Како измерити обртни момент (момент) вашег аутомобила
Садржина
Обртни момент је пропорционалан коњским снагама и варира у зависности од возила и његових карактеристика. Величина точкова и преносни однос утичу на обртни момент.
Без обзира да ли купујете нови аутомобил или правите хот род у својој гаражи, два фактора долазе у игру када се одређују перформансе мотора: коњске снаге и обртни момент. Ако сте попут већине механичара уради сам или ентузијаста аутомобила, вероватно добро разумете однос између коњских снага и обртног момента, али можда ћете имати потешкоћа да разумете како се постижу те бројке „фоот-поунд”. Веровали или не, то заправо и није тако тешко.
Пре него што уђемо у техничке детаље, хајде да разложимо неколико једноставних чињеница и дефиниција које ће вам помоћи да разумете зашто су коњске снаге и обртни момент важни фактори које треба узети у обзир. Морамо почети са дефинисањем три елемента мерења перформанси мотора са унутрашњим сагоревањем: брзина, обртни момент и снага.
Део 1 од 4: Разумевање како брзина мотора, обртни момент и снага утичу на укупне перформансе
У недавном чланку у часопису Хот Род, једна од највећих мистерија перформанси мотора коначно је решена враћањем на основе начина на који се заправо рачуна снага. Већина људи мисли да су динамометри (динамометри мотора) дизајнирани за мерење коњских снага мотора.
Динамометри заправо не мере снагу, они мере обртни момент. Ова оцена обртног момента се множи са бројем обртаја при коме се мери, а затим дели са 5,252 да би се добила оцена коњских снага.
Више од 50 година, динамометри који се користе за мерење обртног момента мотора и броја обртаја у минути једноставно нису могли да поднесу велике количине снаге које производе ови мотори. У ствари, један цилиндар на тих 500 кубних инча Хемиса који сагорева нитрометан производи приближно 800 фунти потиска кроз једну издувну цев.
Сви мотори, било са унутрашњим сагоревањем или електрични, раде различитим брзинама. Углавном, што брже мотор заврши свој радни ход или циклус, то више снаге производи. Када је у питању мотор са унутрашњим сагоревањем, три елемента утичу на његове укупне перформансе: брзина, обртни момент и снага.
Брзина се одређује колико брзо мотор ради свој посао. Када применимо брзину мотора на број или јединицу мере, ми меримо брзину мотора у обртајима у минути или РПМ. "Рад" који обавља мотор је сила која се примењује на растојање које се мери. Обртни момент се дефинише као посебна врста рада који производи ротацију. Ово се дешава када се сила примени на радијус (или, за мотор са унутрашњим сагоревањем, замајац) и обично се мери у стопама-фунтама.
Коњска снага је брзина којом се рад обавља. У старим данима, ако је било потребно померати предмете, људи су обично користили коња за то. Процењено је да би један коњ могао да се креће брзином од око 33,000 стопа у минути. Одатле долази појам "коњске снаге". За разлику од брзине и обртног момента, коњске снаге се могу мерити у неколико јединица, укључујући: 1 КС. = 746 В, 1 кс = 2,545 БТУ и 1 КС = КСНУМКС џула.
Ова три елемента раде заједно да би произвели снагу мотора. Пошто обртни момент остаје константан, брзина и снага остају пропорционални. Међутим, како се број обртаја мотора повећава, снага се такође повећава да би се одржао константан обртни момент. Међутим, многи људи су збуњени како обртни момент и коњска снага утичу на брзину мотора. Једноставно речено, како се обртни момент и снага повећавају, тако се повећава и брзина мотора. Важи и супротно: када се обртни момент и снага смањују, брзина мотора се такође смањује.
Део 2 од 4: Како су мотори дизајнирани за максимални обртни момент
Савремени мотор са унутрашњим сагоревањем може се модификовати да повећа снагу или обртни момент променом величине или дужине клипњаче и повећањем проврта или пречника цилиндра. Ово се често назива однос отвора и хода.
Обртни момент се мери у Њутн метрима. Једноставно речено, то значи да се обртни момент мери у кружном кретању од 360 степени. Наш пример користи два идентична мотора са истим пречником отвора (или пречником цилиндра са сагоревањем). Међутим, један од два мотора има дужи „ход“ (или дубину цилиндра коју ствара дужа клипњача). Мотор са дужим тактом има линеарније кретање док се ротира кроз комору за сагоревање и има више полуге за постизање истог задатка.
Обртни момент се мери у стопама-фунтама, или колико се „сила увијања“ примењује да би се извршио задатак. На пример, замислите да покушавате да олабавите зарђали вијак. Рецимо да имате два различита кључа за цеви, један дугачак 2 стопе и један дуг 1 стопу. Под претпоставком да примените исту количину силе (50 лбс притиска у овом случају), заправо примењујете 100 фт-лбс обртног момента за кључ од две стопе (50 к 2) и само 50 лбс. обртни момент (1 к 50) помоћу кључа за једну ногу. Који кључ ће вам помоћи да лакше одврнете вијак? Одговор је једноставан - онај са више обртног момента.
Инжењери развијају мотор који обезбеђује већи однос обртног момента и коњских снага за возила којима је потребан додатни „ударац“ да би убрзали или се пењали. Обично ћете видети веће бројке обртног момента за тешка возила која се користе за вучу или за моторе високих перформанси код којих је убрзање критично (попут примера НХРА Топ Фуел Енгине изнад).
Због тога произвођачи аутомобила често истичу потенцијал мотора са великим обртним моментом у рекламама за камионе. Обртни момент мотора се такође може повећати променом времена паљења, подешавањем мешавине ваздуха/горива, па чак и повећањем излазног обртног момента у одређеним сценаријима.
Део 3 од 4: Разумевање других варијабли које утичу на укупну оцену обртног момента мотора
Када је у питању мерење обртног момента, постоје три јединствене варијабле које треба узети у обзир код мотора са унутрашњим сагоревањем:
Снага произведена при датом обртају у минути: Ово је максимална снага коју производи мотор при датом обртају у минути. Како мотор убрзава, он развија криву обртаја у минути или коњских снага. Како се број обртаја мотора повећава, снага се такође повећава све док не достигне свој максимални ниво.
Растојање: Ово је дужина хода клипњаче: што је ход дужи, производи се више обртног момента, као што смо горе објаснили.
Константа обртног момента: Ово је математички број који се додељује свим моторима, 5252 или константни број обртаја у минути при којем су снага и обртни момент уравнотежени. Број 5252 је изведен из запажања да је једна коњска снага еквивалентна 150 фунти која путује 220 стопа у једном минуту. Да би то изразио у стопама-фунтама обртног момента, Џејмс Ват је увео математичку формулу која је измислила прву парну машину.
Formula izgleda ovako:
Под претпоставком да се сила од 150 фунти примени на једну стопу полупречника (или круг који се налази унутар цилиндра мотора са унутрашњим сагоревањем, на пример), мораћете то да претворите у стопе-фунте обртног момента.
220 цфм треба екстраполирати на рпм. Да бисте то урадили, помножите два броја Пи (или 3.141593), што је једнако 6.283186 стопа. Узмите 220 стопа и поделите са 6.28 и добијамо 35.014 обртаја у минути по обртају.
Узмите 150 стопа и помножите са 35.014 и добићете 5252.1, нашу константу која се рачуна када се мери фут-фунт обртног момента.
Део 4 од 4: Како израчунати обртни момент аутомобила
Формула за одређивање обртног момента је: Обртни момент = снага мотора к 5252, који се затим дели са бројем обртаја у минути.
Проблем са обртним моментом је, међутим, што се он мери на два различита места: директно од мотора и до погонских точкова. Остале механичке компоненте које могу да повећају или смање оцену обртног момента на точковима укључују: величину замајца, преносне односе, односе погонске осовине и обим гуме/точка.
Да би се израчунао обртни момент точкова, сви ови елементи морају бити урачунати у једначину коју је најбоље препустити компјутерском програму укљученом у дино. Код ове врсте опреме возило се поставља на носач, а погонски точкови се постављају поред низа ваљака. Мотор је повезан са рачунаром који очитава брзину мотора, криву потрошње горива и преносне односе. Ови бројеви су урачунати у брзину точкова, убрзање и број обртаја у минути док се возило вози на динамометру током жељеног временског периода.
Израчунавање обртног момента мотора је много лакше одредити. Пратећи горњу формулу, постаје јасно како је обртни момент мотора пропорционалан снази мотора и обртају у минути као што је објашњено у првом одељку. Користећи ову формулу, можете одредити обртни момент и снагу у свакој тачки на кривој обртаја. Да бисте израчунали обртни момент, потребно је да имате податке о снази мотора које даје произвођач мотора.
Неки људи користе онлајн калкулатор који нуди МеасуреСпеед.цом, а који захтева да унесете максималну оцену снаге мотора (коју је обезбедио произвођач или попуњену током професионалног динамометра) и жељени број обртаја у минути.
Ако приметите да ваш мотор има проблема са убрзањем и не даје снагу коју мислите да би требало, нека неко од сертификованих механичара компаније АвтоТацхки изврши инспекцију како би утврдио извор проблема.
