A motor teljesítményének kiszámítása: módszerek és szükséges képletek

Valakinek ki kell számítania a motoregység teljesítményét az autóadó kiszámításához. Egyesek számára fontos a kompresszor motor teljesítményének független kiszámítása. Valaki számára fontos, hogy pontosan ismerjük a gép teljesítményét annak érdekében, hogy összehasonlítsuk azt a bejelentettel. Általában a teljesítményszámítás és a motor kiválasztása két elválaszthatatlan folyamat.

Ez nem az egyetlen oka annak, hogy az autósok megpróbálják önállóan kiszámítani autóik motorteljesítményét. Ezt meglehetősen nehéz megtenni a számításhoz szükséges képletek nélkül. Ebben a cikkben megadják őket, hogy minden autós kiszámítsa magának, mennyi az autójának valódi motorteljesítménye.

Bevezetés

A belső égésű motor teljesítményének kiszámításához legalább négy általános módszer létezik. Ezekben a módszerekben a motoregység következő paramétereit használják:

1. Forgalom.
2. Kötet.
3. Nyomaték.
4. Hatékony nyomás az égéstérben.

A számításokhoz ismerni kell az autó súlyát, valamint a gyorsulási időt 100 km / h-ra.

A motor teljesítményének kiszámításához az alábbi képletek mindegyike hibás, ezért nem adhat 100% - os pontos eredményt. Ezt mindig figyelembe kell venni a kapott adatok elemzésekor.

Ha kiszámítja a teljesítményt a cikkben leírt összes képlet alapján, akkor megtudhatja a motor valós teljesítményének átlagos értékét, és a tényleges eredménnyel való eltérés nem haladhatja meg a 10% - ot%.

Ha nem vesszük figyelembe a műszaki fogalmak meghatározásával kapcsolatos különféle tudományos finomságokat, akkor azt mondhatjuk, hogy a teljesítmény a motoregység által generált energia, amelyet a tengely nyomatékává alakítanak át. Ugyanakkor a teljesítmény változó érték, maximális értékét a tengely bizonyos forgási sebességével érik el (az útlevél adataiban feltüntetve).

A modern belső égésű motorokban a maximális teljesítmény 5,5-6,6 ezer fordulat / perc sebességgel érhető el. A hengerek legnagyobb átlagos effektív nyomásán figyelhető meg. A nyomás értéke a következő paraméterektől függ:

• az üzemanyag-keverék minősége;
• az égés teljessége;
• üzemanyag-veszteségek.

A teljesítményt mint fizikai mennyiséget wattban, az autóiparban pedig lóerőben mérik. , Az alábbi módszerekben leírt számítások kilowatt eredményt adnak, majd egy speciális számológép-átalakítóval lóerőre kell konvertálni őket.

Teljesítmény a nyomatékon keresztül

A teljesítmény kiszámításának egyik módja a motor nyomatékának a fordulatszámtól való függésének meghatározása.

A fizika bármely pillanata az alkalmazás vállán lévő erő terméke. A nyomaték annak az erőnek a terméke, amelyet a motor kifejleszthet a terhelési ellenállás leküzdésére, alkalmazásának vállán. Ez a paraméter határozza meg, hogy a motor milyen gyorsan éri el maximális teljesítményét.

A nyomaték úgy határozható meg, mint az üzemi térfogat termékének aránya az égéstérben az átlagos effektív nyomással 0,12566-ra (állandó):

• M = (V_munka * P_hatékony) / 0.12566, ahol V_munka a motor üzemi térfogata [l], P_hatékony az effektív nyomás az égéstérben [bar].

A motor fordulatszáma jellemzi a forgattyústengely forgási sebességét.

A nyomaték és a motorfordulatszám értékeinek felhasználásával a következő képletet használhatja a motor teljesítményének kiszámításához:

• P = (M * n) / 9549, ahol M a nyomaték [Nm], n a tengely forgási sebessége [rpm], 9549 az arányossági együttható.

A számított teljesítményt kilowattban mérik. A számított érték lóerőre történő átalakításához meg kell szorozni az eredményt 1,36 arányossági tényezővel.

Ez a számítási módszer csak két elemi képlet használatából áll, ezért az egyik legegyszerűbbnek tekinthető. Azonban még könnyebbé teheti, és használhat egy online számológépet, amelyben meg kell adnia bizonyos adatokat az autóról és a motoregységről.

Érdemes megjegyezni, hogy ez a képlet a motor teljesítményének kiszámításához lehetővé teszi, hogy csak a motor teljesítményén kapott teljesítményt számítsa ki, nem pedig azt, amely ténylegesen eléri az autó kerekeit. Mi a különbség? Míg az erő (ha patakként képzeli el) eléri a kerekeket, veszteségeket tapasztal például az átviteli esetben. A másodlagos fogyasztók, mint például a légkondicionáló vagy a generátor, szintén jelentős szerepet játszanak. Nem lehet megemlíteni a veszteségeket az emelés, a gördülés ellenállásának leküzdésére is mint aerodinamikai ellenállás.

Ez a hátrány részben kompenzálja más számítási képletek használatával.

Teljesítmény a motor elmozdulása révén

A motor nyomatékát nem mindig lehet meghatározni. Néha az autótulajdonosok egyáltalán nem ismerik ennek a paraméternek az értékét. Ebben az esetben a motoregység teljesítménye a motor térfogatával érhető el.

Ehhez meg kell szorozni az egység térfogatát a főtengely sebességével, valamint az átlagos effektív nyomással. A kapott értéket el kell osztani 120-mal:

• P = (V * n * P_hatékony) / 120 ahol V A motor lökettérfogata [^cm3], n a főtengely forgási sebessége [rpm], P_hatékony - az átlagos effektív nyomás [MPA], 120-állandó, arányossági együttható.

Ez az hogyan számítják ki az autó motor teljesítményét az egység térfogatának használata.

Leggyakrabban_{, a Ph-érték} a szokásos benzinmotorokban 0,82 MPa – 0,85 MPa, kényszermotorokban-0,9 MPa, dízelegységekben pedig a nyomásérték 0,9 MPa-2,5 MPa tartományban van.

Ha ezt a képletet használja a motor tényleges teljesítményének kiszámításához, annak érdekében, hogy a kW-t l-re konvertálja. s., , meg kell osztani a kapott értéket 0,735-ös együtthatóval.

Ez a számítási módszer messze nem a legbonyolultabb, és minimális időt és erőfeszítést igényel.

Ezzel a módszerrel kiszámítható a szivattyú motor teljesítménye.

Teljesítmény a levegő áramlásán keresztül

Az egység teljesítményét a légáramlás is meghatározhatja. Ez a számítási módszer azonban csak azoknak az autótulajdonosoknak áll rendelkezésre, akiknek fedélzeti számítógépe van telepítve, amely lehetővé teszi a légáramlás rögzítését 5,5 ezer fordulatnál harmadik sebességfokozatban.

A hozzávetőleges motorteljesítmény eléréséhez a fenti körülmények között kapott fogyasztást háromra kell osztani. A képlet így néz ki:

• P = G/3, ahol G a légáramlás.

Ez a számítás jellemzi a motor működését ideális körülmények között, vagyis anélkül, hogy figyelembe venné a sebességváltó veszteségeit, a harmadik fél fogyasztóit és az aerodinamikai húzást. A tényleges teljesítmény 10 vagy akár 20 alacsonyabb, mint a számított%.

Ennek megfelelően a légáramlás mennyiségét laboratóriumi körülmények között határozzák meg egy speciális állványon, amelyre az autó fel van szerelve.

A fedélzeti érzékelők leolvasása nagymértékben függ a szennyezettségtől és a kalibrálástól.

Ezért a motor teljesítményének kiszámítása a levegőfogyasztási adatok alapján messze nem a legpontosabb és leghatékonyabb, de nagyon alkalmas.

Teljesítmény az autó tömegén és a gyorsulási idő "száz"

Az autó súlyának és gyorsulási sebességének 100 km / h-ra történő kiszámítása az egyik legegyszerűbb módszer a tényleges motorteljesítmény kiszámításához, mivel az autó tömege és a bejelentett gyorsulási idő "száz" az autó útlevélparaméterei.

Ez a módszer bármilyen típusú üzemanyaggal – benzinnel, dízelüzemanyaggal, gázzal-működő motorok esetében releváns – mivel csak a gyorsulás dinamikáját veszi figyelembe.

A számítás során figyelembe kell venni a súlyt a jármű a vezetővel együtt hozzávetőleges adatok beszerzése. Annak érdekében, hogy a számítási eredmény a lehető legközelebb álljon a ténylegeshez, érdemes figyelembe venni a fékezésre, csúszásra fordított veszteségeket, valamint a sebességváltó reakciósebességét. A meghajtó típusa is szerepet játszik. Például az első kerék meghajtású autók körülbelül 0,5 másodpercet veszítenek az elején, a hátsókerék-meghajtású autók 0,3 másodpercről 0,4 másodpercre veszítenek.

Továbbra is találni egy számológépet a hálózaton, hogy kiszámítsa az autó teljesítményét a gyorsulási sebességen keresztül, adja meg a szükséges adatokat és kapjon választ. Nincs értelme matematikai számításokat adni, amelyeket a számológép készít, összetettségük miatt.

A számítások eredménye az egyik legpontosabb, közel a valósághoz.

Sokan úgy vélik, hogy ez a módszer az autó valós teljesítményének kiszámítására a legkényelmesebb, mivel az autótulajdonosoknak minimális erőfeszítést kell tenniük – a kísérlet tisztasága érdekében a gyorsulási sebességet 100 km/h-ra kell mérni, és további adatokat kell hozzáadni az automatikus.

Más típusú motorok

Nem titok, hogy a motorokat nemcsak autókban, hanem az iparban, sőt a mindennapi életben is használják. Különböző méretű motorok találhatók a gyárakban-hajtótengelyekben–, valamint a háztartási készülékekben, például egy automatikus húsdarálóban.

Néha szükség van az ilyen motorok valós teljesítményének kiszámítására. Az alábbiakban ismertetjük, hogyan kell ezt megtenni.

Azonnal érdemes megjegyezni, hogy a 3 fázisú motor teljesítményének kiszámítása a következőképpen történhet:

• P = M_nyomaték * n, ahol M_{a nyomaték} - nyomaték, n pedig a tengely forgási sebessége.

Aszinkron motor

Az aszinkron egység olyan eszköz, amelynek jellemzője, hogy az állórész által generált mágneses mező forgási frekvenciája mindig nagyobb, mint a rotor forgási frekvenciája.

Az aszinkron gép működési elve hasonló a transzformátor működési elvéhez. Az elektromágneses indukció törvényeit alkalmazzák (a tekercs időben változó áramlási kapcsolása EMF-et indukál benne) és ampereket (egy elektromágneses erő hat egy bizonyos hosszúságú vezetőre, amelyen keresztül egy áram áramlik egy bizonyos indukciós értékű mezőben).

Az aszinkron motor általában állórészből, rotorból, tengelyből és tartóból áll. Az állórész a következő fő összetevőket tartalmazza: tekercselés, mag, ház. A rotor egy magból és egy tekercsből áll.

Az aszinkron motor fő feladata, hogy az állórész tekercséhez szállított elektromos energiát mechanikai energiává alakítsa, amely eltávolítható a forgó tengelyről.

Aszinkron motor teljesítmény

A tudomány Műszaki területén háromféle hatalom létezik:

• teljes (S betűvel jelölve);
• aktív (P betű jelzi);
• a reaktív (Q betűvel jelölve).

A teljes teljesítmény olyan vektorként ábrázolható, amelynek valós és képzeletbeli része van (érdemes emlékezni a matematika komplex számokkal kapcsolatos szakaszára).

A valódi rész az aktív teljesítmény, amelyet olyan hasznos munkák elvégzésére fordítanak, mint a tengely forgása, valamint a hőtermelés.

A képzeletbeli részt a mágneses fluxus létrehozásában részt vevő reaktív teljesítmény fejezi ki (F betűvel jelölve).

Ez a mágneses fluxus, amely a működési elv az aszinkron egység, szinkron motor, DC gép és transzformátor.

A reaktív teljesítményt kondenzátorok töltésére használják, mágneses mezőt hoznak létre a fojtók körül.

Az aktív teljesítményt a feszültséggel rendelkező áram szorzataként számítják ki a teljesítménytényezővel:

• P = I * U * cos ~ .

A meddő teljesítményt a feszültséggel rendelkező áram szorzataként számítják ki a fázisban 90 db-tal eltolt teljesítménytényezővel. Ellenkező esetben írhatunk:

• Q = I * U * bűn.

A teljes teljesítmény értékét, ha emlékezünk arra, hogy vektorként ábrázolható, a Pitagorasz-tétel segítségével lehet kiszámítani, mint az aktív és meddő teljesítmény négyzetének összegének gyökerét:

• S = (P²+Q²)^1/2.

Ha általában kiszámítjuk a teljes teljesítmény képletet, kiderül, hogy S az áram és a feszültség szorzata:

• S = I * E.

A COS teljesítménytényező egy számszerűen egyenlő érték, amely megegyezik az aktív komponens teljes teljesítményhez viszonyított arányával. Ahhoz, hogy megtaláljuk a Sin-t, ismerve a COS-t, ki kell számolnunk a COS-t fokokban, és meg kell találnunk a szinuszát.

Ez a motor teljesítményének szabványos kiszámítása áram és feszültség szerint.

A 3 fázisú aszinkron egység teljesítményének kiszámítása

Az aszinkron 3 fázisú motor állórész tekercsének hasznos teljesítményének kiszámításához szorozzuk meg a fázisfeszültséget a fázisárammal és a teljesítménytényezővel, majd szorozzuk meg a kapott teljesítményértéket hárommal (a fázisok számával):

• P_{az állórész} = 3 * E_f * I_f * cos Enterprises.

A villamos energia kiszámítása. az aktív karakterű motort, vagyis a motor tengelyéről eltávolított teljesítményt a következőképpen állítják elő:

• P_kimenet = P_{az állórész} - P_veszteségek.

Aszinkron motorban a következő veszteségek fordulnak elő:

• Elektromos az állórész tekercsében;
• állórész mag acél;
• elektromos a rotor tekercsében;
• mechanikus;
• kiegészítő.

A háromfázisú motor teljesítményének kiszámításához egy reaktív karakterű állórész tekercsben össze kell adni az ilyen típusú teljesítmény három összetevőjét, nevezetesen:

• az állórész tekercsének szórási áramlásának létrehozásához felhasznált reaktív teljesítmény;
• a rotortekercs szórási áramlásának létrehozásához felhasznált reaktív teljesítmény;
• a fő áramlás létrehozásához felhasznált reaktív teljesítmény.

Az aszinkron motor meddő teljesítményét elsősorban váltakozó elektromágneses mező létrehozására fordítják, de a teljesítmény egy részét szórási áramlások létrehozására fordítják. A szórási áramlások gyengítik a fő mágneses fluxust és csökkentik a hatékonyság az aszinkron egység.

Jelenlegi kapacitás

Az aszinkron motor teljesítményének kiszámítása az aktuális adatok felhasználásával végezhető el. Ehhez kövesse az alábbi lépéseket:

1. A motor tápellátása.
2. Ampermérővel mérje meg az áramot minden körben.
3. Számítsa ki az átlagos áramértéket a második bekezdésben végzett mérések eredményei alapján.
4. Szorozzuk meg az áram átlagos értékét a feszültséggel. Meg fogja kapni a hatalmat.

A teljesítmény mindig az áram és a feszültség szorzataként számítható ki. At ugyanakkor fontos tudni, hogy mely értékeket kell figyelembe venni. Ebben az esetben U a tápfeszültség, állandó érték, én pedig attól függően változhat, hogy melyik tekercset (állórész vagy rotor) mérik az áramot, ezért meg kell választani annak átlagos értékét.

Teljesítmény méretek szerint

Az állórésznek számos különböző összetevője van, amelyek közül az egyik a mag. A motor teljesítményének méretek alapján történő kiszámításához kövesse az alábbi lépéseket:

1. Mérje meg a mag hosszát és átmérőjét.
2. Számítsa ki a C állandót, amelyet a további számítás során használnak. C = (6 * D * N)/(120 * f), ahol D a mag átmérője, n a tengely forgási sebessége, f a feszültségfrekvencia (leggyakrabban 50 Hz ipari frekvencia).
3. Számítsa ki a P teljesítményt a P = C * D képlettel² * l * n * 10^-6, ahol C a számított állandó, D A mag átmérője, n a tengely forgási sebessége, l a mag hossza.

Jobb, ha minden mérést és számítást maximális pontossággal végez, hogy az elektromos hajtómotor teljesítményének kiszámítása a lehető legközelebb legyen a valósághoz.

Vontatási teljesítmény

Az aszinkron motor teljesítménye a vonóerő értékével is meghatározható. Ehhez meg kell mérni a mag sugarát (minél pontosabb, annál jobb), rögzíteni kell azt a sebességet, amellyel az egység tengelye forog, valamint meg kell mérni a motor vonóerejét egy fékpad segítségével.

Minden adatot a következő képlettel kell helyettesíteni:

• P = 2 * Anavar * F * n * r, ahol F a húzóerő, n a tengely forgási sebessége, r a mag sugara.

Az aszinkron motor árnyalata

A fenti képletek, amelyeket a háromfázisú motor teljesítményének kiszámításához használnak, lehetővé teszik számunkra, hogy fontos következtetést vonjunk le arról, hogy a motorok különböző méretűek lehetnek, eltérő forgási sebességgel rendelkeznek, de végül azonos teljesítményűek.

Ez lehetővé teszi a tervezők számára, hogy olyan motormodelleket hozzanak létre, amelyek felhasználhatók a sokféle feltételek.

DC motor

Az egyenáramú motor olyan gép, amely az egyenáramból kapott elektromos energiát mechanikai energiává alakítja. Működésének elve kevés közös az aszinkron géppel.

Az egyenáramú motor állórészből, armatúrából és tartóból, valamint érintkezőkefékből és kollektorból áll.

Kollektor-olyan eszköz, amely a váltakozó áramot egyenárammá alakítja (és fordítva).

Az ilyen egység hasznos teljesítményének kiszámításához, amelyet bármilyen munka elvégzésére fordítanak, elegendő az armatúra EMF-jét az armatúra áramával megszorozni:

• P = E_a * I_a.

Mint látható, az egyenáramú motor teljesítményének kiszámítása sokkal egyszerűbb, mint az aszinkron motorban végzett számítások.