Pengiraan kuasa enjin: kaedah dan formula yang diperlukan

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-15 17:28

Seseorang perlu mengira kuasa unit motor untuk mengira cukai kereta. Adalah penting bagi sesetengah orang untuk mengira kuasa enjin pemampat secara bebas. Adalah penting bagi seseorang untuk mengetahui dengan tepat kuasa mesin untuk membandingkannya dengan yang telah diisytiharkan. Secara umum, pengiraan kuasa dan pemilihan enjin ialah dua proses yang tidak boleh dipisahkan.

Ini bukan satu-satunya sebab mengapa pemandu kenderaan cuba mengira sendiri kuasa enjin kereta mereka. Ini agak sukar dilakukan tanpa formula yang diperlukan untuk pengiraan. Ia akan diberikan dalam artikel ini supaya setiap pemandu boleh mengira sendiri berapa banyak kuasa enjin sebenar keretanya.

Pengenalan

Terdapat sekurang-kurangnya empat cara biasa untuk mengira kuasa enjin pembakaran dalaman. Dalam kaedah ini, parameter unit pendorong berikut digunakan:

1. Pusing ganti.
2. Jilid.
3. Berpusingseketika.
4. Tekanan berkesan di dalam kebuk pembakaran.

Untuk pengiraan, anda perlu mengetahui berat kereta, serta masa pecutan hingga 100 km/j.

Setiap formula berikut untuk mengira kuasa enjin mempunyai sedikit ralat dan tidak dapat memberikan hasil yang tepat 100%. Perkara ini hendaklah sentiasa diambil kira semasa menganalisis data yang diterima.

Jika anda mengira kuasa menggunakan semua formula yang akan diterangkan dalam artikel, anda boleh mengetahui nilai purata kuasa sebenar motor, dan percanggahan dengan hasil sebenar adalah tidak lebih daripada 10 %.

Jika kita tidak mengambil kira pelbagai kehalusan saintifik yang berkaitan dengan definisi konsep teknikal, maka kita boleh mengatakan bahawa kuasa ialah tenaga yang dijana oleh unit pendorong dan ditukar kepada tork pada aci. Pada masa yang sama, kuasa ialah nilai berubah dan nilai maksimumnya dicapai pada kelajuan putaran aci tertentu (ditunjukkan dalam data pasport).

Dalam enjin pembakaran dalaman moden, kuasa maksimum dicapai pada 5, 5-6, 6 ribu pusingan seminit. Ia diperhatikan pada purata nilai berkesan tekanan tertinggi dalam silinder. Nilai tekanan ini bergantung pada parameter berikut:

• kualiti campuran bahan api;
• Kesempurnaan pembakaran;
• kehilangan bahan api.

Kuasa, sebagai kuantiti fizikal, diukur dalam Watt, manakala dalam industri automotif ia diukur dalam kuasa kuda. Pengiraan yang diterangkan dalam kaedah di bawah akan memberikan hasil dalam kilowatt, maka pengiraan itu perlu ditukar kepada kuasa kuda menggunakankalkulator-penukar khas.

Kuasa Melalui Tork

Salah satu cara untuk mengira kuasa ialah menentukan pergantungan tork motor pada bilangan pusingan.

Apa-apa momen dalam fizik adalah hasil daya di bahu penggunaannya. Tork ialah hasil daya yang boleh dibangunkan oleh enjin untuk mengatasi rintangan beban, dengan bahu penggunaannya. Parameter inilah yang menentukan seberapa cepat motor mencapai kuasa maksimumnya.

Tork boleh ditakrifkan sebagai nisbah produk isipadu kerja dan purata tekanan berkesan dalam kebuk pembakaran kepada 0.12566 (malar):

• M=(V_bekerja P_berkesan)/0, 12566, di mana V_{bekerja– anjakan enjin [l], P}efektif _{– tekanan berkesan dalam kebuk pembakaran [bar].}

Kelajuan enjin mencirikan kelajuan putaran aci engkol.

Menggunakan tork enjin dan nilai RPM, formula pengiraan kuasa enjin berikut boleh digunakan:

P=(Mn)/9549, dengan M ialah tork [Nm], n ialah kelajuan aci [rpm], 9549 ialah faktor perkadaran

Kuasa yang dikira diukur dalam kilowatt. Untuk menukar nilai yang dikira kepada kuasa kuda, anda perlu mendarabkan hasilnya dengan faktor kekadaran 1, 36.

Kaedah pengiraan ini terdiri daripada menggunakan hanya dua formula asas, oleh itu ia dianggap sebagai salah satu yang paling mudah. Benar, anda boleh melakukan lebih banyak lagilebih mudah dan gunakan kalkulator dalam talian, di mana anda perlu memasukkan data tertentu tentang kereta dan unit enjinnya.

Perlu diingat bahawa formula pengiraan kuasa enjin ini membolehkan anda mengira hanya kuasa yang diperolehi pada output enjin, dan bukannya yang sebenarnya datang ke roda kereta. Apakah perbezaannya? Selagi kuasa (jika anda menganggapnya sebagai aliran) mencapai roda, ia mengalami kerugian dalam kes pemindahan, contohnya. Pengguna sekunder seperti penghawa dingin atau penjana juga memainkan peranan penting. Adalah mustahil untuk tidak menyebut kerugian untuk mengatasi rintangan untuk mengangkat, bergolek, serta rintangan aerodinamik.

Kelemahan ini sebahagiannya diimbangi oleh penggunaan formula pengiraan lain.

Kuasa melalui Saiz Enjin

Tidak selalu dapat menentukan tork enjin. Kadang-kadang pemilik kereta tidak tahu nilai parameter ini. Dalam kes ini, kuasa unit pendorong boleh didapati menggunakan isipadu motor.

Untuk melakukan ini, anda perlu mendarabkan isipadu unit dengan kelajuan aci engkol, dan juga dengan tekanan berkesan purata. Nilai yang terhasil mesti dibahagikan dengan 120:

• P=(VnP_cekap)/120 dengan V ialah sesaran enjin [cm³], n ialah kelajuan putaran aci engkol [rpm], P_{berkesan – tekanan berkesan purata [MPA], 120 – malar, faktor kekadaran.}

Beginilah cara pengiraan kuasa enjin keretamenggunakan volum unit.

Lazimnya, nilai P_{berkesan dalam enjin petrol sampel standard berbeza dari 0.82 MPa hingga 0.85 MPa, dalam enjin paksa - 0.9 MPa, dan dalam unit diesel nilai tekanan adalah antara 0.9 MPa dan 2.5 MPa.}

Apabila menggunakan formula ini untuk mengira kuasa sebenar motor, untuk menukar kW kepada hp. s., adalah perlu untuk membahagikan nilai yang terhasil dengan faktor yang sama dengan 0, 735.

Kaedah pengiraan ini juga jauh daripada yang paling rumit dan mengambil masa dan usaha yang minimum.

Menggunakan kaedah ini, anda boleh mengira kuasa motor pam.

Kuasa melalui aliran udara

Kuasa unit juga boleh ditentukan oleh aliran udara. Benar, kaedah pengiraan ini hanya tersedia untuk pemilik kereta yang telah memasang komputer di atas kapal yang membolehkan anda merekodkan penggunaan udara pada 5.5 ribu pusingan pada gear ketiga.

Untuk mendapatkan anggaran kuasa enjin, adalah perlu untuk membahagikan penggunaan yang diperoleh di bawah keadaan di atas dengan tiga. Formulanya kelihatan seperti ini:

P=G/3, dengan G ialah kadar aliran udara

Pengiraan ini mencirikan operasi enjin dalam keadaan ideal, iaitu, tanpa mengambil kira kerugian transmisi, pengguna pihak ketiga dan seretan aerodinamik. Kuasa sebenar adalah 10 atau 20% lebih rendah daripada yang dikira.

Sehubungan itu, jumlah aliran udara ditentukan di makmal pada pendirian khas di mana kereta dipasang.

Bacaan penderia onboard sangat bergantung pada pencemarannyadan daripada penentukuran.

Oleh itu, pengiraan kuasa enjin berdasarkan data penggunaan udara adalah jauh dari yang paling tepat dan berkesan, tetapi ia agak sesuai untuk mendapatkan data anggaran.

Kuasa melalui jisim kereta dan masa pecutan kepada "ratusan"

Pengiraan menggunakan berat kereta dan kelajuan pecutannya hingga 100 km/j adalah salah satu kaedah paling mudah untuk mengira kuasa sebenar enjin, kerana berat kereta dan masa pecutan yang diisytiharkan kepada "ratusan " ialah parameter pasport kereta.

Kaedah ini relevan untuk enjin yang menggunakan sebarang jenis bahan api - petrol, bahan api diesel, gas - kerana ia hanya mengambil kira dinamik pecutan.

Apabila mengira adalah perlu untuk mengambil kira berat kenderaan bersama-sama dengan pemandu. Juga, untuk membawa hasil pengiraan sedekat mungkin dengan yang sebenar, adalah wajar mengambil kira kerugian yang dibelanjakan untuk brek, tergelincir, serta kelajuan tindak balas kotak gear. Jenis pemanduan juga memainkan peranan. Contohnya, kereta pacuan roda hadapan kehilangan kira-kira 0.5 saat pada permulaan, kereta pacuan roda belakang daripada 0.3 saat kepada 0.4 saat.

Ia kekal untuk mencari kalkulator di internet untuk mengira kuasa kereta melalui kelajuan pecutan, masukkan data yang diperlukan dan dapatkan jawapan. Tidak masuk akal untuk memberikan pengiraan matematik yang dibuat oleh kalkulator, kerana kerumitannya.

Hasil pengiraan akan menjadi salah satu yang paling tepat, hampir kepada sebenar.

Kaedah pengiraan kuasa sebenar kereta ini dianggap oleh ramai sebagai yang paling mudah, kerana pemilik kereta perlu melakukan usaha yang minimum - untuk mengukur kelajuan pecutan ke100 km/j dan masukkan data tambahan ke dalam kalkulator automatik.

Jenis enjin lain

Bukan rahsia lagi bahawa enjin digunakan bukan sahaja dalam kereta, tetapi juga dalam industri dan juga dalam kehidupan seharian. Motor pelbagai saiz boleh didapati di kilang - aci pemacu - dan dalam perkakas rumah seperti pengisar daging automatik.

Kadangkala anda perlu mengira kuasa sebenar enjin sedemikian. Cara melakukan ini diterangkan di bawah.

Perlu diperhatikan dengan segera bahawa pengiraan kuasa motor 3 fasa boleh dilakukan seperti berikut:

• P=M_torkn, dengan M_{tork ialah tork dan n ialah kelajuan aci.}

Motor aruhan

Unit tak segerak ialah peranti, keanehannya ialah kekerapan putaran medan magnet yang dicipta oleh pemegunnya sentiasa lebih besar daripada kekerapan putaran pemutarnya.

Prinsip pengendalian mesin tak segerak adalah serupa dengan prinsip pengendalian pengubah. Undang-undang aruhan elektromagnet digunakan (hubungan fluks yang berubah-ubah masa penggulungan mendorong EMF di dalamnya) dan Ampere (daya elektromagnet bertindak pada konduktor dengan panjang tertentu, yang melaluinya arus mengalir dalam medan dengan nilai tertentu induksi).

Motor aruhan secara amnya terdiri daripada pemegun, rotor, aci dan sokongan. Stator termasuk komponen utama berikut: penggulungan, teras, perumahan. Rotor terdiri daripada teras dan belitan.

Tugas utama motor aruhan adalah untuk berubahtenaga elektrik, yang dibekalkan kepada belitan stator, menjadi tenaga mekanikal, yang boleh dikeluarkan daripada aci berputar.

Kuasa motor tak segerak

Dalam bidang teknikal sains, terdapat tiga jenis kuasa:

• penuh (ditandakan dengan huruf S);
• aktif (ditandakan dengan huruf P);
• reaktif (ditandakan dengan huruf Q).

Jumlah kuasa boleh diwakili sebagai vektor yang mempunyai bahagian nyata dan khayalan (ia patut mengingati bahagian matematik yang berkaitan dengan nombor kompleks).

Bahagian sebenar ialah kuasa aktif yang dibelanjakan untuk melakukan kerja yang berguna seperti memutar aci, serta menjana haba.

Bahagian khayalan dinyatakan oleh kuasa reaktif yang mengambil bahagian dalam penciptaan fluks magnet (ditunjukkan oleh huruf F).

Ia adalah fluks magnet yang mendasari prinsip pengendalian unit tak segerak, motor segerak, mesin DC dan pengubah.

Kuasa reaktif digunakan untuk mengecas kapasitor, mencipta medan magnet di sekeliling tercekik.

Kuasa aktif dikira sebagai hasil darab arus dan voltan serta faktor kuasa:

P=IUcosφ

Kuasa reaktif dikira sebagai hasil darab arus dan voltan serta faktor kuasa 90° daripada fasa. Jika tidak, anda boleh menulis:

Q=IUsinφ

Nilai jumlah kuasa, jika anda ingat bahawa ia boleh diwakili sebagai vektor,boleh dikira menggunakan teorem Pythagoras sebagai jumlah punca kuasa dua kuasa aktif dan reaktif:

S=(P²+Q²)^1/2.

Jika kita mengira jumlah formula kuasa dalam bentuk umum, ternyata S ialah hasil darab arus dan voltan:

S=IU

Faktor kuasa cosφ ialah nilai yang sama secara berangka dengan nisbah komponen aktif kepada kuasa ketara. Untuk mencari sinφ, mengetahui cosφ, anda perlu mengira nilai φ dalam darjah dan mencari sinusnya.

Ini ialah pengiraan kuasa motor standard berdasarkan arus dan voltan.

Pengiraan kuasa unit tak segerak 3 fasa

Untuk mengira kuasa berguna pada belitan stator motor 3 fasa tak segerak, darab voltan fasa dengan arus fasa dan faktor kuasa, dan darabkan nilai kuasa yang terhasil dengan tiga (dengan bilangan fasa):

• P_pemegun=3U_fI_fcosφ.

Pengiraan kuasa el. bagi motor aktif, iaitu, kuasa yang dikeluarkan daripada aci motor, dihasilkan seperti berikut:

• P_output=P_pemegun – P_kehilangan.

Kerugian berikut berlaku dalam motor aruhan:

• elektrik dalam belitan stator;
• dalam keluli teras pemegun;
• elektrik dalam belitan rotor;
• mekanikal;
• tambahan.

Untuk mengira kuasa motor tiga fasa dalam belitan stator dengan reaktifwatak, adalah perlu untuk menambah tiga komponen kuasa jenis ini, iaitu:

• kuasa reaktif yang digunakan untuk mencipta fluks kebocoran belitan stator;
• kuasa reaktif yang digunakan untuk mencipta fluks kebocoran belitan rotor;
• kuasa reaktif yang digunakan untuk mencipta strim utama.

Kuasa reaktif dalam motor tak segerak dibelanjakan terutamanya untuk mencipta medan elektromagnet berselang-seli, tetapi sebahagian daripada kuasa dibelanjakan untuk mencipta fluks sesat. Fluks sesat melemahkan fluks magnet utama dan mengurangkan kecekapan unit tak segerak.

Kuasa semasa

Pengiraan kuasa motor aruhan boleh dilakukan menggunakan data semasa. Untuk melakukan ini, ikut langkah berikut:

1. Kuasakan motor.
2. Menggunakan ammeter, ukur arus pada setiap pusingan.
3. Kira purata nilai semasa berdasarkan hasil ukuran yang diambil dalam perenggan kedua.
4. Darabkan arus purata dengan voltan. Dapatkan kuasa.

Kuasa sentiasa boleh dikira sebagai hasil darab arus dan voltan. Dalam kes ini, adalah penting untuk mengetahui nilai U dan I yang harus diambil. Dalam kes ini, U ialah voltan bekalan, ia adalah nilai malar, dan I boleh berbeza-beza bergantung pada penggulungan (pemegun atau pemutar) mana arus diukur, jadi perlu memilih nilai puratanya.

Kuasa mengikut saiz

Pemegun mempunyai banyak komponen yang berbeza, salah satunya ialah teras. Untuk mengira kuasa enjin denganmenggunakan dimensi, lakukan perkara berikut:

1. Ukur panjang dan diameter teras.
2. Kira pemalar C, yang akan digunakan dalam pengiraan selanjutnya. C=(πDn)/(120f)
3. Kira kuasa P menggunakan formula P=CD²ln10^{-6, dengan C ialah pemalar yang dikira, D ialah diameter teras, n ialah kelajuan putaran aci, l ialah panjang teras.}

Adalah lebih baik untuk membuat semua ukuran dan pengiraan dengan ketepatan maksimum supaya pengiraan kuasa motor pemacu elektrik sehampir mungkin dengan realiti.

Kuasa daya tarikan

Kuasa motor tak segerak juga boleh ditentukan menggunakan nilai daya tarikan. Untuk melakukan ini, anda perlu mengukur jejari teras (lebih tepat, lebih baik), betulkan kelajuan aci unit berputar, dan juga mengukur daya tarikan enjin menggunakan dinamometer.

Semua data mesti digantikan ke dalam formula berikut:

P=2πFnr, dengan F ialah daya tarikan, n ialah kelajuan putaran aci, r ialah jejari teras

Nuansa motor aruhan

Semua formula di atas, yang digunakan untuk mengira kuasa motor tiga fasa, membolehkan kita membuat kesimpulan penting bahawa motor boleh mempunyai saiz yang berbeza, mempunyai kelajuan yang berbeza, tetapi akhirnya mempunyai kuasa yang sama.

Ini membenarkanpereka bentuk untuk mencipta model enjin yang boleh digunakan dalam pelbagai keadaan.

Motor DC

Motor DC ialah mesin yang menukar kuasa elektrik yang diterima daripada arus terus kepada kuasa mekanikal. Prinsip pengendaliannya tidak banyak kaitan dengan mesin tak segerak.

Motor DC terdiri daripada pemegun, angker dan sokongan, serta berus sentuh dan komutator.

Pengumpul - peranti yang menukarkan arus ulang alik kepada arus terus (dan sebaliknya).

Untuk mengira kuasa berguna unit sedemikian, yang dibelanjakan untuk melakukan apa-apa kerja, cukup untuk mendarabkan EMF angker dengan arus angker:

• P=E_aI_a.

Seperti yang anda lihat, pengiraan kuasa motor DC adalah lebih mudah daripada pengiraan yang dibuat dalam motor tak segerak.