כיצד למדוד את המומנט (מומנט) של המכונית שלך

המומנט פרופורציונלי לכוחות סוס ומשתנה בהתאם לרכב ולתכונותיו. גודל הגלגל ויחס ההילוכים משפיעים על המומנט.

בין אם אתה קונה מכונית חדשה או בונה מוט חם במוסך שלך, שני גורמים נכנסים לתמונה בעת קביעת ביצועי המנוע: כוח סוס ומומנט. אם אתה כמו רוב מכונאי עשה זאת בעצמך או חובבי מכוניות, כנראה שאתה מבין היטב את הקשר בין כוחות סוס ומומנט, אבל אולי אתה מתקשה להבין איך משיגים את המספרים האלה של "פאונד קילו". תאמינו או לא, זה בעצם לא כל כך קשה.

לפני שניכנס לפרטים הטכניים, בואו נפרק כמה עובדות והגדרות פשוטות שיעזרו לכם להבין מדוע גם כוח סוס וגם מומנט הם גורמים חשובים שיש לקחת בחשבון. עלינו להתחיל בהגדרת שלושת המרכיבים של מדידת ביצועי מנוע בעירה פנימית: מהירות, מומנט והספק.

חלק 1 מתוך 4: הבנת כיצד מהירות מנוע, מומנט והספק משפיעים על הביצועים הכוללים

במאמר שפורסם לאחרונה במגזין הוט רוד, אחת התעלומות הגדולות ביותר של ביצועי המנוע נפתרה לבסוף על ידי חזרה ליסודות של איך כוח נחשב בפועל. רוב האנשים חושבים שדינמומטרים (מדדי מנוע) נועדו למדוד כוח סוס של מנוע.

למעשה, דינמומטרים אינם מודדים כוח, אלא מומנט. נתון מומנט זה מוכפל בסל"ד שבו הוא נמדד ולאחר מכן מחולק ב-5,252 כדי לקבל את נתון ההספק.

במשך למעלה מ-50 שנה, הדינמומטרים המשמשים למדידת מומנט מנוע וסל"ד פשוט לא יכלו להתמודד עם ההספק הגבוה שהמנועים הללו יצרו. למעשה, צילינדר אחד על אותו Hemis בוער ניטרו בגודל 500 אינץ' מעוקב מייצר בערך 800 פאונד של דחף דרך צינור פליטה יחיד.

כל המנועים, בין אם מנועי בעירה פנימית או חשמליים, פועלים במהירויות שונות. לרוב, ככל שמנוע משלים מהר יותר את מהלך הכוח או מחזור הכוח שלו, כך הוא מפיק יותר כוח. כאשר מדובר במנוע בעירה פנימית, ישנם שלושה אלמנטים המשפיעים על הביצועים הכוללים שלו: מהירות, מומנט והספק.

המהירות נקבעת לפי כמה מהר המנוע עושה את עבודתו. כאשר אנו מיישמים מהירות מנוע על מספר או יחידה, אנו מודדים את מהירות המנוע בסיבובים לדקה או בסל"ד. ה"עבודה" שמנוע עושה היא הכוח המופעל על פני מרחק מדיד. מומנט מוגדר כסוג מיוחד של עבודה המייצרת סיבוב. זה מתרחש כאשר מופעל כוח על הרדיוס (או, עבור מנוע בעירה פנימית, גלגל התנופה) והוא נמדד בדרך כלל ב-foot-pounds.

כוח סוס הוא המהירות שבה מתבצעת העבודה. בימים עברו, אם היה צורך להזיז חפצים, אנשים השתמשו בדרך כלל בסוס כדי לעשות זאת. ההערכה היא שסוס אחד יכול לנוע במהירות של כ-33,000 רגל בדקה. מכאן מגיע המונח "כוח סוס". בניגוד למהירות ומומנט, ניתן למדוד כוח סוס במספר יחידות, כולל: 1 כ"ס = 746 W, 1 כ"ס = 2,545 BTU ו-1 כ"ס = 1,055 ג'אול.

שלושת האלמנטים הללו פועלים יחד כדי לייצר כוח מנוע. מכיוון שהמומנט נשאר קבוע, המהירות והכוח נשארים פרופורציונליים. עם זאת, ככל שמהירות המנוע עולה, ההספק גדל גם כדי לשמור על המומנט קבוע. עם זאת, אנשים רבים מבולבלים לגבי האופן שבו מומנט והספק משפיעים על מהירות המנוע. במילים פשוטות, ככל שהמומנט וההספק גדלים, כך גם מהירות המנוע עולה. גם ההיפך נכון: ככל שהמומנט וההספק יורדים, כך יורדת מהירות המנוע.

חלק 2 מתוך 4: כיצד מנועים מתוכננים עבור מומנט מרבי

ניתן לשנות מנוע בעירה פנימית מודרני כדי להגדיל את ההספק או המומנט על ידי שינוי הגודל או האורך של המוט המחבר והגדלת הקדח או הקדח של הצילינדר. זה מכונה לעתים קרובות היחס בין הקדום לשבץ.

מומנט נמדד במטר ניוטון. במילים פשוטות, זה אומר שהמומנט נמדד בתנועה מעגלית של 360 מעלות. הדוגמה שלנו משתמשת בשני מנועים זהים עם אותו קוטר קדח (או קוטר גליל בעירה). עם זאת, לאחד משני המנועים יש "מהלך" ארוך יותר (או עומק צילינדר שנוצר על ידי המוט המחבר הארוך יותר). למנוע מהלך ארוך יותר יש תנועה לינארית יותר כשהוא מסתובב דרך תא הבעירה ויש לו יותר מינוף כדי לבצע את אותה משימה.

מומנט נמדד בפאונד-רגל, או כמה "מומנט" מופעל כדי להשלים משימה. לדוגמה, דמיינו שאתם מנסים לשחרר בורג חלוד. נניח שיש לך שני מפתחי צינור שונים, אחד באורך 2 רגל והשני באורך מטר אחד. בהנחה שאתה מפעיל את אותה כמות כוח (לחץ של 1 ק"ג במקרה זה), אתה למעשה מפעיל 50 ק"ג של מומנט עבור מפתח ברגים של שני רגל (100 על 50) ורק 2 ק"ג. מומנט (50 x 1) עם מפתח ברגים רגל יחיד. איזה מפתח ברגים יעזור לך להתיר את הבורג ביתר קלות? התשובה פשוטה - זה עם יותר מומנט.

מהנדסים מפתחים מנוע המספק יחס מומנט-כוח סוס גבוה יותר עבור כלי רכב שזקוקים ל"כוח" נוסף כדי להאיץ או לטפס. בדרך כלל אתה רואה נתוני מומנט גבוהים יותר עבור כלי רכב כבדים המשמשים לגרירה או מנועים בעלי ביצועים גבוהים שבהם התאוצה היא קריטית (כגון בדוגמה של NHRA Top Fuel Engine לעיל).

זו הסיבה שיצרני רכב מדגישים לעתים קרובות את הפוטנציאל של מנועי מומנט גבוה במודעות למשאיות. ניתן להגדיל את מומנט המנוע גם על ידי שינוי תזמון ההצתה, התאמת תערובת הדלק/אוויר, ואפילו הגדלת מומנט התפוקה בתרחישים מסוימים.

חלק 3 מתוך 4: הבנת משתנים אחרים המשפיעים על מומנט מנוע כללי

כשמדובר במדידת מומנט, ישנם שלושה משתנים ייחודיים שיש לקחת בחשבון במנוע בעירה פנימית:

כוח שנוצר בסל"ד ספציפי: זהו הספק המנוע המרבי שנוצר בסל"ד נתון. כשהמנוע מאיץ, יש עקומת סל"ד או כוח סוס. ככל שמהירות המנוע עולה, גם ההספק גדל עד שהוא מגיע לרמה המקסימלית.

מרחק: זהו אורך המהלך של המוט המחבר: ככל שהמהלך ארוך יותר, כך נוצר יותר מומנט, כפי שהסברנו לעיל.

קבוע מומנט: זהו מספר מתמטי שמוקצה לכל המנועים, 5252 או סל"ד קבוע שבו ההספק והמומנט מאוזנים. המספר 5252 נגזר מהתצפית שכוח סוס אחד שווה ערך ל-150 פאונד בנסיעה של 220 רגל בדקה אחת. כדי לבטא זאת ב-foot-pounds של מומנט, ג'יימס וואט הציג את הנוסחה המתמטית שהמציאה את מנוע הקיטור הראשון.

הנוסחה נראית כך:

בהנחה שכוח של 150 פאונד מופעל על רגל אחד של רדיוס (או עיגול שנמצא בתוך הצילינדר של מנוע בעירה פנימית, למשל), תצטרך להמיר זאת ל-Foot-Pound של מומנט.

220 פריימים לדקה צריך להיות אקסטרפולציה לסל"ד. כדי לעשות זאת, הכפל שני מספרי פאי (או 3.141593), השווה ל-6.283186 רגל. קח 220 רגל ונחלק ב-6.28 ונקבל 35.014 סל"ד לכל סיבוב.

קח 150 רגל והכפיל ב-35.014 ותקבל 5252.1, הקבוע שלנו שנספר ב-foot-pounds של מומנט.

חלק 4 מתוך 4: כיצד לחשב את מומנט המכונית

הנוסחה למומנט היא: מומנט = הספק מנוע x 5252, אשר מחולק לאחר מכן בסל"ד.

עם זאת, הבעיה במומנט היא שהוא נמדד בשני מקומות שונים: ישירות מהמנוע ועד לגלגלי ההינע. רכיבים מכניים אחרים שיכולים להגדיל או להקטין את דירוג המומנט בגלגלים כוללים: גודל גלגל תנופה, יחסי העברה, יחסי ציר הנעה והיקף צמיג/גלגל.

כדי לחשב את מומנט הגלגל, יש להכניס את כל האלמנטים הללו למשוואה שעדיף להשאיר לתוכנת המחשב הכלולה בספסל הבדיקה הדינמי. בציוד מסוג זה מניחים את הרכב על מתלה וגלגלי ההינע מונחים לצד שורת רולים. המנוע מחובר למחשב הקורא את מהירות המנוע, עקומת צריכת הדלק ויחסי ההילוכים. המספרים הללו נלקחים בחשבון עם מהירות הגלגל, תאוצה וסל"ד כאשר המכונית נוסעת על הדינו במשך פרק הזמן הרצוי.

חישוב מומנט המנוע הוא הרבה יותר קל לקבוע. על ידי ביצוע הנוסחה לעיל, מתברר כיצד מומנט המנוע פרופורציונלי להספק המנוע ולסל"ד, כפי שהוסבר בסעיף הראשון. באמצעות נוסחה זו, אתה יכול לקבוע את דירוגי המומנט והכוח סוס בכל נקודה בעקומת הסל"ד. על מנת לחשב מומנט, אתה צריך לקבל את נתוני הספק המנוע שסופקו על ידי יצרן המנוע.

מחשבון מומנט

יש אנשים שמשתמשים במחשבון המקוון המוצע על ידי MeasureSpeed.com, המחייב אותך להזין את דירוג הספק המנוע המרבי (שניתן על ידי היצרן או ממולא במהלך דינו מקצועי) ואת הסל"ד הרצוי.

אם אתה שם לב שקשה להאיץ את הביצועים של המנוע שלך ואין לו את הכוח שאתה חושב שצריך, בקש מאחד המכונאים המוסמכים של AvtoTachki לבצע בדיקה כדי לקבוע את מקור הבעיה.