Mtu anahitaji kukokotoa nguvu ya kitengo cha gari ili kukokotoa ushuru wa gari. Ni muhimu kwa wengine kujitegemea kuhesabu nguvu ya injini ya compressor. Ni muhimu kwa mtu kujua hasa nguvu ya mashine ili kulinganisha na ile iliyotangazwa. Kwa ujumla, hesabu ya nguvu na uteuzi wa injini ni michakato miwili isiyoweza kutenganishwa.
Hizi sio sababu pekee zinazowafanya madereva wanajaribu kujitegemea kukokotoa nguvu za injini za magari yao. Hii ni ngumu sana kufanya bila fomula muhimu za hesabu. Yatatolewa katika makala haya ili kila mwendesha gari aweze kujihesabu mwenyewe ni kiasi gani cha nguvu halisi ya injini ya gari lake.
Utangulizi
Kuna angalau njia nne za kawaida za kukokotoa nguvu ya injini ya mwako wa ndani. Katika njia hizi, vigezo vifuatavyo vya kitengo cha propulsion vinatumika:
- Zamu.
- Volume.
- Kusokotadakika.
- Shinikizo zuri ndani ya chemba ya mwako.
Kwa mahesabu, unahitaji kujua uzito wa gari, pamoja na muda wa kuongeza kasi hadi 100 km/h.
Kila moja ya fomula zifuatazo za kukokotoa nishati ya injini ina hitilafu fulani na haiwezi kutoa matokeo sahihi 100%. Hii inapaswa kuzingatiwa kila wakati wakati wa kuchanganua data iliyopokelewa.
Ukihesabu nguvu kwa kutumia fomula zote ambazo zitaelezewa katika kifungu, unaweza kujua thamani ya wastani ya nguvu halisi ya injini, na tofauti na matokeo halisi haitakuwa zaidi ya 10. %.
Ikiwa hatuzingatii hila mbalimbali za kisayansi zinazohusishwa na ufafanuzi wa dhana za kiufundi, basi tunaweza kusema kwamba nguvu ni nishati inayozalishwa na kitengo cha kusukuma na kubadilishwa kuwa torati kwenye shimoni. Wakati huo huo, nguvu ni thamani ya kutofautiana, na thamani yake ya juu hupatikana kwa kasi fulani ya mzunguko wa shimoni (iliyoonyeshwa kwenye data ya pasipoti).
Katika injini za kisasa za mwako wa ndani, nguvu ya juu zaidi hufikiwa kwa mizunguko 5, 5-6, 6 elfu kwa dakika. Inazingatiwa kwa wastani wa juu thamani ya ufanisi ya shinikizo katika mitungi. Thamani ya shinikizo hili inategemea vigezo vifuatavyo:
- ubora wa mchanganyiko wa mafuta;
- Ukamilifu wa mwako;
- upotevu wa mafuta.
Nguvu, kama kiasi halisi, hupimwa kwa Wati, huku katika sekta ya magari hupimwa kwa nguvu za farasi. Mahesabu yaliyoelezewa katika njia hapa chini yatatoa matokeo katika kilowati, basi watahitaji kubadilishwa kuwa nguvu ya farasi kwa kutumia.kibadilishaji kikokotoo maalum.
Nguvu Kupitia Torque
Njia mojawapo ya kukokotoa nishati ni kubainisha utegemezi wa torque ya motor kwenye idadi ya mizunguko.
Wakati wowote katika fizikia ni zao la nguvu kwenye bega la matumizi yake. Torque ni bidhaa ya nguvu ambayo injini inaweza kuendeleza ili kuondokana na upinzani wa mzigo, kwa bega ya matumizi yake. Kigezo hiki ndicho huamua jinsi motor inavyofikia nguvu yake ya juu zaidi kwa haraka.
Torque inaweza kufafanuliwa kuwa uwiano wa bidhaa ya ujazo wa kufanya kazi na wastani wa shinikizo linalofaa katika chumba cha mwako hadi 0.12566 (mara kwa mara):
- M=(Vinafanya kazi Pinafaa)/0, 12566, ambapo Vinafanya kazi– uhamishaji wa injini [l], Pinafaa – shinikizo linalofaa katika chemba ya mwako [bar].
Kasi ya injini inaonyesha kasi ya mzunguko wa crankshaft.
Kwa kutumia torati ya injini na thamani za RPM, fomula ifuatayo ya kukokotoa nguvu ya injini inaweza kutumika:
P=(Mn)/9549, ambapo M ni torque [Nm], n ni kasi ya shimoni [rpm], 9549 ni kipengele cha uwiano
Nguvu inayokokotolewa hupimwa kwa kilowati. Ili kubadilisha thamani iliyohesabiwa kuwa nguvu ya farasi, unahitaji kuzidisha matokeo kwa kipengele cha uwiano cha 1, 36.
Njia hii ya kukokotoa inajumuisha kutumia kanuni mbili pekee za msingi, kwa hivyo inachukuliwa kuwa mojawapo rahisi zaidi. Kweli, unaweza kufanya zaidirahisi na utumie kikokotoo cha mtandaoni, ambacho unahitaji kuingiza data fulani kuhusu gari na kitengo cha injini yake.
Inafaa kumbuka kuwa fomula hii ya kuhesabu nguvu ya injini hukuruhusu kuhesabu tu nguvu inayopatikana kwenye pato la injini, na sio ile inayokuja kwenye magurudumu ya gari. Tofauti ni nini? Muda tu nguvu (ikiwa unaifikiria kama mtiririko) hufikia magurudumu, hupata hasara katika kesi ya uhamisho, kwa mfano. Watumiaji wa sekondari kama vile kiyoyozi au jenereta pia wana jukumu kubwa. Haiwezekani kutaja hasara ili kuondokana na upinzani wa kuinua, rolling, pamoja na upinzani wa aerodynamic.
Hasara hii kwa sehemu inarekebishwa na matumizi ya fomula zingine za kukokotoa.
Nguvu kupitia Ukubwa wa Injini
Si mara zote inawezekana kubainisha torati ya injini. Wakati mwingine wamiliki wa gari hawajui hata thamani ya parameter hii. Katika hali hii, nguvu ya kitengo cha propulsion inaweza kupatikana kwa kutumia kiasi cha injini.
Ili kufanya hivyo, unahitaji kuzidisha sauti ya kitengo kwa kasi ya crankshaft, na vile vile kwa wastani wa shinikizo linalofaa. Thamani inayotokana lazima igawanywe kwa 120:
- P=(VnPefficient)/120 ambapo V ni uhamishaji wa injini [cm3], n ni kasi mzunguko wa crankshaft [rpm], Pinafaa – wastani wa shinikizo adilifu [MPA], 120 – mara kwa mara, kipengele cha uwiano.
Hivi ndivyo jinsi nguvu ya injini ya gari inavyohesabiwakwa kutumia kiasi cha sauti.
Mara nyingi, thamani ya Pinafaa katika injini za petroli za sampuli ya kawaida hutofautiana kutoka 0.82 MPa hadi 0.85 MPa, katika injini za kulazimishwa - 0.9 MPa, na katika vitengo vya dizeli thamani ya shinikizo ni kati ya 0.9 MPa na MPa 2.5.
Unapotumia fomula hii kukokotoa nishati halisi ya injini, kubadilisha kW hadi hp. s., ni muhimu kugawanya thamani inayotokana na kipengele sawa na 0, 735.
Njia hii ya kukokotoa pia ni mbali na ngumu zaidi na inachukua muda na juhudi kidogo.
Kwa kutumia mbinu hii, unaweza kukokotoa nguvu ya injini ya pampu.
Nguvu kupitia mtiririko wa hewa
Nguvu ya kitengo pia inaweza kubainishwa na mtiririko wa hewa. Kweli, njia hii ya kuhesabu inapatikana tu kwa wale wamiliki wa gari ambao wamesakinisha kompyuta ya ndani ambayo hukuruhusu kurekodi matumizi ya hewa kwa mapinduzi elfu 5.5 katika gia ya tatu.
Ili kupata takriban nishati ya injini, ni muhimu kugawanya matumizi yaliyopatikana chini ya masharti yaliyo hapo juu na tatu. Fomula inaonekana kama hii:
P=G/3, ambapo G ni kasi ya mtiririko wa hewa
Hesabu hii inabainisha utendakazi wa injini chini ya hali bora, yaani, bila kuzingatia upotevu wa maambukizi, watumiaji wengine na buruta ya aerodynamic. Nguvu halisi ni 10 au hata 20% chini ya ile iliyokokotwa.
Kwa hiyo, kiasi cha mtiririko wa hewa hubainishwa katika maabara kwenye stendi maalum ambayo gari limewekwa.
Usomaji wa vitambuzi vilivyo kwenye ubao hutegemea sana uchafuzi waona kutoka kwa urekebishaji.
Kwa hivyo, kukokotoa nishati ya injini kulingana na data ya matumizi ya hewa ni mbali na sahihi na bora zaidi, lakini kunafaa kabisa kwa kupata data ya takriban.
Nguvu kupitia wingi wa gari na wakati wa kuongeza kasi hadi "mamia"
Hesabu kwa kutumia uzito wa gari na kasi yake ya kuongeza kasi hadi kilomita 100/h ni mojawapo ya njia rahisi zaidi za kukokotoa nguvu halisi ya injini, kwa sababu uzito wa gari na muda uliotangazwa wa kuongeza kasi ni "mamia " ni vigezo vya pasipoti ya gari.
Njia hii ni muhimu kwa injini zinazotumia mafuta ya aina yoyote - petroli, mafuta ya dizeli, gesi - kwa sababu inazingatia tu mienendo ya kuongeza kasi.
Wakati wa kuhesabu ni muhimu kuzingatia uzito wa gari pamoja na dereva. Pia, ili kuleta matokeo ya hesabu karibu iwezekanavyo kwa yale halisi, inafaa kuzingatia upotezaji uliotumika kwenye kuvunja, kuteleza, na kasi ya majibu ya sanduku la gia. Aina ya gari pia ina jukumu. Kwa mfano, magari yanayoendeshwa kwa magurudumu ya mbele hupoteza takriban sekunde 0.5 mwanzoni, yanayoendesha kwa nyuma kutoka sekunde 0.3 hadi sekunde 0.4.
Imesalia kupata kikokotoo kwenye wavu ili kukokotoa nishati ya gari kupitia kasi ya kuongeza kasi, kuweka data muhimu na kupata jibu. Haina maana kutoa hesabu za hisabati ambazo kikokotoo hufanya, kwa sababu ya uchangamano wao.
matokeo ya hesabu yatakuwa mojawapo ya sahihi zaidi, karibu na halisi.
Njia hii ya kuhesabu nguvu halisi ya gari inachukuliwa na wengi kuwa rahisi zaidi, kwa sababu wamiliki wa gari watalazimika kufanya bidii kidogo - kupima kasi ya kuongeza kasi100 km/h na uweke data ya ziada kwenye kikokotoo kiotomatiki.
Aina nyingine za injini
Sio siri kwamba injini hutumiwa sio tu kwenye magari, bali pia katika tasnia na hata katika maisha ya kila siku. Motors za ukubwa mbalimbali zinaweza kupatikana katika viwanda - shafts za kuendesha gari - na katika vifaa vya nyumbani kama vile mashine za kusaga nyama otomatiki.
Wakati mwingine unahitaji kukokotoa nguvu halisi ya injini kama hizo. Jinsi ya kufanya hivi imeelezwa hapa chini.
Inafaa kuzingatia mara moja kwamba hesabu ya nguvu ya motor ya awamu 3 inaweza kufanywa kama ifuatavyo:
- P=Mtorquen, ambapo Mtorque ni torque na n ni kasi ya shimoni.
motor induction
Kipimo kisicholingana ni kifaa, ambacho hupekee ni kwamba mzunguko wa uga wa sumaku unaoundwa na stator yake daima ni mkubwa kuliko mzunguko wa mzunguko wa rota yake.
Kanuni ya utendakazi wa mashine isiyolingana ni sawa na kanuni ya utendakazi wa kibadilishaji. Sheria za induction ya sumakuumeme hutumiwa (muunganisho wa flux ya kutofautiana kwa wakati wa vilima husababisha EMF ndani yake) na Ampere (nguvu ya sumakuumeme hufanya kazi kwa kondakta wa urefu fulani, ambayo sasa inapita kwenye shamba na thamani fulani. ya utangulizi).
Motor induction kwa ujumla huwa na stator, rota, shaft na tegemeo. Stator inajumuisha vipengele vikuu vifuatavyo: vilima, msingi, nyumba. Rota ina msingi na vilima.
Kazi kuu ya motor induction ni kubadilishanishati ya umeme, ambayo hutolewa kwa vilima vya stator, katika nishati ya mitambo, ambayo inaweza kuondolewa kutoka kwa shimoni inayozunguka.
Nguvu ya motor isiyolingana
Katika nyanja ya kiufundi ya sayansi, kuna aina tatu za nguvu:
- imejaa (imeonyeshwa kwa herufi S);
- inatumika (imeonyeshwa kwa herufi P);
- tendaji (imeonyeshwa kwa herufi Q).
Jumla ya nguvu inaweza kuwakilishwa kama vekta ambayo ina sehemu halisi na ya kufikirika (inafaa kukumbuka sehemu ya hisabati inayohusiana na nambari changamano).
Sehemu halisi ni nguvu inayotumika kufanya kazi muhimu kama vile kuzungusha shimoni, na pia kuzalisha joto.
Sehemu ya kuwazia inaonyeshwa na nguvu tendaji inayoshiriki katika uundaji wa mtiririko wa sumaku (unaoonyeshwa kwa herufi F).
Ni mtiririko wa sumaku ambao ndio msingi wa kanuni ya utendakazi wa kitengo kisicholingana, injini inayolingana, mashine ya DC na kibadilishaji.
Nguvu tendaji hutumika kuchaji vidhibiti, kuunda uga wa sumaku kuzunguka mikazo.
Nguvu inayotumika huhesabiwa kama bidhaa ya sasa na ya volti na kipengele cha nguvu:
P=IUcosφ
Nguvu tendaji huhesabiwa kama bidhaa ya sasa na volti na kipengele cha nguvu 90° nje ya awamu. Vinginevyo, unaweza kuandika:
Q=MimiUsinφ
Thamani ya jumla ya nishati, ikiwa unakumbuka kuwa inaweza kuwakilishwa kama vekta,inaweza kuhesabiwa kwa kutumia nadharia ya Pythagorean kama mzizi wa jumla wa miraba ya nguvu amilifu na tendaji:
S=(P2+Q2)1/2.
Tukikokotoa jumla ya fomula ya nishati kwa ujumla, itabainika kuwa S ni zao la sasa na volteji:
S=IU
Kipengele cha nguvu cosφ ni thamani kiidadi sawa na uwiano wa kijenzi amilifu kwa nguvu inayoonekana. Ili kupata sinφ, ukijua cosφ, unahitaji kukokotoa thamani ya φ katika digrii na kupata sine yake.
Hii ni hesabu ya kawaida ya nishati ya injini kulingana na mkondo na voltage.
Ukokotoaji wa nguvu ya kitengo cha awamu-3 kisicholingana
Ili kukokotoa nishati muhimu kwenye uingizaji hewa wa stator wa motor ya awamu 3 isiyolingana, zidisha volteji ya awamu kwa mkondo wa awamu na kipengele cha nguvu, na kuzidisha thamani ya nishati inayotokana na tatu (kwa idadi ya awamu):
- Pstator=3UfIfcosφ.
Hesabu ya nguvu el. ya motor inayofanya kazi, ambayo ni, nguvu ambayo hutolewa kutoka kwa shimoni ya gari, hutolewa kama ifuatavyo:
- Ppato=Pstator – Phasara..
Hasara zifuatazo hutokea katika injini ya kuelekeza nguvu:
- umeme katika mkondo wa stator;
- katika chuma cha msingi cha stator;
- umeme katika mzunguko wa rota;
- mitambo;
- ziada.
Kukokotoa nguvu ya injini ya awamu tatu katika vilima vya stator yenye tendajitabia, ni muhimu kuongeza vipengele vitatu vya aina hii ya nguvu, yaani:
- nguvu tendaji inayotumiwa kuunda mtiririko wa uvujaji wa vilima vya stator;
- nguvu tendaji inayotumiwa kuunda mtiririko wa kuvuja wa vilima vya rota;
- nguvu tendaji iliyotumika kuunda mtiririko mkuu.
Nguvu tendaji katika motor asynchronous hutumiwa zaidi kuunda sehemu ya sumakuumeme inayopishana, lakini sehemu ya nishati hiyo hutumika kuunda mtiririko usio na mpangilio. Mtiririko uliopotea hudhoofisha mtiririko mkuu wa sumaku na kupunguza ufanisi wa kitengo kisicholingana.
Nguvu ya sasa
Hesabu ya nishati ya injini ya induction inaweza kufanywa kwa kutumia data ya sasa. Ili kufanya hivyo, fuata hatua hizi:
- Wezesha injini.
- Kwa kutumia ammita, pima mkondo katika kila zamu.
- Hesabu wastani wa thamani ya sasa kulingana na matokeo ya vipimo vilivyochukuliwa katika aya ya pili.
- Zidisha wastani wa mkondo kwa voltage. Pata nguvu.
Nguvu inaweza kuhesabiwa kama bidhaa ya sasa na volti. Katika kesi hii, ni muhimu kujua ni maadili gani ya U na mimi inapaswa kuchukuliwa. Katika kesi hii, U ni voltage ya usambazaji, ni thamani ya mara kwa mara, na ninaweza kutofautiana kulingana na ambayo vilima (stator au rotor) sasa inapimwa, kwa hiyo ni muhimu kuchagua thamani yake ya wastani.
Nguvu kwa ukubwa
Stator ina viambajengo vingi tofauti, kimojawapo ni msingi. Ili kuhesabu nguvu ya injini nakwa kutumia vipimo, fanya yafuatayo:
- Pima urefu na kipenyo cha msingi.
- Hesabu C isiyobadilika, ambayo itatumika katika hesabu zaidi. C=(πDn)/(120f)
- Kokotoa nguvu P kwa kutumia fomula P=CD2ln10-6, ambapo C ni iliyohesabiwa mara kwa mara, D ni kipenyo cha msingi, n ni kasi ya mzunguko wa shimoni, l ni urefu wa msingi.
Ni bora kufanya vipimo na mahesabu yote kwa usahihi wa hali ya juu ili hesabu ya nguvu ya kiendeshi cha kiendeshi cha umeme iwe karibu na uhalisia iwezekanavyo.
Nguvu ya uchezaji
Nguvu ya motor asynchronous pia inaweza kubainishwa kwa kutumia thamani ya nguvu ya kuvuta. Ili kufanya hivyo, utahitaji kupima radius ya msingi (sahihi zaidi, bora zaidi), kurekebisha kasi ambayo shimoni ya kitengo huzunguka, na pia kupima nguvu ya traction ya injini kwa kutumia dynamometer.
Data zote lazima zibadilishwe kwa fomula ifuatayo:
P=2πFnr, ambapo F ni nguvu ya kuvuta, n ni kasi ya mzunguko wa shimoni, r ni radius ya msingi
Nuance ya motor induction
Fomula zote zilizo hapo juu, ambazo hutumika kukokotoa nguvu ya injini ya awamu tatu, huturuhusu kufikia hitimisho muhimu kwamba injini zinaweza kuwa za ukubwa tofauti, kuwa na kasi tofauti, lakini hatimaye kuwa na nguvu sawa..
Hii inaruhusuwabunifu kuunda miundo ya injini zinazoweza kutumika katika hali mbalimbali.
motor DC
Mota ya DC ni mashine inayobadilisha nishati ya umeme inayopokelewa kutoka kwa mkondo wa moja kwa moja hadi kwa nguvu ya kiufundi. Kanuni ya utendakazi wake haihusiani kidogo na mashine isiyosawazisha.
Mota ya DC ina stator, silaha na usaidizi, pamoja na brashi za mawasiliano na kibadilishaji umeme.
Mtoza - kifaa kinachobadilisha mkondo wa mkondo kwenda wa moja kwa moja (na kinyume chake).
Ili kukokotoa nguvu muhimu ya kitengo kama hicho, ambacho hutumika kufanya kazi yoyote, inatosha kuzidisha EMF ya kiangazi kwa mkondo wa silaha:
- P=EaMimia.
Kama unavyoona, hesabu ya nguvu ya motor DC ni rahisi zaidi kuliko hesabu zinazofanywa katika motor isiyolingana.
