Что такое полная нагрузка двигателя

Тема 1.5. Выбор номинальной мощности электродвигателей;

Выбор мощности электродвигателя должен производиться в соответствии с характером нагрузок рабочей машины. Этот характер оценивают по двум признакам: а) по номинальному режиму работы; б) по изменениям величины потребляемой мощности.

При выборе номинальной частоты вращения двигателя следует исходить из того, что при всех прочих равных условиях двигатели повышенной быстроходности имеют меньшие габариты, массу, стоимость и отличаются более высокими энергетическими показателями, чем аналогичные им тихоходные. Однако слишком высокая быстроходность вынуждает вводить сложное передаточное устройство между валами двигателя и рабочей машины, в результате чего преимущества быстроходного двигателя могут свестись на нет.

Различают следующие режимы работы:

а) продолжительный (длительный), когда рабочий период настолько велик, что нагрев электродвигателя достигает своего установившегося значения (например у насосов, ленточных транспортеров, вентиляторов и т. п.);

б) кратковременный, когда длительность рабочего периода недостаточна для достижения электродвигателем температуры- нагрева, соответствующей данной нагрузке, а периоды остановки, наоборот, достаточны для охлаждения электродвигателя до температуры окружающей среды. В этом режиме могут работать электродвигатели самых разнообразных механизмов;

в) повторно-кратковременный — с относительной продолжительностью включения 15, 25, 40 и 60% при продолжительности одного цикла не более 10 минут (например, у подъемных кранов, некоторых станков, однопостовых сварочных двигателей-генераторов и т. п.).

По изменениям величины потребляемой мощности различаются следующие случаи:

а) постоянная нагрузка, когда величина потребляемой мощности в течение работы постоянна или имеет незначительные отклонения от среднего значения, как, например, у центробежных насосов, вентиляторов, компрессоров с постоянным расходом воздуха и т. п.;

б) переменная нагрузка, когда величина потребляемой мощности периодически меняется, как, например, у экскаваторов, кранов, некоторых станков и т. п.; в) пульсирующая нагрузка, когда величина потребляемой мощности меняется непрерывно, как, например, у поршневых насосов, щековых дробилок, грохотов и т. п.

Мощность электродвигателя должна удовлетворять трем условиям: а) нормального нагрева при работе; б) достаточной перегрузочной способности; в) достаточного пускового момента. Все электродвигатели подразделяются на две основные группы: для длительного режима работы (без ограничения продолжительности включения); для повторно-кратковременного режима с продолжительностями включения 15, 25, 40 и 60%

Для первой группы в каталогах и паспортах указывается длительная мощность, которую электродвигатель может развивать неограниченно долго, для второй группы — мощность, которую электродвигатель может развивать, работая с перерывами сколь угодно долгое время при определенной продолжительности включения. Правильно выбранным во всех случаях считается такой электродвигатель, который, работая с нагрузкой но графику, задан ному рабочей машиной, достигает полного допустимого нагрева всех своих частей. Выбор электродвигателей с так называемым «запасом по мощности», исходя из наибольшей возможной по графику нагрузки, ведет к недоиспользованию электродвигателя, а следовательно, к увеличению капитальных затрат и эксплуатационных расходов за счет снижения коэффициентов мощности и полезного действия. Чрезмерное увеличение мощности электродвигателя может привести также к рывкам во время разгона.

Если электродвигатель должен работать длительно с постоянной или мало меняющейся нагрузкой, то определение мощности его не представляет затруднений и производится по формулам, обычно включающим эмпирические коэффициенты. Значительно сложнее выбор мощности электродвигателей иных режимов работы. Кратковременная нагрузка характеризуется тем, что периоды включения коротки, а паузы достаточны для полного охлаждения электродвигателя. При этом принимается, что нагрузка электродвигателя в периоды включения сохраняется постоянной или почти постоянной. Для того чтобы в этом режиме электродвигатель был правильно использован по нагреву, необходимо выбрать его так, чтобы его длительная мощность (указываемая в каталогах) была меньше мощности, отвечающей кратковременной нагрузке, т. е. чтобы электродвигатель в периоды своей кратковременной работы имел тепловую перегрузку.

Если периоды работы электродвигателя значительно меньше времени, необходимого для его полного нагрева, но паузы между периодами включения существенно короче времени полного охлаждения, то имеет место повторно-кратковременная нагрузка. Практически следует различать два вида такой работы: а) нагрузка в период работы по величине постоянна и, следовательно, график ее изображается прямоугольниками, чередующимися с паузами; б) нагрузка в период работы изменяется по более или менее сложному закону. В обоих случаях задача выбора электродвигателя по мощности может быть решена как аналитически, так и графически. Оба эти способа являются достаточно сложными, поэтому практически рекомендуется упрощенный метод эквивалентных величии, включающий в себя три способа: а) среднего квадратичного тока; б) средней квадратичной мощности; в) среднего квадратичного момента.

Нагрев электродвигателя определяется режимом его работы, т. е. соотношением длительности периодов работы и пауз между ними, частотой включения двигателя. В зависимости от времени включения двигателя, соотношения продолжительности работы и пауз, а также от характера изменения нагрузки различают три режима работы электродвигателей: продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный.

Продолжительный режим работы (условное обозначение S1) – это режим работы такой длительности, когда при практически неизменной нагрузке и температуре окружающей среды двигатель нагревается до установившегося значения. В таком режиме работают электроприводы компрессоров, вентиляторов, дымососов, конвейеров непрерывного транспорта и т. д.

Кратковременный режим (условное обозначение S2) – это режим работы, при котором периоды нагрузки чередуются с периодами отключения (пауз) двигателя. Причем за время работы температура частей двигателя не успевает достигнуть установившегося значения, а за время пауз двигатель охлаждается до температуры окружающей среды.

Повторно-кратковременный режим (условное обозначение S3, S4, S5) – это такой режим работы, при котором периоды работы чередуются с паузами, причем ни в один из периодов работы температура двигателя не достигает установившегося значения, а во время снятия нагрузки двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Двигатели, выпускаемые промышленностью для такого режима работы, характеризуются продолжительностью включения (ПВ), которая устанавливается по продолжительности одного цикла работы

, (1.7)

где t_p – время работы двигателя; t_п– время паузы.

ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60, 100 %. Значение ПВ указывается на паспорте двигателя. К механизмам с повторно-кратковременным режимом работы можно отнести металлообрабатывающие и деревообрабатывающие станки, краны, прокатные станы и т. д.

1.5.1. Расчет мощности и выбор двигателя для продолжительного режима работы

При постоянной или мало изменяющейся нагрузке на валу мощность двигателя должна быть равна мощности нагрузки. При этом должно удовлетворяться условие Р_н ≥ Р, где Р_н — номинальная мощность двигателя; Р — мощность нагрузки. Выбор двигателя сводится к выбору его по каталогу.

Для некоторых производственных механизмов, работающих в продолжительном режиме с постоянным моментом сопротивления на валу, имеются приближенные формулы для определения мощности двигателей.

(1.8)

где Q — производительность вентилятора, м 3 /с; Н — напор, Н/м 2 ; k — коэффициент запаса (1,1 – 2,0; чем больше моность, тем меньше k); η_в, η_п — КПД вентилятора и передаточного механизма.

(1.9)

где Q — производительность насоса, м 3 /с; Н — напор, Н/м 2 ; k — коэффициент запаса (1,1 — 1,2; чем больше мощность, тем меньше k); γ — удельный вес перекачиваемой жидкости; η_н, η_п – соответственно КПД насоса и передаточного механизма.

Для ленточного конвейера

(1.10)

где ν- скорость движения, м/мин; f — коэффициент трения; l — рабочая длина, м; η_п — КПД передачи.

Понятия полной, снаряжённой и максимально допустимой масс автомобиля

Одними из ключевых характеристик автомобиля являются показатели его массы. Вес транспортного средства непосредственно влияет на расход топлива и работу множества систем, предусмотренных в машине.

Выбирая себе новый автомобиль, многие покупатели задумываются над вопросом его снаряжённой, полной и предельно допустимой масс. Ведь достаточно часто транспортные средства применяются для перевозки пассажиров и больших грузов. Если машина не рассчитана на необходимые нагрузки, она будет непригодной для запланированного режима эксплуатации.

Банально водитель должен понимать, как много пассажиров и багажа он может взять на борт, чтобы при этом не навредить своему авто, не спровоцировать поломку подвески или иных узлов по причине перегрузки.

Об основных понятиях характеристик массы ТС рассказывают на теоретических занятиях в автошколе. Многие не считают такую информацию полезной, но сталкиваются с ней спустя некоторое время. Из-за этого у автомобилистов возникают сложности при изучении этого вопроса.

Понятие снаряжённой массы

Это наиболее распространённое понятие, на котором акцентируют внимание автопроизводители, официальные дилеры и на которое смотрят сами водители.

Снаряжённая масса любого автомобиля – это вес или масса транспортного средства, в которую входит вес всего стандартного оборудования, эксплуатационных материалов, но при этом не принимается во внимание вес груза, пассажиров и водителя.

К стандартному оборудованию обычно относят запасное количество и инструменты. Что же касается эксплуатационных материалов, то здесь рассматривают топливо, моторное и трансмиссионное масло, охлаждающие жидкости и прочие компоненты.

Можно несколько иначе описать, что такое снаряжённая масса в любом заводском автомобиле. Это общий вес компонентов пустого в плане груза, водителя и пассажиров транспортного средства, но с заправленным топливным баком, со всеми стандартными инструментами, оборудованием и рабочими жидкостями. Фактически это машина в том виде, которая поставляется в автосалоны. В ней собрано всё самое необходимое, но нет ничего лишнего, что постепенно будет накапливать уже сам автовладелец.

Определить значение этой характеристики не сложно. Это обусловлено тем, что снаряжённая масса, как и полная масса автомобиля, зачастую прописывается в документации. Но означают они разные параметры. Потому для начала следует заглянуть в технический паспорт. Также подобные сведения доступны ещё до покупки машины, поскольку производители и продавцы обязательно прописывают эти параметры в перечне технических характеристик.

Важно добавить, что в ЕС приняли несколько иную норму, согласно которого вес водителя включают в суммарную снаряжённую массу. При этом учитывается стандартный вес 75 килограмм.

Решение вполне обоснованное и имеет логическое объяснение. Дело всё в том, что движение транспортного средства будет невозможным при отсутствии в нём человека, то есть водителя. Его считают значимым компонентом машины, из-за чего автопроизводители считают неправильным причислять водителей к полезным нагрузкам.

У снаряжённой массы есть другое название. Это масса без нагрузки. Что же касается полной массы транспортного средства, то тут всё обстоит несколько иначе.

Именно в понятие полной массы включают дополнительно вес оборудования, расходников, водителя, груза и пассажиров. Отсюда не сложно определить разницу между этими двумя понятиями. Она заключается в весовых характеристиках находящихся в авто пассажиров, самого водителя и груза, расположенного в салоне или багажном отсеке.

Ещё одной важной характеристикой считают сухую массу автотранспортного средства. К ней относят чистый вес самой машины, её конструкции. В этом случае из снаряжённой массы следует вычесть вес стандартного оборудования, топлива, расходных жидкостей. Тогда мы получаем ту самую сухую массу.

Особенности расчёта

Каждая страна имеет право использовать собственную формулу, чтобы определить снаряжённую массу конкретного транспортного средства. Это не удивительно, поскольку такой критерий является ключевым для пропуска автомашин на участки, где есть ограничения по весу. Это в первую очередь касается мостов, а также плотин и иных подобных конструкций.

Как уже отмечалось, в Европе дополнительно добавляют усреднённый вес автомобилиста, то есть показатель средней массы человека. Так можно лучше сформировать данные о весе авто.

Если говорить о правилах для РФ, то при расчётах снаряжённой массы принимаются во внимание следующие моменты:

• 75 килограммов. Как и в случае с Европейским союзом, в России действует правило добавления усреднённого показателя веса человека к снаряжённой масса. Оно основано на простом понятии того, что водитель выступает как обязательный компонент для движения транспортного средства;
• если это грузовики или автобусы, предназначенные для дальних поездок, при конструктивно предусмотренном месте для члена экипажа также добавляют 75 килограмм;
• инструменты. В снаряжённую массу обязательно включают перечень необходимых автомобилисту инструментов;
• 90%. Именно такой объём заправленного топливного бака включают в снаряжённую массу. Если взять стандартный объём бака в 60 литров и грубо посчитать массу топлива, то получится, что в расчёт берут около 55 килограммов как надбавку к снаряжённой массе;
• запаска. Обязательным составляющим выступает запасное колесо;
• домкрат, огнетушитель и пр.

Суммируя все эти параметры с сухой массой, получается окончательное значение, которое указывается в технической документации автомобиля.

Стоит отметить и факт существования специальных формул, позволяющих индивидуально рассчитать снаряжённую массу. Это особенно актуально для грузовых транспортных средств, которые проходят через специальные пункты для процедуры взвешивания. Если вычесть из показателей весов снаряжённую массу, можно узнать про точный вес груза, максимальную массу и прочие характеристики.

Потому в определённых ситуациях контролирующие службы применяют расчётные формулы для определения этого параметра.

Почему её важно знать

Есть целый ряд жизненных ситуаций автомобилиста, когда ему нужно или просто необходимо точно знать параметры снаряжённой массы своего транспортного средства.

Каждая машина обладает определённым пределом по весу перевозимого и буксируемого груза. Если вы застрянете и попросите отбуксировать вас водителя машины, которая технически не способна справиться с такими нагрузками, последствия будут негативными для обеих сторон.

Также про снаряжённую массу нужно помнить при прохождении сложных участков, мостов, опасных мест и пр. На дорогах встречаются специальные предупреждающие знаки, показывающие, с каким максимальным весом здесь можно проехать.

Понятие массы полезной нагрузки

Разобравшись с понятиями массы автомашины без нагрузки, нас интересует теперь несколько иная масса автомобиля. Специалисты и простые автомобилисты считают, что наиболее значимой с позиции эксплуатации транспортного средства является такая характеристика как грузоподъёмность. Также её называют массой полезной нагрузки. Но понятие грузоподъёмности более понятное и простое. От этого суть никак не поменяется.

Под грузоподъёмностью автомобиля понимают общий вес всего перевозимого транспортным средством груза, который отвечает эксплуатационным и общетехническим характеристикам машин.

Тут важно учитывать разделение массы полезной нагрузки на номинальную и расчётную.

В случае с расчётной во внимание принимается только тот вес, который максимально способно перевозить конкретное транспортное средство. В случае с номинальной обязательно берётся в расчёт качество дорожного покрытия, по которому осуществляется грузоперевозка. Если это твёрдое покрытие, то легковые машины способны перевозить от 500 кг. груза и более. В случае с грузовыми машинами и самосвалами фигурируют цифры в районе 25-30 тонн.

Автовладельцам стоит внимательнее изучить конструкцию и имеющиеся обозначения на собственном транспортном средстве. Дело всё в том, что на некоторых машинах с завода предусмотрено наличие сертификационных табличек на дверной раме. На ней указываются технические параметры, в числе которых есть показатели массы предельной нагрузки на каждый отдельный мост. Как вы понимаете, здесь речь идёт преимущественно о грузовых и коммерческих автомашинах.

Понятие полной массы

Далее разберёмся в том, что по правилам называется разрешённой максимальной или полной массой транспортного средства. Многие отождествляют такие понятия как снаряжённая и полная масса легкового или грузового автомобиля. Но это не совсем правильно.

Между этими значениями есть существенная разница, упускать из внимания которую нельзя. Это будет серьёзной ошибкой.

Если говорить о том, что значит полная или максимально допустимая масса автомобиля, то здесь подразумевается вес снаряжённого и предельно нагруженного транспортного средства, которая заложена ещё на этапе проектирования модели. Дополнительно принимают во внимание вес самого водителя и его пассажиров.

Каждая отдельная марка и конкретная модель транспортного средства имеют собственные показатели допустимой или полной массы. Во многом эта характеристика зависит от того, какие материалы применялись при производстве кузовных деталей, элементов салона и прочих компонентов.

Чтобы рассчитать предельную или максимально разрешённую нагрузку (массу), можно воспользоваться достаточно простой формулой:

Мм (максимальная масса) = Мсн. (снаряжённая) + Мгр.п. (груз и пассажиры) + Мв. (водитель)

Крайне не рекомендуется нарушать требования по максимальной загрузке автотранспортного средства. Если на борту окажется слишком много груза и людей, что превысит прописанные в технической документации нагрузки, это приведёт к серьёзным проблемам. В первую очередь пострадает подвеска. Также повышается риск столкнуться с деформациями самого кузова.

Отличия между полной и снаряжённой

Чтобы окончательно разобраться в этих понятиях, следует внести определённую ясность относительно снаряжённой и полной массы. Многие знают, что понятия эти разные, но чем именно они отличаются, сказать точно не могут.

Тут всё дело в том, что конкретно входит в общие показатели двух характеристик. Если сравнивать с параметрами снаряжённой массы, то в полной будет дополнительно учитываться вес самого автомобилиста, то есть водителя, находящихся на борту пассажиров и перевозимых грузов.

Нельзя отрицать тот факт, что не все люди соответствуют заложенным в технические параметры стандартам. Вес в 75 килограммов считается усреднённым, поскольку водитель может весить как 50 кг., так и 150 килограммов. Люди разные, и отсюда возникает разница в их весе.

Аналогично дела обстоят с перевозимым багажом и грузов. Кто-то практически не использует багажный отсек, и максимум перевозит пару раз в неделю несколько пакетов из супермаркета. Другие же регулярно максимально заполняют багажник разными предметами, вещами и товарами. Доходит до того, что задняя подвеска опускается от такой нагрузки, а машина еле трогается с места.

Такая разбежность в характеристиках привела к активному применению понятия допустимой полной массы. Каждое отдельно взятое транспортное средство имеет предельную отметку по загруженности, переходить которую не позволяет конструкция. Это ещё на этапе проектирования и производства предусмотрели автопроизводители.

Чем больше загружено автотранспортное средство, тем интенсивнее потребляется топливо, растёт расход не только бензина, но и масла, быстрее изнашиваются шины, ускоряется износ элементов подвески и самого двигателя.

Это вовсе не означает, что машину нельзя использовать как средство для перевозки багажа или пассажиров. Запрещать кому-либо кроме водителя садиться в авто нет необходимости. Но придерживаться установленных производителем предельных нагрузок нужно. В противном случае вы рискуете столкнуться с серьёзными поломками, деформацией кузова и прочими неприятностями.

В действительности все рассмотренные понятия достаточно простые. Разобраться в них и определить разницу не составит большого труда.

Как рассчитывается мощность двигателя?

Лошадиные силы двигателя автомобиля не измеряются лошадьми на практике, и это очевидно. Но как рассчитать мощность двигателя автомобиля другим способом? Всё очень просто: если Вы хотите узнать, сколько лошадиных сил в двигателе машины, Вы подключите двигатель к специальному динамометру. Динамометр создаёт нагрузку на двигатель и измеряет количество энергии, которое может развить двигатель против нагрузки. Но, тем не менее, чтобы рассчитать мощность двигателя, есть ещё один шаг, который необходимо преодолеть, и об этом мы сейчас поговорим.

Представьте себе, что у Вас есть большой торцевой гаечный ключ с ручкой на нём в 1 метр длиной, и Вы надавите на него весом 100 грамм. То, что Вы делаете, называется применением крутящего момента, у которого также есть своя единица измерения, и в данном случае она рассчитывается как 1 ньютон*метр (Н*м), потому что Вы давите 100 граммами (что примерно равно 1 Ньютону) с «плечом» в 1 метр. Вы сможете получить тот же 1 Н*м, если, к примеру, надавите весом в 1 кг на торцевой ключ с длиной ручки в 10 см.

Аналогично, если Вы вместо торцевого ключа приложите вал двигателя, то двигатель даст некоторый показатель крутящего момента на вал. Динамометр измеряет этот крутящий момент. А далее Вы можете легко конвертировать крутящий момент в лошадиные силы путём простой формулы и, таким образом, рассчитать мощность машины. Формула эта выглядит следующим образом:

Мощность двигателя = (Обороты в минуту * Крутящий момент)/5252.

Вы можете получить представление о том, как динамометр работает, следующим образом: представьте, что Вы включаете двигатель автомобиля при включенной нейтральной передачей и жмёте педаль акселератора «в пол». Двигатель будет работать так быстро, что может взорваться. Это не есть хорошо, но так, при помощи динамометра Вы можете измерить крутящий момент двигателя на разных оборотах. Вы можете подключить двигатель к динамометру, нажать на педаль газа и создать в динамометре достаточное количество нагрузки на двигатель, чтобы сохранить его работу, скажем, на 7 000 оборотов в минуту. Вы записываете при это на бумагу, с какой максимальной нагрузкой двигатель может справиться. Тогда Вы начинаете применять дополнительную нагрузку, чтобы сбить скорость двигателя до 6 500 оборотов в минуту и снова записать нагрузку в новом режиме. Тогда Вы сбросите нагрузкой двигатель до 6 000 оборотов в минуту, и так далее. Вы можете сделать то же самое вплоть до критически низких 500 или 1 000 оборотов в минуту. Что динамометры делают — так это фактически измеряют крутящий момент и далее конвертируют крутящий момент в лошадиные силы, рассчитывая мощность.

Тем не менее, крутящий момент, хоть и растёт вместе с мощностью при росте оборотов, тем не менее, не всегда значение мощности прямо пропорционально крутящему моменту. Так, е сли Вы построите график мощности и крутящего момента по оборотам вращения двигателя, делая отметки с шагом в 500 оборотов, то, что Вы в конечном итоге получите, является кривой мощности двигателя. Типичная кривая мощности для высокопроизводительного двигателя может выглядеть следующим образом (в примере 300-сильный мотор Mitsubishi 3000):

Данный график указывает на то, что любой двигатель имеет пиковую мощность, которую можно рассчитать динамометром — значение оборотов в минуту, при которых мощность двигателя достигает своего максимума. Двигатель также имеет максимальный крутящий момент в определённом диапазоне оборотов в минуту. Вы можете часто видеть в технических характеристиках автомобилей указание наподобие «123 л.с. при 4 600 об./мин., 155 Нм при 4 200 об./мин.». А ещё, когда люди говорят, что двигатель «низкооборотистый» или «высокооборотистый», то они имеют в виду, что максимальный крутящий момент двигателя достигается на довольно низкой или высокой величине оборотов соответственно (например, дизельные двигатели по своей природе являются низкооборотистыми, и потому (но не только поэтому) их часто используют на грузовых автомобилях и тракторах, а вот бензиновые двигатели, напротив, высокооборотистые).

Как мы видим, рассчитать мощность двигателя машины является не такой уж и сложной задачей для специалистов, вооружённых динамометром.

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

145 4 154k

30 0 41k

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.

Что такое номинальная мощность двигателя автомобиля

Номинальная мощность двигателя

Номинальная мощность двигателя определяется из условия ре­ализации номинального тягового усилия Pн
на первой основной скорости движения:
, кВт,
где Nн

— номинальная сила тяги на крюке, Н ;

— масса трактора, кг;

— коэффициент сопротивления качению;

1 — номинальная скорость движения на первой основной передаче, км/ч;
— механический КПД трансмиссии, определяемый по эмпирической формуле (/1/;с.31);
xэ

— коэффициент эксплуатационной нагрузки двигателя;

g = 9,81 м/с 2 — ускорение свободного падения тел.

Расчетное значение мощности округляется и по окончательно принятому значению рассчитывают двигатель и характеристики трактора.

Данные тягового расчета трактора заносятся в табл.1 (Первая строка таблицы – данные рассчитываемой машины, вторая строка таблицы – данные машины прототипа).

Таблица 1.Данные тягового расчета трактора

Тяговый расчет автомобиля

Тяговым расчетом определяются: полная масса автомобиля, расчетные скорости движения, передаточные числа трансмиссии и мощность двигателя. Исходными данными для расчета являются: наз­начение и тип автомобиля, номинальная грузоподъемность, макси­мальная скорость движения и величина приведенного (суммарного) коэффициента сопротивления дороги

на которой должна дости­гаться максимальная скорость автомобиля. В расчетах можно принимать = 0,03. 0,04.

Расчетом последовательности определяются:

1.2.1. Полная масса автомобиля:

где m — масса снаряженного автомобиля;

mг — масса груза (номинальная грузоподъемность);

n — число мест в кабине;

a = 75 кг — масса водителя или пассажира.

Масса снаряженного автомобиля принимается по прототипу (приложение 1, табл. 3, 4) или находится, задаваясь коэффициентом грузоподъемности:

Для грузовых автомобилей дорожной (нормальной) проходимости

= 0,9. 1,1. Сила тяжес­ти (вес) автомобиля: G = mg = m · 9,81, Н. Силы тяжести и мас­са автомобиля округляются с точностью не более четырех знаков.

Подбор шин и определение радиуса качения ведущих колес.

Подбор шин производится по нагрузке, приходящейся на колесо. Для нахождения нагрузки на колесо распределение массы по осям можно принять по прототипу. Находятся коэффициенты нагрузки передних и задних колес прототипа:

— полная масса заданного прототипа автомобиля;

и
mк
— массы, приходящиеся на переднюю и заднюю оси авто­мобиля (приложение 1, табл. 3 и 4).

Массы, приходящиеся на передние и задние колеса проектируе­мого автомобиля, находятся по выражениям:

— полная масса проектируемого автомобиля;

1 — число колес передней оси автомобиля;

Z2 — число колес задней оси или тележки.

По ГОСТ 5613-86 следует подобрать размер шин, выписать их техническую характеристику и определить статический радиус колеса. Радиус качения ведущих колес определяется по выражению:

Номинальная мощность двигателя

Мощность двигателя, необходимая для движения полностью загруженного автомобиля с максимальной скоростью движения в за­данных условиях, определяется по формуле:

— полный вес автомобиля (сила тяжести),
G
= 9,81·
m,
Pwmax — сила сопротивления воздуха при V

max , в Н, опреде­ляемая по формуле (/1/, с.15);
— механический КПД трансмиссии, определяемый по эмпирической формуле (/1/, с.31)
V

max — максимальная скорость движения, км/ч.

Полученное значение номинальной мощности округляется и по окончательно принятому значению рассчитываются дизель и харак­теристики автомобиля. В случае установки на автомобиль карбю­раторного двигателя определяется его максимальная мощность. Значение мощности округляется и расчет двигателя выполняется для режима максимальной мощности.

номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя

3.11 номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя:

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя» в других словарях:

номинальная частота вращения коленчатого вала — номинальная частота вращения коленчатого вала: Расчетное значение частоты вращения коленчатого вала. Источник: ГОСТ 30419 96: Устройства воздухообеспечения тормозного оборудования. Компрессоры. Общие требования безопасности … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Максимальная и номинальная мощность двигателей

В 2010 году европейские и американские производители двигателей прекратили указывать их мощность, ограничившись лишь показателями объема и крутящего момента, выраженного либо в Ньютонах на метр (Н/м) либо в американской системе – футов на фунт (Ft/Lbs). Во втором случае, чтобы получить более привычные для нас единицы, достаточно умножить значение на 1,356. Впрочем, полученные данные все равно не столь очевидны, чтобы сразу сориентироваться в мощности устройства.

Мощность измеряется по формуле P (Вт) = Момент (Н·м) *Частоту вращения (Об/мин) / 9.5492.

Нужно иметь в виду, что максимальная мощность и максимальный момент достигаются при разных оборотах двигателя. Так максимальный момент, как видно из графика, будет на оборотах примерно 2400-2600, а максимальная мощность – при 3600 об/мин. Поэтому, для того, чтобы все-таки узнать на какой мощности у вас работает двигатель, нужно знать, на какие рабочие обороты он настроен, что не все производители указывают. Серьезные компании двигателей указывают для этого график, аналогичный представленному внизу, или конкретные значения мощности, зависящие оборотов. Если у вас есть регулятор оборотов двигателя, значит, максимальная мощность будет на максимальных оборотах.

Этим различием и пользовались производители двигателей: указывая мощность, которую можно получить при завышенных оборотах (например, 5.0 л.с., которую можно достичь при 4500 об/мин), при этом сам двигатель при постоянной работе был настроен на обороты 3600, выдавая всего 3.5 л.с. Численно мощность от оборотов зависит гораздо больше, чем от момента. Надо также понимать, что при завышении оборотов мощность растет, а крутящий момент падает.

Практически это означает, что для косилки, чем больше мощность, тем на большие обороты можно раскрутить нож или на те же обороты, но более длинный/тяжелый нож. Но при этом, если задрать обороты и соответственно уменьшить крутящий момент, то нож сможет преодолевать все меньшее сопротивление. То есть наступает ситуация, что при последующем увеличении оборотов, будет уменьшаться крутящий момент, и двигатель будет раньше глохнуть при увеличении сопротивления (нагрузки) и, значит, хуже будет косить густую траву.

Поэтому с 2010 года чаще всего указывается мощность двигателя, работающего в конкретной технике с учетом ее использования и установленным рабочим числом оборотов. На двигателях же указывается только максимальный крутящий момент, на который и стоит ориентироваться, ведь чем он больше, тем лучше устройство будет справляться со своей задачей.

Все это касается нормальных (брендовых) производителей техники. Сейчас все больше и больше появляется двигателей из Китая, как и от европейских производителей (MTD, Emak, Stiga, Al-Ko и т.д.), так и собственно китайских брендов Zongshen, Loncin, Rato, Lifan и других. Также существует большое количество «заказных» марок сделанных на основе аутсорсинга, то есть владелец бренда заказывает двигатели под собственным названием на заводах в Китае. А тут уже все зависит от добросовестности заказчика/поставщика этих агрегатов. По вашей просьбе и за ваши деньги в Китае вам напечатают любой паспорт и наклейки с любыми цифрами. Поэтому, покупая культиватор/косилку с гордой надписью 7-8 л.с. с китайским мотором, вы можете получить двигатель реальной мощности 4-5 л.с. Но так как в России потребитель в первую очередь выбирает технику по мощности, то наша компания, по возможности, указывает для бензиновой техники с четырехтактными двигателями две мощности: максимальную — завышенная мощность, которую указывали до 2010 года и продолжают указывать некоторые производители/продавцы для увеличения привлекательности своего товара, и номинальную (реальную). Но номинальную мощность, к сожалению, указывают не все производители или указывают завышенную, выдавая ее за номинальную. При этом этот параметр можно замерить только в заводских условиях, поэтому не во всех товарах есть возможность указать данную характеристику.

Мощность двигателя — как работает и что это такое,на что влияет

Изобретенный более 100 лет назад поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), на сегодняшний день все еще является самым распространенным в автомобилестроении. При выборе модели двигателя своего будущего автомобиля покупатель может предварительно ознакомиться с его основными характеристиками. В этой статье мы подробно расскажем об основных показателях двигателей внутреннего сгорания, что они собой представляют и как влияют на работу.

Важнейшими характеристиками двигателя являются его мощность, крутящий момент и обороты, при которых эта мощность и крутящий момент достигаются.

Обороты двигателя

Под широкоупотребимым термином «обороты двигателя» имеется в виду количество оборотов коленчатого вала в единицу времени (в минуту).

И мощность, и крутящий момент — величины не постоянные, они имеют сложную зависимость от оборотов двигателя. Эта зависимость для каждого двигателя выражается графиками, подобными нижеследующему:

Производители двигателей борются за то, чтобы максимальный крутящий момент двигатель развивал в как можно более широком диапазоне оборотов

(«полка крутящего момента была шире»), а
максимальная мощность достигалась при оборотах, максимально приближенных к этой полке.

Мощность двигателя

Чем выше мощность, тем большую скорость развивает авто

— это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения.

Мощность двигателя последнее время все чаще указывают в кВт, а ранее традиционно указывали в лошадиных силах.

Как видно на приведенном выше графике, максимальная мощность и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах коленвала. Максимальная мощность у бензиновых двигателей обычно достигается при 5-6 тыс. оборотов в минуту, у дизельных — при 3-4 тыс. оборотов в минуту.

График мощности для дизельного двигателя:

Крутящий момент

Крутящий момент характеризует способность ускоряться и преодолевать препятствия

Крутящий момент

(момент силы) — это произведение силы на плечо рычага. В случае кривошипно-шатунного механизма, данной силой является сила, передаваемая через шатун, а рычагом — кривошип коленчатого вала. Единица измерения — Ньютон-метр.

Иными словами, крутящий момент характеризует силу, с которой будет вращаться коленвал, и насколько успешно он будет преодолевать сопротивление вращению.

На практике высокий крутящий момент двигателя будет особенно заметен при разгонах и при передвижении по бездорожью: на скорости машина легче ускоряется, а вне дорог — двигатель выдерживает нагрузки и не глохнет.

Виды мощности

Для определения характеристик двигателя применяют такие понятия мощности как:

Индикаторной называют мощность, с которой газы давят на поршень. То есть, не учитываются никакие другие факторы, а только давление газов в момент их сгорания. Эффективная мощность, эта та сила, которая передается коленчатому валу и трансмиссии. Индикаторная будет пропорциональной литражу двигателя и среднему давлению газов на поршень.

Эффективная мощность двигателя будет всегда ниже индикаторной.

Также есть параметр, называемый литровой мощность двигателя. Это соотношение объема двигателя к его максимальной мощности. Для бензиновых моторов литровая мощность составляет в среднем 30-45 кВт/л, а у дизельных – 10-15 кВт/л.

Области применения электродвигателей

Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии.

Электродвигатели используются повсеместно, основные области применения:
• промышленность: насосы, вентиляторы, компрессоры, конвейеры, движущая сила для других машин и др.
• строительство: насосы, вентиляторы, конвейеры, лифты, системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха и др.
• потребительские устройства: холодильники, кондиционеры, персональные компьютеры и ноутбуки (жесткие диски, вентиляторы), пылесосы, стиральные машинки, миксеры и др.

Роль мощности и крутящего момента двигателя

Для обеспечения лучших динамических показателей двигателя, производители стараются наделить силовой агрегат максимальным крутящим моментом, который будет достигаться в более широком значении оборотов двигателя.

Чтобы правильно оценить роль этих двух понятий, стоит обратить внимание на следующие факты:

• Взаимосвязь мощности и крутящего момента можно выразить в формуле: P = 2П*M*n, где Р – это мощность, M – показатель крутящего момента, а n – количество оборотов коленвала в единицу времени.
• Крутящий момент более конкретный показатель характеристики двигателя. Низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
• Мощность двигателя будет возрастать с повышением оборотов: чем выше, тем больше мощность, но до определенных пределов.
• Крутящий момент увеличивается с повышением количества оборотов, но при достижении максимального значения показатели крутящего момента снижаются.
• При равных показателях мощности и крутящего момента более эффективным будет двигатель с меньшим расходом топлива.