Forskellen mellem drejningsmoment og effekt ...

Forskellen mellem drejningsmoment og kraft er et spørgsmål mange nysgerrige stiller. Og det er forståeligt, da disse to data er blandt de mest undersøgte i vores bilers tekniske datablade. Så det ville være interessant at dvæle ved det, selvom det ikke nødvendigvis vil være det mest oplagte...

Lad os først og fremmest præcisere, at parret udtrykker sig i Newton. Måler og styrke i Hestekræfter (når vi taler om en maskine, fordi videnskab og matematik bruger watt)

Er der virkelig en forskel?

Faktisk vil det ikke være let at adskille disse to variable, da de er relateret til hinanden. Det er som at spørge, hvad der er forskellen på brød og mel. Det giver ikke meget mening, for mel er en del af brød. Det ville være bedre at sammenligne ingredienser med hinanden (f.eks. vand vs mel i en knivspids) end at sammenligne en ingrediens med et færdigt produkt.

Lad os prøve at forklare alt dette, men samtidig gøre det klart, at enhver hjælp fra dig (via kommentarerne nederst på siden) ville være velkommen. Jo flere forskellige måder der er at forklare det på, jo mere vil internetbrugere komme til at forstå sammenhængen mellem disse to begreber.

Power er resultatet af parring (lidt tung formulering, jeg ved godt...) rotationshastighed.

Matematisk giver dette følgende:

( π X Torque i Nm X Mode ) / 1000 / 30 = Effekt i kW (hvilket oversættes til hestekræfter, hvis vi senere vil have et "mere automotive koncept").

Her begynder vi at forstå, at det nærmest er noget sludder at sammenligne dem.

Studerer drejningsmoment/effektkurven

Der er intet som en elektrisk motor til fuldt ud at forstå forholdet mellem drejningsmoment og effekt, eller rettere, hvordan der er en sammenhæng mellem drejningsmoment og omdrejningshastighed.

Se hvor logisk momentkurven for en elmotor er, hvilket er meget nemmere at forstå end kurven for en varmemotor. Her ser vi, at vi giver konstant og maksimalt moment i begyndelsen af ​​omdrejningen, hvilket øger effektkurven. Logisk set er det sådan, at jo mere kraft jeg sætter på en roterende aksel, jo hurtigere vil den dreje (og derfor mere kraft). På den anden side, efterhånden som drejningsmomentet falder (i takt med at jeg trykker mindre og mindre på den roterende aksel, fortsætter med at trykke alligevel), begynder effektkurven at falde (selvom omdrejningshastigheden fortsætter med at falde). Øge). I det væsentlige er drejningsmoment "accelerationskraften", og kraft er summen, der kombinerer denne kraft og rotationshastigheden af ​​den bevægelige del (vinkelhastighed).

Lykkes parret med alt dette?

Nogle mennesker sammenligner kun motorer efter deres drejningsmoment eller næsten. Dette er faktisk en misforståelse...

Hvis jeg for eksempel sammenligner en benzinmotor, der udvikler 350 Nm ved 6000 o/min, med en dieselmotor, der udvikler 400 Nm ved 3000 o/min, kan vi tro, at det er dieselen, der vil have størst accelerationskraft. Nå, nej, men vi vender tilbage til starten, det vigtigste er magt! Kun strøm bør bruges til at sammenligne motorer (ideelt set med kurver...For høj spidseffekt er ikke alt!).

Faktisk, mens drejningsmoment kun angiver maksimalt drejningsmoment, inkluderer hestekræfter drejningsmoment og motorhastighed, så vi har alle oplysningerne (drejningsmoment er kun en delvis indikator).

For at vende tilbage til vores eksempel kan dieselen prale med at levere 400 Nm ved 3000 o/min. Men vi må ikke glemme, at den ved 6000 rpm absolut ikke vil kunne producere mere end 100 Nm (lad os udelade, at olien ikke kan nå 6000 t), mens benzin stadig kan producere 350 Nm ved denne hastighed. I dette eksempel sammenligner vi en 200 hk dieselmotor. med benzinmotor 400 hk (tal afledt af specificerede drejningsmomenter), enkelt til dobbelt.

Vi husker altid, at jo hurtigere en genstand drejer (eller bevæger sig fremad), jo sværere er det at få det til selv at få fart. En motor, der producerer betydeligt drejningsmoment ved høje hastigheder, viser således, at den har endnu mere kraft og ressourcer!

Forklaring med eksempel

Jeg havde en lille idé om at prøve at finde ud af det hele og håbede, at det ikke var så slemt. Har du nogensinde prøvet at stoppe en elmotor med lav effekt med fingrene (en lille blæser, elmotoren der fulgte med Mecano, da du var lille osv.).

Den kan snurre hurtigt (f.eks. 240 rpm eller 4 omdrejninger i sekundet), vi kan nemt stoppe den uden at beskadige den for meget (den pisker lidt, hvis der er propelblade). Dette skyldes, at dens drejningsmoment ikke er særlig vigtig, og derfor er dens watt ikke særlig vigtig (dette gælder for små elmotorer til legetøj og andet lille tilbehør).

På den anden side, hvis jeg ved samme hastighed (240 rpm) ikke kan stoppe den, betyder det, at den vil have mere drejningsmoment, hvilket også vil resultere i mere sluteffekt (begge er matematisk relaterede, det er ligesom kommunikerende fartøjer). Men hastigheden forblev den samme. Så ved at øge motorens drejningsmoment øger jeg dens kraft, da ca

Par

X

Rotationshastighed

= Strøm. (vilkårlig forenklet formel for at hjælpe med at forstå: Pi og nogle variabler, der er synlige i den øverste formel, er blevet fjernet)

Så for den samme givne effekt (lad os sige 5W, men hvem bekymrer sig) kan jeg få enten:

• En motor, der roterer langsomt (f.eks. 1 omdrejning pr. sekund) med højt drejningsmoment, som vil være lidt sværere at stoppe med fingrene (den kører ikke hurtigt, men dens høje drejningsmoment giver den betydelig kraft)
• Eller en motor, der kører med 4 o/min, men med mindre drejningsmoment. Her kompenseres det lave drejningsmoment af den højere hastighed, hvilket giver den mere inerti. Men det bliver lettere at stoppe med fingrene, på trods af den højere hastighed.

To motorer har jo den samme effekt, men yder ikke det samme (effekten leveres forskelligt, men eksemplet er ikke særlig vejledende for dette, da det er begrænset til en given hastighed. I en bil ændrer hastigheden alle de tid, som giver anledning til det berømte kraft- og momentkurvemoment). Den ene drejer langsomt og den anden drejer hurtigt... Det er en lille forskel på diesel og benzin.

Og det er grunden til, at lastbiler kører på dieselbrændstof, fordi drejningsmomentet på en dieselmotor er højt, til skade for dens rotationshastighed (den maksimale motorhastighed er meget lavere). Det er faktisk nødvendigt at kunne bevæge sig fremad, på trods af en meget tung trailer, uden at skulle misbruge motoren, som det er tilfældet med benzin (man skulle klatre op i tårnene og lege med koblingen som en gal). Dieselmotoren leverer maksimalt drejningsmoment ved lave omdrejninger, hvilket gør bugsering lettere og giver dig mulighed for at lette fra et stillestående køretøj.

Sammenhæng mellem effekt, drejningsmoment og motorhastighed

Her er det tekniske bidrag, som en bruger deler i kommentarfeltet. Det forekommer mig rimeligt at indsætte det direkte i artiklen.

For ikke at komplicere problemet med fysiske mængder:

Effekt er produktet af drejningsmomentet på krumtapakslen og krumtapakslens hastighed i radianer/sek.

(husk, at for 2 omdrejninger af krumtapakslen ved 6.28° er der 1 * pi radianer = 360 radianer.

Så P = M * W

P -> effekt i [W]

M -> drejningsmoment i [Nm] (Newtonmeter)

W (omega) - vinkelhastighed i radianer / sek. W = 2 * Pi * F

Med Pi = 3.14159 og F = krumtapakselhastighed i t/s.

Praktisk eksempel

M motormoment: 210 Nm

Motorhastighed: 3000 rpm -> frekvens = 3000/60 = 50 rpm

B = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t/sek = 314 radian/sek.

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

Konvertering til CV (hestekræfter) 1 HK = 736 W

I CV får vi 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Husk på, at 1 hestekræfter er den gennemsnitlige effekt af en hest, der løber kontinuerligt uden at stoppe (i mekanik kaldes dette nominel effekt).

Når vi taler om en bil med 150 hk, er det således nødvendigt at øge motorhastigheden til 6000 rpm med et drejningsmoment, der forbliver begrænset eller endda lidt reduceret til 175 Nm.

Takket være gearkassen, som er en momentomformer, og differentialet har vi en stigning i momentet på cirka 5 gange.

Eksempelvis i 1. gear vil et motormoment på 210 Nm ved krumtapakslen give 210 Nm * 5 = 1050 Nm på en 30 cm eger hjulfælg, dette vil give en trækkraft på 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm.

I fysik er F = m * a = 1 kg * 9.81 m/s2 = 9.81 N (a = Jordacceleration 9.81 m/s2 1G)

Således svarer 1 N til 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg kraft.

3500 N * 0.102 = 357 kg kraft, der skubber en bil op ad en stejl skråning.

Jeg håber, at disse få forklaringer vil styrke din viden om begreberne kraft og mekanisk drejningsmoment.