонстрировали реальную мощность двигателя. Таким образом, измерялась общая мощность двигателя.
Лошадиные силы (HP net)
После 1972 года в Америке стали измерять полезную мощность двигателя. У полностью укомплектованного и установленного двигателя измерялась мощность на маховике, но при этом не учитывались потери при переключении передачи.
Запомните, что американские автомобили оснащены большими двигателями CU, которые выдают высокий крутящий момент и обеспечивают высокую производительность машины.
Лошадиные силы (bhp)
Мощность измеряется в лошадиных силах при помощи динамометра. Замер происходит на испытательном стенде в месте выхода вала из двигателя (коленчатый вал, который соединяется с маховиком). Окончательная цифра получается из крутящего момента, который используется для вычисления мощности в лошадиных силах (bhp).
Обратите внимание, что показатель мощности в лошадиных силах PS, принятый в Германии, отличается от обозначения bhp. Многие производители используют значение PS для лошадиных сил BHP.
Значения приблизительные:
- 1 Bhp = 1.005 Hp (net) – (разница не существенная)
- 1 Bhp = 1.0187 PS
- 1 PS = 0.986 Hp
- 1 Hp = 1.01387 PS
Иногда происходит путаница потому, что одни говорят о мощности в лошадиных силах, измеренной динамометром, другие об измерении с учетом потерь, а третьи о способе измерения по колесам WHP.
в зависимости от крутящего момента — x-engineer.org
В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как рассчитывается мощность двигателя и что такое крутящий момент и кривая мощности . Кроме того, мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).
К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.
Определение крутящего момента
Крутящий момент можно рассматривать как вращающее усилие , приложенное к объекту. Крутящий момент (вектор) — это произведение между силой (вектором) и расстоянием (скаляр). Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между усилием и точкой поворота. Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.
Изображение: Момент затяжки на колесном болте
Представьте, что вы хотите затянуть / ослабить болты колеса.Нажатие или вытягивание рукоятки гаечного ключа, соединенного с гайкой или болтом, создает крутящий момент (усилие поворота), который ослабляет или затягивает гайку или болт.
Крутящий момент Т [Нм] является произведением силы F [Н] и длины плеча рычага a [м] .
\ [\ bbox [# FFFF9D] {T = F \ cdot a} \]Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, либо длину плеча рычага, либо и то, и другое.
Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если рычаг гаечного ключа имеет значение 0.25 м и приложенная сила 100 Н (что приблизительно эквивалентно толкающей силе 10 кг )
\ [T = 100 \ cdot 0,25 = 25 \ text {Нм} \]Тот же крутящий момент можно было бы получить, если бы плечо рычага было 1 м и усилие всего 25 Н .
Тот же принцип применяется к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, прикладываемой к шейке шатуна через шатун.
Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу
Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом валу на каждой шейке шатуна каждый раз, когда поршень находится в рабочем ходе.Плечо рычага и в данном случае имеет радиус кривошипа (смещение) .
Величина силы F зависит от давления сгорания внутри цилиндра. Чем выше давление в цилиндре, тем выше сила на коленчатом валу, тем выше выходной крутящий момент.
Изображение: функция расчета крутящего момента двигателя для давления в цилиндре
Длина плеча рычага влияет на общую балансировку двигателя . Слишком большое его увеличение может привести к дисбалансу двигателя, что приведет к увеличению усилий на шейках коленчатого вала.
Пример : Рассчитать крутящий момент на коленчатом валу для двигателя со следующими параметрами:
| Диаметр цилиндра, B [мм] | 85 |
| Давление в цилиндре, p [бар] | 12 |
| Смещение кривошипа, a [мм] | 62 |
Сначала мы вычисляем площадь поршня (предполагая, что головка поршня плоская и ее диаметр равен диаметру отверстия цилиндра):
\ [A_p = \ frac {\ pi B ^ 2} {4} = \ frac {\ pi \ cdot 0.2 \]Во-вторых, мы вычислим силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в Н, (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па (Паскаль).
\ [F = p \ cdot A_p = 120000 \ cdot 0,0056745 = 680.94021 \ text {N} \]Предполагая, что вся сила в поршне передается на шатун, крутящий момент рассчитывается как:
\ [T = F \ cdot a = 680.94021 \ cdot 0.062 = 42.218293 \ text {Нм} \]Стандартная единица измерения крутящего момента — Н · м (Ньютон-метр).В частности, в США единицей измерения крутящего момента двигателя является фунт-сила · фут (фут-фунт). Преобразование между Н · м и фунт-сила · фут :
\ [\ begin {split}1 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} & = 1.355818 \ text {N} \ cdot \ text {m} \\
1 \ text {N} \ cdot \ text {m} & = 0.7375621 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft}
\ end {split} \]
Для нашего конкретного примера крутящий момент в британских единицах (США):
\ [T = 42.218293 \ cdot 0.7375621 = 31.138615 \ text {lbf} \ cdot \ text {ft} \]Крутящий момент T [Н] также может быть выражен как функция среднее эффективное давление двигателя.
\ [T = \ frac {p_ {me} V_d} {2 \ pi n_r} \] где:
p me [Па] — среднее эффективное давление
V d [m 3 ] — рабочий объем двигателя (объем)
n r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )
Определение мощности
В физике мощность — это работа, выполненная во времени, или, другими словами, скорость выполнения работы .В системах вращения мощность P [Вт], является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад / с] .
\ [\ bbox [# FFFF9D] {P = T \ cdot \ omega} \]Стандартная единица измерения мощности — Вт, (ватт) и скорости вращения — рад / с, (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств предоставляют мощность двигателя в л.с., (мощность торможения) и скорость вращения в об / мин, (оборотов в минуту).Поэтому мы будем использовать формулы преобразования как для скорости вращения, так и для мощности.
Чтобы преобразовать об / мин в рад / с , мы используем:
\ [\ omega \ text {[rad / s]} = N \ text {[rpm]} \ cdot \ frac {\ pi} { 30} \]Чтобы преобразовать рад / с в об / мин , мы используем:
\ [N \ text {[rpm]} = \ omega \ text {[rad / s]} \ cdot \ frac {30 } {\ pi} \]Мощность двигателя также может быть измерена в кВт вместо Вт для более компактного значения.Чтобы преобразовать кВт в л.с. и наоборот, мы используем:
\ [\ begin {split}P \ text {[bhp]} & = 1.36 \ cdot P \ text {[кВт]} \\
P \ text {[кВт]} & = \ frac {P \ text {[bhp]}} {1.36}
\ end {split} \]
В некоторых случаях вы можете найти л.с., (мощность в лошадиных силах) вместо л.с. как единица измерения мощности.
Имея скорость вращения, измеренную в об / мин , и крутящий момент в Нм , формула для расчета мощности следующая:
\ [\ begin {split}P \ text {[кВт]} & = \ frac {\ pi \ cdot N \ text {[об / мин]} \ cdot T \ text {[Нм]}} {30 \ cdot 1000} \\
P \ text {[HP]} & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot N \ text {[rpm]} \ cdot T \ text {[Nm]}} {30 \ cdot 1000}
\ end {split} \]
Пример . Рассчитайте мощность двигателя как в кВт, , так и в л.с. , если крутящий момент двигателя составляет 150 Нм, , а частота вращения — 2800 об / мин .
\ [\ begin {split}P & = \ frac {\ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 44 \ text {kW} \\
P & = \ frac {1.36 \ cdot \ pi \ cdot 2800 \ cdot 150} {30 \ cdot 1000} = 59,8 \ text {HP}
\ end {split} \]
Динамометр двигателя
Скорость двигателя измеряется с помощью датчика на коленчатом валу (маховике).В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленчатом валу с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий эксплуатации коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя с помощью датчика не является надежным методом. Также довольно высока стоимость датчика крутящего момента. Следовательно, крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне скорости и нагрузки с помощью динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блоке управления двигателем.
Изображение: Схема динамометра двигателя
Динамометр — это в основном тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Наиболее часто используемым и лучшим типом динамометра является электрический динамометр . Фактически это электрическая машина , которая может работать как генератор или как двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель может быть переведен в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при отключенном двигателе (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для раскрутки двигателя. Таким образом можно измерить трение двигателя и потери крутящего момента насоса.
В электрическом динамометре ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор прикреплен через плечо рычага к датчику нагрузки . Чтобы уравновесить ротор, статор будет прижиматься к датчику нагрузки. Крутящий момент T рассчитывается путем умножения силы F , измеренной в датчике нагрузки, на длину плеча a рычага.
\ [T = F \ cdot a \]Параметры двигателя: тормозной момент, тормозная мощность (л.с.) или удельный расход топлива при торможении (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», потому что для их измерения используется динамометр (тормоз). .
В результате динамометрического испытания двигателя получается карт крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенных оборотах двигателя и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.
Пример карты крутящего момента для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :
| Двигатель крутящий момент [Нм] | Положение педали акселератора [%] | ||||||||
| 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 100 | ||
| Двигатель оборотов 0 [об / мин] | 90045 | 90 | 107 | 109 | 110 | 111 | 114 | 116 | |
| 1300 | 60 | 105 | 132 | 133 | 134 | 136 | 138 | 141 | |
| 1800 | 35 | 89 | 133 | 141 | 1 42 | 144 | 145 | 149 | |
| 2300 | 19 | 70 | 133 | 147 | 148 | 150 | 151 | 155 | |
| 2800 | 3 | 55 | 133 | 153 | 159 | 161 | 163 | 165 | |
| 3300 | 0 | 41 | 126 | 152 | 161 | 165 | 167 | 171 | |
| 3800 | 0 | 33 | 116 | 150 | 160 | 167 | 170 | 175 | |
| 4300 | 0 | 26 | 110 | 155 | 169 | 176 | 180 | 184 | |
| 4800 9008 2 | 0 | 18 | 106 | 155 | 174 | 179 | 185 | 190 | |
| 5300 | 0 | 12 | 96 | 147 | 167 | 175 | 181 | 187 | |
| 5800 | 0 | 4 | 84 | 136 | 161 | 170 | 175 | 183 | |
| 6300 | 0 | 0 | 72 | 120 | 145 | 153 | 159 | 171 | |
Пример карты мощности для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :
| Двигатель мощность [ Л.с.] | Положение педали акселератора [%] | ||||||||||
| 5 | 10 | 20 9 0082 | 30 | 40 | 50 | 60 | 100 | ||||
| Двигатель скорость [об / мин] | 800 | 582 | 1282 | 800 | 582 | 12 | 13 | 13 | 13 | 13 | |
| 1300 | 11 | 19 | 24 | 25 | 25 | 25 | 26 | 26 | |||
| 1800 | 9 | 23 | 34 | 36 | 36 | 37 | 37 | 38 | |||
| 2300 | 6 | 23 | 44 | 48 | 48 | 49 | 49 | 51 | |||
| 2800 | 1 | 22 | 53 | 61 | 63 | 64 | 65 | 66 | |||
| 3300 | 0 | 19 | 59 | 71 | 76 | 78 | 78 | 80 | |||
| 3800 | 0 | 18 | 63 | 81 | 87 | 90 | 92 | 95 | |||
| 4300 | 0 | 16 | 67 | 95 | 103 | 108 | 110 | 113 | |||
| 4800 | 0 | 12 | 72 | 106 | 119 | 122 | 126 | 130 | |||
| 5300 | 0 | 9 | 72 | 111 | 126 | 132 | 137 | 141 | |||
| 5800 | 0 90 082 | 3 | 69 | 112 | 133 | 140 | 145 | 151 | |||
| 6300 | 0 | 0 | 65 | 108 | 130 | 137 | 143 | 153 | |||
Электронный блок управления (ЕСМ) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущих оборотов двигателя и нагрузки. В ECM нагрузка выражается как давление во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и время впрыска или масса топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки на основе температуры и давления всасываемого воздуха.
График данных крутящего момента и мощности, функции частоты вращения и нагрузки двигателя дает следующие поверхности:
Изображение: Поверхность крутящего момента двигателя SI | Изображение: Поверхность мощности двигателя SI |
Для Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.
Изображение: кривые крутящего момента двигателя SI | Изображение: кривые мощности двигателя SI |
Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке
Как вы видели, крутящий момент и мощность внутреннего сгорания двигатель зависит как от частоты вращения двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривых (кривые) при полной нагрузке (100% положение педали акселератора). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке подчеркивают максимальный крутящий момент и распределение мощности во всем диапазоне оборотов двигателя.
Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке
Форма приведенных выше кривых крутящего момента и мощности не соответствует реальному двигателю, их цель — объяснить основные параметры. Тем не менее, формы аналогичны реальным характеристикам искрового зажигания (бензин), левого впрыска, атмосферного двигателя.
Частота вращения двигателя N e [об / мин] характеризуется четырьмя основными моментами:
N min — минимальная стабильная частота вращения двигателя при полной нагрузке
N Tmax — частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N Pmax — частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности; также называется номинальная частота вращения двигателя
N max — максимальная стабильная частота вращения двигателя
На минимальной частоте вращения двигатель должен работать плавно, без колебаний или остановок.Двигатель также должен позволять работать на максимальной скорости без каких-либо повреждений конструкции.
крутящий момент двигателя при полной нагрузке кривая T e [Нм] характеризуется четырьмя точками:
T 0 — крутящий момент двигателя при минимальных оборотах двигателя
T max — максимальный двигатель крутящий момент (максимальный крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T P — крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T M — крутящий момент двигателя при максимальной частоте вращения двигателя
В зависимости от типа всасываемого воздуха (атмосферный или с турбонаддувом) максимальный крутящий момент может быть точечным или линейным.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.
Мощность двигателя при полной нагрузке кривая P e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:
P 0 — мощность двигателя при минимальных оборотах двигателя
P max — максимальная мощность двигателя мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P T — мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P M — мощность двигателя при максимальной частоте вращения двигателя
Область между минимальными оборотами двигателя N мин и максимальная частота вращения двигателя Н Tmax называется зоной нижнего конца крутящего момента.Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше возможности запуска / ускорения транспортного средства. Когда двигатель работает в этой области при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и остановке двигателя . По этой причине эта область также называется областью нестабильного крутящего момента .
Область между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших характеристик переключение передач (вверх) следует выполнять на максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач после переключения на выбранной передаче частота вращения двигателя снижается до максимального крутящего момента, что обеспечивает оптимальное ускорение. Переключение передач на максимальной мощности двигателя позволит удерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.
Область между максимальной частотой вращения двигателя N Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N max называется зоной верхнего конца крутящего момента.Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что означает более высокую максимальную скорость автомобиля и лучшее ускорение на высокой скорости.
Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной частотой вращения двигателя N Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N max , если сопротивление транспортного средства увеличивается, частота вращения двигателя упадет, а выходной крутящий момент увеличится, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента .
Ниже вы можете найти несколько примеров кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с компрессионным зажиганием) и типа воздухозаборника (атмосферный или с турбонаддувом).
Крутящий момент и мощность двигателя Honda 2.0 при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 4-рядный | Изображение: Двигатель Honda 2.0 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке |
| Топливо | бензин (SI) | |
| Объем двигателя [см 3 ] | 1998 | |
| Впрыск топлива | порт клапана | |
| Воздухозаборник | атмосферный | |
| Синхронизация клапана | переменная | |
| T макс. [Нм] | 190 | |
| N Tmax [об / мин] | 4500 | |
| 33 P Л.с.] | 155 | |
| N Pmax [об / мин] | 6000 | N макс. [об / мин] | 6800 |
Saab 2.Крутящий момент и мощность двигателя 0T при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 4-рядный | Изображение: Двигатель Saab 2.0T SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке |
| Топливо | бензин (SI) | |
| Объем двигателя [см 3 ] | 1998 | |
| Впрыск топлива | порт клапана | |
| Воздухозаборник | с турбонаддувом | |
| Синхронизация клапана | фиксированная | |
| T макс. [Нм] | 265 | |
| N Tmax [об / мин] | 2500 | |
| P макс [л.с. | 175 | |
| N Pmax [об / мин] | 5500 | |
| N 9013 2 макс. [об / мин] | 6300 |
Audi 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя TFSI при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 4-рядный | Изображение: Двигатель Audi 2.0 TFSI SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке |
| Топливо | бензин (SI) | |
| Объем двигателя [см 3 ] | 1994 | |
| Впрыск топлива | прямой | |
| Воздухозаборник | с турбонаддувом | |
| Синхронизация клапана | фиксированная | |
| T max [Нм] | 280 | |
| N Tmax [об / мин] | 1800 — 5000 | |
| P max [ Л.с.] | 200 | |
| N Pmax [об / мин] | 5100 — 6000 | |
| 6500 |
Toyota 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя D-4D при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 4-рядный | Изображение: Двигатель Toyota 2.0 CI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке |
| Топливо | дизель (CI) | |
| Объем двигателя [см 3 ] | 1998 | |
| Впрыск топлива | прямой | |
| Воздухозаборник | с турбонаддувом | |
| фиксированный | ||
| T макс. [Нм] | 300 | |
| N Tmax [об / мин] | 2000 — 2800 | |
| 33 P [Л.с.] | 126 | |
| N Pmax [об / мин] | 3600 | |
| N макс. [об / мин] | 5200 |
«Мерседес-Бенц» 1.8 Крутящий момент и мощность двигателя Kompressor при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 4-рядный | Изображение: Двигатель Mercedes Benz 1.8 Kompressor SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке |
| Топливо | бензин | |
| Объем двигателя [см 3 ] | 1796 | |
| Впрыск топлива | порт клапана | |
| Воздухозаборник | с наддувом | |
| с наддувом | ||
| синхронизация | фиксированная | |
| T макс. [Нм] | 230 | |
| N Tmax [об / мин] | 2800 — 4600 | |
| P макс [ P макс. ] | 156 | |
| N Pmax [об / мин] | 5200 | 90 085|
| N макс. [об / мин] | 6250 |
BMW 3.0 крутящий момент и мощность двигателя TwinTurbo при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 6-рядный | Изображение: Двигатель BMW 3.0 TwinTurbo SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке |
| Топливо | бензин | |
| Объем двигателя [см 3 ] | 2979 | |
| Впрыск топлива | прямой | |
| Воздухозаборник | двухступенчатый с турбонаддувом | |
| переменная | ||
| T max [Нм] | 400 | |
| N Tmax [об / мин] | 1300 — 5000 | |
| 33 P [Л.с.] | 306 | |
| N Pmax [об / мин] | 5800 | |
| N макс. [об / мин] | 7000 |
Mazda 2.Крутящий момент и мощность роторного двигателя 6 при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 2 Ванкеля | Изображение: Двигатель Mazda 2.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке |
| Топливо | бензин | |
| Объем двигателя [см 3 ] | 1308 (2616) | |
| Впрыск топлива | порт клапана | |
| Воздухозаборник | атмосферный | |
| Время работы клапана | фиксированный | |
| T макс. [Нм] | 211 | |
| N Tmax [об / мин] | 5500 | |
P макс.| 231 | | |
| Н Pmax [об / мин] | 8200 | |
| N макс. [об / мин] | 9500 |
Porsche 3.6 крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке
| Архитектура цилиндров | 6 плоских | Изображение: Двигатель Porsche 3.6 SI — кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке | ||
| Топливо | бензин | |||
| Объем двигателя [см 3 ] | 3600 | |||
| Впрыск топлива | порт клапана | |||
| Воздухозаборник | атмосферный | |||
| Регулировка фаз газораспределения | регулируемая | |||
| T макс. [Нм] | 405 | |||
| N Tmax [об / мин] | 5500 | |||
P макс.| Н Pmax [об / мин] | 7600 | N макс. [об / мин] | 8400 | |
Ключевые утверждения, которые следует учитывать в отношении мощности и крутящего момента двигателя:
Крутящий момент
- крутящий момент является составляющей мощности
- крутящий момент может быть увеличен путем увеличения среднего эффективного давление двигателя или за счет снижения потерь крутящего момента (трение, накачивание)
- с более низким максимальным крутящим моментом, распределенным в диапазоне скоростей двигателя, с точки зрения тяги лучше, чем с более высокой точкой максимального крутящего момента
- с низким конечным крутящим моментом очень важен для пусковых возможностей автомобилей
- высокий крутящий момент полезен в условиях бездорожья, когда автомобиль эксплуатируется на больших уклонах дороги, но на низкой скорости
Мощность
- Мощность двигателя зависит как от крутящего момента, так и от скорости
- мощность может быть увеличена за счет увеличения крутящего момента или частоты вращения двигателя
- высокая мощность важна для высоких скоростей автомобиля eds, чем выше максимальная мощность, тем выше максимальная скорость транспортного средства.
- Распределение мощности двигателя при полной нагрузке в диапазоне оборотов двигателя влияет на способность автомобиля к ускорению на высоких скоростях.
- для наилучшего ускорения, транспортное средство должно работать в диапазоне мощности, между максимальным крутящим моментом двигателя и мощностью
По любым вопросам или наблюдениям относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.
Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!
Разберитесь в характеристиках дизельного двигателя
Ларри Йорк, президент, Frontier Power Products
Обзор
Попытка провести осмысленное сравнение типов двигателей может сбивать с толку. Помимо обычного использования двух (или более) единиц измерения для каждой спецификации, часто существует несколько оценок для каждой модели двигателя. Для многих приложений, таких как морские и генераторные установки, предлагаются специальные характеристики, которые предназначены специально для конкретного использования.На эти специальные рейтинги обычно накладываются ограничения.
Таблица преобразования
«Метрификация» единиц измерения кажется почти универсальной. В большинстве листов спецификаций указаны как S.I., так и более старые меры SAE. Существует множество легко доступных таблиц преобразования, которые обеспечивают простой перевод общих единиц, используемых для описания спецификаций дизельных двигателей. Хотя эта статья не предназначена для использования в качестве таблицы преобразования, ниже преобразованы несколько общих единиц измерения двигателя.
- л.с. × 0,746 = кВт · м (кВт · м × 1,34 = л.с.)
- фунт-фут × 1,356 = Н · м (Н · м × 0,738 = фунт-фут)
- фунт-фут × 1,38 = кг-м (кг-м × 1,233 = фунт-фут)
- 1 галлон США / час = 3,785 литра / час (1 литр / час = 0,264 галлона США / час)
- 1 британский галлон / час = 4,546 л / час (1 литр дизельного топлива №2 весит 0,85 кг (приблизительно))
- галлон дизельного топлива № 2 (США) весит 7,1 фунта. (приблизительно) (1 британский галлон дизельного топлива № 2 весит 8,7 фунта (приблизительно))
л.с. = лошадиные силы
кВтм = киловатты (механические)
Н · м = ньютон-метр
Примечание. При любом сравнении важно использовать одни и те же базовые критерии.Например, до тех пор, пока каждый двигатель расходует один и тот же вес на единицу топлива, сравнительные характеристики будут значимыми.
МощностьНесмотря на «метрификацию», дизельные двигатели часто называют их мощностью в лошадиных силах. Метрическое сравнение — киловатты (кВт). До недавнего времени в Северной Америке мощность двигателя измерялась в лошадиных силах, а электрическая мощность — в киловаттах. Это может привести к некоторой путанице, когда двигатель требуется для привода генераторной установки.Механическая мощность двигателя в киловаттах (кВт · м) не учитывает потери эффективности в генераторе или, возможно, другие паразитные потери, такие как охлаждающий вентилятор, до электрической мощности генератора, измеряемой в электрических киловаттах (кВт-экв). Киловатт (электрический) — это мощность, доступная на клеммах генератора. Как и в случае номинальной мощности двигателя, может быть три или более номинальных значения генератора (непрерывный, основной и резервный) в зависимости от предполагаемого использования машины.
Существует несколько распространенных методов оценки промышленных и судовых дизельных двигателей.Нет ничего необычного в том, чтобы увидеть пять различных значений выходной мощности для одной и той же модели двигателя. Рейтинги могут быть выполнены в соответствии со стандартами «DIN», «SAE» или JIS (три руководящих органа). По сути, наиболее важным фактором является предполагаемое использование двигателя. Определите, какой номинал вам нужен для предполагаемого обслуживания двигателя, и попросите выразить мощность двигателя в л.с. или кВт · м наиболее подходящими терминами. Все производители, предлагающие несколько номинальных мощностей, также предлагают рекомендации по использованию двигателя с разными номинальными мощностями.
Пример этого может быть проиллюстрирован следующими образцами кривых. Горизонтальная ось показывает частоту вращения двигателя в оборотах в минуту (об / мин), а вертикальная ось указывает мощность как в кВт · м, так и в л.с. Показаны две кривые и указаны стандарты испытаний (ISO 3046). Обычно эти кривые называют «непрерывными» (самый низкий выход) и «прерывистыми» (верхняя кривая).
При равных или лучших условиях, чем условия испытаний по топливу, температуре окружающей среды и высоте, этот двигатель обеспечивал бы пользователя любой выходной мощностью, показанной на любой из показанных скоростей.
Пожалуй, нигде нельзя найти более «эластичных» характеристик, чем для высокоскоростных судовых двигателей. Одна из причин этого заключается в том, что использование судовых дизелей может варьироваться от полной мощности, «круглосуточно без выходных», до высокоскоростных судов с очень прерывистой работой. Кроме того, в судовых двигателях можно использовать морскую воду для дополнительного охлаждения всасываемого воздуха с турбонаддувом, что позволяет эффективно сжигать больше топлива. Судно, как и любое другое использование, требует от покупателя четко указать характер использования судна.
Так почему бы не купить максимально возможную мощность данного двигателя? Ответ — срок службы двигателя (для получения дополнительной информации о сроке службы двигателя см. Как долго прослужит (морской) дизельный двигатель?).Двигатели имеют расчетный срок службы при заданной выходной мощности. При выборе двигателя необходимо учитывать сервисный фактор приложения. Например, от водяных насосов может потребоваться работа с заданной выходной мощностью в течение длительных периодов времени. Это «непрерывное» приложение. Щеточный измельчитель, как правило, работает только в течение коротких периодов времени, когда материал подается через лезвия. Это временный режим. Есть и специальные приложения. Пожарные насосы, высокоскоростные аварийные суда и т.п. могут иметь кривые, которые предназначены только для их конкретного применения.
Двигателиизначально предназначены для оказания услуги или некоторого набора услуг. Например, «автомобильные» двигатели обычно представляют собой компактные и легкие двигатели, предназначенные для использования в транспортных средствах. В двигателе могут использоваться более легкие и менее прочные компоненты, чем в двигателе, предназначенном для использования в тяжелом оборудовании или коммерческих морских приложениях. Автомобильные производные двигатели могут по-прежнему предлагать «непрерывную» номинальную мощность в лошадиных силах, но расчетный срок службы двигателя может быть значительно меньше, чем у более тяжелого двигателя промышленного типа.Наиболее распространенными «ключами» к надежности являются кубический объем двигателя и частота вращения, при которой он развивает свою мощность.
В этом нет правильного или неправильного. Если приложение является автомобильным, для этой цели создан двигатель автомобильного типа, который должен обеспечивать достаточный срок службы. Если бы применение было тяжелым промышленным, двигатель автомобильного типа применялся бы неправильно и не обеспечивал бы разумный срок службы.
Существуют таблицы, в которых приведены рекомендации по двигателям, используемым в различных службах.Производители двигателей публикуют информацию о применении, и многие производители оборудования также предоставляют информацию о требованиях к входной мощности. Эта информация и представление о количестве требуемых часов обслуживания помогает определить, какой двигатель «подходит» для работы.
Это компромисс между выходной мощностью и сроком службы двигателя. Ключом к удовлетворительному опыту работы с двигателем является определение предполагаемого использования и выбор двигателя и номинальной мощности, которые должны обеспечивать необходимое количество часов службы .
Крутящий момент и увеличение крутящего моменталошадиных сил — это скорость выполнения работы. Крутящий момент — это «вращающая сила в механизме» согласно словарному определению. Эти два параметра связаны (крутящий момент фунт-фут = л.с. X 5252 / об / мин), но крутящий момент часто понимается неправильно. Поскольку существует фиксированная зависимость между л.с. (или кВт · м) и крутящим моментом, два двигателя, имеющие одинаковую мощность при одинаковых оборотах, будут иметь одинаковый крутящий момент. Однако при работе два двигателя могут работать по-разному. Причина этого в том, что у них может быть очень разный крутящий момент.Поэтому они по-разному реагируют на требования нагрузки.
Длина хода поршня, количество цилиндров, масса вращения и другие факторы влияют на увеличение крутящего момента. Новые двигатели с электронным управлением способны обеспечивать характеристики крутящего момента, которые не могут быть достигнуты с помощью механического регулирования подачи топлива.
Кривые мощности двигателяв лошадиных силах часто также показывают кривую крутящего момента или «понижающий крутящий момент». Эта кривая показывает величину крутящего момента, доступного от двигателя при приложении нагрузки, превышающей номинальный крутящий момент двигателя при рабочих оборотах.Разница в крутящем моменте при номинальных оборотах и максимальном или пиковом крутящем моменте называется «нарастанием крутящего момента». Обычно выражается в процентах. (Пиковый крутящий момент — номинальный крутящий момент / номинальный крутящий момент = нарастание крутящего момента X 100)
В этом случае номинальный крутящий момент составляет 477 фунт-фут. а максимальный крутящий момент составляет 657 фунт-фут. @ 1200 об / мин. Увеличение крутящего момента составляет: 657 — 477, деленное на 477 = 38%.
Обратите внимание, что, хотя есть две кривые мощности, непрерывная и прерывистая, отображается только прерывистая кривая крутящего момента.Предполагается, что если двигатель «понижен» (частота вращения снижается из-за нагрузки), то двигатель будет работать на своей прерывистой кривой номинальных значений. Кривые крутящего момента обычно доступны для любых опубликованных значений мощности в лошадиных силах.
На практике все это означает, что во многих случаях двигатель с большим увеличением крутящего момента будет выполнять свою работу быстрее. Он будет казаться более мощным и отзывчивым. Эта разница будет очень очевидна в приложениях, где двигатель обычно понижает свою номинальную скорость под нагрузкой.Примерами этого являются буровая установка, поднимающая колонну штанг, шлифовальный станок, обрабатывающий пень, или погрузчик, копающийся в скалистом берегу. Даже приложения, которые обычно не считаются чувствительными к увеличению крутящего момента, такие как генераторные установки и судовые двигатели, при некоторых условиях могут выиграть от хороших характеристик увеличения крутящего момента. (Например, вытягивание тяжелой траловой сети, противодействие току или запуск двигателя.)
Крутящий момент и увеличение крутящего момента являются очень важными факторами во многих приложениях, особенно в тех, где двигатель регулярно понижает свою номинальную скорость из-за воздействия нагрузки.Больший рост крутящего момента позволяет двигателю работать с более высокими оборотами в минуту. под нагрузкой и тем самым быстрее выполнять свою работу. В экстремальных условиях недостаточный рост крутящего момента не позволит двигателю принять нагрузку и он заглохнет.
Можно многое добавить к важности крутящего момента. «Спад» и «изохронный» управляющий, электронный или механический контроль и другие факторы входят в аспекты, которые необходимо учитывать. Опять же, если предполагаемое использование ясно, лучший вариант обычно будет очевиден.
Расход топливаПо уважительной причине люди часто хотят знать, сколько топлива будет потреблять их двигатель. Топливо — это, безусловно, самая большая стоимость в течение срока службы большинства двигателей. Кажущаяся небольшая разница в расходе топлива может обеспечить большую экономию в течение срока службы двигателя. Есть приложения, в которых затраты на двигатель или генераторную установку можно окупить в течение относительно короткого периода времени, просто правильно подобрав агрегат для нагрузки.
Производители двигателей публикуют кривые расхода топлива.Эти кривые обычно сертифицированы как правильные в узких пределах с учетом определенных факторов, таких как минимальное цетановое число и приемлемые условия окружающей среды. Проверка расхода топлива обычно проводится по массе израсходованного топлива за известный период времени при известной выходной мощности. Результаты испытаний могут быть опубликованы по весу или могут быть переведены в объем.
Многие производители также публикуют данные о расходе топлива при частичной загрузке. Это может быть очень важная информация, так как большинство двигателей не всегда работают на полной мощности.Из-за потери эффективности при сгорании расход топлива при частичной нагрузке не является «линейным». То есть при 50% -ной нагрузке не будет потребляться 50% от расхода топлива при полной нагрузке. В некоторых случаях различия в показателях расхода топлива при частичной нагрузке могут быть весьма значительными при сравнении от модели двигателя к модели.
Современные дизельные двигатели, особенно двигатели с электронным управлением, очень эффективны с точки зрения полезной энергии, производимой для израсходованного топлива. Однако любой двигатель необходимо правильно использовать, чтобы обеспечить экономичное и надежное обслуживание.
Единственный способ точно предсказать расход топлива — это знать, какой будет нагрузка на двигатель. Правильный выбор двигателя имеет решающее значение. Слишком большая мощность для нагрузки приведет к плохой экономии топлива (и другим проблемам). Слишком низкая мощность приведет к сокращению срока службы двигателя.
Во многих случаях можно использовать кривую расхода топлива, чтобы найти наиболее экономичный источник энергии.
Вот пример того, что можно найти, глядя на кривые расхода топлива.
Диаграмма «А» показывает кривую мощности в лошадиных силах для тяжелых условий эксплуатации для двигателя мощностью 250 л.с. @ 2200 об / мин. Диаграмма «B» иллюстрирует кривую мощности двигателя мощностью 225 л.с. (непрерывный) при 2400 об / мин.
Если бы мы хотели приводить в действие водяной насос мощностью 220 л.с. мы могли бы запустить двигатель «А» на скорости 1600 об / мин и выбрать водяной насос с крыльчаткой, отрегулированной в соответствии с этой частотой вращения. Ожидаемая мощность двигателя:
— 220 л.с. x 0,32 фунта = 70,4 фунта / час или 9.86 галлонов США (37,47 литра)
Двигатель «B» должен был бы работать со скоростью 2200 об / мин, чтобы обеспечить нам непрерывную 220 л.с. Его расход топлива составит:
— 220 л.с. x 0,35 фунта = 77,0 фунта / ч или 10,85 галлона США (41,23 литра)
Разница в расходе топлива составляет всего 0,03 фунта на лошадиную силу в час. Однако, если насос проработает 2500 часов в год (48 часов в неделю), экономия топлива составит 2 475 галлонов США (9 405 литров). Это означает огромную экономию эксплуатационных расходов в течение ожидаемого срока службы двигателя.
Оставаясь с нашим примером «A» и «B», можно было бы ожидать, что для получения такой же постоянной мощности при более низких оборотах двигателя потребуется двигатель большего рабочего объема. Таким образом, первоначальная закупочная цена двигателя и его принадлежностей (радиатор или другой теплообменник, воздухоочиститель, глушитель и т. Д.) Будет выше. Однако при выборе двигателя следует учитывать расходы на топливо. Это особенно верно в случаях, когда требуется многочасовая работа в районах, где стоимость топлива особенно высока.
Многие приложения позволяют двигателю работать в нормальных условиях с предварительно выбранными оборотами двигателя. Выбор такой рабочей скорости, при которой двигатель обеспечивает максимальную экономию топлива, может принести большие дивиденды.
лошадиных сил и крутящий момент: в чем разница?
Эндрю Трэхан Автомобиль и водитель
Что лучше? Вот как можно прекратить споры о ночном баре.
Йоги Берра, который никогда не останавливался на деталях двигателя, пришел бы к выводу, что крутящий момент и мощность — это одно и то же, только разные.Собственно, это упрощение отчасти верно.
Крутящий момент и мощность — это то, что двигатели производят, когда вы поворачиваете ключ и нажимаете педаль акселератора. Воздух и топливо, воспламеняющиеся в камерах сгорания, вызывают скручивание коленчатого вала, трансмиссии и ведущих мостов. Это чудо преобразования энергии: потенциальная энергия, содержащаяся в галлоне переработанного динозавра, эффективно изменилась на кинетическую энергию, необходимую для вождения.
Копая глубже, рассмотрим эти определения из учебников:
Энергия — это способность выполнять работу.В этом случае двигатели выполняют ту тяжелую работу (работу), которую раньше выполняли лошади.
Работа является результатом силы, действующей на некотором расстоянии. Единица измерения работы (а также энергии) в США — фут-фунт. В Международной системе (СИ) работа измеряется в джоулях и, в редких случаях, в ньютон-метрах.
Крутящий момент — это сила вращения, создаваемая коленчатым валом двигателя. Чем выше крутящий момент двигатель, тем выше его способность выполнять работу. Измерение такое же, как у работы, но немного отличается.Поскольку крутящий момент является вектором (действующим в определенном направлении), он измеряется в единицах фунт-фут и ньютон-метр.
Конечно, всегда есть исключения. В этом случае различие составляет статический крутящий момент , который вы прикладываете с помощью гаечного ключа для затягивания болтов головки. Чтобы избежать путаницы, единицами измерения статического крутящего момента традиционно являются фунты-футы. Напротив, SI придерживается ньютон-метров как для статических, так и для динамических измерений крутящего момента.
Power — это то, насколько быстро выполняется работа.Шотландский изобретатель восемнадцатого века Джеймс Ватт дал нам эту удобную эквивалентность: одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для подъема 33000 фунтов ровно на один фут за одну минуту. В соответствии с этим вкладом единицей измерения мощности в системе СИ является киловатт.
Возвращаясь к теореме Берра, крутящий момент — это способность выполнять работу, а мощность — это скорость, с которой можно выполнить некоторую трудоемкую задачу. Другими словами, мощность — это скорость выполнения работы (или приложения крутящего момента) за заданный промежуток времени. Математически мощность в лошадиных силах равна крутящему моменту, умноженному на число оборотов в минуту.H = T x об / мин / 5252, где H — мощность в лошадиных силах, T — фунт-фут, об / мин — это скорость вращения двигателя, а 5252 — константа, заставляющая единицы двигаться. Таким образом, для получения большей мощности двигателю необходимо генерировать больший крутящий момент, работать на более высоких оборотах или и то, и другое.
Хотя определения эскизов отлично подходят для учебников, применение их к реальным движкам — другое дело. Одна проблема заключается в том, что у каждого автомобильного двигателя есть рабочий диапазон от холостого хода до красной черты. Например, 6,2-литровый двигатель Hellcat V-8 Dodge Challenger выдает 707 лошадиных сил ТОЛЬКО при 6000 об / мин.Он выдает существенно меньшую мощность на холостом ходу (достаточную только для вращения аксессуаров с приводом от двигателя) и чуть меньше 700 лошадиных сил на красной границе 6200 об / мин. И он обеспечивает максимальный крутящий момент 650 фунт-фут ТОЛЬКО при 4000 об / мин.
Другая проблема — точное определение мощности и крутящего момента вращающегося коленчатого вала. Инструмент для этой задачи — динамометр двигателя. Хотя это слово означает «устройство измерения мощности», на практике крутящий момент и частота вращения двигателя измеряются, а его мощность рассчитывается с использованием приведенной выше формулы.
Вихретоковые динамометры используют магнитное поле для передачи крутящего момента от вращающегося коленчатого вала на опору плеча рычага против статического датчика силы (известного как датчик нагрузки), расположенного на точном расстоянии от центра кривошипа. Другой широко используемый тип динамометра — это водяной тормоз; он использует один вращающийся и один статический набор лопаток насоса для передачи крутящего момента коленчатого вала через плечо рычага на датчик нагрузки.
Совершенный двигатель развивает достаточный крутящий момент на низких оборотах и выдерживает его до минимального уровня.Величина создаваемого крутящего момента прямо пропорциональна потоку воздуха, проходящего через двигатель. Большие двигатели перекачивают больше воздуха и, следовательно, развивают больший крутящий момент. Бустеры — нагнетатели, турбокомпрессоры — доставляют дополнительный воздух, помогая маленьким двигателям работать крупными. Конечно, в камеры сгорания должно подаваться соответствующее количество топлива, но это простая часть, особенно с электронным управлением впрыском.
Чтобы восполнить легкость впрыска нужного количества топлива, конструкторы двигателей сталкиваются с несколькими сложными задачами.Один из них — сделать все компоненты достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки, которым они подвергаются из-за давления сгорания и, в случае движущихся частей, их собственной инерции. Потребности в охлаждении и смазке примерно пропорциональны производимой мощности. А закачка воздуха в любой двигатель на сверхвысоких оборотах и из него — это то место, где инженерное дело становится видом искусства. Включите топливную экономичность и чистоту выхлопных газов в уравнение разработки, и станет ясно, почему мастера двигателей редко тусуются у водоохладителя.
На этом этапе обсуждения должно быть ясно, что крутящий момент и лошадиные силы подобны разлученным братьям и сестрам; они тесно связаны, но не имеют много общего. Но как насчет более серьезной моральной проблемы, стоящей перед человечеством в целом и автолюбителями в частности: что лучше?
Мы ответим, что Йоги Берра был бы признателен. В бейсболе, если крутящий момент аналогичен кетчеру, то питчер — это лошадиные силы. И то, и другое необходимо для игры в мяч, но ответственность питчера — определение скорости и траектории каждого брошенного мяча — определяет ход игры.Крутящий момент жизненно важен для работы каждого двигателя, но мощность — это то, что отличает отличный двигатель от хорошего.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
Выходная мощность двигателя электромобиля
Что означает выходная мощность двигателя автомобиля?В физике выходная мощность относится к количеству энергии, доставленной в течение заданного периода времени.Применительно к автомобильной промышленности это означает количество механической энергии, производимой двигателем, опять же в течение заданного периода времени. Это влияет на ускорение, тяговое усилие автомобиля (вес, который он может перемещать) и его способность подниматься в гору.
Будь то двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, выходная мощность механической энергии определяется произведением скорости вращения (измеряется в оборотах в минуту) и крутящего момента. Выраженный в Ньютон-метрах (Нм) крутящий момент описывает тяговую мощность двигателя.
Это объясняет тот факт, что два двигателя с одинаковой выходной мощностью могут вести себя по-разному и ощущаться водителем по-разному. Спортивный автомобиль демонстрирует характеристики, которые не могут сравниться с характеристиками большого грузовика, даже если они оба одинаково мощны с точки зрения мощности двигателя!
Как рассчитывается выходная мощность двигателя электромобиля ?Производители не могут просто заявить мощность двигателя: она измеряется в процессе тестирования, что иллюстрируется изменениями крутящего момента в зависимости от скорости вращения.Значение, используемое производителями автомобилей, обычно относится к максимальной измеренной выходной мощности. Выражается в ваттах (Вт) и, в более общем смысле, в киловаттах (кВт).
Как найти выходную мощность двигателя электромобиляКогда говорят об электрической системе, такой как в электромобиле, механическая мощность, выраженная в ваттах (Вт), киловаттах (кВт) или лошадиных силах (PS), вычисляется путем умножения скорости (об / мин) на крутящий момент, вращательное эквивалент линейной силы, измеренной в фунт-футах (фунт-фут) или ньютон-метрах (Нм).Но прежде чем приступить к каким-либо долгим вычислениям, быстрый поиск в Интернете приведет к появлению ряда веб-сайтов, на которых вы просто вводите скорость и крутящий момент вашего электромобиля, чтобы рассчитать его выходную мощность в киловаттах. Или вы можете посмотреть руководство по эксплуатации вашего автомобиля.
Как киловатты (кВт) соотносятся с мощностью (л.с.)?«Лошадиная сила» исторически относится к выходной мощности автомобильного двигателя и восходит к концу девятнадцатого века. Это способ выразить выходную мощность более буквально, приравняв ее к рабочей нагрузке, которую люди могут понять.Таким образом, мощность в лошадиных силах, иногда обозначаемая аббревиатурой PS (немецкое «Pferdestärke»), означает мощность, производимую лошадью, чтобы поднять 75-килограммовый груз на высоту одного метра за одну секунду. В метрической системе оно равно примерно 736 Вт.
.Таким образом, мощность двигателя электромобиля может быть взаимозаменяемо выражена в кВт или л.с. Например, двигатель R135 в ZOE выдает мощность двигателя 100 кВт или 135 л.с. — отсюда и название! Его крутящий момент теперь улучшен до 245 Нм по сравнению с 225 Нм у двигателя ZOE R110, выпущенного в 2018 году, чтобы сделать электромобиль более динамичным в ситуациях, когда требуется ускорение, например, при проезде или выезде на шоссе.
Какие факторы определяют выходную мощность электромобиля?Роль двигателя — создавать механическую энергию из другой формы энергии. Таким образом, его выходная мощность определяется максимальной способностью преобразования энергии. В случае электромобиля его выходная мощность зависит от размера двигателя (его объема) и мощности входящего тока.
Что такое «полезная» энергия, выделяемая электродвигателем?Выходная мощность также является результатом урожайности, т.е.е. соотношение количества поступающей поставляемой электроэнергии к исходящей доставленной механической энергии.
Не вся энергия, вырабатываемая электросетью или зарядной станцией, в конечном итоге используется для питания двигателя. Его можно потерять из-за тепла или трения по пути. Другими словами, механическая энергия, фактически используемая двигателем, является «полезной» энергией. Разделив фактическую выходную мощность электродвигателя на идеальную выходную мощность (равную начальной потребляемой мощности), вы получите механический КПД двигателя.
Итак, для электромобиля расчет «полезной» энергии можно найти, разделив выходную мощность (скорость x крутящий момент) на входную и выразив результат в процентах. Это иначе известно как формула эффективности r = P / C, где P — количество полезной продукции («продукта»), произведенной на количество C («стоимость») потребленных ресурсов.
Цель состоит в том, чтобы уменьшить эти потери выходной мощности для достижения максимальной энергоэффективности. Таким образом, большая часть энергии, хранящейся в аккумуляторе, используется для увеличения запаса хода электромобиля.В этом отношении ZOE работает особенно хорошо. Имея запас хода по WLTP * в 395 км благодаря аккумулятору на 52 кВтч, он предлагает одно из лучших соотношений на рынке электромобилей во всех сегментах вместе взятых.
Выходная мощность, потребление и диапазонПри этом максимальная выходная мощность не влияет напрямую на запас хода электромобиля, так как стиль вождения оказывает наибольшее влияние на потребление энергии двигателем. Следовательно, речь идет не о самом эффективном двигателе электромобиля, а о самом эффективном поведении при вождении.Например, резкое ускорение будет означать скачок потребления электроэнергии. Периоды высокоскоростной езды также значительно расходуют заряд аккумулятора. Чем выше скорость, тем больше энергии требуется для ее поддержания.
И наоборот, расслабленное вождение снижает мгновенный расход и делает рекуперативное торможение более эффективным. Это принцип экологического вождения, который является одним из лучших способов увеличить запас хода электромобиля.
Основы лошадиных сил и крутящего момента
Не многие люди понимают, что на самом деле означают мощность и крутящий момент, не говоря уже о том, как они влияют на характеристики автомобиля.Тем не менее, почти в каждой рекламе тяжелых грузовиков в какой-то момент упоминаются эти характеристики. Если вы никогда не замечали, попробуйте прислушаться к нему в следующий раз, когда увидите.
Мощность, производимая двигателем, называется лошадиных сил. В физике мощность определяется как скорость, с которой что-то работает. Для автомобилей мощность означает скорость. Поэтому, если вы хотите ехать быстрее и быстрее набирать скорость, вам нужно больше лошадиных сил.
Крутящий момент, с другой стороны, является выражением силы вращения или скручивания .В автомобилях двигатели вращаются вокруг оси, создавая крутящий момент. Крутящий момент можно рассматривать как «силу» автомобиля. Это сила, которая разгоняет спортивный автомобиль от 0 до 60 за секунды и толкает вас обратно в сиденье. Это также то, что приводит в движение большие грузовики, перевозящие тяжелые грузы.
Это основные сведения о мощности и крутящем моменте, но как эти понятия измеряются и как они взаимосвязаны?
За цифрами
С математической точки зрения, лошадиные силы — это сила, необходимая для перемещения 550 фунтов на один фут в секунду или 33 000 фунтов на один фут в минуту.Мощность двигателя измеряется с помощью динамометра, но на самом деле динамометр измеряет выходной крутящий момент двигателя, а также количество оборотов в минуту — или «оборотов в минуту». Эти числа подставляются в формулу (крутящий момент x об / мин / 5 252) для определения мощности. Мощность в лошадиных силах определяется путем измерения крутящего момента, потому что крутящий момент легче рассчитать.
Крутящий момент, как упоминалось ранее, является выражением крутящей силы и измеряется в единицах силы, умноженной на расстояние от оси вращения.Так, например, если вы используете гаечный ключ длиной 1 фут для приложения усилия в 10 фунтов к концу болта, то вы прикладываете крутящий момент в 10 фунт-футов (10 фунт-футов).
Ram 1500 2021:Грузовик года MotorTrend
Третий год подряд грузовик RAM получает награду MotorTrend Truck of the Year, давая миру знать, а также своим конкурентам, что они кое-что знают, когда дело доходит до производительности, меняющей правила игры. грузовик.
Узнать больше
Взаимосвязь между мощностью и крутящим моментом
И мощность, и крутящий момент влияют на общую скорость автомобиля, поэтому вы можете понять, почему люди смешивают эти два понятия. Однако в реальном мире вождения и перевозки их различия — наряду с конструкцией транспортного средства — имеют большое значение.
Например, чем больше мощность двигателя, тем выше потенциал крутящего момента. Этот «потенциальный» крутящий момент транслируется в реальные приложения через дифференциалы оси автомобиля и трансмиссию.Это объясняет, почему гоночный автомобиль и трактор, имеющие одинаковую мощность, могут так сильно различаться. В гоночном автомобиле весь крутящий момент используется для увеличения скорости через зубчатую передачу, в то время как трактор преобразует лошадиную силу в толкание и тягу чрезвычайно тяжелых грузов.
Другой способ понять, насколько мощность зависит от крутящего момента, — это открутить крышку на новой банке с рассолом. Когда вы изо всех сил открываете банку, вы прикладываете крутящий момент независимо от того, оторвется крышка или нет.Однако лошадиные силы существуют только в движении. Итак, вам нужен крутящий момент, чтобы сначала ослабить крышку, а затем вы можете приложить усилия рукой, быстро повернув крышку.
Итак, чего лучше всего иметь в вашем автомобиле — лошадиных сил или крутящего момента? Все зависит от того, как вы собираетесь использовать свой автомобиль или грузовик. Молниеносно быстрый Dodge Charger, например, будет иметь больше лошадиных сил, в то время как грузовик Cummins Diesel будет иметь больший крутящий момент, чтобы помочь тянуть эти тяжелые грузы.
Здесь, в Bryant Motors, у нас есть огромный выбор как новых, так и подержанных автомобилей, чтобы удовлетворить все различные предпочтения и потребности — от скоростного и элегантного Dodge Dart GT 2014 года до обновленного Ram 1500, который также доступен в ультрасовременном исполнении. , турбонаддув EcoDiesel.
Выполните поиск в нашем обширном перечне новых и подержанных автомобилей, чтобы найти автомобиль или грузовик, который вы искали сегодня, по самой доступной цене. Или продолжайте просматривать наш блог и ресурсы руководства по покупке автомобилей для получения дополнительной информации.
Ищете пикап с мощной буксировочной способностью?
См. Наш список доступных грузовиков и внедорожников
Вместимость лодки, правила и калькулятор веса
Одна из самых важных вещей, которую вам нужно знать перед выходом на воду, — это максимальное количество людей и максимальный вес, с которыми ваша лодка может безопасно справиться.Это не только важная проблема безопасности, но и закон.
Федеральный закон требует, чтобы все моторные лодки длиной менее двадцати футов несли эту информацию в виде таблички вместимости.
Каждая табличка грузоподъемности включает максимальное количество взрослых людей, максимальную полную нагрузку и максимальный размер двигателя в лошадиных силах, которые ваша лодка может перевозить на законных основаниях.
В следующий раз, когда вы будете вокруг лодки, поищите ее табличку вместимости; он должен быть постоянно закреплен рядом с местом рулевого управления или рулем.
Перед тем, как отправиться в путешествие на лодке, убедитесь, что вы не берете на борт больше людей, чем указано в Максимальном количестве человек, и что у вас не больше общего веса, чем указано в Максимальной общей нагрузке. Максимальная полная нагрузка — это общий вес, который может выдержать ваша лодка, включая людей, оборудование, запасы, топливо, двигатель в сборе и органы рулевого управления. Если на вашей лодке нет таблички вместимости, вы можете рассчитать количество людей, которых вы можете безопасно взять на борт, используя следующее уравнение.
Калькулятор вместимости лодки
Если на вашей лодке нет таблички вместимости, вы можете рассчитать количество людей, которых вы можете безопасно взять на борт, используя следующее уравнение и калькулятор.
Количество людей = длина судна (футы) x ширина судна (футы) ÷ 15
Сначала определите длину и ширину вашей лодки в футах, а затем воспользуйтесь нашим калькулятором, чтобы определить вместимость вашей лодки.
Обратите внимание, что гидроцикл не имеет таблички грузоподъемности.Для P-W-C всегда соблюдайте рекомендованную емкость, указанную в руководстве пользователя и на наклейке с предупреждением производителя.
Наконец, на табличке грузоподъемности также будет указана максимальная мощность двигателя вашей лодки, выраженная в лошадиных силах. Этот номер относится только к лодкам с подвесными двигателями; и его никогда нельзя превышать.
Максимальная вместимость
человекСуществует ряд переменных, которые производители лодок учитывают при определении максимальной вместимости человека, указанной на табличке вместимости.
Одна из этих переменных — вес каждого человека.
Производители лодок обычно используют средний вес около ста пятидесяти фунтов на человека для расчета максимальной вместимости. Это может быть немного больше или немного меньше, но если некоторые или все ваши пассажиры весят более ста пятидесяти фунтов, вам, возможно, придется уменьшить количество пассажиров, которых вы можете безопасно взять на борт.
Помните, что максимальная вместимость — это ориентир, который вы должны регулировать с учетом веса ваших пассажиров и других предметов снабжения, которые вы берете с собой на борт.
Если вы перевозите тяжелое оборудование, возможно, вам придется еще больше сократить количество пассажиров.
Максимальная мощность
Если на вашей лодке нет таблички грузоподъемности — что может иметь место, если вы управляете небольшой лодкой с плоским дном — вы можете рассчитать максимальный безопасный объем двигателя следующим образом.
Расчет максимальной мощности: Длина лодки x ширина лодки = площадь лодки в квадратных футах
Во-первых, найдите площадь вашей лодки в квадратных футах, умножив ее длину на ширину транца.
Тогда воспользуйтесь нашим калькулятором и таблицей, чтобы узнать максимальную мощность вашего судна. Например, двенадцатифутовая лодка с четырехфутовой шириной транца соответствует максимальному объему двигателя в пятнадцать лошадиных сил.
Калькулятор максимальной мощности лодки
Длина x ширина | Максимальная мощность в лошадиных силах |
|---|---|
Не более 35 футов | 3 |
36 — 39 футов | 5.5 |
40-42 футов | 7,5 |
43-45 футов | 10 |
46-52 футов | 15 |
Перегрузка или превышение мощности
Перегрузка или перегрузка вашей лодки чрезвычайно опасны.
Установка крупногабаритного двигателя на вашу лодку приведет к тому, что ваша лодка будет сидеть слишком низко на корме, и это сделает ее более восприимчивой к затоплению собственным следом или следом проходящей лодки.Лодку с большой мощностью также сложно контролировать.
А как насчет перегрузки лодки? Перегрузка лодки либо слишком большим количеством людей, либо слишком большим количеством припасов также делает вашу лодку подверженной заболачиванию.
Даже если вы находитесь в пределах максимально допустимого веса, убедитесь, что вы распределяете нагрузку равномерно, сосредотачивая вес на середине лодки. Это сохранит устойчивость лодки на воде и поможет предотвратить опрокидывание или затопление.
Наконец, помните, что в плохую погоду вы должны быть особенно осторожны с тем, сколько веса вы принимаете в лодке.На более высоких волнах тяжелую лодку сложнее контролировать и она более подвержена затоплению. Оставайся в безопасности. Следуйте инструкциям по грузоподъемности и всегда учитывайте плохую погоду.
Остерегайтесь непогоды! Берите гораздо более легкие грузы в плохих погодных условиях, чтобы обеспечить устойчивость лодки.
Топ-10 крупнейших двигателей на рынке США
По мере того, как рынок новых автомобилей смещается в сторону двигателей с турбонаддувом небольшого рабочего объема, большие грубые двигатели становятся все реже. Уменьшают размеры двигателей не только обычные седаны среднего размера, но и суперкары: у Ferrari 458 Italia двигатель 4.5-литровый V-8, в то время как McLaren 12C имеет еще меньший 3,8-литровый V-8. Но не все потеряно, и для тех, кто все еще верит, что нет замены для рабочего объема, вот 10 самых больших двигателей, которые вы можете получить в США
10. Lamborghini Aventador: 6,5-литровый, 691 л.с. и 509 фунт-фут. V-12
Вы знаете, что вас ждет хорошее время, когда у Lamborghini Aventador самый маленький двигатель в вашем списке. Безнаддувный V-12 Aventador с рабочим объемом всего 6,5 литров развивает 691 л.с. и 509 Нм крутящего момента.Это делает его самым маленьким и вторым по мощности движком в этом списке. Мы уже хорошо начали, не так ли?
«Мощность на высоких оборотах, мягко говоря, огромна, а крутящий момент на средних оборотах кажется почти излишним — пока, то есть, вы не вспомните, что избыток может быть действительно хорошей вещью. Независимо от того, указаны ли значения скорости двузначными или трехзначными числами, двигатель тянет. , и сильно тянет. А саундтрек — глубокое, оперное, механизированное благозвучие — это музыка, которая никогда не устареет ». — ответственный редактор Рон Киино
Смотреть все 32 фото9.Rolls-Royce Ghost / Wraith: 6,6-литровый, 563-624 л.с. и 575-590 фунт-фут твин-турбо V-12 (6592 куб.см)
6,6-литровый твин-турбо V-12 силовой агрегат под капотом седан Rolls-Royce Ghost и купе Wraith могут носить значок легендарного британского автопроизводителя, но двигатель родился и вырос BMW.
«Как и любой отличный двигатель Rolls-Royce, V-12 Ghost — образец легкого движения, необычайно плавного и бесшумного. Он также очень мощный, с 536 л.с. и 575 фунт-фут крутящего момента от всего 1500 оборотов в минуту, что превращает Ghost в крылатую ракету с кожаной подкладкой, способную разгоняться от 0 до 60 миль в час за 4 секунды.3 секунды. » — главный редактор Ангус МакКензи
Посмотреть все 32 фотоСША все еще знают, как сделать большой двигатель V-8. Chevy Silverado и GMC Sierra HD оба заслужили свои места в этом списке благодаря своим 6.6 -литровые турбодизельные двигатели V-8 в паре с трансмиссиями Allison. Комбинация настолько хороша, что мы назвали дизельный Silverado HD нашим грузовиком года в 2011 году.
«Однако в случае турбодизеля производительность значительно улучшилась [ по сравнению со старым Сильверадосом], несмотря на тестируемое увеличение веса на 109 фунтов.Silverado 3500HD 2011 года дважды разогнался до 60 миль в час всего за 7,0 секунд, что значительно быстрее, чем более легкий газовый 2500HD 2011 года, и снесло двери предыдущим Silverado HD. Дизельный грузовик закончил квартал за 15,4 секунды на высоте 87,9 м ». — заместитель главного редактора / редактор Truck Trend Эллисон Харвуд
См. Все 32 фотографии7. Ford F-Series Super Duty: 6,7-литровый двигатель мощностью 400 л.с. и 800 фунт-фут турбодизель V-8 (6651 куб.см)
6,7-литровый турбодизельный V-8 Ford Super Duty Powerstroke не самый большой из тяжелых пикапов, но его восемь цилиндров не только производят больше лошадиных сил, чем его конкуренты из Детройта, но и сделайте потрясающий крутящий момент в 800 фунт-фут.
«Инженеры разработали компоновку двигателя, чтобы упростить управление шумом и вибрацией, и результатом их работы стал двигатель, который работает невероятно тихо; как это было отраслевой тенденцией последних двух лет, это современный дизель, который нельзя услышать на расстоянии и который не наполняет кабину шумом. Но он также намного мощнее, чем раньше, заставляя Super Duty ускользать от светофоров, как тяжелый хотрод ». — заместитель главного редактора / редактор Truck Trend Эллисон Харвуд
Просмотреть все 32 фото6.Ram HD: 6,7-литровый, 350–385 л.с. и 660–850 фунт-фут турбодизель I-6 (6690 куб. См)
В полноразмерных тяжелых грузовиках крутящий момент является королем. Ни один грузовик не предлагает крутящего момента больше, чем крутящий момент в 850 фунт-фут, доступный в линейке Ram HD. Не поэтому Ram занял место в этом списке; его 6,7-литровый турбодизель производства Cummins делает его шестым по величине двигателем, доступным в США, в то время как конфигурация с рядными шестью цилиндрами дает ему самое низкое количество цилиндров здесь, а также второй лучший показатель крутящего момента.
«В 2012 году Ram повысила свою игру, представив новый высококлассный пакет отделки салона Laramie Longhorn и новый высокопроизводительный двигатель, который доводит крутящий момент до просто ошеломляющих 800 фунт-футов и включает в себя усиленный преобразователь крутящего момента.Все эти факты и цифры звучат впечатляюще, но действительно ли они превращают Ram в аттракцион, когда резина встречается с дорогой? Когда дело дошло до нашего стандартного тестирования производительности, ответ был решительным: «Нет». ‘» — помощник редактора Рори Юрнека
Просмотреть все 32 фотографии5. Bentley Mulsanne: 6,7-литровый, 505-сильный и 752 фунт-фут твин-турбо V-8 (6727 куб.см)
Владельцы могут подумать о Bentley Mulsanne как о Британская сталь, но, как и Rolls-Royce в этом списке, флагманский роскошный седан был построен с помощью немцев.Это не меняет того факта, что Mulsanne имеет пятый по величине двигатель в США в виде его 6,7-литрового твин-турбо V-8 — хотя убедитесь, что вы не позволяете Bentley перепродавать его как 6,75-литровый двигатель. литровая единица.
«[Этот новый Mulsanne] 6,75-литровый двигатель V-8 с двойным турбонаддувом развивает крутящий момент 752 фунт-фут при 1500 об / мин. 16-цилиндровый четырехцилиндровый Veyron… На самом деле, крутящий момент настолько низкий, что наш редактор дорожных испытаний Скотт Мортара продолжал настаивать на том, что Mulsanne — это дизель.Для тех, кому не все равно, двигатель с чудовищным крутящим моментом также выдает 505 лошадиных сил. Последняя и лучшая модель Bentley сходит с конвейера, как секвойя, попавшая во временное наводнение. Его просто не остановить ». — старший редактор функций Джонни Либерман
Просмотреть все 32 фотографии4. Rolls-Royce Phantom: 6,7-литровый, 453-сильный и 531 фунт-фут V-12 (6789 куб. См)
Есть старая автомобильная городская легенда, что Rolls-Royce отказался публиковать спецификации двигателя, а вместо этого просто назвал выходную мощность «адекватной».«Большой 6,7-литровый двигатель V-12 мощностью 453 л.с., безусловно, соответствует этому описанию.
« Все время, пока я был за рулем, я чувствовал себя шофером. В чем, я полагаю, и есть весь смысл … если крепость одиночества — это то, что вам нужно, подумайте о Phantom Saloon, хотя с точки зрения вождения нет большой разницы между новым и старым. 6,75-литровый двигатель V-12 с прямым впрыском топлива остался прежним. Власть по-прежнему «адекватная». Настолько, что никто из Rolls ни разу не упомянул о выходной мощности (если вы достаточно грубы, чтобы спросить, 453 лошадиных силы и 531 фунт-фут крутящего момента). — старший редактор технических характеристик Джонни Либерман
Просмотреть все 32 фотографииСказать, что LS7 в Corvette Z06 и 427 и предстоящем Camaro Z / 28 является одним из наших любимых двигателей, было бы преуменьшением. Большой толкатель V-8 вытесняет 7,0 литров и легко выдает 505 л.с. и 470 фунт-фут крутящего момента без каких-либо модных турбонагнетателей или нагнетателей. LS7 — великолепный двигатель с постоянной мощностью и самым мощным из сильфонов V-8.
«На улице 427 кажется таким же чудовищным, как Z06.Грубая мощь LS7 кажется безграничной, и выход на его отметку в 7000 об / мин — это всего лишь просьба о визите к Джонни Лоу. Очень жаль, что клапаны в глушителях не открываются, пока вы не превысите 3000 об / мин и не встанете на них, потому что вы услышите этот великолепный звук двигателя только на секунду, прежде чем окажетесь на территории уголовного преступления. — помощник редактора Скотт Эванс
См. все 32 фотографии2. Bugatti Veyron 16.4 Grand Sport Vitesse: 8,0-литровый, 1200-сильный и 1106 фунт-фут квад-турбо W-16
Посмотрите на это — верх Список 10, который Bugatti Veyron не возглавляет.Хотя его четырехцилиндровый двигатель W-16 имеет наибольшее количество турбин и цилиндров, гигантский двигатель мощностью 1200 л.с. составляет всего 0,4 литра (чуть больше, чем банка пива), и ему не хватает места на первом месте. Мы сомневаемся, что Бугатти обеспокоен; Имеет ли значение рабочий объем двигателя при максимальной скорости более 250 миль в час?
«Когда-то на ходу чудовищная тяга никогда не прекращается — и я имею в виду никогда. Я чувствовал, как мощные машины не выдерживают ни дыхания, ни передач, или врезаются в невидимую стену сопротивления, но я никогда не чувствовал ни малейшего приступа такой слабости. в Super Sport.На скоростях, которые начинают истощать инерцию менее суперкаров, Bugatti чувствует себя непобедимым и безграничным. На самом деле в мире мало дорог, по которым могут ездить простые смертные, которые могут даже начать облагать налогом этот (или любой другой) потенциал Вейрона ». — главный редактор Эдвард Ло
Просмотреть все 32 фотографии1. SRT Viper : 8,4-литровый, 640 л.с. и 600 фунт-фут V-10
Самый большой двигатель, доступный в США, принадлежит американскому суперкару — и все остальное в мире.4-литровый V-10 развивает впечатляющие 640 л.