Расчет мощности двигателя

Мощность – важный технический параметр двигателя внутреннего сгорания. Это влияет на динамику ускорения, максимальную скорость и эластичность двигателя. Это также влияет на размер транспортного налога, который обязан платить практически каждый автомобилист.

Чтобы узнать мощность вашего двигателя, вам понадобятся специальные формулы и методы расчета. Калькулятор мощности двигателя автомобиля, приведенный ниже в нашей статье, также может вам помочь.

Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы

Некоторым людям нужно рассчитать лошадиные силы двигателя, чтобы рассчитать налог на машину. Для некоторых важно рассчитать мощность двигателя компрессора самостоятельно. Для некоторых, важно знать точную лошадиную силу автомобиля, чтобы проверить ее на соответствие заявленным лошадиным силам. В целом, расчет мощности и выбор двигателя – два неразрывных процесса.

Это не единственные причины, по которым автомобилисты пытаются самостоятельно рассчитать мощность двигателя своих автомобилей. Довольно сложно сделать это, не имея необходимых формул для расчета. Они будут приведены в этой статье, чтобы каждый автолюбитель мог сам рассчитать, насколько реальна мощность двигателя его автомобиля.

мотор автомобиля

Введение

Существует как минимум четыре общепринятых метода расчета мощности двигателя внутреннего сгорания. В этих методах используются следующие параметры моторного блока:

  1. Оборот.
  2. Громкость.
  3. Пара.
  4. Фактическое давление внутри камеры сгорания.

Для расчетов также необходимо знать вес автомобиля и время разгона при 100 км/ч.

Каждая из приведенных ниже формул расчета мощности двигателя имеет определенный предел погрешности и не может дать 100% точный результат. Это всегда следует учитывать при анализе полученных данных.

Если рассчитать мощность по всем формулам, которые будут описаны в статье, то можно найти среднее значение реальной мощности двигателя, а несоответствие с реальным результатом будет не более 10%.

Если пренебречь различными научными тонкостями, связанными с определением технических понятий, то можно сказать, что мощность – это энергия, вырабатываемая двигательным агрегатом и преобразуемая в крутящий момент на валу. При этом мощность является переменной величиной, а ее максимальное значение достигается при определенной частоте вращения вала (указывается в паспортных данных).

В современных двигателях внутреннего сгорания максимальная мощность достигается при 5,5-6,6 тыс. об/мин. Она наблюдается при наибольшем значении среднего эффективного давления в цилиндрах. Значение этого давления зависит от следующих параметров:

  • качество топливной смеси;
  • полнота сгорания;
  • утечка топлива.

Мощность, как физическая величина, измеряется в ваттах, а в автомобильной промышленности – в лошадиных силах. Расчеты, описанные в методах, приведенных ниже, дадут результаты в киловаттах, затем их нужно будет преобразовать в лошадиные силы с помощью специального калькулятора.

мотор автомобиля

Мощность через крутящий момент

Одним из способов расчета мощности является определение соотношения между крутящим моментом двигателя и числом оборотов в минуту.

Любой крутящий момент в физике является результатом действия силы на его плечо. Крутящий момент – это продукт силы, которую двигатель может развить для преодоления сопротивления нагрузки, умноженной на плечо его применения. Именно этот параметр определяет скорость, при которой двигатель достигает максимальной мощности.

Крутящий момент можно определить как отношение произведения рабочего объема к среднему действующему давлению в камере сгорания и 0,12566 (постоянное):

  • M = (V рабочий * P КПД)/0,12566, где V рабочий – объем двигателя [л], P КПД – эффективное давление в камере сгорания [бар].

Частота вращения двигателя описывает частоту вращения вала двигателя.

Используя значения крутящего момента и числа оборотов двигателя, можно рассчитать мощность двигателя по следующей формуле:

  • P = (M * n)/9549, где M – вращающий момент [Нм], n – частота вращения вала [об/мин], 9549 – соотношение сторон.

Расчетная мощность измеряется в киловаттах. Для преобразования вычисленного значения в лошадиную силу умножьте результат на коэффициент пропорциональности 1,36.

Этот метод расчета состоит из использования только двух элементарных формул, поэтому он считается одним из самых простых. Однако это можно сделать еще проще и использовать онлайн-калькулятор, где необходимо ввести некоторые данные об автомобиле и его двигательном агрегате.

Стоит отметить, что эта формула расчета мощности двигателя позволяет рассчитать только ту мощность, которая выходит из двигателя, а не ту, которая фактически достигает колес автомобиля. Какая разница? В то время как мощность (если думать о ней как о потоке) достигает колес, она испытывает потери, например, в случае передачи. Боковые потребители, такие как кондиционер или генератор переменного тока, также играют определенную роль. Нельзя упускать из виду потери при переливе, сопротивление качению и сопротивление волоку.

Этот недостаток частично компенсируется использованием других формул расчета.

внутренняя структура силовой установки машины

Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы

Мощность двигателя – это энергия, которая вырабатывается внутри двигателя внутреннего сгорания во время его работы. Этот индикатор очень важен для любого автомобиля, и многие водители руководствуются им при выборе автомобиля. Это может быть определено различными способами. Давайте перечислим основные методы:

  • Сквозь обороты и крутящий момент.
  • Для тома ICE.
  • На воздушном потоке.
  • По весу и времени разгона до 60 миль в час.
  • С точки зрения производительности впрыскивающих форсунок.

Первичной единицей измерения мощности являются ватты, но иногда они выражаются в лошадиных силах. Между этими устройствами существует простая корреляция, поэтому при необходимости лошадиные силы могут быть легко преобразованы в ватты (и наоборот).

В нашей статье мы рассмотрим основные формулы определения лошадиных сил и научимся преобразовывать лошадиные силы в ватты.

Расчет через крутящий момент

Этот метод расчета является базовым. Для измерения мощности необходимо знать два технических параметра: крутящий момент и скорость двигателя. Поэтому расчет выполняется в два этапа.

торк-мотор

Что такое крутящий момент

Крутящий момент – это сила, прилагаемая к твердому телу при вращении. Чем выше он будет, тем мощнее будет двигатель вашего автомобиля. Для расчета крутящего момента используется следующая формула:

KM = (O x E)/0.0126

Формулу можно расшифровать следующим образом:

  • КМ – это крутящий момент.
  • O – это общий объем двигателя, выраженный в литрах.
  • E – это давление в камере сгорания, выраженное в МПа.
  • 0,0126 – поправочный коэффициент.

Как высчитываются обороты двигателя

Для расчета рабочей мощности необходим не только крутящий момент, но и обороты двигателя. Проще говоря, обороты – это скорость вращения коленчатого вала. Опять же, корреляция прямая: чем выше обороты, тем мощнее и продуктивнее будет ваш автомобиль.

расчёт мощности двигателя

Для вычисления мощности через оборот используется следующая формула:

M = (KM x OD)/9549

  • KM – это крутящий момент (формула его расчета приведена в предыдущем параграфе).
  • OD – число оборотов двигателя (выражается в количестве оборотов в секунду).
  • 9549 – это поправочный коэффициент.

Пожалуйста, обратите внимание, что эта формула подходит для расчёт максимальной мощности двигателя.

К сожалению, при работающем двигателе внутреннего сгорания часть мощности “съедается” некоторыми элементами автомобиля (трансмиссия, раздаточная коробка, кондиционер и т.д.).

Итак, на самом деле, фактическое измерение мощности двигателя будет на 10-15% меньше в зависимости от типа транспортного средства и характера его эксплуатации на данный момент.

 

Расчет мощности по объему двигателя

Внимательный читатель, вероятно, заметил, что первая формула может быть заменена непосредственно на вторую для упрощения расчетов. Сила в этом случае может быть выражена следующим образом:

M = (KM x OD)/9549 = (O x L x OD)/(9549 x 0,0126) = (O x L x OD)/120,3.

Интерпретация этой формулы будет стандартной:

  • О – объем двигателя.
  • Е – давление в камере сгорания.
  • OD – революции.
  • 120,3 – это новый поправочный коэффициент.

Обратите внимание, что давление в камере сгорания (переменная D) в случае стандартного бензинового двигателя обычно находится между 0,8-0,85 МПа. В случае с модернизированным двигателем, эта цифра будет 0,9 МПав случае с дизельным двигателем. 1-2 МПа.

Расчет по расходу воздуха

Если автомобиль оборудован бортовым компьютером и вспомогательными датчиками, можно также определить выходную мощность по расходу воздуха.

мощность двигателя на расход воздуха

Это делается следующим образом:

  1. Поместите автомобиль на платформу для установки шин, надежно закрепите автомобиль и проверьте его надежность.
  2. Запустите двигатель и разгоните автомобиль до 5,5-6 тыс. об/мин. Определите расход воздуха с помощью бортового компьютера.
  3. Рассчитайте конечную мощность по следующей формуле: M = RV x 0,243. RV – это расход воздуха, а 0,243 – поправочный коэффициент.

Расчет по массе и времени разгона от нуля до сотни

Также можно определить, как измеряется мощность двигателя по общему весу автомобиля и времени его разгона до 100 километров в час. К сожалению, у этого способа есть большой недостаток – конечная формула достаточно сложна и может сильно варьироваться в зависимости от технических характеристик автомобиля (типа езды, характера трансмиссии и т.д.).

Оптимальный алгоритм действия:

  1. Ускорьте ваш автомобиль с 0 до 60 километров в час. Определите время разгона любым удобным способом (обычно это делается с помощью бортового компьютера).
  2. Узнайте вес Вашей машины – это можно сделать с помощью одного и того же бортового компьютера, технической документации и так далее.
  3. Используйте наш калькулятор – введите вес и время разгона, выберите тип привода, укажите передачу.

Расчет по производительности форсунок

Форсунки – это части форсунок, которые подают топливо на цилиндры двигателя. Характер работы инжектора напрямую влияет на формат работы двигателя, поэтому вы можете рассчитать мощность двигателя по мощности инжектора.

Для расчетов используется следующая сложная формула:

M = (PF x KF x KZ)/(TT x TD)

  • PF – емкость 1 инжектора. Этот параметр обычно указывается в технической документации двигателя (хотя в случае нового автомобиля эту информацию можно получить с бортового компьютера).
  • KF – это количество насадок. Этот параметр также может быть получен из технической документации или из бортового компьютера.
  • KZ является коэффициентом нагрузки инжектора. Для большинства автомобилей этот параметр равен 0,75-0,8.
  • ТТ – вид топливной смеси. Для бензинов высокой чистоты этот коэффициент обычно составляет 12-13.
  • TD – это тип двигателя. Для атмосферного двигателя этот параметр равен 0,4-0,5, для турбодвигателя – 0,6-0,7.

Эта методика расчета достаточно неточна, так как формула содержит множество поправочных коэффициентов, многие из которых неточно выражены численно. Поэтому фактическая мощность может отличаться от мощности формулы. 10-15% (это, однако, небольшая погрешность).

Расчет по лошадиным силам

Если вы знаете количество лошадиных сил вашего двигателя, вы можете легко узнать и рассчитать лошадиные силы вашего двигателя. Для вычисления используется простая формула:

M = M(LS) x 0.735

Это то, что он олицетворяет:

  • M(HP) – мощность двигателя внутреннего сгорания, выраженная в лошадиных силах.
  • 0,735 – это поправочный коэффициент, на который вы должны умножить число ваших “лошадей”.

Чему равна лошадиная сила в машине

1 лошадиная сила – 0,7355 Вт.. Подобная единица измерения была изобретена Джеймсом Ваттом в 1789 году для расчета мощности паровых двигателей. Такое необычное название имеет интересную историю: чтобы продемонстрировать преимущества использования своего паровоза, Джеймс Ватт провел эксперимент, в котором паровоз “соревновался” с лошадью в подъеме тяжестей на большую высоту.

Эксперимент показал, что паровоз “сильнее” лошади в 4 раза, а название “лошадиная сила” вошло в инженерное дело как единица измерения.

Be the first to comment on "Расчет мощности двигателя"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*