Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем измеряют силу двигателя

Чему равна одна лошадиная сила? Особенности определения мощности двигателя у разных автомобилей.

В лошадиных силах измеряют мощность — то количество механической работы, которое производится за определенный отрезок времени. Самый распространенный показатель — килограммы на метр в секунду. Используется в основном в отношении транспортных средств и некоторых других механизмов.

В России из расчета на одну лошадиную силу вычисляется налог на транспорт, а в документах на средства передвижения, оборудованные двигателем, эта единица измерения часто используется для указания его мощности.

Что измеряют в лошадиных силах

В лошадиных силах измеряют мощность — то количество механической работы, которое производится за определенный отрезок времени. Самый распространенный показатель — килограммы на метр в секунду. Используется в основном в отношении транспортных средств и некоторых других механизмов.

В России из расчета на одну лошадиную силу вычисляется налог на транспорт, а в документах на средства передвижения, оборудованные двигателем, эта единица измерения часто используется для указания его мощности.

Что такое лошадиная сила

Эта мера была введена в обиход в конце 18-го века в Англии. Технический прогресс и повсеместное применение паровых машин выявили необходимость в общем стандарте определения их работоспособности.

Методом практических измерений, произведенных при работе, совершаемой живым конем в определенных условиях, Джеймс Уатт вычислил, что за 1 секунду 1 лошадь способна переместить на расстояние в 1 метр груз весом 75 кг — этот показатель и был принят за одну лошадиную силу.

В чем измеряется мощность электрического двигателя. Как определить мощность и обороты электродвигателя без его разборки

Мощность двигателя определяет его скоростные качества — чем более мощный мотор, тем большую скорость может развить автомобиль. Способы вычисления мощностей двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя разнятся. Рассмотрим их.

Обычно показатели мощности двигателя внутреннего сгорания указываются в технических характеристиках. Однако со временем ресурс вырабатывается и мощность ослабевает. Для этого можно ее проверить с помощью специалистов и определенного оборудования. Если же хотите поэкспериментировать и вычислить мощность мотора самостоятельно, для этого нужно узнать массу машины (из техпаспорта), определить массу топлива в баке и водителя. После этого стремительно разгоните авто до скорости 100 километров в час. Зафиксируйте время, которое вам понадобилось для разгона в секундах.

Чтобы определить мощность, нужно применить следующую формулу: P=27,78²*m/(2*t), то есть массу машины, топлива и водителя умножаем на 27,78 в квадрате, где последняя цифра — скорость 100 километров в час, переведенная в метры в секунду. Результат делим на время разгона в секундах, умноженное на 2. В итоге получаем мощность в ваттах. Если хотите перевести в киловатты, то по старой-доброй формуле умножьте полученное число на 1000. Чтобы получить значение в лошадиных силах, мощность в киловаттах нужно разделить на 0,735.

Если есть необходимость измерить мощность электродвигателя, нужно подключить мотор к источнику тока, напряжение которого вам достоверно известно. Силу тока в амперах каждой из обмоток следует измерить специальным тестером. Суммируйте полученные данные. Результат умножьте на напряжение источника тока. Полученное число и является мощностью электродвигателя.

Мощность мотора можно также вычислять по габаритам. Для этого определите в сантиметрах диаметр и длину сердечника статора. Измерьте синхронную частоту вращения вала и сети, в которую подключен мотор.

Далее вычислите постоянную полюсного деления. Диаметр умножаем на синхронную частоту и постоянное число 3,14. Результат делим на сумму частоты сети и 120. Используя полюсное деление и их количество, определите постоянную С для мотора. Для этого используйте таблицу. Мощность же рассчитываем по формуле P = C*D²*l*n*10^-6. Полученное число будет определять мощность в киловаттах.

Стоит заметить, что в реальной жизни мощность двигателя по большому счету зависит от оборотов. Поэтому для получения максимальной скорости имеет значение мощность мотора, а для ускорения — крутящий момент.

Электрические двигатели уже давно стали включаться в состав различных мотор-редукторов. Они находят свое применение как в трёхступенчатых типа МЦ3У , так и в двухступенчатых типа МЦ2У . Электромоторы имеют практически 90%-ный коэффициент полезного действия, не требуют постоянного обслуживания. Немаловажным параметром является и исключительная экологичность электрического мотора, вредные выхлопы отсутствуют вовсе, что делает его незаменимым при установке внутри помещения. Словом, в настоящее время электромоторы признаны в 3, а то и в 4 раза эффективнее традиционных двигателей внутреннего сгорания.

Читать еще:  Аим что за двигатель

Но иногда, в случае выхода из строя электродвигателя, покупатель узнает, что абсолютно никакой сопроводительной документации к нему не прилагается. Маркировочные шильды, если и сохранились, могут находиться в изношенном потертом состоянии, так, что ничего на них рассмотреть попросту бывает невозможно. Как же в таком случае можно определить мощность двигателя и число его оборотов? Здесь поэтапно будут приведены советы, которые помогут это сделать.

Следует иметь в виду, что под числом оборотов подразумевается так называемая асинхронная скорость. Синхронная скорость это скорость вращения магнитного поля. Асинхронная скорость несколько ниже синхронной из-за наличия массы у вращательного элемента, а также воздействия сил трения, которые могут значительно понизить КПД мотора. Впрочем, на практике эти различия практически никогда не имеет решающего значения.

Сейчас на рынке представлено 3 основные категории асинхронных электродвигателей. Первая категория каталога — моторы, работающие при 1000 оборотах. На практике это число составляет порядка 950-970 оборотов, но для наглядности все-таки округляют до тысячи. Вторая категория моторы, выдающие 1500 об/мин. Это также округлено, так как в действительности диапазон лежит в пределах 1430-1470. Третья 3000 оборотов в минуту. Хотя реально такой мотор выдает 2900-2970 вращений.

Способы определения характеристик электромотора.

Чтобы определить, к какой из этих групп относится двигатель, не нужно разбирать его, как это советуют некоторые

Настоящая мощность Лады Весты: результаты замеров на стенде

Чуть-чуть теории и истории

Давайте для начала вспомним, что такое «лошадиная сила» и ньютон, умноженный на метр. И начнём мы со второго вопроса.

Ньютон – это единица измерения силы. И представить её достаточно легко: возьмите килограммовую гирьку и сдвиньте её за одну секунду из состояния покоя на метр в сторону. Для придания ускорения один метр в секунду потребуется как раз один ньютон, правда, в нашем эксперименте мы не учитываем силу трения и другие силы, которыми можно пренебречь. Но приблизительно представить такую силу можно. Теперь чуть усложним. Представьте обычную ручную мясорубку, но с метровой рукояткой. Если к крайней точке такого рычага приложить силу, равную одному ньютону, то на шнеке мясорубки возникнет момент, равный 1 Нм (ньютон, умноженный на метр). Думаю, теперь понятие «крутящий момент» стало более понятным, причём без всяких формул, которые всё равно никто читать бы не стал. Теперь вернёмся к нашим « лошадям».

В лошадиных силах измеряют мощность, то есть работу, совершённую за единицу времени. В Международной системе единиц СИ лошадиных сил нет, для обозначения мощности используется ватт. Один ватт – это та мощность, которая необходима для того, чтобы за одну секунду совершить работу в один джоуль, то есть сдвинуть точку приложения силы в один ньютон на расстояние одного метра. Представить это чуть сложнее, чем крутящий момент, но это и понятно: вещь довольно условная. Собственно, сам Джеймс Уатт, в честь которого позже назвали единицу мощности ваттом, тоже так и не мог себе представить мощность в таком виде, поэтому обратился к лошадям. История вопроса заслуживает более подробного упоминания.

Шотландский изобретатель прославился своими паровыми машинами. Естественно, он имел желание их продавать, но для этого надо было наглядно объяснить людям преимущества своей техники, а именно – дать им возможность «пощупать» ту самую пресловутую мощность. Один из покупателей машины Уатта приобрёл её для того, чтобы вытаскивать из шахты гружёные бочки, для чего раньше пользовался парой лошадок.

И тут Уатта осенило: если всю работу делают лошади, то почему бы не измерять мощность своих машин в этих животных? И он принялся за ними наблюдать. Сейчас уже никто не скажет, сколько он смотрел на бедных лошадей, но в итоге пришёл к выводу, что бочку массой 180 килограммов (бочка по-английски «barrel», печально известный за последнее время баррель) две лошади тянут со средней скоростью две мили в час. Изобретатель перевёл баррели и мили в более мелкие величины и решил, что лошадиной силой отныне будут 380 фунтов, перемещённых на 88 футов за одну минуту.

Читать еще:  Воздушные баллоны запуск двигателя

Теперь посмотрим вот на что. Дюймовые величины неоднократно округляли, потом переводили в метрические значения и снова округляли. Работа получалась мучительная, поэтому в «метрических» странах решили, что одна лошадиная сила – это приблизительно 75 килограммов, поднятых за одну секунду на один метр вверх, причём ускорение свободного падения равно 9,80665 м/с². Последнюю величину тоже округляли все по-разному (хотя большинство из курса физики помнит число 9,8 м/с²), отчего в итоге лошадиные силы стали разниться. Сейчас они используются в России только для расчета налогов, ОСАГО и для впаривания покупателям машин с мощными (вроде бы) моторами. Собственно, последнее – это то, чего и добивался Джеймс Уатт.

Наша российская лошадиная сила – это 735,499 Вт. А вот в США и Великобритании лошади, скорее всего, были круче наших, поэтому их лошадиная сила чуть больше – 745,69988145 Вт, то есть одна наша лошадиная сила – это 1,014 их «лошадки».

Поэтому тут тяжело не вспомнить слова великого Энцо Феррари: «Лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки». Лошадиная сила – это условность, а вот момент – это дело другое, то, что действительно можно замерить. Впрочем, холивары на тему «момент или мощность» можно устраивать бесконечно, а может, даже и нужно. Пока перейдём ко второй части Марлезонского балета с измерением мощности.

Стенды, брутто и нетто

Наверное, многие уже поняли, что замерить непосредственно можно лишь момент, реально существующую величину, и уж только потом рассчитать мощность. Но и это далеко не всё.

В мире есть только один признанный метод определения параметров мотора: установка его на стенде отдельно от автомобиля. Только так можно снять показания с маховика, во всех остальных случаях момент считывается по результатам замеров ускорения и торможения роликов динамометрического стенда. Конечно, снимать двигатель, подключать его к стенду, затем возвращать обратно – дорого и долго, поэтому такими вещами занимаются очень редко. Да и в этом случае иногда возникают разночтения: кто-то проводит измерения со снятым навесным оборудованием (генератором, помпой и пр.), получая завышенные показания. Другой случай – это замер двигателя со всем установленным оборудованием, что даёт, конечно, несколько иные значения. В этом заключаются различия в измерении мощности нетто и брутто.

Общепринятой практикой остаётся замер на колёсном стенде. В этом случае полученная характеристика – это момент, а мощность, как мы уже поняли, можно рассчитать, зная момент и скорость. При этом таким способом можно узнать момент только на колёсах, а не на маховике двигателя. Исходя из ускорения замедлений и разгонов, высчитываются потери в трансмиссии и тот самый нужный момент на маховике.

Стенды тоже работают по разным принципам, но в тонкости их различий мы углубляться не будем, потому что у меня опасения, что и до этого абзаца добрались далеко не все. Лучше перейдём к Весте.

Долой «шиповку»

Хотя декабрь в этом году в Петербурге и похож на апрель, машина у нас «обута» в зимнюю резину. Стуча шипами по мокрому асфальту, я подъехал к боксу станции. И сразу попал в шиномонтажку: проводить замеры на установленной «шиповке» нельзя. На барабанах стенда Весту будут «разгонять» до максимальной скорости, которая по паспорту составляет 178 километров в час.

Читать еще:  Герметик двигателя как выглядит

При такой частоте вращения колёс есть вероятность того, что не все шипы захотят оставаться на месте, а это чревато последствиями. Приходится «переобувать» автомобиль в летнюю резину, за что и принимаются мастера. Я в это время пользуюсь отсутствием передних колёс и разглядываю то, что ими обычно скрыто, в первую очередь – тормозные механизмы.

Ничего инопланетного я там не нахожу (кроме колодок TRW), поэтому перехожу к следующему эксперименту: хлопаю дверьми, пока машина стоит на обычных подкатных домкратах. Двери закрываются с благородными «чпоками», что радует: помнится, были в истории АВТОВАЗа (да и не только в его) машинки, которые перекашивались так, что дверь даже открывалась с трудом. Кстати, подробно о тонкостях обслуживания и ремонта Весты вы можете прочитать в соответствующей статье – это интересно.

Тем временем мастера вкручивают буксировочный крюк. Работа несложная, но вот открыть заглушку в бампере сложнее, чем бозон Хиггса. Однако через несколько минут с этим делом справились, машину загоняют на стенд. Теперь остаётся её закрепить ремнями, что и делает мастер. Последнее приготовление – подсоединение через разъем OBD. Разъём, кстати, находится в традиционном месте – под панелью со стороны водителя. Итак, устанавливаем соединение и «едем».

Крутим, вертим

Ещё до начала замера возникло опасение, связанное с роботизированной коробкой передач. Дело в том, что у некоторых автомобилей после срабатывания отсечки обороты сразу падают, и в этом случае замер не отражает действительную картину. При этом он производится, естественно, в ручном режиме «робота». Веста такой глупости не сделала и показала всё, что могла.

Итак, первый замер. Двигатель прогрет, но не слишком горячий. Специалист «разгоняет» машину на стенде и давит на педаль газа. После нескольких минут визга мотора на предельных оборотах первое испытание закончено, и мы бежим к монитору.

Измерение М в механике

Все тела в реальном мире приводятся в движение приложенной к ним силой. Воздействие на тело одного или нескольких векторов называют механической работой (Р). Например, сила тяги автомобиля приводит его в движение. Этим самым совершается механическая Р.

С научной точки зрения Р является физическая величина «А», определяемая произведением величины силы «F», расстояния перемещения тела «S» и косинуса угла между векторами этих двух величин.

Формула работы выглядит так:

A = F х S х cos (F, S).

Автор термина «Работа»

М «N» в данном случае будет определяться отношением величины работы к периоду времени «t», в течение которого силы воздействовали на тело. Следовательно, формула, определяющая М, будет такой:

Механическая М двигателя

Физическая величина М в механике характеризует возможности различных двигателей. В автомобилях М двигателя определяется объёмом камер сгорания жидкого топлива. М мотора – это работа (количество вырабатываемой энергии) в единицу времени. Двигатель во время своего функционирования преобразует один вид энергии в другой потенциал. В данном случае мотор переводит тепловую энергию от сгорания топлива в кинетическую энергию крутящего движения.

Важно знать! Основным показателем М двигателя является максимальный крутящий момент.

Именно крутящий момент создаёт силу тяги мотора. Чем выше этот показатель, тем больше М агрегата.

В нашей стране М силовых агрегатов рассчитывают в лошадиных силах. Во всём мире происходит тенденция расчёта М в Вт. Сейчас уже силовую характеристику указывают в документации сразу в двух измерениях в л.с. и киловаттах. В какой единице измерять М, определяет сам производитель силовых электрических и механических установок.

Что такое лошадиная сила

Средние значения потребления электроэнергии бытовых устройств:

  • плиты – 110006000 Вт;
  • холодильники – 150-600 Вт;
  • стиральные машины – 1000-3000 Вт;
  • пылесосы – 1300-4000 Вт;
  • электрочайники – 2000-3000 Вт.

Параметры каждого бытового прибора указываются в паспорте, а также обозначаются на корпусе. Там определены точные значения для информации потребителя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector