Kādam ir jāaprēķina motora bloka jauda, lai aprēķinātu automašīnas nodokli. Dažiem ir svarīgi neatkarīgi aprēķināt kompresora dzinēja jaudu. Ir svarīgi, lai kāds precīzi zinātu mašīnas jaudu, lai to salīdzinātu ar deklarēto. Kopumā jaudas aprēķināšana un dzinēja izvēle ir divi neatdalāmi procesi.
Šie nav vienīgie iemesli, kāpēc autobraucēji cenšas neatkarīgi aprēķināt savu automašīnu dzinēju jaudu. To ir diezgan grūti izdarīt bez aprēķinam nepieciešamajām formulām. Tie tiks doti šajā rakstā, lai katrs autobraucējs varētu pats aprēķināt, cik liela ir viņa mašīnas reālā dzinēja jauda.
Ievads
Ir vismaz četri izplatīti veidi, kā aprēķināt iekšdedzes dzinēja jaudu. Šajās metodēs tiek izmantoti šādi piedziņas bloka parametri:
- Apgrozījums.
- Skaļums.
- Pagriešanāsmirklis.
- Efektīvs spiediens sadegšanas kamerā.
Aprēķiniem ir jāzina automašīnas svars, kā arī paātrinājuma laiks līdz 100 km/h.
Katrā no tālāk norādītajām dzinēja jaudas aprēķināšanas formulām ir zināma kļūda, un tā nevar sniegt 100% precīzu rezultātu. Tas vienmēr jāņem vērā, analizējot saņemtos datus.
Ja aprēķina jaudu, izmantojot visas formulas, kas tiks aprakstītas rakstā, jūs varat uzzināt motora reālās jaudas vidējo vērtību, un neatbilstība faktiskajam rezultātam būs ne vairāk kā 10 %.
Ja neņemam vērā dažādus zinātniskos smalkumus, kas saistīti ar tehnisko jēdzienu definēšanu, tad varam teikt, ka jauda ir enerģija, ko ģenerē dzinējspēks un pārvērš griezes momentā uz vārpstas. Tajā pašā laikā jauda ir mainīga vērtība, un tās maksimālā vērtība tiek sasniegta pie noteikta vārpstas griešanās ātruma (norādīts pases datos).
Mūsdienu iekšdedzes dzinējos maksimālā jauda tiek sasniegta pie 5, 5-6, 6 tūkstošiem apgriezienu minūtē. To novēro pie augstākās vidējās efektīvās spiediena vērtības cilindros. Šī spiediena vērtība ir atkarīga no šādiem parametriem:
- degvielas maisījuma kvalitāte;
- Sadegšanas pabeigšana;
- degvielas zudums.
Jaudu kā fizisku lielumu mēra vatos, savukārt automobiļu rūpniecībā to mēra zirgspēkos. Aprēķini, kas aprakstīti tālāk norādītajās metodēs, sniegs rezultātus kilovatos, tad tie būs jāpārvērš zirgspēkos, izmantojotīpašs kalkulators-konvertētājs.
Jauda ar griezes momentu
Viens no veidiem, kā aprēķināt jaudu, ir noteikt motora griezes momenta atkarību no apgriezienu skaita.
Jebkurš mirklis fizikā ir spēka produkts uz tā piemērošanas pleca. Griezes moments ir reizinājums spēkam, ko dzinējs var attīstīt, lai pārvarētu slodzes pretestību, izmantojot tā pielietojuma plecu. Šis parametrs nosaka, cik ātri motors sasniedz maksimālo jaudu.
Griezes momentu var definēt kā attiecību starp darba tilpumu un vidējo efektīvo spiedienu sadegšanas kamerā pret 0,12566 (konstante):
- M=(Vstrādā Pefektīvs)/0, 12566, kur Vstrādā– dzinēja darba tilpums [l], Pefektīvs – efektīvais spiediens sadegšanas kamerā [bar].
Dzinēja apgriezienu skaits raksturo kloķvārpstas griešanās ātrumu.
Izmantojot dzinēja griezes momenta un apgriezienu skaita vērtības, var izmantot šādu dzinēja jaudas aprēķina formulu:
P=(Mn)/9549, kur M ir griezes moments [Nm], n ir vārpstas ātrums [apgr./min.], 9549 ir proporcionalitātes koeficients
Aprēķinātā jauda tiek mērīta kilovatos. Lai aprēķināto vērtību pārvērstu zirgspēkos, rezultāts jāreizina ar proporcionalitātes koeficientu 1, 36.
Šī aprēķina metode sastāv tikai no divu elementāru formulu izmantošanas, tāpēc to uzskata par vienu no vienkāršākajām. Tiesa, jūs varat darīt vairākvienkāršāk un izmantojiet tiešsaistes kalkulatoru, kurā jāievada noteikti dati par automašīnu un tās motora bloku.
Ir vērts atzīmēt, ka šī dzinēja jaudas aprēķināšanas formula ļauj aprēķināt tikai to jaudu, kas tiek iegūta pie dzinēja izejas, nevis to, kas faktiski nonāk pie automašīnas riteņiem. Kāda ir atšķirība? Kamēr jauda (ja jūs to domājat par plūsmu) sasniedz riteņus, tā piedzīvo zaudējumus, piemēram, sadales korpusā. Būtiska loma ir arī tādiem sekundāriem patērētājiem kā gaisa kondicionieris vai ģenerators. Nevar nepieminēt zaudējumus, lai pārvarētu celšanas, ripošanas, kā arī aerodinamisko pretestību.
Šo trūkumu daļēji kompensē citu aprēķina formulu izmantošana.
Jauda caur dzinēja tilpumu
Ne vienmēr ir iespējams noteikt dzinēja griezes momentu. Dažreiz automašīnu īpašnieki pat nezina šī parametra vērtību. Šajā gadījumā piedziņas bloka jaudu var atrast, izmantojot motora tilpumu.
Lai to izdarītu, vienības tilpums jāreizina ar kloķvārpstas ātrumu, kā arī ar vidējo efektīvo spiedienu. Iegūtā vērtība ir jādala ar 120:
- P=(VnPefektīvs)/120, kur V ir dzinēja darba tilpums [cm3], n ir ātrums kloķvārpstas griešanās [apgr./min.], Pefektīvais – vidējais efektīvais spiediens [MPA], 120 – konstants, proporcionalitātes koeficients.
Šādi tiek aprēķināta automašīnas dzinēja jaudaizmantojot skaļuma mērvienību.
Visbiežāk Pefektīvs vērtība standarta parauga benzīna dzinējos svārstās no 0,82 MPa līdz 0,85 MPa, piespiedu dzinējiem - 0,9 MPa, bet dīzeļa agregātos spiediena vērtība ir no 0,9 MPa līdz 2,5 MPa.
Izmantojot šo formulu, lai aprēķinātu motora reālo jaudu, lai pārvērstu kW uz ZS. s., iegūtā vērtība ir jādala ar koeficientu, kas vienāds ar 0, 735.
Šī aprēķina metode arī ir tālu no vissarežģītākajām un prasa minimālu laiku un pūles.
Izmantojot šo metodi, varat aprēķināt sūkņa motora jaudu.
Jauda caur gaisa plūsmu
Ierīces jaudu var noteikt arī pēc gaisa plūsmas. Tiesa, šī aprēķina metode ir pieejama tikai tiem automašīnu īpašniekiem, kuriem ir uzstādīts borta dators, kas ļauj reģistrēt gaisa patēriņu pie 5,5 tūkstošiem apgriezienu trešajā pārnesumā.
Lai iegūtu aptuveno dzinēja jaudu, iepriekš minētajos apstākļos iegūto patēriņu nepieciešams dalīt ar trīs. Formula izskatās šādi:
P=G/3, kur G ir gaisa plūsmas ātrums
Šis aprēķins raksturo dzinēja darbību ideālos apstākļos, tas ir, neņemot vērā transmisijas zudumus, trešo pušu patērētājus un aerodinamisko pretestību. Reālā jauda ir par 10 vai pat 20% mazāka nekā aprēķinātā.
Attiecīgi gaisa plūsmas daudzumu nosaka laboratorijā uz speciāla stenda, uz kura tiek uzstādīta automašīna.
Borta sensoru rādījumi ir ļoti atkarīgi no to piesārņojumaun no kalibrēšanas.
Tāpēc dzinēja jaudas aprēķināšana, pamatojoties uz gaisa patēriņa datiem, nebūt nav visprecīzākā un efektīvākā, taču tā ir diezgan piemērota aptuvenu datu iegūšanai.
Jaudu caur automašīnas masu un paātrinājuma laiku līdz "simtiem"
Aprēķins, izmantojot automašīnas svaru un tās paātrinājuma ātrumu līdz 100 km/h, ir viena no vienkāršākajām metodēm dzinēja reālās jaudas aprēķināšanai, jo automašīnas svars un deklarētais paātrinājuma laiks līdz "simtiem " ir automašīnas pases parametri.
Šī metode attiecas uz dzinējiem, kas darbojas ar jebkura veida degvielu – benzīnu, dīzeļdegvielu, gāzi –, jo tā ņem vērā tikai paātrinājuma dinamiku.
Aprēķinot jāņem vērā transportlīdzekļa svars kopā ar vadītāju. Tāpat, lai aprēķina rezultātu maksimāli pietuvinātu reālajam, ir vērts ņemt vērā zaudējumus, kas tiek iztērēti bremzēšanai, izslīdēšanai, kā arī ātrumkārbas reakcijas ātrumu. Savu lomu spēlē arī piedziņas veids. Piemēram, priekšpiedziņas automašīnas startā zaudē apmēram 0,5 sekundes, bet aizmugurējās piedziņas automašīnas – no 0,3 sekundēm līdz 0,4 sekundēm.
Atliek tīklā atrast kalkulatoru, lai aprēķinātu automašīnas jaudu caur paātrinājuma ātrumu, ievadītu nepieciešamos datus un saņemtu atbildi. Nav jēgas sniegt matemātiskos aprēķinus, ko kalkulators veic, to sarežģītības dēļ.
Aprēķina rezultāts būs viens no precīzākajiem, tuvu reālajam.
Šo automašīnas reālās jaudas aprēķināšanas metodi daudzi uzskata par ērtāko, jo automašīnu īpašniekiem būs jāpieliek minimālas pūles - lai izmērītu paātrinājuma ātrumu līdz100 km/h un ievadiet papildu datus automātiskajā kalkulatorā.
Citi dzinēju veidi
Nav noslēpums, ka dzinējus izmanto ne tikai automašīnās, bet arī rūpniecībā un pat ikdienā. Rūpnīcās var atrast dažādu izmēru motorus - piedziņas vārpstas - un sadzīves tehnikā, piemēram, automātiskajās gaļas mašīnās.
Dažreiz ir jāaprēķina šādu dzinēju reālā jauda. Tālāk ir aprakstīts, kā to izdarīt.
Tūlīt ir vērts atzīmēt, ka 3 fāžu motora jaudas aprēķinu var veikt šādi:
- P=Mtorquen, kur Mtorque ir griezes moments un n ir vārpstas ātrums.
Asinhronais motors
Asinhronā iekārta ir ierīce, kuras īpatnība ir tāda, ka tā statora radītā magnētiskā lauka griešanās frekvence vienmēr ir lielāka par tā rotora griešanās frekvenci.
Asinhronās mašīnas darbības princips ir līdzīgs transformatora darbības principam. Tiek piemēroti elektromagnētiskās indukcijas likumi (tinuma laikā mainīgā plūsmas saite inducē tajā EML) un ampēru (elektromagnētiskais spēks iedarbojas uz noteikta garuma vadītāju, caur kuru plūst strāva laukā ar noteiktu vērtību no indukcijas).
Asinhronais motors parasti sastāv no statora, rotora, vārpstas un balsta. Stators ietver šādas galvenās sastāvdaļas: tinumu, serdi, korpusu. Rotors sastāv no serdes un tinuma.
Asinhronā motora galvenais uzdevums ir pārveidotelektrisko enerģiju, kas tiek piegādāta statora tinumam, pārvērš mehāniskajā enerģijā, ko var noņemt no rotējošas vārpstas.
Asinhronā motora jauda
Zinātņu tehniskajā jomā ir trīs spēka veidi:
- pilns (apzīmēts ar burtu S);
- aktīvs (apzīmēts ar burtu P);
- reaktīvs (apzīmēts ar burtu Q).
Kopējo jaudu var attēlot kā vektoru, kuram ir reālā un iedomātā daļa (ir vērts atcerēties matemātikas sadaļu, kas saistīta ar kompleksajiem skaitļiem).
Reālā daļa ir aktīvā jauda, kas tiek tērēta lietderīgam darbam, piemēram, vārpstas rotēšanai, kā arī siltuma radīšanai.
Iedomāto daļu izsaka ar reaktīvo jaudu, kas piedalās magnētiskās plūsmas radīšanā (apzīmē ar burtu F).
Tā ir magnētiskā plūsma, kas ir asinhronās vienības, sinhronā motora, līdzstrāvas iekārtas un transformatora darbības principa pamatā.
Reaktīvā jauda tiek izmantota, lai uzlādētu kondensatorus, radītu magnētisko lauku ap droseles.
Aktīvā jauda tiek aprēķināta kā strāvas un sprieguma un jaudas koeficienta reizinājums:
P=IUcosφ
Reaktīvā jauda tiek aprēķināta kā strāvas un sprieguma un jaudas koeficienta 90° ārpusfāzes reizinājums. Pretējā gadījumā varat rakstīt:
Q=IUsinφ
Kopējās jaudas vērtība, ja atceraties, ka to var attēlot kā vektoru,var aprēķināt, izmantojot Pitagora teorēmu kā aktīvās un reaktīvās jaudas kvadrātu saknes summu:
S=(P2+Q2)1/2.
Ja aprēķinām kopējās jaudas formulu vispārīgā formā, izrādās, ka S ir strāvas un sprieguma reizinājums:
S=IU
Jaudas koeficients cosφ ir vērtība, kas skaitliski vienāda ar aktīvā komponenta attiecību pret šķietamo jaudu. Lai atrastu sinφ, zinot cosφ, jums jāaprēķina φ vērtība grādos un jāatrod tā sinuss.
Šis ir standarta motora jaudas aprēķins, kura pamatā ir strāva un spriegums.
Trīsfāzu asinhronās vienības jaudas aprēķins
Lai aprēķinātu lietderīgo jaudu asinhronā 3 fāzu motora statora tinumam, reiziniet fāzes spriegumu ar fāzes strāvu un jaudas koeficientu un iegūto jaudas vērtību reiziniet ar trīs (ar fāžu skaitu).:
- Pstators=3UfIfcosφ.
Jaudas aprēķins el. aktīva motora, tas ir, jauda, kas tiek noņemta no motora vārpstas, tiek ražota šādi:
- Poutput=Pstators – Pzaudējums.
Asinhronā motorā rodas šādi zudumi:
- elektrība statora tinumā;
- statora serdes tēraudā;
- elektriska rotora tinumā;
- mehāniska;
- papildu.
Lai aprēķinātu trīsfāzu motora jaudu statora tinumā ar reaktīvoraksturs, ir jāpievieno trīs šāda veida jaudas komponenti, proti:
- reaktīvā jauda, kas patērēta, lai radītu statora tinuma noplūdes plūsmu;
- reaktīvā jauda, kas patērēta, lai radītu rotora tinuma noplūdes plūsmu;
- reaktīvā jauda, kas izmantota, lai izveidotu galveno straumi.
Asinhronā motora reaktīvā jauda galvenokārt tiek tērēta mainīga elektromagnētiskā lauka radīšanai, bet daļa jaudas tiek tērēta izkliedētu plūsmu radīšanai. Izkliedētās plūsmas vājina galveno magnētisko plūsmu un samazina asinhronās vienības efektivitāti.
Pašreizējā jauda
Asinhronā motora jaudas aprēķināšanu var veikt, izmantojot pašreizējos datus. Lai to izdarītu, veiciet šīs darbības:
- Ieslēdziet motoru.
- Izmēriet strāvu katrā pagriezienā, izmantojot ampērmetru.
- Aprēķiniet vidējo strāvas vērtību, pamatojoties uz otrajā rindkopā veikto mērījumu rezultātiem.
- Reiziniet vidējo strāvu ar spriegumu. Iegūstiet spēku.
Jaudu vienmēr var aprēķināt kā strāvas un sprieguma reizinājumu. Šajā gadījumā ir svarīgi zināt, kuras U un I vērtības būtu jāņem. Šajā gadījumā U ir barošanas spriegums, tā ir nemainīga vērtība, un es varu mainīties atkarībā no tā, uz kura tinuma (statora vai rotora) tiek mērīta strāva, tāpēc ir jāizvēlas tā vidējā vērtība.
Jauda pēc izmēra
Statoram ir daudz dažādu sastāvdaļu, no kurām viena ir kodols. Lai aprēķinātu dzinēja jaudu arizmantojot izmērus, rīkojieties šādi:
- Izmēriet serdes garumu un diametru.
- Aprēķiniet konstanti C, kas tiks izmantota turpmākajos aprēķinos. C=(πDn)/(120f)
- Aprēķiniet jaudu P, izmantojot formulu P=CD2ln10-6, kur C ir aprēķinātā konstante, D ir serdes diametrs, n ir vārpstas griešanās ātrums, l ir serdes garums.
Labāk visus mērījumus un aprēķinus veikt ar maksimālu precizitāti, lai elektropiedziņas motora jaudas aprēķins būtu pēc iespējas tuvāks realitātei.
Vilces jauda
Asinhronā motora jaudu var noteikt arī, izmantojot vilces spēka vērtību. Lai to izdarītu, jums būs jāizmēra serdes rādiuss (jo precīzāks, jo labāk), jānosaka vienības vārpstas rotācijas ātrums, kā arī jāmēra dzinēja vilces spēks, izmantojot dinamometru.
Visi dati ir jāaizstāj ar šādu formulu:
P=2πFnr, kur F ir vilces spēks, n ir vārpstas griešanās ātrums, r ir serdes rādiuss
Asinhronā motora nianses
Visas iepriekš minētās formulas, ko izmanto trīsfāzu motora jaudas aprēķināšanai, ļauj izdarīt svarīgu secinājumu, ka motori var būt dažāda izmēra, tiem var būt dažādi apgriezieni, bet galu galā tiem ir vienāda jauda.
Tas ļaujdizaineriem, lai izveidotu dzinēju modeļus, kurus var izmantot visdažādākajos apstākļos.
līdzstrāvas motors
Līdzstrāvas motors ir iekārta, kas no līdzstrāvas saņemto elektrisko jaudu pārvērš mehāniskā strāvā. Tās darbības principam ir maz sakara ar asinhrono mašīnu.
Līdzstrāvas motors sastāv no statora, armatūras un balsta, kā arī kontaktbirstes un komutatora.
Kolektors - ierīce, kas pārveido maiņstrāvu līdzstrāvā (un otrādi).
Lai aprēķinātu šādas vienības lietderīgo jaudu, kas tiek iztērēta jebkura darba veikšanai, pietiek armatūras EMF reizināt ar armatūras strāvu:
- P=EaIa.
Kā redzat, līdzstrāvas motora jaudas aprēķins ir daudz vienkāršāks nekā aprēķini, kas veikti ar asinhrono motoru.
