Мощность двигателя автомобиля

Опубликовано 17 Авг 2014
Рубрика: О жизни | 21 комментарий

Какую реальную мощность развивает двигатель вашего автомобиля при различных режимах и условиях движения? Чаще — совсем не ту, что записана в свидетельстве о регистрации транспортного средства. Узнаем ответ на этот вопрос, вспомнив элементарную физику.

. и выполнив простой расчет в Excel.

Известно, что коэффициент полезного действия (КПД) нового современного бензинового автомобильного двигателя продолжает оставаться очень низким. Его значение составляет всего 20…25% и достигается лишь во время оптимального режима работы — при выходе на максимальную мощность при номинальных оборотах!

Потери величиной около 80% возникают в следствие:

— неполного сгорания бензина (около 25%. );

— потерь на трение в подвижных узлах мотора (около 5%);

— потерь тепла через систему охлаждения и систему отвода выхлопных газов (около 50%. ).

КПД прямо (но не линейно) пропорционален развиваемой мощности двигателя автомобиля. При работе двигателя с частотой 2500…3500 оборотов в минуту его реальный КПД не достигает и 10%.

Трудно представить, но каждые девять литров топлива из десяти рассеиваются в виде тепла в окружающем пространстве и «вылетают в трубу» в буквальном смысле этого слова. И только один литр бензина из десяти, сгорая, совершает полезную работу – перемещает автомобиль в пространстве.

КПД современного дизельного двигателя в оптимальном режиме достигает несколько большего значения — 40%. Поэтому дизельные двигатели существенно экономичнее бензиновых собратьев.

Расчет в Excel мощности двигателя автомобиля.

Запускаем на компьютере программу MS Excel. В качестве простейшего примера рассмотрим случай равномерного длительного движения по загородной трассе небольшого легкового автомобиля, оснащенного бортовым компьютером.

Исходные данные:

Первую тройку исходных данных возьмем из показаний бортового компьютера или из замеров, выполненных любым иным способом.

1. Среднюю скорость движения автомобиля v в километрах в час запишем

в ячейку D3: 90,0

2. Пройденное расстояние S в километрах внесем

в ячейку D4: 100,0

3. Средний расход бензина V в литрах введем

в ячейку D5: 6,5

4. Предположительный КПД двигателя η в процентах впишем

в ячейку D6: 10

5. Плотность бензина ρ в килограммах на кубический метр занесем

в ячейку D7: 750

Средние значения плотностей различных марок и видов топлива:

для бензина марки АИ-80 ρ =715 кг/м 3

для бензина марки АИ-92 ρ =735 кг/м 3

для бензина марки АИ-95 ρ =750 кг/м 3

для бензина марки АИ-98 ρ =765 кг/м 3

для дизельного топлива ρ =770…840 кг/м 3

для сжиженного газа ρ =600 кг/м 3

Плотность топлива существенно зависит от температуры!

6. Удельную теплоту сгорания бензина q в мегаджоулях на килограмм запишем

в ячейку D8: 43

Средние значения удельной теплоты сгорания различных видов топлива:

для бензина и дизельного топлива q =43 МДж/кг

для сжиженного газа ρ =45 МДж/кг

Результаты расчетов:

Выполним вывод расчетной формулы для средней мощности.

1. η = Q₁ / Q₂

η – КПД двигателя

Q₁ –полезная тепловая энергия, затраченная на перемещение автомобиля

Q₂ – вся тепловая энергия, выделенная при сгорании топлива

2. Q₁ = A = N * t = N * S / v

A –работа, выполненная двигателем и затраченная на перемещение автомобиля

N –средняя мощность двигателя

t –время в пути

S –пройденный автомобилем путь

v –средняя скорость движения автомобиля

3. Q₂ = q * m = q * V * p

q –удельная теплота сгорания топлива

m –масса израсходованного топлива

V –объем израсходованного топлива

p –плотность (удельная масса) топлива

4. η = Q₁ / Q₂ =( N * S / v )/( q * V * p )

5. N = q * V * p * v * η / S

Формула для расчета средней мощности двигателя автомобиля получена.

7. Вычислим среднюю мощность двигателя автомобиля N в киловаттах при заданном режиме движения

в ячейке D10: =(D6/100)*D8*1000000*D7*(D5/1000)*(D3*1000/60/60)/(D4*1000)/1000 =5,241

Переведем киловатты в лошадиные силы

в ячейке D11: =D10*1000/735,49875 =7,125

Теперь вы можете выполнить расчет в Excel при любых иных исходных данных и определить реально развиваемую среднюю мощность двигателя автомобиля при различных режимах движения.

Ответ на вопрос:

Для движения небольшого легкового автомобиля со скоростью 90 км/час по загородной трассе достаточно мощности двигателя всего в 7 лошадиных сил! Почти у всех автомобилей такого класса максимальная мощность двигателей превышает 80…100 лошадиных сил! Безусловно, такая мощность необходима для быстрого разгона и уверенного движения на подъемах и по дорогам с повышенным сопротивлением (грязь, снег). С мощностью двигателя в 7 лошадиных сил автомобиль до скорости 90 км/час будет разгоняться, наверное, с десяток минут…

Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Статьи с близкой тематикой

• Как проверить аккумулятор
• Как не попасть в аварию (для новичков и не только)

Отзывы

21 комментарий на «Мощность двигателя автомобиля»

Виктор 24 Авг 2014 00:19

Интересно, конечно. Есть ли возможность оценить КПД конкретного автомобиля? Как можно учесть турбонаддув? С уважением Виктор

О влиянии турбонаддува на КПД мнения специалистов разнятся. Если при прочих равных автомобиль с турбонаддувом в среднем меньше потребляет литров топлива на 100 километров пути чем этот же автомобиль без турбонаддува, то значит КПД двигателя такого автомобиля выше.

Оценить КПД двигателя конкретного автомобиля в «домашних условиях» сложно. Для этого необходимо знать либо общий коэффициент сопротивления движению (трение и о воздух и о дорогу), либо силу, которую следует приложить к автомобилю для обеспечения движения с заданной скоростью.

ИМХО, самая оптимальная схема привода автомобиля у. заводного детского автомобильчика. Там вся энергия завода тратится сугубо на движение, без холостых оборотов перед светофором и в других случаях. Заманчиво сделать большой накопитель энергии, его мог бы постоянно «подзаводить» небольшой ДВС, а движуха авто обеспечивалсь бы по трансмиссии с заводной пружиной.

Проблемы езды на затяжном подъёме, быстрого старта от светофора представляется решаемыми.

Никто не считает реального расхода топлива на одну персону с учётом заполненности салона, КПД с учётом соотношения «снаряженной массы» к фактической полезной нагрузке.

Пора уже сделать двигатель с переменной мощностью и расходом топлива по примеру ракетных двигателей с разной тягой и расходом топлива.

Я нашёл Ваш Блог на просторах интернета, когда сам «изобретал» формулу для расчёта средней мощности, выдаваемой ДВС. Я ещё «изобрёл» формулу для двигателя, который работает стационарно: вместо средней скорости автомобиля, пройденного пути и израсходованного на этом пути топлива, используется часовой расход (л/час).

N–средняя мощность двигателя, кВт;

q–удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг;

Р-часовой расход топлива, л/час;

p–плотность топлива, кг/м3;

К-переводной коэффициент, =2,7778Е-06.

Ещё можно в двигающемся автомобиле учитывать мгновенный расход (л/100км) и скорость, и в маршрутном компьютере будет показываться выдаваемая двигателем мощность, как обороты, например.

У меня в голове крутится одна мысль. Правда, это скорее мечта — на реализацию финансов пока не хватает, плюс остаётся вопрос с регистрацией этого дела в ГИБДД.

В общем, задумка такая: хочу убрать из автомобиля ДВС и заменить его дизель-электрикой

То есть поставить на ось (можно на обе) электрические двигатели, вместо КПП батареи, а вместо ДВС — генератор.

Зачем всё это? Так получится как раз та самая «заводная машинка», а если ещё и рекуперацию добавить — это вообще сказка

У электрических двигателей, на мой взгляд, одни плюсы по сравнению с ДВС — механически намного проще и надёжней, КПД близко к 100%, почти не шумят

Конечно, генератор — тот же ДВС, но он, в отличие от своего собрата, будет работать в одном режиме, на который и был спроектирован. То есть опять же меньший износ и более высокий КПД. А рекуперация, кроме экономии топлива, даёт меньший износ тормозов.

Пока не наткнулся на ваш блог, задавался вопросом — а хватит ли мощности генератора?

Ведь мощность ДВС у моей машины 90 л.с. (около 60 кВт), а под капот хорошо если 10-киловаттный генератор влезет.

Понятно, что это только максимальная мощность, а средняя намного меньше. Но я хотел найти конкретные цифры, хотя бы из статистики.

Ваш расчёт — 5 кВт — меня обрадовал. Получается, если удастся запихнуть 10-киловаттник, среднюю скорость по прямым чистым участкам он сможет обеспечить и без батарей. А запас в батареях понадобятся для разгона, подъёма и преодоления каши на дорогах

Машина у меня — минивэн, с местом особых проблем нет

Если генератор не влезет под капот, можно взять мощность чуть поменьше

Коробка (на её место думаю поставить батареи) не очень большая, но и батарей, думаю, много не надо — это же не чистый электромобиль

Боюсь только, что если когда-нибудь и примусь за реализацию своей мечты, сменю уже не одну машину

Но, опять же, присматриваюсь к грузовичкам-полуторкам — двухкабинные варианты вместят всю семью, а генератор можно и в кузов поставить, так что может это и к лучшему.

Интересная идея. Только не реализуют ее, думаю, по следующей причине: зачем от дизельного двигателя механическую энергию преобразовывать в электрическую, а затем обратно, когда колесо вот оно — рядом? Дешевле? Сомнительно.

Вы правы, массово не реализуют её потому что дорого, плюс все привыкли к ДВС

Для выпуска таких авто нужно проектирование, а это совсем не копейки и неизвестно, окупится ли это

Электромобили в последнее время завоёвывают популярность благодаря Тесле, но всё равно пока многие смотрят на них с недоверием, хотя другие автопроизводители тоже потихоньку подтягиваются

Но всё-таки реализации есть

Если не ошибаюсь, карьерные самосвалы и МАЗовские «Ураганы» именно дизель-электрические (не уверен только, что сделано именно так, как я задумал)

Кроме того, есть гибридные авто — сразу с ДВС и электродвигателем, где аккумулятор заряжается от ДВС и вроде бы при торможении (в чистых электромобилях — Теслах — рекуперация точно есть)

Зачем механическую энергию преобразовывать в электрическую?

Я расчёты не проводил, но думаю, что КПД увеличится

Во-первых, электродвигатели имеют КПД, близкий к 100%

То есть их потерями можно пренебречь, по крайней мере, в грубых расчётах

Во-вторых, КПД у ДВС рассчитано только на идеальный режим, который можно достичь только на трассе, и то не всегда

В городе же с его пробками и светофорами с этим вообще всё печально

Генератор же всегда работает примерно в одном режиме, близком к идеальному

Если он будет питать только аккумуляторы, то ему даже увеличивать мощность не придётся при нажатии педали газа, в отличие от ДВС

В-третьих, если электродвигатели можно использовать как генераторы, их можно использовать при торможении и дополнительно заряжать аккумуляторы «нахаляву» (хотя на самом деле никакой халявы, конечно, нет, просто обычно энергия от торможения тратится впустую)

В Теслах так и сделано — плавное торможение использует двигатели (и работает рекуперация), а обычные тормоза включаются при резком нажатии на педаль

То есть ещё и износ тормозной системы снижен

Аккумуляторы при зарядке и отдаче, конечно, теряют часть энергии

Но намного меньше, чем теряется в коробке, карданах и редукторах

Ещё плюс — упрощается ремонт и обслуживание

Электродвигатели по сравнению с ДВС вечные, особенно если сравнивать с современными (сейчас их проектируют на меньший расход и более чистый выхлоп, но запас хода при этом сильно теряется)

Другая механика — коробка, редукторы, карданы (то есть где нагрузка и износ самые высокие) — становится не нужна

Остаётся подвеска, рулевое, тормоза, сами двигатели, ну и «гранаты» для передачи вращения на колёса

А генератор проще снять для ремонта, чем ДВС (или вообще заменить, если ремонт уже невозможен)

Генератор, кстати, может ещё и для других нужд пригодиться — на даче, например или на пикнике

Вообще, можно переделать свою машину и в чистый электромобиль — вместо генератора поставить дополнительные батареи и разъём для зарядки

Такое давно уже делают специализированные фирмы и у нас, и за рубежом, да и своими руками можно

Но в России на таком много не поездишь — заряжать особо негде

А если встанешь на трассе — «ведро электронов» никто в «бак» залить не сможет

Рассчитать мощность ЭЛементарно просто! Надо знать вес машины, разгон до сотни. КПД ЛЮБОГО бензинового ДВС 16%. (то-же легко рассчитать!)

Формула: n*t=m*1,16 n-в л.с., t-cек., m- кг.

Пример. Жигули. n-? t-18 сек. m-1170 кг.

Решение: 1170*1,16:18=75 л.с.

Nissan 1,4 n-87 сил m-1050 кг t-?

Решение: 1050*1,16:87=14 секунд

Какой-нибудь. n-250 сил! разгон-10 секунд! m-?

Решение: 250*10:1,16=2155 кг.

Самое удивительное-физики хх1 века не научились находить ускорение при разгоне автомобиля. Основа всех расчётов- СРЕДНЯЯ скорость, (а её путают с конечной!) Ускорение свободного падения на планете Земля-4,9. м/сек.сек. ,а НЕ 9,8.

Эту ошибку маскируют так, что «сам чёрт не разберёт»

(посмотрите в интернете: почему s/t=at, a at*t=2s ?

Никто ничего не маскирует. Вы просто смешали вместе формулы и понятия равномерного и равноускоренного движений.

При равномерном (при v0=0):

s — единственная переменная, зависящая от t!

При равноускоренном при (v0=0):

s=v*t/2=a*t*t/2 (a≠0 a=const v=a*t=var);

s и v — переменные. Вычисляются для конкретного значения параметра t — момента времени.

мощность ДВС на автомобиле находится только через разгон (принято от 0 до сотни).Главное-найти правильно ускорение. Его надо находить ТОЛЬКО из СРЕДНЕЙ скорости! Ускорение, найденное через скорость и мощность ОДИНАКОВЫ! n/m=a. равно (v+V):2/t.

КПД бензинового ДВС=16%. (у дизеля-МЕНЬШЕ, т.к. теплотворная способность у солярки МЕНЬШЕ.

По причине сгорания бензина-детонации при обеднении и обязательного наличия дроссельной заслонки у бензина, дизель при малых нагрузках экономичнее бензина.

Роль др. заслонки-перераспределять мощность, выдаваемую двигателем: заслонка открыта-все силы на разгон. Закрыта-все силы на торможение. В переменных режимам баланс мощности (и расхода топлива на данных оборотах)=100%.

Формулы расчёта КПД, ускорения,мощности, разгона до сотни, необходимой мощности на участке пути, массы (веса) автомобиля.

Ускорение. (v+V):2/t «Москвич»: (0+27,8):2:18 а=0,77 м./сек.сек.

Необходимая мощность (при 100% КПД): n=ma 1170*0,77=900 кг.м. Это-12 л.с. А двигатель-75 л.с.

Соотношение- 1:6,25. 16%.

Необходимая мощность на участке пути:

накатом машина прошла 420 м. со скорости 50 км/час.

Средняя скорость-7 м/сек. t-60 сек. а=420:60:60

а=0,12 м/сек.сек. Необходимая мощность: 1170*0,12*6,25/75. n=11,7 л.с. А двигатель на этих оборотах (1866) выдаёт 25 л.с. 13,3 л.с. уходят на всасывание воздуха. А у дизеля-экономия.

Универсальная формула : n*t=m*1,16 n-в л.с. t-в секундах, m-в кг.

Пример: n=87 л.с. m=1050 кг. t-? 1050*1,16:87=14 секунд- (мой Nissan-1,4)

Пример: m-1170 кг. t-18 сек. n-? 1170*1,16:18=75 л.с. («Жигули-1,5»)

Ускорение через n и m. 12n=ma 12*102:1150 а=1,06 Разгон до сотни-13,9:1,06=13,1 м/сек.

Проверьте на ЛЮБОЙ машине !

«Ускорение»-это НЕ изменение скорости. Это-коэффициент энергии движения. Оно НЕ зависит от графика движения и всегда одинаково при одном пути и времени.

Со времён Галилея неверно находится средняя скорость.

«яблоко упало. » s=4,9. м. t=1 сек. v средняя=

Нельзя путать КОНЕЧНУЮ скорость со средней!

При «средней» скорости=9,8. и ускорение будет 9,8.

А если «схитрить» и 9,8 разделить на 2, то получим

s/t=V СРЕДНЕЙ=at !! а V (средняя,она же at)*t=s !

Конечная скорость у «яблока. »=(0+V кон):2=at

Это значит,что V конечное=2at. Формула должна быть:

И ускорение надо находить из средней скорости, и оно у «яблока. »=4,9 м/сек.сек.,а не 9,8.

Надо чётко разделять: тело ДОСТИГЛО скорости, и тело ДВИГАЛОСЬ со средней скоростью. В первом случае

at=v кон.:2, а во втором -V конечное=2at

at-это равномерное движение. Начальная и конечная скорости равны.

Иван, Вам нужно не здесь писать, а в Академию Наук или сразу в Нобелевский Комитет. Особенно насчет ускорений, «выведите их на чистую воду»! Да, и про КПД, зависящий от теплотворной способности топлива не забудьте.

Удивительный взгляд на простые вещи!

Бензиновый ДВС работает строго на смеси 1:14,7.

Задача и карбюратора и впрыска-подготовить такую смесь

на ВСЕХ режимах, так как она сгорает с максимальной температурой и отдачей.

Наполнение смесью цилиндров всегда 100% (кроме режима «торможения двигателем». Но, для торможения есть тормоза,да и при торможении двиг. расход сохраняется). Это значит,что бензиновый ДВС потребляет топливо не «по нагрузке,а по оборотам» двигателя.Дизель-наоборот.

Причина-нельзя менять пропорцию бензин-воздух. Бедная смесь-детонация,богатая-сгорает в выхлопной трубе. Выход из положения-дроссельная заслонка. Она перераспределяет мощность на данных оборотах-скорости. Открыта-все силы на разгон. Закрыта-все силы на торможение. В переменных режимах часть сил на разгон,остальные-на торможение. Общий баланс мощности и расхода топлива (на этих оборотах) -100%.

Но как сделать автомобиль экономичнее?

Я вижу 2 способа: 1) -придать бензину свойство солярки-не детонировать при обеднении при уменьшении нагрузки,но с открытой полностью дроссельной заслонкой.

2). Наполнять цилиндр смесью «по нагрузке» -разгон

,в гору. т.е. -изменять наполнение цилиндров.

Это я делал неоднократно с двигателем «Москвича» с

80-х годов. Как? Снимал распредвал и делал наплавку на половину ширины ВПУСКНЫХ кулачков с расчётом,чтобы впускной клапан закрывался в такте сжатия за 25-30 градусов до ВМТ. Оставшейся смеси хватает ехать с набранной скоростью. Это-«экономичный» режим (около 25 л.с.) Второй режим-75 л.с. достигается сдвигом коромысел на поверхность кулачка без наплавки. Просто изменял фазы наполнения цилиндров. И-переключатель фаз. Что это давало:

-прямая экономия топлива до 30-40%

-идеальное перемешивание смеси:переход из одного цилиндра в другой.

-снижение компрессии до 2-х атм. -нет большого давления на вкладыши. Долговечность- как у дизеля.

-возможность использовать низко-октановый бензин.

-Самое главное: идёшь в общем потоке с реальной экономией без желания кого-то обогнать. (ну,а при желании-переключаешь наполнение — (фазы) в»одно касание».

-выхлоп значительно чище. В гараже и мотор работает и двери закрыты.

Пытался публиковать,но особенного интереса нет.

. опять про ускорение.

Ускорение НЕ зависит от графика движения тела!

Если путь и время одинаковы-одинакова и СРЕДНЯЯ скорость. Не имеет значения,как тело двигается-равномерно,равно-ускоренно,замедляя движение,прыжками, с остановками. Если за время t путь-s-одинаковы- ОДИНАКОВА И СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ-«at». А из неё и надо находить ускорение.

Бегун пробежал 100 метров за 10 секунд. Средняя скорость-at=10 м/сек. Ускорение будет: at=10

а*10=10 а=1 м/сек.сек.

С первого шага он развил скорость 10 м/сек. Можно, вроде,сказать,что его движение-равномерное. Но в действительности он РАВНОМЕРНО не пробежал ни одного метра! Он сделал около 50 прыжков,ускоряясь и останавливаясь. Но средняя скорость-10 м/сек. И «а»- 1 м/сек.сек.

Автомобиль с места,с ноля, тоже прошёл 100 м. за 10 секунд. Он двигался равномерно-ускоренно. На финише его скорость была 72 км./час- 20 м/сек.

Но СРЕДНЯЯ скорость -10 м/сек. И ускорение-1 м/сек.сек. Такое же,как у бегуна. Так ведь и автомобиль двигался НЕ равномерно-ускоренно. Рабочий такт разгонял машину,а всасывание,сжатие,выхлоп-тормозили!

Очень легко узнать мощность бегуна и машины:

пусть вес бегуна-75 кг. n=m*a 75*1=75 кг.м. — 1л.с.

Автомобиль. (жигули). Обгонит-ли он бегуна?

Считаем: n=m*a*6,25 1170*1*6,25=7312 кг.м 97,5 лс 6,25-это 16%

А мотор-75 сил. Не догонит! А на сколько отстанет? Ищем ускорение: 75=1170*а*6,25 а=0,77 м/сек.сек. (75-это Л.С.) Умножаем на 75 кг.м.

За 10 секунд Жигули пройдут : s=att 0,77*10*10

s=77 метров. Бегун обгонит машину на 23 метра.

Если бегун продолжит так бежать, машина догонит его

в конце 13-ой секунды: s=att s=0,77*13*13

s=0,77*13*13=130 метров. И бегун пробежит 130 метров за 13 секунд.

А имел бы Жигуль мотор 97,5 л.с. -были бы на финише вместе.

Вопрос: какая нужна мощность двигателя,передача, расход бензина на участке пути. 500 метров ?

Надо определить: с какой скорости машина пройдёт накатом 500 метров до остановки? Предположим, машина катилась минуту. 60 секунд. Её средняя скорость-8,33 м/сек. Начальная скорость-2at, т.е. -16,7 м/сек. 60 км.

Какая нужна мощность двигателя,чтобы двигаться со средней скоростью 30 км/час- (8,3 м/сек)? Вес машины- 1170 кг. «Москвич»,»Жигули».

Найдём «ускорение» при снижении скорости, но оно-же и при средней скорости: s=att. 500=а*60*60. а=0,14 м/сек.сек. Требуется мощность (100% КПД) -m*a

1170*0,14=162,5 кг.м/сек. Это-2,17 л.с. КПД-16%

2,17*6,25=13,5 л.с. (сам таскал на ИЖе «Москвича» по асфальту. )

60 км/час-это 2300 оборотов двигателя в минуту. Это 6,72 кг. бензина в ЧАС. На 60 км. Мощность двигателя на этих оборотах-30 л.с. А достаточно-13,5 сил. Можно ехать на 4-й передачу, -заслонка открыта на половину. (но «кушает» на 30 сил).

А если: колёса под спущены, дорога худая. накат всего. 200 метров. Считаем.

Время (со скорости 60 км/час) -s=att. s=200. at-8,3

t=24 секунды, «а»=0,5 м/сек.сек. Нужна мощность 48,75 л.с. НА ЭТИХ ОБОРОТАХ ! А мотор выдаёт-30 л.с. Не хватит даже 3-й передачи-*1,3. Надо 2-ю передачу-*2- ,60 сил. Но их много. Надо не полный газ: часть сил на движение,остальные-на всасывание.

48,75 сил-на движение,11-на всасывание. НО бензин-на 60 сил. Около 13,5 литров в час.

Дизель в первом эксперименте точно экономичнее бензина, во 2-м -надо считать . (навряд-ли экономичнее).

всех «пугает»: как двигатель тратит всю мощность

на всасывание воздуха через щель под заслонкой 0,2-2 мм ? (наверно, так и представляют: табун в десятки, сотни лошадей «ломится» в эту щель. )

Подсчитаем в кг.: какое давление на заслонку при 6000 об/мин ?

Дано: двигатель при 6000 об/мин выдаёт 87 л.с.

Его крутящий момент равен: 87*75/6,25/100. 10,44 кг.м. Это на одном обороте. Но на одном обороте 2 рабочих такта. 10,44:2=5,22 кг. (если ладонью закрыть карбюратор,можно ощутить,отрывая ладонь,эту силу). Так ведь 6000 редко,кто крутит так мотор! Обычно,2-4 т. оборотов-40-130 км/час. Карбюратор распределяет эти килограммы: постоянная скорость-80 км/ч. Обороты-2,2 тысячи (на 5-ой). На карбюраторе-

около 2-х кг. Чтобы машина шла равномерно-1 кг. -на вращение колёс, 1 кг. -на торможение- (всасывание) .

Сколько кг.м. на ведущих колёсах? 1*2*4/о,6=13,3 кгм

(4-это редуктор, 0,6-диаметр колёс). Мощность двигателя на этих оборотах-32 л.с. Требуется-16. Расход-6,7 л/час. (дизель «скушает» 3,3 литра)

. пусть СРЕДНЯЯ скорость- 6 МЕТРОВ В СЕКУНДУ

. at-тоже СРЕДНЯЯ скорость,но она = 2*3 метра/сек.

6=2*3 НО, исчисления-разные !

9,8. =4,9. *2 V конечная= 2at,(если v нул.=0)

Путь «яблока. »- (площадь треугольника) — S=(V+V)/2*t

будет: S=(0+2at)/2*t, т.е. s=at*t

и,никаких двоек в знаменателе !

ракета 5 тонн поднялась на 10 км. за 40 сек. «а»=? n=?

а=S/tt, 10000_1600=6,25 м/сс.

КПД (ДВС)=16% (у ракеты МЕНЬШЕ) F=m*a. n=F*кпд. 5000*6,25*6,25:75=2604 л.с.

КПД ракетного двигателя меньше,чем ДВС, по-этому керосина сгорит больше,чем бензина

1) -6,25-это ускорение

2) -6,25-это 16% от 100

Браво! Особенно про то, что «6,25 — это 16% от 100».

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.

http://al-vo.ru/o-zhizni/moshhnost-dvigatelya-avtomobilya.html
http://autofluids.ru/zapchasti-i-aksessuary/kak-poschitat-mocshnost-dvigatelya.html