Sự khác biệt giữa mô-men xoắn và công suất ...

Sự khác biệt giữa mô-men xoắn và công suất là câu hỏi mà nhiều người tò mò đặt ra. Và điều này có thể hiểu được, vì hai dữ liệu này nằm trong số những dữ liệu được nghiên cứu nhiều nhất trong bảng dữ liệu kỹ thuật của ô tô của chúng tôi. Vì vậy, sẽ rất thú vị khi tập trung vào điều đó, ngay cả khi nó không nhất thiết phải là điều hiển nhiên nhất...

Trước hết, chúng ta hãy làm rõ rằng cặp đôi thể hiện mình trong Newton. Mét và sức mạnh trong Mã lực (khi chúng ta nói về một cỗ máy, bởi vì khoa học và toán học sử dụng Oát)

Nó có thực sự là một sự khác biệt?

Trên thực tế, sẽ không dễ dàng tách biệt hai biến này, vì chúng có liên quan với nhau. Nó giống như hỏi sự khác biệt giữa bánh mì và bột mì. Nó không có nhiều ý nghĩa, bởi vì bột mì là một phần của bánh mì. Sẽ tốt hơn nếu so sánh các thành phần với nhau (ví dụ: nước so với bột mì trong một nhúm) hơn là so sánh một thành phần với thành phẩm.

Hãy cố gắng giải thích tất cả những điều này, nhưng đồng thời cũng nói rõ rằng mọi sự giúp đỡ từ phía bạn (thông qua phần bình luận ở cuối trang) sẽ được hoan nghênh. Càng có nhiều cách giải thích khác nhau, thì người dùng Internet càng hiểu được mối liên hệ giữa hai khái niệm này.

Sức mạnh là kết quả của việc ghép nối (từ ngữ hơi nặng, tôi biết rõ ...) tốc độ quay.

Về mặt toán học, điều này cho kết quả sau:

( π X Mô-men xoắn ở Chế độ Nm X) / 1000/30 = Công suất tính bằng kW (được chuyển thành mã lực nếu sau này chúng ta muốn có một "khái niệm ô tô hơn").

Ở đây chúng ta bắt đầu hiểu rằng việc so sánh chúng gần như là vô nghĩa.

Nghiên cứu mô-men xoắn / đường cong công suất

Không có gì tốt hơn một động cơ điện để hiểu đầy đủ mối quan hệ giữa mô-men xoắn và công suất, hay đúng hơn là có mối quan hệ giữa mô-men xoắn và tốc độ như thế nào.

Xem đường cong mô-men xoắn của động cơ điện logic như thế nào, dễ hiểu hơn nhiều so với đường cong của động cơ nhiệt. Ở đây, chúng tôi thấy rằng chúng tôi cung cấp mô-men xoắn cực đại và không đổi khi bắt đầu vòng quay, điều này làm tăng đường cong công suất. Theo logic, tôi đặt càng nhiều lực lên một trục quay, thì nó sẽ quay càng nhanh (và do đó nhiều năng lượng hơn). Mặt khác, khi mô-men xoắn giảm (khi tôi nhấn ngày càng ít vào trục quay, tiếp tục nhấn), đường cong công suất bắt đầu giảm (mặc dù tốc độ quay tiếp tục giảm). Tăng). Về cơ bản, mô-men xoắn là "lực gia tốc" và công suất là tổng kết hợp giữa lực này và tốc độ quay của bộ phận chuyển động (vận tốc góc).

Hai vợ chồng có thành công trong tất cả những điều này không?

Một số người chỉ so sánh động cơ cho mô-men xoắn của chúng hoặc gần như. Thực tế, đây là một ảo tưởng ...

Ví dụ: nếu tôi so sánh động cơ xăng phát triển 350 Nm tại 6000 vòng / phút với động cơ diesel phát triển 400 Nm tại 3000 vòng / phút, chúng ta có thể nghĩ rằng động cơ diesel sẽ có lực tăng tốc mạnh nhất. Chà, không, nhưng chúng ta sẽ quay lại từ đầu, cái chính là sức mạnh! Chỉ nên sử dụng công suất để so sánh các động cơ (lý tưởng nhất là sử dụng đường cong…Vì công suất cực đại cao không phải là tất cả!).

Thật vậy, trong khi mô-men xoắn chỉ cho biết mô-men xoắn cực đại, công suất bao gồm mô-men xoắn và tốc độ động cơ, vì vậy chúng ta có tất cả thông tin (chỉ mô-men xoắn chỉ là biểu thị một phần).

Nếu chúng ta quay trở lại ví dụ của mình, thì chúng ta có thể nói rằng động cơ diesel có thể tự hào, tạo ra 400 Nm tại 3000 vòng / phút. Nhưng không nên quên rằng ở tốc độ 6000 vòng / phút, nó chắc chắn sẽ không thể tạo ra hơn 100 Nm (hãy bỏ qua thực tế là dầu không thể đạt 6000 tấn), trong khi xăng vẫn có thể tạo ra 350 Nm ở tốc độ đó. Trong ví dụ này, chúng tôi đang so sánh một động cơ diesel 200 mã lực. với động cơ xăng 400 mã lực (số liệu bắt nguồn từ các mômen được chỉ định), từ đơn đến đôi.

Chúng ta luôn nhớ rằng một vật quay (hoặc di chuyển về phía trước) càng nhanh thì càng khó khiến nó đạt được tốc độ nhanh hơn. Vì vậy, một động cơ phát triển mô-men xoắn đáng kể ở vòng tua cao cho thấy nó có nhiều công suất và nguồn lực hơn!

Giải thích bằng ví dụ

Tôi có một chút ý tưởng để thử và tìm hiểu tất cả, hy vọng nó không tệ như vậy. Bạn đã bao giờ cố gắng dừng động cơ điện công suất thấp bằng ngón tay của mình (quạt nhỏ, động cơ điện trong bộ Mecano khi bạn còn nhỏ, v.v.).

Nó có thể quay nhanh chóng (ví dụ 240 vòng / phút hoặc 4 vòng / giây), chúng ta có thể dễ dàng dừng nó mà không làm hỏng nó nhiều (nó sẽ giật một chút nếu có cánh quạt). Điều này là do mô-men xoắn của nó không quan trọng lắm, và do đó là công suất của nó (điều này áp dụng cho động cơ điện nhỏ cho đồ chơi và các phụ kiện nhỏ khác).

Mặt khác, nếu ở cùng tốc độ (240 vòng / phút) mà tôi không thể dừng nó lại, điều đó có nghĩa là mô-men xoắn của nó sẽ nhiều hơn, điều này cũng dẫn đến công suất cuối cùng nhiều hơn (cả hai đều liên quan về mặt toán học, nó giống như các bình liên lạc). Nhưng tốc độ vẫn như cũ. Vì vậy, bằng cách tăng mô-men xoắn của động cơ, tôi tăng công suất của nó, bởi vì

Couple

X

Tốc độ quay

= Quyền lực... (một công thức được đơn giản hóa tùy ý để giúp hiểu: Pi và một số biến hiển thị trong công thức hàng đầu đã bị loại bỏ)

Vì vậy, với cùng một công suất nhất định (giả sử là 5W, nhưng ai quan tâm) tôi có thể nhận được một trong hai:

• Động cơ quay chậm (ví dụ: 1 vòng / giây) với mô-men xoắn cao sẽ khó dừng hơn một chút khi dùng ngón tay của bạn (động cơ chạy không nhanh, nhưng mô-men xoắn cao mang lại cho nó sức mạnh đáng kể)
• Hoặc động cơ chạy với tốc độ 4 vòng / phút nhưng mô men xoắn kém hơn. Ở đây, mô-men xoắn thấp hơn được bù đắp bằng tốc độ cao hơn, giúp nó có nhiều quán tính hơn. Nhưng dừng lại bằng ngón tay của bạn sẽ dễ dàng hơn mặc dù tốc độ cao hơn.

Rốt cuộc, hai động cơ có cùng công suất, nhưng chúng không hoạt động giống nhau (sức mạnh đến theo những cách khác nhau, nhưng ví dụ này không phải là đại diện cho điều này, vì nó được giới hạn ở một tốc độ nhất định trong ô tô, tốc độ thay đổi liên tục, làm phát sinh công suất và mômen đường cong mômen nổi tiếng). Một cái quay chậm và cái kia quay nhanh ... Đây là một sự khác biệt nhỏ giữa động cơ diesel và xăng.

Và đó là lý do tại sao xe tải chạy bằng nhiên liệu diesel, bởi vì diesel có mô-men xoắn cao, gây hại cho tốc độ quay của nó (tốc độ tối đa của động cơ thấp hơn nhiều). Thật vậy, nó là cần thiết để có thể tiến về phía trước, mặc dù một chiếc xe kéo rất nặng, mà không cần phải la hét động cơ, như trường hợp của xăng (người ta sẽ phải leo lên tháp và chơi với ly hợp như điên). Động cơ diesel truyền mô-men xoắn cực đại ở vòng tua thấp, giúp kéo dễ dàng hơn và cho phép bạn cất cánh từ một chiếc xe đứng yên.

Mối quan hệ giữa công suất, mô-men xoắn và tốc độ động cơ

Đây là đầu vào kỹ thuật mà người dùng đã chia sẻ trong phần nhận xét. Tôi thấy có vẻ hợp lý khi chèn nó trực tiếp vào bài báo.

Để không làm phức tạp vấn đề với các đại lượng vật lý:

Công suất là sản phẩm của mô-men xoắn trên trục khuỷu và tốc độ trục khuỷu tính bằng radian/giây.

(hãy nhớ rằng đối với 2 vòng quay của trục khuỷu ở 6.28 ° thì có 1 * pi radian = 360 radian.

Vậy P = M * W

P -> cấp nguồn trong [W]

M -> mô-men xoắn tính bằng [Nm] (Newton mét)

W (omega) - vận tốc góc tính bằng radian / giây W = 2 * Pi * F

Với Pi = 3.14159 và F = tốc độ trục khuỷu tính bằng t / s.

Ví dụ thực tế

Mô-men xoắn động cơ M: 210 Nm

Tốc độ động cơ: 3000 vòng / phút -> tần số = 3000/60 = 50 vòng / phút

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

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

Chuyển đổi sang CV (mã lực) 1 mã lực = 736 W

Trong CV, chúng tôi nhận được 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Nhắc lại 1 mã lực là công suất trung bình của con ngựa chạy liên tục không dừng (trong cơ khí gọi là công suất định mức).

Vì vậy, khi chúng ta nói về một chiếc xe 150 mã lực, cần phải tăng tốc độ động cơ lên ​​6000 vòng / phút với mô-men xoắn vẫn bị giới hạn hoặc thậm chí giảm một chút xuống 175 Nm.

Nhờ hộp số là bộ biến mô và bộ vi sai mà ta có mô men xoắn tăng lên khoảng 5 lần.

Ví dụ, ở số 1, mô-men xoắn động cơ ở trục khuỷu là 210 Nm sẽ cho 210 Nm * 5 = 1050 Nm tại vành bánh xe 30 cm, điều này sẽ cho lực kéo 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm. .

Trong vật lý, F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = gia tốc Trái đất 9.81 m / s2 1G)

Như vậy, 1 N tương ứng với 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg lực.

Lực 3500 N * 0.102 = 357 kg đẩy ô tô lên dốc.

Tôi hy vọng một vài giải thích này củng cố kiến ​​thức của bạn về các khái niệm công suất và mômen cơ học.