teória jazdy v aute s krútiacim momentom
Pokrok vozidla musí závisieť od krútiaceho momentu vyvíjaného motorom. Takzvaný krútiaci moment sa vo fyzike nazýva krútiaci moment.
Koncept krútiaceho momentu bol vysvetlený z princípu páky na základnej škole. Je definovaná ako sila vo vertikálnom smere vynásobená vzdialenosťou od stredu otáčania. Metrická jednotka je Newton-meter (N-m). Po rozdelení zrýchlením gravitácie o 9.8m/s2 môže byť jednotka premenená na kilogramy metre (kg-m) známe čínskym ľuďom. Imperiálna jednotka je libra-nohy (lb-ft), čo je bežnejšie v amerických katalógoch automobilov. Ak chcete konvertovať na metriku, stačí vydeliť číslo lb-ft číslom 7,22.
Metóda výpočtu hnacej sily vozidla:
Rozdelenie krútiaceho momentu polomerom kolesa je možné vidieť z krivky výkonu konského výkonu a krútiaceho momentu motora. Možno zistiť, že pri každej rýchlosti existuje relatívna hodnota krútiaceho momentu. Ako premeniť tieto hodnoty na skutočnú silu tlačiť auto? Odpoveď je jednoduchá, vydelená dĺžkou, aby ste získali silové údaje. Napríklad motor s objemom 1,6 litra môže vyvinúť maximálny krútiaci moment približne 15,0 kg. V tomto čase, ak je pneumatika veľkosti 185/60R14 priamo spojená s polomerom asi 41 cm, hnacia sila pôsobiaca kolesom je 15 cm. /0,41 = 36,6 kilogramu sily (v skutočnosti kilogramy nie sú jednotkou sily, ale jednotkou hmotnosti, ktorá musí byť vynásobená gravitačným zrýchlením 9.8m/sec2 je štandardnou jednotkou sily Newton).
Ako 36 kilogramov sily tlačí metrickú tonu hmotnosti vozidla? Okrem toho je nepravdepodobné, že by otáčky motora tisíce otáčok boli presne také, aké sú otáčky pneumatík. Pripojením a zladením prevodových stupňov rôznych veľkostí je možné znížiť rýchlosť otáčania a súčasne zosilniť krútiaci moment. Keďže pomer obvodu prevodového stupňa je pomer polomeru, keď sa výkon prenáša z kolíka na veľký prevodový stupeň, pomer zníženia otáčok a násobku zosilnenia krútiaceho momentu sa presne rovná pomeru počtu zubov oboch prevodových stupňov, čo je takzvaný prevodový pomer.
napríklad
Veľký prevodový stupeň je poháňaný kolíkom, za predpokladu, že počet zubov kolíka je 15 a počet zubov veľkého prevodového stupňa je 45.
Keď sa kolík otáča pri 3000 ot/min a krútiaci moment je 20 kg-m, otáčky prenášané na veľký prevodový stupeň sa znížia o 1/3 a stanú sa 1000 ot/min; ale krútiaci moment sa strojnásobí a stane sa 60 kg-m. To je základný princíp, že krútiaci moment motora cez prevodovku znižuje otáčky a zosilňuje krútiaci moment.
V aute je krútiaci moment zosilnený dvakrát z výkonu motora do pneumatík. Prvýkrát je spôsobená prevodovým pôsobením prevodovky a druhýkrát je spôsobená konečným prevodovým pomerom (alebo konečným pomerom pohonu). Celkové zväčšenie krútiaceho momentu je jednoducho prevodový pomer vynásobený konečným prevodovým pomerom. Napríklad prevodový pomer prvého prevodového stupňa ximei manuálu šiestej generácie je 3,250, konečný prevodový pomer je 4,058 a maximálny krútiaci moment motora je 14,6 kgm/5500 ot/min, takže môžeme vypočítať, že maximálny krútiaci moment prvého prevodového stupňa je 14,6× po zosilnení 3,250×4,058=192,55kgm, čo je 13-krát väčšie ako pôvodný motor. V tomto čase ho vydeľte polomerom pneumatiky asi 0,41 m, aby ste dosiahli ťah asi 470 kg. Vyššie uvedená hodnota však nie je skutočným ťahom. Koniec koncov, v procese mechanického prenosu musí dôjsť k strate opotrebenia, takže sa musí zohľadniť faktor mechanickej účinnosti.
Pokiaľ ide o mechanickú účinnosť, pri každom prenose prevodového stupňa dôjde k strate výkonu. Mechanická účinnosť manuálnej prevodovky je asi 95% a automatická prevodovka je horšia, asi 88% a univerzálny spoj hnacieho hriadeľa. Účinnosť je asi 98% a môžete vidieť, koľko zostáva skutočného ťahu. Celkovo možno hnaciu silu vozidla vypočítať nasledujúcim vzorcom: Pomer krútiaceho momentu × prevodových stupňov × Konečný prevodový pomer × Mechanická účinnosť hnacia sila = ———————————————————— Polomer pneumatík (v metroch) Konský výkon nie je v skutočnosti silou, ale jednotkou výkonu, ktorá je definovaná ako množstvo práce, ktorú je možné vykonať za jednotku času. Výkon sa počíta z krútiaceho momentu a výpočtový vzorec je pomerne jednoduchý: výkon (W)=2π×torque (N-m)×speed (rpm)/60, po zjednodušení výpočtu sa stáva: výkon (kW)=krútiaci moment (N-m)×speed (rpm)/9549, podrobné odvodenie nájdete v blokovom článku. Ako však premeniť výkon kW na spoločnú konskú silu. Imperiálny alebo metrický? 1PS =735W; 1hp = 746W
definícia konskej sily
Imperiálna konská sila (hp) je definovaná ako: kôň ťahajúci 200-librový (lb) objekt 165 stôp (ft) za jednu minútu, vynásobený na rovných 33 000 ft-lb / min; zatiaľ čo metrický výkon (PS ) je definovaný ako kôň ťahajúci 75 kg objekt 60 metrov za jednu minútu, ktorý sa vynásobí na 4500 kg-m/min. Po jednotkovej konverzii (1lb= 0,454 kg; 1ft = 30,48 cm) sa zistilo, že 1hp = 4566 kg-m / min, čo sa mierne líši od metriky 1PS = 4500 kg-m, a ak výkon W (1W = 1Nm / sec = 9,8 kgm / sec) na konverziu, môžete získať 1hp = 746W; 1PS = 735W dva rôzne výsledky. Rozdiel medzi 1PS a 1hp je len 1,5%, čo je 1,5 koní na 100 koní, čo nie je veľký rozdiel. Výkon všeobecného RV je väčšinou pod 200 konských síl a rozdiel medzi týmito dvoma je len asi 3 konské sily kvôli rozdielu v definícii. Zvýšme štandardné údaje SAE o 1,5%! Existujú však aj určité rozdiely medzi rôznymi testovacími normami SAE, JIS, DIN a EHS a jednotky sa nedajú skutočne porovnať. V prípade nie veľkého rozdielu však ps alebo hp možno považovať za takmer rovnocenné.
konverzia vzorca
Nahraďte vyššie uvedenú metódu konverzie konského výkonu a výkonu do konverzného vzorca výkonu a krútiaceho momentu a preveďte jednotku krútiaceho momentu na známy kg-m, je možné získať tieto výsledky: britský konský výkon hp = krútiaci moment (kg-m) × otáčky motora (ot./min.) × otáčky motora (ot./min.) /727 Metrický výkon koní PS = krútiaci moment (kg-m) × otáčky motora (ot./min.) / 716 Z pohľadu konských síl k = krútiaci moment × otáčok / 727, ak je možné zvýšiť otáčky motora a krútiaci moment zostane nezmenený, môže sa zvýšiť výkon. Napríklad, ak je možné zvýšiť rýchlosť zo 6000 ot/min na 8000 ot/min, čo zodpovedá zvýšeniu o 33 %, ale krútiaci moment pri 8000 ot/min sa vďaka obmedzeniu vačkového hriadeľa zníži o 10 % kvôli obmedzeniu vačkového hriadeľa, výkon sa môže ešte zvýšiť o 19,7 %, čo vysvetľuje, prečo sa dnes úprava počítačov Môže výrazne zvýšiť výkon po odstránení rezu oleja.
Ak pri rovnakej rýchlosti zvýšte výkon o 20 koní, o koľko ťahu je možné zvýšiť? Pri maximálnom bode krútiaceho momentu pri 5000 ot/min sa vzorec mierne zmení a možno zistiť, že zvýšený krútiaci moment=20 koní×727/5000 ot/min=2,9 kgm. Potom tento výsledok nahraďte vzorcom hnacej sily vozidla, ktorý sa počíta aj podľa prvého prevodového stupňa Ximei, 2,9×3,250×4,058/0,41=93 kg. Pre jednotonové telo sa vplyv nezdá byť veľmi veľký; okrem toho, ak je rozdiel 5 konských síl, ťah sa zvýši iba o 23 kilogramov. Je vidieť, že rozdiel 5 konských síl nie je vôbec veľký rozdiel.
Vysoká konská sila určuje skutočný výkon
Nakoniec, auto s vysokým výkonom koní beží rýchlejšie, alebo auto s vysokým krútiacim momentom beží rýchlejšie?
Zo vzorca možno vedieť, že dôvodom vysokého výkonu je, že vysoká hodnota krútiaceho momentu sa stále udržiava pri vysokých otáčkach, to znamená, že má vysoký výkon, nielen krútiaci moment pri nízkych otáčkach je lepší, ale aj krútiaci moment pri vysokých otáčkach sa musí naďalej udržiavať, čo znamená, že krútiaci moment a konská sila Diskusia je vôbec zbytočná. Pokiaľ je možné dosiahnuť vysoký výkon, okrem toho, že naznačuje, že krútiaci moment v každej oblasti otáčok je veľký, predstavuje aj prevahu materiálovej technológie a materiál a hmotnosť piestových, sacích a výfukových ventilov sa posilní a odľahčí. Kvantifikácia s cieľom zvýšiť otáčky motora.
