ההבדל בין מומנט לעוצמה ...

ההבדל בין מומנט לכוח הוא שאלה שסקרנים רבים שואלים. וזה מובן, שכן שני הנתונים הללו הם מהנחקרים ביותר בדפי הנתונים הטכניים של המכוניות שלנו. אז יהיה מעניין להתעכב על זה, גם אם זה לא בהכרח יהיה הכי ברור...

קודם כל, הבה נבהיר כי בני הזוג מתבטאים ניוטון. מטר וכוח ב כוח סוס (כשאנחנו מדברים על מכונה, כי המדע והמתמטיקה משתמשים ואט)

האם זה באמת הבדל?

למעשה, לא יהיה קל להפריד בין שני המשתנים הללו, שכן הם קשורים זה לזה. זה כמו לשאול מה ההבדל בין לחם לקמח. זה לא הגיוני במיוחד, כי קמח הוא חלק מהלחם. עדיף להשוות בין מרכיבים זה לזה (למשל מים מול קמח בדוחק) מאשר להשוות מרכיב למוצר מוגמר.

בואו ננסה להסביר את כל זה, אך יחד עם זאת נבהיר שכל עזרה מצדכם (דרך התגובות בתחתית העמוד) תתקבל בברכה. ככל שיהיו יותר דרכים שונות להסביר זאת, כך משתמשי האינטרנט יבינו יותר את הקשר בין שני המושגים הללו.

כוח הוא תוצאה של זיווג (ניסוח קצת כבד, אני יודע היטב...) מהירות סיבוב.

מבחינה מתמטית, הדבר נותן את הדברים הבאים:

( π X Torque ב-Nm X Mode) / 1000/30 = הספק ב-kW (שמתורגם לכוחות סוס אם נרצה אחר כך לקבל "קונספט רכבי יותר").

כאן אנחנו מתחילים להבין שהשוואה ביניהם היא כמעט שטות.

לימוד עקומת המומנט / כוח

אין דבר טוב יותר ממנוע חשמלי כדי להבין היטב את הקשר בין מומנט לכוח, או ליתר דיוק כיצד יש קשר בין מומנט למהירות.

ראה עד כמה הגיונית עקומת המומנט של מנוע חשמלי, וזה הרבה יותר קל להבנה מאשר העקומה של מנוע חום. כאן אנו רואים שאנו מספקים מומנט קבוע ומקסימלי בתחילת המהפכה, מה שמגדיל את עקומת הכוח. באופן הגיוני, ככל שאפעיל יותר כוח על ציר מסתובב, כך הוא יסתובב מהר יותר (ולכן יותר כוח). מצד שני, ככל שהמומנט יורד (כשאני לוחץ פחות ופחות על הציר המסתובב, ממשיך ללחוץ בכל מקרה), עקומת הכוח מתחילה לרדת (למרות שמהירות הסיבוב ממשיכה לרדת). להגביר). בעיקרו של דבר, מומנט הוא "כוח התאוצה" והכוח הוא הסכום המשלב כוח זה ומהירות הסיבוב של החלק הנע (מהירות זוויתית).

האם בני הזוג מצליחים בכל זה?

יש אנשים שמשווים מנועים רק לפי המומנט שלהם או כמעט. למעשה זו אשליה ...

לדוגמה, אם אני משווה בין מנוע בנזין שמפתח 350 ננומטר ב-6000 סל"ד למנוע דיזל שמפתח 400 ננומטר ב-3000 סל"ד, אולי נחשוב שלדיזל יהיה עוצמת ההאצה הגדולה ביותר. טוב, לא, אבל נחזור להתחלה, העיקר כוח! יש להשתמש רק בכוח כדי להשוות בין מנועים (באופן אידיאלי עם עקומות... כי כוח שיא גבוה זה לא הכל!).

ואכן, בעוד שמומנט מציין רק מומנט מרבי, ההספק כולל מומנט ומהירות מנוע, כך שיש לנו את כל המידע (רק מומנט הוא אינדיקציה חלקית בלבד).

אם נחזור לדוגמא שלנו, אז נוכל לומר שהדיזל יכול להתגאות בו ולהוציא 400 ננומטר ב -3000 סל"ד. אך אל תשכח כי ב -6000 סל"ד הוא בהחלט לא יוכל לספק יותר מ -100 נ"מ (בואו נדלג על העובדה שהנפט לא יכול להגיע ל -6000 טון), בעוד שבנזין עדיין יכול לספק 350 ננומטר במהירות זו. בדוגמה זו אנו משווים מנוע דיזל של 200 כ"ס. עם מנוע בנזין 400 כ"ס (נתונים הנגזרים ממומנטים מצוטטים) בודדים עד כפולים.

אנו תמיד זוכרים שככל שאובייקט מסתובב מהר יותר (או זז קדימה) כך קשה יותר לגרום לו אפילו להעלות מהירות. לפיכך, מנוע המפתח מומנט משמעותי בסל"ד גבוה מראה שיש לו עוד יותר כוח ומשאבים!

הסבר בדוגמה

היה לי רעיון קטן לנסות להבין הכל, בתקווה שזה לא כל כך נורא. האם אי פעם ניסית לעצור מנוע חשמלי בעל הספק נמוך באצבעותיך (מאוורר קטן, מנוע חשמלי בערכת Mecano כשהיית קטן וכו').

הוא יכול להסתובב במהירות (נניח 240 סל"ד או 4 סיבובים לשנייה), נוכל לעצור אותו בקלות מבלי לפגוע בו הרבה (הוא מצליף מעט אם יש להבי מדחף). הסיבה לכך היא שהמומנט שלו אינו חשוב במיוחד ולכן ההספק שלו (זה חל על מנועים חשמליים קטנים לצעצועים ואביזרים קטנים אחרים).

מצד שני, אם באותה מהירות (240 סל"ד) אני לא יכול לעצור אותו, זה אומר שהמומנט שלו יהיה יותר, מה שיוביל גם ליותר כוח סופי (שניהם קשורים מתמטית, זה כמו כלי תקשורת). אבל המהירות נשארה זהה. אז, על ידי הגדלת מומנט המנוע, אני מגביר את כוחו, כי בערך

זוג

X

מהירות הסיבוב

= כּוֹחַ... (נוסחה שפשטה באופן שרירותי כדי לעזור להבין: פי וחלק מהמשתנים הנראים בנוסחה העליונה הוסרו)

אז, עבור אותו הספק נתון (נגיד 5W, אבל למי אכפת) אני יכול לקבל אחד מהשניים:

• מנוע שמסתובב לאט (למשל סיבוב אחד בשנייה) עם מומנט גבוה שיהיה קצת יותר קשה לעצור עם האצבעות (הוא לא רץ מהר, אבל המומנט הגבוה שלו נותן לו חוזק משמעותי)
• או מנוע שפועל ב-4 סל"ד אבל עם פחות מומנט. כאן, המומנט הנמוך מפוצה על ידי המהירות הגבוהה יותר, מה שמעניק לו אינרציה רבה יותר. אבל עצירה עם האצבעות תהיה קלה יותר למרות המהירות הגבוהה יותר.

הרי לשני מנועים יש אותו הספק, אך הם אינם פועלים אותו דבר (הכוח מגיע בדרכים שונות, אך הדוגמא לא מייצגת זאת במיוחד, מכיוון שהוא מוגבל למהירות נתונה. במכונית, המהירות משתנה כל הזמן, מה שמוליד את רגע עקומות הכוח והמומנט המפורסם). אחד מסתובב לאט והשני מסתובב מהר... זה הבדל קטן בין דיזל לבנזין.

ובגלל זה משאיות פועלות על סולר, כי לסולר יש מומנט גבוה, לרעת מהירות הסיבוב שלו (מהירות המנוע המרבית נמוכה בהרבה). אכן, יש צורך להיות מסוגל להתקדם, למרות נגרר כבד מאוד, מבלי לנזוף במנוע, כפי שקורה בבנזין (צריך לטפס על המגדלים ולשחק עם הקלאץ' בטירוף). הדיזל מעביר מומנט מרבי בסיבובים נמוכים, מה שמקל על הגרירה ומאפשר להמריא מרכב נייח.

הקשר בין הספק, מומנט ומהירות המנוע

להלן הקלט הטכני שמשתף שיתף בסעיף ההערות. נראה לי הגיוני להכניס את זה ישירות למאמר.

כדי לא לסבך את הבעיה בכמויות פיזיות:

כוח הוא תוצר של המומנט על גל הארכובה ומהירות גל הארכובה ברדיאנים/שנייה.

(זכור כי עבור 2 סיבובים של גל הארכובה ב-6.28 מעלות יש 1 * פי רדיאנים = 360 רדיאנים.

אז P = M * W

P -> הספק ב-[W]

M -> מומנט ב-[Nm] (מטר ניוטון)

W (אומגה) - מהירות זוויתית ברדיאנים / שניות W = 2 * Pi * F

עם Pi = 3.14159 ו- F = מהירות גל הארכובה ב t / s.

דוגמא מעשית

מומנט מנוע M: 210 ננומטר

מהירות מנוע: 3000 סל"ד -> תדר = 3000/60 = 50 סל"ד

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

Au סופי: P = M * W = 210 Nm * 314 רד / s = 65940 W = 65,94 קילוואט

המרה ל-CV (כוחות סוס) 1 כ"ס = 736 וואט

בקורות חיים אנו מקבלים 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(נזכיר שכוח סוס 1 הוא ההספק הממוצע של סוס שרץ ברציפות ללא עצירה (במכניקה, זה נקרא כוח מדורג).

אז כשמדברים על מכונית בהספק של 150 כ"ס, יש צורך להעלות את מהירות המנוע ל-6000 סל"ד עם מומנט שנשאר מוגבל או אפילו מופחת במעט ל-175 ננומטר.

בזכות תיבת ההילוכים שהיא ממיר מומנט והדיפרנציאל יש לנו עלייה במומנט של בערך פי 5.

לדוגמה, בהילוך 1, מומנט המנוע בגל הארכובה של 210 ננומטר ייתן 210 ננומטר * 5 = 1050 ננומטר בשולי גלגל חישור 30 ס"מ, זה ייתן כוח משיכה של 1050 ננומטר / 0.3 מ' = 3500 ננומטר. .

בפיזיקה F = m * a = 1 ק"ג * 9.81 מ' / s2 = 9.81 N (a = תאוצת כדור הארץ 9.81 מ' / s2 1G)

לפיכך, 1 N מתאים ל-1 ק"ג / 9.81 מ' / s2 = 0.102 ק"ג של כוח.

3500 N * 0.102 = 357 ק"ג כוח שדוחף את המכונית במעלה מדרון תלול.

אני מקווה שההסברים המעטים הללו מחזקים את הידע שלך במושגים של כוח ומומנט מכני.