Algú ha de calcular la potència de la unitat del motor per calcular l'impost sobre el cotxe. És important que alguns calculin de manera independent la potència del motor del compressor. És important que algú conegui exactament la potència de la màquina per poder comparar-la amb la que es va declarar. En general, el càlcul de potència i la selecció del motor són dos processos inseparables.
Aquests no són els únics motius pels quals els automobilistes intenten calcular de manera independent la potència dels motors dels seus cotxes. Això és bastant difícil de fer sense les fórmules necessàries per al càlcul. Es donaran en aquest article perquè cada motorista pugui calcular per si mateix quanta potència real del motor del seu cotxe.
Introducció
Hi ha almenys quatre maneres habituals de calcular la potència d'un motor de combustió interna. En aquests mètodes, s'utilitzen els paràmetres següents de la unitat de propulsió:
- Factures.
- Volum.
- Torcirmoment.
- Pressió efectiva dins de la cambra de combustió.
Per als càlculs, cal conèixer el pes del cotxe, així com el temps d'acceleració fins a 100 km/h.
Cadauna de les fórmules següents per calcular la potència del motor té algun error i no pot donar un resultat 100% precís. Això sempre s'ha de tenir en compte a l'hora d'analitzar les dades rebudes.
Si calculeu la potència amb totes les fórmules que es descriuen a l'article, podeu esbrinar el valor mitjà de la potència real del motor i la discrepància amb el resultat real no serà superior a 10 %.
Si no tenim en compte les diverses subtileses científiques associades a la definició de conceptes tècnics, llavors podem dir que la potència és l'energia generada per la unitat de propulsió i convertida en parell a l'eix. Al mateix temps, la potència és un valor variable i el seu valor màxim s'aconsegueix a una determinada velocitat de rotació de l'eix (indicada a les dades del passaport).
En els motors moderns de combustió interna, la potència màxima s'aconsegueix a 5, 5-6, 6 mil revolucions per minut. S'observa al valor mitjà efectiu més alt de pressió en els cilindres. El valor d'aquesta pressió depèn dels paràmetres següents:
- qualitat de la mescla de combustible;
- Completitud de la combustió;
- pèrdua de combustible.
La potència, com a magnitud física, es mesura en watts, mentre que a la indústria de l'automòbil es mesura en cavalls de potència. Els càlculs descrits als mètodes següents donaran resultats en quilowatts, després caldrà convertir-los en cavalls de potència mitjançantcalculadora-convertidor especial.
Potència a través del parell
Una manera de calcular la potència és determinar la dependència del parell del motor del nombre de revolucions.
Qualsevol moment de la física és el producte de la força a l'espatlla de la seva aplicació. El parell és el producte de la força que pot desenvolupar el motor per vèncer la resistència de la càrrega, per l'espatlla de la seva aplicació. Aquest paràmetre determina la rapidesa amb què el motor arriba a la seva potència màxima.
El parell es pot definir com la relació entre el producte del volum de treball i la pressió efectiva mitjana a la cambra de combustió a 0,12566 (constant):
- M=(Vworking Peffective)/0, 12566, on Vworking– cilindrada del motor [l], Peffective: pressió efectiva a la cambra de combustió [bar].
La velocitat del motor caracteritza la velocitat de gir del cigonyal.
Usant els valors de parell i RPM del motor, es pot utilitzar la següent fórmula de càlcul de potència del motor:
P=(Mn)/9549, on M és el parell [Nm], n és la velocitat de l'eix [rpm], 9549 és el factor de proporcionalitat
La potència calculada es mesura en quilowatts. Per convertir el valor calculat en cavalls de força, heu de multiplicar el resultat per un factor de proporcionalitat d'1, 36.
Aquest mètode de càlcul consisteix a utilitzar només dues fórmules elementals, per tant es considera una de les més senzilles. És cert, pots fer mésmés fàcil i utilitzeu la calculadora en línia, en la qual heu d'introduir certes dades sobre el cotxe i la seva unitat de motor.
Val la pena assenyalar que aquesta fórmula per calcular la potència del motor permet calcular només la potència que s'obté a la sortida del motor, i no la que realment arriba a les rodes del cotxe. Quina és la diferència? Mentre la potència (si es pensa en un flux) arriba a les rodes, experimenta pèrdues a la caixa de transferència, per exemple. Els consumidors secundaris com un aire condicionat o un generador també tenen un paper important. És impossible no esmentar les pèrdues per superar la resistència a l'aixecament, el rodament, així com la resistència aerodinàmica.
Aquest desavantatge es compensa en part amb l'ús d' altres fórmules de càlcul.
Potència mitjançant la mida del motor
No sempre és possible determinar el parell motor. De vegades, els propietaris de cotxes ni tan sols coneixen el valor d'aquest paràmetre. En aquest cas, la potència de la unitat de propulsió es pot trobar utilitzant el volum del motor.
Per fer-ho, heu de multiplicar el volum de la unitat per la velocitat del cigonyal, així com per la pressió efectiva mitjana. El valor resultant s'ha de dividir per 120:
- P=(VnPeficient)/120 on V és la cilindrada del motor [cm3], n és la velocitat gir del cigonyal [rpm], Pefectiu – pressió efectiva mitjana [MPA], 120 – constant, factor de proporcionalitat.
Així es calcula la potència del motor d'un cotxeutilitzant el volum de la unitat.
Molt sovint, el valor de Pefectiu en motors de gasolina d'una mostra estàndard varia de 0,82 MPa a 0,85 MPa, en motors forçats - 0,9 MPa, i en unitats dièsel el el valor de pressió està entre 0,9 MPa i 2,5 MPa.
Quan s'utilitza aquesta fórmula per calcular la potència real del motor, per convertir kW en CV. s., cal dividir el valor resultant per un factor igual a 0, 735.
Aquest mètode de càlcul també està lluny de ser el més complicat i requereix un mínim de temps i esforç.
Amb aquest mètode, podeu calcular la potència del motor de la bomba.
Potència a través del flux d'aire
La potència de la unitat també es pot determinar pel flux d'aire. És cert que aquest mètode de càlcul només està disponible per als propietaris d'automòbils que tinguin instal·lat un ordinador de bord que permet registrar el consum d'aire a 5,5 mil revolucions en tercera marxa.
Per obtenir la potència aproximada del motor, cal dividir per tres el consum obtingut en les condicions anteriors. La fórmula té aquest aspecte:
P=G/3, on G és el cabal d'aire
Aquest càlcul caracteritza el funcionament del motor en condicions ideals, és a dir, sense tenir en compte les pèrdues de transmissió, els consumidors de tercers i la resistència aerodinàmica. La potència real és un 10 o fins i tot un 20% inferior a la calculada.
En conseqüència, la quantitat de flux d'aire es determina al laboratori en un estand especial on està instal·lat el cotxe.
Les lectures dels sensors a bord depenen molt de la seva contaminaciói des de la calibració.
Per tant, calcular la potència del motor a partir de les dades de consum d'aire està lluny de ser el més precís i efectiu, però és molt adequat per obtenir dades aproximades.
Potència a través de la massa del cotxe i temps d'acceleració fins a "centenars"
El càlcul utilitzant el pes del cotxe i la seva velocitat d'acceleració fins a 100 km/h és un dels mètodes més senzills per calcular la potència real del motor, perquè el pes del cotxe i el temps d'acceleració declarat a "centenars". " són els paràmetres del passaport del cotxe.
Aquest mètode és rellevant per a motors que funcionen amb qualsevol tipus de combustible (gasolina, dièsel, gas) perquè només té en compte la dinàmica de l'acceleració.
A l'hora de calcular cal tenir en compte el pes del vehicle juntament amb el conductor. A més, per tal d'apropar el resultat del càlcul el més possible al real, val la pena tenir en compte les pèrdues de frenada, lliscament, així com la velocitat de reacció de la caixa de canvis. El tipus de conducció també hi juga un paper. Per exemple, els cotxes amb tracció davantera perden uns 0,5 segons a l'inici, els cotxes amb tracció posterior de 0,3 segons a 0,4 segons.
Queda per trobar una calculadora a la xarxa per calcular la potència d'un cotxe mitjançant la velocitat d'acceleració, introduir les dades necessàries i obtenir una resposta. No té sentit donar els càlculs matemàtics que fa la calculadora, a causa de la seva complexitat.
El resultat del càlcul serà un dels més precisos, proper al real.
Aquest mètode de càlcul de la potència real d'un cotxe és considerat per molts com el més convenient, perquè els propietaris de cotxes hauran de fer un mínim d'esforç: mesurar la velocitat d'acceleració per100 km/h i introduïu dades addicionals a la calculadora automàtica.
Altres tipus de motor
No és cap secret que els motors s'utilitzen no només als cotxes, sinó també a la indústria i fins i tot a la vida quotidiana. Es poden trobar motors de diferents mides a les fàbriques (eixos de conducció) i en electrodomèstics com les picadores automàtiques de carn.
De vegades cal calcular la potència real d'aquests motors. A continuació es descriu com fer-ho.
Val la pena assenyalar de seguida que el càlcul de la potència d'un motor trifàsic es pot fer de la següent manera:
- P=Mparelln, on Mparell és el parell i n és la velocitat de l'eix.
Motor d'inducció
La unitat asíncrona és un dispositiu, la peculiaritat del qual és que la freqüència de gir del camp magnètic creat pel seu estator és sempre superior a la freqüència de gir del seu rotor.
El principi de funcionament d'una màquina asíncrona és similar al principi de funcionament d'un transformador. S'apliquen les lleis de la inducció electromagnètica (l'enllaç de flux variable en el temps del bobinatge hi indueix un EMF) i Ampere (una força electromagnètica actua sobre un conductor d'una determinada longitud, a través del qual circula un corrent en un camp amb un valor determinat). d'inducció).
El motor d'inducció generalment consta d'un estator, rotor, eix i suport. L'estator inclou els següents components principals: bobinat, nucli, carcassa. El rotor consta d'un nucli i un bobinatge.
La tasca principal d'un motor d'inducció és transformarenergia elèctrica, que es subministra al bobinatge de l'estator, en energia mecànica, que es pot treure d'un eix giratori.
Potència del motor asíncron
Al camp tècnic de la ciència, hi ha tres tipus de poder:
- complet (indicat per la lletra S);
- actiu (indicat per la lletra P);
- reactiu (indicat per la lletra Q).
La potència total es pot representar com un vector que té una part real i una imaginària (val la pena recordar la secció de matemàtiques relacionada amb els nombres complexos).
La part real és la potència activa que es gasta per fer treballs útils com girar l'eix, així com per generar calor.
La part imaginària s'expressa per la potència reactiva que intervé en la creació del flux magnètic (indicat amb la lletra F).
És el flux magnètic que subjau al principi de funcionament d'una unitat asíncrona, un motor síncron, una màquina de corrent continu i un transformador.
La potència reactiva s'utilitza per carregar condensadors i crear un camp magnètic al voltant de les bobines.
La potència activa es calcula com el producte del corrent, la tensió i el factor de potència:
P=IUcosφ
La potència reactiva es calcula com el producte del corrent i la tensió i el factor de potència 90° desfasat. En cas contrari, podeu escriure:
Q=IUsinφ
El valor de la potència total, si recordeu que es pot representar com a vector,es pot calcular utilitzant el teorema de Pitàgores com a suma arrel dels quadrats de la potència activa i reactiva:
S=(P2+Q2)1/2.
Si calculem la fórmula de la potència total en forma general, resulta que S és el producte del corrent i la tensió:
S=IU
El factor de potència cosφ és un valor numèricament igual a la relació entre el component actiu i la potència aparent. Per trobar sinφ, coneixent cosφ, cal calcular el valor de φ en graus i trobar el seu sinus.
Aquest és un càlcul estàndard de potència del motor basat en el corrent i la tensió.
Càlcul de la potència d'una unitat asíncrona trifàsica
Per calcular la potència útil al bobinatge de l'estator d'un motor asíncron trifàsic, multipliqueu la tensió de fase pel corrent de fase i el factor de potència, i multipliqueu el valor de potència resultant per tres (pel nombre de fases):
- Pestator=3UfIfcosφ.
Càlcul de potència el. d'un motor actiu, és a dir, la potència que s'elimina de l'eix del motor, es produeix de la següent manera:
- Psortida=Pestator – Ppèrdua.
Les pèrdues següents es produeixen en un motor d'inducció:
- elèctric al bobinatge de l'estator;
- en acer del nucli de l'estator;
- electricitat al bobinatge del rotor;
- mecànic;
- addicional.
Per calcular la potència d'un motor trifàsic en un bobinat d'estator amb un reactiucaràcter, cal afegir els tres components d'aquest tipus de poder, a saber:
- potència reactiva consumida per crear el flux de fuites del bobinatge de l'estator;
- potència reactiva consumida per crear el flux de fuites del bobinatge del rotor;
- potència reactiva utilitzada per crear el flux principal.
La potència reactiva en un motor asíncron es gasta principalment en la creació d'un camp electromagnètic altern, però part de l'energia es gasta en la creació de fluxos dispersos. Els fluxos dispersos debiliten el flux magnètic principal i redueixen l'eficiència de la unitat asíncrona.
Potència actual
El càlcul de la potència del motor d'inducció es pot fer amb les dades actuals. Per fer-ho, seguiu aquests passos:
- Engegueu el motor.
- Usant un amperímetre, mesura el corrent a cada volta.
- Calculeu el valor actual mitjà a partir dels resultats de les mesures realitzades al segon paràgraf.
- Multiplica el corrent mitjà pel voltatge. Aconsegueix energia.
La potència sempre es pot calcular com el producte del corrent i la tensió. En aquest cas, és important saber quins valors de U i I s'han de prendre. En aquest cas, U és la tensió d'alimentació, és un valor constant i I pot variar en funció de quin bobinatge (estator o rotor) es mesura el corrent, per la qual cosa cal escollir-ne el valor mitjà.
Potència per mida
L'estator té molts components diferents, un dels quals és el nucli. Per calcular la potència del motor ambutilitzant les dimensions, feu el següent:
- Mesureu la longitud i el diàmetre del nucli.
- Calculeu la constant C, que s'utilitzarà en càlculs posteriors. C=(πDn)/(120f)
- Calculeu la potència P amb la fórmula P=CD2ln10-6, on C és el constant calculada, D és el diàmetre del nucli, n és la velocitat de gir de l'eix, l és la longitud del nucli.
És millor fer totes les mesures i càlculs amb la màxima precisió per tal que el càlcul de la potència del motor d'accionament elèctric sigui el més proper possible a la realitat.
Potència de tracció
La potència d'un motor asíncron també es pot determinar utilitzant el valor de la força de tracció. Per fer-ho, caldrà mesurar el radi del nucli (com més precís, millor), fixar la velocitat a la qual gira l'eix de la unitat i també mesurar la força de tracció del motor amb un dinamòmetre.
Totes les dades s'han de substituir per la fórmula següent:
P=2πFnr, on F és la força de tracció, n és la velocitat de rotació de l'eix, r és el radi del nucli
Matisos del motor d'inducció
Totes les fórmules anteriors, que s'utilitzen per calcular la potència d'un motor trifàsic, ens permeten treure una conclusió important que els motors poden ser de diferents mides, tenir diferents velocitats, però finalment tenir la mateixa potència..
Això permetdissenyadors per crear models de motors que es poden utilitzar en una gran varietat de condicions.
motor de corrent continu
Un motor de corrent continu és una màquina que converteix l'energia elèctrica rebuda del corrent continu en energia mecànica. El principi del seu funcionament té poc a veure amb una màquina asíncrona.
Un motor de corrent continu consta d'un estator, una armadura i un suport, així com raspalls de contacte i un commutador.
Col·lector: un dispositiu que converteix el corrent altern en corrent continu (i viceversa).
Per calcular la potència útil d'aquesta unitat, que es gasta en realitzar qualsevol treball, n'hi ha prou amb multiplicar l'EMF de l'induït pel corrent de l'induït:
- P=EaIa.
Com podeu veure, el càlcul de la potència d'un motor de corrent continu és molt més senzill que els càlculs fets en un motor asíncron.
