Forskjellen mellom dreiemoment og kraft ...

Forskjellen mellom dreiemoment og kraft er et spørsmål mange nysgjerrige stiller. Og dette er forståelig, siden disse to dataene er blant de mest studerte i de tekniske databladene til bilene våre. Så det ville vært interessant å dvele ved det, selv om det ikke nødvendigvis er det mest åpenbare...

Først av alt, la oss presisere at paret uttrykker seg i Newton. Måler og styrke i Hestekrefter (når vi snakker om en maskin, fordi vitenskap og matematikk bruker watt)

Er det virkelig en forskjell?

Det vil faktisk ikke være lett å skille disse to variablene, siden de er relatert til hverandre. Det er som å spørre hva som er forskjellen mellom brød og mel. Det gir ikke mye mening, for mel er en del av brød. Det ville være bedre å sammenligne ingredienser med hverandre (f.eks. vann vs mel i en klemme) enn å sammenligne en ingrediens med et ferdig produkt.

La oss prøve å forklare alt dette, men samtidig gjøre det klart at all hjelp fra din side (via kommentarene nederst på siden) vil være velkommen. Jo flere forskjellige måter det er å forklare det på, jo mer vil Internett-brukere forstå sammenhengen mellom disse to konseptene.

Kraft er et resultat av sammenkobling (litt tung formulering, jeg vet godt...) rotasjonshastighet.

Matematisk gir dette følgende:

( π X Torque i Nm X Mode) / 1000/30 = Effekt i kW (som oversettes til hestekrefter hvis vi senere ønsker å ha et "mer bilkonsept").

Her begynner vi å forstå at å sammenligne dem nesten er tull.

Studerer dreiemoment/effektkurven

Det er ikke noe bedre enn en elektrisk motor for å fullt ut forstå forholdet mellom dreiemoment og kraft, eller rettere sagt hvordan det er en sammenheng mellom dreiemoment og hastighet.

Se hvor logisk dreiemomentkurven til en elektrisk motor er, som er mye lettere å forstå enn kurven til en varmemotor. Her ser vi at vi gir konstant og maksimalt dreiemoment i begynnelsen av revolusjonen, noe som øker effektkurven. Logisk sett, jo mer kraft jeg legger på en spinnende aksel, jo raskere vil den spinne (og dermed mer kraft). På den annen side, ettersom dreiemomentet avtar (når jeg trykker mindre og mindre på den roterende akselen, fortsetter å trykke uansett), begynner kraftkurven å avta (selv om rotasjonshastigheten fortsetter å synke). Øke). I hovedsak er dreiemoment "akselerasjonskraften" og kraft er summen som kombinerer denne kraften og rotasjonshastigheten til den bevegelige delen (vinkelhastighet).

Lykkes paret med alt dette?

Noen mennesker sammenligner bare motorer for dreiemomentet eller nesten. Faktisk er dette en vrangforestilling ...

Hvis jeg for eksempel sammenligner en bensinmotor som utvikler 350 Nm ved 6000 rpm med en dieselmotor som utvikler 400 Nm ved 3000 rpm, tror vi kanskje at det er dieselen som vil ha mest akselerasjonskraft. Vel, nei, men vi kommer tilbake til starten, det viktigste er kraft! Kun kraft skal brukes til å sammenligne motorer (ideelt sett med kurver...fordi høy toppeffekt er ikke alt!).

Faktisk, mens dreiemoment bare indikerer maksimalt dreiemoment, inkluderer kraft dreiemoment og motorturtall, så vi har all informasjon (bare dreiemoment er bare en delvis indikasjon).

Hvis vi går tilbake til vårt eksempel, så kan vi si at dieselen kan være stolt av, og gir ut 400 Nm ved 3000 o/min. Men ikke glem at den ved 6000 o/min definitivt ikke vil kunne levere mer enn 100 Nm (la oss hoppe over at oljen ikke kan nå 6000 tonn), mens bensin fortsatt kan levere 350 Nm på den hastigheten. I dette eksemplet sammenligner vi en 200 hk dieselmotor. med bensinmotor 400 hk (tall avledet fra spesifiserte dreiemomenter), fra enkelt til dobbel.

Vi husker alltid at jo raskere et objekt snur (eller beveger seg fremover), jo vanskeligere er det å få det til å øke hastigheten. Dermed viser en motor som utvikler betydelig dreiemoment ved høyt turtall at den har enda mer kraft og ressurser!

Forklaring ved eksempel

Jeg hadde en liten idé om å prøve å finne ut av det hele, i håp om at det ikke var så ille. Har du noen gang prøvd å stoppe en laveffekts elektrisk motor med fingrene (liten vifte, elektrisk motor i Mecano-settet da du var liten osv.).

Den kan snurre raskt (si 240 rpm eller 4 omdreininger i sekundet), vi kan enkelt stoppe den uten å skade den mye (den pisker litt hvis det er propellblader). Dette er fordi dens dreiemoment ikke er veldig viktig, og derfor dens wattstyrke (dette gjelder små elektriske motorer for leker og annet lite tilbehør).

På den annen side, hvis jeg ikke kan stoppe den ved samme hastighet (240 rpm), betyr det at dreiemomentet vil være høyere, noe som også vil føre til mer slutteffekt (begge er matematisk relatert, det er som kommuniserende fartøyer). Men hastigheten forble den samme. Så ved å øke motormomentet øker jeg kraften, fordi ca

par

X

Rotasjonshastighet

= Makt... (en vilkårlig forenklet formel for å hjelpe med å forstå: Pi og noen av variablene som er synlige i toppformelen er fjernet)

Så for den samme gitte effekten (si 5W, men hvem bryr seg) kan jeg få enten:

• En motor som spinner sakte (f.eks. 1 omdreining per sekund) med høyt dreiemoment som vil være litt vanskeligere å stoppe med fingrene (den går ikke fort, men det høye dreiemomentet gir den betydelig styrke)
• Eller en motor som går med 4 rpm, men med mindre dreiemoment. Her kompenseres det lavere dreiemomentet av det høyere turtallet, som gir den mer treghet. Men å stoppe med fingrene blir lettere til tross for høyere hastighet.

To motorer har tross alt samme effekt, men de fungerer ikke likt (kraft kommer på forskjellige måter, men eksemplet er lite representativt for dette, siden det er begrenset til en gitt hastighet. I en bil er hastigheten endres hele tiden, noe som gir opphav til det berømte kraft- og dreiemomentkurvemomentet). Den ene svinger sakte og den andre svinger raskt ... Dette er en liten forskjell mellom diesel og bensin.

Og det er grunnen til at lastebiler kjører på diesel, fordi diesel har et høyt dreiemoment, på bekostning av rotasjonshastigheten (maksimal motorhastighet er mye lavere). Det er faktisk nødvendig å kunne bevege seg fremover, til tross for en veldig tung tilhenger, uten å måtte skjelle ut motoren, slik tilfellet er med bensin (man måtte klatre i tårnene og leke med clutchen som en gal). Dieselen overfører maksimalt dreiemoment ved lave turtall, noe som gjør tauing enklere og muliggjør start fra et stillestående kjøretøy.

Sammenheng mellom kraft, dreiemoment og motorturtall

Her er de tekniske innspillene som en bruker har delt i kommentarfeltet. Det virker rimelig for meg å sette det direkte inn i artikkelen.

For ikke å komplisere problemet med fysiske mengder:

Effekt er produktet av dreiemomentet på veivakselen og veivakselhastigheten i radianer/sek.

(husk at for 2 omdreininger av veivakselen ved 6.28 ° er det 1 * pi radianer = 360 radianer.

Så P = M * W

P -> effekt i [W]

M -> dreiemoment i [Nm] (Newtonmeter)

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

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

Praktisk eksempel

Motormoment M: 210 Nm

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

B = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t/s = 314 radianer/s

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

Konvertering til CV (hestekrefter) 1 hk = 736 W

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

(Husk at 1 hestekrefter er gjennomsnittseffekten til en hest som løper kontinuerlig uten å stoppe (i mekanikk kalles dette nominell effekt).

Så når vi snakker om en 150 hk bil, er det nødvendig å øke motorturtallet til 6000 o/min med et dreiemoment som forblir begrenset eller til og med litt redusert til 175 Nm.

Takket være girkassen, som er en momentomformer, og differensialen har vi en dreiemomentøkning på ca 5 ganger.

For eksempel, i 1. gir vil motormomentet ved veivakselen på 210 Nm gi 210 Nm * 5 = 1050 Nm ved felgen på et 30 cm eikerhjul, dette vil gi en trekkkraft på 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm .

I fysikk F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = Jordens akselerasjon 9.81 m / s2 1G)

Dermed tilsvarer 1 N 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg kraft.

3500 N * 0.102 = 357 kg kraft som skyver bilen opp en bratt skråning.

Jeg håper disse få forklaringene styrker din kunnskap om begrepene kraft og mekanisk dreiemoment.