Разликата между въртящ момент и мощност ...

Разликата между въртящ момент и мощност е въпрос, който си задават много любопитни хора. И това е разбираемо, тъй като тези две данни са сред най-проучваните в техническите листове на нашите автомобили. Така че би било интересно да се спрем на това, дори и да не е непременно най-очевидното...

Първо, нека изясним, че двойката изразява себе си Нютон. Метър и сила вътре Конски сили (когато говорим за машина, защото науката и математиката използват ват)

Наистина ли е разлика?

Всъщност няма да е лесно да се разделят тези две променливи, тъй като те са свързани една с друга. Все едно да попитате каква е разликата между хляб и брашно. Няма много смисъл, защото брашното е част от хляба. Би било по-добре да сравнявате съставките една с друга (напр. вода срещу брашно в щипка), отколкото да сравнявате съставка с готов продукт.

Нека се опитаме да обясним всичко това, но в същото време да кажем ясно, че всяка помощ от ваша страна (чрез коментарите в долната част на страницата) ще бъде добре дошла. Колкото повече различни начини има да го обясним, толкова повече интернет потребителите ще разберат връзката между тези две понятия.

Мощността е резултат от сдвояване (малко тежка формулировка, знам добре...) скорост на въртене.

Математически това дава следното:

( π X Въртящ момент в Nm X режим) / 1000/30 = Мощност в kW (което се изразява в конски сили, ако по -късно искаме да имаме „по -автомобилна концепция“).

Тук започваме да разбираме, че сравняването им е почти глупост.

Изучаване на кривата на въртящия момент / мощност

Няма нищо по-добро от електрически двигател, за да разберете напълно връзката между въртящия момент и мощността, или по-скоро как има връзка между въртящия момент и скоростта.

Вижте колко логична е кривата на въртящия момент на електрически мотор, която е много по-лесна за разбиране от кривата на топлинен двигател. Тук виждаме, че осигуряваме постоянен и максимален въртящ момент в началото на оборота, което увеличава кривата на мощността. Логично, колкото повече сила прилагам върху въртяща се ос, толкова по-бързо ще се върти (и следователно повече мощност). От друга страна, когато въртящият момент намалява (когато натискам все по-малко и по-малко върху въртящата се ос, продължавайки да натискам така или иначе), кривата на мощността започва да намалява (въпреки че скоростта на въртене продължава да намалява). Нараства). По същество въртящият момент е „ускорителната сила“, а мощността е сумата, която съчетава тази сила и скоростта на въртене на движещата се част (ъглова скорост).

Успява ли двойката във всичко това?

Някои хора сравняват двигателите само за техния въртящ момент или почти. Всъщност това е заблуда...

Например, ако сравня бензинов двигател, който развива 350 Нм при 6000 об/мин с дизелов двигател, който развива 400 Нм при 3000 об/мин, може да си помислим, че именно дизелът ще има най-голяма сила на ускорение. Е, не, но ще се върнем към началото, основното е силата! За сравняване на двигатели трябва да се използва само мощност (в идеалния случай с криви…Защото високата пикова мощност не е всичко!).

Всъщност, докато въртящият момент показва само максималния въртящ момент, мощността включва въртящ момент и оборотите на двигателя, така че имаме цялата информация (само въртящият момент е само частична индикация).

Ако се върнем към нашия пример, тогава можем да кажем, че дизелът може да се гордее, като дава 400 Нм при 3000 об / мин. Но не забравяйте, че при 6000 оборота в минута определено няма да може да достави повече от 100 Nm (нека пропуснем факта, че маслото не може да достигне 6000 тона), докато бензинът все още може да достави 350 Nm при тази скорост. В този пример сравняваме дизелов двигател с мощност 200 к.с. с бензинов двигател 400 к.с. (цифри, получени от цитирани въртящи моменти) единични до двойни.

Винаги помним, че колкото по -бързо един обект се върти (или се движи напред), толкова по -трудно е да го накараме дори да набере скорост. Така двигател, който развива значителен въртящ момент при високи обороти показва, че има още повече мощност и ресурси!

Обяснение с пример

Имах малка идея да опитам да разбера всичко, надявайки се, че не е толкова лошо. Опитвали ли сте някога да спрете с пръсти електромотор с ниска мощност (малък вентилатор, електрически мотор в комплекта Mecano, когато сте били малки и т.н.).

Той може да се върти бързо (да речем 240 оборота в минута или 4 оборота в секунда), лесно можем да го спрем, без да го повредим много (той бичи малко, ако има лопатки на витлото). Това е така, защото въртящият му момент не е много важен и следователно мощността му (това се отнася за малки електродвигатели за играчки и други малки аксесоари).

От друга страна, ако при една и съща скорост (240 об / мин) не мога да го спра, това означава, че въртящият му момент ще бъде по -голям, което също ще доведе до по -голяма крайна мощност (и двата са математически свързани, това е като общуващи кораби). Но скоростта остана същата. Така че, увеличавайки въртящия момент на двигателя, увеличавам мощността му, тъй като приблизително

Двойка

X

Скорост на въртене

= Мощност... (произволно опростена формула, за да се разбере: Pi и някои от променливите, видими в горната формула, са премахнати)

Така че за същата дадена мощност (да речем 5W, но на кого му пука) мога да получа едно от двете:

• Мотор, който се върти бавно (например 1 оборот в секунда) с висок въртящ момент, който ще бъде малко по -трудно да спрете с пръсти (той не работи бързо, но високият му въртящ момент му придава значителна сила)
• Или двигател, работещ при 4 оборота в минута, но с по -малък въртящ момент. Тук по-ниският въртящ момент се компенсира от по-високата скорост, което му придава повече инерция. Но спирането с пръсти ще бъде по -лесно въпреки по -високата скорост.

В крайна сметка, два двигателя имат еднаква мощност, но не работят еднакво (мощността идва по различни начини, но примерът не е много представителен за това, тъй като е ограничен до дадена скорост. В автомобила скоростта се променя през цялото време, което поражда известния момент на кривите на мощността и въртящия момент). Единият се върти бавно, а другият бързо ... Това е малка разлика между дизела и бензина.

И затова камионите работят с дизелово гориво, защото дизелът има висок въртящ момент, в ущърб на скоростта на въртене (максималните обороти на двигателя са много по-ниски). Наистина е необходимо да може да се движи напред, въпреки много тежкото ремарке, без да се кара двигателя, както е при бензина (човек ще трябва да се катери по кулите и да си играе със съединителя като луд). Дизелът предава максимален въртящ момент при ниски обороти, което улеснява тегленето и позволява излитане от неподвижен автомобил.

Връзка между мощност, въртящ момент и обороти на двигателя

Ето техническите данни, които потребителят е споделил в секцията за коментари. Струва ми се разумно да го вмъкна директно в статията.

За да не усложнявате проблема с физическите количества:

Мощността е произведението на въртящия момент на коляновия вал и скоростта на коляновия вал в радиани/сек.

(не забравяйте, че за 2 оборота на коляновия вал при 6.28 ° има 1 * pi радиана = 360 радиана.

Така че P = M * W

P -> мощност в [W]

M -> въртящ момент в [Nm] (нютон метър)

W (омега) - ъглова скорост в радиани / сек W = 2 * Pi * F

С Pi = 3.14159 и F = оборотите на коляновия вал в t / s.

Практически пример

Въртящ момент на двигателя M: 210 Nm

Скорост на двигателя: 3000 rpm -> честота = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 радиана / s

Краен Au: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW

Преобразуване в CV (конски сили) 1 к.с. = 736 W

В CV получаваме 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Припомнете си, че 1 конска сила е средната мощност на кон, който работи непрекъснато без спиране (в механиката това се нарича номинална мощност).

Така че, когато говорим за автомобил със 150 к.с., е необходимо да се увеличи оборотите на двигателя до 6000 об/мин с въртящ момент, който остава ограничен или дори леко намален до 175 Nm.

Благодарение на скоростната кутия, която е преобразувател на въртящ момент, и диференциала, имаме увеличение на въртящия момент от около 5 пъти.

Например, на 1 -ва предавка, въртящият момент на двигателя при коляновия вал от 210 Nm ще даде 210 Nm * 5 = 1050 Nm на ръба на 30 -сантиметрово колело, това ще даде издърпваща сила от 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm .

Във физиката F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = ускорението на Земята 9.81 m / s2 1G)

Така 1 N съответства на 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg сила.

3500 N * 0.102 = 357 kg сила, която бута колата нагоре по стръмен склон.

Надявам се тези няколко обяснения да засилят познанията ви за концепциите за мощност и механичен въртящ момент.