Крутящий момент двигателя формула: Крутящий момент и зависимость крутящего момента

Как рассчитать крутящий момент электродвигателя — таблица, формула

Вращающий момент электродвигателя – это сила вращения его вала. Именно крутящий момент определяет выходную мощность вашего двигателя. Она измеряется в Ньютонах на метр Н*м или килограммах силы на метр кгс*м.

Содержание

Расчет крутящего момента двигателя

Крутящий момент электродвигателя – это сила вращения его вала. Именно крутящий момент определяет выходную мощность вашего двигателя. Она измеряется в Ньютонах на метр Н*м или килограммах силы на метр кгс*м.

Виды крутящего момента:

• Номинальный – Значение крутящего момента для стандартного режима работы и стандартной номинальной нагрузки двигателя.
• Крутящий момент при запуске – Является табличным значением. Сила вращения, которую способен развить электродвигатель после запуска. При выборе электродвигателя необходимо следить за тем, чтобы это значение было больше статического момента устройства – насоса, вентилятора и т. д. В противном случае двигатель не сможет запуститься, а обмотка может перегреться и сгореть.
• Максимальный – это предел, при котором нагрузка выравнивается и останавливает двигатель.

Высокий крутящий момент двигателя обеспечивает автомобилю лучшую динамику разгона даже при низкой частоте вращения коленчатого вала и значительно повышает тяговую способность двигателя и способность к движению по пересеченной местности.

Крутящий момент и мощность

Водители часто спорят между собой о том, какой двигатель мощнее. Но иногда они понятия не имеют, из чего состоит этот параметр. Общепринятый термин “лошадиная сила” был введен изобретателем Джеймсом Уаттом в 18 веке. Он придумал его, наблюдая, как лошадь запрягают для подъема угля из шахты. Он подсчитал, что одна лошадь может поднять 150 кг угля на высоту 30 метров за одну минуту. Одна лошадиная сила эквивалентна 735,5 Вт, поэтому 1 кВт равен 1,36 л.с.

Прежде всего, мощность каждого двигателя указывается в лошадиных силах, и только потом упоминается крутящий момент. Однако эта тяговая характеристика также дает представление о конкретных буксировочных и ходовых возможностях автомобиля. Крутящий момент – это мера производительности двигателя, а мощность – ключевой параметр его работы. Эти показатели тесно связаны между собой. Чем больше лошадиных сил производит двигатель, тем больше потенциал крутящего момента. Этот потенциал реализуется в реальном мире через трансмиссию и оси машины. Сочетание этих элементов вместе определяет, сколько именно мощности может быть преобразовано в крутящий момент.

Самый простой пример – сравнить трактор с гоночным автомобилем. Гоночный автомобиль имеет много лошадиных сил, но ему необходим крутящий момент для увеличения скорости через коробку передач. Такой машине требуется очень мало работы для движения вперед, поскольку большая часть энергии используется для развития скорости.

Что касается трактора, то он может иметь двигатель такого же рабочего объема, который производит такое же количество лошадиных сил. Однако в этом случае мощность используется не для развития скорости, а для создания тяги (см. тяговый класс). Для этого он приводится в движение многоступенчатой трансмиссией. Поэтому трактор не развивает высоких скоростей, но может тянуть большие грузы, пахать и обрабатывать землю и т.д.

В двигателе внутреннего сгорания мощность передается от выхлопных газов к поршню и от поршня к кривошипно-шатунному механизму, а затем к коленчатому валу. А коленчатый вал, через коробку передач и трансмиссию, вращает колеса.

Конечно, крутящий момент двигателя не является постоянным. Она становится сильнее, когда на руку действует большая сила, и слабее, когда сила ослабевает или прекращается. Это означает, что когда водитель нажимает на педаль акселератора, сила, действующая на рычаг, увеличивается, и соответственно увеличивается крутящий момент двигателя.

Эта сила обеспечивает преодоление любых сил, мешающих движению автомобиля. К ним относятся силы трения в двигателе, коробке передач и трансмиссии, аэродинамические силы, силы качения и т. д. Чем больше мощность, тем большую силу сопротивления сможет преодолеть автомобиль и тем больше будет скорость. Однако мощность не является постоянной силой, а зависит от оборотов двигателя. На холостом ходу мощность одинаковая, но на максимальной скорости она совершенно разная. Многие производители автомобилей указывают, при каких оборотах двигателя достигается максимальная мощность.

Водители часто сталкиваются с ситуациями, когда им необходимо значительно ускорить свой автомобиль, чтобы выполнить необходимый маневр. Когда он нажимает акселератор до пола, он чувствует, что автомобиль разгоняется плохо. Быстрый разгон требует большого крутящего момента. Именно это характеризует быстрый разгон автомобиля.

Основная сила в двигателе внутреннего сгорания создается в камере сгорания, где происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. Именно это приводит в движение кривошипно-шатунный механизм, а через него – коленчатый вал. Шатун – это длина кривошипа, а значит, если длина больше, то и крутящий момент увеличится.

Однако увеличить шатун до бесконечности невозможно. Если да, то ход поршня придется увеличить, а вместе с ним и размер двигателя. Также необходимо снизить обороты двигателя. Двигатели с большим коленчатым рычагом можно использовать только на больших лодках. Однако в легковых автомобилях небольшие размеры коленчатого вала не позволяют проводить какие-либо эксперименты.

Например, мы часто получаем запросы: “Нам нужно измерить двигатель мощностью 200 л.с.” или “Какой гидравлический тормоз вы бы порекомендовали для 140 кВт?”.

Что это означает на практике?

Если отойти от теории, то графики мощности и крутящего момента являются основными характеристиками двигателя. Когда вы ведете автомобиль в гору и пытаетесь сохранить прежнюю скорость, вам приходится сильнее нажимать на акселератор. Многие люди думают, что мощность останется прежней, потому что скорость не изменится. Но это не так!

При движении в гору двигатель получает больше мощности при тех же оборотах.
(В той же передаче). Вы можете легко проверить это, посмотрев на текущий расход топлива.

Это также объясняет, почему двигателю нужна коробка передач, поскольку нам необходимо поддерживать обороты в пределах максимального диапазона мощности двигателя, чтобы эффективно ускоряться и преодолевать подъемы в гору.

С другой стороны, электромобили обходятся без него. Кривая крутящего момента и мощности электродвигателя гораздо более линейна, и электродвигатель производит гораздо больше мощности на низких скоростях.

Обе эти единицы измерения мощности (лошадиные силы и ватты, причем термин киловатт обычно используется для увеличения числовых значений последней единицы) были изобретены Дж. Уаттом, но именно крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах, приводит в движение автомобиль. Почему не мощность двигателя определяет способность автомобиля двигаться?

Крутящий момент, его соотношение с мощностью

Дж. Уатт изобрел обе вышеупомянутые единицы измерения мощности (лошадиные силы и ватты, причем термин киловатт обычно используется для увеличения показателей последнего), но именно крутящий момент, выраженный в ньютон-метрах, приводит автомобиль в движение. Почему не мощность двигателя автомобиля определяет его способность двигаться?

Мощность и крутящий момент тесно связаны: мощность, измеряемая в ваттах, является примером крутящего момента, умноженного на 0,1047 и число оборотов в минуту.

Другими словами, мощность указывает на количество работы, выполненной за определенный период времени. Крутящий момент – это показатель способности двигателя выполнять работу.

Например, если автомобиль застрял в болоте и перестал двигаться, лошадиная сила двигателя равна нулю, потому что работа не выполняется, в то время как крутящий момент присутствует, хотя его величина минимальна, недостаточна для начала движения. Таким образом, крутящий момент возникает без мощности, но не наоборот.

На практике мощность напрямую влияет на скорость автомобиля: чем она выше, тем быстрее автомобиль может ехать. Крутящий момент (также называемый “крутящий момент”) – это мера силы, действующей на коленчатый вал, и его способность сопротивляться вращению. Высокий крутящий момент двигателя наиболее заметен при разгоне или при движении в сложных условиях, когда двигатель подвергается критическим нагрузкам.

Другим важным показателем возможностей двигателя является диапазон скоростей, в котором он достигает наибольшей тяги. Не менее важна гибкость двигателя, т.е. его способность достигать высоких оборотов при большой нагрузке. Это соотношение между количеством оборотов для получения наибольшей мощности и максимально возможного крутящего момента.

Это влияет на управление скоростью с помощью педалей акселератора и тормоза без использования коробки передач, а также на возможность движения на низкой скорости на высших передачах.

Например, благодаря хорошей эластичности двигателя автомобиль разгонится с 75-80 км/ч до 120 км/ч на 5-й передаче, и это произойдет тем быстрее, чем более эластичен силовой агрегат. Если у вас есть выбор между двумя двигателями одинакового рабочего объема и мощности, лучше выбрать более гибкий, так как он экономичнее, работает тише и имеет больший срок службы.

Чтобы решить эту дилемму, необходимо понять несколько фактов:

Мощность или крутящий момент – что важнее?

Чтобы решить эту дилемму, важно понять несколько фактов:

• Мощность линейно связана с частотой вращения коленчатого вала: более высокие обороты равны более высокой производительности;
• Мощность является производной от hp;
• До определенного значения мощность зависит от числа оборотов в минуту: более высокие обороты соответствуют большему километражу. Но после пика она снижается.

Из этого можно сделать вывод, что крутящий момент является приоритетным параметром, характеризующим возможности двигателя. В то же время нельзя пренебрегать мощностью: это означает, что производители автомобилей должны адаптировать характеристики машины таким образом, чтобы поддерживать баланс между этими величинами.

Момент нагрузки – это вращающий момент, создаваемый вращающейся механической системой, соединенной с валом асинхронного двигателя. В качестве синонима в литературе можно встретить термин “момент сопротивления”. Момент нагрузки зависит от геометрических и физических параметров тела в кинематической системе, соединенной с валом двигателя. Как правило, при расчетах предполагается, что момент сопротивления приложен к валу двигателя.

Как определить крутящий момент двигателя

Преобразователи частоты />Теория АЭД />Торки

В этом разделе мы собрали подборку статей о понятии крутящего момента, которое так важно в теории асинхронного привода. Здесь вы найдете материал, раскрывающий значение некоторых терминов, связанных с понятием крутящего момента. Кроме того, мы включили подборку статей с формулами, которые можно использовать для расчета конкретных значений крутящего момента или построения графиков их зависимости. Для наглядности здесь также приведены примеры, иллюстрирующие, как формулы могут быть использованы для расчета того или иного значения.

Асинхронные двигатели – теория – понятие крутящего момента

26. 10.2012 22:10

Из теории мы знаем, что номинальный крутящий момент двигателя – это крутящий момент, развиваемый при номинальной мощности и номинальных оборотах в минуту. Как мы объясняли ранее, номинальный крутящий момент – это крутящий момент на валу двигателя, значение которого постоянно при постоянной номинальной скорости вращения вала. Ранее мы подробно рассмотрели, что такое пусковой момент асинхронного электродвигателя и какие формулы используются для расчета пускового момента (новая статья). В этой статье мы приведем пример расчета пускового момента для различных асинхронных двигателей. Для расчета мы будем использовать данные, имеющиеся в техническом паспорте двигателя: номинальный крутящий момент и пусковой момент, умноженный на номинальный крутящий момент. Расчет будет произведен в соответствии с формулой: М старт = Мн*К старт где Мн – пусковой момент, Мн – номинальный крутящий момент, K release – коэффициент умножения пускового момента. Исходные данные и результаты расчетов представлены в таблице. Первая колонка таблицы содержит обозначение двигателей, для которых проводились расчеты. Вторая колонка содержит данные о номинальном значении крутящего момента. Третий столбец содержит коэффициент умножения начального крутящего момента. В четвертой колонке приведены результаты расчетов пускового момента. Таблица Результаты расчетов пускового момента для асинхронных двигателей на основе технических паспортов Прежде чем разрабатывать и анализировать формулы для расчета пускового момента, важно напомнить, что такое пусковой момент. Пусковой момент – это крутящий момент на валу двигателя при определенных условиях. Ключевыми условиями являются нулевая скорость вращения ротора, установившийся ток и номинальное напряжение на обмотках двигателя. Для начала вспомним, что означает термин “критический момент” в теории двигателей. Критический момент – это максимально возможный крутящий момент на валу двигателя при его остановке. Подробнее о критическом моменте асинхронных двигателей.. Эта формула может быть использована для определения численного значения критического момента: Mcr = Mn*P В некоторых машинах необходимо обеспечить максимальный пусковой момент на начальном этапе запуска привода. Для этой задачи хорошо подходит двигатель с фазированным асинхронным ротором. Давайте вкратце опишем, что это такое. Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет ротор с пазовыми обмотками. Обмотка ротора соединена в звезду. Фазные концы обмотки ротора соединены со специальными контактными кольцами. Кольца вращаются вместе с валом двигателя. Для запуска и регулировки обмотки ротора можно включить реостат. Реостат подключается с помощью щеточного контакта, который скользит по кольцам. Этот реостат является дополнительным активным резистором. Это сопротивление одинаково для каждой фазы обмотки. Благодаря возможности интегрировать реостат в обмотку ротора в этих двигателях, можно максимизировать пусковой момент уже на этапе запуска двигателя. Таким образом, можно уменьшить пусковые токи. Эти двигатели используются для привода приложений с высокими требованиями к пусковому моменту (например, пуск под нагрузкой). Дополнительная информация о пусковом моменте асинхронного двигателя Важным понятием в области физики твердого тела является крутящий момент. Эта концепция имеет особое значение в области электроприводов. В этой статье мы обсудим основные понятия, связанные с крутящим моментом. Для начала следует отметить, что крутящий момент часто также называют моментом силы, крутящим моментом, крутящим моментом и моментом кручения. Все эти термины являются синонимами. Хотя в некоторых практических приложениях их необходимо различать. Например, в технических приложениях “крутящий момент” относится к внешней силе, приложенной к объекту, а “вращающий момент” относится к внутренним силам, которые возникают в объекте из-за приложенных нагрузок. В нашей статье мы будем использовать понятие крутящего момента. Момент нагрузки – это вращающий момент, создаваемый вращающейся механической системой, соединенной с валом асинхронного двигателя. Термин “момент сопротивления” встречается в литературе как синоним. Нагрузочный момент зависит от геометрических и физических параметров тел в кинематической цепи, соединенной с валом двигателя. Как правило, при расчете момента нагрузки на валу двигателя принято использовать момент сопротивления. Тормозной момент – момент, развиваемый асинхронной машиной при торможении. В литературе можно найти синоним тормозного момента. В теории асинхронных двигателей рассматриваются три режима торможения: рекуперативное торможение, динамическое торможение и антиконденсатное торможение. Критический момент для асинхронных двигателей – Максимальное значение крутящего момента, развиваемого двигателем. Крутящий момент достигает этого значения при критическом скольжении. Если момент нагрузки на валу двигателя превышает критический момент, двигатель останавливается. Номинальный крутящий момент асинхронного двигателя – Крутящий момент, возникающий на валу двигателя при номинальной мощности и номинальной скорости. Номинальные данные относятся к данным, которые определяются при работе двигателя в режиме, для которого он был разработан и изготовлен. Пусковой момент на валу асинхронного двигателя – это момент, действующий на вал асинхронного двигателя при следующих условиях: скорость вращения ротора равна нулю (ротор неподвижен), ток установившийся, в обмотки двигателя подается ток номинальной частоты и напряжения, а соединение обмоток соответствует номинальному режиму работы двигателя. Электромагнитный крутящий момент – крутящий момент, приложенный к валу двигателя при протекании тока через обмотки. В литературе можно найти синонимы этого термина: крутящий момент двигателя или крутящий момент мотора. Также часто встречаются варианты с более конкретной формулировкой: электромагнитный момент или электромагнитный момент. В современной теории асинхронных электрических машин используется множество терминов, связанных с понятием крутящего момента. Некоторые из этих терминов относятся к крутящему моменту, возникающему на валу (роторе) электродвигателя. Другая группа терминов относится к крутящему моменту, создаваемому механической нагрузкой, подключенной к валу электродвигателя. Эти термины определяют как крутящий момент, развиваемый самим двигателем, так и различные состояния крутящего момента на выходном валу двигателя. Под состоянием понимается значение крутящего момента в критических точках. Например, номинальный крутящий момент или пусковой момент.

Читайте далее:

• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Векторное и скалярное управление преобразователями частоты – принцип работы, система управления.
• Асинхронный электродвигатель – конструкция, принцип работы, типы асинхронных двигателей.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Как найти начало и конец обмотки электродвигателя – ООО «СЗЭМО Электродвигатель».
• Векторное управление вентильным двигателем в безредукторном сервоприводе – темы научных работ по электротехнике, электронике, информатике читайте бесплатно тексты научных работ в электронной библиотеке КиберЛенинка.
• Управление скоростью, пуск, реверс и торможение двигателей постоянного тока.

Крутящий момент двигателя постоянного тока Калькулятор

👎

Формула

сбросить

👍

Крутящий момент двигателя постоянного тока Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1. 2)*Сопротивление якоря)+Механические потери+Основные потери)/(Напряжение питания*(1-Общая электрическая эффективность))

Идти

ЭДС двигателя постоянного тока с использованием уравнения ЭДС

Наведенная противо-ЭДС = (Количество полюсов*Магнитный поток*Количество проводников*Скорость двигателя)/(60*Количество параллельных путей в машине постоянного тока)

Идти

Крутящий момент якоря с учетом электрического КПД двигателя постоянного тока

Крутящий момент якоря = Двигатель постоянного тока с током якоря*Напряжение питания*Электрическая эффективность/Угловая скорость

Идти

Напряжение при заданном электрическом КПД двигателя постоянного тока

Напряжение питания = Угловая скорость*Крутящий момент якоря/Двигатель постоянного тока с током якоря*Электрическая эффективность

Идти

Ток якоря с учетом электрического КПД двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного тока с током якоря = Угловая скорость*Крутящий момент якоря/Напряжение питания*Электрическая эффективность

Идти

Шунтирующий ток возбуждения в двигателе постоянного тока

Шунтирующий ток возбуждения = Напряжение питания/Сопротивление шунтирующего поля

Идти

Крутящий момент якоря с учетом механического КПД двигателя постоянного тока

Крутящий момент якоря = Механическая эффективность*крутящий момент

Идти

Приведенный крутящий момент Механический КПД двигателя постоянного тока

крутящий момент = Крутящий момент якоря/Механическая эффективность

Идти

Обратная ЭДС для условий максимальной мощности двигателя постоянного тока

Наведенная противо-ЭДС = Напряжение источника/2

Идти

Крутящий момент двигателя постоянного тока формула

крутящий момент = Постоянная двигателя постоянного тока*Двигатель постоянного тока с током якоря*Магнитный поток


Τ = K*I_a*Φ_f

Каков принцип работы двигателя постоянного тока?

Работа двигателя постоянного тока основана на том принципе, что когда проводник с током помещается в магнитное поле, на проводник действует механическая сила. В принципе, конструктивных различий между двигателем постоянного тока и генератором постоянного тока нет.

Share

Copied!

Автомобильные статьи экспертов — DIY, Коды неисправностей, Как сделать

Экспертные автомобильные статьи — DIY, Коды неисправностей, Как | Ваш механик совет

Получить предложение

Признаки неисправной или неисправной рулевой колонки

Общие признаки включают отсутствие блокировки наклона рулевого управления, щелкающие или скрежещущие звуки при повороте и неровную работу рулевого колеса.

Как долго служит теплозащитный экран?

Тепло, выделяемое выхлопной системой двигателя, намного выше, чем думает большинство людей. Со всеми жизненно важными и чувствительными компонентами вашего двигателя важно правильно…

Признаки неисправной или неисправной катушки зажигания

Общие признаки включают в себя загорание индикатора Check Engine, пропуски зажигания двигателя, неровный холостой ход, снижение мощности и автомобиль не заводится.

Как заменить реле топливного насоса

Реле топливного насоса выходит из строя, когда нет слышимого жужжания при включении зажигания и когда автомобиль заводится дольше, чем обычно.

Как проверить катушку зажигания

Если вы подозреваете, что в вашем автомобиле неисправна катушка зажигания, проверьте ее с помощью мультиметра, выполнив 7 простых шагов.

Как читать и понимать коды индикатора «Проверьте двигатель» (OBD-II)

Индикатор «Проверить двигатель» указывает на код неисправности, хранящийся в компьютере автомобиля, и может указывать на ряд проблем.

Когда следует менять масло?

Масло необходимо менять через определенные промежутки времени. С синтетическим маслом Mobil 1 вы можете оптимизировать производительность и реже менять масло.

Каков срок годности моторного масла?

Если вы планируете хранить масло, полезно знать, как долго может храниться моторное масло. Храните моторное масло в прохладном темном месте, чтобы оно прослужило дольше.

Каковы риски перехода на синтетическое масло в старых автомобилях?

В старых автомобилях обычно приходится использовать обычное моторное масло вместо синтетического моторного масла. Переход на синтетику может привести к протечкам двигателя или повреждению двигателя.

Автомобили нуждаются в замене масла чаще или реже по мере их старения?

Двигатели автомобилей изнашиваются по мере увеличения пробега. Старые двигатели и двигатели с большим пробегом имеют более низкие допуски, что требует более частой замены масла.

Почему масла 5W-30 и 5W-20 так распространены?

Замена масла – одна из важнейших задач по уходу за автомобилем. В большинстве автомобилей используется масло 5W-20 или 5W-30, потому что эти масла лучше всего работают при высоких или низких температурах.

Почему вязкость моторного масла имеет значение?

Вязкость моторного масла определяет, насколько оно густое или жидкое. Мультивязкостные масла избавляют от необходимости менять масло в разные сезоны.

Как масло смазывает двигатель?

Масло — необходимая жидкость в двигателе автомобиля. Моторное масло смазывает детали двигателя и предотвращает перегрев автомобиля. Замена масла помогает продлить срок службы двигателя.

Сколько служит рулевая колонка?

Ваш Рулевое колесо вашего автомобиля является ключом к маневрированию на дороге, парковке и многому другому. Тем не менее, он не делает свою работу в одиночку. На самом деле, это только одна часть из многих в системе рулевого управления. Рулевая колонка…

Безопасно ли ездить с утечкой EVAP?

Хотя ездить с утечкой в ​​системе EVAP безопасно, это приводит к чрезмерному загрязнению автомобиля. Устранение проблемы часто так же просто, как затянуть крышку бензобака.

Что делает Sway Bar?

Стабилизатор поперечной устойчивости (также называемый стабилизатором поперечной устойчивости или стабилизатором поперечной устойчивости) является компонентом подвески некоторых автомобилей. Вы можете догадаться…

Как заменить топливный насос

Топливные насосы помогают перекачивать бензин из топливного бака в топливную рампу. Топливные насосы имеют фильтры для предотвращения попадания мелких частиц в двигатель автомобиля.

Безопасно ли ездить с утечкой вакуума?

Утечка является наиболее распространенной проблемой вакуумной системы. Если вакуумная система вашего автомобиля негерметична, ваш автомобиль…

Как заменить выключатель отпускания тормоза круиз-контроля

Круиз-контроль отключается выключателем отпускания тормоза, который выходит из строя, если круиз-контроль не деактивирован или настроен неправильно.

Почему у автомобилей разные интервалы замены масла?

Интервалы замены автомобильного масла зависят от марки, модели и года выпуска автомобиля. Правильный тип масла и то, как используется автомобиль, также имеют значение.

Нужно ли менять моторное масло в жаркую или холодную погоду?

Температура наружного воздуха может изменить работу моторного масла. Многовязкое моторное масло позволяет легко поддерживать эффективную работу вашего автомобиля круглый год.

Руководство по присадкам к моторным маслам

Моторное масло содержит различные присадки, улучшающие его работу. Как обычные, так и синтетические масла содержат присадки, которые помогают предотвратить износ двигателя.

Какой тип масла следует использовать?

Замена масла в автомобиле является одной из важнейших задач по обслуживанию автомобиля. В вашем двигателе может использоваться синтетическое моторное масло, обычное масло или масло любого другого типа.

Как предотвратить образование шлама в моторном масле

Регулярная замена масла в автомобиле помогает предотвратить образование шлама. Шлам моторного масла может привести к увеличению расхода топлива, низкому давлению масла и повреждению деталей двигателя.

Сколько масла потребляет мой автомобиль?

Моторное масло жизненно важно для работы двигателя. Обычно в 4-цилиндровых двигателях используется пять литров масла, в 6-цилиндровых — шесть литров, а в двигателях V8 — восемь.

Крутящий момент

Нагрузка

Мощность — это скорость, с которой совершается работа, то есть скорость, с которой энергия передается силой. Сила вращения, создаваемая двигателем (с помощью которой передается энергия), называется крутящим моментом.

RPM — это сокращение от «оборотов в минуту». Это скорость, с которой двигатель вращает маховик.

Двигатели внутреннего сгорания (ВС) не производят одинаковую мощность на всех скоростях двигателя, следовательно, должна быть частота вращения двигателя (об/мин), при которой двигатель будет генерировать максимальную мощность. То же самое и с крутящим моментом.
В качестве характеристики двигателя внутреннего сгорания максимальный крутящий момент обычно создается при меньшей частоте вращения двигателя, чем при максимальной мощности.

Проще говоря.
Мощность — это количество энергии, которое двигатель может передать за время… (Вот откуда вы берете пикап)
Крутящий момент — это грузоподъемность.
Так что это зависит от ваших потребностей. Чем большее ускорение вы хотите, тем больше мощности вам нужно… в то время как в случае, если вам нужно нести груз, вам нужен больший крутящий момент.
Об/мин указывает, при каких оборотах двигатель может развивать максимальную мощность/крутящий момент.
Бензиновые автомобили лучше развивают мощность, а дизельные двигатели — крутящий момент.
Для ускорения нужны и мощность, и крутящий момент. Проще говоря, крутящий момент — это скорость, с которой двигатель может производить мощность. Помните, что ускорение — это скорость, с которой изменяется скорость, поэтому для поддержания скорости вам нужна мощность для преодоления сопротивления (трение о дорогу, трение о воздух, а также трение в движущихся частях двигателя автомобиля и трансмиссии). Как правило, число оборотов в минуту между максимальным крутящим моментом и максимальной мощностью является диапазоном мощности автомобиля, нижний предел этого диапазона соответствует диапазону, в котором вы будете двигаться, а верхний предел соответствует диапазону, в котором вы участвуете в гонках. 92). Радиус F x станет
более важно позже.

Крутящий момент — это мера того, какая сила, действующая на объект, заставляет этот объект вращаться. Объект вращается вокруг оси, которую мы назовем точкой вращения и обозначим буквой «О». Мы назовем силу «F». Расстояние от точки вращения до точки, в которой действует сила, называется плечом момента и обозначается буквой «r». Обратите внимание, что это расстояние «r» также является вектором и указывает от оси вращения до точки, где действует сила. (Обратитесь к рисунку 1 для изображения этих определений.)

Вы создаете крутящий момент каждый раз, когда прикладываете усилие с помощью гаечного ключа. Хорошим примером является затяжка гаек на колесах. Когда вы используете гаечный ключ, вы прикладываете усилие к рукоятке. Эта сила создает крутящий момент на гайке, который стремится провернуть гайку.
Единицей СИ для крутящего момента является ньютон-метр (Нм). В имперских и американских единицах измерения он измеряется в футо-фунтах (фут·фунт-сила) (также известный как «фунт-фут»), а для меньшего измерения крутящего момента: дюйм-фунт (дюйм·фунт-сила) или даже дюйм-унция (дюйм·унция). .

Крутящий момент определяется как:

Обратите внимание, что единицы крутящего момента содержат расстояние и силу. Чтобы рассчитать крутящий момент в имперских единицах, вы просто умножаете силу на расстояние от центра. В случае с зажимными гайками, если ключ имеет длину в фут и вы прикладываете к нему усилие в 200 фунтов, вы создаете крутящий момент в 200 фунт-футов. Если вы используете 2-футовый ключ, вам нужно приложить к нему всего 100 фунтов силы, чтобы создать такой же крутящий момент.
В единицах СИ сила в три ньютона, приложенная, например, в двух метрах от зажимных гаек, создает такой же крутящий момент, как один ньютон, приложенный в шести метрах от зажимных гаек. Это предполагает, конечно, в обоих случаях, что сила направлена ​​под прямым углом к ​​прямому рычагу.

Автомобильный двигатель создает крутящий момент и использует его для вращения коленчатого вала. Этот крутящий момент создается точно так же: сила прикладывается на расстоянии. Давайте внимательно посмотрим на некоторые детали двигателя:

Сгорание газа в цилиндре создает давление на поршень. Это давление создает силу на головке поршня, которая толкает ее вниз. Усилие передается от поршня к шатуну, а от шатуна к коленчатому валу. Обратите внимание, что точка крепления шатуна к коленчатому валу находится на некотором расстоянии от центра вала. Горизонтальное расстояние изменяется по мере вращения коленчатого вала, поэтому изменяется и крутящий момент, поскольку крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние.
Вам может быть интересно, почему только горизонтальное расстояние важно для определения крутящего момента в этом двигателе. Вы можете видеть, что когда поршень находится в верхней или нижней части своего хода, шатун указывает прямо вниз или вверх в центре коленчатого вала. В этом положении крутящий момент не создается, потому что только сила, действующая на рычаг в направлении, перпендикулярном рычагу, создает крутящий момент.

Таким же образом можно описать работу двигателя Ванкеля Рото. На изображении выше вы можете видеть синий «шатун», соединенный с центральным валом. При изменении угла изменяется крутящий момент, но редко случается, что «синий шатун» указывает прямо на центр коленчатого вала. Точнее, каждое третье вращение. Двигатель Отто делает это дважды за каждый оборот. И, как я объяснял ранее, это момент, когда крутящий момент равен 0. Вот почему двигатель Ванкеля имеет лучший крутящий момент и мощность, чем двигатель Отто.

Крутящий момент в физике — это псевдовектор, который измеряет тенденцию силы вращать объект вокруг некоторой оси (или точки опоры, или оси вращения). Точно так же, как сила представляет собой толчок или тягу, крутящий момент можно рассматривать как крутящий момент. Символом крутящего момента является греческая буква тау.

Крутящий момент также называют моментом или моментом силы. Это не следует путать с различными другими определениями «момент» в физике. В контексте машиностроения термины «момент» и «крутящий момент» не обязательно взаимозаменяемы; скорее, тот или иной предпочтительнее в конкретном контексте. Например, «крутящий момент» обычно используется для описания силы вращения на валу, например, с помощью гаечного ключа, тогда как «момент» чаще используется для описания изгибающей силы, действующей на балку.

Величина крутящего момента зависит от трех величин: во-первых, приложенной силы; во-вторых, длина плеча рычага, соединяющего ось с точкой приложения силы; и в-третьих, угол между ними. Опять же, в символах:

Где

.

Особенно важна длина плеча рычага; Правильный выбор этой длины лежит в основе работы рычагов, шкивов, зубчатых колес и большинства других простых механизмов, требующих механического преимущества

Направление крутящего момента можно определить с помощью правила захвата правой рукой: согните пальцы правой руки, чтобы указать направление вращения, и вытяните большой палец так, чтобы он совпадал с осью вращения. Ваш большой палец указывает в направлении вектора крутящего момента.

Крутящий момент является частью базовой спецификации двигателя: выходная мощность двигателя выражается как его крутящий момент, умноженный на его скорость вращения оси. Двигатели внутреннего сгорания создают полезный крутящий момент только в ограниченном диапазоне скоростей вращения (обычно от 2000 до 5000 об / мин для небольшого автомобиля). Изменение выходного крутящего момента в этом диапазоне можно измерить с помощью динамометра и показать в виде кривой крутящего момента. Пик этой кривой крутящего момента находится несколько ниже общего пика мощности. Пик крутящего момента не может по определению появляться при более высоких оборотах, чем пик мощности.

Понимание взаимосвязи между крутящим моментом, мощностью и частотой вращения двигателя имеет жизненно важное значение в автомобилестроении, поскольку оно связано с передачей мощности от двигателя через трансмиссию к колесам. Мощность обычно зависит от крутящего момента и частоты вращения двигателя. Зубчатая передача трансмиссии должна быть выбрана соответствующим образом, чтобы максимально использовать характеристики крутящего момента двигателя.

Обычно кривая крутящего момента двигателя с турбонаддувом представляет собой крутой подъем, а затем пологую почти до максимальных оборотов. Типичный атмосферный двигатель очень отличается, с очень низким крутящим моментом на низких оборотах, а затем быстрым ростом оборотов до пикового крутящего момента, а затем снова быстрым падением. Область под кривой крутящего момента Turbo намного больше у турбодвигателя. И если вы удвоите крутящий момент, вы удвоите ускорение, уберите из него коробку передач. Крутящий момент играет роль в улучшении ускорения именно по тем причинам, которые я изложил в отношении кривой крутящего момента: большее количество передач позволяет разработчику удерживать двигатель в более точном диапазоне оборотов, обеспечивающих максимальный крутящий момент. Атмосферному двигателю нужны обороты для производства мощности.

Если сила действует на расстоянии, она совершает механическую работу. Точно так же, если крутящему моменту позволено действовать через расстояние вращения, он совершает работу. Мощность — это работа в единицу времени. Однако время и расстояние вращения связаны угловой скоростью, где каждый оборот приводит к тому, что длина окружности проходит под действием силы, создающей крутящий момент.
Мощность, подаваемая приложенным крутящим моментом, может быть рассчитана как:

Мощность = Крутящий момент x Угловая скорость

Как видите, крутящий момент и мощность напрямую связаны. Мощность — это просто приложение X количества крутящего момента в течение Y времени. Необходимо использовать согласованные единицы. Для метрических единиц СИ мощность — это ватты, крутящий момент — это ньютон-метры, а угловая скорость — это радианы в секунду (не об/мин и не обороты в секунду).
В правой части это скалярное произведение двух векторов, дающее скаляр в левой части уравнения. Математически уравнение можно изменить, чтобы вычислить крутящий момент для заданной выходной мощности. Обратите внимание, что мощность, подаваемая крутящим моментом, зависит только от мгновенной угловой скорости, а не от того, увеличивается ли угловая скорость, уменьшается или остается постоянной во время приложения крутящего момента (это эквивалентно линейному случаю, когда мощность, подаваемая силой зависит только от мгновенной скорости, а не от результирующего ускорения, если таковое имеется).

Для различных единиц мощности, крутящего момента или угловой скорости в уравнение необходимо ввести коэффициент преобразования. Кроме того, если скорость вращения (оборот за время) используется вместо угловой скорости (радианы за время), необходимо добавить коэффициент преобразования 2Pi, поскольку в одном обороте 2Pi радиан:

Мощность = крутящий момент X 2π X скорость вращения

, где скорость вращения выражается в оборотах в единицу времени.

Теперь вы можете рассчитать мощность вашего автомобиля при заданных оборотах. И теперь вы понимаете, почему Формула 1 так жаждет оборотов двигателя. Самый «простой» способ увеличить мощность — увеличить скорость вращения двигателя.

Аа, кстати, Формула 1!

В Формуле-1 инженеры склонны сопоставлять уровень крутящего момента двигателя для отдельных трасс, для разных участков трассы и для разных условий на гоночной трассе. Карты двигателей — одно из темных искусств F1. На мокрой трассе нет смысла использовать высокое значение крутящего момента. Карта крутящего момента двигателя представляет крутящий момент, создаваемый двигателем, в зависимости от частоты вращения двигателя и положения дроссельной заслонки двигателя. В ЭБУ карта крутящего момента двигателя используется для позиционирования дроссельной заслонки двигателя в соответствии с потребностями водителя в крутящем моменте. Карта крутящего момента водителя представляет крутящий момент, запрошенный водителем, в зависимости от частоты вращения двигателя и положения педали акселератора. FIA ввела правила, которые определяют, как вы можете контролировать крутящий момент двигателя, и подпадают под действие статей 5.5 и 5.6 технического регламента.
За исключением некоторых особых исключений, крутящий момент двигателя должен контролироваться водителем. Эти исключения включают в себя: переключение на более низкую передачу, ограничитель скорости на пит-лейн, функцию предотвращения заклинивания и стратегию ограничителя конца прямой. Обратите внимание, что здесь перечислены не все исключения. Есть много других.
Водитель может управлять крутящим моментом только с помощью одной педали акселератора.
При педали с нулевым процентом (отключена дроссельная заслонка) требуемый крутящий момент должен быть меньше или равен нулю; при педали 100% (полный газ) требуемый крутящий момент должен соответствовать или превышать максимальный крутящий момент двигателя в его текущем состоянии (Статья 5. 5.3).
Существуют ограничения на форму требуемого крутящего момента в зависимости от положения педали и частоты вращения двигателя (для предотвращения характеристик двигателя, которые могут использоваться в качестве вспомогательных средств для водителя).
При соблюдении этих ограничений требуемый крутящий момент формируется в зависимости от положения дроссельной заслонки и частоты вращения двигателя, чтобы обеспечить желаемую реакцию водителя и автомобиля.
Карты педалей водителя можно менять от цепи к цепи в зависимости от характеристик цепи. Например, водители могут захотеть большей точности при первом нажатии педали в Монако. Точно так же некоторые водители настаивают на карте педали для влажной погоды.
Карты крутящего момента двигателя также корректируются с учетом выходной мощности двигателя в зависимости от условий окружающей среды. Все двигатели будут развивать больший крутящий момент в холодный день в Сильверстоуне, чем в Интерлагосе (низкое давление воздуха) или Малайзии (высокая удельная влажность).