Làm thế nào mà cùng một động cơ lại có thể có các hệ số lại quả khác nhau? Sự khác biệt giữa công suất và mô-men xoắn là gì?
SỨC MẠNH NGỰA LÀ GÌ?
Bạn có bao nhiêu sức mạnh? - một câu hỏi như vậy ai đã từng chạm ngõ thế giới độ xe đều đã từng nghe qua. Thậm chí không cần thiết phải giải thích cho bất kỳ ai về lực lượng thực sự có nghĩa là gì - lực lượng ngựa. Chính ở chúng, chúng ta đã quen với việc đánh giá sức mạnh của động cơ, một trong những đặc điểm tiêu dùng quan trọng nhất của xe.
Thực tế đã không còn phương tiện giao thông bằng xe ngựa ngay cả trong các ngôi làng, và đơn vị đo lường này đã tồn tại và tốt đẹp trong hơn một trăm năm. Nhưng sau tất cả mã lực - giá trị, trên thực tế, là bất hợp pháp. Nó không được bao gồm trong hệ thống đơn vị quốc tế (tôi cho rằng nhiều người nhớ từ trường rằng nó được gọi là SI) và do đó không có trạng thái chính thức. Hơn nữa, Tổ chức Đo lường Pháp lý Quốc tế yêu cầu loại bỏ mã lực ra khỏi lưu thông càng sớm càng tốt và Chỉ thị 80/81 / EEC ngày 1 tháng 1 năm 2010 của EU bắt buộc rõ ràng các nhà sản xuất ô tô phải sử dụng "hp" truyền thống chỉ như một giá trị phụ để biểu thị sức mạnh.
Nhưng không phải vì điều gì mà thói quen được coi là bản chất thứ hai. Rốt cuộc, chúng ta nói trong cuộc sống hàng ngày "máy photocopy" thay vì máy photocopy và gọi băng dính là "băng keo". Đây là "hp" không được công nhận bây giờ chúng không chỉ được sử dụng bởi những người bình thường, mà còn hầu hết công ty xe hơi... Họ quan tâm gì về chỉ thị khuyến nghị? Vì nó là thuận tiện hơn cho người mua, vì vậy hãy là nó. Tại sao có những nhà sản xuất - thậm chí nhà nước đang đi theo hướng dẫn đầu. Nếu ai đó đã quên, ở Nga thuế vận tải và biểu giá OSAGO được tính từ mã lực, cũng như chi phí sơ tán một chiếc xe đậu sai quy định ở Moscow.
Mã lực ra đời trong cuộc Cách mạng Công nghiệp, khi nó trở nên cần thiết để đánh giá mức độ hiệu quả của các cơ chế thay thế cảm giác thèm ăn của động vật. Do kế thừa từ động cơ tĩnh, đơn vị đo công suất thông thường này cuối cùng đã được truyền sang ô tô. Và sẽ không ai tìm ra lỗi với điều này, nếu không phải là một "nhưng" có trọng lượng. Được cho là giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn, mã lực thực sự khó hiểu. Xét cho cùng, nó xuất hiện trong thời đại của cuộc cách mạng công nghiệp như một giá trị hoàn toàn thông thường, mà không chỉ đối với động cơ ô tô, thậm chí với ngựa, có một mối quan hệ khá gián tiếp. Ý nghĩa của đơn vị này như sau - 1 hp. đủ để nâng một vật nặng 75 kg lên độ cao 1m trong 1 giây. Trên thực tế, đây là chỉ số hiệu suất trung bình cao cho một con ngựa cái. Và không có gì hơn.
Nói cách khác, đơn vị đo mới rất hữu ích cho các nhà công nghiệp khai thác, ví dụ, than từ các mỏ và các nhà sản xuất thiết bị liên quan. Với sự trợ giúp của nó, việc đánh giá lợi thế của các cơ chế so với sức mạnh của động vật đã trở nên dễ dàng hơn. Và vì máy móc đã được điều khiển bằng hơi nước và sau đó là động cơ dầu hỏa, nên "hp" được truyền thừa kế cho các đội tự vận hành.
James Watt là một kỹ sư, nhà phát minh và nhà khoa học người Scotland sống ở thế kỷ 18 và đầu thế kỷ 19. Chính ông là người đã đưa vào lưu hành cả mã lực "bất hợp pháp" và đơn vị đo công suất chính thức, được đặt theo tên của ông Trớ trêu thay, mã lực được phát minh bởi một người đàn ông được đặt tên theo đơn vị chính thức để đo công suất - James Watt. Và vì watt (hay nói đúng hơn là liên quan đến những cỗ máy mạnh mẽ, kilowatt - kW) vào đầu thế kỷ 19 cũng được đưa vào lưu thông một cách tích cực, nên bằng cách nào đó, cần phải đưa hai giá trị này cho nhau. Đây là nơi nảy sinh những bất đồng quan trọng. Ví dụ, ở Nga và hầu hết các nước châu Âu khác, họ đã áp dụng cái gọi là mã lực hệ mét, bằng 735,49875 W hoặc quen thuộc hơn với chúng ta bây giờ, 1 kW \u003d 1,36 mã lực. Như "hp" thường biểu thị PS (từ tiếng Đức Pferdestärke), nhưng có những lựa chọn khác - cv, hk, pk, ks, ch ... Đồng thời, Vương quốc Anh và một số thuộc địa cũ của nó đã quyết định đi theo con đường riêng của họ, tổ chức một hệ thống đo lường "đế quốc" với pound, feet và các thú vui khác của nó, trong đó mã lực cơ học (hay nói cách khác là chỉ báo) đã là 745,69987158227022 W. Và sau đó - chúng tôi đi. Ví dụ, ở Mỹ, họ thậm chí còn phát minh ra mã lực điện (746 W) và nồi hơi (9809,5 W).
Vì vậy, nó chỉ ra rằng cùng một chiếc xe với cùng một động cơ những đất nước khác nhau trên giấy có thể có các quyền hạn khác nhau. Lấy ví dụ, phổ biến crossover Kia Sportage - ở Nga hoặc Đức, theo hộ chiếu, động cơ diesel hai lít của nó trong hai phiên bản phát triển 136 hoặc 184 mã lực, và ở Anh - 134 và 181 "ngựa". Mặc dù trên thực tế, công suất của động cơ tính theo đơn vị quốc tế chính xác là 100 và 135 kW - và ở bất kỳ đâu trên thế giới. Nhưng bạn thấy đấy, nghe có vẻ không bình thường. Và những con số không còn quá ấn tượng nữa. Do đó, các nhà sản xuất ô tô không vội vàng chuyển sang một đơn vị đo lường chính thức, giải thích điều này bằng cách tiếp thị và truyền thống. Nó thế nào? Các đối thủ sẽ có 136 lực lượng, và chúng ta chỉ có một số 100 kW? Không, điều đó sẽ không…
CÔNG SUẤT ĐƯỢC ĐO NHƯ THẾ NÀO?
Tuy nhiên, các thủ thuật "quyền lực" không chỉ giới hạn trong việc chơi với các đơn vị. Cho đến gần đây, nó không chỉ được chỉ định, mà thậm chí còn được đo lường theo nhiều cách khác nhau. Đặc biệt, ở Mỹ trong một thời gian dài (cho đến đầu những năm 1970), các nhà sản xuất ô tô đã thực hành thử nghiệm trên băng ghế dự bị đối với các động cơ được lột trần - không vướng víu, chẳng hạn như máy phát điện, máy nén điều hòa không khí, hệ thống bơm làm mát ống dẫn thẳng thay vì nhiều bộ giảm âm. Tất nhiên, động cơ được tháo ra khỏi cùm dễ dàng tạo ra “hp” hơn 10-20%, rất cần thiết cho các nhà quản lý bán hàng. Thật vậy, rất ít người mua đi sâu vào sự phức tạp của phương pháp thử nghiệm.
Một cách cực đoan khác (nhưng gần với thực tế hơn nhiều) là lấy các chỉ số trực tiếp từ bánh xe ô tô, trên trống đang chạy. Đây là những gì các đội đua, cửa hàng điều chỉnh và các đội khác làm, vì điều quan trọng là phải biết hoạt động trở lại của động cơ, tính đến tất cả các tổn thất có thể xảy ra, bao gồm cả tổn thất truyền động.
Công suất cũng phụ thuộc vào cách bạn đo lường nó. Đó là một điều để biến một động cơ "trần trụi" ở chân đế mà không tập tin đính kèm và một điều hoàn toàn khác là lấy số đọc từ bánh xe, trên trống đang chạy, có tính đến tổn thất đường truyền. Các kỹ thuật hiện đại cung cấp một lựa chọn thỏa hiệp - kiểm tra băng ghế dự bị của động cơ với những vướng mắc cần thiết cho hoạt động tự động của nó Nhưng cuối cùng, một lựa chọn thỏa hiệp đã được chấp nhận như một mô hình trong nhiều phương pháp khác nhau như European ECE, DIN hoặc American SAE. Khi động cơ được lắp trên băng ghế, nhưng với tất cả các vật cản cần thiết để vận hành trơn tru, bao gồm cả ống xả tiêu chuẩn. Bạn chỉ có thể tháo các thiết bị liên quan đến các hệ thống khác của máy (ví dụ: máy nén khí treo hoặc máy bơm trợ lực lái). Đó là, động cơ được kiểm tra chính xác ở hình thức mà nó thực sự đứng dưới mui xe. Điều này làm cho nó có thể loại trừ "chất lượng" của truyền động từ kết quả cuối cùng và xác định công suất ở trục khuỷu, có tính đến tổn thất trên truyền động của chính đơn vị gắn kết... Vì vậy, nếu chúng ta nói về Châu Âu, thì thủ tục này được quy định bởi chỉ thị 80/1269 / EEC, được thông qua lần đầu tiên vào năm 1980 và kể từ đó được cập nhật thường xuyên.
TORQUE LÀ GÌ?
Nhưng nếu sức mạnh, như họ nói ở Mỹ, giúp ô tô bán chạy, thì mô-men xoắn sẽ đẩy chúng về phía trước. Nó được đo bằng mét newton (N ∙ m), nhưng hầu hết người lái xe vẫn không có ý tưởng rõ ràng về đặc tính này của động cơ. TRONG trường hợp tốt nhất những người bình thường biết một điều - mô-men xoắn càng cao càng tốt. Gần giống như quyền lực, phải không? Đó chỉ là cách "N ∙ m" khác với "HP".?
Trên thực tế, đây là những đại lượng liên quan. Hơn nữa, sức mạnh được lấy từ mô-men xoắn và tốc độ động cơ. Và đơn giản là không thể xem xét chúng một cách riêng biệt. Biết - để có được công suất tính bằng oát, bạn cần nhân mô-men xoắn tính bằng ni-lông với số vòng quay trục khuỷu hiện tại và hệ số bằng 0,1047. Bạn có muốn mã lực thông thường? Không vấn đề gì! Chia kết quả cho 1000 (vì vậy bạn nhận được kilowatt) và nhân với hệ số 1,36.
Để cung cấp một động cơ diesel (hình bên trái) có tỷ số nén cao, các kỹ sư buộc phải làm cho nó có hành trình dài (đây là khi hành trình piston vượt quá đường kính xi lanh). Do đó, trong các động cơ như vậy, mô-men xoắn lớn về mặt cấu tạo, nhưng số vòng quay hạn chế phải được giới hạn để tăng nguồn lực. Ngược lại, các nhà phát triển động cơ xăng lại dễ dàng đạt được công suất cao hơn - các bộ phận ở đây không quá lớn, tỷ số nén nhỏ hơn, do đó động cơ có thể tạo ra hành trình ngắn và tốc độ cao. Tuy nhiên, gần đây, sự khác biệt giữa động cơ diesel và đơn vị xăng dần bị xóa sổ - chúng ngày càng giống nhau cả về thiết kế lẫn đặc điểm Về mặt kỹ thuật, công suất cho biết một động cơ có thể làm được bao nhiêu công trong một đơn vị thời gian. Nhưng mô-men xoắn đặc trưng cho tiềm năng của động cơ để thực hiện chính công việc này. Cho thấy sự kháng cự mà anh ta có thể vượt qua. Ví dụ, nếu chiếc xe nằm yên trên các bánh xe lề đường cao và sẽ không thể di chuyển, công suất sẽ bằng không, vì động cơ không thực hiện bất kỳ công việc nào - không có chuyển động, nhưng mô-men xoắn phát triển đồng thời. Thật vậy, ngay lập tức cho đến khi động cơ ngừng biến dạng, hỗn hợp làm việc cháy hết trong các xi lanh, khí ép lên các pít-tông và các thanh nối cố gắng quay trục khuỷu. Nói cách khác, khoảnh khắc không có sức mạnh có thể tồn tại, nhưng sức mạnh không có khoảnh khắc thì không thể. Có nghĩa là, "N ∙ m" là "sản phẩm" chính của động cơ, nó tạo ra bằng cách chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng.
Nếu chúng ta so sánh với một người, "N ∙ m" phản ánh sức mạnh của người đó, và "hp" - sức bền. Đó là lý do tại sao di chuyển chậm động cơ diesel do họ tính năng thiết kế Theo quy luật, chúng ta có những người tập tạ - tất cả những thứ khác đều bình đẳng, họ có thể tự kéo mình nhiều hơn và dễ dàng vượt qua lực cản của bánh xe hơn, mặc dù không nhanh như vậy. Nhưng những cái nhanh động cơ xăng đúng hơn, chúng thuộc về những người chạy - chúng chịu tải kém hơn, nhưng chúng di chuyển nhanh hơn. Nói chung, có một quy tắc đơn giản của đòn bẩy - chúng ta thắng về sức mạnh, thua về khoảng cách hoặc tốc độ. Và ngược lại.
Cái gọi là đặc tính tốc độ động cơ bên ngoài phản ánh sự phụ thuộc của công suất và mô men xoắn vào tốc độ trục khuỷu khi hết ga. Theo lý thuyết, đỉnh lực đẩy càng sớm và công suất càng muộn thì dễ dàng hơn cho động cơ thích ứng với tải, phạm vi hoạt động của nó tăng lên, cho phép người lái xe hoặc thiết bị điện tử thay đổi bánh răng ít thường xuyên hơn và tại sao không đốt cháy nhiên liệu một cách vô ích. Các biểu đồ này cho thấy rằng động cơ turbo hai lít chạy xăng (bên phải) hoạt động tốt hơn động cơ turbodiesel có cùng thể tích về chỉ số này, nhưng kém hơn về mô-men xoắn tuyệt đối. Điều này được thể hiện như thế nào trong thực tế? Trước hết, bạn cần hiểu rằng chính mô men xoắn và đường cong công suất (cùng nhau chứ không phải riêng biệt!) Trên cái gọi là đặc tính tốc độ bên ngoài của động cơ sẽ bộc lộ khả năng thực sự của nó. Đỉnh lực đẩy đạt được càng sớm và đỉnh công suất càng muộn thì động cơ tốt hơn thích nghi với nhiệm vụ của nó. Hãy lấy một ví dụ đơn giản - một chiếc ô tô đang di chuyển trên đường bằng phẳng và đột nhiên nó bắt đầu leo \u200b\u200bdốc. Lực cản trên các bánh xe tăng lên, do đó với nguồn cung cấp nhiên liệu liên tục, tốc độ sẽ bắt đầu giảm. Nhưng nếu đặc tính của động cơ là đúng, thì ngược lại, mô-men xoắn sẽ bắt đầu tăng lên. Tức là, động cơ sẽ tự thích ứng với sự gia tăng tải trọng và không yêu cầu người lái hoặc thiết bị điện tử chuyển sang số thấp hơn. Cuộc vượt cạn đã qua, cuộc xuống dốc bắt đầu. Xe bắt đầu tăng tốc - lực đẩy cao không còn quá quan trọng ở đây, một yếu tố khác trở nên quan trọng - động cơ phải có thời gian để tạo ra nó. Đó là, quyền lực được đặt lên hàng đầu. Điều này có thể được điều chỉnh không chỉ bằng tỷ số truyền trong hộp số mà còn bằng cách tăng tốc độ động cơ.
Ở đây thích hợp để thu hồi động cơ ô tô hoặc mô tô đua. Do khối lượng làm việc tương đối nhỏ, chúng không thể phát triển mô-men xoắn kỷ lục, nhưng khả năng quay lên đến 15 nghìn vòng / phút trở lên cho phép chúng mang lại sức mạnh tuyệt vời. Ví dụ, nếu một động cơ thông thường ở tốc độ 4000 vòng / phút cung cấp 250 N ∙ m và tương ứng là khoảng 143 mã lực, thì ở tốc độ 18000 vòng / phút, nó đã có thể tạo ra 640,76 mã lực. Thật ấn tượng phải không? Một điều nữa là các công nghệ "dân sự" không phải lúc nào cũng thành công trong việc đạt được điều này.
Và, nhân tiện, về mặt này, gần với hiệu suất lý tưởng có động cơ điện. Họ phát triển "Newton mét" tối đa ngay từ đầu, và sau đó đường cong mô-men xoắn giảm dần khi số vòng quay tăng dần. Đồng thời, đồ thị lũy thừa tăng dần.
Động cơ Công thức 1 hiện đại có thể tích khiêm tốn 1,6 lít và mô-men xoắn tương đối thấp. Nhưng do tăng áp, và quan trọng nhất - khả năng quay tới 15.000 vòng / phút, chúng tạo ra khoảng 600 mã lực. Ngoài ra, các kỹ sư đã tích hợp một cách thông minh vào đơn vị năng lượng một động cơ điện, ở một số chế độ nhất định có thể thêm 160 "ngựa" khác. Vì vậy, công nghệ hybrid có thể hoạt động không chỉ cho nền kinh tế Tôi nghĩ rằng bạn đã hiểu rõ - trong các đặc tính của một chiếc ô tô, không chỉ giá trị tối đa của công suất và mô-men xoắn là quan trọng, mà còn phụ thuộc vào vòng tua máy. Đó là lý do tại sao các nhà báo rất thích lặp lại từ “kệ” - ví dụ, khi động cơ tạo ra lực đẩy cực đại không phải tại một điểm, mà trong khoảng từ 1500 đến 4500 vòng / phút. Rốt cuộc, nếu có dự trữ mô-men xoắn, công suất cũng có khả năng là đủ.
Nhưng vẫn là chỉ báo tốt nhất về "chất lượng" (hãy gọi nó như vậy) động cơ xe - độ đàn hồi của nó, tức là khả năng lấy động lượng khi chịu tải. Ví dụ, nó được thể hiện trong khả năng tăng tốc từ 60 đến 100 km / h ở số thứ tư hoặc từ 80 đến 120 km / h ở số thứ năm - đây là những bài kiểm tra tiêu chuẩn trong ngành ô tô. Và có thể xảy ra trường hợp một số động cơ turbo hiện đại với lực đẩy cao ở vòng tua thấp và mô-men xoắn rộng mang lại cảm giác động lực học tuyệt vời trong thành phố, nhưng trên đường cao tốc khi vượt sẽ kém hơn loại hút khí cổ với nhiều hơn đặc điểm thuận lợi không chỉ khoảnh khắc, mà còn cả sức mạnh ...
5 (100%) bình chọn 2Thêm: 29/04/2005
Công suất động cơ là chỉ số chính để đánh giá phương tiện và đặc điểm hoạt động của nó. Ở một số nước, chỉ số này cũng được sử dụng để tính thuế và chi phí bảo hiểm.
Thật không may, các chỉ số công suất động cơ được sử dụng trong thông lệ quốc tế trong nhiều trường hợp không thể so sánh trực tiếp với nhau, mặc dù có sự phụ thuộc rõ ràng giữa các đơn vị đo lường riêng lẻ, ví dụ:
Và mặc dù kilowatt đã được thiết lập khá vững chắc, công suất vẫn tiếp tục được xác định theo các tiêu chuẩn và hướng dẫn thử nghiệm khác nhau. Dưới đây là các tổ chức đã phát triển các phương pháp đo công suất động cơ. Một số phương pháp đo lường đã bị loại bỏ một phần để đạt được sự hài hòa tốt nhất có thể trong lĩnh vực này.
DIN - Viện tiêu chuẩn hóa Đức
ECE - Ủy ban Kinh tế Liên hợp quốc về Châu Âu, UNECE
EG - Cộng đồng Kinh tế Châu Âu, EEC
ISO - Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế, ISO
JIS - Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản
SAE - Hiệp hội kỹ sư ngành công nghiệp ô tô (HOA KỲ)
Về nguyên tắc, công suất động cơ (P) được tính từ mômen động cơ (Ma) và tốc độ động cơ (n):
Mômen động cơ (Ma) được biểu thị bằng lực (P), tác dụng lên cánh tay đòn (I):
P \u003d F × I × n
Để xác định công suất động cơ, các chỉ số này được đo trên băng ghế, chứ không phải trên xe, sử dụng phanh thủy lực hoặc máy phát điện. Điều này chuyển đổi công do động cơ thực hiện thành nhiệt. Để xác định đặc tính công suất của động cơ khi đầy tải, người ta thường thực hiện các phép đo sau 250 - 500 vòng / phút.
Trong trường hợp này, cần phân biệt hai phương pháp xác định công suất:
Nguồn điện ròng,
hay thật
Động cơ đang thử nghiệm được trang bị tất cả các bộ phận phụ trợ cần thiết cho hoạt động của xe - máy phát điện, bộ giảm thanh, quạt, v.v.
Tổng công suất,
hoặc "quyền lực phòng thí nghiệm" (băng ghế dự bị)
Động cơ được thử nghiệm không được trang bị tất cả các bộ phận phụ trợ cần thiết cho hoạt động của xe. Sức mạnh này tương ứng với hệ thống SAE trước đó; tổng công suất cao hơn 10–20% so với công suất thực.
Trong cả hai trường hợp, nó được gọi là "công suất hiệu quả":
R eff - đo công suất động cơ đã lắp đặt
P priv \u003d P zff × K
P priv - giảm công suất hoặc được tính toán lại cho một trạng thái tham chiếu nhất định
К - hệ số hiệu chỉnh.
Trạng thái tham chiếu
Do mật độ không khí khác nhau (do áp suất khí quyển, nhiệt độ và độ ẩm), không khí do động cơ hút vào “nặng hơn hoặc nhẹ hơn”, trong khi lượng hỗn hợp nhiên liệu-không khí đi vào động cơ sẽ nhiều hơn hoặc ít hơn. Do đó, công suất động cơ đo được sẽ cao hơn hoặc thấp hơn.
Các thay đổi về điều kiện khí quyển trong quá trình thử nghiệm được tính đến bằng hệ số hiệu chỉnh, chuyển đổi công suất đo được sang trạng thái chuẩn xác định. Ví dụ, công suất động cơ giảm khoảng 1% cho mỗi lần tăng độ cao 100 m và độ cao 100 m tương ứng với áp suất khí quyển xấp xỉ 8 mbar.
Các tiêu chuẩn và hướng dẫn thử nghiệm khác nhau cung cấp các trạng thái và phương pháp tham chiếu khác nhau để chuyển đổi công suất đo được trong điều kiện khí quyển thực tế tại thời điểm thử nghiệm:
|
Tiêu chuẩn DIN 70020 |
Tiêu chuẩn EEC 80/1269 (88/195) |
|
|
1013 / P × căn bậc hai (273 + t / 293) |
(99 / P s) 1,2 × (T / 198) 0,6 |
P - áp suất khí quyển
P s - áp suất không khí trong thời tiết khô (trừ áp suất riêng phần của hơi nước)
t - nhiệt độ, С °
T - nhiệt độ, K
Nhưng việc tính toán lại này chỉ được chấp nhận đối với động cơ đốt trong đánh lửa bằng tia lửa điện (xăng). Các công thức phức tạp hơn được sử dụng cho động cơ diesel. Công suất động cơ DIN nhỏ hơn 1-3% so với công suất chuyển đổi EEC hoặc ISO / UNECE do các phương pháp tính toán khác nhau cho các hệ số hiệu chỉnh. Trước đây, sự khác biệt đáng kể về các chỉ số công suất theo tiêu chuẩn JIS hoặc SAE của Nhật Bản so với tiêu chuẩn DIN của Đức là do việc sử dụng tổng công suất hoặc dạng hỗn hợp của công suất tổng / ròng.
Tuy nhiên, các tiêu chuẩn hiện đại hiện nay ngày càng phù hợp với tiêu chuẩn ISO 1585 sửa đổi (công suất ròng), do đó sự khác biệt đáng kể trước đây (lên đến 25%) không còn gặp phải.
Nguồn: Catalog "Car-Review"
|
||||||||||||
|
