Atšķirība starp griezes momentu un jaudu ...
saturs
Atšķirība starp griezes momentu un jaudu ir jautājums, ko uzdod daudzi ziņkārīgi cilvēki. Un tas ir saprotams, jo šie divi dati ir vieni no visvairāk pētītajiem mūsu automašīnu tehnisko datu lapās. Tāpēc būtu interesanti pie tā pakavēties, pat ja tas ne vienmēr būs acīmredzamākais...
Vispirms precizēsim, ka pāris izpauž sevi Ņūtons. Skaitītājs un spēks iekšā Zirgspēks (kad mēs runājam par mašīnu, jo izmanto zinātni un matemātiku Vats)
Vai tiešām ir atšķirība?
Faktiski nebūs viegli atdalīt šos divus mainīgos, jo tie ir saistīti viens ar otru. Tas ir tāpat kā jautāt, kāda ir atšķirība starp maizi un miltiem. Nav lielas jēgas, jo milti ir maizes sastāvdaļa. Būtu labāk salīdzināt sastāvdaļas savā starpā (piemēram, ūdens un milti vienā šķipsniņā), nevis salīdzināt sastāvdaļu ar gatavo produktu.
Mēģināsim to visu izskaidrot, bet tajā pašā laikā skaidri norādīsim, ka jebkura jūsu palīdzība (izmantojot komentārus lapas apakšā) būs laipni gaidīta. Jo vairāk dažādu veidu, kā to izskaidrot, jo vairāk interneta lietotāji sapratīs saikni starp šiem diviem jēdzieniem.
Jauda ir rezultāts pārī (mazliet smags formulējums, es labi zinu...) rotācijas ātrumu.
Matemātiski tas dod sekojošo:
( π X Griezes moments Nm X režīmā) / 1000/30 = Jauda kW (kas nozīmē zirgspēku jaudu, ja vēlāk vēlamies izveidot "vairāk automobiļu koncepciju").
Šeit mēs sākam saprast, ka to salīdzināšana ir gandrīz absurds.
Griezes momenta / jaudas līknes izpēte
Nav nekā labāka par elektromotoru, lai pilnībā izprastu saikni starp griezes momentu un jaudu vai drīzāk to, kā pastāv saikne starp griezes momentu un ātrumu.
Paskatieties, cik loģiska ir elektromotora griezes momenta līkne, kas ir daudz vieglāk saprotama nekā siltumdzinēja līkne. Šeit mēs redzam, ka mēs nodrošinām nemainīgu un maksimālo griezes momentu apgriezienu sākumā, kas palielina jaudas līkni. Loģiski, jo lielāku spēku uzlieku uz griežamo asi, jo ātrāk tā griezīsies (un līdz ar to lielāka jauda). Savukārt, griezes momentam samazinoties (kad arvien mazāk spiežu uz rotējošo asi, tik un tā turpinot spiest), jaudas līkne sāk samazināties (lai gan griešanās ātrums turpina samazināties). Palielināt). Būtībā griezes moments ir "paātrinājuma spēks", un jauda ir summa, kas apvieno šo spēku un kustīgās daļas rotācijas ātrumu (leņķiskais ātrums).
Vai pārim tas viss izdodas?
Daži cilvēki salīdzina motorus tikai pēc to griezes momenta vai gandrīz. Patiesībā tas ir malds ...
Piemēram, ja es salīdzinu benzīna dzinēju, kas attīsta 350 Nm pie 6000 apgr./min, ar dīzeļdzinēju, kas attīsta 400 Nm pie 3000 apgr./min, mēs varētu domāt, ka tieši dīzelim būs vislielākais paātrinājuma spēks. Nu nē, bet atgriezīsimies startā, galvenais jau spēks! Motoru salīdzināšanai jāizmanto tikai jauda (ideālā gadījumā ar līknēm... Jo liela maksimālā jauda vēl nav viss!).
Patiešām, lai gan griezes moments norāda tikai maksimālo griezes momentu, jauda ietver griezes momentu un motora apgriezienu skaitu, tāpēc mums ir visa informācija (tikai griezes moments ir tikai daļēja norāde).
Ja mēs atgriežamies pie mūsu piemēra, tad varam teikt, ka dīzeļdegviela var lepoties, dodot 400 Nm pie 3000 apgriezieniem minūtē. Bet nevajadzētu aizmirst, ka pie 6000 apgriezieniem minūtē tas noteikti nespēs piegādāt vairāk par 100 Nm (izlaidīsim faktu, ka nafta nevar sasniegt 6000 tonnas), savukārt benzīns ar šādu ātrumu joprojām var piegādāt 350 Nm. Šajā piemērā mēs salīdzinām 200 ZS dīzeļdzinēju. ar benzīna dzinēju 400 ZS (skaitļi, kas iegūti no norādītajiem griezes momentiem), no viena līdz divkāršam.
Mēs vienmēr atceramies, ka jo ātrāk objekts pagriežas (vai virzās uz priekšu), jo grūtāk ir panākt, lai tas vienmērīgi uzņem ātrumu. Tādējādi dzinējs, kas pie lieliem apgriezieniem attīsta ievērojamu griezes momentu, parāda, ka tam ir vēl lielāka jauda un resursi!
Skaidrojums ar piemēru
Man bija neliela ideja mēģināt to visu izdomāt, cerot, ka tas nav tik slikti. Vai esat kādreiz mēģinājis ar pirkstiem apturēt mazjaudas elektromotoru (mazs ventilators, elektromotors Mecano komplektā, kad bijāt mazs utt.).
Tas var ātri griezties (teiksim, 240 apgr./min vai 4 apgriezieni sekundē), mēs varam to viegli apturēt, to īpaši nesabojājot (tas nedaudz sit, ja ir dzenskrūves lāpstiņas). Tas ir tāpēc, ka tā griezes moments nav ļoti svarīgs un līdz ar to arī jauda (tas attiecas uz maziem rotaļlietu un citu mazu piederumu elektromotoriem).
No otras puses, ja ar tādu pašu ātrumu (240 apgr./min) es nevaru to apturēt, tas nozīmē, ka tā griezes moments būs lielāks, kas arī novedīs pie lielākas galīgās jaudas (abi ir matemātiski saistīti, tas ir kā saziņas kuģi). Bet ātrums palika nemainīgs. Tātad, palielinot motora griezes momentu, es palielinu tā jaudu, jo aptuveni
pāris
X
Rotācijas ātrums
= Jauda... (patvaļīgi vienkāršota formula, lai palīdzētu saprast: Pi un daži augšējā formulā redzamie mainīgie ir noņemti)
Tātad par tādu pašu jaudu (teiksim 5 W, bet kam tas interesē) es varu iegūt:
- Motors, kas griežas lēni (piemēram, 1 apgrieziens sekundē) ar lielu griezes momentu, kuru būs nedaudz grūtāk apturēt ar pirkstiem (tas nedarbojas ātri, bet tā augstais griezes moments piešķir tam ievērojamu spēku)
- Vai motors, kas darbojas ar 4 apgriezieniem minūtē, bet ar mazāku griezes momentu. Šeit zemāku griezes momentu kompensē lielāks ātrums, kas nodrošina lielāku inerci. Bet apstāties ar pirkstiem būs vieglāk, neskatoties uz lielāku ātrumu.
Galu galā diviem motoriem ir vienāda jauda, taču tie nedarbojas vienādi (jauda nāk dažādos veidos, taču piemērs tam nav īpaši reprezentatīvs, jo tas ir ierobežots līdz noteiktam ātrumam. Automašīnā ātrums mainās visu laiku, kas rada slaveno jaudas un griezes momenta līkņu momentu). Viens griežas lēni, bet otrs ātri ... Tā ir neliela atšķirība starp dīzeļdegvielu un benzīnu.
Un tāpēc kravas automašīnas darbojas ar dīzeļdegvielu, jo dīzeļdegvielai ir liels griezes moments, kaitējot tā rotācijas ātrumam (maksimālais motora apgriezienu skaits ir daudz zemāks). Patiešām, ir jāspēj virzīties uz priekšu, neskatoties uz ļoti smago piekabi, bez bļaustīšanās ar motoru, kā tas ir ar benzīnu (būtu jākāpj torņos un jāspēlē ar sajūgu kā trakam). Dīzeļdegviela pārraida maksimālo griezes momentu pie zemiem apgriezieniem, kas atvieglo vilkšanu un ļauj pacelties no stāvoša transportlīdzekļa.
Saikne starp jaudu, griezes momentu un motora apgriezienu skaitu
Šeit ir tehniskā informācija, ko lietotājs ir kopīgojis komentāru sadaļā. Man šķiet saprātīgi to ievietot tieši rakstā.
Lai nesarežģītu problēmu ar fiziskajiem daudzumiem:
Jauda ir griezes momenta uz kloķvārpstas un kloķvārpstas ātruma reizinājums radiānos/sek.
(atcerieties, ka 2 kloķvārpstas apgriezieniem pie 6.28 ° ir 1 * pi radiāni = 360 radiāni.
Tātad P = M * W
P -> jauda [W]
M -> griezes moments [Nm] (ņūtonmetrs)
W (omega) — leņķiskais ātrums radiānos/s W = 2 * Pi * F
Ar Pi = 3.14159 un F = kloķvārpstas ātrums t / s.
Praktisks piemērs
Motora griezes moments M: 210 Nm
Motora apgriezieni: 3000 apgr./min -> frekvence = 3000/60 = 50 apgr./min
W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 radiāni / s
Fināls Au: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW
Pārvēršana CV (zirgspēki) 1 ZS = 736 W
CV mēs iegūstam 65940 W / 736 W = 89.6 CV.
(Atgādiniet, ka 1 zirgspēks ir zirga vidējā jauda, kas darbojas nepārtraukti bez apstāšanās (mehānikā to sauc par nominālo jaudu).
Tātad, runājot par 150 ZS automašīnu, ir jāpalielina motora apgriezienu skaits līdz 6000 apgriezieniem minūtē ar griezes momentu, kas paliek ierobežots vai pat nedaudz samazināts līdz 175 Nm.
Pateicoties pārnesumkārbai, kas ir griezes momenta pārveidotājs, un diferenciālam, griezes moments ir palielinājies aptuveni 5 reizes.
Piemēram, pirmajā pārnesumā motora griezes moments pie kloķvārpstas 1 Nm dos 210 Nm * 210 = 5 Nm pie 1050 cm spieķa riteņa malas, tas dos vilkšanas spēku 30 Nm / 1050 m = 0.3 Nm .
Fizikā F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = Zemes paātrinājums 9.81 m / s2 1G)
Tādējādi 1 N atbilst 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg spēka.
3500 N * 0.102 = 357 kg spēks, kas stumj automašīnu augšup pa stāvu nogāzi.
Es ceru, ka šie daži skaidrojumi stiprinās jūsu zināšanas par jaudas un mehāniskā griezes momenta jēdzieniem.
