Jinsi ya kupima torque (torque) ya gari lako

Torque inalingana na nguvu ya farasi na inatofautiana kulingana na gari na sifa zake. Ukubwa wa gurudumu na uwiano wa gia huathiri torque.

Iwe unanunua gari jipya au unaunda kifimbo cha moto kwenye karakana yako, mambo mawili hutumika wakati wa kubainisha utendaji wa injini: nguvu ya farasi na torati. Ikiwa wewe ni kama mechanics wengi wa kufanya-wewe-mwenyewe au wapenda gari, labda una ufahamu mzuri wa uhusiano kati ya nguvu ya farasi na torque, lakini unaweza kupata ugumu kuelewa jinsi nambari hizo za "paundi ya miguu" hupatikana. Amini usiamini, kwa kweli sio ngumu sana.

Kabla ya kuingia katika maelezo ya kiufundi, hebu tuchanganue baadhi ya ukweli na ufafanuzi rahisi ili kukusaidia kuelewa ni kwa nini nguvu farasi na torati ni mambo muhimu ya kuzingatia. Ni lazima tuanze kwa kufafanua vipengele vitatu vya kipimo cha utendaji wa injini ya mwako wa ndani: kasi, torque na nguvu.

Sehemu ya 1 kati ya 4: Kuelewa Jinsi Kasi ya Injini, Torque na Nguvu Zinavyoathiri Utendaji Jumla

Katika nakala ya hivi majuzi katika jarida la Hot Rod, moja ya mafumbo makubwa zaidi ya utendaji wa injini hatimaye yalitatuliwa kwa kurudi kwenye misingi ya jinsi nguvu inavyohesabiwa. Watu wengi wanafikiri kwamba dynamometers (dynamometers ya injini) imeundwa kupima nguvu za farasi.

Kwa kweli, dynamometers hazipimi nguvu, lakini torque. Takwimu hii ya torque inazidishwa na RPM ambayo inapimwa na kisha kugawanywa na 5,252 ili kupata takwimu ya nguvu.

Kwa zaidi ya miaka 50, vidhibiti vilivyotumika kupima torati ya injini na RPM haikuweza kumudu nguvu ya juu iliyozalishwa na injini hizi. Kwa hakika, silinda moja kwenye Hemis hiyo ya inchi 500 inayochoma nitro hutoa takribani pauni 800 za msukumo kupitia bomba moja la kutolea moshi.

Injini zote, iwe injini za mwako wa ndani au za umeme, hufanya kazi kwa kasi tofauti. Kwa sehemu kubwa, kasi ya injini inakamilisha mzunguko wake wa nguvu au mzunguko, nguvu zaidi inazalisha. Linapokuja suala la injini ya mwako wa ndani, kuna vipengele vitatu vinavyoathiri utendaji wake wa jumla: kasi, torque na nguvu.

Kasi imedhamiriwa na kasi ya injini kufanya kazi yake. Tunapoweka kasi ya gari kwa nambari au kitengo, tunapima kasi ya gari katika mapinduzi kwa dakika au RPM. "Kazi" inayofanywa na injini ni nguvu inayotumika kwa umbali unaoweza kupimika. Torque inafafanuliwa kama aina maalum ya kazi ambayo hutoa mzunguko. Hii hutokea wakati nguvu inatumiwa kwenye radius (au, kwa injini ya ndani ya mwako, flywheel) na kwa kawaida hupimwa kwa paundi za mguu.

Nguvu ya farasi ni kasi ambayo kazi inafanywa. Katika siku za zamani, ikiwa vitu vilihitaji kuhamishwa, watu kawaida walitumia farasi kufanya hivi. Imekadiriwa kwamba farasi mmoja anaweza kusonga kwa futi 33,000 kwa dakika. Hapa ndipo neno "nguvu za farasi" linatoka. Tofauti na kasi na torque, nguvu ya farasi inaweza kupimwa katika vitengo kadhaa, pamoja na: 1 hp = W 746, 1 hp = BTU 2,545 na 1 hp = joule 1,055.

Vipengele hivi vitatu hufanya kazi pamoja ili kutoa nguvu ya injini. Kwa kuwa torque inabaki thabiti, kasi na nguvu zinabaki sawia. Walakini, kasi ya injini inapoongezeka, nguvu pia huongezeka ili kuweka torque mara kwa mara. Walakini, watu wengi wamechanganyikiwa juu ya jinsi torque na nguvu huathiri kasi ya injini. Kwa ufupi, kadiri torque na nguvu inavyoongezeka, ndivyo kasi ya injini inavyoongezeka. Kinyume chake pia ni kweli: kadiri torati na nguvu inavyopungua, ndivyo kasi ya injini inavyopungua.

Sehemu ya 2 kati ya 4: Jinsi Injini Zimeundwa kwa Torque ya Juu

Injini ya kisasa ya mwako wa ndani inaweza kurekebishwa ili kuongeza nguvu au torque kwa kubadilisha ukubwa au urefu wa fimbo ya kuunganisha na kuongeza shimo au silinda. Hii mara nyingi hujulikana kama uwiano wa bore na kiharusi.

Torque hupimwa katika mita za Newton. Kwa ufupi, hii inamaanisha kuwa torque hupimwa kwa mwendo wa mzunguko wa digrii 360. Mfano wetu hutumia injini mbili zinazofanana na kipenyo sawa cha bore (au kipenyo cha silinda ya mwako). Hata hivyo, moja ya injini mbili ina "kiharusi" cha muda mrefu (au kina cha silinda kilichoundwa na fimbo ndefu ya kuunganisha). Injini ndefu ya kiharusi ina mwendo wa mstari zaidi inapozunguka kupitia chumba cha mwako na ina uwezo zaidi wa kukamilisha kazi sawa.

Torque hupimwa kwa futi-pound, au ni kiasi gani cha "torque" kinatumika kukamilisha kazi. Kwa mfano, wazia unajaribu kulegeza boliti yenye kutu. Tuseme una funguo mbili tofauti za bomba, moja urefu wa futi 2 na nyingine futi 1 kwa urefu. Ikizingatiwa kuwa unatumia kiwango sawa cha nguvu (shinikizo la lb 50 katika kesi hii), kwa kweli unatumia 100 ft-lbs ya torque kwa wrench ya futi mbili (50 x 2) na pauni 50 pekee. torque (1 x 50) na wrench ya mguu mmoja. Ni wrench gani itakusaidia kufungua bolt kwa urahisi zaidi? Jibu ni rahisi - ile iliyo na torque zaidi.

Wahandisi wanaunda injini ambayo hutoa uwiano wa juu wa torque-to-farasi kwa magari yanayohitaji "nguvu" ya ziada ili kuongeza kasi au kupanda. Kwa kawaida unaona takwimu za torati za juu zaidi za magari mazito yanayotumika kuvuta au injini za utendaji wa juu ambapo uongezaji kasi ni muhimu (kama vile mfano wa Injini ya Juu ya Mafuta ya NHRA hapo juu).

Ndiyo sababu watengenezaji wa gari mara nyingi huangazia uwezo wa injini za torque ya juu katika matangazo ya lori. Torati ya injini pia inaweza kuongezwa kwa kubadilisha muda wa kuwasha, kurekebisha mchanganyiko wa mafuta/hewa, na hata kuongeza torati ya pato katika hali fulani.

Sehemu ya 3 kati ya 4: Kuelewa Vigezo Vingine Vinavyoathiri Torque ya Jumla ya Ukadiriaji wa Motor

Linapokuja suala la kupima torque, kuna vigezo vitatu vya kipekee vya kuzingatia katika injini ya mwako wa ndani:

Lazimisha Kuzalisha kwa RPM Maalum: Huu ndio upeo wa juu wa nishati ya injini inayozalishwa kwa RPM fulani. Injini inapoongeza kasi, kuna RPM au mkondo wa nguvu farasi. Kadiri kasi ya injini inavyoongezeka, nguvu pia huongezeka hadi kufikia kiwango cha juu.

Umbali: Huu ni urefu wa kiharusi cha fimbo ya kuunganisha: muda mrefu wa kiharusi, torque zaidi inatolewa, kama tulivyoelezea hapo juu.

Torque Constant: Hii ni nambari ya hisabati ambayo imepewa motors zote, 5252 au RPM ya mara kwa mara ambapo nguvu na torque zimesawazishwa. Nambari 5252 ilitokana na uchunguzi kwamba nguvu moja ya farasi ni sawa na pauni 150 kusafiri futi 220 kwa dakika moja. Ili kueleza hili kwa paundi za futi za torque, James Watt alianzisha fomula ya hisabati iliyovumbua injini ya kwanza ya mvuke.

Formula inaonekana kama hii:

Kwa kudhani nguvu ya pauni 150 inatumika kwa futi moja ya radius (au mduara ulio ndani ya silinda ya injini ya mwako wa ndani, kwa mfano), itabidi ubadilishe hii kuwa pauni za futi za torque.

220 fpm inahitaji kuongezwa kwa RPM. Ili kufanya hivyo, zidisha nambari mbili za pi (au 3.141593), ambazo ni sawa na futi 6.283186. Chukua futi 220 na ugawanye kwa 6.28 na tunapata 35.014 rpm kwa kila mapinduzi.

Chukua futi 150 na kuzidisha kwa 35.014 na utapata 5252.1, ambayo mara kwa mara huhesabiwa katika paundi za miguu za torque.

Sehemu ya 4 kati ya 4: Jinsi ya kukokotoa torque ya gari

Njia ya torque ni: torque = nguvu ya injini x 5252, ambayo imegawanywa na RPM.

Walakini, shida ya torque ni kwamba inapimwa katika sehemu mbili tofauti: moja kwa moja kutoka kwa injini na kwa magurudumu ya kuendesha. Vipengele vingine vya kiufundi vinavyoweza kuongeza au kupunguza ukadiriaji wa torati kwenye magurudumu ni pamoja na: saizi ya gurudumu la kuruka, uwiano wa upitishaji, uwiano wa axle ya kiendeshi na mzunguko wa tairi/gurudumu.

Ili kukokotoa torati ya gurudumu, vipengee hivi vyote lazima vichangishwe katika mlinganyo ambao unafaa kuachwa kwa programu ya kompyuta iliyojumuishwa kwenye benchi ya majaribio inayobadilika. Juu ya aina hii ya vifaa, gari huwekwa kwenye rack na magurudumu ya gari huwekwa karibu na safu ya rollers. Injini imeunganishwa kwenye kompyuta inayosoma kasi ya injini, mzunguko wa matumizi ya mafuta na uwiano wa gia. Nambari hizi huzingatiwa na kasi ya gurudumu, kuongeza kasi, na RPM huku gari likiendeshwa kwenye dyno kwa muda unaohitajika.

Kuhesabu torque ya injini ni rahisi zaidi kuamua. Kwa kufuata fomula hapo juu, inakuwa wazi jinsi torque ya injini inavyolingana na nguvu ya injini na rpm, kama ilivyoelezewa katika sehemu ya kwanza. Kwa kutumia fomula hii, unaweza kubainisha ukadiriaji wa torati na nguvu ya farasi katika kila nukta kwenye mkondo wa RPM. Ili kuhesabu torque, unahitaji kuwa na data ya nguvu ya injini iliyotolewa na mtengenezaji wa injini.

kikokotoo cha torque

Baadhi ya watu hutumia kikokotoo cha mtandaoni kinachotolewa na MeasureSpeed.com, ambacho kinakuhitaji uweke ukadiriaji wa juu wa nguvu ya injini (unaotolewa na mtengenezaji au kujazwa wakati wa dyno ya kitaaluma) na RPM inayotaka.

Ukigundua kuwa utendakazi wa injini yako ni ngumu kuharakisha na haina nguvu unayofikiri inapaswa kuwa nayo, fanya moja ya mitambo iliyoidhinishwa ya AvtoTachki ifanye ukaguzi ili kubaini chanzo cha tatizo.