Ai đó cần tính toán công suất của động cơ để tính thuế ô tô. Điều quan trọng đối với một số người là phải tính toán độc lập công suất của động cơ máy nén. Điều quan trọng là ai đó phải biết chính xác sức mạnh của máy để so sánh với máy đã được khai báo. Nói chung, tính toán công suất và lựa chọn động cơ là hai quá trình không thể tách rời.
Đây không phải là lý do duy nhất tại sao người lái xe đang cố gắng tính toán độc lập sức mạnh của động cơ xe ô tô của họ. Điều này khá khó thực hiện nếu không có các công thức cần thiết để tính toán. Chúng sẽ được đưa ra trong bài viết này để mọi người lái xe có thể tự tính toán xem công suất động cơ thực của chiếc xe của mình là bao nhiêu.
Giới thiệu
Có ít nhất bốn cách phổ biến để tính toán công suất của động cơ đốt trong. Trong các phương pháp này, các thông số sau của đơn vị đẩy được sử dụng:
- Lượt quay.
- Khối lượng.
- Xoắnkhoảnh khắc.
- Áp suất hiệu quả bên trong buồng đốt.
Để tính toán, bạn cần biết trọng lượng của xe, cũng như thời gian tăng tốc lên 100 km / h.
Mỗi công thức tính công suất động cơ sau đây đều có một số lỗi và không thể cho kết quả chính xác 100%. Điều này luôn phải được tính đến khi phân tích dữ liệu nhận được.
Nếu bạn tính toán công suất bằng tất cả các công thức sẽ được mô tả trong bài viết, bạn có thể tìm ra giá trị trung bình của công suất thực của động cơ và sự khác biệt với kết quả thực tế sẽ không quá 10 %.
Nếu chúng ta không tính đến các khía cạnh khoa học khác nhau liên quan đến định nghĩa của các khái niệm kỹ thuật, thì chúng ta có thể nói rằng công suất là năng lượng được tạo ra bởi bộ phận đẩy và được chuyển đổi thành mô-men xoắn trên trục. Đồng thời, công suất là một giá trị thay đổi và giá trị lớn nhất của nó đạt được ở một tốc độ quay trục nhất định (được chỉ ra trong dữ liệu hộ chiếu).
Ở động cơ đốt trong hiện đại, công suất cực đại đạt 5, 5-6, 6 nghìn vòng / phút. Nó được quan sát ở giá trị hiệu dụng trung bình cao nhất của áp suất trong chai. Giá trị của áp suất này phụ thuộc vào các thông số sau:
- chất lượng hỗn hợp nhiên liệu;
- Hoàn thành đốt cháy;
- hao xăng.
Công suất, như một đại lượng vật lý, được đo bằng Watts, trong khi trong ngành công nghiệp ô tô, nó được đo bằng mã lực. Các phép tính được mô tả trong các phương pháp bên dưới sẽ cho kết quả bằng kilowatt, sau đó chúng sẽ cần được chuyển đổi sang mã lực bằng cách sử dụngmáy tính-công cụ chuyển đổi đặc biệt.
Sức mạnh thông qua mô-men xoắn
Một cách để tính toán công suất là xác định sự phụ thuộc của mô-men xoắn động cơ vào số vòng quay.
Bất kỳ khoảnh khắc nào trong vật lý đều là sản phẩm của lực tác dụng lên nó. Mô men xoắn là sản phẩm của lực mà động cơ có thể phát triển để vượt qua sức cản của tải trọng do tác dụng của nó. Chính thông số này quyết định tốc độ động cơ đạt công suất cực đại.
Mô-men xoắn có thể được định nghĩa là tỷ số giữa tích của thể tích làm việc và áp suất hiệu dụng trung bình trong buồng đốt là 0,12566 (không đổi):
- M=(Vlàm việc Phiệu quả) / 0, 12566, trong đó Vlàm việc - dịch chuyển động cơ [l], Phiệu dụng- áp suất hiệu dụng trong buồng đốt [bar].
Tốc độ động cơ đặc trưng cho tốc độ quay của trục khuỷu.
Sử dụng giá trị mô-men xoắn và RPM của động cơ, có thể sử dụng công thức tính công suất động cơ sau:
P=(Mn) / 9549, trong đó M là mô-men xoắn [Nm], n là tốc độ trục [vòng / phút], 9549 là hệ số tỷ lệ
Công suất tính toán được đo bằng kilowatt. Để chuyển đổi giá trị tính toán thành mã lực, bạn cần nhân kết quả với hệ số tỷ lệ 1, 36.
Phương pháp tính toán này chỉ sử dụng hai công thức cơ bản, do đó nó được coi là một trong những công thức đơn giản nhất. Đúng, bạn có thể làm được nhiều hơn thếdễ dàng hơn và sử dụng máy tính trực tuyến, trong đó bạn cần nhập một số dữ liệu nhất định về ô tô và đơn vị động cơ của nó.
Cần lưu ý rằng công thức tính công suất động cơ này cho phép bạn chỉ tính công suất thu được ở đầu ra của động cơ chứ không phải công suất thực sự đến bánh xe ô tô. Sự khác biệt là gì? Ví dụ, miễn là năng lượng (nếu bạn coi nó như một dòng chảy) đến các bánh xe, thì nó sẽ bị tổn thất trong trường hợp chuyển giao, chẳng hạn. Người tiêu dùng thứ cấp như máy điều hòa không khí hoặc máy phát điện cũng đóng một vai trò quan trọng. Không thể không kể đến những tổn thất để vượt qua lực cản nâng, lăn, cũng như lực cản khí động học.
Nhược điểm này được bù đắp một phần khi sử dụng các công thức tính toán khác.
Công suất thông qua Kích thước động cơ
Không phải lúc nào cũng có thể xác định được mô-men xoắn của động cơ. Đôi khi chủ xe thậm chí không biết giá trị của thông số này. Trong trường hợp này, công suất của bộ phận đẩy có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng khối lượng của động cơ.
Để làm điều này, bạn cần nhân thể tích của đơn vị với tốc độ trục khuỷu, cũng như với áp suất hiệu dụng trung bình. Giá trị kết quả phải được chia cho 120:
- P=(VnPhiệu quả) / 120 trong đó V là dịch chuyển động cơ [cm3], n là tốc độ quay trục khuỷu [vòng / phút], Phiệu quả- áp suất hiệu dụng trung bình [MPA], 120 - hằng số, hệ số tỷ lệ.
Đây là cách tính công suất động cơ của ô tô vớisử dụng đơn vị âm lượng.
Thông thường nhất, giá trị Phiệu dụngtrong động cơ xăng của một mẫu tiêu chuẩn thay đổi từ 0,82 MPa đến 0,85 MPa, trong động cơ cưỡng bức - 0,9 MPa, và trong động cơ diesel giá trị áp suất từ 0,9 MPa đến 2,5 MPa.
Khi sử dụng công thức này để tính toán công suất thực của động cơ, để chuyển đổi kW sang hp. s., cần phải chia giá trị kết quả cho một hệ số bằng 0, 735.
Phương pháp tính này cũng không phức tạp nhất và tốn ít thời gian và công sức nhất.
Sử dụng phương pháp này, bạn có thể tính toán công suất của động cơ máy bơm.
Năng lượng thông qua luồng không khí
Công suất của thiết bị cũng có thể được xác định bởi luồng không khí. Đúng vậy, phương pháp tính toán này chỉ áp dụng cho những chủ sở hữu ô tô đã cài đặt máy tính trên xe cho phép bạn ghi lại mức tiêu thụ không khí ở 5,5 nghìn vòng quay ở bánh răng thứ ba.
Để có được công suất gần đúng của động cơ, cần phải chia tiêu thụ thu được trong các điều kiện trên cho ba. Công thức có dạng như sau:
P=G / 3, trong đó G là tốc độ dòng khí
Tính toán này đặc trưng cho hoạt động của động cơ trong điều kiện lý tưởng, nghĩa là, không tính đến tổn thất truyền động, người tiêu dùng bên thứ ba và lực cản khí động học. Công suất thực thấp hơn 10 hoặc thậm chí 20% so với công suất tính toán.
Theo đó, lưu lượng không khí được xác định trong phòng thí nghiệm trên một giá đỡ đặc biệt được lắp đặt trên xe.
Chỉ số của cảm biến trên bo mạch phụ thuộc rất nhiều vào mức độ ô nhiễm của chúngvà từ hiệu chuẩn.
Do đó, việc tính toán công suất động cơ dựa trên dữ liệu tiêu thụ không khí còn lâu mới chính xác và hiệu quả nhất, nhưng nó khá phù hợp để thu được dữ liệu gần đúng.
Công suất thông qua khối lượng của xe và thời gian tăng tốc lên "hàng trăm"
Tính toán bằng cách sử dụng trọng lượng của ô tô và tốc độ tăng tốc của nó lên 100 km / h là một trong những phương pháp đơn giản nhất để tính công suất thực của động cơ, bởi vì trọng lượng của ô tô và thời gian tăng tốc được khai báo đến "hàng trăm "là các thông số hộ chiếu của chiếc xe.
Phương pháp này phù hợp với động cơ chạy trên bất kỳ loại nhiên liệu nào - xăng, nhiên liệu diesel, khí đốt - bởi vì nó chỉ tính đến động lực học của gia tốc.
Khi tính toán, cần tính đến trọng lượng của xe cùng với người lái xe. Ngoài ra, để kết quả tính toán gần với thực tế nhất có thể, cần tính đến những tổn thất dành cho phanh, trượt, cũng như tốc độ phản ứng của hộp số. Loại ổ đĩa cũng đóng một vai trò nhất định. Ví dụ, ô tô dẫn động cầu trước mất khoảng 0,5 giây khi bắt đầu, ô tô dẫn động cầu sau từ 0,3 giây đến 0,4 giây.
Vẫn là tìm một máy tính trên mạng để tính toán sức mạnh của một chiếc ô tô thông qua tốc độ tăng tốc, nhập dữ liệu cần thiết và nhận được câu trả lời. Không có ý nghĩa gì khi đưa ra các phép tính toán học mà máy tính tạo ra, vì độ phức tạp của chúng.
Kết quả của phép tính sẽ là một trong những kết quả chính xác nhất, gần với thực tế nhất.
Phương pháp tính công suất thực của ô tô này được nhiều người cho là tiện lợi nhất, vì chủ sở hữu ô tô sẽ phải nỗ lực tối thiểu - để đo tốc độ gia tốc để100 km / h và nhập dữ liệu bổ sung vào máy tính tự động.
Các loại động cơ khác
Không có gì bí mật khi động cơ không chỉ được sử dụng trong ô tô, mà còn được sử dụng trong công nghiệp và thậm chí trong cuộc sống hàng ngày. Động cơ có nhiều kích cỡ khác nhau có thể được tìm thấy trong các nhà máy - trục lái - và trong các thiết bị gia dụng như máy xay thịt tự động.
Đôi khi bạn cần tính toán công suất thực của những động cơ như vậy. Cách thực hiện điều này được mô tả bên dưới.
Cần lưu ý ngay cách tính công suất của động cơ 3 pha như sau:
- P=Mmômen n, trong đó Mmômenlà mômen và n là tốc độ trục.
Động cơ cảm ứng
Thiết bị không đồng bộ là một thiết bị, đặc điểm của nó là tần số quay của từ trường do stato tạo ra luôn lớn hơn tần số quay của rôto.
Nguyên lý hoạt động của máy điện không đồng bộ tương tự như nguyên lý hoạt động của máy biến áp. Các định luật cảm ứng điện từ được áp dụng (liên kết từ thông thay đổi theo thời gian của cuộn dây tạo ra EMF trong đó) và Ampe (lực điện từ tác dụng lên dây dẫn có chiều dài nhất định, qua đó dòng điện chạy trong trường có giá trị nhất định cảm ứng).
Động cơ cảm ứng thường bao gồm một stato, rôto, trục và giá đỡ. Stato bao gồm các thành phần chính sau: dây quấn, lõi, vỏ. Rôto bao gồm một lõi và một cuộn dây.
Nhiệm vụ chính của động cơ cảm ứng là biến đổinăng lượng điện, được cung cấp cho cuộn dây stato, thành năng lượng cơ học, có thể lấy ra khỏi trục quay.
Công suất động cơ không đồng bộ
Trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, có ba loại quyền lực:
- đầy đủ (biểu thị bằng chữ S);
- hoạt động (biểu thị bằng chữ P);
- phản ứng (biểu thị bằng chữ Q).
Tổng lũy thừa có thể được biểu diễn dưới dạng vectơ có một phần thực và một phần ảo (đáng nhớ là phần toán học liên quan đến số phức).
Phần thực là năng lượng hoạt động được sử dụng để thực hiện công việc hữu ích như quay trục, cũng như tạo ra nhiệt.
Phần ảo được biểu thị bằng công suất phản kháng tham gia tạo ra từ thông (biểu thị bằng chữ F).
Là từ thông làm cơ sở cho nguyên tắc hoạt động của thiết bị không đồng bộ, động cơ đồng bộ, máy điện một chiều và máy biến áp.
Công suất phản kháng được sử dụng để tích điện cho tụ điện, tạo ra từ trường xung quanh cuộn cảm.
Công suất hoạt động được tính bằng tích của dòng điện, điện áp và hệ số công suất:
P=IUcosφ
Công suất phản kháng được tính bằng tích của dòng điện và điện áp và hệ số công suất lệch pha 90 °. Nếu không, bạn có thể viết:
Q=IUsinφ
Giá trị của tổng công suất, nếu bạn nhớ rằng nó có thể được biểu diễn dưới dạng vectơ,có thể được tính bằng cách sử dụng định lý Pitago làm tổng bình phương của công suất phản kháng và hoạt động:
S=(P2+ Q2)1/2.
Nếu chúng ta tính công thức tổng công suất ở dạng tổng quát, thì ra rằng S là tích của dòng điện và điện áp:
S=IU
Hệ số công suất cosφ là một giá trị bằng số bằng tỷ số của thành phần hoạt động với công suất biểu kiến. Để tìm sinφ, biết cosφ, bạn cần tính giá trị của φ theo độ và tìm sin của nó.
Đây là cách tính công suất động cơ tiêu chuẩn dựa trên dòng điện và điện áp.
Tính công suất của tổ máy không đồng bộ 3 pha
Để tính công suất hữu ích trên cuộn dây stato của động cơ 3 pha không đồng bộ, nhân điện áp pha với dòng điện pha và hệ số công suất rồi nhân giá trị công suất thu được với ba (với số pha):
- Pstator=3Uf If cosφ.
Tính toán công suất el. của một động cơ đang hoạt động, nghĩa là, công suất được lấy ra khỏi trục động cơ, được tạo ra như sau:
- Pđầu ra=Pstator- Pmất.
Các tổn thất sau xảy ra trong động cơ cảm ứng:
- điện trong cuộn dây stato;
- trong lõi thép stato;
- điện trong cuộn dây rôto;
- cơ;
- bổ sung.
Để tính công suất của động cơ ba pha trong cuộn dây stato có điện trở, cần phải thêm ba thành phần của loại sức mạnh này, đó là:
- công suất phản kháng tiêu thụ để tạo ra từ thông rò của cuộn dây stato;
- công suất phản kháng tiêu thụ để tạo ra từ thông rò của cuộn dây rôto;
- công suất phản kháng dùng để tạo dòng chính.
Công suất phản kháng trong động cơ không đồng bộ chủ yếu được sử dụng để tạo ra trường điện từ xoay chiều, nhưng một phần công suất được sử dụng để tạo ra từ thông lạc hướng. Từ thông lạc hướng làm suy yếu từ thông chính và giảm hiệu suất của thiết bị không đồng bộ.
Sức mạnh hiện tại
Tính toán công suất động cơ cảm ứng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu hiện tại. Để thực hiện việc này, hãy làm theo các bước sau:
- Tăng sức mạnh cho động cơ.
- Dùng ampe kế đo dòng điện từng lượt.
- Tính giá trị dòng điện trung bình dựa trên kết quả của các phép đo được thực hiện trong đoạn thứ hai.
- Nhân dòng điện trung bình với điện áp. Nhận quyền lực.
Công suất luôn có thể được tính bằng tích của dòng điện và điện áp. Trong trường hợp này, điều quan trọng là phải biết giá trị nào của U và I nên được lấy. Trong trường hợp này, U là điện áp nguồn, nó là một giá trị không đổi và tôi có thể thay đổi tùy thuộc vào dòng điện được đo trên cuộn dây nào (stato hoặc rôto), vì vậy cần phải chọn giá trị trung bình của nó.
Sức mạnh theo kích thước
Stato có nhiều thành phần khác nhau, một trong số đó là lõi. Để tính toán công suất động cơ vớisử dụng thứ nguyên, hãy làm như sau:
- Đo chiều dài và đường kính của lõi.
- Tính hằng số C, hằng số này sẽ được sử dụng trong các phép tính tiếp theo. C=(πDn) / (120f)
- Tính công suất P bằng công thức P=CD2 ln10-6, trong đó C là hằng số tính toán, D là đường kính của lõi, n là tốc độ quay của trục, l là chiều dài của lõi.
Tốt hơn hết là bạn nên thực hiện tất cả các phép đo và tính toán với độ chính xác tối đa để việc tính toán công suất của động cơ truyền động điện gần với thực tế nhất có thể.
Lực kéo
Công suất của động cơ không đồng bộ cũng có thể được xác định bằng cách sử dụng giá trị của lực kéo. Để thực hiện việc này, bạn sẽ cần đo bán kính của lõi (càng chính xác càng tốt), cố định tốc độ quay của trục của thiết bị và cũng có thể đo lực kéo của động cơ bằng cách sử dụng một lực kế.
Tất cả dữ liệu phải được thay thế thành công thức sau:
P=2πFnr, trong đó F là lực kéo, n là tốc độ quay của trục, r là bán kính lõi
Nuance của động cơ cảm ứng
Tất cả các công thức trên, được sử dụng để tính công suất của động cơ ba pha, cho phép chúng ta rút ra một kết luận quan trọng rằng động cơ có thể có kích thước khác nhau, có tốc độ khác nhau, nhưng cuối cùng có cùng công suất.
Điều này cho phépcác nhà thiết kế để tạo ra các mô hình động cơ có thể được sử dụng trong nhiều điều kiện khác nhau.
Động cơ DC
Động cơ điện một chiều là máy biến điện năng nhận được từ dòng điện một chiều thành cơ năng. Nguyên lý hoạt động của nó ít liên quan đến máy không đồng bộ.
Động cơ DC bao gồm stato, phần ứng và giá đỡ, cũng như chổi tiếp xúc và cổ góp.
Collector - thiết bị chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều (và ngược lại).
Để tính công suất hữu ích của một đơn vị như vậy, được sử dụng để thực hiện bất kỳ công việc nào, chỉ cần nhân EMF phần ứng với dòng điện phần ứng:
- P=Ea Ia.
Như bạn có thể thấy, việc tính toán công suất của động cơ DC đơn giản hơn nhiều so với các phép tính được thực hiện trong động cơ không đồng bộ.
