крутний момент теорії водіння автомобіля
Просування транспортного засобу повинно залежати від крутного моменту двигуна. Так званий момент у фізиці називається моментом.
Поняття крутного моменту було пояснено з принципу важеля в початковій школі. Вона визначається як сила у вертикальному напрямку, помножена на відстань від центру обертання. Метричною одиницею є Ньютон-метр (Нм). Після поділу на прискорення сили тяжіння 9,8 м/сек2, одиницю можна перетворити на кілограми-метри (кг-м), знайомі китайцям. Імперська одиниця — фунт-фут (фунт-фут), що частіше зустрічається в американських каталогах автомобілів. Щоб перетворити в метрику, просто розділіть число фунт-фут на 7,22.
Методика розрахунку рушійної сили автомобіля:
Розділивши крутний момент на радіус колеса, можна побачити з кривої вихідної потужності двигуна. Можна виявити, що для кожної швидкості існує відносне значення крутного моменту. Як перетворити ці значення в дійсну силу, яка штовхне автомобіль? Відповідь проста: розділіть на довжину, щоб отримати дані про силу. Наприклад, двигун об’ємом 16-л може розвивати максимальний крутний момент приблизно 15.0кг-м. У цей час, якщо шина розміру 185/60R14 безпосередньо з’єднана з радіусом приблизно 41 см, сила руху, що діє від колеса, становить 15 см. /0.41=36.6 кілограмів сили (насправді кілограми – це не одиниця сили, а одиниця ваги, яку потрібно помножити на прискорення сили тяжіння 9,8 м/сек2, є стандартною одиницею сили це Ньютон).
Як сила 36 кілограмів штовхає метричну тонну ваги автомобіля? Більше того, частота обертання двигуна в тисячі обертів навряд чи буде точно такою, як швидкість шини. З’єднуючи та узгоджуючи шестерні різних розмірів, швидкість обертання може бути зменшена, а крутний момент може бути посилений одночасно. Оскільки коефіцієнт окружності шестерні є відношенням радіусів, при передачі потужності від шестерні до великої шестерні відношення зменшення швидкості та кратного посилення крутного моменту точно дорівнюють відношенню кількості зубів у шестірні. дві передачі, що є так зване передаточне число.
наприклад
Велика шестерня приводиться в рух від шестерні, якщо вважати, що число зубів у шестерні дорівнює 15, а число зубів великої шестерні дорівнює 45.
Коли шестерня обертається зі швидкістю 3000 об/хв і крутний момент становить 20 кг-м, швидкість, що передається на велику передачу, зменшується на 1/3 і стає 1000 об/хв; але крутний момент збільшується втричі і стає 60 кг-м. Це основний принцип, згідно з яким крутний момент двигуна через коробку передач знижує обороти і збільшує крутний момент.
В автомобілі крутний момент збільшується вдвічі від потужності двигуна до шин. Перший раз викликаний дією передачі коробки передач, а другий раз — кінцевим передавальним числом (або передаточним числом кінцевої передачі). Загальне збільшення крутного моменту - це просто передавальне відношення трансмісії, помножене на кінцеве передавальне число. Наприклад, передаточне число першої передачі Ximei механіки шостого покоління становить 3,250, кінцеве передавальне відношення становить 4,058, а максимальний крутний момент двигуна становить 14,6 кгм/5500 об/хв, тому ми можемо обчислити, що максимальний крутний момент першої передачі становить 14,6× після посилення 3,250×4.058=192.55 кгм, що в 13 разів більше, ніж у оригінального двигуна. У цей час розділіть його на радіус шини приблизно 0,41 м, щоб отримати тягу приблизно 470 кг. Однак наведене вище значення не є фактичною тягою. Адже в процесі механічної трансмісії повинні бути втрати на знос, тому необхідно враховувати коефіцієнт механічної ефективності.
Що стосується механічної ефективності, кожен раз, коли передається передача, буде втрата потужності. Механічний ККД МКПП становить близько 95 відсотків, а АКПП гірше, близько 88 відсотків, і карданний шарнір ведучого валу. ККД становить близько 98 відсотків, і ви можете побачити, скільки залишилося фактичної тяги. Загалом, рушійну силу автомобіля можна розрахувати за такою формулою: крутний момент × передаточное число × кінцеве передавальне число × механічна ефективність, рушійна сила=———————————————— ———— Радіус шин (у метрах) Кіньські сили — це насправді не сила, а одиниця потужності, яка визначається як кількість роботи, яку можна виконати за одиницю часу. Потужність розраховується з крутного моменту, а формула розрахунку досить проста: потужність (Вт)=2π×крутний момент (Нм)×швидкість (об/хв)/60, після спрощення розрахунку вона стає: потужність (кВт){ {7}}крутний момент (Нм)×швидкість (об/хв)/9549, будь ласка, зверніться до статті блоку для детального виведення. Однак як перетворити потужність кВт у звичайну кінську силу. Імперський чи метричний? 1PS=735Вт; 1 к.с.=746W
визначення кінських сил
Імперська кінська сила (hp) визначається як: кінь, що тягне 200-фунт (фунт) об’єкт на 165 футів (футів) за одну хвилину, помножений на 33,000 фут-фунт/хв; тоді як метрична кінська сила (PS ) визначається як кінь, що тягне об'єкт вагою 75 кг на 60 метрів за одну хвилину, що помножується на 4500 кг-м/хв. Після перетворення одиниць (1lb=0.454kg; 1ft=30.48cm), було виявлено, що 1hp=4566kg-m/min, що дещо відрізняється від метричної 1PS{{ 19}}кг-м, і якщо потужність Вт (1Вт=1Нм/сек=9.8 кгм/сек) для перетворення, ви можете отримати 1 к.с.=746Вт; 1PS=735W два різні результати. Різниця між 1PS та 1hp становить лише 1,5 відсотка, що становить 1,5 к.с. на 100 кінських сил, що не є великою різницею. Потужність звичайних фургонів в основному нижче 200 кінських сил, а різниця між ними становить лише близько 3 кінських сил через різницю у визначенні. Давайте збільшимо стандартні дані SAE на 1,5 відсотка! Однак існують також деякі відмінності між різними стандартами випробувань SAE, JIS, DIN та EEC, і одиниці вимірювання не можна ототожнювати. Однак у разі невеликої різниці PS або hp можна вважати майже рівними.
перетворення формул
Підставивши вищезгаданий метод перетворення кінських сил і потужності у формулу перетворення потужності та крутного моменту, і перетворіть одиницю крутного моменту у знайомі кг-м, можна отримати наступні результати: Британська кінська сила к.с.=крутний момент ( кг-м) × швидкість двигуна (об/хв)/727 Метрична кінська сила PS=крутний момент (кг-м) × частота обертання двигуна (об/хв) / 716 З точки зору кінських сил к.с.=крутний момент × швидкість / 727 , якщо частоту обертання двигуна можна збільшити, а крутний момент залишається незмінним, можна збільшити кінські сили. Наприклад, якщо швидкість можна збільшити з 6000 об/хв до 8000 об/хв, що еквівалентно збільшенню на 33 відсотки, але крутний момент при 8000 об/хв зменшиться на 10 відсотків через обмеження розподільного валу, кінські сили все ще можна збільшити на 19,7 відсотків , що пояснює, чому модифікація комп'ютерів у наш час може значно збільшити потужність після видалення масла.
Якщо при тій же швидкості збільшити 20 кінських сил, на скільки можна збільшити тягу? Коли максимальний крутний момент досягається при 5000 об/хв, формула дещо змінюється, і можна виявити, що збільшений крутний момент =20hp×727/5000 об/хв=2,9 кгм. Потім підставте цей результат у формулу рушійної сили автомобіля, яка також розраховується за допомогою першої передачі Ximei, 2,9×3,250×4,058/0.41=93 кг. Для однотонного кузова удар здається не дуже великим; крім того, якщо буде різниця в 5 кінських сил, то тяга збільшиться лише на 23 кілограми. Видно, що різниця в 5 кінських сил зовсім не велика.
Висока потужність визначає справжню продуктивність
Зрештою, автомобіль з великою кінською силою їде швидше, чи автомобіль з високим крутним моментом – швидше?
З формули можна дізнатися, що причина високої потужності полягає в тому, що високе значення крутного моменту все ще зберігається на високій швидкості, тобто, щоб мати високу потужність, не тільки крутний момент на низькій швидкості кращий, але й крутний момент на високій швидкості необхідно продовжувати підтримувати, а це означає, що крутний момент і кінські сили Дебати взагалі зайві. Поки можна досягти високої потужності, крім вказівки на те, що крутний момент у кожній області швидкостей великий, це також відображає перевагу технології матеріалу, а матеріал і вага поршня, впускних і випускних клапанів будуть посилені та полегшені . Кількісна оцінка, щоб збільшити частоту обертання двигуна.
