Как посчитать мощность двигателя

Как посчитать мощность двигателя

Чтобы найти мощность двигателя внутреннего сгорания (ДВС) автомобиля, установите его на специальном стенде, который выдаст его максимальную мощность. Если такой возможности нет, можно посчитать мощность двигателя, измерив его динамику разгона до 100 км/ч, предварительно узнав его массу в техническом паспорте. Определение мощности электродвигателя производите по его габаритам или измеряйте напряжение и силу тока на его обмотках, после чего произведите расчет.

• секундомер, тестер, штангенциркуль.

Подсчет мощности ДВС автомобиляКак правило, максимальная мощность двигателя автомобиля указывается в технической документации, но со временем, при выработке ресурса мотора, его мощность уменьшается. Чтобы найти ее, загоните автомобиль на специальный стенд, где специалисты измеряют мощность двигателя в данный момент. Если такой возможности нет, узнайте из техпаспорта массу автомобиля, вычислите массу залитого в него топлива и водителя, после чего максимально быстро разгоните автомобиль до 100 км/ч, зафиксировав время разгона в секундах. Для подсчета мощности общую массу автомобиля, водителя и топлива, умножьте на 27,78 (это скорость 100 км/ч, переведенная в метры в секунду) в квадрате и поделите на удвоенное значение времени разгона P=27,78²*m/(2*t). Получите значение мощности в ваттах. Чтобы перевести ее в киловатты, умножьте на 1000. Чтобы перевести значение в лошадиные силы, мощность в киловаттах поделите на 0,735. Подсчет мощности электродвигателяПодключите электродвигатель к источнику электрического тока с известным напряжением. Измерьте тестером силу тока на каждой из его обмоток. Измерение проводите в амперах. Найдите сумму токов на всех обмотках. Полученное значение умножите на напряжение источника тока: P=UI. Это и будет потребляемая мощность электродвигателя. Чтобы определить мощность двигателя по его габаритам, измерьте диаметр сердечника статора и его длину. Измерение произведите в сантиметрах — рулеткой и штангенциркулем. Определите синхронную частоту вращения вала и сети, куда подключается двигатель. Определите постоянную полюсного деления. Умножьте диаметр на синхронную частоту и число 3,14 и поделите результат на произведение частоты сети и числа 120 (3,14*D*n/(120*f)). По полюсному делению и количеству полюсов определите постоянную С для данного двигателя, используя таблицу. Рассчитайте его мощность, перемножив постоянную, квадрат диаметра вала, длину корпуса, синхронную частоту вращения и число 10^(-6): P = C*D²*l*n*10^(-6). Расчет будет производен в киловаттах.

Как посчитать мощность двигателя

Как посчитать мощность двигателя

Мощность двигателя определяет его скоростные качества — чем более мощный мотор, тем большую скорость может развить автомобиль. Способы вычисления мощностей двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя разнятся. Рассмотрим их.

Обычно показатели мощности двигателя внутреннего сгорания указываются в технических характеристиках. Однако со временем ресурс вырабатывается и мощность ослабевает. Для этого можно ее проверить с помощью специалистов и определенного оборудования.

Если же хотите поэкспериментировать и вычислить мощность мотора самостоятельно, для этого нужно узнать массу машины (из техпаспорта), определить массу топлива в баке и водителя. После этого стремительно разгоните авто до скорости 100 километров в час. Зафиксируйте время, которое вам понадобилось для разгона в секундах.

Чтобы определить мощность, нужно применить следующую формулу: P=27,78²*m/(2*t), то есть массу машины, топлива и водителя умножаем на 27,78 в квадрате, где последняя цифра — скорость 100 километров в час, переведенная в метры в секунду. Результат делим на время разгона в секундах, умноженное на 2. В итоге получаем мощность в ваттах. Если хотите перевести в киловатты, то по старой-доброй формуле умножьте полученное число на 1000. Чтобы получить значение в лошадиных силах, мощность в киловаттах нужно разделить на 0,735.

Если есть необходимость измерить мощность электродвигателя, нужно подключить мотор к источнику тока, напряжение которого вам достоверно известно. Силу тока в амперах каждой из обмоток следует измерить специальным тестером. Суммируйте полученные данные. Результат умножьте на напряжение источника тока. Полученное число и является мощностью электродвигателя.

Мощность мотора можно также вычислять по габаритам. Для этого определите в сантиметрах диаметр и длину сердечника статора. Измерьте синхронную частоту вращения вала и сети, в которую подключен мотор.

Далее вычислите постоянную полюсного деления. Диаметр умножаем на синхронную частоту и постоянное число 3,14. Результат делим на сумму частоты сети и 120. Используя полюсное деление и их количество, определите постоянную С для мотора. Для этого используйте таблицу. Мощность же рассчитываем по формуле P = C*D²*l*n*10^-6. Полученное число будет определять мощность в киловаттах.

Стоит заметить, что в реальной жизни мощность двигателя по большому счету зависит от оборотов. Поэтому для получения максимальной скорости имеет значение мощность мотора, а для ускорения — крутящий момент.

Как рассчитать мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя, как правило, указывается в технической документации к нему или в специальной табличке на корпусе. Если так ее найти невозможно, рассчитайте ее самостоятельно. Это можно сделать, измерив ток в обмотках и напряжение на источнике. Также можно определить его мощность по размерам. Полезная мощность рассчитывается по частоте вращения вала.

• — тестер;
• — таблица зависимости постоянной двигателя от количества полюсов;
• — динамометр.

Включите электродвигатель, подключив его к источнику тока с номинальным напряжением, на которое он рассчитан. Подключите тестер последовательно к каждой обмотке, настроив его на измерение силы тока. Найдите произведение силы тока на каждой обмотке и напряжения. Получившиеся результаты сложите. Это и будет номинальная мощность электрического двигателя. Напряжение измеряйте в вольтах, силу тока в амперах, тогда получите мощность двигателя в ваттах. Чтобы определить мощность электродвигателя, не подключая его к электрической сети, произведите такие действия: 1. Штангенциркулем измерьте внутренний диаметр сердечника статора и его длину в миллиметрах. 2. Определите частоту тока в сети. 3. Определите синхронную частоту вращения вала. 4. Число 3,14 умножьте на диаметр сердечника и синхронную частоту вала. Результат поделите на число 120 и частоту тока в сети. Получившееся число – полюсное деление шкалы. 5. Найдите количество полюсов, умножив частоту тока на 120 и поделив на частоту вращения двигательного вала. 6. По специализированной таблице, на пересечении значений полюсного деления и количества полюсов найдите постоянную электродвигателя. 7. Постоянную умножьте на диаметр сердечника в квадрате, его же длину, а также синхронную частоту вращения. Для получения мощности в киловаттах результат умножьте на 10^(-6).

Для определения полезной мощности электродвигателя с помощью тахометра измерьте частоту оборотов вала в Герцах (количество оборотов в секунду). Динамометром определите тяговое усилие, развиваемое ним. Для этой операции лучше всего использовать специальный стенд. Чтобы определить значение полезной мощности электродвигателя, умножьте число 3,14 на измеренную силу, частоту вращения вала, и его диаметр.

Как рассчитать мощность электродвигателя

Как рассчитать мощность электродвигателя

Как выполнить расчёт потребляемой мощности асинхронного электродвигателя из сети, если по шильдикам можно узнать только номинальную мощность? Для этого необходимо:

• обратить внимание на остальные показатели – это η и cosφ (КПД и коэффициент мощности);
• учесть связь динамических характеристик вала и КПД.

По имеющимся данным, можно рассчитать затраченную мощность электроэнергии:

Но нужно помнить, что потребляемая энергия электрическими приборами включает в себя как активную, так и реактивную компоненту.

Расчёты основных параметров асинхронного электродвигателя

Активная мощность тратится на выполнение полезной работы и создание тепла. Обозначается буквой «P», измеряется в W и вычисляется:

Реактивная мощность создаётся колебаниями энергии электрического поля. Она обуславливает способность деталей реактивной машины сохранять и излучать электромагнитную энергию. Речь идёт о токе, который заряжает конденсатор или создает магнитное поле вокруг витков обмотки катушки. Обозначается буквой «Q», измеряется в Var и рассчитывается:

Полная мощность «S» представляется математической комбинацией по формуле теоремы Пифагора: S*S = Q*Q + P*P. Она измеряется в V*A и вычисляется:

S = P / cosφ = √(P2 + Q2)=I*U.

Реактивную мощность трехфазного асинхронного двигателя можно представить суммой двух составляющих: индуктивной и емкостной.

Лучшее представление данной величины может быть получено в виде векторной диаграммы, индуктивная составляющая – это положительная координата на оси Y, емкостная – отрицательная. Очевидно, что эти два значения несколько компенсируют друг друга, составляя координату вектора, которая будет либо положительной, либо отрицательной. Чем меньше угол между ними, тем полная мощность становится ближе к активной.

Коэффициент мощности cosφ для трёхфазного асинхронного двигателя равен 0,8–0,9. Если его необходимо увеличить, то довольно часто добавляют конденсаторы в цепи двигателя. Функция этих конденсаторов заключается в том, чтобы обеспечить намагничивающий ток, снижающий амплитуду реактивной составляющей. Чем выше cosφ, тем меньше электромашина потребляет энергии.

Как определить мощность электродвигателя?

Для того чтобы выполнить расчёт понадобятся измерительные инструменты и справочная информация. Итак, существуют варианты определения мощности электродвигателя:

• по току. Подаём питание на асинхронный электродвигатель. Поочередно делаем замеры тока в каждой обвивке амперметром. В итоге среднее значение тока умножается на напряжение и получается потребляемая мощность электродвигателя;
• по размерам. Замеряем диаметр и длину сердечника статора. Узнаем частоту оборотов вала. Далее, производим приближённый расчёт «постоянной» по формуле:

На основе расчёта находим в справочнике константу. Вычисляем

• по тяговой силе. Измеряем скорость оборотов вала с помощью тахометра, радиус вала обычной линейкой, тяговое усилие движка динамометром. Для расчёта все найденные значения перемножаем

На основе этих математических выражений можно сделать вывод, что асинхронные двигатели могут иметь одинаковую мощность, но различаться по частоте вращения вала, что существенно влияет на его габариты. Рассмотрим также смысл использования регуляторов мощности.

Какие бывают виды регуляторов?

Существует два вида регуляторов, доступных на сегодняшнем рынке:

• на переменном резисторе,
• электронный (шаговый и подвижный).

Все они обладают разными способами управления скоростью вращения и, посему, эффективность (потребление электроэнергии) у каждого вида отличается. С этой точки зрения, классический регулятор – самый дешевый, но неэффективный. Давайте рассмотрим все три типа.

Регулятор на переменном резисторе

На самом деле этот реостат имеет внутри огромную катушку. Выбирая низкие параметры скорости, мы, по сути, выбираем более высокое сопротивление цепи. Это приводит к снижению потребляемого тока (так как напряжение является фиксированной величиной). Аппараты громоздкие по размеру и недорогие по цене.

Электронный регулятор

Электронные – это новейшие типы из доступных регуляторов на рынке. Они намного меньше по размерам, чем другие. Для понижения напряжения в них используются вместо резисторов конденсаторы, которые регулируя скорость вращения, управляют сигналом электропитания. В отличие от реостатов не нагреваются и, значит, экономят электроэнергию, когда мотор работает на малых скоростях.

Регуляторы способны сэкономить до 40% на «1» скорости и около 30% на «2-й» скорости по сравнению со своими резисторными аналогами. Существуют электронные разновидности регуляторов:

1. подвижные с плавным регулированием.

1. шаговые с пронумерованной скоростью действия (обычно от 1 до 5).

Эти устройства обеспечивают низкий уровень искажений движения мотора и, следовательно, меньше нагреваются. Вариант с лучшей технологией и экономией электричества.

Заключение

Мощность асинхронного двигателя – основная техническая характеристика этого устройства, которая влияет на сферу применения и выполняемые задачи. Для регулирования соотношения физических величин используются регуляторы. Формулы, выражающие связь физических показателей асинхронных двигателей необязательно помнить все, их можно легко выводить самим из тех, что знакомы по школьной программе физики.

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

136 6 115k

Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

• обороты двигателя,
• объем мотора,
• крутящий момент,
• эффективное давление в камере сгорания,
• расход топлива,
• производительность форсунок,
• вес машины
• время разгона до 100 км.

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566, где

• VH – рабочий объем двигателя (л),
• PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).

Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

• Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
• n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
• 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:

Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

• Vh — объём двигателя, см³
• n — частота вращения, об/мин
• pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах составляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?

Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — количество оборотов коленчатого вала за минуту
Pe — среднее эффективное давление, Мпа

Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?

Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.

Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?

Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
Mкр – крутящий момент (Нм),
n – обороты коленвала (об./мин.),
9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.

Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?

Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.

http://autofluids.ru/zapchasti-i-aksessuary/kak-poschitat-mocshnost-dvigatelya.html
Источник http://etlib.ru/calc/engine-power