تفاوت بین گشتاور و قدرت ...

تفاوت بین گشتاور و قدرت سوالی است که بسیاری از افراد کنجکاو می پرسند. و این قابل درک است، زیرا این دو داده از جمله بیشترین مورد مطالعه در برگه اطلاعات فنی خودروهای ما هستند. بنابراین جالب است که در مورد آن صحبت کنیم، حتی اگر لزوماً واضح ترین نباشد ...

اول از همه ، اجازه دهید شفاف سازی کنیم که زن و شوهر خود را در این مورد ابراز می کنند نیوتن متر و قدرت در اسب بخار (وقتی درباره ماشین صحبت می کنیم ، زیرا علم و ریاضیات از آن استفاده می کنند وات)

آیا واقعا تفاوت وجود دارد؟

در واقع تفکیک این دو متغیر آسان نخواهد بود، زیرا آنها به یکدیگر مرتبط هستند. مثل این است که بپرسیم فرق نان و آرد چیست؟ این خیلی منطقی نیست، زیرا آرد بخشی از نان است. بهتر است مواد تشکیل دهنده را با یکدیگر مقایسه کنید (مثلاً آب در مقابل آرد در یک پیمانه) تا مقایسه یک ماده با یک محصول نهایی.

بیایید سعی کنیم همه اینها را توضیح دهیم ، اما در عین حال روشن کنیم که از هر گونه کمک از طرف شما (از طریق نظرات پایین صفحه) استقبال می شود. هرچه روشهای متفاوتی برای توضیح آن وجود داشته باشد ، کاربران اینترنت بیشتر به پیوند بین این دو مفهوم پی خواهند برد.

قدرت نتیجه جفت شدن (کمی جمله سنگین، خوب می دانم...) سرعت چرخش است.

از نظر ریاضی ، این موارد زیر را نشان می دهد:

( π گشتاور X در حالت Nm X) / 1000/30 = قدرت بر کیلو وات (که اگر بعداً بخواهیم "مفهوم خودروی بیشتری" داشته باشیم به اسب بخار تبدیل می شود).

در اینجا ما متوجه می شویم که مقایسه آنها تقریباً بی معنی است.

مطالعه منحنی گشتاور / قدرت

هیچ چیزی بهتر از یک موتور الکتریکی برای درک کامل رابطه بین گشتاور و قدرت ، یا بهتر است بگوییم چگونه بین گشتاور و سرعت رابطه وجود دارد.

ببینید منحنی گشتاور یک موتور الکتریکی چقدر منطقی است که درک آن بسیار ساده تر از منحنی یک موتور حرارتی است. در اینجا می بینیم که در ابتدای انقلاب گشتاور ثابت و حداکثر را ارائه می دهیم که باعث افزایش منحنی قدرت می شود. منطقاً، هرچه نیروی بیشتری به محور چرخان وارد کنم، سریع‌تر می‌چرخد (و در نتیجه قدرت بیشتر). از طرف دیگر، با کاهش گشتاور (زمانی که من کمتر و کمتر روی محور چرخان فشار می‌دهم، به هر حال به فشار دادن ادامه می‌دهم)، منحنی قدرت شروع به کاهش می‌کند (اگرچه سرعت چرخش همچنان کاهش می‌یابد). افزایش دادن). اساساً گشتاور «نیروی شتاب» است و توان مجموعی است که این نیرو و سرعت چرخش قسمت متحرک (سرعت زاویه ای) را ترکیب می کند.

آیا این زوج در همه این موارد موفق هستند؟

برخی افراد فقط موتورها را از نظر گشتاور یا تقریباً مقایسه می کنند. در واقع این یک توهم است ...

به عنوان مثال، اگر یک موتور بنزینی را که در دور 350 دور در دقیقه 6000 نیوتن متر تولید می کند با موتور دیزلی که در دور 400 دور در دقیقه 3000 نیوتن متر تولید می کند مقایسه کنم، ممکن است فکر کنیم که این دیزل است که بیشترین نیروی شتاب را دارد. خوب، نه، اما ما به شروع باز خواهیم گشت، نکته اصلی قدرت است! فقط باید از توان برای مقایسه موتورها استفاده شود (به طور ایده آل با منحنی ها ... زیرا اوج قدرت بالا همه چیز نیست!).

در واقع ، در حالی که گشتاور فقط حداکثر گشتاور را نشان می دهد ، قدرت شامل گشتاور و دور موتور است ، بنابراین همه اطلاعات را داریم (فقط گشتاور فقط یک نشانگر جزئی است).

اگر به مثال خود بازگردیم ، می توان گفت که دیزل می تواند به آن افتخار کند ، 400 نیوتن متر در 3000 دور در دقیقه. اما فراموش نکنید که در دور موتور 6000 دور در دقیقه قطعاً نمی تواند بیش از 100 نیوتن متر را تحویل دهد (بگذارید از این واقعیت که روغن نمی تواند به 6000 تن برسد بگذریم) ، در حالی که بنزین هنوز هم می تواند 350 نیوتن متر را با این سرعت تحویل دهد. در این مثال ، ما یک موتور دیزل 200 اسب بخاری را مقایسه می کنیم. با موتور بنزینی 400 اسب بخار (ارقام به دست آمده از گشتاورهای نقل قول) یک به دو.

ما همیشه به خاطر داریم که هر چه سریعتر یک جسم بچرخد (یا به جلو حرکت کند) ، حتی افزایش سرعت آن نیز سخت تر است. بنابراین ، موتوری که در دورهای دور گشتاور قابل توجهی ایجاد می کند ، نشان می دهد که قدرت و منابع بیشتری نیز دارد!

توضیح با مثال

من یک ایده کوچک داشتم که سعی کنم همه چیز را مشخص کنم ، امیدوارم آنقدرها هم بد نباشد. آیا تا به حال سعی کرده اید یک موتور الکتریکی کم مصرف را با انگشتان خود متوقف کنید (پنکه کوچک ، موتور الکتریکی در کیت Mecano در دوران کودکی و غیره).

می تواند به سرعت بچرخد (مثلاً 240 دور در دقیقه یا 4 دور در ثانیه) ، ما به راحتی می توانیم آن را بدون آسیب زیاد متوقف کنیم (اگر تیغه های پروانه وجود داشته باشد کمی شلاق می زند). این به این دلیل است که گشتاور آن بسیار مهم نیست و بنابراین توان آن (این امر در مورد موتورهای الکتریکی کوچک برای اسباب بازی ها و سایر لوازم جانبی کوچک صدق می کند).

از طرف دیگر ، اگر با سرعت یکسان (240 دور در دقیقه) نتوانم آن را متوقف کنم ، بدین معنی است که گشتاور آن بیشتر خواهد بود ، که به قدرت نهایی بیشتری نیز منجر می شود (هر دو از نظر ریاضی مرتبط هستند ، مانند مخازن ارتباطی است). اما سرعت ثابت ماند. بنابراین ، با افزایش گشتاور موتور ، قدرت آن را افزایش می دهم ، زیرا تقریبا

زن و شوهر

X

سرعت چرخش

= قدرت... (یک فرمول ساده دلخواه برای کمک به درک: Pi و برخی از متغیرهای قابل مشاهده در فرمول بالا حذف شده اند)

بنابراین ، برای همان قدرت داده شده (مثلاً 5W ، اما چه کسی اهمیت می دهد) من می توانم یکی از موارد زیر را بدست آورم:

• موتوری که به آرامی می چرخد ​​(به عنوان مثال 1 دور در ثانیه) با گشتاور بالا که متوقف کردن آن با انگشتان کمی سخت تر خواهد بود (سریع نمی چرخد ​​، اما گشتاور بالای آن قدرت قابل توجهی به آن می بخشد)
• یا موتوری که در 4 دور در دقیقه کار می کند اما گشتاور کمتری دارد. در اینجا ، گشتاور پایین با سرعت بیشتر جبران می شود ، که اینرسی بیشتری را به آن می بخشد. اما توقف با انگشتان دست با وجود سرعت بیشتر آسان تر خواهد بود.

از این گذشته ، دو موتور قدرت یکسانی دارند ، اما عملکرد یکسانی ندارند (قدرت به طرق مختلف به دست می آید ، اما مثال برای این مورد بسیار مناسب نیست ، زیرا به دور معینی محدود می شود. در خودرو ، سرعت همیشه در حال تغییر است ، که باعث ایجاد قدرت منحنی قدرت و گشتاور می شود). یکی به آهستگی می چرخد ​​و دیگری به سرعت می چرخد ​​... این تفاوت کوچکی بین گازوئیل و بنزین است.

و به همین دلیل است که کامیون ها از سوخت دیزل استفاده می کنند ، زیرا دیزل دارای گشتاور بالایی است ، به ضرر سرعت چرخشی آن (حداکثر دور موتور بسیار کمتر است). در واقع ، لازم است بتوان با وجود تریلر بسیار سنگین ، بدون نیاز به موتور سوزاندن ، مانند بنزین ، به جلو حرکت کرد (شخص مجبور است از برجها بالا برود و با کلاچ مانند دیوانه بازی کند). دیزل حداکثر گشتاور را در دورهای پایین منتقل می کند ، که بکسل را آسان تر می کند و به شما امکان می دهد از یک ماشین ثابت بلند شوید.

رابطه قدرت ، گشتاور و دور موتور

در اینجا ورودی فنی است که کاربر در قسمت نظرات به اشتراک گذاشته است. به نظر من منطقی است که آن را مستقیماً در مقاله وارد کنم.

برای اینکه مشکل را با کمیت های فیزیکی پیچیده نکنید:

قدرت حاصل ضرب گشتاور روی میل لنگ و سرعت میل لنگ بر حسب رادیان در ثانیه است.

(به یاد داشته باشید که برای 2 دور میل لنگ در 6.28 درجه 1 * پی رادیان = 360 رادیان وجود دارد.

بنابراین P = M * W

P -> قدرت در [W]

M -> گشتاور در [نیوتن متر] (متر نیوتن)

W (امگا) - سرعت زاویه ای بر حسب رادیان / ثانیه W = 2 * Pi * F

با Pi = 3.14159 و F = سرعت میل لنگ در t / s.

مثال عملی

گشتاور موتور M: 210 نیوتن متر

دور موتور: 3000 دور در دقیقه -> فرکانس = 3000/60 = 50 دور در دقیقه

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

Au نهایی: P = M * W = 210 نیوتن متر * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 کیلو وات

تبدیل به CV (اسب بخار) 1 اسب بخار = 736 وات

در CV ما 65940 W / 736 W = 89.6 CV دریافت می کنیم.

(به یاد بیاورید که 1 اسب بخار قدرت متوسط ​​اسبی است که به طور مداوم بدون توقف می دود (در مکانیک به این قدرت نامی می گویند).

بنابراین وقتی از یک ماشین 150 اسب بخاری صحبت می کنیم ، لازم است دور موتور را با گشتاور محدود و یا حتی اندکی کاهش یافته تا 6000 نیوتن متر به 175 دور در دقیقه برسانیم.

به لطف گیربکس که مبدل گشتاور است و دیفرانسیل ، گشتاور را حدود 5 برابر افزایش می دهیم.

به عنوان مثال ، در دنده 1 ، گشتاور موتور در میل لنگ 210 نیوتن متر 210 نیوتن متر * 5 = 1050 نیوتن متر در لبه یک چرخ 30 سانتی متری می دهد ، این نیروی کشش 1050 نیوتن متر / 0.3 متر = 3500 نیوتن متر می دهد به

در فیزیک F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = شتاب زمین 9.81 m / s2 1G)

بنابراین ، 1 N مربوط به 1 کیلوگرم / 9.81 متر بر ثانیه = 2 کیلوگرم نیرو است.

3500 N * 0.102 = 357 کیلوگرم نیرو که ماشین را به سمت یک شیب تند هل می دهد.

امیدوارم این چند توضیح ، دانش شما را از مفاهیم قدرت و گشتاور مکانیکی تقویت کند.