Tofauti kati ya wakati na nguvu ...

Tofauti kati ya torque na nguvu ni swali ambalo watu wengi wadadisi huuliza. Na hii inaeleweka, kwani data hizi mbili ni kati ya zilizosomwa zaidi katika karatasi za data za kiufundi za magari yetu. Kwa hivyo itakuwa ya kufurahisha kukaa juu ya hilo, hata ikiwa haitakuwa dhahiri zaidi ...

Kwanza kabisa, hebu tufafanue kwamba wanandoa wanajieleza ndani Newton. Mita na nguvu ndani Nguvu za Farasi (tunapozungumza juu ya mashine, kwa sababu sayansi na hesabu hutumia Watt)

Je, ni tofauti kweli?

Kwa kweli, haitakuwa rahisi kutenganisha vigezo hivi viwili, kwa kuwa vinahusiana na kila mmoja. Ni kama kuuliza kuna tofauti gani kati ya mkate na unga. Haina maana sana, kwa sababu unga ni sehemu ya mkate. Ingekuwa bora kulinganisha viungo kwa kila mmoja (k.m. maji dhidi ya unga katika Bana) kuliko kulinganisha kiungo na bidhaa iliyokamilishwa.

Hebu jaribu kuelezea haya yote, lakini wakati huo huo uifanye wazi kwamba msaada wowote kutoka kwa upande wako (kupitia maoni chini ya ukurasa) utakaribishwa. Kadiri kuna njia tofauti za kuielezea, ndivyo watumiaji wengi wa Mtandao watakavyoelewa uhusiano kati ya dhana hizi mbili.

Nguvu ni matokeo ya kuoanisha (maneno mazito kidogo, najua vizuri...) kasi ya mzunguko.

Kihisabati, hii inatoa yafuatayo:

( π Torque ya X katika Hali ya Nm X) / 1000/30 = Nguvu katika kW (ambayo hutafsiri kuwa nguvu ya farasi ikiwa baadaye tunataka kuwa na "dhana zaidi ya magari").

Hapa tunaanza kuelewa kuwa kulinganisha kwao ni karibu ujinga.

Kusoma torque / curve ya nguvu

Hakuna kitu bora kuliko motor ya umeme kuelewa kikamilifu uhusiano kati ya torque na nguvu, au tuseme jinsi kuna uhusiano kati ya torque na kasi.

Tazama jinsi curve ya torque ya motor ya umeme ilivyo ya kimantiki, ambayo ni rahisi kuelewa kuliko curve ya injini ya joto. Hapa tunaona kwamba tunatoa torque ya mara kwa mara na ya juu mwanzoni mwa mapinduzi, ambayo huongeza curve ya nguvu. Kimantiki, kadiri ninavyoweka nguvu kwenye mhimili unaozunguka, ndivyo inavyozunguka (na kwa hivyo nguvu zaidi). Kwa upande mwingine, torque inapopungua (ninapobonyeza kidogo na kidogo kwenye ekseli inayozunguka, nikiendelea kubonyeza hata hivyo), curve ya nguvu huanza kupungua (ingawa kasi ya mzunguko inaendelea kupungua). Ongeza). Kimsingi, torque ni "nguvu ya kuongeza kasi" na nguvu ni jumla inayochanganya nguvu hii na kasi ya mzunguko wa sehemu ya kusonga (kasi ya angular).

Je, wanandoa wanafanikiwa katika haya yote?

Watu wengine hulinganisha tu motors kwa torque yao au karibu. Kwa kweli, hii ni udanganyifu ...

Kwa mfano, nikilinganisha injini ya petroli ambayo inakua 350 Nm kwa 6000 rpm na injini ya dizeli ambayo inakuza 400 Nm kwa 3000 rpm, tunaweza kufikiri kwamba ni dizeli ambayo itakuwa na nguvu zaidi ya kuongeza kasi. Kweli, hapana, lakini tutarudi mwanzoni, jambo kuu ni nguvu! Nishati pekee ndiyo itumike kulinganisha injini (bora zaidi na curve...Kwa sababu nishati ya kilele cha juu sio kila kitu!).

Hakika, wakati torque inaonyesha tu torque ya kiwango cha juu, nguvu ni pamoja na torque na kasi ya injini, kwa hivyo tunayo habari yote (torque tu ni dalili ya sehemu).

Ikiwa tunarudi kwa mfano wetu, basi tunaweza kusema kwamba dizeli inaweza kujivunia, ikitoa 400 Nm saa 3000 rpm. Lakini haipaswi kusahaulika kuwa kwa 6000 rpm hakika haitaweza kutoa zaidi ya 100 Nm (hebu turuke ukweli kwamba mafuta hawezi kufikia tani 6000), wakati petroli bado inaweza kutoa 350 Nm kwa kasi hiyo. Katika mfano huu, tunalinganisha injini ya dizeli ya 200 hp. na injini ya petroli 400 hp (takwimu zinazotokana na torque zilizonukuliwa) moja hadi mbili.

Daima tunakumbuka kwamba kadiri kitu kinavyogeuka (au kusonga mbele), ndivyo inavyokuwa vigumu kukifanya hata kuongeza kasi. Kwa hivyo, injini ambayo inakuza torque kubwa kwa rpm ya juu inaonyesha kuwa ina nguvu na rasilimali zaidi!

Ufafanuzi kwa mfano

Nilikuwa na wazo kidogo la kujaribu kujua yote, nikitumai haikuwa mbaya. Umewahi kujaribu kusimamisha motor ya umeme yenye nguvu ya chini kwa vidole vyako (shabiki mdogo, motor ya umeme katika kit Mecano wakati ulikuwa mdogo, nk).

Inaweza kuzunguka haraka (sema 240 rpm au mapinduzi 4 kwa sekunde), tunaweza kuizuia kwa urahisi bila kuharibu sana (inapiga mijeledi kidogo ikiwa kuna vile vya propeller). Hii ni kwa sababu torque yake si muhimu sana, na kwa hiyo wattage yake (hii inatumika kwa motors ndogo ya umeme kwa toys na vifaa vingine vidogo).

Kwa upande mwingine, ikiwa kwa kasi sawa (240 rpm) siwezi kuizuia, inamaanisha kuwa torque yake itakuwa zaidi, ambayo pia itasababisha nguvu zaidi ya mwisho (zote mbili zinahusiana kihisabati, ni kama vyombo vya mawasiliano). Lakini kasi ilibaki sawa. Kwa hivyo, kwa kuongeza torque ya injini, ninaongeza nguvu zake, kwa sababu takriban

Wanandoa

X

Kasi ya mzunguko

= Nguvu... (fomula iliyorahisishwa kiholela kusaidia kuelewa: Pi na baadhi ya vigeu vinavyoonekana kwenye fomula ya juu vimeondolewa)

Kwa hivyo, kwa nguvu ile ile uliyopewa (sema 5W, lakini ni nani anayejali) naweza kupata:

• Injini inayozunguka polepole (k.m. mzunguko 1 kwa sekunde) yenye torque ya juu ambayo itakuwa ngumu kidogo kuisimamisha kwa vidole vyako (haiendeshi haraka, lakini torque yake ya juu huipa nguvu kubwa)
• Au motor inayoendesha kwa 4 rpm lakini kwa torque kidogo. Hapa, torque ya chini inalipwa kwa kasi ya juu, ambayo inatoa inertia zaidi. Lakini kuacha kwa vidole itakuwa rahisi licha ya kasi ya juu.

Baada ya yote, injini mbili zina nguvu sawa, lakini hazifanyi kazi sawa (nguvu huja kwa njia tofauti, lakini mfano sio mwakilishi sana kwa hili, kwa kuwa ni mdogo kwa kasi fulani. Katika gari, kasi inabadilika kila wakati, ambayo hutoa nguvu maarufu na wakati wa curves za torque). Moja inageuka polepole na nyingine inageuka haraka ... Hii ni tofauti ndogo kati ya dizeli na petroli.

Na ndiyo sababu lori huendesha mafuta ya dizeli, kwa sababu dizeli ina torque ya juu, kwa uharibifu wa kasi yake ya mzunguko (kasi ya juu ya injini ni ya chini sana). Kwa kweli, ni muhimu kuweza kusonga mbele, licha ya trela nzito sana, bila kukemea injini, kama ilivyo kwa petroli (mtu atalazimika kupanda minara na kucheza na clutch kama wazimu). Dizeli hupitisha torque ya kiwango cha juu kwa revs za chini, ambayo hurahisisha uvutaji na kuwezesha kuruka kutoka kwa gari lililosimama.

Uhusiano kati ya nguvu, torque na kasi ya injini

Hapa kuna ingizo la kiufundi ambalo mtumiaji ameshiriki katika sehemu ya maoni. Inaonekana ni sawa kwangu kuiingiza moja kwa moja kwenye makala.

Ili sio kugumu shida na idadi ya mwili:

Nguvu ni zao la torque kwenye crankshaft na kasi ya crankshaft katika radian/sekunde.

(kumbuka kwamba kwa mapinduzi 2 ya crankshaft kwa 6.28 ° kuna 1 * pi radians = 360 radians.

Kwa hivyo P = M * W

P -> nguvu katika [W]

M -> torque katika [Nm] (mita ya Newton)

W (omega) - kasi ya angular katika radiani / sek W = 2 * Pi * F

Na Pi = 3.14159 na F = kasi ya crankshaft katika t / s.

Mfano wa vitendo

Torque ya injini M: 210 Nm

Kasi ya gari: 3000 rpm -> frequency = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 radians / s

Mwisho Au: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW

Kubadilisha CV (nguvu za farasi) 1 hp = 736 W

Katika CV tunapata 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Kumbuka kwamba nguvu 1 ya farasi ni nguvu ya wastani ya farasi ambayo hukimbia mfululizo bila kusimama (katika mechanics, hii inaitwa nguvu iliyokadiriwa).

Kwa hiyo tunapozungumzia gari la 150 hp, ni muhimu kuongeza kasi ya injini hadi 6000 rpm na torque ambayo inabakia mdogo au hata kupunguzwa kidogo hadi 175 Nm.

Shukrani kwa sanduku la gia, ambalo ni kibadilishaji cha torque, na tofauti, tuna ongezeko la torque ya karibu mara 5.

Kwa mfano, katika gia ya 1, torque ya injini kwenye crankshaft ya 210 Nm itatoa 210 Nm * 5 = 1050 Nm kwenye ukingo wa gurudumu la kuzungumza 30 cm, hii itatoa nguvu ya kuvuta ya 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm. .

Katika fizikia F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = kuongeza kasi ya Dunia 9.81 m / s2 1G)

Hivyo, 1 N inalingana na 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg ya nguvu.

3500 N * 0.102 = nguvu ya kilo 357 ambayo inasukuma gari kwenye mteremko mkali.

Natumai maelezo haya machache yataimarisha ufahamu wako wa dhana za nguvu na torque ya mitambo.