Hogyan mérjük meg az autó nyomatékát (nyomatékát).

A nyomaték arányos a lóerővel, és a járműtől és jellemzőitől függően változik. A kerék mérete és az áttétel befolyásolja a nyomatékot.

Akár új autót vásárol, akár hot rodot épít a garázsban, két tényező játszik szerepet a motor teljesítményének meghatározásakor: a lóerő és a nyomaték. Ha Ön is olyan, mint a legtöbb barkácsoló szerelő vagy autórajongó, akkor valószínűleg jól ismeri a lóerő és a nyomaték közötti kapcsolatot, de előfordulhat, hogy nehéz megértenie, hogyan érhető el ezek a „láb-kilós” számok. Akár hiszi, akár nem, valójában nem is olyan nehéz.

Mielőtt belemennénk a műszaki részletekbe, részletezzünk néhány egyszerű tényt és definíciót, amelyek segítenek megérteni, miért fontos figyelembe venni mind a lóerőt, mind a nyomatékot. Kezdjük azzal, hogy meghatározzuk a belső égésű motor teljesítménymérésének három elemét: a fordulatszámot, a nyomatékot és a teljesítményt.

1/4 rész: Annak megértése, hogy a motor fordulatszáma, nyomatéka és teljesítménye hogyan befolyásolja az általános teljesítményt

A Hot Rod magazin nemrégiben megjelent cikkében a motorteljesítmény egyik legnagyobb titkát végre megfejtették azzal, hogy visszatérünk az erő tényleges jelentőségének alapjaihoz. A legtöbben úgy gondolják, hogy a dinamométereket (motordinamométereket) a motor lóerő mérésére tervezték.

Valójában a próbapadok nem a teljesítményt, hanem a nyomatékot mérik. Ezt a nyomatékértéket megszorozzuk a mért fordulatszámmal, majd elosztjuk 5,252-vel, így megkapjuk a teljesítményt.

Több mint 50 éve a motor nyomatékának és fordulatszámának mérésére használt dinamométerek egyszerűen nem tudták kezelni a motorok által generált nagy teljesítményt. Valójában az 500 köbhüvelykes nitroégető Hemis egy hengere nagyjából 800 font tolóerőt ad egyetlen kipufogócsövön keresztül.

Minden motor, legyen az belső égésű vagy elektromos, eltérő fordulatszámon működik. A legtöbb esetben minél gyorsabban fejezi be egy motor a löketét vagy ciklusát, annál nagyobb teljesítményt termel. Amikor a belső égésű motorról van szó, három tényező befolyásolja annak általános teljesítményét: a sebesség, a nyomaték és a teljesítmény.

A sebességet az határozza meg, hogy a motor milyen gyorsan végzi a munkáját. Amikor a motor fordulatszámát egy számra vagy egységre vonatkoztatjuk, akkor a motor fordulatszámát percenkénti fordulatszámban vagy fordulatszámban mérjük. A motor által végzett „munka” a mérhető távolságon keresztül kifejtett erő. A nyomatékot úgy definiálják, mint egy speciális munkafajtát, amely forgást eredményez. Ez akkor fordul elő, amikor erőt fejtenek ki a sugárra (vagy belső égésű motor esetén a lendkerékre), és általában lábfontokban mérik.

A lóerő a munkavégzés sebessége. Régen, ha tárgyakat kellett mozgatni, az emberek általában lovat használtak erre. Becslések szerint egy ló körülbelül 33,000 1 láb/perc sebességgel tud mozogni. Innen származik a "lóerő" kifejezés. A sebességgel és nyomatékkal ellentétben a lóerő több mértékegységben mérhető, többek között: 746 LE = 1 W, 2,545 LE = 1 BTU és 1,055 LE = XNUMX joule.

Ez a három elem együtt működik a motor teljesítményének megteremtésében. Mivel a nyomaték állandó marad, a sebesség és a teljesítmény arányos marad. A motor fordulatszámának növekedésével azonban a teljesítmény is nő, hogy a nyomaték állandó maradjon. Sokan azonban zavarban vannak azzal kapcsolatban, hogy a nyomaték és a teljesítmény hogyan befolyásolja a motor fordulatszámát. Egyszerűen fogalmazva: a nyomaték és a teljesítmény növekedésével a motor fordulatszáma is nő. Ennek a fordítottja is igaz: a nyomaték és a teljesítmény csökkenésével a motor fordulatszáma is csökken.

2/4 rész: Hogyan tervezték a motorokat a maximális nyomatékra

A modern belső égésű motor a hajtórúd méretének vagy hosszának változtatásával, valamint a furat vagy a hengerfurat növelésével módosítható a teljesítmény vagy a nyomaték növelésére. Ezt gyakran a furat/löket arányának nevezik.

A nyomatékot Newton méterben mérik. Leegyszerűsítve ez azt jelenti, hogy a nyomaték mérése 360 ​​fokos körkörös mozdulattal történik. Példánkban két azonos motort használunk, azonos furatátmérővel (vagy égéshenger-átmérővel). A két motor közül azonban az egyiknek hosszabb a "lökete" (vagy a hosszabb hajtórúd által létrehozott hengermélység). A hosszabb löketű motor lineárisabb mozgással rendelkezik, mivel az égéskamrán keresztül forog, és nagyobb erővel rendelkezik ugyanazon feladat elvégzésére.

A nyomatékot font lábban mérik, vagyis azt, hogy mekkora "nyomatékot" alkalmaznak egy feladat végrehajtásához. Képzelje el például, hogy megpróbál meglazítani egy rozsdás csavart. Tegyük fel, hogy két különböző csőkulcsja van, az egyik 2 láb, a másik 1 láb hosszú. Feltéve, hogy ugyanannyi erőt (jelen esetben 50 font nyomást) alkalmaz, akkor valójában 100 ft-lb forgatónyomatékot alkalmaz egy kétlábú csavarkulcshoz (50 x 2), és csak 50 fontot. nyomaték (1 x 50) egylábú kulccsal. Melyik csavarkulcs segít könnyebben kicsavarni a csavart? A válasz egyszerű – a nagyobb nyomatékkal rendelkező.

A mérnökök olyan motort fejlesztenek, amely nagyobb nyomaték/lóerő arányt biztosít azokhoz a járművekhez, amelyeknek extra "erőre" van szükségük a gyorsításhoz vagy az emelkedéshez. Általában nagyobb nyomatékot tapasztal a vontatásra használt nehéz járműveknél vagy a nagy teljesítményű motoroknál, ahol a gyorsulás kritikus fontosságú (például a fenti NHRA Top Fuel Engine példában).

Éppen ezért az autógyártók gyakran emelik ki a nagy nyomatékú motorokban rejlő lehetőségeket a teherautó-hirdetésekben. A motor nyomatéka a gyújtás időzítésének megváltoztatásával, az üzemanyag/levegő keverék beállításával, sőt bizonyos esetekben a kimeneti nyomaték növelésével is növelhető.

3/4 rész: A motor teljes névleges nyomatékát befolyásoló egyéb változók megértése

A nyomaték mérésénél három egyedi változót kell figyelembe venni a belső égésű motoroknál:

Adott fordulatszámon generált erő: Ez az adott fordulatszámon generált maximális motorteljesítmény. Ahogy a motor felgyorsul, fordulatszám vagy lóerő görbe jelenik meg. A motor fordulatszámának növekedésével a teljesítmény is nő, amíg el nem éri a maximális szintet.

Távolság: Ez a hajtórúd löketének hossza: minél hosszabb a löket, annál nagyobb nyomaték keletkezik, amint azt fentebb kifejtettük.

Nyomaték állandó: Ez egy matematikai szám, amely az összes motorhoz van hozzárendelve, 5252 vagy egy állandó fordulatszám, ahol a teljesítmény és a nyomaték egyensúlyban van. Az 5252-es szám abból a megfigyelésből származik, hogy egy lóerő 150 fontnak felel meg egy perc alatt 220 láb megtételével. James Watt, hogy ezt a nyomaték fontokban kifejezze, bevezette az első gőzgépet feltaláló matematikai képletet.

A képlet így néz ki:

Feltételezve, hogy 150 font erőt fejtenek ki egy láb sugarú (vagy például egy belső égésű motor hengerén belüli körre), akkor ezt font forgatónyomatékra kell konvertálnia.

A 220 fpm-et RPM-re kell extrapolálni. Ehhez szorozzon meg két pi számot (vagy 3.141593), ami 6.283186 láb. Vegyünk 220 lábat, és osszuk el 6.28-cal, és 35.014 fordulat/perc fordulatszámot kapunk.

Vegyünk 150 láb-ot, és szorozzuk meg 35.014-gyel, és 5252.1-et kapunk, amely a nyomaték lábfontokban számolható állandója.

4/4 rész: Az autó nyomatékának kiszámítása

A nyomaték képlete a következő: nyomaték = motorteljesítmény x 5252, amelyet ezután elosztanak a fordulatszámmal.

A nyomatékkal azonban az a probléma, hogy két különböző helyen mérik: közvetlenül a motortól és a hajtott kerekeken. Egyéb mechanikai alkatrészek, amelyek növelhetik vagy csökkenthetik a kerekek forgatónyomatékát, a következők: lendkerék mérete, áttételi arányok, hajtott tengely arányok és abroncs/kerék kerülete.

A keréknyomaték kiszámításához mindezeket az elemeket be kell építeni egy egyenletbe, amelyet a legjobb a dinamikus próbapadon található számítógépes programra bízni. Az ilyen típusú berendezéseken a jármű állványra, a meghajtó kerekek pedig egy görgősor mellé kerülnek. A motor egy számítógéphez csatlakozik, amely leolvassa a motor fordulatszámát, az üzemanyag-fogyasztási görbét és az áttételi arányokat. Ezeket a számokat a keréksebesség, a gyorsulás és a fordulatszám figyelembevételével veszik figyelembe, amikor az autót a kívánt ideig hajtják a dinamon.

A motor nyomatékának kiszámítása sokkal könnyebben meghatározható. A fenti képlet követésével világossá válik, hogy a motor nyomatéka hogyan arányos a motor teljesítményével és fordulatszámával, amint azt az első részben elmagyaráztuk. Ezzel a képlettel meghatározhatja a névleges nyomatékot és lóerőt a fordulatszám-görbe minden pontján. A nyomaték kiszámításához rendelkeznie kell a motor gyártója által megadott motorteljesítmény-adatokkal.

nyomatékkalkulátor

Vannak, akik a MeasureSpeed.com által kínált online számológépet használják, amelyhez meg kell adnia a maximális motorteljesítményt (amelyet a gyártó ad meg, vagy egy professzionális dinamizálás során töltik ki) és a kívánt fordulatszámot.

Ha észreveszi, hogy motorja teljesítményét nehéz felgyorsítani, és nincs meg az Ön által gondolt teljesítménye, az AvtoTachki egyik minősített szerelőjével végeztessen vizsgálatot a probléma forrásának megállapítása érdekében.