Iemand moet het vermogen van de motoreenheid berekenen om de autobelasting te kunnen berekenen. Voor sommigen is het belangrijk om zelfstandig het vermogen van de compressormotor te berekenen. Het is belangrijk dat iemand precies de kracht van de machine weet om deze te kunnen vergelijken met degene die is aangegeven. Over het algemeen zijn vermogensberekening en motorselectie twee onafscheidelijke processen.
Dit zijn niet de enige redenen waarom automobilisten het vermogen van de motoren van hun auto's onafhankelijk proberen te berekenen. Dit is vrij moeilijk om te doen zonder de benodigde formules voor de berekening. Ze zullen in dit artikel worden gegeven, zodat elke automobilist voor zichzelf kan berekenen hoeveel het werkelijke motorvermogen van zijn auto is.
Inleiding
Er zijn minstens vier veelvoorkomende manieren om het vermogen van een verbrandingsmotor te berekenen. Bij deze methoden worden de volgende parameters van de aandrijfeenheid gebruikt:
- Omzet.
- Volume.
- Draaienmoment.
- Effectieve druk in de verbrandingskamer.
Voor berekeningen moet u het gewicht van de auto weten, evenals de acceleratietijd tot 100 km/u.
Elk van de volgende formules voor het berekenen van het motorvermogen bevat een fout en kan geen 100% nauwkeurig resultaat geven. Hiermee moet altijd rekening worden gehouden bij het analyseren van de ontvangen gegevens.
Als u het vermogen berekent met behulp van alle formules die in het artikel worden beschreven, kunt u de gemiddelde waarde van het werkelijke vermogen van de motor achterhalen, en het verschil met het werkelijke resultaat is niet meer dan 10 %.
Als we geen rekening houden met de verschillende wetenschappelijke subtiliteiten die verband houden met de definitie van technische concepten, dan kunnen we zeggen dat vermogen de energie is die wordt gegenereerd door de voortstuwingseenheid en omgezet in koppel op de as. Tegelijkertijd is vermogen een variabele waarde en wordt de maximale waarde bereikt bij een bepaalde rotatiesnelheid van de as (aangegeven in de paspoortgegevens).
In moderne verbrandingsmotoren wordt het maximale vermogen bereikt bij 5, 5-6, 6000 omwentelingen per minuut. Het wordt waargenomen bij de hoogste gemiddelde effectieve waarde van de druk in de cilinders. De waarde van deze druk hangt af van de volgende parameters:
- kwaliteit brandstofmengsel;
- Combustion volledigheid;
- brandstofverlies.
Power, als een fysieke grootheid, wordt gemeten in watt, terwijl het in de auto-industrie wordt gemeten in pk's. De berekeningen die in de onderstaande methoden worden beschreven, geven resultaten in kilowatt, daarna moeten ze worden geconverteerd naar pk's met behulp vanspeciale rekenmachine-converter.
Vermogen door koppel
Een manier om het vermogen te berekenen is om de afhankelijkheid van het motorkoppel van het aantal omwentelingen te bepalen.
Elk moment in de natuurkunde is het product van kracht op de schouder van zijn toepassing. Koppel is het product van de kracht die de motor kan ontwikkelen om de weerstand van de belasting te overwinnen, door de schouder van zijn toepassing. Het is deze parameter die bepa alt hoe snel de motor zijn maximale vermogen bereikt.
Koppel kan worden gedefinieerd als de verhouding van het product van het werkvolume en de gemiddelde effectieve druk in de verbrandingskamer tot 0,12566 (constant):
- M=(Vworking P Effective)/0, 12566, waarbij Vworking– cilinderinhoud [l], Peffectief – effectieve druk in de verbrandingskamer [bar].
Motortoerental kenmerkt de rotatiesnelheid van de krukas.
Met behulp van motorkoppel en RPM-waarden kan de volgende formule voor het berekenen van het motorvermogen worden gebruikt:
P=(Mn)/9549, waarbij M het koppel [Nm] is, n het astoerental [rpm], 9549 de evenredigheidsfactor
Berekend vermogen wordt gemeten in kilowatt. Om de berekende waarde om te zetten in pk's, moet u het resultaat vermenigvuldigen met een evenredigheidsfactor van 1, 36.
Deze berekeningsmethode bestaat uit het gebruik van slechts twee elementaire formules, daarom wordt het als een van de eenvoudigste beschouwd. Toegegeven, je kunt meer doengemakkelijker en gebruik de online rekenmachine, waarin u bepaalde gegevens over de auto en de motoreenheid moet invoeren.
Het is vermeldenswaard dat u met deze formule voor het berekenen van het motorvermogen alleen het vermogen kunt berekenen dat wordt verkregen aan de uitgang van de motor, en niet het vermogen dat daadwerkelijk naar de wielen van de auto komt. Wat is het verschil? Zolang het vermogen (als je het als een stroom ziet) de wielen bereikt, ondervindt het verliezen in bijvoorbeeld de tussenbak. Secundaire verbruikers zoals een airconditioner of een generator spelen ook een belangrijke rol. Het is onmogelijk om nog maar te zwijgen over de verliezen om de weerstand tegen heffen, rollen en aerodynamische weerstand te overwinnen.
Dit nadeel wordt deels gecompenseerd door het gebruik van andere rekenformules.
Vermogen door motorgrootte
Het is niet altijd mogelijk om het motorkoppel te bepalen. Soms kennen autobezitters de waarde van deze parameter niet eens. In dit geval kan het vermogen van de voortstuwingseenheid worden bepaald aan de hand van het volume van de motor.
Om dit te doen, moet u het volume van de eenheid vermenigvuldigen met de krukassnelheid en met de gemiddelde effectieve druk. De resulterende waarde moet worden gedeeld door 120:
- P=(VnPefficient)/120 waarbij V de cilinderinhoud is [cm3], n de snelheid is krukasrotatie [rpm], Peffectief – gemiddelde effectieve druk [MPA], 120 – constant, evenredigheidsfactor.
Zo wordt het motorvermogen van een auto berekend metmet behulp van het volume van de eenheid.
Meestal varieert de waarde van Peffectieve in benzinemotoren van een standaardmonster van 0,82 MPa tot 0,85 MPa, in geforceerde motoren - 0,9 MPa, en in dieselmotoren drukwaarde ligt tussen 0,9 MPa en 2,5 MPa.
Bij gebruik van deze formule om het werkelijke vermogen van de motor te berekenen, om kW om te zetten in pk. s., is het noodzakelijk om de resulterende waarde te delen door een factor gelijk aan 0, 735.
Deze berekeningsmethode is ook verre van de meest ingewikkelde en kost een minimum aan tijd en moeite.
Met deze methode kunt u het vermogen van de pompmotor berekenen.
Kracht door luchtstroom
Het vermogen van het apparaat kan ook worden bepaald door de luchtstroom. Toegegeven, deze berekeningsmethode is alleen beschikbaar voor autobezitters die een boordcomputer hebben geïnstalleerd waarmee u het luchtverbruik kunt registreren bij 5,5 duizend omwentelingen in de derde versnelling.
Om het geschatte vermogen van de motor te krijgen, moet het onder de bovenstaande omstandigheden verkregen verbruik door drie worden gedeeld. De formule ziet er als volgt uit:
P=G/3, waarbij G de luchtstroomsnelheid is
Deze berekening kenmerkt de werking van de motor onder ideale omstandigheden, dat wil zeggen zonder rekening te houden met transmissieverliezen, externe verbruikers en luchtweerstand. Het werkelijke vermogen is 10 of zelfs 20% lager dan het berekende vermogen.
Dienovereenkomstig wordt de hoeveelheid luchtstroom bepaald in het laboratorium op een speciale standaard waarop de auto is geïnstalleerd.
Uitlezingen van sensoren aan boord zijn sterk afhankelijk van hun vervuilingen van kalibratie.
Daarom is het berekenen van het motorvermogen op basis van luchtverbruiksgegevens verre van de meest nauwkeurige en effectieve, maar het is zeer geschikt om geschatte gegevens te verkrijgen.
Kracht door de massa van de auto en acceleratietijd tot "honderden"
Berekening met het gewicht van de auto en de acceleratiesnelheid tot 100 km/u is een van de eenvoudigste methoden om het werkelijke vermogen van de motor te berekenen, omdat het gewicht van de auto en de aangegeven acceleratietijd tot "honderden " zijn de paspoortparameters van de auto.
Deze methode is relevant voor motoren die op elk type brandstof lopen - benzine, diesel, gas - omdat er alleen rekening wordt gehouden met de dynamiek van acceleratie.
Bij het berekenen is het noodzakelijk om samen met de bestuurder rekening te houden met het gewicht van het voertuig. Om het berekeningsresultaat zo dicht mogelijk bij het echte resultaat te brengen, is het ook de moeite waard om rekening te houden met de verliezen bij remmen, slippen en de reactiesnelheid van de versnellingsbak. Ook het type aandrijving speelt een rol. Auto's met voorwielaandrijving verliezen bijvoorbeeld ongeveer 0,5 seconden bij de start, auto's met achterwielaandrijving 0,3 seconden tot 0,4 seconden.
Het blijft om een rekenmachine op het net te vinden om het vermogen van een auto door acceleratiesnelheid te berekenen, de nodige gegevens in te voeren en een antwoord te krijgen. Het heeft geen zin om de wiskundige berekeningen te geven die de rekenmachine maakt, vanwege hun complexiteit.
Het resultaat van de berekening zal een van de meest nauwkeurige zijn, bijna echt.
Deze methode voor het berekenen van het werkelijke vermogen van een auto wordt door velen als de handigste beschouwd, omdat autobezitters een minimale inspanning zullen moeten leveren - om de acceleratiesnelheid te meten tot100 km/h en voer aanvullende gegevens in de automatische rekenmachine in.
Andere motortypes
Het is geen geheim dat motoren niet alleen in auto's worden gebruikt, maar ook in de industrie en zelfs in het dagelijks leven. Motoren van verschillende groottes zijn te vinden in fabrieken - aandrijfassen - en in huishoudelijke apparaten zoals automatische vleesmolens.
Soms moet je het werkelijke vermogen van dergelijke motoren berekenen. Hoe u dit doet, wordt hieronder beschreven.
Het is meteen de moeite waard om op te merken dat de berekening van het vermogen van een driefasenmotor als volgt kan worden gedaan:
- P=Mtorquen, waarbij Mtorque het koppel is en n het astoerental is.
Inductiemotor
Asynchrone eenheid is een apparaat waarvan de eigenaardigheid is dat de rotatiefrequentie van het magnetische veld gecreëerd door de stator altijd groter is dan de rotatiefrequentie van de rotor.
Het werkingsprincipe van een asynchrone machine is vergelijkbaar met het werkingsprincipe van een transformator. De wetten van elektromagnetische inductie worden toegepast (de in de tijd variërende fluxkoppeling van de wikkeling induceert een EMF erin) en Ampere (een elektromagnetische kracht werkt op een geleider van een bepaalde lengte, waardoor een stroom vloeit in een veld met een bepaalde waarde van inductie).
Inductiemotor bestaat over het algemeen uit een stator, rotor, as en steun. De stator omvat de volgende hoofdcomponenten: wikkeling, kern, behuizing. De rotor bestaat uit een kern en een wikkeling.
De belangrijkste taak van een inductiemotor is om te transformerenelektrische energie, die wordt geleverd aan de statorwikkeling, in mechanische energie, die kan worden verwijderd uit een roterende as.
Asynchrone motorvermogen
Op technisch gebied van de wetenschap zijn er drie soorten macht:
- full (aangegeven met de letter S);
- active (aangegeven met de letter P);
- reactief (aangegeven met de letter Q).
Totale macht kan worden weergegeven als een vector die een reëel en een denkbeeldig deel heeft (het is de moeite waard om het deel van de wiskunde te onthouden dat betrekking heeft op complexe getallen).
Het echte deel is het actieve vermogen dat wordt besteed aan nuttig werk, zoals het draaien van de as, en het genereren van warmte.
Het denkbeeldige deel wordt uitgedrukt door het reactieve vermogen dat deelneemt aan het creëren van de magnetische flux (aangegeven door de letter F).
Het is de magnetische flux die ten grondslag ligt aan het werkingsprincipe van een asynchrone eenheid, een synchrone motor, een DC-machine en een transformator.
Reactief vermogen wordt gebruikt om condensatoren op te laden en een magnetisch veld rond spoelen te creëren.
Werkzaam vermogen wordt berekend als het product van stroom en spanning en arbeidsfactor:
P=ikUcosφ
Reactief vermogen wordt berekend als het product van stroom en spanning en arbeidsfactor 90° uit fase. Anders kun je schrijven:
Q=ikUsinφ
De waarde van het totale vermogen, als je je herinnert dat het kan worden weergegeven als een vector,kan worden berekend met behulp van de stelling van Pythagoras als de wortelsom van de kwadraten van actief en reactief vermogen:
S=(P2+Q2)1/2.
Als we de formule voor het totale vermogen in algemene vorm berekenen, blijkt dat S het product is van stroom en spanning:
S=ikU
Power factor cosφ is een waarde die numeriek gelijk is aan de verhouding van de actieve component tot het schijnbare vermogen. Om sinφ te vinden, wetende cosφ, moet je de waarde van φ in graden berekenen en de sinus ervan vinden.
Dit is een standaard berekening van het motorvermogen op basis van stroom en spanning.
Berekening van het vermogen van een 3-fase asynchrone unit
Om het bruikbare vermogen op de statorwikkeling van een asynchrone driefasenmotor te berekenen, vermenigvuldigt u de fasespanning met de fasestroom en de arbeidsfactor, en vermenigvuldigt u de resulterende vermogenswaarde met drie (met het aantal fasen):
- Pstator=3UfIfcosφ.
Berekening van het vermogen el. van een actieve motor, dat wil zeggen het vermogen dat van de motoras wordt verwijderd, wordt als volgt geproduceerd:
- Poutput=Pstator – Ploss.
De volgende verliezen treden op in een inductiemotor:
- elektrisch in de statorwikkeling;
- in statorkernstaal;
- elektrisch in de rotorwikkeling;
- mechanisch;
- extra.
Om het vermogen van een driefasige motor in een statorwikkeling met een reactieve te berekenenkarakter, is het noodzakelijk om de drie componenten van dit type kracht toe te voegen, namelijk:
- reactief vermogen verbruikt om de lekstroom van de statorwikkeling te creëren;
- reactief vermogen verbruikt om de lekstroom van de rotorwikkeling te creëren;
- reactief vermogen gebruikt om de hoofdstream te creëren.
Reactief vermogen in een asynchrone motor wordt voornamelijk besteed aan het creëren van een wisselend elektromagnetisch veld, maar een deel van het vermogen wordt besteed aan het creëren van verdwaalde fluxen. Verdwaalde fluxen verzwakken de belangrijkste magnetische flux en verminderen de efficiëntie van de asynchrone eenheid.
Huidige stroom
Berekening van het vermogen van de inductiemotor kan worden gedaan met behulp van huidige gegevens. Volg hiervoor deze stappen:
- Schakel de motor in.
- Gebruik een ampèremeter om de stroom in elke beurt te meten.
- Bereken de gemiddelde stroomwaarde op basis van de resultaten van metingen in de tweede paragraaf.
- Vermenigvuldig de gemiddelde stroom met de spanning. Krijg stroom.
Vermogen kan altijd worden berekend als het product van stroom en spanning. In dit geval is het belangrijk om te weten welke waarden van U en I moeten worden genomen. In dit geval is U de voedingsspanning, het is een constante waarde en ik kan variëren afhankelijk van op welke wikkeling (stator of rotor) de stroom wordt gemeten, dus het is noodzakelijk om de gemiddelde waarde te kiezen.
Power op grootte
De stator heeft veel verschillende componenten, waarvan er één de kern is. Motorvermogen berekenen metmet afmetingen, doe het volgende:
- Meet de lengte en diameter van de kern.
- Bereken de constante C, die in verdere berekeningen zal worden gebruikt. C=(πDn)/(120f)
- Bereken de macht P met de formule P=CD2ln10-6, waarbij C de berekende constante, D is de diameter van de kern, n is de rotatiesnelheid van de as, l is de lengte van de kern.
Het is beter om alle metingen en berekeningen met maximale nauwkeurigheid uit te voeren, zodat de berekening van het vermogen van de elektrische aandrijfmotor zo dicht mogelijk bij de werkelijkheid ligt.
Tractiekracht
Het vermogen van een asynchrone motor kan ook worden bepaald met behulp van de waarde van de trekkracht. Om dit te doen, moet je de straal van de kern meten (hoe nauwkeuriger, hoe beter), de snelheid bepalen waarmee de as van de eenheid draait en ook de trekkracht van de motor meten met behulp van een rollenbank.
Alle gegevens moeten worden vervangen door de volgende formule:
P=2πFnr, waarbij F de trekkracht is, n de rotatiesnelheid van de as, r de kernradius
Nuance van de inductiemotor
Alle bovenstaande formules, die worden gebruikt om het vermogen van een driefasenmotor te berekenen, stellen ons in staat om een belangrijke conclusie te trekken dat motoren van verschillende groottes kunnen zijn, verschillende snelheden kunnen hebben, maar uiteindelijk hetzelfde vermogen hebben.
Dit staat toeontwerpers om modellen van motoren te maken die in een groot aantal verschillende omstandigheden kunnen worden gebruikt.
DC-motor
Een gelijkstroommotor is een machine die elektrisch vermogen dat wordt ontvangen van gelijkstroom omzet in mechanisch vermogen. Het werkingsprincipe heeft weinig te maken met een asynchrone machine.
Een DC-motor bestaat uit een stator, armatuur en steun, evenals contactborstels en een commutator.
Collector - een apparaat dat wisselstroom omzet in gelijkstroom (en vice versa).
Om het bruikbare vermogen van een dergelijke eenheid te berekenen, dat wordt besteed aan het uitvoeren van enig werk, volstaat het om de anker-EMF te vermenigvuldigen met de ankerstroom:
- P=EaIa.
Zoals je kunt zien, is de berekening van het vermogen van een DC-motor veel eenvoudiger dan de berekeningen die worden gemaakt in een asynchrone motor.
